Ξεκινά η δημιουργία του «Ανθρώπινου Άτλαντα». Human Cell Atlas project aims to map the human body's 35 trillion cells

Θα καταγράφει κάθε κύτταρο στο ανθρώπινο σώμα για να βοηθήσει στην βιοϊατρική και στη φαρμακευτική έρευνα. The international effort aims to decipher the types and properties of every cell a person contains in a bid to speed up discoveries in medical science. Photograph: Kiyoshi Takahase Segundo / Alamy/Alamy

Επιστήμονες από όλο τον κόσμο ανακοίνωσαν ότι ξεκινούν μια φιλόδοξη παγκόσμια πρωτοβουλία για να δημιουργήσουν έναν «Άτλαντα των Ανθρωπίνων Κυττάρων», που θα καταγράψει κάθε κύτταρο στο ανθρώπινο σώμα. Με αυτό τον τρόπο, ελπίζουν ότι θα επιταχύνουν την πρόοδο στη βιοϊατρική και στη φαρμακευτική έρευνα.

Πρώτη φορά

Credit: Genome Research Limited

Είναι η πρώτη φορά που θα επιδιωχθεί κάτι τέτοιο και το εγχείρημα θυμίζει το Πρόγραμμα Ανθρωπίνου Γονιδιώματος που «διάβασε» το DNA του ανθρώπου. Ο «Ανθρώπινος Κυτταρικός Άτλας» -που αναμένεται να πάρει τουλάχιστον μια δεκαετία για να δημιουργηθεί- θα «χαρτογραφήσει» τα είδη και τις ιδιότητες όλων των ανθρωπίνων κυττάρων σε όλους τους ιστούς και σε όλα τα όργανα, ώστε να δημιουργήσει ένα «χάρτη αναφοράς» του ανθρωπίνου σώματος.

Το πρώτο βήμα έγινε χθες σε διεθνή συνάντηση στο Λονδίνο, μετά από πρωτοβουλία του κοινού Ινστιτούτου Broad των πανεπιστημίων ΜΙΤ και Χάρβαρντ, καθώς και του βρετανικού Ινστιτούτου Wellcome Trust. Αποφασίσθηκε ότι ο Άτλας θα είναι ελεύθερα προσβάσιμος στους επιστήμονες και γιατρούς όλου του κόσμου, βοηθώντας τους έτσι να δώσουν πιο αποτελεσματικά τη μάχη κατά των διαφόρων ασθενειών, διευκολύνοντας τόσο καλύτερες διαγνώσεις όσο και θεραπείες.

Αμέτρητα

Credit: Genome Research Limited

Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από τρισεκατομμύρια κύτταρα, αδύνατο να υπολογισθούν πόσα ακριβώς, αλλά εκτιμώνται σε περίπου 35 τρισεκατομμύρια. Τα εγχειρίδια βιολογίας και ιατρικής αναφέρουν ότι στο σώμα μας υπάρχουν περίπου 200 διαφορετικά είδη κυττάρων, αλλά οι επιστήμονες θεωρούν σίγουρο ότι στην πραγματικότητα υπάρχουν αρκετά περισσότερα.

Σε πρώτη φάση, θα γίνουν ορισμένα πιλοτικά ερευνητικά προγράμματα και θα συνταχθεί μια «Λευκή Βίβλος» για τα επόμενα βήματα. Οι συνεχείς βελτιώσεις στην τεχνολογία γεννούν την αισιοδοξία ότι πλέον ένας τέτοιος κυτταρικός «Άτλας» είναι εφικτός. Η Πρωτοβουλία Τσαν-Ζάκερμπεργκ, που έχουν ιδρύσει ο επικεφαλής του Facebook και η σύζυγός του, έχει ήδη κάνει γνωστό ότι θα στηρίξει χρηματοδοτικά το εγχείρημα.

Απίστευτος ισχυρισμός για νοήμονα ζωή στο Σύμπαν. 234 Strange Signals from outer space could mean Aliens are contacting us

Αστρονόμοι υποστηρίζουν ότι ανακάλυψαν... 234 εξωγήινους πολιτισμούς. Are Alien civilizations trying to contact Earth? Researchers believe Extraterrestrial civilizations with similar technology to ours my be contacting us.

