Χόκινγκ: Λύση στο ενεργειακό πρόβλημα από μικροσκοπικές μαύρες τρύπες. Stephen Hawking’s New Lecture, “Do Black Holes Have No Hair?”

Την ίδια στιγμή, πάντως, ο επιστήμονας ξεκαθαρίζει πως μόνο εύκολη υπόθεση δεν θα ήταν η αξιοποίηση μια μαύρης τρύπας για την παραγωγή ηλεκτρισμού. In a paper recently published online, Stephen Hawking and two colleagues attempt to solve the black hole paradox by arguing for the existence of black hairs just outside the hole which contain no energy but retain information about prior activity.

Τον τρόπο που η θεωρητική φυσική θα μπορούσε να λύσει το ενεργειακό πρόβλημα του πλανήτη, παρουσίασε ο διάσημος Βρετανός φυσικός Στίβεν Χόκινγκ στο Πρόγραμμα 4 του ραδιοσταθμού του BBC, γνωστό ως Radio 4.

Could hair help to explain the black hole paradox? It could, according to famed physicist Stephen Hawking and two colleagues, who recently had their paper called “Soft Hair on Black Holes” released online. The paradox itself pits the idea that information entering a black hole disappears completely, which is based on Einstein’s general theory of relativity, against quantum mechanics which asserts that information never vanishes. The team believes that there may be a middle ground in the form of hairs which can linger in the vacuum space outside the hole. These tendrils are considered to be soft photon particles of light, which contain no energy but change the environment in a small way. In effect, it is a cosmic record of activity that remains while all physical remnants get wiped out. While there are skeptics to the research, Hawking has said that the hairs can be scientifically confirmed and that the finding is potentially worthy of a Nobel prize.

Πραγματοποιώντας τη δεύτερη ομιλία του στο πλαίσιο των διαλέξεων Reith, οι οποίες πραγματοποιούνται κάθε χρόνο προς τιμήν του ιδρυτή του BBC John Reith, ο Χόκινγκ εξήγησε με ποιον τρόπο «μικροσκοπικές» μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να καλύψουν τις ανάγκες ολόκληρης της ανθρωπότητας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ωστόσο, επεσήμανε πως, ακόμη κι αν είναι δυνατόν να υλοποιηθεί ένα τέτοιο σενάριο, θα πρέπει να ξεπερασθούν αρκετά εμπόδια για να έχει το επιθυμητό αποτέλεσμα. Σύμφωνα με τον ίδιο, μία μαύρη τρύπα με μέγεθος ενός βουνού θα εξέπεμπε ακτινοβολία με τη μορφή ακτίνων Χ και γ με ισχύ περίπου 10 εκατομμυρίων Megawatts, ηλεκτροδοτώντας ολόκληρη τη Γη.

Quantum mechanics is the science of the extremely small and it seeks to explain the behaviour of the tiniest particles. These do not act according to the laws that govern the movements of much bigger objects like planets, laws that were first framed by Isaac Newton. Using the science of the very small to study the very large was one of Stephen Hawking's pioneering achievements.

Η ακτινοβολία αυτή είναι γνωστή ως ακτινοβολία Χόκινγκ, καθώς προβλέφθηκε για πρώτη φορά από τον Βρετανό φυσικό. Η ύπαρξή της οφείλεται κατ’ αρχάς στη φύση του κενού, σύμφωνα με την κβαντική φυσική, στο οποίο μπορούν να σχηματίζονται ζεύγη εικονικών σωματιδίων και αντισωματιδίων, τα οποία μέσα σε ελαχιστότατο χρόνο εξαϋλώνονται.

Αν όμως ένα τέτοιο ζεύγος βρίσκεται στη «γειτονιά» (δηλαδή τον ορίζοντα γεγονότων) μιας μαύρης τρύπας, τότε είναι πιθανό το ένα εικονικό σωματίδιο να καταλήξει στη μαύρη τρύπα, με συνέπεια να μην μπορεί πλέον να εξαϋλωθεί αλληλεπιδρώντας με τον «εταίρο» του. Επομένως, το «ορφανό» εικονικό σωματίδιο που έχει απομείνει θα διαφύγει, σχηματίζοντας την ακτινοβολία Χόκινγκ.

Την ίδια στιγμή, πάντως, ο επιστήμονας ξεκαθαρίζει πως μόνο εύκολη υπόθεση δεν θα ήταν η αξιοποίηση μια μαύρης τρύπας για την παραγωγή ηλεκτρισμού. «Δεν θα μπορούσε να εγκατασταθεί σε ένα εργοστάσιο, αφού θα διέφευγε από το πάτωμα, καταλήγοντας στο κέντρο της Γης. Ο μόνος τρόπος για να την ελέγξουμε θα ήταν να τη θέσουμε σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη μας», σημείωσε.

