Μυστηριώδεις μαγνητικοί παλμοί εντοπίστηκαν στον Άρη. Mysterious magnetic pulses discovered on Mars

Κατά τη νύχτα στον Άρη το μαγνητικό πεδίο του «Κόκκινου Πλανήτη» κάποιες φορές αρχίζει να πάλλεται με τρόπους που δεν είχαν παρατηρηθεί ποτέ στο παρελθόν- και το αίτιο είναι εντελώς άγνωστο. The InSight lander sits on the Martian surface in an illustration. Preliminary data from the lander's magnometer suggest that the red planet's magnetic field wobbles in inexplicable ways at night. ILLUSTRATION BY NASA

Κατά την διάρκεια της νύχτας στον Άρη το μαγνητικό πεδίο του κάποιες φορές αρχίζει να πάλλεται με τρόπους που δεν είχαν παρατηρηθεί ποτέ στο παρελθόν- και το αίτιο είναι εντελώς άγνωστο.

This is the first image snapped by InSight. It shows the expanse of Elysium Planitia, with dust from the landing still on the camera lens. (Picture: Nasa)

Όπως αναφέρει το National Geographic, πρόκειται για μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα ανακάλυψη του InSight της NASA, το οποίο προσεδαφίστηκε τον Νοέμβριο του 2018 και έκτοτε συλλέγει στοιχεία για την καλύτερη κατανόηση του πλανήτη. Σε μια σειρά παρουσιάσεων που έγιναν σε κοινή συνάντηση του European Planetary Science Congress και της American Astronomical Society, αρχικά δεδομένα δείχνουν πως κάτι περίεργο συμβαίνει με τους μαγνητικούς «μηχανισμούς» του Άρη.

Πέρα από τους ανεξήγητους παλμούς, τα δεδομένα του InSight δείχνουν πως o φλοιός του Άρη είναι πολύ ισχυρότερος μαγνητικά από ό,τι πιστευόταν ως τώρα. Επιπλέον, το σκάφος εντόπισε ένα περιέργως ηλεκτρικά αγώγιμο στρώμα, πάχους περίπου 4 χλμ, βαθιά κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη. Αν και είναι ακόμα νωρίς για να εξαχθούν συμπεράσματα με βεβαιότητα, υπάρχει περίπτωση το στρώμα αυτό να είναι ένα μεγάλο απόθεμα νερού σε υγρή μορφή.

Στη Γη, το εδαφικό νερό είναι πρακτικά μια «κρυμμένη θάλασσα», που είναι κλεισμένη σε άμμο, έδαφος και βράχους. Εάν κάτι τέτοιο διαπιστωθεί πως υπάρχει και στον Άρη, θα είναι ιδιαίτερα σημαντικό από πολλές απόψεις, και ειδικά όσον αφορά στις (πιθανές) δυνατότητές του να υποστηρίξει την παρουσία ζωής στο παρελθόν ή στο παρόν.

Η Γη έχει ένα μεγάλο μαγνητικό πεδίο χάρη στην περιστροφή και στην παρουσία υγρού στον εξώτερο πυρήνα της. Είναι γνωστό πως το πεδίο αυτό υπάρχει από πολύ παλιά, και ότι έχει υποστεί μεταβολές με το πέρασμα των γεωλογικών περιόδων, όπως προκύπτει από τη μελέτη συγκεκριμένων ορυκτών στον φλοιό του πλανήτη μας. Η ιστορία του μαγνητικού πεδίου του Άρη είναι αντίστοιχα «αποθηκευμένη» στον φλοιό του, κάτι που είχε διαπιστωθεί το 1997 χάρη στο Mars Global Surveyor.

The nighttime events are among initial results from the InSight lander, which also found hints that the red planet may host a global reservoir of liquid water deep below the surface. This view of Mars was taken by the Insight lander. (Provider: Nasa)