Αν έχουν δίκιο, σίγουρα θα είναι η ανακάλυψη του αιώνα: περίεργες, περιοδικές λάμψεις που καταγράφηκαν σε 234 μακρινά άστρα είναι στην πραγματικότητα μηνύματα εξωγήινων πολιτισμών, υποστηρίζουν δύο ερευνητές στον Καναδά. Άλλοι, πάντως, εκτιμούν ότι πρόκειται όχι για την ανακάλυψη, αλλά για τη μπαρούφα του αιώνα.

Οι διακυμάνσεις

Τα επίμαχα σήματα καταγράφηκαν με τηλεσκόπιο του ερευνητικού προγράμματος Sloan Digital Sky Survey. Twinkle, twinkle? Strange signals from 234 stars could be ET – or human error. Credit: Sloan Digital Sky Survey

Το 2012, υπενθυμίζει το περιοδικό New Scientist, ο Ερμάνο Μπόρα του Πανεπιστημίου του Λάβαλ στο Κεμπέκ διατύπωσε την υπόθεση ότι ένας εξωγήινος πολιτισμός που θα ήθελε να γνωστοποιήσει την παρουσία του θα μπορούσε να στρέψει προς τη Γη ένα ισχυρό λέιζερ που αναβοσβήνει με μεγάλη ταχύτητα. Αυτό θα δημιουργούσε περιοδικές διακυμάνσεις στην ακτινοβολία του μητρικού τους άστρου, τις οποίες θα μπορούσαμε θεωρητικά να ανιχνεύσουμε με μαθηματική ανάλυση της ακτινοβολίας.

Βέβαιος ότι η υπόθεσή του είναι λογική, ο Μπόρα ζήτησε από τον μεταπτυχιακό φοιτητή του Έρικ Τρότιερ να αναζητήσει τέτοια σήματα σε 2,5 εκατομμύρια άστρα που έχουν μελετηθεί στο πλάισιο του Sloan Digital Sky Survey, μια μεγάλη προσπάθεια για την απογραφή των άστρων στον ουρανό.

Πράγματι, παλμοί ακτινοβολίας που επαναλαμβάνονται ανά τακτά χρονικά διαστήματα, περίπου κάθε 1,65 picosecond (10-12 δευτερόλεπτα) καταγράφηκαν όχι σε ένα αλλά σε 234 άστρα. Τα περισσότερα από αυτά έχουν παρόμοια φασματική υπογραφή με τον Ήλιο, κάτι που σύμφωνα με τον Μπόρα ενισχύει την υπόθεση ότι πρόκειται για σήματα εξωγήινων.

Το ερευνητικό δίδυμο διαβεβαιώνει ότι απέκλεισε κάθε άλλη εξήγηση, όπως περιορικές μεταβολές στα ίδια τα άστρα, και εμφανίζεται σχεδόν βέβαιο ότι πρόκειται για σπουδαία ανακάλυψη. «Έχω την έντονη υποψία ότι πρόκειται για σήμα εξωγήινων πολιτισμών» λέει ενθουσιασμένος ο Μπόρα, ο οποίος δημοσιεύει τους υπολογισμούς του στην υπηρεσία προδημοσίευσης arXiv.

Οι αμφιβολίες

The Breakthrough Listen project will use the Automated Planet Finder to observe a controversial sampling of stars. (Credit: Vogt et al. 2014 / UC-Berkeley / Lick Observatory)

Μόνο που δεν συμμερίζονται όλοι τον ενθουσιασμό του: ανεξάρτητοι ερευνητές που κλήθηκαν να σχολιάσουν το θέμα στο New Scientist δήλωσαν ότι η επίμαχη μελέτη δεν εξαντλεί όλα τα πιθανά ενδεχόμενα και πηδά σε βεβιασμένα συμπεράσματα. Ένας τόσο προκλητικός ισχυρισμός, εξάλλου, θα έπρεπε να συνοδεύεται από ατράνταχτες αποδείξεις.

Παρόλα αυτά, ο ισχυρισμός του Μπόρα θα μπει στο μικροσκόπιο, ή μάλλον στο τηλεσκόπιο, του Breakthrough Listen, ενός προγράμματος αναζήτησης εξωγήινης νοημοσύνης με επικεφαλής τον Άντριου Σιέμιον του Ερευνητικού Κέντρου SETI στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ.

