Lawrence Krauss: «Ένα σύμπαν από το τίποτε». Lawrence Krauss: “A Universe From Nothing”

Μια λογαριθμική αναπαράσταση του σύμπαντος από τον Pablo Carlos Budassi. Ο Ήλιος, η Γη και οι υπόλοιποι πλανήτες βρίσκονται στο μέσον της εικόνας. Ακολουθούν ο Γαλαξίας μας, οι κοντινοί μας γαλαξίες, όπως η Ανδρομέδα, πιο απομακρυσμένοι γαλαξίες, ο υπόλοιπος κοσμικός ιστός, και στο όριο η κοσμική ακτινοβολία των μικροκυμάτων και ο αδιαφανής τοίχος του πλάσματος υδρογόνου που τη δημιούργησε, όταν το Σύμπαν μας είχε ηλικία μόνο 400.000 χρόνια.  Artist's logarithmic scale conception of the observable universe with the Solar System at the center, inner and outer planets, Kuiper belt, Oort cloud, Alpha Centauri, Perseus Arm, Milky Way galaxy, Andromeda galaxy, nearby galaxies, Cosmic Web, Cosmic microwave radiation and Big Bang's invisible plasma on the edge.

Το Σύμπαν είναι έτσι όπως είναι είτε μας αρέσει είτε όχι. Η ύπαρξη ή η ανυπαρξία ενός δημιουργού δεν εξαρτάται από τις επιθυμίες μας. Ένας κόσμος χωρίς Θεό ή σκοπό μπορεί να δείχνει σκληρός ή μάταιος, όμως αυτό από μόνο του δεν καθιστά αναγκαία την ύπαρξη του Θεού.

Illustration by Andy Martin

Για περισσότερα από δυο χιλιάδες χρόνια, το ερώτημα, «Γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτε;» παρουσιάζεται ως πρόκληση στην πρόταση ότι το Σύμπαν μας – το οποίο περιέχει συμπλέγματα από αστέρες, γαλαξίες, ανθρώπους και ποιος ξέρει τι άλλο – μπορεί να προέκυψε χωρίς σχέδιο, πρόθεση ή σκοπό. Παρότι συνήθως προβάλλεται ως φιλοσοφικό ή θρησκευτικό ερώτημα, αναφέρεται πρωτίστως στον φυσικό κόσμο, επομένως, το εργαλείο με το οποίο πρέπει να δοκιμάσουμε να το λύσουμε είναι, κυρίως, η επιστήμη.

Ο σκοπός του Lawrence Krauss είναι να δείξει πως η σύγχρονη επιστήμη, με διάφορες μορφές, μπορεί να αντιμετωπίσει και αντιμετωπίζει το ερώτημα γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτε: οι απαντήσεις που έχουν δοθεί – από συγκλονιστικά όμορφες πειραματικές παρατηρήσεις, καθώς και από τις θεωρίες της σύγχρονης φυσικής – δείχνουν ότι μπορούμε να πάρουμε κάτι από το τίποτε, χωρίς κανένα πρόβλημα. Μάλιστα, το κάτι από το τίποτε ίσως ήταν προαπαιτούμενο για τη γέννηση του Σύμπαντος. Επιπλέον, όλες οι ενδείξεις οδηγούν στο συμπέρασμα ότι με αυτόν ακριβώς τον τρόπο θα μπορούσε να προκύψει το Σύμπαν μας.

Μια διάλεξη του Lawrence M. Krauss βασισμένη στις ιδέες που περιγράφονται στο ομώνυμο βιβλίο του, «Ένα σύμπαν από το τίποτε» (εκδόσεις Τραυλός).

Πότε θα έρθει το τέλος του Σύμπαντος; When will the universe end? Not for at least 2.8 billion years

If it’s about as far off as imminent can be. Credit: Mina De La O/Getty

«… αυτός είναι ο τρόπος

που ο κόσμος τελειώνει

όχι με ένα πάταγο αλλά με ένα λυγμό».

