Η απώλεια σκοτεινής ύλης «κλειδί» στην εξήγηση της εξέλιξης του σύμπαντος. Russian physicists measure the loss of dark matter since the birth of the universe

The discrepancy between the cosmological parameters in the modern Universe and the Universe shortly after the Big Bang can be explained by the fact that the proportion of dark matter has decreased. The authors of the study could calculate how much dark matter could have been lost and what the corresponding size of the unstable component would be. Researchers may explore how quickly this unstable part decays and say if dark matter is still disintegrating. Credit: MIPT

Η εξαφάνιση σκοτεινής ύλης ίσως έπαιξε καταλυτικό ρόλο στην εξέλιξη του σύμπαντος και το γεγονός ότι οι ιδιότητές του σήμερα διαφέρουν σημαντικά από τον «νεογέννητο» κόσμο που προέκυψε με τη Μεγάλη Έκρηξη. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξαν Ρώσοι επιστήμονες, οι οποίοι βρήκαν πως η σκοτεινή ύλη έχει μειωθεί κατά 2-5% από την εποχή δημιουργίας του σύμπαντος.

Η ομάδα αποτελείται από φυσικούς από το Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας της Μόσχας, το Ινστιτούτο Πυρηνικών Ερευνών της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών και το Κρατικό Πανεπιστήμιο του Νοβοσιμπίρσκ. Όπως αναφέρουν σε άρθρο τους που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review D, η απώλεια «εξωτικής» ύλης θα μπορούσε να εξηγήσει τον τρόπο που «ενηλικιώθηκε» το σύμπαν.

«Η ασυμφωνία διάφορων κοσμολογικών παραμέτρων, που παρατηρείται ανάμεσα στη σημερινή κατάσταση του σύμπαντος και στις ιδιότητές του λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, μπορεί να εξηγείται από το γεγονός ότι έχει ελαττωθεί η ποσότητα σκοτεινής ύλης», σημειώνει ο Ίγκορ Τκάτσεφ από το Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας της Μόσχας στην ιστοσελίδα του ρωσικού ιδρύματος. «Για πρώτη φορά, καταφέραμε να υπολογίσουμε πόση ποσότητα σκοτεινής ύλης μπορεί να έχει εξαφανισθεί, όπως και το ποσοστό στο οποίο αναλογεί αυτή η απώλεια», προσθέτει.

Η υπόθεση για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης χρονολογείται από τη δεκαετία του 1930, όταν οι επιστήμονες διαπίστωσαν ανωμαλίες στην κίνηση κοσμικών δομών όπως οι γαλαξίες. Οι ανωμαλίες αυτές δεν μπορούσαν να εξηγηθούν από τη βαρύτητα που ασκεί η συμβατική ύλη.

Έτσι, πρότειναν πως υπάρχει και ένας ακόμη τύπος ύλης στο σύμπαν, η οποία δεν έχει ανιχνευθεί από τα τηλεσκόπια επειδή ούτε εκπέμπει ούτε απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως για παράδειγμα φως. Γι’ αυτό και την ονόμασαν σκοτεινή ύλη.

Με βάση τα σύγχρονα κοσμολογικά μοντέλα, η σκοτεινή ύλη αντιστοιχεί στο 26,8 της ύλης-ενέργειας του σύμπαντος. Επομένως, είναι πολλαπλάσια από τη συμβατική ύλη, το ποσοστό της οποίας δεν ξεπερνά το 4,9%.

Παρά τα πειράματα που έχουν γίνει μέχρι σήμερα, αυτή η «εξωτική» ύλη δεν έχει ανιχνευθεί ακόμη, με συνέπεια η φύση της να παραμείνει γρίφος για τους επιστήμονες. Ωστόσο, αυτό δεν είναι το μοναδικό κοσμικό μυστήριο που εξακολουθεί να παραμένει αναπάντητο: μελετώντας την «ηχώ» της Μεγάλης Έκρηξης, δηλαδή τη Μικροκυματική Ακτινοβολία Υποβάθρου (CBM), οι επιστήμονες έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα πως βασικές παράμετροι, όπως ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος, έχουν μεταβληθεί στα περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια της ύπαρξής του.