Σύμφωνα πάντως με ανακοίνωση του προγράμματος, τα επίμαχα σήματα που ανίχνευσε ο Μπόρα είναι πολύ πιθανό να προέρχονται από λάθη στο καλιμπράρισμα οργάνων ή από σφάλματα κατά την ανάλυση των δεδομένων. Στην κλίμακα που χρησιμοποιεί το Breakthrough Listen, τα «εξωγήινα» σήματα βαθμολογήθηκαν μεταξύ του 0 και του 1, κάτι που σημαίνει ότι θεωρούνται μάλλον ασήμαντα. Εκτός αν στο μέλλον αποδειχθούν άκρως σημαντικά...

Πηγή: https://arxiv.org/pdf/1610.03031v1.pdf

Αποκάλυψαν τα «αόρατα» χρώματα δοχείου της Αρχαίας Αθήνας. X-rays uncover surprising techniques in the creation of art on ancient Greek pottery

Πρόκειται για μία λήκυθο από τον 5ο π.Χ αιώνα ο οποίος κατασκευάστηκε με επαναστατική τεχνική. Οι ερευνητές έδωσαν στη δημοσιότητα την εικόνα των αόρατων χρωματικών στρωμάτων της λήκυθου. A chemical map of Greek art revealed that a calcium-based color additive was used for white, which would have added an additional step. It also raised questions about the firing process due to the absence of zinc in the black regions. It had been assumed that a zinc additive was key to achieving the black figures in the heating process. Credit: SLAC National Accelerator Laboratory

Μια σημαντική αποκάλυψη έκανε ομάδα ειδικών στις ΗΠΑ. Χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνική (φθορισμό με πηγή σύγχροτρον ακτίνων Χ) κατάφεραν να εντοπίσουν κρυμμένα ή καλύτερα «αόρατα» στρώματα βαφών σε μία λήκυθο της Αρχαίας Αθήνας του 5ου π.Χ αιώνα.

Η ανακάλυψη

Η λήκυθος που μελέτησαν οι αμερικανοί ερευνητές. Athenian oil-flask (lekythos) from 500-480 B.C., decorated in the black-figure technique. Credit: Cantor Arts Center

Οι λήκυθοι ήταν δοχεία στα οποία τοποθετούνταν λάδι και η βασική τους χρήση ήταν για το μύρωμα των νεκρών. Ερευνητές του Κέντρου Τεχνών Cantor και του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στην Καλιφόρνια χρησιμοποίησαν την τεχνική και κατάφεραν ουσιαστικά να δημιουργήσουν τον χημικό του χάρτη. Όπως αποκαλύφθηκε ο καλλιτέχνης που ζωγράφισε το δοχείο χρησιμοποίησε διάφορες ουσίες (ασβέστιο, κάλιο, σίδηρο) για την παραγωγή συγκεκριμένων χρωμάτων (πράσινο, κόκκινο, μπλε) τα οποία ανέμιξε με τέτοιο τρόπο ώστε να επιτύχει το καλύτερο δυνατό μαύρο και άσπρο χρώμα που χρησιμοποίησε στην απεικόνιση.

A custom-made mount held the delicate pot during a rotational scan at SSRL. Credit: Cantor Arts Center

Η πιο σημαντική αποκάλυψη όμως είναι ότι στην δημιουργία του δοχείου δεν χρησιμοποιήθηκε ψευδάργυρος που θεωρείται το βασικότερο συστατικό για να επιτευχθεί η παραγωγή μαύρου χρώματος κατά την διαδικασία της θέρμανσης ενός κεραμικού αντικειμένου. Αυτό εντυπωσίασε αλλά και προβλημάτισε τους ειδικούς πιστοποιώντας έτσι την ευρέως διαδεδομένη άποψη ότι οι δημιουργοί των κεραμικών στην Αρχαία Ελλάδα και ειδικά στην Αρχαία Αθήνα είχαν αγγίξει τον ανώτερο βαθμό τελειότητας στην τέχνη τους. Οι ειδικοί δεν έχουν καταφέρει ακόμη να κατανοήσουν πλήρως τον τρόπο κατασκευής αυτών των αντικειμένων και τα νέα ευρήματα αναμένεται να βοηθήσουν σε αυτή την κατεύθυνση.