To μαγνητόμετρο του InSight, που ήταν το πρώτο που τοποθετήθηκε στην επιφάνεια του Άρη, έδωσε στους επιστήμονες τα καλύτερα στοιχεία μέχρι τώρα σχετικά με το μαγνητικό πεδίο του φλοιού- και αυτά προκάλεσαν έκπληξη, καθώς το μαγνητικό πεδίο κοντά στο σκάφος ήταν περίπου 20 φορές πιο ισχυρό από ό,τι αναμενόταν. Επίσης, διαπιστώθηκε πως το πεδίο κοντά στη θέση του InSight αναταρασσόταν σποραδικά. Οι παλμοί αυτοί είναι αναταράξεις στην ένταση ή την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, και δεν είναι εντελώς ασυνήθιστοι, καθώς συμβαίνουν στη Γη και έχουν παρατηρηθεί στον Άρη εξαιτίας δραστηριότητας της ατμόσφαιρας, ηλιακού ανέμου κ.α. Ωστόσο, μεγάλα ερωτηματικά δημιουργεί το «timing» τους: Συμβαίνουν τα μεσάνυχτα του Άρη, σαν να «ενεργοποιούνται» από κάποιο αόρατο χρονόμετρο. Αν και δεν έχει εξηγηθεί, υπάρχει μια θεωρία: Ο Άρης δεν έχει ισχυρό πλανητικό μαγνητικό πεδίο πλέον, ωστόσο περιβάλλεται από μια αδύναμη μαγνητική «φούσκα» που δημιουργείται καθώς ο ηλιακός άνεμος αλληλεπιδρά με τη λεπτή του ατμόσφαιρα. Η «φούσκα» αυτή συμπιέζεται με το μαγνητικό πεδίο του ηλιακού ανέμου, με αποτέλεσμα μέρος της «φούσκας» να παίρνει τη μορφή ουράς. Τα μεσάνυχτα, η θέση του InSight ευθυγραμμίζεται με αυτή την ουρά, και τότε η «ουρά» μπορεί να αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο της επιφάνειας, προκαλώντας το φαινόμενο.

Πηγές: https://meetingorganizer.copernicus.org/EPSC-DPS2019/EPSC-DPS2019-838-1.pdf?fbclid=IwAR3kdkJwwlMKm-86SaqqKNhScFntP_oBVSvMnCJQItTQYXGfGDrlrshwj24 - https://www.nationalgeographic.com/science/2019/09/mars-insight-feels-mysterious-magnetic-pulsations-at-midnight/ - https://www.naftemporiki.gr/story/1517555/mustiriodeis-magnitikoi-palmoi-entopistikan-ston-ari

Ήταν η Αφροδίτη κατοικήσιμη; Could Venus have been habitable?

Η κλιματική ιστορία ενός πλανήτη που έχει χαρακτηριστεί «αδελφή» της Γης. Venus may have been a temperate planet hosting liquid water for 2-3 billion years, until a dramatic transformation starting over 700 million years ago resurfaced around 80% of the planet. A study presented at the EPSC-DPS Joint Meeting 2019 by Michael Way of The Goddard Institute for Space Science gives a new view of Venus’s climatic history and may have implications for the habitability of exoplanets in similar orbits. Artist’s representation of Venus with water. Credit: NASA

Η Αφροδίτη μπορεί από πολλές απόψεις να μοιάζει με τη Γη- έχει μάλιστα χαρακτηριστεί «αδελφή» της Γης, εξαιτίας του παρόμοιου μεγέθους, μάζας, εγγύτητας στον Ήλιο κ.α.- αλλά από άλλες τόσες διαφέρει, καθώς η επιφάνειά της είναι, χωρίς υπερβολή, μια αφιλόξενη «κόλαση», με τρομακτική πίεση και θερμοκρασία στην επιφάνεια και πυκνά νέφη διοξειδίου του άνθρακα και διοξειδίου του θείου.

Ωστόσο, κάποτε μπορεί να ήταν πολύ πιο παρόμοια με τη Γη- σε βαθμό που μπορεί να ήταν κατοικήσιμη: Όπως αναφέρεται σε σχετική ανάρτηση στην ιστοσελίδα της Europlanet Society, νέα μελέτη, που παρουσιάστηκε στο EPSC-DPS Joint Meeting 2019 από τον Μάικλ Γουέι του Ινστιτούτου Διαστημικών Επιστημών Γκόνταρντ, πριν από 2 με 3 δισεκατομμύρια χρόνια η Αφροδίτη ίσως να ήταν ένας πλανήτης με πιο «λογικές» για τα δεδομένα μας θερμοκρασίες, με παρουσία νερού σε υγρή μορφή- μέχρι που, 700 εκατομμύρια χρόνια πριν, άρχισε μια διαδικασία μεταμόρφωσης που άλλαξε το 80% του πλανήτη.

While today Venus is a very inhospitable place with surface temperatures hot enough to melt lead, geological evidence, supported by computer model simulations, indicate it may have been much cooler billions of years ago and had an ocean, and so have been very similar to Earth. Credit: CC0 Public Domain

Πριν από 40 χρόνια, η αποστολή Pioneer Venus της NASA βρήκε ενδείξεις πως κάποτε η «αδελφή» της Γης ίσως να είχε έναν ρηχό ωκεανό. Για να εξετάσουν εάν η Αφροδίτη είχε ποτέ σταθερό κλίμα ικανό να υποστηρίξει την παρουσία νερού ο Γουέι και ο συνάδελφός του, Άντονι Ντελ Τζένιο, δημιούργησαν μια σειρά πέντε προσομοιώσεων που υπέθεταν διαφορετικά επίπεδα κάλυψης νερού.