(Τ. Σ. Έλιοτ, «Οι κούφιοι άνθρωποι»)

Πριν αναφέρουμε το νέο «εύρημα» των φυσικών για το «πότε θα έρθει το τέλος του Σύμπαντος», ας δούμε πρώτα «πως πρόκειται να τελειώσει το Σύμπαν μας».

Υπάρχουν διάφορα σενάρια, τρία εκ των οποίων είναι: το σενάριο της «Μεγάλης Ψύχρας (Big Chill)», της «Μεγάλης Σύνθλιψης (Big Crunch)», της «Μεγάλης Ρήξης (Big Rip)».

Σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης το Σύμπαν μας διαστέλλεται εδώ και περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια. Η «Μεγάλη Ψύχρα» θα επέλθει αν το Σύμπαν μας εξακολουθήσει να διαστέλλεται για πάντα, αραιώνοντας τον κόσμο και μετατρέποντάς τον σε ένα ψυχρό, σκοτεινό και τελικά νεκρό μέρος.

Στο σενάριο της «Μεγάλης Σύνθλιψης» η διαστολή του Σύμπαντος αναστρέφεται, αρχίζει η συστολή του και τέλος το περιεχόμενό του συνθλίβεται σε μια κατακλυσμιαία κατάρρευση που θα θυμίζει αντίστροφη Μεγάλη Έκρηξη. Η εξέλιξη αυτή μάλλον έχει τις μικρότερες πιθανότητες διότι το Σύμπαν φαίνεται πως όχι μόνο συνεχίζει να διαστέλλεται, αλλά επιπλέον η διαστολή του γίνεται με επιταχυνόμενο ρυθμό εξαιτίας της σκοτεινής ενέργειας.

Η «Μεγάλη Ρήξη» μοιάζει με τη «Μεγάλη Ψύχρα». Οι γαλαξίες, οι πλανήτες, τα άτομά μας ακόμα και το χωροχρονικό συνεχές διαρρηγνύονται σε ένα «γκραν φινάλε». Το πως θα τελειώσει το Σύμπαν μας εξαρτάται από την σκοτεινή ενέργεια η οποία αποτελεί το 70% της μάζας του Σύμπαντος. Μπορεί να επέλθει η Ψύχρα, είτε η Σύνθλιψη, είτε η Ρήξη ανάλογα με το αν η πυκνότητα της σκοτεινής ενέργειας παραμένει αμετάβλητη, γίνει αρνητική ή αυξηθεί, αντιστοίχως.

Το μέλλλον του χώρου	Μεγάλη Ψύχρα	Μεγάλη Σύνθλιψη	Μεγάλη Ρήξη
Υπάρχει για πάντα;	ΝΑΙ	ΟΧΙ	ΟΧΙ
Το μέγεθός του γίνεται άπειρο;	ΝΑΙ	ΟΧΙ	ΝΑΙ
Η πυκνότητα γίνεται άπειρη;	ΟΧΙ	ΝΑΙ	ΝΑΙ
Είναι ευσταθής;	ΝΑΙ	ΝΑΙ	ΝΑΙ
Απείρως επεκτάσιμος;	ΝΑΙ	ΝΑΙ	ΝΑΙ

Μια παλαιότερη μελέτη που ευνοούσε το σενάριο της Μεγάλης Ρήξης τοποθετούσε το φριχτό τέλος σε 22 δισεκατομμύρια χρόνια από σήμερα.

Μήπως η Μεγάλη  Ρήξη θα μπορούσε όμως να συμβεί νωρίτερα;

Στο ερώτημα αυτό επιχειρούν να απαντήσουν οι Jiménez et al [Observational support for approaching cosmic doomsday]  από το πανεπιστήμιο της Λισαβόνας προσομοιώνοντας στον υπολογιστή τις πιθανές εξελίξεις του Σύμπαντος, χρησιμοποιώντας τα πρόσφατα κοσμολογικά δεδομένα σχετικά με την σκοτεινή ενέργεια – δεδομένα που σχετίζονται με τους γειτονικούς  γαλαξίες, τα σουπερνόβα και τις βαρυονικές ακουστικές ταλαντώσεις.

