Πέντε Δισεκατομμύρια Χρόνια Μοναξιά. Five Billion Years of Solitude

Astronomy is enjoying a golden age, but why does the search for intelligent life outside our galaxy matter – and will we ever move off-planet? The Milky Way Galaxy over Yosemite National Park. Image credit: basheertome via Flickr

Από τις Εκδόσεις Ροπή κυκλοφορεί το εξαιρετικά ενδιαφέρον βιβλίο: «Πέντε δισεκατομμύρια χρόνια μοναξιά» του Lee Billings. Ακολουθεί ο πρόλογος στην ελληνική έκδοση από τον καθηγητή Χάρη Βάρβογλη:

'Where the hell are they?' … A region of the Large Magellanic Cloud, one of the satellite galaxies of the Milky Way. Photograph: European Southern Observator/EPA

Είμαστε μόνοι μας στο Σύμπαν ή μήπως υπάρχουν όντα σε άλλους πλανήτες που αυτήν τη στιγμή διερωτώνται ακριβώς το ίδιο πράγμα; Το ερώτημα αυτό απασχολεί τους ανθρώπους από πολύ παλιά. Για παράδειγμα, στα τέλη του 4ου αιώνα π.Χ. ο Έλληνας φιλόσοφος Επίκουρος έγραφε: «Υπάρχουν άπειροι κόσμοι, άλλοι όμοιοι και άλλοι διαφορετικοί από το δικό μας». Την εποχή του Γαλιλαίου παρόμοιες ιδέες διατύπωσε στο βιβλίο του Περί απείρου Σύμπαντος και Κόσμων ο Ιταλός μοναχός και φιλόσοφος Τζιορντάνο Μπρούνο (Giordano Bruno). Η υπόθεση της ύπαρξης εξωγήινων όντων απέκτησε μεγάλη δημοτικότητα κατά τον 19^ο αιώνα, αφενός μεν λόγω της αλματώδους ανάπτυξης της Αστρονομίας και αφετέρου λόγω της συγγραφής σημαντικών έργων επιστημονικής φαντασίας.  Στο σκέλος της Αστρονομίας σημαντικό ρόλο έπαιξαν τα εκλαϊκευτικά βιβλία του Γάλλου αστρονόμου Καμίγ Φλαμαριόν (Camille Flammarion), κυρίως το Οι άλλοι πλανήτες του ουρανού (Les Terres du Ciel), στο οποίο περιγράφει τις φυσικές συνθήκες στους τότε γνωστούς πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος, πέραν της Γης, και κάνει εικασίες για τους πιθανούς κατοίκους αυτών των ουράνιων σωμάτων. Στο σκέλος της επιστημονικής φαντασίας σημαντικό ρόλο έπαιξαν τα έργα του Ιούλιου Βερν (Jules Verne) Από τη Γη στη Σελήνη και Γύρω από τη Σελήνη και το έργο του Χ.Τζ. Γουέλς (H.G. Wells) Ο πόλεμος των κόσμων. Στα δύο πρώτα ο Ιούλιος Βερν φαντάζεται την πρώτη διαστημική αποστολή ανθρώπων στη Σελήνη στο δε τρίτο ο Χ.Τζ. Γουέλς περιγράφει την υποθετική επίθεση των κατοίκων του Άρη για την κατάκτηση της Γης. Όμως η πρώτη καθαρά επιστημονική προσέγγιση του θέματος έγινε από τον σήμερα ομότιμο καθηγητή Αστρονομίας στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Φρανκ Ντρέικ (Frank Drake).Ο Αμερικανός αυτός αστρονόμος έγραψε το 1961 την περίφημη εξίσωση Ντρέικ, με την οποία προσπάθησε να εκτιμήσει τον αριθμό των εξωγήινων πολιτισμών του Γαλαξία μας, με τους οποίους θα μπορούσαμε να επικοινωνήσουμε μέσω ραδιοφωνικών σημάτων.  Με τα στοιχεία που εκείνη την εποχή φαινόταν “λογικά” ο αριθμός αυτός προέκυπτε -σε τάξη μεγέθους- ίσος με 10. Με τα σημερινά δεδομένα φαίνεται όμως ότι είναι σημαντικά μικρότερος -αλλά εξαρτάται από το τι θεωρεί κανείς “λογική” τιμή.

After five billion years of solitude, Earth has become a lot less lonely in the last decade. Some of the Earth-sized planets that have been found. (UPR Arecibo)

Κάπως έτσι άρχιζε ένα άρθρο που έγραψα το 2009, και νομίζω ότι όσα αναφέρω παραπάνω είναι και σήμερα επίκαιρα, με τη διευκρίνιση βέβαια ότι από την περίφημη εξίσωση του Ντρέικ λείπουν αρκετές παράμετροι, οι οποίες σχετίζονται με την εμφάνιση ζωής και οι οποίες τότε δεν ήταν γνωστές. Από εκείνη την εποχή έχουν ανακαλυφθεί πάνω από τρεις χιλιάδες εξωπλανήτες (όπως ονομάζουμε τους πλανήτες που περιφέρονται γύρω από άλλους αστέρες, πέρα από τον Ήλιο μας), αλλά οι δυνατότητες ανάπτυξης ζωής σ’ αυτούς φαίνονται ιδιαίτερα περιορισμένες. Με άλλα λόγια, μάλλον υπάρχουν πολλοί πλανήτες στο Σύμπαν, αλλά η πιθανότητα ύπαρξης ζωής σ’ αυτούς μάλλον δεν φαίνεται σημαντική. Οι γνώσεις μας όμως στον τομέα αυτόν αλλάζουν με ταχείς ρυθμούς, και όσα ισχύουν σήμερα μπορεί να μην ισχύουν αύριο.