Και στα πέντε σενάρια διαπιστώθηκε ότι η Αφροδίτη ήταν ικανή να διατηρεί σταθερές θερμοκρασίες μεταξύ ενός μεγίστου περίπου 50 βαθμών Κελσίου και ενός ελαχίστου περίπου 20 βαθμών για περίπου τρία δισεκατομμύρια χρόνια. Ένα τέτοιο κλίμα θα μπορούσε να είχε διατηρηθεί μέχρι και σήμερα εάν δεν είχε λάβει χώρα μια σειρά γεγονότων που προκάλεσαν απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα που ήταν κλεισμένο στους βράχους του πλανήτη περίπου 700-750 εκατομμύρια χρόνια πριν.

«Η θεωρία μας είναι ότι η Αφροδίτη μπορεί να είχε σταθερό κλίμα για δισεκατομμύρια χρόνια. Είναι πιθανόν το, πλανητικής έκτασης, συμβάν ανάδυσης του διοξειδίου να ευθύνεται για τη μετατροπή από ένα κλίμα σαν της Γης στην κόλαση που βλέπουμε σήμερα» είπε ο Γουέι.

Πηγές: https://www.europlanet-society.org/could-venus-have-been-habitable/ν - https://www.huffingtonpost.gr/entry/enas-planetes-san-te-ye-etan-e-afrodite-katoikesime_gr_5d8757dae4b0849d472a95a9

Αστροφυσικός εντόπισε 21 μυστηριώδη άστρα με ανεξήγητες διακυμάνσεις φωτεινότητας. 'Alien Megastructure' Star May Not Be So Special After All

Φαινόμενα αντίστοιχα του «Tabby's Star». More mysteriously dimming stars have been spotted. Study author Edward Schmidt, an astrophysicist at the University of Nebraska-Lincoln, suggests that he may have discovered more than a dozen stars like Boyajian's star. This artist's illustration depicts a hypothetical dust ring orbiting KIC 8462852, also known as Boyajian's Star or Tabby's Star. (Image: © NASA/JPL-Caltech)

H παρατήρηση ενός «περίεργου» φαινομένου στο άστρο KIC 8462852 (επονομαζόμενο και «Tabby’s Star», από την Ταμπίθα Μπογιατζιάν, την αστρονόμο που το εντόπισε) πριν από λίγα χρόνια (το 2015) είχε πυροδοτήσει σειρά έντονων συζητήσεων για το ενδεχόμενο ύπαρξης γιγαντιαίων τεχνητών δομών γύρω του, κατασκευασμένων από κάποιον προηγμένο εξωγήινο πολιτισμό. Το συγκεκριμένο άστρο παρουσίαζε ανεξήγητες διακυμάνσεις στη φωτεινότητά του, πυροδοτώντας θεωρίες περί ύπαρξης γιγαντιαίων εξωγήινων κατασκευών γύρω του, στο πλαίσιο ενός «Dyson Sphere» (ή έστω ενός ημιτελούς «Dyson Swarm»). 

An artist’s concept of a Dyson sphere, built by an advanced civilization to capture the energy of a star. Image via CapnHack, via energyphysics.wikispaces.com.

Τα «Dyson Spheres» (Σφαίρες του Ντάισον, από τον μαθηματικό Φρίμαν Ντάισον που είχε παρουσιάσει τη σχετική θεωρία) είναι θεωρητικές υπερ-κατασκευές κολοσσιαίων διαστάσεων, που αποτελούν στην ουσία κριτήριο για τη θέση στην οποία βρίσκεται ένας πολιτισμός στην κλίμακα Καρντάσεφ: Ένας προηγμένος πολιτισμός που βρίσκεται στη θέση 2 της κλίμακας αυτής έχει τη δυνατότητα να εκμεταλλεύεται το σύνολο της ενέργειας του άστρου του, περικλείοντάς το σε μια κολοσσιαίων διαστάσεων κατασκευή. Η προαναφερθείσα ανωμαλία (της μεταβαλλόμενης φωτεινότητας), όπως διαπιστώθηκε από δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Kepler, προκάλεσε θύελλα θεωριών, με πολλούς να «βλέπουν» την πρώτη σημαντική ένδειξη ύπαρξης προηγμένου εξωγήινου πολιτισμού, και ακόμα περισσότερους να απορρίπτουν αυτή την ερμηνεία ως εξωπραγματική.

Something massive, with roughly 1,000 times the area of Earth, is blocking the light coming from a distant star known as KIC 8462852, and nobody is quite sure what it is. As astronomer Tabetha Boyajian investigated this perplexing celestial object, a colleague suggested something unusual: Could it be an alien-built megastructure? Such an extraordinary idea would require extraordinary evidence. In this talk, Boyajian gives us a look at how scientists search for and test hypotheses when faced with the unknown.