«Οι αποκλίσεις είναι σημαντικά μεγαλύτερες από το περιθώριο λάθους», λέει ο Τκάτσεφ. «Επομένως, είτε υπεισέρχεται κάποιο λάθος που δεν γνωρίζουμε, είτε η σύσταση του “αρχέγονου” σύμπαντος ήταν διαφορετική από τη σημερινή».

The concentration of the unstable component of dark matter F against the speed of expansion of non-gravitationally bound objects (proportional to the age of the Universe) when examining various combinations of Planck data for several different cosmological phenomena. Credit: MIPT

Μία από τις θεωρίες που έχουν προταθεί για την εξήγηση των αποκλίσεων είναι ότι η σκοτεινή ύλη μειώνεται σταδιακά στο σύμπαν. Έτσι, οι Ρώσοι ερευνητές μελέτησαν αυτή την υπόθεση, αντιπαραβάλλοντας τα δεδομένα της Μικροκυματικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου με δύο κοσμολογικά μοντέλα, όπου το πρώτο προβλέπει πως η σκοτεινή ύλη παραμένει σταθερή, ενώ το δεύτερο ότι μειώνεται σταθερά.

Η ομάδα βρήκε πως οι αστρονομικές παρατηρήσεις συμφωνούν περισσότερο με την υπόθεση ελάττωσης της «εξωτικής» ύλης. Συνδυάζοντας στη συνέχεια αυτό το μοντέλο με άλλα κοσμολογικά φαινόμενα, προσδιόρισαν πως η μείωση κυμάνθηκε από 2 έως 5%.

Όπως αναφέρουν, πάντως, ο τρόπος ανάλυσής τους δεν μπορεί να δώσει καμία απάντηση για τον ρυθμό μείωσης της σκοτεινής ύλης, ούτε για τον αν συνεχίζει να εξαφανίζεται ακόμη.

Πηγή: scienmag.com

Σε τρεις με έξι μήνες εκκολάπτονταν τα δεινοσαυράκια. How long did it take to hatch a dinosaur egg? Study says 3-6 months

Μεγάλο χρονικό διάστημα απαιτούσε τελικά η επώαση των γιγάντιων αβγών όπως αποκαλύπτουν οι επιστήμονες. A photo of a hatchling Protoceratops andrewsi fossil from the Gobi Desert Ukhaa Tolgod, Mongolia. Credit: © AMNH/M. Ellison

Ένας άνθρωπος κυοφορεί επί εννέα μήνες, ενώ ένα νεογνό στρουθοκαμήλου ξεμυτίζει από το αβγό μετά από 42 μέρες. Ο χρόνος που χρειαζόταν ένα δεινοσαυράκι για να βγει από το αβγό του, αποτελούσε έως τώρα ένα από τα αινίγματα της επιστήμης. Σύμφωνα όμως με μια νέα επιστημονική έρευνα, την πρώτη του είδους της, τα αβγά των δεινοσαύρων - ανάλογα με το είδος του δεινοσαύρου - χρειάζονταν τρεις έως έξι μήνες για να εκκολαφθούν.

Gregory Erickson is a professor of biological science at Florida State University. Credit: FSU

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή βιολογικών επιστημών Γρέγκορι Έρικσον του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Φλόριντα, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), πιστεύουν ότι επιτέλους έριξαν φως στην πολύπλοκη εμβρυολογία των δεινοσαύρων.

Ένας δεινόσαυρος γεννιέται...

Researchers examined a fossilized embryo of the dinosaur Hypacrosaurus. Credit: Darla Zelinitsky

Έως σήμερα, οι επιστήμονες αναρωτιούνταν αν τα αβγά των δεινοσαύρων επωάζονταν αργά όπως των κροκοδείλων, των σαυρών και άλλων ερπετών (από μερικές εβδομάδες έως πολλούς μήνες) ή πιο γρήγορα όπως των πουλιών (που κλωσούν τα αβγά τους επί 11 έως 85 μέρες).