Image credit: NASA

Την εποχή που ήμουν φοιτητής, πριν από 50 χρόνια, υπήρχαν μόνο εικασίες για την ύπαρξη πλανητών πέρα από το Ηλιακό Σύστημα. Το μοναδικό σοβαρό παρατηρησιακό στοιχείο ήταν ότι οι αστέρες με μάζα μικρότερη από δύο φορές τη μάζα του Ήλιου φαίνονται να περιστρέφονται, κατά μέσον όρο, σημαντικά βραδύτερα από ό,τι οι αστέρες με μεγαλύτερη μάζα. Θεωρήθηκε λοιπόν τότε ότι είναι πιθανό να συμβαίνει με αυτούς ό,τι ακριβώς συμβαίνει και με τον Ήλιο μας. Αυτός έχει μικρή στροφορμή, αφού περιστρέφεται μόλις μια φορά το μήνα, ενώ το συντριπτικά μεγαλύτερο ποσοστό της στροφορμής του Ηλιακού Συστήματος το έχουν οι πλανήτες. Το πιθανό συμπέρασμα ήταν λοιπόν ότι οι αστέρες με σχετικά μικρή μάζα συνοδεύονται από πλανητικά συστήματα. Οι παρατηρήσεις της τελευταίας εικοσαετίας είναι συμβατές με αυτήν την υπόθεση, αφού δεν έχει βρεθεί μέχρι σήμερα εξωπλανήτης να περιφέρεται γύρω από αστέρα με μάζα σημαντικά μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου. Όμως δεν γνωρίζουμε αν αυτό το αποτέλεσμα είναι στατιστικά σημαντικό, επειδή γενικά προτιμούμε να ψάχνουμε για εξωπλανήτες γύρω από αστέρες παρόμοιους με τον Ήλιο -ή μικρότερους. Και αυτό τόσο επειδή θεωρούμε ότι αυτοί έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να φιλοξενούν ζωή όσο και επειδή είναι ευκολότερο να ανακαλυφθούν με την πιο αποδοτική μέθοδο αναζήτησης εξωπλανητών που γνωρίζουμε, αυτήν των ακτινικών ταχυτήτων.  Με αυτήν τη μέθοδο άλλωστε ανακαλύφθηκε και ο πρώτος εξωπλανήτης το 1995, όπως αναλυτικά περιγράφεται από τον συγγραφέα αυτού του βιβλίου.

The histogram shows the number of planet discoveries by year for more than the past two decades of the exoplanet search. The blue bar shows previous non-Kepler planet discoveries, the light blue bar shows previous Kepler planet discoveries, the orange bar displays the 1,284 new validated planets. Credits: NASA Ames / W. Stenzel; Princeton University / T. Morton

Η εξέλιξη της τεχνολογίας στην αναζήτηση εξωπλανητών υπήρξε αλματώδης από το 1995 μέχρι σήμερα. Έχουν προταθεί καμιά δεκαριά άλλες μέθοδοι, από τις οποίες έχουν δοκιμασθεί με θετικά αποτελέσματα οι μισές. Έτσι φθάσαμε στο σημείο να γνωρίζουμε, όπως προανέφερα, πάνω από 3.000 εξωπλανήτες σε περισσότερα από 1.000 εξωπλανητικά συστήματα, με τον αριθμό αυτό να αυξάνει με ταχείς ρυθμούς. Η στατιστική ανάλυση αυτού του δείγματος δείχνει ότι σε αυτό υπάρχει ένα σημαντικότατο ποσοστό αέριων πλανητών της τάξης μεγέθους του Δία, οι οποίοι περιφέρονται σε πολύ μικρές αποστάσεις από τον μητρικό αστέρα. Σε μερικές από αυτές τις περιπτώσεις μάλιστα έχουν παρατηρηθεί και μικρότεροι στερεοί πλανήτες σε μεγαλύτερες αποστάσεις, έχουμε δηλαδή την αρχιτεκτονική “μεγάλοι μέσα, μικροί έξω”. Αυτή η εικόνα δεν μοιάζει καθόλου με το δικό μας Ηλιακό Σύστημα, όπου οι αέριοι γίγαντες πλανήτες περιφέρονται σε μεγάλες αποστάσεις ενώ οι στερεοί γήινοι πλανήτες είναι πιο κοντά στον Ήλιο, έχουμε δηλαδή την αρχιτεκτονική “μεγάλοι έξω, μικροί μέσα”. Δεν γνωρίζουμε ακόμη με σιγουριά αν αυτό το χαρακτηριστικό των εξωπλανητικών συστημάτων έχει στατιστική σημασία ή είναι απλά αποτέλεσμα των πρατηρησιακών μεθόδων αναζήτησης που χρησιμοποιούμε, οι οποίες είναι περισσότερο ευαίσθητες σε μεγάλους πλανήτες και σε τροχιές μικρής ακτίνες.

Since Kepler launched in 2009, 21 planets less than twice the size of Earth have been discovered in the habitable zones of their stars. The orange spheres represent the nine newly validated planets announcement on May 10, 2016. The blue disks represent the 12 previous known planets. These planets are plotted relative to the temperature of their star and with respect to the amount of energy received from their star in their orbit in Earth units. The sizes of the exoplanets indicate the sizes relative to one another. The images of Earth, Venus and Mars are placed on this diagram for reference. The light and dark green shaded regions indicate the conservative and optimistic habitable zone. Credits: NASA Ames / N. Batalha and W. Stenzel

Τι συνθήκες χρειάζονται άραγε για την εμφάνιση ζωής σε έναν πλανήτη; Αν βασιστούμε στη μοναδική μορφή ζωής που γνωρίζουμε, αυτήν που υπάρχει στη Γη,  θα πρέπει -καταρχήν- ο πλανήτης να είναι στερεός και να έχει νερό σε υγρή μορφή. Ο Ντρέικ είχε “συμπυκνώσει” όλες τις προϋποθέσεις για την εμφάνιση ζωής σε μια “φαινομενολογική” πιθανότητα. Πώς υπολογίζουμε αυτήν την πιθανότητα; Το σημερινό επίπεδο κατανόησης του φαινομένου της ζωής δείχνει ότι η ζωή είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο φαινόμενο. Καταρχήν η ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή στην επιφάνεια ενός πλανήτη συνεπάγεται ότι αυτός κινείται σε μια συγκεκριμένη ζώνη γύρω από το μητρικό αστέρα. Αν ο πλανήτης είναι πολύ κοντά στο μητρικό αστέρα, η θερμοκρασία στην επιφάνειά του θα είναι πολύ υψηλή και το νερό, εφόσον βέβαια υπάρχει, θα έχει “βράσει” και θα βρίσκεται υπό μορφή υδρατμών. Αν είναι πολύ μακριά, η θερμοκρασία στην  επιφάνειά του θα είναι πολύ χαμηλή και το νερό θα έχει “πήξει” και θα βρίσκεται υπό μορφή πάγου. Τα ακριβή όρια αυτής της ζώνης, που ονομάζεται “ζώνη βιωσιμότητας”, εξαρτώνται από τη θερμοκρασία του μητρικού αστέρα. Στους κόκκινους και ψυχρούς αστέρες η ζώνη βρίσκεται πλησιέστερα στον αστέρα από ό,τι στους λευκούς και θερμούς. Θα πρέπει πάντως να σημειωθεί ότι στην περίπτωση της Γης ένα σημαντικό μέρος της θερμότητας στην επιφάνειά της προέρχεται από τον θερμό πυρήνα της, που συμπληρώνει την ενέργεια της ακτινοβολίας του Ήλιου.