Πηγή: http://news.stanford.edu/features/2016/slac/art.html

Μαγνητικά βακτήρια εναντίον καρκίνου. Legions of nanorobots target cancerous tumors with precision

Τα βακτήρια MC-1 μπορούν να «κουβαλούν» αντικαρκινικά φάρμακα και να διεισδύουν στους όγκους για να τα εγχύσουν. Καλλιτεχνική απεικόνιση των μαγνητικών βακτηρίων ενόσω μεταφέρουν φάρμακα σε έναν όγκο. Researchers have just achieved a spectacular breakthrough in cancer research. They have developed new nanorobotic agents capable of navigating through the bloodstream to administer a drug with precision by specifically targeting the active cancerous cells of tumors. The legions of nanorobotic agents are actually composed of more than 100 million flagellated bacteria -- and therefore self-propelled -- and loaded with drugs that moved by taking the most direct path between the drug's injection point and the area of the body to cure. Credit: Montréal Nanorobotics Laboratory

«Μαγνητικά βακτήρια» φαίνεται ότι μπορούν να αποτελέσουν ένα άκρως υποσχόμενο «όχημα» μεταφοράς φαρμάκων κατά του καρκίνου σε σημεία-«στόχους», σύμφωνα με πρόσφατη δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature Nanotechnology».

Τα «νανο-οχήματα» μεταφοράς φαρμάκων

Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις σε ό,τι αφορά τις αντικαρκινικές θεραπείες είναι το να φθάσουν τα χημειοθεραπευτικά φάρμακα επιλεκτικά στους όγκους χωρίς να εκτεθούν και οι υγιείς ιστοί του οργανισμού στην τοξική δράση τους. Μια από τις προσεγγίσεις προκειμένου να υπερπηδηθεί αυτό το εμπόδιο αφορά την ανάπτυξη «νανο-οχημάτων» μεταφοράς - πρόκειται για πολύ μικρά σωματίδια τα οποία «κουβαλούν» τα φάρμακα. Αυτά τα «νανο-οχήματα» είναι έτσι σχεδιασμένα ώστε να δεσμεύονται μόνο από τα καρκινικά κύτταρα και όχι από τα υγιή.

Υπάρχει όμως και ένα βασικό μειονέκτημα με τα συγκεκριμένα «οχήματα μεταφοράς». Μπορεί να προστατεύουν τους υγιείς ιστούς, ωστόσο τελικώς η ποσότητα φαρμάκου που φθάνει στους όγκους είναι μικρή.

Τα κύρια αίτια για αυτό είναι ότι τα νανο-οχήματα βασίζονται στο κυκλοφορικό σύστημα προκειμένου να φθάσουν στον όγκο, με αποτέλεσμα ένα μεγάλο ποσοστό τους να αποβάλλεται από τον οργανισμό προτού εκείνα φθάσουν καν στον προορισμό τους. Επιπροσθέτως, διαφορές στην πίεση μεταξύ του όγκου και των γύρω ιστών του αποτρέπουν τους νανο-μεταφορείς να διεισδύσουν βαθιά στους όγκους. Το αποτέλεσμα είναι ότι τα νανο-οχήματα δεν είναι σε θέση να προσεγγίσουν τις υποξικές ζώνες του όγκου, περιοχές όπου γίνεται διαίρεση των κυττάρων σε περιβάλλον πολύ φτωχό σε οξυγόνο. «Μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα φαρμάκων φθάνει στις υποξικές ζώνες, οι οποίες πιστεύεται ότι αποτελούν την πηγή των μεταστάσεων. Στοχεύοντας τις συγκεκριμένες περιοχές το πιθανότερο είναι ότι θα μειωθούν οι μεταστάσεις ενώ θα μεγιστοποιηθεί η θετική επίδραση των θεραπειών» ανέφερε ο Σιλβέν Μαρτέλ, διευθυντής του Εργαστηρίου Νανορομποτικής στο Πολυτεχνείο του Μόντρεαλ και κύριος ερευνητής της μελέτης.

Το βακτηριακό «όχημα  της φύσης»

Polytechnique Montréal Nanorobotics Laboratory is unveiling a unique medical interventional infrastructure devoted to the fight against cancer. The outcome of 15 years of research conducted by Professor Sylvain Martel and his team, it enables microscopic nanorobotic agents to be guided through the vascular systems of living bodies, delivering drugs to targeted areas. Credit: Polytechnique Montréal