Πλέον οι περισσότεροι αστρονόμοι θεωρούν πως το άστρο αυτό (πλέον αποκαλείται «Boyajian’s star», όπως σημειώνεται σε σχετικό δημοσίευμα του Space.com), λίγο μεγαλύτερο και θερμότερο από τον Ήλιο μας, σε απόσταση 1.480 ετών φωτός, μάλλον δεν περικλείεται από κάποια Σφαίρα του Ντάισον, αλλά το φαινόμενο οφείλεται σε νέφη σκόνης, κομμάτια κομητών κ.α. Παρόλα αυτά, το άστρο συνέχισε να προκαλεί ενδιαφέρον, καθώς το φαινόμενο αυτό δεν ήταν συνηθισμένο. Αυτό όμως ίσως να αλλάξει, όπως δείχνει η δουλειά του αστροφυσικού Έντουαρντ Σμιντ, του Πανεπιστημίου της Νεμπράσκα- Λίνκολν, ο οποίος εκτιμά πως ίσως να έχει εντοπίσει 21 τέτοια άστρα, που παρουσιάζουν αντίστοιχα φαινόμενα.

Όπως αναφέρεται σε σχετικό δημοσίευμα του Space.com, ο Σμιντ αναζήτησε άστρα με αντίστοιχα φαινόμενα με ειδικό λογισμικό, που έψαχνε περιπτώσεις διακύμανσης φωτός (αυξομείωσης φωτεινότητας) μεταξύ 14 εκατ. αντικειμένων που είχαν καταγραφεί στο πλαίσιο της Northern Sky Variable Survey (Απρίλιος 1999 – Μάρτιος 2000). Μετά εξέτασε περισσότερο τους πιο πολλά υποσχόμενους «υποψηφίους» χρησιμοποιώντας δεδομένα από το All-Sky Automated Survey for Supernovae, αποκλείοντας περιπτώσεις που μπορούσαν να έχουν «συμβατικές» εξηγήσεις. Εν τέλει, κατέληξε σε 21 άστρα με ασυνήθιστες διακυμάνσεις φωτός. Από αυτά τα 15 είχαν ρυθμούς αντίστοιχους αυτού του άστρου της Μπογιατζιάν και 6 είχαν ταχύτερους. «Αυτό που με εξέπληξε πιο πολύ ήταν τα άστρα που είχαν πολλές πτώσεις της φωτεινότητας, αυτά που αποκαλώ “rapid dippers”. Περίμενα πιο πολλές περιστασιακές πτώσεις, όπως στο άστρο της Μπογιατζιάν» είπε στο Space.com ο ερευνητής.

Περαιτέρω ανάλυση έδειξε πως επρόκειτο είτε για άστρα με περίπου την ίδια μάζα με τον ήλιο, ή κόκκινους γίγαντες, με τη διπλάσια. Άστρα με σποραδικές πτώσεις φωτεινότητας, όσο με συχνές φαίνονται να ανήκουν και στις δύο ομάδες, κάτι που, σύμφωνα με τον Σμιντ, ίσως υποδεικνύει πως μιλάμε για διαφορετικά επίπεδα του ίδιου μηχανισμού. Επίσης, ο επιστήμονας σημειώνει πως στη Northern Sky Variable Survey, όπου έψαξε για άστρα με φαινόμενα αντίστοιχα αυτού του άστρου της Μπογιατζιάν, το ίδιο το άστρο αυτό δεν είχε καταγραφεί να παρουσιάζει το φαινόμενο- κάτι που υποδεικνύει πως είναι εύκολο να παραβλεφθούν άστρα που μπορεί να σκοτεινιάζουν με αυτόν τον τρόπο, εάν εξετάζονται μόνο κατάλογοι με άστρα που παρατηρούνταν μόνο για μικρές χρονικές περιόδους.

Περαιτέρω ανάλυση δεδομένων από πιο πολλούς καταλόγους μπορεί να αποδώσει ακόμα περισσότερα άστρα, βοηθώντας στην εξήγηση του φαινομένου. «Σκοπεύω να προσπαθήσω να διερευνήσω περισσότερο τους rapid dippers» είπε ο Σμιντ. «Κάτι που αντιλήφθηκα για αυτούς είναι πως τουλάχιστον ένας φαινόταν να επιβραδύνει μέσα στα πέντε χρόνια κάλυψης που έχουμε. Θα ήταν ενδιαφέρον να βρούμε τι συνέβη στο παρελθόν του, που μπορεί να βοηθήσει να έχουμε μια καλύτερη ιδέα ως προς το τι συμβαίνει με αυτά τα άστρα».

Η έρευνα αυτή- και άλλες που αναμένεται να ακολουθήσουν στο συγκεκριμένο αντικείμενο- θεωρείται πως θα μπορούσε να εξηγήσει το μυστηριώδες φαινόμενο, διαπιστώνοντας εάν η αιτία του είναι φυσική- όπως πιστεύουν οι πιο πολλοί αστρονόμοι- ή εάν ισχύουν τα πιο «εξωτικά» σενάρια, που κάνουν λόγο για ύπαρξη γιγαντιαίων τεχνητών δομών προηγμένων εξωγήινων πολιτισμών.