Οι προσομοιώσεις τους δείχνουν ότι η Μεγάλη Ρήξη θα μπορούσε να συμβεί σε περίπου 2,8 δισεκατομμύρια χρόνια από σήμερα. Αυτό είναι το κάτω όριο των υπολογισμών τους, καθώς το άνω όριο τείνει στο άπειρο, που σημαίνει πως η Μεγάλη Ρήξη δεν πραγματοποιείται και καταλήγουμε στο σενάριο της «Μεγάλης Ψύχρας».

Πάντως στην περίπτωση που το Σύμπαν μας καταλήξει στην «Μεγάλη Ρήξη» μετά από 2,8 δισεκατομμύρια χρόνια (το κάτω όριο των υπολογισμών), ο Ήλιος μας δεν θα προλάβει να ολοκληρώσει τον κύκλο του, αφού  θα σβήσει μετά από 5 δισεκατομμύρια χρόνια…

Πηγές: www.newscientist.com, Max Tegmark, «ΤΟ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ ΜΑΣ», εκδόσεις Τραυλός.

Φως στον μηχανισμό γέννησης των νευρώνων. A new technology reveals the genetic origin of newborn neurons in the brain

Η νέα μέθοδος φωτίζει την γέννηση νέων νευρώνων στον εγκέφαλο. Our brain is home to different types of neurons, each with their own genetic signature that defines their function. These neurons are derived from progenitor cells, which are specialized stem cells that have the ability to divide to give rise to neurons. Today, neuroscientists from the Faculty of Medicine at the University of Geneva (UNIGE) shed light on the mechanisms that allow progenitors to generate neurons. Neurons (stock image). Credit: © ktsdesign / Fotolia

Επιστήμονες στην Ελβετία - μεταξύ των οποίων ο διακεκριμένος καθηγητής γενετικής Εμμανουήλ Δερμιτζάκης- έριξαν για πρώτη φορά φως στους μηχανισμούς μέσω των οποίων γεννιούνται νέα εγκεφαλικά κύτταρα (νευρώνες) από βλαστικά κύτταρα του εγκεφάλου.

Η τεχνολογία

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον νευροεπιστήμονα Ντενί Ζαμποντόν του Τμήματος Βασικών Νευροεπιστημών της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Γενεύης ανέπτυξαν μια νέα τεχνολογία με την ονομασία FlashTag, η οποία καθιστά δυνατή την παρακολούθηση των νευρώνων, καθώς γεννιούνται.

Η δυνατότητα αυτή επέτρεψε στους επιστήμονες να απομονώσουν και να παρατηρήσουν επιμέρους νευρώνες σε πραγματικό χρόνο, ακριβώς τη στιγμή που δημιουργούνται. Αυτό βοήθησε επίσης τους ερευνητές να αποκωδικοποιήσουν για πρώτη φορά τον βασικό γενετικό κώδικα που επιτρέπει την κατασκευή ενός νευρώνα.

Η ανακάλυψη αυτή όχι μόνο διευρύνει την κατανόηση του πώς αναπτύσσεται ο εγκέφαλος, αλλά -το κυριότερο- ανοίγει το δρόμο για να χρησιμοποιηθεί αυτός ο γενετικός κώδικας, προκειμένου στο μέλλον να δημιουργηθούν νευρώνες από βλαστικά κύτταρα. Έτσι, όχι μόνο θα κατανοηθούν καλύτερα οι διάφορες νευρολογικές παθήσεις (αυτισμός, σχιζοφρένεια κ.α.), αλλά πιθανώς ανοίγουν και νέες προοπτικές για τη θεραπεία τους.