Πρόσθεσε επίσης πως, αν και οι επιστήμονες αναζητούν εδώ και χρόνια μικροσκοπικές μαύρες τρύπες στη φύση, μέχρι σήμερα οι προσπάθειές τους δεν έχουν φέρει αποτέλεσμα. «Δυστυχώς, γιατί σε αντίθετη περίπτωση μάλλον θα είχα πάρει Νόμπελ», συμπλήρωσε χαριτολογώντας.

Παρ’ όλα αυτά, σύμφωνα με τον ίδιο, θα ήταν δυνατόν να δημιουργηθούν τέτοιες οντότητες στις επιπλέον διαστάσεις του χωρόχρονου. Ένας σημαντικός αριθμός επιστημόνων πιστεύουν πως εκτός από τις τέσσερις γνωστές διαστάσεις, τις τρεις διαστάσεις του χώρου και τη διάσταση του χρόνου, υπάρχουν πρόσθετες διαστάσεις  που, αν και δεν τις αντιλαμβανόμαστε, αποτελούν την εξήγηση για άλυτα έως σήμερα μυστήρια της φυσικής.

«Με βάση ορισμένες θεωρίες, το σύμπαν που αντιλαμβανόμαστε δεν είναι παρά μια τετραδιάστατη “επιφάνεια” σε έναν χωρόχρονο 10 ή 11 διαστάσεων», σημείωσε.

«Ο λόγος που δεν μπορούμε να δούμε τις επιπλέον διαστάσεις είναι ότι το φως δεν διαδίδεται σε αυτές, κάτι που αντίθετα συμβαίνει με τη βαρύτητα. Κάτι που σημαίνει πως θα ήταν πολύ πιο εύκολο να δημιουργήσουμε μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα στις έξτρα διαστάσεις».

Σύμφωνα με τον ίδιο, μάλιστα, η ύπαρξή τους είναι πιθανό να επιβεβαιωθεί στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN στη Γενεύη. Στη σήραγγα του LHC, δύο δέσμες σωματιδίων κινούνται σε αντίθετη κατεύθυνση, ώστε να συγκρουστούν μεταξύ τους.

It is sometimes said that fact is stranger than fiction. To find out what I mean, watch this beautifully animated version of my first Reith lecture on black holes. –SH

«Κάποιες από τις συγκρούσεις ενδεχομένως δημιουργήσουν μικροσκοπικές μαύρες τρύπες. Τότε, θα εκπεμφθούν σωματίδια με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, τα οποία θα είναι εύκολο να αναγνωρίσουμε», πρόσθεσε. «Επομένως, ίσως τελικά βραβευθώ με Νόμπελ», κατέληξε.

Πηγή: www.naftemporiki.gr

Ανθρωπολογικό X-Files: Άγνωστοι εισβολείς οι πρόγονοι μας; DNA discovery unearths 'unknown chapter in human history' in Europe 15,000 years ago

Μια άγνωστη ομάδα ανθρώπων εισέβαλε στην Ευρώπη πριν 15 χιλιάδες έτη και αντικατέστησε τους πληθυσμούς κυνηγών-τροφοσυλλεκτών. A major and unexplained population shift occurred in Europe around 15,000 years ago when local hunter-gatherers were almost completely replaced by a group from another area, scientists researching our ancestors' genetics have discovered. An artist’s impression of Stone Age men and women butchering a wild horse. English Heritage Photo Library/Peter Dunn

Μια νέα γενετική ανάλυση αποκαλύπτει ότι πριν από περίπου 15 χιλιάδες χρόνια μια άγνωστη μέχρι σήμερα ομάδα ανθρώπων εισέβαλε στην Ευρώπη και αντικατέστησε τους πληθυσμούς των κυνηγών-τροφοσυλλεκτών που ζούσαν μέχρι τότε στην ήπειρο μας. 

Η ανακάλυψη

Γενετική ανάλυση ανατρέπει όσα γνωρίζαμε για τους ευρωπαϊκούς πληθυσμούς. New analysis of remains of ancient Europeans, from as far back as 35,000 years ago, suggests a major ‘turnover’ in the genetic makeup of people in the region at the same time as a major climatic change. It is so unprecedented, researchers have called it an ‘unknown chapter of human history’. Pictured are the ancient remains of a European found at the Dolnte Vestonice burial site in the Czech Republic.

Ένα τελείως άγνωστο έως τώρα κεφάλαιο της ευρωπαϊκής προϊστορίας αρχίζει να έρχεται στο φως. Η Ευρώπη υπέστη μια μεγάλη πληθυσμιακή αναστάτωση πριν περίπου 14.500 χρόνια, καθώς σταδιακά έβγαινε από την τελευταία εποχή των πάγων, όταν μυστηριώδεις επιδρομείς την κατέκτησαν. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξε για πρώτη φορά μια νέα διεθνής γενετική ανάλυση -με ελληνική συμμετοχή- προϊστορικού DNA από οστά και δόντια κυνηγών-τροφοσυλλεκτών.