Πηγές: A Search for Analogs of KIC 8462852 (Boyajian's ... – IOPscience -  https://www.space.com/alien-megastructure-mysteriously-dimming-stars.html - https://www.huffingtonpost.gr/entry/astrofesikos-entopise-21-mesteriode-astra-me-anexeyetes-diakemanseis-foteinotetas_gr_5d867105e4b070d468cd8cd4

Πραγματοποιήθηκε η «Κβαντική Υπεροχή»; Google researchers have reportedly achieved “quantum supremacy”

Για να επιτευχθεί η κβαντική υπεροχή, ένας κβαντικός υπολογιστής θα πρέπει να εκτελέσει οποιονδήποτε υπολογισμό τον οποίο, για όλους τους πρακτικούς σκοπούς, ένας κλασικός υπολογιστής δεν μπορεί. A new quantum computer from Google can reportedly do the impossible. Eric Lukero/Google

Σύμφωνα με τους Financial Times, μια δημοσίευση ερευνητών της Google υποστηρίζει πως κατάφεραν να πραγματοποιήσουν την Kβαντική Yπεροχή (Quantum Supremacy), να κατασκευάσουν δηλαδή έναν κβαντικό υπολογιστή που να εκτελεί υπολογισμoύς που ένας κλασικός υπολογιστής δεν μπορεί. Φαίνεται λοιπόν πως μάλλον ξεπεράστηκε το σημείο καμπής που αποτελεί ορόσημο στον τομέα της κβαντικής πληροφορικής.

Αν και αυτή η ανακοίνωση δεν είναι επίσημη, οι επιστήμονες και οι εμπειρογνώμονες της βιομηχανίας περίμεναν εδώ και καιρό η Google να κατασκευάσει έναν κβαντικό υπολογιστή ικανό να φτάσει σε αυτό το ορόσημο.

Close view of Quantum Components. In reaching quantum supremacy, Google has achieved a major technological milestone. But a golden age of quantum computing is not here yet. Getty Images

Τον Μάρτιο του 2018 η Goggle ανακοίνωσε την κατασκευή του κβαντικού επεξεργαστή Bristlecone [το όνομα από το πεύκο Bristlecone, το μακροβιότερο από οποιοδήποτε άλλο δέντρο] με 72-qubit. Σύμφωνα με τους Financial Times, ένας άλλος επεξεργαστής, ο επεξεργαστής 53 qubit Sycamore, πραγματοποίησε έναν πολύ δύσκολο υπολογισμό μέσα σε 3 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα. Για να κάνει τον ίδιο υπολογισμό ο κορυφαίος μέχρι σήμερα κλασικός υπερυπολογιστής Summit, θα χρειαζόταν 10.000 χρόνια.

Sabine Hossenfelder: Κβαντική υπεροχή. Τι είναι και ποια η σημασία της. Google is working on its first demonstration of quantum supremacy, in which a quantum computer outperforms a conventional computer. In this video I explain what quantum computers are good for, what quantum supremacy is and what it will mean. The current approaches to quantum computing are scientifically interesting, but the challenge to scaling them up to practically useful applications is formidable.

Δεν γνωρίζουμε προς το παρόν τίποτα για τις λεπτομέρειες αυτού του επιτεύγματος και κυρίως ό,τι αφορά την διόρθωση των κβαντικών σφαλμάτων, λόγω της αποσυμφώνησης (decoherence) που προκαλεί η αλληλεπίδραση του κβαντικού συστήματος με το περιβάλλον, την αχίλλειο πτέρνα των κβαντικών υπολογιστών.

Είναι πιθανό οι επιστήμονες να μην αποδεχτούν την ανακοίνωση της Google ως επιστημονικά ορθή. Περιμένουμε λοιπόν την επίσημη δημοσίευση των ερευνητών της Google και ελπίζουμε πως ο κριτής της εργασίας δεν θα είναι ο κλασικός υπερυπολογιστής Summit, γιατί θα πρέπει να περιμένουμε 10.000 χρόνια μέχρι να ελέγξει την απάντηση του κβαντικού υπολογιστή.