Με δεδομένο ότι τα αβγά των δεινοσαύρων ήταν πολύ μεγάλα (μερικά ζύγιζαν πάνω από τέσσερα κιλά και είχαν το μέγεθος μιας μπάλας του βόλεϊ), οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι μάλλον εκκολάπτονταν γρήγορα όπως των σημερινών πουλιών, τα οποία πιθανώς κληρονόμησαν αυτό το χαρακτηριστικό από τους προγόνους τους, τους δεινόσαυρους.

Οι ερευνητές εξέτασαν ορισμένα σπάνια απολιθώματα εμβρύων δεινοσαύρων, που βρέθηκαν στην έρημο Γκόμπι της Μογγολίας και ανήκουν στη συλλογή του Αμερικανικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας. Με τη βοήθεια σύγχρονων τεχνολογιών, όπως τομογραφίες, ισχυρά μικροσκόπια κ.ά., οι ειδικοί κατάφεραν να εξετάσουν την οδοντοστοιχία των εμβρύων. 

Daily growth lines in the dentine of an embryonic tooth of Hypacrosaurus. Credit: © G.M. Erickson

Η ανάπτυξη των δοντιών μπορεί να «προδώσει» πόσο καιρό ένα έμβρυο δεινοσαύρου μεγάλωνε μέσα σε ένα αβγό, με παρόμοιο τρόπο που οι διαδοχικοί δακτύλιοι κατά την ανάπτυξη των δέντρων επιτρέπουν την χρονολόγησή τους. Η ετυμηγορία είναι ότι η εκκόλαψη διαρκούσε ένα τρίμηνο έως ένα εξάμηνο, σαφώς περισσότερο χρόνο από ό,τι πίστευαν οι επιστήμονες έως τώρα.

Η παρατεταμένη επώαση ασφαλώς θα εξέθετε τους γονείς δεινόσαυρους και τα αβγά τους σε κινδύνους από διάφορους θηρευτές, καθώς επίσης σε άλλους περιβαλλοντικούς κινδύνους. Επίσης, σύμφωνα με τους ερευνητές, με δεδομένο ότι οι θερμόαιμοι δεινόσαυροι αναπτύσσονταν αργά και χρειάζονταν πάνω από ένα έτος για να ωριμάσουν, αυτό μπορεί να συνέβαλε τελικά στην εξαφάνισή τους.

Προς το παρόν πάντως, παραμένει άγνωστο αν σε όλα ανεξαιρέτως τα είδη δεινοσαύρων (π.χ. και στον τρομερό Τυραννόσαυρο) τα μωρά τους αργούσαν να βγουν από το αβγό.

Πηγή: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1613716114 

Πότε οι άνθρωποι άρχισαν να τρώνε βρασμένα χόρτα. Earliest evidence discovered of plants cooked in ancient pottery

Οι Νεάντερταλ μάλλον έτρωγαν χόρτα, όμως οι πρώτες άμεσες ενδείξεις για το μαγείρεμα φυτών από τον άνθρωπο βρέθηκαν στη Σαχάρα, σε κεραμικά σκεύη ηλικίας άνω των 10.000 ετών. Scientists have uncovered the earliest direct evidence of humans processing plants for food found anywhere in the world. Researchers studied unglazed pottery dating from more than 10,000 years ago, from two sites in the Libyan Sahara. Rock art painting showing a human figure collecting plants. Credit: The Archaeological Mission in the Sahara. Sapienza University of Rome.

Η αρχαιότερη άμεση ένδειξη για το μαγείρεμα φυτών ώστε να καταναλωθούν ως τροφή από τους ανθρώπους ανάγεται σε δέκα και πλέον χιλιετίες πριν.