Μέχρι σήμερα η εικόνα που υπήρχε, ήταν ότι τους πρώτους κατοίκους της Ευρώπης, που έφθασαν από την Αφρική πριν από περίπου 40.000 χρόνια, τους αντικατέστησαν σε μεγάλο βαθμό οι πρώτοι γεωργοί που μετανάστευσαν μαζικά από την Μέση Ανατολή πριν από 8.000 χρόνια και οι τελευταίοι, με τη σειρά τους, υπέστησαν την εισβολή νομάδων από την ευρασιατική στέππα πριν από περίπου 4.500 χρόνια. Έτσι, πιστεύεται ότι υπήρξαν τρία μεγάλα πληθυσμιακά-μεταναστευτικά ρεύματα που διαμόρφωσαν τη σύγχρονη Ευρώπη.

Τα νέα ευρήματα

DNA was extracted from the teeth and bones of ancient human remains at burial sites across Europe. Pictured is les Closeaux at Rueil-Malmaison, Paris Basin in France.

Όμως η νέα γενετική έρευνα περιπλέκει τα πράγματα, καθώς φέρνει στο φως μια ακόμη εισβολή, την εποχή που το κλίμα βελτιωνόταν και έλιωναν οι πάγοι. Ποιοι ήσαν οι εισβολείς κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες και από πού ήλθαν, παραμένει μυστήριο προς το παρόν. «Η κύρια υπόθεση είναι ότι κατάγονταν από πιο θερμά μέρη, πιθανώς από τη νοτιοανατολική Ευρώπη», σύμφωνα με τον Γιοχάνες Κράουζε του γερμανικού Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ για την Επιστήμη της Ανθρώπινης Ιστορίας, ο οποίος ήταν επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Current Biology».

DNA was taken from ancient remains in France, Belgium and Germany. Pictured is Hohle Fels, in the Swabian Alps in Germany. The cave has been the site of a number of important archaeological finds.

Στην ερευνητική ομάδα συμμετείχε και η ελληνικής καταγωγής παλαιοανθρωπολόγος Κατερίνα Χαρβάτη, ερευνήτρια του Ινστιτούτου Αρχαιολογικών Επιστημών και του Κέντρου Σέκενμπεργκ για την Ανθρώπινη Εξέλιξη και το Παλαιοπεριβάλλον του γερμανικού Πανεπιστημίου του Τίμπιγκεν. Οι ερευνητές ανέλυσαν μιτοχονδριακό DNA -που περνά από γενιά σε γενιά μόνο μέσω της μητέρας- από 55 Ευρωπαίους, ο πιο παλιός από τους οποίους έζησε πριν από περίπου 35.000 χρόνια (στην Ύστερη Πλειστόκαινο εποχή) και ο νεότερος πριν από 7.000 χρόνια. Οι σκελετοί είχαν βρεθεί σε διάφορες ευρωπαϊκές χώρες.

Για «απολύτως απρόσμενα πληθυσμιακά ευρήματα» έκανε λόγο ο ελληνικής καταγωγής γενετιστής Ιωσήφ Λαζαρίδης της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ των ΗΠΑ. Όπως είπε, «φαίνεται πως οι κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες της Ευρώπης άντεξαν τις χειρότερες δυσκολίες της εποχής των πάγων, για να αντικατασταθούν τελικά, όταν οι πάγοι άρχισαν να υποχωρούν». Όμως, πρόσθεσε, «το μιτοχονδριακό DNA μπορεί να αποκαλύψει μόνο ένα μέρος της ιστορίας ενός πληθυσμού. Είναι σημαντικό να προσπαθήσουμε να εξάγουμε πυρηνικό DNA από σκελετούς της Πλειστοκαίνου εποχής, ώστε να μάθουμε περισσότερα πράγματα γι' αυτή την πρώιμη πληθυσμιακή μεταβολή».

Η βιομηχανική επανάσταση των αρχαίων Ελλήνων. The industrial revolution of the ancient Greeks

Η αιολόσφαιρα του Ήρωνα. Οι γνώσεις των μηχανικών και εφευρετών στην Αρχαία Ελλάδα ίσως τους είχαν οδηγήσει στην δημιουργία ατμοκίνητων συστημάτων. The Aeolipile of Heron exploits the pressure of vapour converting it into circular power, it is a precursor of steam engine. With a little more work on that, the Industrial Revolution could have happened a thousand years before.

Οι επιστήμονες, μηχανικοί και εφευρέτες της Ελληνιστικής εποχής έφθασαν μια ανάσα πριν την αφετηρία της σύγχρονης Βιομηχανικής Επανάστασης: τη δημιουργία της ατμοκίνητης εμβολοφόρου υδραντλίας. Αυτό ανέφεραν ο καθηγητής του ΕΜΠ Θεοδόσης Τάσιος και ο ομότιμος καθηγητής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Μιχάλης Τιβέριος σε εκδήλωση στο Μέγαρο Μουσικής με τίτλο «Άραγε είχαν ατμοκίνητη υδραντλία οι Πτολεμαίοι;».