Πηγές: https://www.technologyreview.com/f/614416/google-researchers-have-reportedly-achieved-quantum-supremacy/ - https://gizmodo.com/google-says-its-achieved-quantum-supremacy-a-world-fir-1838299829 - https://physicsgg.me/2019/09/21/πραγματοποιήθηκε-η-κβαντική-υπεροχή/

Υλικά με… νεύρα. 'Soft tactile logic' tech distributes decision-making throughout stretchable material

«Αυτόνομα» υλικά δημιούργησαν επιστήμονες από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Καρολίνας ανοίγοντας τον δρόμο  για τη δημιουργία προσθετικών μελών τα οποία θα ανταποκρίνονται στο περιβάλλον. Inspired by octopuses, researchers have developed a structure that senses, computes and responds without any centralized processing—creating a device that is not quite a robot and not quite a computer, but has characteristics of both. The new technology holds promise for use in a variety of applications, from soft robotics to prosthetic devices. Credit: CC0 Public Domain

Υλικά τα οποία έχουν την ικανότητα να ανταποκρίνονται σε ερεθίσματα του περιβάλλοντος χωρίς να απαιτείται η διαμεσολάβηση ενός κεντρικού επεξεργαστή δημιούργησαν επιστήμονες από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας. Τα αποτελέσματα, τα οποία δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Communications», είναι ενθαρρυντικά για την κατασκευή υλικών και προσθετικών μελών ατόμων με κινητικά προβλήματα, τα οποία θα ανταποκρίνονται σε ερεθίσματα του περιβάλλοντος χωρίς να απαιτείται επεξεργαστής για τον έλεγχο της λειτουργίας τους.

Octopus (stock image). Credit: © Dario Spagnolo / Adobe Stock

Μάλιστα, οι επιστήμονες εμπνεύστηκαν τα «έξυπνα» αυτά υλικά από το νευρικό σύστημα του… χταποδιού. «Αποκαλούμε την τεχνική αυτή «τεχνολογία της αφής», και αναπτύξαμε μία σειρά από υλικά τα οποία είναι ικανά να παίρνουν αποφάσεις σε επίπεδο υλικού χωρίς να επαφίενται σε κάποιον κεντρικό επεξεργαστή» σημείωσε ο καθηγητής Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας Μάικλ Ντικέυ, συμπληρώνοντας ότι «εμπνευστήκαμε την τεχνολογία αυτή από τα χταπόδια, τα οποία παρόλο που διαθέτουν εγκέφαλο, έχουν επίσης ένα ευρύ δίκτυο νεύρων κατά μήκος των ποδιών τους». Όπως επισημαίνει ο καθηγητής, το εκτεταμένο αυτό δίκτυο νεύρων υποδηλώνει ότι τα πόδια των χταποδιών είναι πολύ πιθανό να κινούνται αυτόνομα, χωρίς τη διαμεσολάβηση του κεντρικού εγκεφάλου.

«Έξυπνη» σιλικόνη

Το νέο υλικό το οποίο δημιούργησαν οι ερευνητές είναι ένα μίγμα σιλικόνης, το οποίο περιέχει χρωστικές ουσίες που αλλάζουν χρώμα ανάλογα με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.  Στο μίγμα αυτό, οι ερευνητές χάραξαν ένα εκτεταμένο δίκτυο μικρών σωληνώσεων στο οποίο έχυσαν σίδηρο που παραμένει υγρός σε θερμοκρασία δωματίου. Όπως σημειώνουν οι ερευνητές στην δημοσίευσή τους, οι σωληνώσεις αυτές λειτουργούν ως νευρικό δίκτυο του υλικού. Το μίγμα αυτό διαπερνάται συνεχώς από ηλεκτρικό ρεύμα. Όταν ασκηθεί μία εξωτερική πίεση στη σιλικόνη, όπως παραδείγματος χάριν η πίεση από ένα δάκτυλο, η ηλεκτρική αντίσταση στο εσωτερικό της σιλικόνης αυξάνεται, προκαλώντας αύξηση της θερμοκρασίας του υλικού και ως εκ τούτου αλλαγή του χρώματος των χρωστικών ουσιών. Μετά τα αρχικά τους πειράματα, οι ερευνητές δημιούργησαν υλικά τα οποία με άσκηση εξωτερικής πίεσης μπορούσαν ακόμη και να… ανάψουν μία λάμπα.

Όπως σημειώνουν οι επιστήμονες, τα υλικά αυτά είναι πολύ ελπιδοφόρα για τη δημιουργία προσθετικών μελών για άτομα με κινητικά προβλήματα, τα οποία θα ανταποκρίνονται σε ερεθίσματα του εξωτερικού περιβάλλοντος, όπως για παράδειγμα η επαφή του ποδιού με το έδαφος.

Πηγές: Materials tactile logic via innervated soft thermochromic elastomers. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-12161-1 - https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190913080723.htm - https://www.tovima.gr/2019/09/20/science/ylika-me-neyra/

Υβριδικά βιορομπότ που κινούνται με μύες και νεύρα. Microscopic Biohybrid Robots Propelled by Muscles & Nerves Built by Researchers

Μαλακά ρομπότ τα οποία κινούνται χάρη σε νευρομυϊκούς ιστούς οι οποίοι ενεργοποιούνται όταν διεγείρονται από το φως ανέπτυξαν ερευνητές, κάνοντας ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της δημιουργίας αυτόνομων βιορομπότ. This is an artist rendering of a new generation of biobots — soft robotic devices powered by skeletal muscle tissue stimulated by on-board motor neurons. Credit: Graphic courtesy Michael Vincent

Μαλακά ρομπότ τα οποία κινούνται χάρη σε νευρομυϊκούς ιστούς οι οποίοι ενεργοποιούνται όταν διεγείρονται από το φως ανέπτυξαν ερευνητές, κάνοντας ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της δημιουργίας αυτόνομων βιορομπότ.