Ο Μαρτέλ και οι συνεργάτες του προσπαθούσαν να αναπτύξουν ρομποτικά νανο-οχήματα τα οποία θα ταξίδευαν ως τις υποξικές ζώνες των όγκων όταν αντιλήφθηκαν ότι η φύση είχε ήδη δημιουργήσει ένα τέτοιο όχημα με τη μορφή ενός βακτηρίου που ονομάζεται MC-1 (magnetococcus marinus). To MC-1 ζει στα βαθιά νερά, όπου το οξυγόνο είναι ελάχιστο. Προκειμένου να βρει τις υποξικές περιοχές το MC-1 διαθέτει ένα μοναδικό σύστημα πλοήγησης το οποίο διαθέτει δύο τμήματα: Το πρώτο τμήμα αποτελείται από μια αλυσίδα μαγνητικών νανοκρυστάλλων που λειτουργούν ως πυξίδα και οδηγούν τα βακτήρια του είδους στο να κολυμπούν με κατεύθυνση προς τον Βορρά στο βόρειο ημισφαίριο. Το δεύτερο τμήμα αποτελείται από ανιχνευτές που επιτρέπουν στα βακτήρια να εντοπίζουν αλλαγές στα επίπεδα οξυγόνου. Αυτό το σύστημα πλοήγησης επιτρέπει στα MC-1 να μεταναστεύουν και να κρατούν τη θέση τους σε περιοχές με χαμηλό οξυγόνο.

Με χρηματοδότηση από το Εθνικό Ινστιτούτο Βιοϊατρικής Απεικόνισης και Βιοτεχνολογίας (ένα από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ) και άλλους οργανισμούς, η ερευνητική ομάδα διεξήγαγε σειρά πειραμάτων ώστε να δείξει πως αυτό το μοναδικό σύστημα πλοήγησης των βακτηρίων μπορεί να αποτελέσει τη βάση για καλύτερη μεταφορά αντικαρκινικών θεραπειών στους όγκους.

Τα πειράματα

Στο πρώτο πείραμα ποντίκια στα οποία είχαν εμφυτευθεί ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα του παχέος εντέρου έλαβαν είτε ζωντανά κύτταρα βακτηρίων MC-1 είτε νεκρά κύτταρα MC-1 είτε μη μαγνητικά σφαιρίδια με μέγεθος παρόμοιο με εκείνο των βακτηρίων (η ομάδα των σφαιριδίων αποτελούσε την ομάδα ελέγχου). Η έγχυση έγινε σε ιστό παρακείμενο στους όγκους και στη συνέχεια τα πειραματόζωα εκτέθηκαν σε μαγνητικό πεδίο με στόχο να οδηγηθούν τα κύτταρα ή τα σφαιρίδια στον όγκο. Όπως προέκυψε, τα νεκρά βακτηριακά κύτταρα και τα σφαιρίδια κατάφεραν να διεισδύσουν ελάχιστα μέσα στους όγκους, ενώ τα ζωντανά βακτηριακά κύτταρα εντοπίστηκαν βαθιά μέσα στους όγκους και κυρίως στις περιοχές τους με ελάχιστο οξυγόνο. «Μόλις τα βακτηριακά κύτταρα φθάσουν μέσα στους όγκους κλείνουμε το μαγνητικό πεδίο και εκείνα βασίζονται αποκλειστικά στους ανιχνευτές οξυγόνου ώστε να ανακαλύψουν τις υποξικές περιοχές. Τα περιορίζουμε εντός των όγκων και αφήνουμε τη φύση να κάνει τα υπόλοιπα».

Στη συνέχεια οι ερευνητές θέλησαν να ανακαλύψουν αν η πρόσδεση φυσαλίδων γεμάτων με φάρμακα στα κύτταρα θα επηρέαζε την κίνηση των βακτηριακών κυττάρων εντός των όγκων. Οι επιστήμονες προσέδεσαν περί τις 70 φυσαλίδες που περιείχαν φάρμακα σε κάθε βακτηριακό κύτταρο. Τα κύτταρα εγχύθηκαν σε μια άλλη ομάδα ποντικών με όγκους του παχέος εντέρου και εκτέθηκαν στο μαγνητικό πεδίο. Όπως φάνηκε, κατά μέσο όρο, το 55% των βακτηριακών κυττάρων που κουβαλούσαν φάρμακα και εγχύθηκαν στα πειραματόζωα κατάφερε να φθάσει στους όγκους. Συγκριτικά, ορισμένοι ερευνητές εκτιμούν ότι μόνο το περίπου 2% των φαρμάκων που μεταφέρονται μέσω των υπαρχόντων νανο-οχημάτων φθάνει ως τους όγκους.

Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα του δρος Μαρτέλ είναι να προσδιορίσει την επίδραση των βακτηριακών κυττάρων που μεταφέρουν φάρμακα στη μείωση του μεγέθους των όγκων. Οι επιστήμονες επιθυμούν επίσης να διερευνήσουν αν τα βακτήρια αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά άλλων τύπων φαρμάκων που εξολοθρεύουν τα καρκινικά κύτταρα, όπως είναι τα μόρια τα οποία διδάσκουν στο ανοσοποιητικό σύστημα να επιτίθεται στους όγκους.