Η εγκεφαλική υπογραφή

This is an expression of all the genes of a neuron during the first hours after its birth. Each circle represents a development stage (6h, 12h, 24h), and the colored points within each circle represent the level of gene expression. Credit: Jabaudon Lab, UNIGE

Ο εγκέφαλος διαθέτει πολλά διαφορετικά είδη νευρώνων, το καθένα με τη δική του ξεχωριστή γενετική «υπογραφή», η οποία καθορίζει και την αντίστοιχη εξειδίκευση και λειτουργία του. Όλοι οι νευρώνες προέρχονται από προγονικά βλαστικού τύπου κύτταρα.

Με την τεχνική FlashTag, κάθε φορά που ένα βλαστικό κύτταρο γεννά ένα νευρώνα, αυτός αμέσως καθίσταται ορατός χάρη σε ένα φωσφορίζοντα δείκτη. Οι επιστήμονες, στη συνέχεια, μπορούν να παρακολουθούν καθένα ξεχωριστό νευρώνα και να βλέπουν ποια γονίδια ενεργοποιούνται (εκφράζονται) τις πρώτες ώρες μετά τη δημιουργία του. Επίσης, στη συνέχεια, είναι σε θέση να καταγράφουν τις εξελικτικές αλλαγές που συμβαίνουν σε βάθος χρόνου στη γονιδιακή έκφραση κάθε νευρώνα.

«Μέχρι τώρα είχαμε μόνο λίγες φωτογραφίες με τις οποίες έπρεπε να ανακατασκευάσουμε την ιστορία των νευρώνων, πράγμα που άφηνε μεγάλα περιθώρια για εικασίες. Χάρη στο FlashTag, έχουμε πλέον μια κανονική γενετική ταινία να ξετυλίγεται μπροστά στα μάτια μας», δήλωσε ο Ζαμποντόν.

Τα πειράματα

Δοκιμάζοντας την τεχνική στον εγκεφαλικό φλοιό ποντικιών, οι επιστήμονες εντόπισαν τα γονίδια-κλειδιά για την ανάπτυξη των νευρώνων. Ορισμένα από αυτά τα γονίδια φαίνεται να εμπλέκονται στις νευροαναπτυξιακές και νευροεκφυλιστικές παθήσεις, οι οποίες μπορεί να εμφανιστούν πολλά χρόνια μετά τη γέννηση των νευρώνων.

Οι ερευνητές δεν αποκλείουν να υπάρχει ήδη μια γενετική προδιάθεση στους νευρώνες, οι οποίοι αργότερα θα δυσλειτουργήσουν, υπό την επήρεια και περιβαλλοντικών παραγόντων. Γι' αυτό, θα αναζητήσουν πιθανές πρώιμες ενδείξεις ανωμαλίας και μελλοντικών παθήσεων στους νεογέννητους νευρώνες, τώρα πια που τους έχουν «βάλει στο μάτι» κυριολεκτικά.

Ήδη, γνωρίζοντας τον γενετικό κώδικα των νευρώνων, προχώρησαν δοκιμαστικά στην τροποποίηση (αλλαγή έκφρασης) ορισμένων γονιδίων, επεμβαίνοντας έτσι στο «σενάριο» ανάπτυξης των εγκεφαλικών κυττάρων και επιταχύνοντας την ανάπτυξή τους. Μάλιστα οι ερευνητές δημιούργησαν μια ιστοσελίδα, ώστε και άλλοι επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν ελεύθερα το νέο εργαλείο FlashTag, λαμβάνοντας υπόψη ότι το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει περίπου 20.000 γονίδια και κάθε μία ερευνητική ομάδα δεν μπορεί να εστιαστεί παρά σε μερικά μόνο από αυτά κάθε φορά.