Όμως η ύπαρξη υγρού νερού σε έναν πλανήτη δεν είναι η μοναδική προϋπόθεση για ύπαρξη ζωής -τουλάχιστον όπως αυτή που γνωρίζουμε στη Γη μας. Θα πρέπει να συνυπάρχουν πολύ περισσότερα “καλά” χαρακτηριστικά. Τα περισσότερα από αυτά συνδέονται με την ύπαρξη κάποιας σταθερότητας στις συνθήκες φωτισμού και θέρμανσης. Εντελώς πρόχειρα σημειώνω μερικά από αυτά.

The sweep of NASA Kepler mission’s search for small, habitable planets in the last six years. The first planet smaller than Earth, Kepler-20e, was discovered in December 2011 orbiting a Sun-like star slightly cooler and smaller than our sun every six days. But it is scorching hot and unable to maintain an atmosphere or a liquid water ocean. Kepler-22b was announced in the same month, as the first planet in the habitable zone of a sun-like star, but is more than twice the size of Earth and therefore unlikely to have a solid surface. Kepler-186f was discovered in April 2014 and is the first Earth-size planet found in the habitable zone of a small, cool M dwarf about half the size and mass of our sun. Kepler-452b is the first near-Earth-Size planet in the habitable zone of a star very similar to the sun. Credit: NASA Ames/W. Stenzel

1. Ατμόσφαιρα. Για να μπορεί ο πλανήτης να συγκρατήσει ατμόσφαιρα θα πρέπει, μεταξύ άλλων, να έχει σχετικά μεγάλη μάζα. Για παράδειγμα γνωρίζουμε σήμερα ότι ο Άρης είχε πολύ παλιά ατμόσφαιρα, την οποία όμως δεν κατόρθωσε να διατηρήσει λόγω της ασθενούς βαρύτητας στην επιφάνειά του, που με τη σειρά της οφείλεται στη μικρή μάζα του.

2. Μικρή εκκεντρότητα, για να μην υπάρχει μεγάλη διακύμανση γύρω από τη μέση τιμή φωτισμού και θερμοκρασίας μεταξύ του περίκεντρου και του απόκεντρου της τροχιάς του, δηλαδή, αντίστοιχα, μεταξύ των σημείων ελάχιστης και μέγιστης απόστασης από το μητρικό αστέρα.

3. Μικρή λόξωση, όπως ονομάζεται η γωνία που σχηματίζει ο άξονας περιστροφής του πλανήτη με τον άξονα περιφοράς του περί το μητρικό αστέρα. Μεγάλη λόξωση, όπως αυτή του πλανήτη Ουρανού, σημαίνει ότι για τη μισή περίοδο περιφοράς ο αστέρας θα φωτίζει και θα θερμαίνει τον έναν πόλο και για την άλλη μισή τον άλλο, ενώ στον ισημερινό θα επικρατεί πάντα ψύχος. Προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικό υπολογιστή έδειξαν ότι η λόξωση του Ερμή, της Αφροδίτης και του Άρη μεταβάλλεται ακανόνιστα και σε μεγάλο διάστημα τιμών, ενώ η λόξωση της Γης είναι εξαιρετικά σταθερή. Η σταθερότητα αυτή φαίνεται ότι οφείλεται στην παρουσία της Σελήνης. Είναι πιθανό ότι η ύπαρξη ενός δορυφόρου με μεγάλη μάζα -ως προς αυτήν του μητρικού πλανήτη του- να είναι ένας σημαντικός σταθεροποιητικός παράγοντας της λόξωσης, τον οποίο στερούνται ο Ερμής και η Αφροδίτη, που δεν έχουν δορυφόρους, και ο Άρης, που έχει μεν δύο δορυφόρους αλλά με μικρή σχετικά μάζα.

4. Μαγνητικό πεδίο, για να εκτρέπονται τα σωματίδια της κοσμικής ακτινοβολίας που είναι δυνατόν να προκαλούν μεταλλάξεις στο γενετικό υλικό. Για να υπάρχει μαγνητικό πεδίο θα πρέπει ο πλανήτης να έχει ρευστό πυρήνα και να περιστρέφεται με σχετικά μεγάλη ταχύτητα, όπως απαιτεί η θεωρία της μαγνητικής γεννήτριας του Γιουτζίν Πάρκερ (Eugene Parker).

5. Ασφαλή απόσταση από τον αστέρα, για την αποφυγή του φαινομένου του “παλιρροϊκού κλειδώματος” (tidal locking). Σε αυτό το φαινόμενο η περίοδος περιφοράς του πλανήτη γύρω από το μητρικό αστέρα εξισώνεται με την περίοδο περιστροφής του. Αποτέλεσμα είναι ότι ότι η μία πλευρά του πλανήτη είναι μόνιμα φωτισμένη και έχει υψηλή θερμοκρασία ενώ η αντίθετη έχει μόνιμα σκοτάδι και πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Κάτι παρόμοιο συμβαίνει με τη Σελήνη, που “δείχνει” πάντα την ίδια πλευρά της στη Γη.