Τα βακτηριακά «υποβρύχια» και οι «τορπίλες»

Τα βακτήρια εκλύονται από μαγνητικά οχήματα, όπως οι τορπίλες από ένα υποβρύχιο, όταν βρεθούν κοντά στον όγκο.

Επιπροσθέτως, η ερευνητική ομάδα προσπαθεί να αυξήσει τους τύπους των όγκων στους οποίους θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα βακτηριακά οχήματα φαρμάκων. Αυτή τη στιγμή τα βακτήρια πρέπει να εγχυθούν πολύ κοντά στον όγκο, διότι, αν εγχυθούν στις αρτηρίες, η μεγάλη ροή του αίματος καθώς και η απόσταση που χρειάζεται να καλύψουν επηρεάζουν τον αριθμό των βακτηρίων που τελικώς φθάνουν στον όγκο. Αυτό, όπως είναι επόμενο, περιορίζει τις δυνατότητες της συγκεκριμένης προσέγγισης σε καρκίνους στους οποίους η πρόσβαση είναι πιο εύκολη, όπως του παχέος εντέρου, του προστάτη και πιθανώς του μαστού. Ωστόσο οι ερευνητές έχουν δείξει σε πειράματα σε ζώα ότι τα βακτήρια μπορούν να ταξιδέψουν μέσω των αρτηριών και να φθάσουν κοντά στον όγκο όταν κλειστούν σε μαγνητικά οχήματα τα οποία προωθούνται μέσω μαγνητικού πεδίου. Στη συνέχεια τα βακτήρια εκλύονται από τα μαγνητικά οχήματα, όπως εκλύονται οι τορπίλες από ένα υποβρύχιο, όταν βρεθούν κοντά στον όγκο. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για τη χρήση των βακτηρίων με στόχο τη μεταφορά φαρμάκων σε όγκους που βρίσκονται πιο βαθιά στο σώμα.

Πηγή: Ouajdi Felfoul, Mahmood Mohammadi, Samira Taherkhani, Dominic de Lanauze, Yong Zhong Xu, Dumitru Loghin, Sherief Essa, Sylwia Jancik, Daniel Houle, Michel Lafleur, Louis Gaboury, Maryam Tabrizian, Neila Kaou, Michael Atkin, Té Vuong, Gerald Batist, Nicole Beauchemin, Danuta Radzioch, Sylvain Martel. Magneto-aerotactic bacteria deliver drug-containing nanoliposomes to tumour hypoxic regions. Nature Nanotechnology, 2016; DOI:10.1038/NNANO.2016.137

Ζητούνται εθελοντές για την αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων. Citizen scientists join search for gravitational waves

A new project pairs volunteers and machine learning to sort through data from LIGO. Artwork by Sandbox Studio, Chicago with Ana Kova

Παραμορφώσεις 10.000 μικρότερες από τη διάμετρο ενός πρωτονίου έπρεπε να ανιχνεύσει το πείραμα LIGO για να εντοπίσει για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα, αποδεικνύοντας έτσι την τελευταία πρόβλεψη της Γενικής Σχετικότητας που δεν είχε επιβεβαιωθεί μέχρι σήμερα, έναν αιώνα μετά τη διατύπωση της θεωρίας από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν.

Για να γίνει αυτό πραγματικότητα, θα έπρεπε το πείραμα να έχει ασύλληπτη ευαισθησία. Θα έπρεπε επίσης να μπορεί να αποκλεισθεί το ενδεχόμενο τα σήματα που καταγράφονται να είναι απλώς δονήσεις από διερχόμενα οχήματα, ασθενείς σεισμοί ή «λάθη» από τα ηλεκτρονικά κυκλώματα – ώστε να είναι όντως σίγουρο πως πρόκειται για «ίχνη» βαρυτικών κυμάτων.

Γι΄ αυτό τον σκοπό, το LIGO περιλαμβάνει δύο πανομοιότυπες ανιχνευτικές διατάξεις, μία στη Λουιζιάνα και μία στην Ουάσιγκτον, μία λύση που θα λειτουργούσε ως «αντίδοτο» ως τέτοιες περιπτώσεις. Κάτι που φάνηκε να λειτουργεί, όπως αποδεικνύει ο εντοπισμός βαρυτικών κυμάτων τον περασμένο Φεβρουάριο, ο οποίος επαναλήφθηκε λίγο καιρό αργότερα.