Πηγή: "Sequential transcriptional waves direct the differentiation of newborn neurons in the mouse neocortex" Science (2016). DOI: 10.1126/science.aad8361 

Είναι αυτός ο γαλαξίας Νο1; GN-z11: Astronomers Discover Farthest Galaxy Yet

Στην ένθετη εικόνα σημειώνεται ο γαλαξίας GN-z11 που είναι ο αρχαιότερος και πιο μακρινός που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα στο Σύμπαν. Using the NASA/ESA Hubble Space Telescope, astronomers have found a surprisingly bright, infant galaxy 13.4 billion light-years from us, making it the most distant galaxy ever detected. GN-z11, shown in the inset, is seen as it was 13.4 billion years in the past, just 400 million years after the Big Bang. Image credit: NASA / ESA / P. Oesch, Yale University / G. Brammer, STScI / P. van Dokkum, Yale University / G. Illingworth, University of California, Santa Cruz.

Αστρονόμοι ανακάλυψαν, με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, ένα γαλαξία που βρίσκεται σε απόσταση 13,4 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Φαίνεται ότι σχηματίστηκε περίπου 400 εκ. έτη μετά τη γέννηση του Σύμπαντος και είναι ο αρχαιότερος και πιο μακρινός που έχει ποτέ εντοπισθεί μέχρι σήμερα.

EGSY8p7 was the most distant confirmed galaxy whose spectrum obtained with the W. M. Keck Observatory places it at a redshift of 8.68 at a time when the Universe was less than 600 million years old. Image credit: NASA / ESA / JPL-Caltech / I. Labbe, Leiden University.

Το προηγούμενο ρεκόρ κατείχε ο γαλαξίας EGSY8p7 που βρίσκεται σε απόσταση 13.2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από εμάς.

Μυστηριώδης Μαθουσάλας

This graphic shows a timeline of the Universe, stretching from the present day (left) all the way back to the Big Bang (right). The position of GN-z11 is shown not far from where the first stars began to form. The previous record holder’s position is also identified. Image credit: NASA / ESA / A. Field, STScI.

Ο γαλαξίας GN-z11 βρίσκεται στην κατεύθυνση του αστερισμού της Μεγάλης Άρκτου και κατά πάσα πιθανότητα ανήκει στην πρώτη γενιά γαλαξιών του Σύμπαντος. Ο γαλαξίας αυτός είναι 25 φορές μικρότερος από τον δικό μας και η συνολική μάζα των άστρων του είναι μόλις το 1% του δικού μας γαλαξία. Όμως αναπτύσσεται γοργά, δημιουργώντας νέα άστρα με ρυθμό 20 φορές μεγαλύτερο από ό,τι κάνει ο δικός μας σήμερα. Γι' αυτό, άλλωστε, είναι τόσο φωτεινός, ώστε να καταστεί εφικτό να παρατηρηθεί.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Πασκάλ Οεσκ του Πανεπιστημίου Γέιλ δήλωσαν ότι για να κάνουν την ανακάλυψη, χρειάστηκε να φέρουν το «Hubble» στα όρια των δυνατοτήτων του. Μέχρι σήμερα, θεωρείτο ότι μόνο ο διάδοχος του Hubble, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb που θα εκτοξευθεί το 2018, θα μπορούσε να «δει» τόσο μακριά στο χώρο και στο χρόνο. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι το ρεκόρ απόστασης γαλαξία δεν θα καταρριφθεί ξανά από το Hubble ή άλλο υπάρχον τηλεσκόπιο, μέχρι το James Webb τεθεί σε λειτουργία.

Η ανακάλυψη επιβεβαιώνει ότι ορισμένοι απρόσμενα φωτεινοί γαλαξίες βρίσκονται σε τεράστιες αποστάσεις από τη Γη και δημιουργήθηκαν πολύ γρήγορα στο σύμπαν. Πάντως οι επιστήμονες αναρωτιούνται πώς είναι δυνατό να υπάρχει ένας τόσο μεγάλος σχετικά γαλαξίας μόλις 200 έως 300 εκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία των πρώτων άστρων στο σύμπαν, κάτι που δεν προβλέπουν οι έως τώρα θεωρίες. Έτσι, η δημιουργία του GN-z11 παραμένει ένα μυστήριο. Η ανακάλυψη θα δημοσιευθεί στο επόμενο τεύχος της επιθεώρησης «Astrophysical Journal (arXiv.org preprint)».