Τι γνώριζαν;

Automatic Gates of a temple – Heron. Heron from Alexandria lived probably in the first century BC. He taught at the museum of Alexandria. In his book "Pneumatics and Automat's making" he compiled all available technological knowledge on automats, ie, on self-mobile devices operating like "real beings" and making use of the properties of liquids and gases, he created sophisticated mechanical systems and ingenious programming.

Όπως είπε ο κ.Τάσιος, τον καιρό των Πτολεμαίων, οι μηχανικοί είχαν εφεύρει διαδοχικά όλα τα αναγκαία μηχανολογικά εξαρτήματα (ιμάντες, σωλήνες, γρανάζια, στρόβιλοι κ.α.), που τους επέτρεπαν να αξιοποιούν την ενέργεια του αέρα και του νερού για τη δημιουργία αντλιών, εκμεταλλευόμενοι έτσι τόσο την αιολική, όσο και την υδροδυναμική ενέργεια. Επιπλέον, είχαν κάνει το αρχικό βήμα για την ατμοκίνηση με την μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε κινητική, επιτυγχάνοντας την περιστροφική κίνηση μέσω ατμού.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του κ.Τάσιου, οι αρχαίοι έλληνες μηχανικοί απείχαν ελάχιστα -από δέκα έως το πολύ 100 χρόνια- από το να εφεύρουν μια κανονική ατμοκίνητη υδραντλία, οπότε θα είχαν εκείνοι ξεκινήσει τη βιομηχανική επανάσταση πολύ πριν την ώρα της. Τελικά, αυτό συνέβη το 1776, όταν ο σκωτσέζος μηχανικός Τζέημς Βατ εφηύρε μια τέτοια ατμοκίνητη αντλία.

Αν και ο κ.Τιβέριος επεσήμανε πως από το αρχαία ιστορικά κείμενα έχει διασωθεί μόνο το 2,5% περίπου, συνεπώς δεν μπορεί να αποκλεισθεί ότι ίσως το τελικό βήμα της ατμοκίνησης είχε γίνει, έστω κι αν κατασκευάσθηκε μία μόνο πρωτότυπη αντλία ως παιγνίδι και μετά η σχετική τεχνολογία ξεχάσθηκε, όμως -μέχρι στιγμής τουλάχιστον- δεν υπάρχουν οι σχετικές μαρτυρίες και τα αποδεικτικά στοιχεία.

Πόσο κοντά είμασταν;

Αριστερά: Μιχάλης Τιβέριος, Ομότιμος Καθηγητής στη Φιλοσοφική Σχολή (Τμήμα Ιστορίας και Αρχαιολογίας) του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Δεξιά:  Θεοδόσης Τάσιος, Καθηγητής Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, επίτιμος Διδάκτωρ του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, Μέλος της Ακαδημίας Επιστημών του Τορίνο, επίτιμος Διδάκτωρ του Πανεπιστημίου της Λιέγης, του Πανεπιστημίου του Νανκίν, του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου, του Πανεπιστημίου Κύπρου και της Φιλοσοφικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Ο κ.Τάσιος -που είναι και πρόεδρος της Εταιρείας Μελέτης της Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας- εκτίμησε ότι οι πρόγονοί μας έφθασαν πολύ κοντά στην «πηγή», χάρη στις εντυπωσιακές επιστημονικές και τεχνολογικές προόδους τους, όμως δεν είχαν τελικά προχωρήσει στην αξιοποίηση του ατμού για την κίνηση μιας αντλίας και τελικά μιας μηχανής.

Το υδραυλικό ρολόι (ένα θαύμα του αυτοματισμού με συνεχή λειτουργία χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση) που επινοήθηκε από τον Κτησίβιο ήταν το πρώτο ρολόι που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί τη νύχτα, ή όταν η ημέρα είναι νεφελώδης. Βασίστηκε στην αρχή της κλεψύδρας και όπως περιγράφεται από τον Βιτρούβιο, είχε τρία συστατικά μέρη: μια δεξαμενή συλλέκτη, μια κλεψύδρα και μια δεξαμενή για να επιπλέει ένας πλωτήρας. Ctesibius' water clock, as visualized by the 17th-century French architect Claude Perrault.

Οι κ.κ. Τάσιος και Τιβέριος αναφέρθηκαν στο σημαντικό τεχνολογικό έργο του Κτησίβιου (3ος αι. π.Χ., ιδρυτής της Σχολής Μηχανικών και Μαθηματικών στην Αλεξάνδρεια), του Φίλωνα από το Βυζάντιο (μαθητή του Κτησίβιου) και του Ήρωνα (μάλλον 1ος αι. μ.Χ), οι οποίοι με τις εφευρέσεις τους έδειξαν πόσο προχωρημένη ήταν η ελληνική εφαρμοσμένη επιστήμη και τεχνολογία. Πολλά έργα των ελλήνων μηχανικών, όπως επεσήμανε ο κ.Τιβέριος, διασώθηκαν σε αραβικές μεταφράσεις.