Το 2014 ερευνητικές ομάδες υπό τους Ταχέρ Σαΐφ και Ρασίντ Μπασίρ στο University of Illinois συνεργάστηκαν για την ανάπτυξη των πρώτων αυτοκινούμενων βιορομπότ που κινούνταν και κολυμπούσαν χάρη σε κύτταρα καρδιακών μυών από ποντίκια. Ωστόσο δεν ήταν σε θέση να αντιλαμβάνονται το περιβάλλον τους ή να λαμβάνουν αποφάσεις, σύμφωνα με τον Σαΐφ.

Σε νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences και της οποίας ηγήθηκε ο Σαΐφ, οι ερευνητές επιδεικνύουν μια νέα γενιά ρομπότ με δύο ουρές τα οποία κινούνται με σκελετικό μυϊκό ιστό, που διεγείρεται από κινητικούς νευρώνες. Οι νευρώνες αυτοί έχουν οπτογενετικές ιδιότητες: Όταν εκτίθενται στο φως, οι νευρώνες ενεργοποιούνται και ενεργοποιούν τους μύες.

«Εφαρμόσαμε μια καλλιέργεια κυττάρων οπτογενετικών νευρώνων, που προήλθε από βλαστοκύτταρα ποντικιών, δίπλα στον μυϊκό ιστό» είπε ο Σαΐφ. «Οι νευρώνες προχώρησαν προς τους μύες και δημιούργησαν νευρομυϊκές διασταυρώσεις, και ο κολυμβητής συναρμολογήθηκε μόνος του».

Όταν επιβεβαιώθηκε πως ο νευρομυΐκός ιστός ήταν συμβατός με τους συνθετικούς σκελετούς βιορομπότ, οι ερευνητές επιδίωξαν να βελτιστοποιήσουν τις δυνατότητες των κολυμβητών χρησιμοποιώντας μοντέλα υπολογιστών για να διαπιστωθεί ποιες ιδιότητες θα είχαν ως αποτέλεσμα το ταχύτερο και το πιο αποδοτικό κολύμπι.

The research team includes, from left, professor Taher Saif, graduate student Onur Aydin, graduate student Xiastian Zhang, professor Mattia Gazzola, graduate student Gelson J. Pagan-Diaz, seated, and professor and dean of the Grainger College of Engineering, Rashid Bashir. Credit: Photo by L. Brian Stauffer

«Δεδομένου πως...τα βιορομπότ δεν είναι τόσο ώριμα όσο άλλες τεχνολογίες, δεν είναι σε θέση να παράγουν μεγάλες δυνάμεις» είπε ο Ματία Γκαζόλα, καθηγητής μηχανολογίας, προσθέτοντας πως, για αυτόν τον λόγο, ο έλεγχος της κίνησής τους είναι δύσκολος. «Είναι πολύ σημαντικός ο προσεκτικός σχεδιασμός του “σκαριού” γύρω από το οποίο θα αναπτυχθούν και θα αλληλεπιδρούν τα βιορομπότ για να αξιοποιηθεί στο έπακρο η τεχνολογία και να επιτευχθούν λειτουργίες κίνησης» πρόσθεσε.

«Η δυνατότητα να καθοδηγούμε τη δραστηριότητα των μυών με νευρώνες ανοίγει τον δρόμο για περαιτέρω ενσωμάτωση νευρωνικών μονάδων σε βιοϋβριδικά συστήματα» είπε ο Σαΐφ. «Δεδομένης της κατανόησης του νευρωνικού ελέγχου στα ζώα, ίσως να είναι δυνατόν να προχωρήσουμε με βιοϋβριδικά νευρομυϊκά σχέδια χρησιμοποιώντας μια ιεραρχική οργάνωση νευρωνικών δικτύων» σημείωσε.

Ο Σαΐφ και η ομάδα του οραματίζονται την ανάπτυξη τεχνητών πολυκυτταρικών ζωντανών συστημάτων που θα είναι σε θέση να αντιδρούν «έξυπνα» σε περιβαλλοντικές ενδείξεις για χρήση σε τομείς όπως η ιατρική, τα αυτοεπισκευαζόμενα υλικά κ.α.