Tο μυστήριο της σκοτεινής ύλης. Dark Matter Mystery

Illustration of Dark Matter in Space via Shutterstock.

Και μόνο η ονομασία της – σκοτεινή ύλη – υποδηλώνει την άγνοιά μας για τη φύση της. Το βίντεο που ακολουθεί, από το Ινστιτούτο Φυσικής του Πανεπιστημίου του Όσλο, μας εξηγεί γιατί πρέπει να υπάρχει η σκοτεινή ύλη και με ποιο τρόπο θα μπορούσαμε να την ανιχνεύσουμε πειραματικά:

How do we know that dark matter exists? And how can we find it in experiments?

Ταπεινός μύκητας είναι ο αρχαιότερος γνωστός άποικος της ξηράς. Scientist Finds Fossil of Oldest Known Fungus

Η ζωή εκτιμάται ότι εμφανίστηκε στους ωκεανούς πριν από τουλάχιστον 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. According to Dr. Martin Smith, a paleontologist at Durham University, UK, a fossil dating from the Silurian period of the Palaeozoic era, about 440 million years ago, is not only the oldest example of a fossilized fungus, but is also the oldest fossil of any terrestrial organism yet found. Fossiliferous mudstone containing Tortotubus protuberans. Image credit: Martin R. Smith.

Υπήρξε κάποτε μια εποχή που η ξηρά της Γης ήταν μια στείρα έκταση από βράχια, μια έρημος που έμεινε ακατοίκητη για δισεκατομμύρια χρόνια. Όλα άλλαξαν με πρωτοπόρους όπως ο Tortotubus, ένας μύκητας που αναγνωρίστηκε ως το αρχαιότερο γνωστό χερσαίο είδος. Τα πολύτιμα απολιθώματα είναι μικροσκοπικές ραβδοειδείς δομές, πιο κοντές από το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας, και χρονολογούνται στα 440 εκατομμύρια χρόνια.

Η ζωή εκτιμάται ότι εμφανίστηκε στους ωκεανούς πριν από τουλάχιστον 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, στη μορφή μικροβίων όπως τα βακτήρια. Αν και είναι δύσκολο να εξακριβωθεί πότε ακριβώς τα θαλάσσια είδη άρχισαν να επεκτείνονται στην ξηρά, η επικρατέστερη άποψη είναι ότι μετάβαση άρχισε τον Παλαιοζωικό αιώνα, πριν από 500 έως 450 εκατομμύρια χρόνια.

Ο Tortotubus είναι μεν ο αρχαιότερος μύκητας, δεν μπορεί όμως να ήταν ο πρώτος οργανισμός στην ξηρά: οι μύκητες δεν μπορούν να παράγουν μόνοι τους την τροφή τους όπως τα φυτά, και χρειάζονται οργανική ύλη από νεκρούς οργανισμούς. Με τι τρεφόταν τότε αυτός ο αρχαίος κάτοικος της χέρσου; Σίγουρα υπήρχαν τότε στην ξηρά μικρόβια και πρωτόγονα φυτά, τα οποία όμως δεν απολιθώνονται και ίσως μείνουν άγνωστα για πάντα.

«Την περίοδο που έζησε ο Tortotubus, η ζωή περιοριζόταν σχεδόν αποκλειστικά στους ωκεανούς. Τίποτα πιο περίπλοκο από φυτά που έμοιαζαν με βρύα και λειχήνες δεν είχε εξελιχθεί στην ξηρά» λέει ο Μάρτιν Σμιθ του Πανεπιστημίου του Ντέραμ στη Βρετανία, συγγραφέας της νέας μελέτης στην επιθεώρηση «Botanical Journal of the Linnean Society».