Ακόμη κι έτσι όμως, δεν αποκλείονται τα πειραματικά σφάλματα, αφού δεν λείπουν οι περιπτώσεις που σήματα… γήινης προέλευσης εμφανίζονται σχεδόν ταυτόχρονα στους δύο ανιχνευτές, δίνοντας επομένως την εντύπωση πως πρόκειται για πιθανά «αποτυπώματα» βαρυτικών κυμάτων.

Artwork by Sandbox Studio, Chicago with Ana Kova

Έτσι, για τον έλεγχό τους, μία ομάδα από τους επιστήμονες του πειράματος έχει ζητήσει τη βοήθεια εθελοντών, δηλαδή απλών πολιτών οι οποίοι αναλαμβάνουν να ελέγχουν αυτό τον «θόρυβο». Το πρότζεκτ έχει ονομασθεί Gravity Spy και «τρέχει» μέσα από την πλατφόρμα Zooniverse, ενώ σε αυτό συμμετέχουν 1.400 εθελοντές.

Για την ανάλυση, οι πληροφορίες μετατρέπονται σε ένα είδος εικόνας που ονομάζεται φασματογράφημα, με κατάλληλα σχήματα τα οποία υποδεικνύουν τον χρόνο και τη συχνότητα του «θορύβου». Έτσι, αποχρώσεις του γαλάζιου, του κίτρινου και του πράσινου αναπαριστούν την ένταση του σήματος, δηλαδή τον βαθμό στον οποίο παραμορφώθηκε ο ανιχνευτής, παράγοντας το συγκεκριμένο σήμα.

Με δεδομένο τον πολύ μεγάλο όγκο των μετρήσεων που παράγουν οι ανιχνευτές, τα σήματα που αντιστοιχούν σε «θόρυβο» δεν είναι λίγα. Αν και ορισμένα από αυτά εντοπίζονται από τους υπολογιστές, κάποια δεν αναγνωρίζονται από το λογισμικό.

Αντίθετα, ο άνθρωπος είναι πολύ καλύτερος στο να εντοπίζει νέα μοτίβα στις εικόνες. Επομένως, στους εθελοντές προωθούνται τα πιο δύσκολα αναγνωρίσιμα σήματα. Στη συνέχεια, οι αναλύσεις τους διαβιβάζονται στο λογισμικό, ώστε να «εκπαιδεύεται» και να βελτιώνεται η ικανότητά του στον εντοπισμό του «θορύβου».

Το Gravity Spy βρίσκεται αυτή τη στιγμή σε πιλοτικό στάδιο. Όταν αυτό ολοκληρωθεί, τότε οι εθελοντές θα κληθούν να αναλύσουν νέες εικόνες, οι οποίες θα προκύψουν από τη δεύτερη φάση λειτουργίας του πειράματος. Το πρότζεκτ χρηματοδοτείται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, ενώ οργανώθηκε από το Νοτιοδυτικό πανεπιστήμιο, το πανεπιστήμιο Σίρακιουζ και το πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα.

Πηγή: symmetrymagazine.org

Το Σύμπαν είναι πιο... πυκνοκατοικημένο από ό,τι νομίζαμε. The Universe Has 10 Times More Galaxies Than Scientists Thought

Οι αστρονόμοι υπολόγισαν ότι στο ορατό Σύμπαν υπάρχουν δέκα φορές περισσότεροι γαλαξίες από όσους πιστεύαμε. This Hubble Space Telescope view reveals thousands of galaxies stretching back into time across billions of light-years of space. The image covers a portion of a large galaxy census called the Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). Besides the myriad of galaxies visible in this image, only 10 percent of the total number of galaxies in the universe are observable for the current generation of telescopes, according to a new analysis of the GOODS and other Hubble deep-field surveys. The study's researchers concluded that at least 10 times more galaxies exist in the observable universe than previously thought. According to the research, about 90 percent of galaxies in the observable universe are too faint and too far away to be seen with present-day telescopes. Credit: NASA, ESA, the GOODS Team, and M. Giavialisco (University of Massachusetts, Amherst)

Το Σύμπαν είναι τελικά πολύ πιο πυκνοκατοικημένο από όσο πιστεύαμε! Οι αστρονόμοι έκαναν τον αναπάντεχο υπολογισμό ότι στο ορατό Σύμπαν υπάρχουν τουλάχιστον δέκα φορές περισσότεροι γαλαξίες από ό,τι νομίζαμε.