The Antikythera Mechanism. It is a mechanism which is considered as the first portable calculator/computer and was used for astronomical calculations. It was found in a shipwreck in the Aegean Sea and has been studied a lot by various scientists. It is exhibited at the Archeological Museum of Athens.

Ο κ.Τάσιος τόνισε το πάθος των αρχαίων Ελλήνων για την τεχνολογία και επεσήμανε ότι, ήδη στα έπη του Ομήρου, γίνεται αναφορά σε αυτόματα και πλοία-ρομπότ. Αργότερα, ο συνδυασμός του κοσμοπολιτισμού (ιδίως στην Αλεξάνδρεια), της ανερχόμενης μεσαίας τάξης και του ενδιαφέροντος των Πτολεμαίων οδήγησε σε σημαντικές εφευρέσεις, όπως δείχνει και ο μηχανισμός των Αντικυθήρων. Αν και παραμένει ερώτημα κατά πόσο αυτές οι τεχνολογίες γνώρισαν ευρύτερη εφαρμογή ή παρέμειναν προνόμιο μιας μικρής ομάδας ανθρώπων.

Πρωινός ή νυχτερινός τύπος; Τα γονίδια σου ξέρουν… Can Your DNA Determine If You’re a Morning Person or Night Owl?

Jean Cocteau, Femme endormie, 1951. Τα γονίδια καθορίζουν το πότε βρίσκεται κάποιος σε εγρήγορση και το πότε κοιμάται και ξυπνάει. Are you the type of person that jumps out of bed bright-eyed and ready to take on the world? If so, your early morning cheeriness (besides annoying everyone around you) might be hard-coded in your genome. A new genome-wide association study (GWAS) published by the personal genetics company 23andMe identifies an array of genetic variants associated with being a morning person.

Άλλοι άνθρωποι έχουν προτίμηση στο πρωί και άλλοι στο βράδυ. Μια νέα επιστημονική μελέτη υποστηρίζει ότι ανακάλυψε πως υπάρχει διαφορετική γενετική βάση, που καθορίζει αν κάποιος θα είναι πρωινός  τύπος (δηλαδή ξυπνά και κοιμάται νωρίς) ή, αντίστροφα, νυχτερινός τύπος (ξυπνά και κοιμάται αργότερα).

Οι αναλύσεις

Οι ερευνητές της αμερικανικής εταιρείας γενετικών αναλύσεων 23andMe, με επικεφαλής τον Ντέηβιντ Χιντς, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature Communications», μελέτησαν το γονιδίωμα 89.283 ατόμων. Η γενετική ανάλυση συσχετίσθηκε με απαντήσεις σχετικά με τις προτιμήσεις καθενός για το πρωί ή το βράδυ.

Όλα τα φυτά και τα ζώα έχουν βιολογικά ρολόγια. Το βιολογικό (κιρκαδικό) ρολόι ενός ανθρώπου, που λειτουργεί σε 24ωρο κύκλο, επηρεάζει πολλές βιολογικές διεργασίες του οργανισμού, μεταξύ των οποίων κατά πόσο κάποιος έχει προτίμηση στη μέρα ή στη νύχτα.

This map shows the proportion of morning people by state based on data from the published study. [23andMe]

Μέχρι σήμερα είχαν εντοπισθεί αρκετά γονίδια που ρυθμίζουν το βιολογικό ρολόι, αλλά ήταν άγνωστο κατά πόσο αυτά παίζουν ρόλο και στη διάκριση μεταξύ πρωινού/νυχτερινού τύπου. Η νέα μεγάλη γενετική ανάλυση για πρώτη φορά εντόπισε στους ανθρώπους τέτοιες γενετικές παραλλαγές, που φαίνεται να επηρεάζουν τις ενστικτώδεις προτιμήσεις καθενός για το πρωί ή το βράδυ. Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι πρωινοί τύποι τείνουν να είναι σωματικά και ψυχικά πιο υγιείς. Κοιμούνται καλύτερα, έχουν πιο φυσιολογικό βάρος και εμφανίζουν κατάθλιψη πιο σπάνια.