6. Ασφαλή απόσταση από τον αστέρα, στην περίπτωση που αυτός έχει δραστηριότητα εκλάμψεων και εκτεταμένο στέμμα. Και τα δύο αυτά χαρακτηριστικά οφείλονται στην παρουσία ισχυρού μαγνητικού πεδίου, το οποίο υπάρχει στους ερυθρούς νάνους αστέρες. Το στέμμα εκπέμπει ακτίνες-Χ και αστρικό άνεμο, οι δε εκλάμψεις εκπέμπουν τόσο ακτίνες-Χ όσο και κοσμικές ακτίνες. Όλα αυτά τα φαινόμενα είναι ιδιαίτερα επιβλαβή για τα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών αν δεν υπάρχουν προστατευτικές “ασπίδες”, που για τη Γη μας είναι η μαγνητόσφαιρα και η ατμόσφαιρα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ένας ισχυρός αστρικός άνεμος μπορεί να παρασύρει την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη, και έτσι να τον κάνει αφιλόξενο για ζωή.

This artist's concept depicts select planetary discoveries made to date by NASA's Kepler space telescope. Credits: NASA/W. Stenzel

Με βάση τα δύο τελευταία από τα παραπάνω σημεία, θα έπρεπε ίσως να αναθεωρήσουμε προς τα κάτω τη “λογική” τιμή της πιθανότητας εμφάνισης ζωής σε έναν εξωπλανήτη, αφού οι ερυθροί νάνοι αποτελούν το 75% του συνόλου των αστέρων.

Λίγον καιρό πριν γραφεί αυτό το κείμενο έκανε μεγάλη αίσθηση στη διεθνή κοινή γνώμη η ανακοίνωση της ανακάλυψης ενός -κατά τεκμήριο- στερεού πλανήτη με μάζα περίπου 1,5 φορές τη μάζα της Γης. Αυτός βρίσκεται μέσα στη ζώνη βιωσιμότητας του Εγγύτατου του Κενταύρου, που είναι ο πλησιέστερος προς τη Γη αστέρας, σε απόσταση “μόνο” τεσσάρων ετών φωτός. Πολλοί έσπευσαν να προβάλουν την πιθανότητα να υπάρχει ζωή σε αυτόν τον πλανήτη, που ονομάστηκε Εγγύτατος του Κενταύρου b. Δυστυχώς όμως ο Εγγύτατος του Κενταύρου είναι ένας ερυθρός νάνος, με φωτεινότητα μόλις το 1/600 της φωτεινότητας του Ήλιου. Με τόση χαμηλή ακτινοβολία η ζώνη βιωσιμότητας είναι επικίνδυνα κοντά στον αστέρα, μόλις 7,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα από αυτόν. Για σύγκριση αναφέρω ότι ο Ερμής, ο πλησιέστερος προς τον Ήλιο πλανήτης, απέχει 58 εκατομμύρια χιλιόμετρα από το μητρικό αστέρι μας. Πέρα από τη μικρή απόσταση του πλανήτη, που κάνει πολύ πιθανό το φαινόμενο του  “παλιρροϊκού κλειδώματος”, ο Εγγύτατος του Κενταύρου είναι ένας γνωστός αστέρας εκλάμψεων με ισχυρό μαγνητικό πεδίο και εκτεταμένο στέμμα. Όπως ήδη ανέφερα, η ακτινοβολία από τις εκλάμψεις και το στέμμα καθιστούν αυτόν τον πλανήτη ιδιαίτερα αφιλόξενο για την ανάπτυξη ζωής.

Απομένουν τρία σημαντικά ερωτήματα προς απάντηση, για να μπορέσουμε να εκτιμήσουμε την πιθανότητα να “σπάσει” η μοναξιά μας στο Σύμπαν.

• Το Ηλιακό Σύστημα, από άποψη αρχιτεκτονικής, είναι ένα “τυπικό” πλανητικό σύστημα ή είναι η εξαίρεση στον κανόνα;
• Ποιος  είναι ο τρόπος εμφάνισης ζωής σε έναν “κατοικήσιμο” πλανήτη;
• Πόση είναι η μέση διάρκεια της ζωής ενός τεχνολογικά προηγμένου πολιτισμού;

Στο πρώτο ερώτημα, που είναι θέμα Αστρονομίας, πιστεύω ότι θα έχουμε απάντηση στις προσεχείς δεκαετίες, μέσω του συνδυασμού των παρατηρήσεων, που γίνονται ολοένα και πιο αποτελεσματικές, με τα θεωρητικά μοντέλα, που γίνονται ολοένα και πιο λεπτομερή – στα τελευταία μάλιστα συμμετέχει ενεργά και το Σπουδαστήριο Μηχανικής του Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης.