Ανακαλύφθηκε από διεθνή ομάδα επιστημόνων σε κεραμικά σκεύη που ανασκάφτηκαν στη λιβυκή Σαχάρα και θεωρείται ότι έρχεται να προσθέσει ένα ακόμη στοιχείο υπέρ της άποψης που υποστηρίζει ότι το μαγείρεμα αποτέλεσε σημαντική κινητήριο δύναμη στην ανθρώπινη εξέλιξη.

Τεράστιο βήμα για τον άνθρωπο

(Image Credit: Sapienza University of Rome)

Η επινόηση του μαγειρέματος αναγνωρίζεται εδώ και καιρό από τους επιστήμονες ως ένα καθοριστικό βήμα στην ανάπτυξη του ανθρώπινου πολιτισμού. Στα τέλη της περασμένης δεκαετίας μάλιστα ο καθηγητής του Χάρβαρντ Ρίτσαρντ Ράνγκαμ διατύπωσε τη θεωρία ότι πέρα από την ανάπτυξη του πολιτισμού μας το μαγείρεμα συνέβαλε και στην εξέλιξή μας, δίνοντας στον εγκέφαλό μας την απαραίτητη ενέργεια ώστε να γίνει μεγαλύτερος και άρα ικανότερος - μια θεωρία που κερδίζει διαρκώς έδαφος τα τελευταία χρόνια.

Οι ειδικοί θεωρούν ότι αρχικά οι άνθρωποι θα πρέπει να μαγείρευαν έναν σχετικά περιορισμένο αριθμό τροφών - κυρίως το κρέας ζώων που έπιαναν στο κυνήγι - απευθείας στη φωτιά και ότι το εύρος των υλικών που χρησιμοποιούσαν θα πρέπει να αυξήθηκε σημαντικά με την επινόηση των κεραμικών σκευών.

Παρ' όλα αυτά μέχρι σήμερα δεν είχαν βρεθεί άμεσες ενδείξεις για το μαγείρεμα φυτών σε κεραμικά που προέρχονται από τους πρώιμους προϊστορικούς χρόνους. Για τον λόγο αυτόν ο εντοπισμός φυτικών καταλοίπων σε κεραμικά ηλικίας 10.000 ετών από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ στη Βρετανία και του Πανεπιστημίου Σαπιέντσα της Ρώμης και των Πανεπιστημίων της Μόντενα και του Μιλάνου στην Ιταλία θεωρείται ένα σημαντικό εύρημα.

Πολλά φυτά στο τσουκάλι

Exceptionally preserved archaeobotanical remains from Takarkori rock shelter (Tadrart Acacus, SW Libya), dating from around 9500 years ago. Credit: The Archaeological Mission in the Sahara. Sapienza University of Rome.

Οι ερευνητές εξέτασαν τα κατάλοιπα τροφών που είχαν εισχωρήσει στο σώμα κεραμικών σκευών χωρίς υάλωμα τα οποία ανασκάφηκαν στην έρημο Σαχάρα στη Λιβύη και είδαν ότι περισσότερα από τα μισά σκεύη είχαν χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία φυτών, καθώς είχαν κατάλοιπα φυτικών ελαίων ή κηρών. Η λεπτομερής μοριακή ανάλυση και η ανάλυση των σταθερών ισοτόπων έδειξε ότι μέσα σε αυτά είχε μαγειρευτεί μια ευρεία κλίμακα φυτών, από τους σπόρους ως και τα φύλλα χερσαίων φυτών μέχρι - γεγονός που θεωρείται αξιοσημείωτο - και υδρόβια φυτά.

Η ερμηνεία των χημικών υπογραφών που έκαναν οι ερευνητές στη μελέτη τους, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Plants», υποστηρίζεται από την αφθονία υπολειμμάτων φυτών που βρέθηκαν στις ίδιες θέσεις σε εξαιρετικά καλή κατάσταση, διατηρημένα από το ξηρό περιβάλλον της ερήμου. Οι χημικές υπογραφές υποδεικνύουν επίσης ότι το μαγείρεμα των φυτών συνεχίστηκε για 4.000 χρόνια, γεγονός το οποίο υποδηλώνει ότι αποτέλεσαν σημαντική πηγή τροφής για τους ανθρώπους που έζησαν εκείνη την περίοδο στη Σαχάρα.