Μαύρη τρύπα εκτοξεύει ύλη στα πέρατα του Σύμπαντος. Blast from black hole in distant Pictor A galaxy

Στην εικόνα του Chandra μια δέσμη ύλης ξεκινά από την μελανή οπή και με ταχύτητες κοντινές σε αυτές του φωτός διατρέχει το Διάστημα σε απόσταση εκατοντάδων χιλιάδων ετών φωτός. Στην πορεία αυτής της πορείας μέρος της ύλης επιβραδύνεται και διασκορπίζεται σχηματίζοντας κοσμικές δομές που μοιάζουν με νέφη και έχουν λάβει τον χαρακτηρισμό «λοβοί». Δύο τέτοιοι λοβοί διακρίνονται στην εικόνα. The Pictor A galaxy has a supermassive black hole at its center, and material falling onto the black hole is driving an enormous beam, or jet, of particles at nearly the speed of light into intergalactic space. These images show X-ray data obtained by Chandra at various times over 15 years and radio data from the Australia Telescope Compact Array. By studying the details of the structure seen in both X-rays and radio waves, scientists seek to gain a deeper understanding of these huge collimated blasts. (Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ of Hertfordshire/M.Hardcastle et al., Radio: CSIRO/ATNF/ATCA)

Ο γαλαξίας Pictory A βρίσκεται σε απόσταση 500 εκ. ετών φωτός από εμάς. Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα μια εικόνα από τις παρατηρήσεις που κάνει σε αυτόν τον γαλαξία ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra. Η εικόνα καταγράφει την δράση της μελανής οπής που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία. Η μελανή οπή όπως συμβαίνει πολλές φορές σε ενεργές μελανές οπές θερμαίνει την ύλη που απορροφά από το περιβάλλον του και την επιταχύνει σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός, εκτοξεύοντας την στο Διάστημα.

Αυτό που κάνει ενδιαφέρον το φαινόμενο σε αυτή την περίπτωση είναι ότι η μελανή οπή εκτοξεύει την ύλη σε τρομερές αποστάσεις. Οι ερευνητές εντόπισαν δέσμες ύλης (αέρια) να εκτοξεύονται από την μελανή οπή σε αποστάσεις 300 χιλιάδων ετών φωτός. Η διάμετρος του γαλαξία μας είναι περίπου 100 χιλιάδες έτη φωτός. Με απλά λόγια μέσα σε μια από αυτές τις δέσμες ύλης που εκτοξεύει η μαύρη τρύπα θα μπορούσαν να χωρέσουν άνετα τρεις γαλαξίες σαν τον δικό μας. Η ανακάλυψη αναμένεται να προσφέρει νέα στοιχεία τόσο για αυτό το φαινόμενο όσο και γενικότερα για την λειτουργία των μελανών οπών. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society».

Αφαίρεσαν γηρασμένα κύτταρα από ποντίκια. In New Anti-Aging Strategy, Clearing Out Old Cells Increases Life Span of Mice by 25 Percent

Παρέτειναν τη διάρκεια της ζωής τους κατά 20-30%. Researchers extended the lifespan of mice by up to 35%. They are optimistic about the potential implications of the study for humans. Credit: © missty / Fotolia

Επιστήμονες της Κλινικής Mayo  των ΗΠΑ ανακοίνωσαν ότι κατόρθωσαν να παρατείνουν κατά 20%-30% τη ζωή ποντικών, χoρηγώντας τους μια ουσία που εξαφάνισε σε μεγάλο βαθμό τα γηρασμένα κύτταρα από τον οργανισμό τους.

Το επίτευγμα δημιουργεί ελπίδες ότι κάποια μέρα κάτι ανάλογο θα μπορούσε να δοκιμασθεί με επιτυχία και στους ανθρώπους, καθυστερώντας έτσι τη γήρανση και τις σχετιζόμενες με αυτήν ασθένειες (π.χ. καταρράκτη στα μάτια) και αυξάνοντας τη διάρκεια της υγιούς ζωής. Όμως για να είναι αποτελεσματική η «αυτοκτονία» των γερασμένων κυττάρων, χρειάσθηκε πρώτα οι επιστήμονες να κάνουν την κατάλληλη γενετική τροποποίηση στα πειραματόζωα - κάτι που προφανώς δεν είναι δυνατό να γίνει και στους ανθρώπους.

Το επίτευγμα

Δύο από τα ποντίκια που έλαβαν μέρος στα πειράματα. Το ποντίκι δεξιά στην εικόνα είναι από αυτά που αναμένεται να ζήσει πολύ περισσότερο από το κανονικό αφού αφαίρεσαν από αυτό τα γηρασμένα του κύτταρα. Researchers have shown that senescent cells -- cells that no longer divide and accumulate with age -- negatively impact health and shorten lifespan by as much as 35 percent in normal mice. The results demonstrate that clearance of senescent cells delays tumor formation, preserves tissue and organ function, and extends lifespan without observed adverse effects. These mice are siblings born in the same litter. Both are two years old, or about 65 in human years. The mouse on the right appears younger after receiving a new anti-aging treatment. Credit: (Jan Van Deursen)

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Γιαν βαν Ντόϊρσεν, επικεφαλής του τμήματος βιοχημείας και μοριακής βιολογίας της Κλινικής Mayo, χορήγησαν σε μεσήλικα πειραματόζωα την ουσία ΑΡ20187, η οποία απομάκρυνε τα γηρασμένα κύτταρά τους.