Στο δεύτερο, που είναι θέμα Βιολογίας, η κατάσταση φαίνεται προς το παρόν πιο ασαφής. Είναι άραγε η ζωή “ενδημικό” φαινόμενο, που αναπτύσσεται σε κάθε πλανήτη ανεξάρτητα, ή μήπως εμφανίστηκε κάποτε στο Σύμπαν και από τότε “διαδίδεται” με κάποιο άγνωστο -σήμερα- μηχανισμό; Η δεύτερη περίπτωση είναι γνωστή και ως “Θεωρία της Πανσπερμίας”, η οποία την εποχή που πρωτοδιατυπώθηκε από τον Σουηδό χημικό  Σβάντε Αρένιους (Svante Arrhenius) αντιμετωπίστηκε με δυσπιστία -αν όχι με ειρωνεία. Σήμερα γνωρίζουμε ότι υπάρχουν “οχήματα” που θα μπορούσαν να μεταφέρουν τη ζωή από πλανήτη σε πλανήτη και από πλανητικό σύστημα σε πλανητικό σύστημα. Μέσα στο ίδιο πλανητικό σύστημα είναι σώματα γνωστά εδώ και πολλές εκατονταετίες, οι κομήτες, που είναι δυνατό να μεταφέρουν στο παγωμένο εσωτερικό τους τα “σπέρματα” της οικοδόμησης του RNA και του DNA, των μορίων που αποτελούν τη βάση της ζωής όπως την γνωρίζουμε στη Γη. Από πλανητικό σύστημα σε πλανητικό σύστημα είναι οι ελεύθεροι πλανήτες, που ανακαλύφθηκαν μόλις πριν δέκα χρόνια. Αυτοί είναι σώματα πλανητικού μεγέθους που δεν κινούνται σε τροχιές γύρω από κάποιο μητρικό αστέρα αλλά “πλέουν” ελεύθερα στο Γαλαξία μας -και προφανώς και στους υπόλοιπους γαλαξίες του Σύμπαντος. Δεν γνωρίζουμε ακόμη πώς δημιουργήθηκαν αυτά τα σώματα και πώς κινούνται, γνωρίζουμε όμως ότι είναι πολλά: στο Γαλαξία μας εκτιμάται ότι ο αριθμός τους είναι διπλάσιος ή τριπλάσιος του αριθμού των αστέρων. Έτσι η ύπαρξή τους δίνει λαβή στη διατύπωση μιας παρακινδυνευμένης -αλλά εξεταστέας- υπόθεσης. Αν αυτοί οι ελεύθεροι πλανήτες δημιουργήθηκαν σε κάποιο πλανητικό σύστημα και για κάποιον λόγο, που σήμερα δεν είναι γνωστός διέφυγαν από τη βαρυτική έλξη του μητρικού αστέρα, είναι δυνατό να είναι “μπολιασμένοι” με τη ζωή που είχε αναπτυχθεί στο πλανητικό σύστημα της προέλευσής τους. Στη συνέχεια είναι επίσης δυνατό να διήλθαν μέσα από ένα άλλο πλανητικό σύστημα και να “δεσμεύθηκαν” από αυτό, είτε προσωρινά είτε μόνιμα.  Κατά το διάστημα της δέσμευσής τους θα μπορούσαν να “απελευθερώσουν” στο πλανητικό σύστημα του προορισμού τους τα σπέρματα ζωής που μετέφεραν, και έτσι να εμφυτεύσουν το “μπόλι”της ζωής στη νέα τους γειτονιά. Το Σπουδαστήριο Μηχανικής του Α.Π.Θ. έχει συνεισφέρει και σε αυτόν τον ερευνητικό τομέα.

Τέλος για το τρίτο ερώτημα, που αφορά τη διάρκεια ζωής ενός τεχνολογικού πολιτισμού, μόνο ατεκμηρίωτες υποθέσεις μπορούμε να κάνουμε. Γνωρίζουμε μόνο ένα τεχνολογικό πολιτισμό ικανό να εκπέμπει ραδιοσήματα και να εκτοξεύει διαστημικές αποστολές, τον δικό μας. Η διάρκεια ζωής του μέχρι σήμερα είναι εξαιρετικά σύντομη, όποια χρονική στιγμή και αν θεωρήσει κανείς ως αρχή του τεχνολογικού πολιτισμού. Αν για παράδειγμα ως αρχή του θεωρήσουμε την εφεύρεση της ατμομηχανής και την συνακόλουθη βιομηχανική επανάσταση, η ηλικία του είναι 300 χρόνια ενώ, αν ως αρχή του θεωρήσουμε την εφεύρεση των ηλεκτρονικών υπολογιστών, η ηλικία του είναι μόλις 70 χρόνια. Και όμως, σε αυτό το μικρό, σε σχέση με την ηλικία της Γης (4,5 δισεκατομμύρια χρόνια) και την ηλικία του ανθρώπινου γένους (100.000 χρόνια) βρεθήκαμε αρκετές φορές στο χείλος του πυρηνικού πολέμου και καταφέραμε να αλλοιώσουμε τόσο το κλίμα της Γης, ώστε να υπάρχουν σοβαρές ανησυχίες για το μέλλον της ανθρωπότητας. Η εξίσωση Ντρέικ έχει ως παράγοντα τη μέση διάρκεια ζωής ενός τεχνολογικού πολιτισμού και η τιμή αυτής της ποσότητας επηρεάζει σημαντικά το αποτέλεσμα. Έτσι αν θεωρήσουμε ως “αισιόδοξη” τιμή το 1.000.000.000 (οι τεχνολογικοί πολιτισμοί δεν πεθαίνουν ποτέ, και η μέση ηλικία τους ισούται με την ηλικία του Σύμπαντος) και ως “απαισιόδοξη” τα 1.000 χρόνια, τα δύο αποτελέσματα που θα πάρουμε διαφέρουν κατά ένα παράγοντα 1.000.000, δηλαδή κατά έξι τάξεις μεγέθους! Με τέτοια αβεβαιότητα μόνο από έναν από τους παράγοντες της εξίσωσης Ντρέικ, είναι συζητήσιμο πόση αξία έχει ο ακριβέστερος προσδιορισμός των παραγόντων αστρονομικού ενδιαφέροντος, που είναι σίγουρα γνωστοί με αβεβαιότητα μικρότερη από μία τάξη μεγέθους.

Όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά είναι βέβαια θεωρητικές εκτιμήσεις, και μπορεί να μην είναι καθόλου απαραίτητα για τη διατήρηση κάποιου είδους ζωής, που μπορεί να μην συλλαμβάνει καν η φαντασία μας. Η “απόδειξη” της ύπαρξης ζωής πέρα από τη Γη θα πρέπει να προέρχεται είτε από την παρατήρηση κάποιου χαρακτηριστικού βιολογικού “παραπροϊόντος” της, όπως για παράδειγμα είναι το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο στην ατμόσφαιρα της Γης, είτε από την ανίχνευση κάποιου “ραδιοσήματος επαφής”. Αλλά το πρώτο εξαρτάται από το είδος της ζωής, που μπορεί να μη μοιάζει με τη γήινη, ενώ το δεύτερο προϋποθέτει ότι “ακούμε” τη σωστή στιγμή και προς τη σωστή κατεύθυνση. Πιστεύω ότι έχουμε πολύ δρόμο ακόμη μπροστά μας στην αναζήτηση κάποιου πολιτισμού που θα “σπάσει” τη μοναξιά μας.