Πηγές: “Neuromuscular actuation of biohybrid motile bots” by Onur Aydin, Xiaotian Zhang, Sittinon Nuethong, Gelson J. Pagan-Diaz, Rashid Bashir, Mattia Gazzola and M. Taher A. Saif, 16 September 2019, Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.1907051116 - https://scitechdaily.com/microscopic-biohybrid-robots-propelled-by-muscles-nerves-built-by-researchers/ - https://www.naftemporiki.gr/story/1515643/ybridika-biorompot-pou-kinountai-me-mues-kai-neura

Ανακάλυψη άστρου νετρονίων με μάζα περίπου όσο μία πόλη. Astronomers detect the most massive neutron star ever measured

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε ένα άστρο νετρονίων (πάλσαρ) με τη μεγαλύτερη μάζα που έχει ποτέ βρεθεί. Neutron stars are the compressed remains of massive stars gone supernova. WVU astronomers were part of a research team that detected the most massive neutron star to date. Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε ένα άστρο νετρονίων (πάλσαρ) με τη μεγαλύτερη μάζα που έχει ποτέ βρεθεί. Είναι σχεδόν 2,2 φορές μεγαλύτερη της μάζας του Ήλιου μας ή 333.000 μεγαλύτερη της Γης, συμπιεσμένη μέσα σε μια σφαίρα διαμέτρου μόνο 25 χιλιομέτρων, δηλαδή περίπου όσο μια πόλη.

Άστρο με μάζα 333.000 μεγαλύτερη από την Γη

Artist impression and animation of the Shapiro Delay. As the neutron star sends a steady pulse towards the Earth, the passage of its companion white dwarf star warps the space surrounding it, creating the subtle delay in the pulse signal. Credit: BSaxton, NRAO/AUI/NSF

Πρόκειται για το άστρο J0740+6620, σε απόσταση 4.600 ετών φωτός από τη Γη, το οποίο αποτελεί ζευγάρι με ένα γειτονικό άστρο λευκό νάνο.

Η ανακάλυψη του διπλού συστήματος επιτεύχθηκε με το τηλεσκόπιο του Αστεροσκοπείου Green Bank της Δ.Βιρτζίνια από επιστήμονες έξι χωρών (ΗΠΑ, Βρετανία, Καναδάς, Αυστραλία, Κίνα, Ουγγαρία), με επικεφαλής τη Θένκφουλ Κρομάρτι του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια, και η σχετική δημοσίευση έγινε στο περιοδικό αστρονομίας «Nature Astronomy».

Οι 2,17 ηλιακές μάζες που ζυγίζει το συγκεκριμένο άστρο, είναι πολύ κοντά στο θεωρητικό όριο συμπιεσμένης μάζας, την οποία μπορεί να έχει ένα σώμα προτού μετατραπεί σε μαύρη τρύπα.

Τι είναι οι αστέρες νετρονίων;

Οι εξωτικοί αστέρες νετρονίων είναι συμπιεσμένα απομεινάρια τεράστιων άστρων, που αρχικά μετατράπηκαν με εκρηκτικό τρόπο σε υπερκαινοφανείς αστέρες (σούπερ-νόβα).

Στη συνέχεια, ο πυρήνας του άστρου κατέρρευσε εκ των έσω και τα πρωτόνια και ηλεκτρόνια του συγχωνεύθηκαν μεταξύ τους, δημιουργώντας νετρόνια. Τα πάλσαρ θεωρούνται τα πυκνότερα φυσικά αντικείμενα στο γνωστό σύμπαν (με εξαίρεση τις μαύρες τρύπες), καθώς μόνο ένα κουταλάκι ζάχαρης από το υλικό τους θα μπορούσε να ζυγίζει 100 τόνους στη Γη ή σχεδόν όσο όλος ο ανθρώπινος πληθυσμός του πλανήτη μας.

Αστέρες που στριφογυρίζουν σαν σβούρες

Τα άστρα αυτά στριφογυρίζουν με τρομερή ταχύτητα και περιοδικότητα σαν σβούρες ή φάροι, εκπέμποντας από τους μαγνητικούς πόλους τους δίδυμες ακτίνες ραδιοκυμάτων, που κατά σταθερά χρονικά διαστήματα «σαρώνουν» το διάστημα και μπορεί να γίνουν αντιληπτές από τη Γη.

Μερικά πάλσαρ πραγματοποιούν εκατοντάδες περιστροφές κάθε δευτερόλεπτο και οι αστρονόμοι μπορούν να τα χρησιμοποιήσουν σαν το ισοδύναμο των ατομικών ρολογιών, κάτι που βοηθά στη μελέτη του χωροχρόνου και στην κατανόηση της γενικής θεωρίας σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Πηγές:  Relativistic Shapiro delay measurements of an extremely massive millisecond pulsar, Nature Astronomy (2019). DOI: 10.1038/s41550-019-0880-2 - https://phys.org/news/2019-09-astronomers-massive-neutron-star.html - https://www.tovima.gr/2019/09/17/science/anakalypsi-astrou-netronion-me-maza-peripou-oso-mia-poli/