Το αποτέλεσμα ήταν να μειωθεί η δυσλειτουργία των οργάνων των ζώων λόγω ηλικίας και να καθυστερήσει ο σχηματισμός των καρκινικών όγκων. Η μέση διάρκεια ζωής των ποντικιών παρατάθηκε κατά 25% περίπου σε σχέση με όσα πειραματόζωα δεν είχαν κάνει τη θεραπεία, ενώ επίσης τα πρώτα είχαν πιο υγιή εξωτερική εμφάνιση και μικρότερα επίπεδα εσωτερικών φλεγμονών. Δεν φάνηκε να υπάρχουν παρενέργειες από την εξαφάνιση των γερασμένων κυττάρων.

Τα γηρασμένα κύτταρα είναι κύτταρα που δεν διαιρούνται πια και συσσωρεύονται με το πέρασμα του χρόνου. Η κυτταρική γήρανση, σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι ένας βιολογικός μηχανισμός που «φρενάρει» τον πολλαπλασιασμό των γερασμένων και δυσλειτουργικών πια κυττάρων, έτσι ώστε να μειωθεί η πιθανότητα να γίνουν καρκινικά. Το ανοσοποιητικό σύστημα αφαιρεί αυτά τα κύτταρα σε τακτική βάση, αλλά όσο περνάνε τα χρόνια, ο μηχανισμός «καθαρισμού» γίνεται αναποτελεσματικός, με συνέπεια τα γηρασμένα κύτταρα να αυξάνονται και να δημιουργούν προβλήματα στα γειτονικά υγιή κύτταρα, προκαλώντας χρόνια φλεγμονή και διάφορες ασθένειες,

«Τα γηρασμένα κύτταρα που συσσωρεύονται με τα γηρατειά, κάνουν άσχημα πράγματα στα όργανα και στους ιστούς, συνεπώς συντομεύουν τη ζωή και την υγιή φάση της», δήλωσε ο βαν Ντόϊρσεν. «Αν όμως μπορέσουμε να εξαφανίσουμε αυτά τα κύτταρα χωρίς δυσάρεστες παρενέργειες, με θεραπείες -π.χ. με κατάλληλα φάρμακα- που θα μιμούνται τα ευρήματά μας στα πειραματόζωα, τότε θα έχουμε βρει ένα όπλο ενάντια στις ασθένειες της γήρανσης», πρόσθεσε. Ήδη ο βαν Ντόϊρσεν έχει ιδρύσει την εταιρεία βιοτεχνολογίας Unity Biotechnology και έχει κατοχυρώσει τις σχετικές πατέντες της μεθόδου του. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Πηγή: Darren J. Baker, Bennett G. Childs, Matej Durik, Melinde E. Wijers, Cynthia J. Sieben, Jian Zhong, Rachel A. Saltness, Karthik B. Jeganathan, Grace Casaclang Verzosa, Abdulmohammad Pezeshki, Khashayarsha Khazaie, Jordan D. Miller, Jan M. van Deursen. Naturally occurring p16Ink4a-positive cells shorten healthy lifespan. Nature, 2016; DOI: 10.1038/nature16932

Νέα θεωρία υποστηρίζει πως η Γη προήλθε από τη συγχώνευση δύο πλανητών. New research suggests Earth is made-up of two planets that collided

Τα αποτελέσματα ενισχύουν την υπόθεση μιας μετωπικής σύγκρουσης ανάμεσα στη Γη και τη Θεία, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τη συγχώνευση των δύο σωμάτων. The moon is thought to have formed when a Mars-sized object smashed into the side of our planet with a glancing blow (illustrated), throwing out debris that eventually condensed together to form the moon. A new study has shown much of the water on Earth may have come from Theia.

Αναζητώντας τον τρόπο δημιουργίας της Σελήνης, αστρονόμοι βρήκαν ενδείξεις πως προήλθε από τη σύγκρουση ενός μικρού πλανήτη με τη Γη, πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η σύγκρουση ήταν τόσο βίαιη που αυτό το «πλανητικό έμβρυο», με όνομα «Θεία», κατέληξε να ενσωματωθεί στη Γη και το φεγγάρι.

Δεν είναι πρώτη φορά που επιστήμονες υποστηρίζουν πως η Σελήνη σχηματίσθηκε από μία σύγκρουση στο ηλιακό μας σύστημα. Μέχρι σήμερα, ωστόσο, οι θεωρίες που είχαν προταθεί πρότειναν ότι η Θεία απέσπασε ένα μικρό τμήμα της Γης, εκτινάσσοντάς το σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη μας, ενώ στη συνέχεια συνέχισε το «ταξίδι» της στο διάστημα.