Χάρης Βάρβογλης

Θεσσαλονίκη – Άγιος Γεώργιος Νηλείας

Σεπτέμβριος 2016

Πηγή: http://www.anixneuseis.gr/?p=154753

Οι ιοί δείχνουν «προτίμηση» στους άνδρες. Viruses may target men and women differently

Edvard Munch, Autoportrait après la grippe, 1919. Οι άνδρες νοσούν συχνότερα και σοβαρότερα σε σύγκριση με τις γυναίκες από παθογόνους μικροοργανισμούς. A study has found some diseases may have evolved to be more harmful to men.

Ανίσχυρο αποδεικνύεται τελικά το «ισχυρό» φύλο απέναντι στους παθογόνους μικροοργανισμούς, καθώς σύμφωνα με βρετανική μελέτη οι άνδρες αρρωσταίνουν συχνότερα και σοβαρότερα, συγκριτικά με τις γυναίκες.

Όπως αναφέρει σχετικό δημοσίευμα της επιστημονικής επιθεώρησης Nature Communications, ερευνητές του Πανεπιστημίου Royal Holloway του Λονδίνου, με επικεφαλής τον δρα Φρανσίσκο Ουμπέδα της Σχολής Βιολογικών Επιστημών, μελέτησαν τις διαφορές ανάμεσα στα δύο φύλα στις περιπτώσεις διαφόρων λοιμώξεων, π.χ. του ιού HTLV-1 που μπορεί να οδηγήσει στην εκδήλωση λευχαιμίας.

Επιθετικότητα προς τους άνδρες

Από την επεξεργασία των δεδομένων προέκυψε ότι, ορισμένοι παθογόνοι μικροοργανισμοί είναι πιο επιθετικοί, όταν μολύνουν τους άνδρες, ενώ είναι πιο ήπιοι στις γυναίκες. Έτσι, προκαλούν συχνότερα σοβαρές ασθένειες και θάνατο στους άνδρες από ό,τι στις γυναίκες.

Οι επιστήμονες ήξεραν ότι όχι σπάνια οι άνδρες και γυναίκες αντιδρούν διαφορετικά στις ασθένειες. Αλλά φαίνεται πως και τα ίδια τα μικρόβια έχουν προσαρμοσθεί να επιδρούν διαφορετικά στα δύο φύλα.

Πιο χρήσιμα «οχήματα» οι γυναίκες

The better to infect you with, my dear... Some viruses might take it easier on women—to get to their children. (Choreograph / iStock)

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχει μια εξελικτική αιτία πίσω από αυτό: οι γυναίκες που γεννούν παιδιά, στα οποία μπορούν να μεταφέρουν τους μικροοργανισμούς μέσω του τοκετού ή του θηλασμού, είναι πιο χρήσιμες για την εξάπλωση των μικροβίων. Συνεπώς τα τελευταία έχουν κάθε λόγο να μη σκοτώσουν τις γυναίκες.

Έτσι, ιοί που μεταδίδονται από τη μητέρα στο παιδί, όπως της ερυθράς, της ανεμοβλογιάς, της ηπατίτιδας αλλά και ο ιός Ζίκα, τείνουν να είναι πιο ήπιοι για τις γυναίκες και πιο επιβαρυντικοί για τους άνδρες.

Οι άνδρες που νοσούν από φυματίωση, έχουν μιάμιση φορά μεγαλύτερη πιθανότητα να πεθάνουν από ό,τι οι γυναίκες. Επίσης, όταν μολύνονται με τον ιό των ανθρωπίνων θηλωμάτων (HPV), έχουν πενταπλάσια πιθανότητα να εμφανίσουν καρκίνο σε σχέση με τις γυναίκες. Τέλος, οι άνδρες που μολύνονται με τον ιό Epstein-Barr (EBV), έχουν διπλάσιο κίνδυνο να εμφανίσουν λέμφωμα Hodgkin σε σχέση με τις γυναίκες.

Τίθεται λοιπόν το ερώτημα πώς ξέρει ο ιός ότι βρίσκεται σε ανδρικό ή γυναικείο σώμα. Αν δοθεί απάντηση σ' αυτό τότε ίσως στο μέλλον οι επιστήμονες να μπορούν να «κοροϊδέψουν» τους ιούς και τα βακτήρια και να τα κάνουν να νομίζουν ότι βρίσκονται σε γυναικείο σώμα, ώστε και οι άνδρες να νοσούν σπανιότερα και ελαφρύτερα.

Ο Αυστραλοπίθηκος είχε χαρέμι! Human ancestor stood tall, had harem

Οι πατημασιές του Αυστραλοπίθηκου αφαρένσις αποκαλύπτουν άγνωστες πτυχές της ζωής του. Footprints discovered in Laetoli, in Tanzania, suggest that 3.66 million years ago the species that "Lucy" belongs to, Australopithecus afarensis was polygynous. Credit: David A. Lurino

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν στην Τανζανία της Αφρικής απολιθώματα από πατημασιές που έκαναν πρόγονοι του ανθρώπου πριν από 3.66 εκατ. χρόνια και η μελέτη τους αποκαλύπτει πολύ ενδιαφέροντα στοιχεία.

Κυρίαρχο αρσενικό

The footprints belonging to Australopithecus afarensis were found at Laetoli, in Tanzania. Credit: Raffaello Pellizzon

Η ανακάλυψη έγινε κοντά στην τοποθεσία Λαετόλι, σε απόσταση μόνο 150 μέτρων από εκεί όπου είχαν βρεθεί παρόμοιες απολιθωμένες πατημασιές το 1976. Και στις δύο περιπτώσεις τα αποτυπώματα πιθανότατα δημιουργήθηκαν από μέλη του δίποδου είδους «Αυστραλοπίθηκος αφαρένσις», στο οποίο ανήκε και η διάσημη «Λούσι». Η νέα ανακάλυψη έγινε τυχαία, από ομάδα επιστημόνων , με επικεφαλής τον καθηγητή Τζιόρτζιο Μάντζι του Πανεπιστημίου Σαπιέντσα της Ρώμης, στη διάρκεια ανασκαφών για την κατασκευή μουσείου.