«Μέχρι τώρα η σημασία των φυτών στην προϊστορική διατροφή είχε υποτιμηθεί, όμως αυτή η δουλειά δείχνει ξεκάθαρα πόσο σημαντικά ήταν ως αξιόπιστος διατροφικός πόρος» δήλωσε σε δελτίο Τύπου η Τζούλι Νταν, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στη Σχολή Χημείας του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ και κύρια συγγραφέας της μελέτης.

«Τα ευρήματα αυτά αναδεικνύουν επίσης το πόσο εξελιγμένοι ήταν οι πρώιμοι άνθρωποι στη χρήση μιας ευρείας κλίμακας τύπων φυτών και η ικανότητά τους να τα βράζουν για μεγάλες χρονικά διαστήματα μέσα στα κεραμικά σκεύη που επινόησαν θα πρέπει να αύξησε σημαντικά την κλίμακα των φυτών που οι προϊστορικοί άνθρωποι μπορούσαν να φάνε». Όπως επισημαίνουν οι επιστήμονες, με το μαγείρεμα οι άνθρωποι μπόρεσαν πλέον να αρχίσουν να τρώνε πολλά φυτά που έως τότε ήταν ακατάλληλα - επειδή π.χ. ήταν πολύ σκληρά ή ακόμη και τοξικά.

Πηγή: Julie Dunne, Anna Maria Mercuri, Richard P. Evershed, Silvia Bruni, Savino di Lernia. Earliest direct evidence of plant processing in prehistoric Saharan pottery. Nature Plants, 2016; 3: 16194 DOI: 10.1038/nplants.2016.194

Emmet Gowin: Photographs

O Emmet Gowin γεννήθηκε το 1941 στο Danville της Virginia. Μαθήτεψε κοντά στο Harry Callahan, τον Aaron Siskind, τον Fred Sommer (τον οποίο και μνημονεύει ιδιαιτέρως) και έγινε γνωστός μέσα από τις οικογενειακές φωτογραφίες που τράβηξε τη δεκαετία του ’60 στη Virginia.

Η προσέγγισή του είναι ευαίσθητη και τρυφερή, ξέγνοιαστη και παιγνιώδης, βαθιά και εσωτερική. 

Μέσα σε ένα του κάδρο του, μπορούν να εμπεριέχονται πολλαπλά νοήματα και αναγνώσεις. H γέννηση, η χαρά της ζωής, το παιχνίδι, η μητρότητα, η ενηλικίωση είναι ίσως μερικά από αυτά. 

Οι φωτογραφίες του ενώ μοιάζουν πολλές φορές σκηνοθετημένες, έχουν ταυτόχρονα και κάτι το πολύ οικείο. Ίσως σε αυτό να συμβάλλει το γεγονός ότι οι περισσότερες φωτογραφίες του τραβήχτηκαν με μία μηχανή 4 x 5 πάνω σε τρίποδα.

Αξιοσημείωτες είναι οι γυμνές φωτογραφίες της γυναίκας του, Edith, που αποτέλεσε και τη μούσα του. Μια προσέγγιση φυσική και σταράτη που στόχο δεν έχει να παρουσιάσει το γυμνό σώμα με την έννοια του εξιδανικευμένου κάλλους που συνήθως παρουσιάζεται σε φωτογραφίες, αλλά όπως πραγματικά είναι. 

Ο Gowin αποτελεί ένα πολύ καλό παράδειγμα για το πόσο ενδιαφέρουσα μπορεί να γίνει φωτογραφικά η καθημερινότητά μας και για το ότι δεν είναι απαραίτητο να υπάρχει το εντυπωσιακό θέμα για να ξεκινήσουμε και πάλι να φωτογραφίζουμε.

