Η Τέχνη της Αστροφυσικής. Art of Astrophysics

This artist's concept by Robert Hurt and Tim Pyle shows what the TRAPPIST-1 planetary system may look like, based on available data about the planets' diameters, masses and distances from the host star. Credit: NASA/JPL-Caltech

Πρόσφατα το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA, Spitzer αποκάλυψε το σύστημα επτά πλανητών στο μέγεθος της Γης, που περιφέρονται γύρω από το άστρο TRAPPIST-1. Τα στοιχεία που συνέλλεξαν το  Spitzer και άλλα τηλεσκόπια, αποκαλύπτουν τα μεγέθη και τις αποστάσεις των εξωπλανητών από τα άστρα τους, ενώ θεωρητικά μοντέλα προβλέπουν επιπλέον χαρακτηριστικά σχετικά με τις ατμόσφαιρες και τις επιφάνειες των πλανητών.

This artist's concept by Tim Pyle shows what the weather might look like on cool star-like bodies known as brown dwarfs. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Western Ontario/Stony Brook University

Όμως με τι ακριβώς μοιάζουν οι εξωπλανήτες; Έχουν ηπείρους, ωκεανούς ή ηφαίστεια; Επειδή οι αστρονόμοι δεν γνωρίζουν τέτοιες λεπτομέρειες σχετικά με τους εξωπλανήτες, «επιστράτευσαν» τους καλλιτέχνες Robert Hurt και Tim Pyle από το IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) του Caltech, για να τους βοηθήσουν στην αναπαράσταση των εξωπλανητών.

Καλλιτεχνική απεικόνιση της επιφάνειας του εξωπλανήτη TRAPPIST-1f, με συνέπεια ως προς τα επιστημονικά δεδομένα. This artist's concept by Tim Pyle allows us to imagine what it would be like to stand on the surface of the exoplanet TRAPPIST-1f, located in the TRAPPIST-1 system in the constellation Aquarius. Credit: NASA/JPL-Caltech

Ένα από αυτά τα γραφικά κοσμούσε την πρώτη σελίδα της εφημερίδας «The New York Times» στις 23 Φεβρουαρίου 2017, την ημέρα που ανακοινώθηκε η ανακάλυψη.

How do you visualize distant worlds that you can't see? A team of artists uses scientific data to imagine exoplanets and other astrophysical phenomena.

Εκτός από τους εξωπλανήτες, οι Hurt και Pyle έχουν δημιουργήσει έργα τέχνης σχετικά με άλλα αστρονομικά αντικείμενα όπως αστεροειδείς, καφέ νάνους, πάλσαρ κ.λπ.

Πηγές: http://www.caltech.edu/news/art-exoplanets-78577 - physicsgg

Βρέθηκε μανιτάρι από την εποχή των... δεινοσαύρων. Fossil mushroom discovered from the era of the dinosaurs

Το απολίθωμα ηλικίας 115 εκ. ετών είναι το αρχαιότερο που έχει βρεθεί ως τώρα και εντοπίστηκε στη Βραζιλία. Scientists say the unique find, believed to be 115m years old, is similar to today’s fungi. The gilled mushroom Gondwanagaricites magnificus lived during the Early Cretaceous, a time of dinosaurs when Gondwana was breaking apart. Image credit: Heads et al, doi: 10.1371/journal.pone.0178327

Πριν από περίπου 115 εκατομμύρια χρόνια, σε μια εποχή που στον ουρανό πετούσαν πτερόσαυροι με μέγεθος αυτοκινήτου, στη Γη κυριαρχούσαν οι τεράστιοι δεινόσαυροι και η χαμένη πια υπερήπειρος Γκοντβάνα στο νότιο ημισφαίριο άρχιζε να διασπάται στις σημερινές ηπείρους, ένα μανιτάρι έπεσε μέσα σε ένα ποτάμι, παρασύρθηκε μέχρι μια πολύ αλμυρή λιμνοθάλασσα, όπου παγιδεύθηκε στο βυθό της, σκεπάσθηκε από διαδοχικά στρώματα ιζημάτων και τελικά απολιθώθηκε.