Ο ρόλος τους

Τα απολιθώματα μοιάζουν με τις χαρακτηριστικές «υφές» των μυκήτων. Selection of filaments of Tortotubus protuberans from Gotland, Sweden, showing stages in development of filamentous envelope. Image credit: Martin R. Smith.

Οι μύκητες έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία των χερσαίων οικοσυστημάτων. Μέχρι σήμερα, παραμένουν ο κυριότερος παράγοντας αποσύνθεσης της νεκρής οργανικής ύλης και ανακύκλωσης των θρεπτικών συστατικών -χωρίς τις ταπεινές μούχλες, η ζωή όπως την γνωρίζουμε θα ήταν αδύνατο να υπάρξει.

Για την ακρίβεια, οι μύκητες και σε μικρότερο βαθμό τα βακτήρια δημιούργησαν από το μηδέν το χώμα στο οποίο αναπτύσσονται σήμερα δάση και λιβάδια -όλο αυτό το οργανικό υλικό είναι προϊόν αποσύνθεσης νεκρών ζώων, φυτών και μικροβίων. Όπως λέει ο Δρ Σμιθ, «πριν εμφανιστούν τα αγγειόσπερμα φυτά και τα δέντρα, ή τα ζώα που εξαρτώνται αυτά τα φυτά, ήταν απαραίτητο να αρχίσουν οι διαδικασίες της αποσύνθεσης και του σχηματισμού των εδαφών».

Σε αντίθεση με τα πρώτα χερσαία φυτά, τα οποία κατάγονταν από φύκη και δεν είχαν ρίζες που διαπερνούν το υπόστρωμα όπου αναπτύσσονται, οι μύκητες έπαιξαν σημαντικό ρόλο στη σταθεροποίηση των ιζημάτων και το σχηματισμό εδαφών. Και αυτό χάρη στις μακριές ίνες, γνωστές ως υφές, τις οποίες απλώνουν οι μύκητες στο περιβάλλον τους αναζητώντας θρεπτικά συστατικά.

Με αυτές ακριβώς τις ίνες μοιάζουν τα απολιθώματα του Tortotubus. Είχαν ανακαλυφθεί στη Σουηδία και τη Σκοτία τη δεκαετία του 1980, μέχρι σήμερα όμως κανείς δεν είχε καταλάβει ότι όλα ήταν απολιθώματα του ίδιου οργανισμού.

Δομές που απορροφούν θρεπτικά συστατικά από το περιβάλλον διακρίνονται στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Tortotubus is the oldest fossilised land organism ever found. Photo: © National News and Pictures

Μελετώντας τα απολιθώματα στο μικροσκόπιο, ο Δρ Σμιθ, ο οποίος πραγματοποίησε τη μελέτη στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ πριν μετακομίσει στο Ντέραμ, κατάλαβε ότι επρόκειτο για διαφορετικά στάδια ανάπτυξης του ίδιου οργανισμού. Καθοριστικό ρόλο έπαιξε η ανακάλυψη δομών που υπάρχουν πάνω στις υφές των μυκήτων και επιτρέπουν την απορρόφηση θρεπτικών συστατικών. Επιπλέον, όμως, ο Tortotubus παρουσιάζει χαρακτηριστικά που παραπέμπει στην ομάδα των μυκήτων που παράγουν μανιτάρια.  Δεν αποκλείεται, επομένως, ότι τα μανιτάρια είχαν αρχίσει να ξεφυτρώνουν στη στεριά πολύ πριν καταφθάσουν τα πρώτα ζώα.