Οι νέες πατημασιές μάλλον προέρχονται από ένα αρσενικό, τρία θηλυκά και ένα παιδί οι οποίοι όπως φαίνεται μετακινούνταν όλοι μαζί. Το αρσενικό πήρε το παρατσούκλι «Τσούι» και οι πατημασιές του είναι οι μεγαλύτερες από όποια άλλη έχει βρεθεί. Παραπέμπουν σε άτομο βάρους 48 κιλών και ύψους περίπου 1,65 μέτρων, τον ψηλότερο Αυστραλοπίθηκο μέχρι σήμερα. Οι τέσσερις ενήλικοι και το παιδί περπατούσαν πάνω πάνω σε βρεγμένη ηφαιστειακή στάχτη, η οποία στη συνέχεια στερεοποιήθηκε. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματα τους στην επιθεώρηση «eLife» και εκτιμούν ότι τα αρσενικά διέθεταν πολλές συζύγους και όλη η… φαμίλια κινούνταν μαζί.

Πηγή: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.19568.002

Ρενέ Σαρ, «…Το δέντρο είναι που βλέπει». René Char, «Feuillets d' Hypnos»

Φωτογραφία: © Κωνσταντίνος Βακουφτσής

32.

Ένας άνθρωπος χωρίς ελάττωμα είναι ένα βουνό χωρίς χαράδρες. Δεν μ’ ενδιαφέρει.

Un homme sans defauts est une montagne sans crevasses. Il ne m’ interesse pas.

46.

Η πράξη είναι αγνή, ακόμα κι αν την επαναλάβεις.

L’act est vierge, meme repete.

62.

Καμιά διαθήκη δεν προηγήθηκε της κληρονομιάς μας.

Notre heritage n’est precede d’aucum testament.

78. 

Το σημαντικότερο σε ορισμένες καταστάσεις είναι να ελέγχεις έγκαιρα την ευεξία σου.

Ce qui importe le plus dans certaines situations c’est de maitriser a temps l’euphorie.

81.

Η συγκατάθεση φωτίζει το πρόσωπο. Η άρνηση του δίνει κάλλος. L’aquiescement eclaire le visage. Le refus lui donne la beaute.

104.

Μόνο τα μάτια μπορούν ακόμα να βγάλουν κραυγή.

Les yeux seuls sont encore capables de pousser un cri.

110.

Η αιωνιότητα δεν έχει απαραιτήτως μεγαλύτερη διάρκεια από τη ζωή.

L’eternite n’est guere plus longe que la vie.

165.

Ο καρπός είναι τυφλός. Το δέντρο είναι που βλέπει.

Le fruit est aveugle. C’est l’arbre qui voit.

169.

Η διαύγεια είναι η πληγή η πιο κοντινή στον ήλιο.

La lucidite est la blessure la plus rapprochee du soleil.

193.

Πρέπει άλλη μια φορά, να αγαπήσουμε πολύ τον εαυτό μας, να αναπνεύσουμε πιο δυνατά από τα πνευμόνια του δήμιου.

Il faut beaucoup nous aimer, cette fois encore, respirer plus fort que le poumon du bourreau.

197.

Να επιζητείς το άλμα. Όχι ό,τι ακολουθεί, το ξεφάντωμα.

Etre du bond. N’etre pas du festin, son epilogue.

198.

Ας μπορούσε η ζωή να είναι μονάχα αποκαρδιωτικός ύπνος.

Si la vie pouvait n’etre que du sommeil desppointe.

224.

Άλλοτε, τη στιγμή που έπεφτα στο κρεβάτι, με παρηγορούσε στη μέση του ύπνου η ιδέα ενός προσωρινού θανάτου, σήμερα αποκοιμιέμαι για να ζήσω έστω κάποιες ώρες.

Autrefois au moment de me mettre au lit, l’idee d’une mort temporaire au sein du sommeil me rasserenait, aujourd’hui je m’endors pour vivre quelques heures.

227.

Ο άνθρωπος είναι ικανός να κάνει αυτό που είναι ανίκανος να φανταστεί. Ο νους του διασχίζει τους γαλαξίες του παράλογου.

L’homme est capable de faire ce qu’il est capable d’imaginer. Sa tete sillone la galaxie de l’absurde.

R.B. Kitaj, The Man on the Ceiling, 1989

«...Το δέντρο είναι που βλέπει» (αποσπάσματα), μτφρ. Κατερίνα Τρακάκη-Σωτήρης Γουνελάς, Αθήνα, Αρμός, 2005.

H ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων σημαντικότερη εξέλιξη στη Φυσική το 2016. LIGO's gravitational-wave discovery is Physics World 2016 Breakthrough of the Year

Οι ανιχνευτές LIGO ανίχνευσαν ρυτιδώσεις που σχηματίστηκαν στον χωροχρόνο από τη σύγκρουση δύο μελανών οπών. Gravitational waves emerging from the collision of two black holes. Credit: LIGO

Ήταν βέβαια αναμενόμενο: η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων που επιβεβαίωσε φέτος μια από τις τελευταίες προβλέψεις του Αϊνστάιν ανακηρύχθηκε η κορυφαία ανακάλυψη στη Φυσική για το 2016 από το περιοδικό Physics World.

Τα βαρυτικά κύματα είναι «ρυτιδώσεις» του χωροχρόνου, που προκαλούνται από βίαια κοσμικά συμβάντα, όπως η σύγκρουση μεταξύ μαύρων οπών. Είχαν προβλεφθεί θεωρητικά στο πλαίσιο της Γενικής Σχετικότητας, ανιχνεύθηκαν όμως για πρώτη φορά τον Φεβρουάριο από τους ανιχνευτές LIGO στις ΗΠΑ.

Περισσότερα από 80 πανεπιστήμια και άλλοι ερευνητικοί φορείς από όλο τον κόσμο συμμετέχουν στην κοινοπραξία LIGO, με επικεφαλής ερευνητές από τα αμερικανικά πανεπιστήμια ΜΙΤ και Caltech.

Οι υπόλοιπες εξελίξεις που συμπληρώνουν το Top 10 του Physics World:

The ion trap used by Dave Wineland and colleagues at NIST to entangle two different kinds of ions. The gold-on-alumina trap can be seen in the oval window at the centre of the photograph. The oval window is about 2 cm across. (Courtesy: Blakestad/NIST)

Η δημιουργία και μέτρηση της κβαντικής διεμπλοκής ανάμεσα σε ζεύγη διαφορετικών ιόντων.