Μπορεί να φθάνουν τα δύο τρισεκατομμύρια!

Ο συνολικός αριθμός τους στο Σύμπαν (στο ορατό και μη ορατό από τη Γη) μπορεί να φθάνει τα δύο τρισεκατομμύρια, δηλαδή είναι 20πλάσιος έναντι της προηγούμενης εκτίμησης, που ήταν περίπου 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες.

Οι «φουσκωμένες» εκτιμήσεις βασίζονται σε μια νέα ανάλυση των δεδομένων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και άλλα τηλεσκόπια. Η σχετική διεθνής δημοσίευση, με επικεφαλής τον καθηγητή Κρίστοφερ Κονσελάις, του βρετανικού πανεπιστημίου του Νότιγχαμ, έγινε στο περιοδικό The Astrophysical Journal.

Εξέλιξη του Σύμπαντος, συγχώνευση γαλαξιών

Η νέα μελέτη δείχνει ότι όσο το Σύμπαν εξελισσόταν στην πορεία των 13,7 δισεκατομμυρίων ετών που υπάρχει, τόσο μειωνόταν ο αριθμός των γαλαξιών μέσω συγχωνεύσεων.

Όμως οι αστρονόμοι συνειδητοποιούν πλέον, ότι μόνο στο ορατό Σύμπαν -δηλαδή στο τμήμα εκείνο που είναι παρατηρήσιμο από τη Γη- ένα 90% των γαλαξιών είναι υπερβολικά αχνοί και πολύ μακρινοί για να γίνουν αντιληπτοί από τα υπάρχοντα τηλεσκόπια.

Το υπό κατασκευή ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, ο διάδοχος του Hubble, θα μπορεί να δει περισσότερους γαλαξίες από ό,τι τώρα βλέπει το Hubble.

Πηγή: hubblesite.org

Τζέημς Τζολ, «Οι αναρχικοί». James Joll, “The Anarchists”

Στα τελευταία εκατό χρόνια ο αναρχισμός ανακίνησε με τη θεωρία και την πράξη του μια σειρά από αποφασιστικά πολιτικά, κοινωνικά και οικονομικά ζητήματα και αναζήτησε λύσεις που αποτέλεσαν πρόκληση για την κατεστημένη κοινωνική τάξη, και γι αυτό καταδιώχτηκαν και καταπιέστηκαν απ αυτή με όλα τα μέσα. 

Ο Τζέημς Τζολ ασχολείται στο βιβλίο του αυτό λεπτομερειακά με το αναρχικό κίνημα και την ιστορία του, παρουσιάζει τους θεωρητικούς του και σκιαγραφεί τα πορτρέτα των σημαντικότερων εκπροσώπων του· κλείνει την περιγραφή του με ένα δραματικό κεφάλαιο για τον αναρχοσυνδικαλισμό στην Ισπανία, όπου το 1936 η "ολοκληρωτική επανάσταση" πλησίασε χειροπιαστά στην έμπρακτη εδραίωσή της. Αυτή η θεμελιακή και περιεκτική εργασία του άγγλου ιστορικού συμβάλλει όσο λίγα άλλα έργα του τομέα αυτού στη δικαίωση ενός πολιτικού κινήματος, που κατά τη γνώμη του έχει βλαφτεί ιδιαίτερα από τις προκαταλήψεις του πλατύ κοινού και την παραμέληση από την πλευρά των ιστορικών.

Ο James Joll (1918-1994) μεγάλωσε και σπούδασε στην Αγγλία και στη Γαλλία. Κατά τη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου υπηρέτησε στις βρετανικές μυστικές υπηρεσίες (SOE). Μετά τον πόλεμο έγινε καθηγητής Διεθνών Σχέσεων στην Οξφόρδη και στη συνέχεια εργάστηκε σε πανεπιστήμια των ΗΠΑ, της Ιαπωνίας και της Αυστραλίας. 

Το 1977 έγινε μέλος της Βρετανικής Ακαδημίας. Από τα σημαντικότερα έργα του είναι τα "The Second International, 1889-1914" (1955), "Intellectuals in Politics: Three Biographical Essays” (1960) και "The Origins of the First World War" (1984). Στα ελληνικά έχει εκδοθεί το "Οι αναρχικοί" (Επίκουρος, 1975).