Αντίθετα, η ομάδα από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια υποστηρίζει τώρα πως η Θεία συγχωνεύθηκε με τη Γη. Επομένως, η Σελήνη είναι ένα θραύσμα που αποτελείται από μάζες και των δύο ουράνιων σωμάτων.

The researchers analysed samples of moon rock brought back by astronauts in the Apollo 12, 15 and 17 lunar missions (pictured) and compared them to rocks found on Earth. They found they had identical levels of a particular oxygen isotope, suggested the two bodies formed out of the same mixture of material.

Για τη μελέτη της, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science», η ομάδα ανέλυσε πετά σεληνιακά που μετέφεραν στη Γη οι αποστολές Apollo, όπως επίσης και έξι δείγμα ηφαιστειακών πετρωμάτων από τον γήινο μανδύα.

Αυτό που μέτρησαν ήταν η αναλογία ισοτόπων οξυγόνου στους βράχους, μετρώντας τον αριθμό των ατόμων οξυγόνου που έχουν διαφορετικό πλήθος πρωτονίων και νετρονίων στον πυρήνα τους.

Η συγκεκριμένη αναλογία είναι σημαντική, επειδή αποτελεί ένα είδος «αποτυπώματος» για κάθε πέτρωμα και υποδεικνύει από πού προήλθε. Στη Γη για παράδειγμα, πάνω από το 99,9% του οξυγόνου είναι Ο-16, δηλαδή ένα ισότοπο με 8 πρωτόνια και 8 νετρόνια στον πυρήνα του.

Παράλληλα, όμως, στον πλανήτη μας υπάρχουν μικρές ποσότητες Ο-17 και Ο-18. Έτσι, με την αναλογία του Ο-16 και του Ο-17 σε ένα πέτρωμα, όπως και σε οποιοδήποτε άλλο υλικό, οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν την προέλευσή του.

Αν η Θεία απλώς απέσπασε ένα τμήμα της Γης και στη συνέχεια συνέχισε το «ταξίδι» της, όπως υποστήριζαν οι έως σήμερα θεωρίες, τότε η Σελήνη θα έπρεπε να αποτελεί κυρίως από πετρώματα αυτού του πλανήτη. Συνεπώς, τα γήινα και τα σεληνιακά πετρώματα θα έπρεπε να παρουσιάζουν διαφορετική αναλογία ισοτόπων οξυγόνου.

Ωστόσο, η έρευνα των επιστημόνων καταρρίπτει αυτή την υπόθεση. «Δεν διαπιστώσαμε καμία διαφορά στις μετρήσεις των ισοτόπων. Ήταν πανομοιότυπες», αναφέρει στο σάιτ του πανεπιστημίου ο Έντουαρντ Γιανγκ, επικεφαλής της ομάδας.

Scientists had assumed the moon formed from the remains of the planet Theia, but the new research suggests it actually formed from debris from both planets. This suggests Theia and the Earth actually mixed and exchanged material thoroughly in the collision.

Αντίθετα, τα αποτελέσματα ενισχύουν την υπόθεση μιας μετωπικής σύγκρουσης ανάμεσα στη Γη και τη Θεία, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τη συγχώνευση των δύο σωμάτων. Επομένως, η μάζα του πλανήτη αναμίχθηκε με αυτής της Γης, με συνέπεια και η Σελήνη να προκύψει από υλικά και των δύο σωμάτων.

Οι επιστήμονες δεν έχουν πολλά στοιχεία για τη Θεία – ο Γιανγκ και οι συνάδελφοί του πιστεύουν πως αυτό το «πλανητικό έμβρυο» είχε παρόμοιο μέγεθος με τη Γη, ενώ άλλοι αστρονόμοι θεωρούν πως ήταν παραπλήσιο με τον Άρη.

Παρ’ όλα αυτά, σύμφωνα με τον Γιανγκ, υπάρχουν ενδείξεις που φανερώνουν πως η μάζα αυτού του πλανήτη αυξανόταν. Κατά συνέπεια, αν είχε «επιβιώσει» από τη σύγκρουση, πιθανότατα θα είχε γίνει ένας ακόμη πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος.

Αν επιβεβαιωθεί από ανεξάρτητες μελέτες, η έρευνα των επιστημόνων θα αλλάξει την «επίσημη ιστορία» γέννησης και εξέλιξης του πλανήτη μας. Θα μπορούσε επίσης να αναθεωρήσει τον λόγο ύπαρξης νερού στη Γη.

Ο λόγος είναι πως μία τόσο σφοδρή σύγκρουση θα είχε εξαφανίσει οποιοδήποτε υγρό στοιχείο από τον πλανήτη μας. Επομένως, το νερό θα πρέπει να επανεμφανίσθηκε από κάποιον μετεωρίτη, ο οποίος μας «επισκέφθηκε» μερικές δεκάδες εκατομμύρια αργότερα.