An image of the ion trap inside the vacuum chamber. (Courtesy: Johannes Roßnagel)

Η μηχανή που αποτελείται από ένα μόνο άτομο.

The new gravimeter is held within this fused-silica support structure. The proof mass is illuminated by an LED and its position is detected by its shadow on a photodiode. (Courtesy: Giles Hammond)

Η δημιουργία ενός άκρως ευαίσθητου, μικρού και φθηνού μετρητή βαρύτητας.

Researchers have created a two-mode "Schrödinger's cat state" for the first time. (Courtesy: Michael S Helfenbein/Yale University)

Η δημιουργία μιας γάτας του Σρέντιγκερ που ζει και πεθαίνει σε δύο κουτιά ταυτόχρονα.

Illustration of electrons undergoing negative refraction at a p–n junction in graphene. (Courtesy: Cory Dean)

Η μέτρηση της αρνητικής διάθλασης των ηλεκτρονίων στο γραφένιο.

This artist's impression shows a view of the surface of the planet Proxima b orbiting the red-dwarf star Proxima Centauri, the closest star to the solar system. The double star Alpha Centauri AB also appears in the image to the upper-right of Proxima itself. Proxima b is a little more massive than the Earth and orbits in the habitable zone around Proxima Centauri, where the temperature is suitable for liquid water to exist on its surface. (Courtesy: ESO/M Kornmesser)

Η ανακάλυψη του πλησιέστερου στη Γη βραχώδους εξωπλανήτη στον Εγγύτατο του Κενταύρου.

The experimental set-up used by Lars von der Wense and colleagues to make the first direct detection of the excited nuclear state Th-229m. The various vacuum chambers house (from left to right) the buffer-gas cell containing the uranium isotope U-233, and the instruments dedicated to ion-beam extraction, mass separation and determination of the decay spectrum. (Courtesy: L von der Wense/LMU)

Το πυρηνικό ρολόι με βάση το θόριο-229.

Image of a mouse embryo taken using the new mesolens. The large rectangle shows a high-resolution detail of the mouse's eye contained within the small white rectangular frame in the main image. (Courtesy: Gail McConnell/University of Strathclyde)

Ένας νέος φακός μικροσκοπίου που συνδυάζει μεγάλο οπτικό πεδίο και υψηλή ανάλυση.

Artist's impression of the production of an electron–positron pair. (Courtesy: IQOQI/Harald Ritsch)

Η προσομοίωση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων με τη χρήση κβαντικού υπολογιστή.

Πηγή: physicsworld.com

Όταν ο άνδρας έγινε μονογαμικός έχασε το οστό του πέους του. New Research Suggests Monogamy Killed the Penis Bone in Humans

R.B. Kitaj, The Wedding, 1983–93. Όπως φαίνεται η μονογαμία κατέστησε άχρηστο το οστό που υπήρχε στο πέος του άνδρα. Speed of human mating might be behind the lack of a baculum in humans, suggests study tracing bone’s evolution. Humans may have lost their penis bones when monogamy emerged as the dominant reproductive strategy.

Το ανθρώπινο πέος μπορεί να σκληραίνει, αλλά δεν διαθέτει οστό στο εσωτερικό του, αντίθετα με τους πιθήκους και πολλά άλλα θηλαστικά ζώα. Γιατί όμως ο άνδρας έχασε το οστό στο δικό του γεννητικό όργανο; Γιατί, αφότου το έριξε στη μονογαμία, απλούστατα δεν το χρειαζόταν! Αυτή είναι η σύντομη απάντηση των επιστημόνων.

Η μελέτη

Μια νέα μελέτη δίνει απάντηση σε ένα ενδιαφέρον εξελικτικό ερωτηματικό. Penis bones from various mammals. The baculum varies so much in terms of length and whether it is present at all, that it is described as the most diverse bone ever to exist. Photograph: KPA/Zuma/REX/Shutterstock

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Κιτ Όπι του Τμήματος Ανθρωπολογίας του University College του Λονδίνου μελέτησαν την εξελικτική ιστορία του οστού στα αρσενικά γεννητικά όργανα. Το εν λόγω οστό εκτιμάται ότι πρωτοεμφανίσθηκε πριν από 145 έως 95 εκατ. χρόνια. Ποικίλει εντυπωσιακά από είδος σε είδος (σε μήκος και όχι μόνο), γι' αυτό έχει θεωρηθεί ως το πιο διαφοροποιημένο οστό που έχει υπάρξει ποτέ. Όμως στην πορεία μερικά ζώα το έχασαν και οι πρόγονοι του ανθρώπου ήσαν μεταξύ αυτών.

Το οστό του πέους βοηθά στην παρατεταμένη συνουσία. Τα πολυγαμικά ζώα, όπως οι χιμπατζήδες και οι μπονόμπο, που αλλάζουν συντρόφους σαν τα... πουκάμισα (εάν είχαν πουκάμισα), έχουν κάθε λόγο να διαθέτουν ένα πέος με κόκαλο, κάτι που αυξάνει την πιθανότητα εύρεσης συντρόφου και, στη συνέχεια, της γονιμοποίησης της συντρόφου.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το χρονικό όριο για τη διάρκεια της διείσδυσης του αρσενικού οργάνου, πέρα από το οποίο το οστό κρίνεται αναγκαίο, είναι τα τρία λεπτά. Κάτω από τα τρία λεπτά συνουσίας, το οστό αρχίζει να γίνεται περιττό (και αυτή είναι η περίπτωση του ανθρώπου!).

Όταν η μονογαμία αναδύθηκε ως βασική αναπαραγωγική στρατηγική στους προγόνους του σύγχρονου ανθρώπου, κάτι που εκτιμάται ότι συνέβη κατά την εποχή του «Όρθιου ανθρώπου» (Homo erectus), το οστό του πέους ατρόφησε έως σημείου εξαφάνισης. Όταν ο ανταγωνισμός μειώθηκε και ο άνδρας έδεσε το γάιδαρό του, μπορούσε πλέον να το πάει πιο μαλακά... Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Proceedings of the Royal Society».