Αξιοσημείωτο είναι ότι μετά από τη σειρά με τις οικογενειακές φωτογραφίες, άρχισε να τραβάει αεροφωτογραφίες από τοπία στα οποία ο άνθρωπος είχε επέμβει στο φυσικό του περιβάλλον, όπως πυρηνικές εγκαταστάσεις, εργοστάσια, χωράφια για καλλιέργειες κ.λ.π.

Ίσως οι φωτογραφίες του αυτές να μην είναι τόσο εντυπωσιακές στον καλλιτεχνικό κύκλο όσο οι οικογενειακές της δεκαετίας του ‘60, ωστόσο δείχνουν έναν άνθρωπο τολμηρό που δε δίστασε να αλλάξει τελείως τον τρόπο φωτογράφησης και το θέμα του και δεν επαναπαύτηκε στις δάφνες της επιτυχίας του.

«Μέσω του γάμου μου με την Edith Morris, το 1964, μπήκα σε μια οικογένεια ανανεωτικά διαφορετική από την δική μου. Θαύμασα την απλότητα και γενναιοδωρία τους και σκέφτηκα τις φωτογραφίες που τους τράβηξα ως μία συμφωνία. Θέλησα να στρέψω την προσοχή μου στα σώματα και τις προσωπικότητες που είχαν συμφωνήσει να αποκαλυφθούν μπροστά μου  μέσω της αγάπης. Η προσοχή μου ήταν μια φυσική υποχρέωση που θα τιμούσε αυτή την αγάπη.

Μέσω της ζωής των νέων μου συγγενών, ξαναβρήκα το αίσθημα που βρίσκει την σοβαρότητα στην καθημερινή ζωή. Όταν κάποιος είναι παιδί έχει χρόνο για απλές σκέψεις για το παρελθόν, όπως όταν βλέπαμε τις ακτίνες του ήλιου να πέφτουν γλυκά στο νερό και ο ήχος της εξώπορτας του κήπου όταν ανοιγόκλεινε χάιδευε τα αυτιά μας. Επιθυμώ να μην χάσω ποτέ αυτή την ελευθερία.

Οι φωτογραφίες των Eugene Atget, Bill Brandt, Walker Evans, Robert Frank, Alfred Stieglitz και ιδιαίτερα των Harry Callahan και Frederick Sommer με έχουν επηρεάσει. Αποδέχομαι και αγκαλιάζω αυτή την παράδοση της φωτογραφίας μα πάντα θέλω να δημιουργώ τις δικές μου εικόνες και να ακολουθώ το ένστικτο μου.

Οι φωτογραφίες μου δημιουργούνται από την  καθημερινή ζωή και δεν είναι αποτέλεσμα κάποιας εργασίας ή project. Οι περισσότερες φωτογραφίες μου δημιουργούνται με μια φωτογραφική μηχανή πάνω σε ένα τρίποδο. Σε μια τέτοια κατάσταση και ο φωτογράφος και το άτομο που ποζάρει γίνονται κομμάτι της φωτογραφίας. Πολλές φορές οι φωτογραφίες μου μοιάζουν με οικογενειακές snapshot, που είναι όμως μία από τις πλουσιότερες πηγές εικόνων που ξέρω. Πάντα όμως προσπαθώ να φτιάξω μια εικόνα που είναι περισσότερο ένα οικογενειακό αρχείο. Αισθάνομαι πώς οι πιο «καθαρές» φωτογραφίες, μου φαίνονταν παράξενες στην αρχή. Όποια εικόνα όμως κάνει ο καλλιτέχνης είναι στην ουσία εικόνα του εαυτού του.

Η αυτοπραγμάτωση κατάλαβα, προϋποθέτει την αποδοχή του γεγονότος της αλλαγής της οπτικής της πραγματικής φύσης των πραγμάτων, δηλαδή της πραγματικότητας. Συχνά σκεφτόμουν πως η πραγματικότητα με μαθαίνει τι να κάνω. Τώρα προτιμώ να λέω πως  η πραγματικότητα μας μαθαίνει αυτό που ήδη είμαστε».

Αποσπάσματα από το κείμενο του Emmet Gowin, «Emmet Gowin: Photographs».