Μυστηριώδη κοσμικά «σήματα» προκαλούν συναγερμό. Repeating fast radio bursts found coming from outside our galaxy

Οι επιστήμονες αναζητούν εναγωνίως την πηγή των παράξενων κοσμικών «σημάτων» που έφτασαν στη Γη. This artist's rendition shows a millisecond pulse of radio waves, a "fast radio burst" from an unknown astrophysical source, streaming into the giant Arecibo telescope out of a starry sky. Using Arecibo, researchers have for the first time witnessed a fast radio burst repeat, coming one step closer to solving the mystery of the bursts' cosmic origins. Credit: Danielle Futselaar

Οι αστρονόμοι για πρώτη φορά εντόπισαν «γρήγορες εκλάμψεις ραδιοκυμάτων» (Fast Radio Bursts-FRB), οι οποίες ήσαν επαναλαμβανόμενες. Φαίνεται να προέρχονται από μια κοινή αινιγματική πηγή πολύ πέρα από τον γαλαξία μας. Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες είχαν ανιχνεύσει τέτοιες σπάνιες ραδιο-εκρήξεις ως συμβάντα «μια κι έξω» και ποτέ ως επαναλαμβανόμενα φαινόμενα. Οι επιστήμονες αναζητούν τώρα την πηγή των «σημάτων» αυτών και μέχρι να δοθεί απάντηση οι θεωρίες θα είναι πολλές και φυσικά κάποιοι θα αναφέρουν ότι πρόκειται για προϊόν προηγμένου εξωγήινου πολιτισμού.

Ο εντοπισμός

Για πρώτη φορά εντοπίζονται επαναλαμβανόμενα ραδιοκύματα FRB. An international research team used a combination of radio and optical telescopes to identify the precise location of a fast radio burst (FRB) in a distant galaxy, allowing them to conduct a unique census of the universe's matter content. Their result confirms current cosmological models of the distribution of matter in the universe. The infrared image on the left shows the field of view of the Parkes radio telescope with the area where the signal came from marked in cyan. On the right are successive zoom-ins on that area. At the bottom right is the Subaru optical image of the FRB galaxy, with the superimposed elliptical regions showing the location of the fading 6-day afterglow seen with ATCA. Credit: © D. Kaplan (UWM), E. F. Keane (SKAO)

Ερευνητές από διάφορες χώρες, με επικεφαλής τη Λάουρα Σπίτλερ του γερμανικού Ινστιτούτου Ραδιο-Αστρονομίας Μαξ Πλανκ στη Βόννη, ανέφεραν ότι η πηγή του φαινομένου πρέπει να είναι κάποιο υπερβολικά ισχυρό αντικείμενο, που περιοδικά παράγει τέτοιες ραδιο-εκρήξεις σε διάστημα μικρότερο του λεπτού.

This image shows the increased delay in the arrival time of the Fast Radio Burst as a function of the frequency. The delay in the signal is caused by the material it goes through between its point of origin and Earth. Image Credit: E. F. Keane (SKAO).

Οι εκλάμψεις FRB, που διαρκούν ελάχιστα χιλιοστά του δευτερολέπτου αλλά είναι πολύ ισχυρές, προβληματίζουν τους επιστήμονες. Για πρώτη φορά εντοπίσθηκε μια τέτοια «έκρηξη» πριν περίπου δέκα χρόνια, αλλά παραμένει άγνωστο τι τις προκαλεί. Έχει προταθεί ως εξήγηση η έκρηξη ενός υπερκαινοφανούς αστέρα (σούπερ-νόβα), η βαρυτική κατάρρευση ενός αστέρα νετρονίων (πάλσαρ) σε μια μαύρη τρύπα ή μια έκρηξη ακτίνων-γάμα.

Όμως η ανακάλυψη επαναλαμβανόμενων σαν φλας FRB για πρώτη φορά από το ραδιοτηλεσκόπιο Αρεσίμπο στο Πουέρτο Ρίκο -το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο, με διάμετρο 305 μέτρων- περιπλέκει τα πράγματα και αναζητάται πλέον μια πιο «εξωτική» πηγή προέλευσης. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Πηγή: Nature, DOI: 10.1038/nature17140