Gondwanagaricites magnificus was uncovered in the Araripe Basin, in northeast Brazil. Image credit: Danielle Ruffatto

Τώρα, ήλθε πάλι στο φως στη βορειοανατολική Βραζιλία. Πρόκειται για το αρχαιότερο απολίθωμα μανιταριού που έχει ποτέ βρεθεί, «ένα επιστημονικό θαύμα», σύμφωνα με τους επιστήμονες. Μέχρι σήμερα είχαν βρεθεί μόνο δέκα απολιθωμένα μανιτάρια, ενώ το παλαιότερο ήταν 99 εκατ. ετών και είχε βρεθεί στη νοτιοανατολική Ασία.

Μανιτάρι ιστορικό!

The world’s oldest fossil mushroom dates from before modern continents had formed. Photograph: Jared Thomas/Drawing by Danielle Ruffatto

Οι ερευνητές που το ανακάλυψαν, με επικεφαλής τον παλαιοντολόγο Σαμ Χεντς του Πανεπιστημίου του Ιλινόις, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό PLoS One.

«Τα περισσότερα μανιτάρια είναι εφήμερα, καθώς μεγαλώνουν και εξαφανίζονται μέσα σε λίγες μέρες. Το γεγονός ότι αυτό το μανιτάρι διατηρήθηκε, είναι απλώς εκπληκτικό» δήλωσε ο Χεντς. «Αν το σκεφτείς, είναι μηδαμινές οι πιθανότητες να βρεθεί κάτι τέτοιο, με όλα αυτά τα εμπόδια που έπρεπε να ξεπεράσει για να απολιθωθεί και να διατηρηθεί επί 115 εκατ. χρόνια», πρόσθεσε.

The newly-discovered mushroom fossil is the oldest ever discovered; all others have been found in amber. Image credit: Danielle Ruffatto

Το καλοδιατηρημένο μανιτάρι βρέθηκε μέσα σε ασβεστολιθικό πέτρωμα, ενώ έως τώρα όλα τα απολιθωμένα μανιτάρια είχαν ανακαλυφθεί μέσα σε ήλεκτρο (κεχριμπάρι). Το πανάρχαιο βραζιλιάνικο μανιτάρι, που είχε ύψος περίπου πέντε εκατοστών και μοιάζει πολύ με τα σημερινά, πήρε το επιστημονικό όνομα Gondwanagaricites magnificus από το συνδυασμό των λέξεων ‘Γκοντβάνα' και ‘αγαρικό' (ελληνική λέξη για τα μανιτάρια).

Τα μανιτάρια είναι μύκητες, οι οποίοι εξελίχθηκαν πριν τα φυτά της ξηράς και βοήθησαν στη μετάβαση των φυτών από τη θάλασσα στη στεριά. Οι μύκητες παρείχαν νερό και θρεπτικά συστατικά στα πρώτα φυτά της ξηράς, πράγμα που τα βοήθησε να προσαρμοσθούν στο νέο ξηρό περιβάλλον τους. Με τη σειρά τους, τα φυτά παρείχαν σάκχαρα στους μύκητες μέσω της φωτοσύνθεσης - μία «συνεργασία» που συνεχίζεται έως σήμερα.

Πηγές: Plos One, http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=884505

Παρατηρώντας αυτό που ο Αϊνστάιν θεωρούσε αδύνατον να παρατηρηθεί. New confirmation of Einstein's General Theory of Relativity

Το επίτευγμα επιβεβαιώνει για μια ακόμη φορά την ισχύ της Γενικής Θεωρίας Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, λίγο πάνω από έναν αιώνα μετά τη δημοσίευσή της. Αυτή η εικόνα μας δείχνει πως η βαρύτητα ενός λευκού νάνου παραμορφώνει τον χώρο και εκτρέπει το φως ενός απομακρυσμένου άστρου που βρίσκεται πίσω από αυτό. This illustration reveals how the gravity of a white dwarf star warps space and bends the light of a distant star behind it. Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Μία διεθνής ομάδα αστρονόμων επιβεβαίωσε με παρατηρησιακά δεδομένα πως ένα μακρινό άστρο φαίνεται να βρίσκεται σε διαφορετική θέση στον ουρανό, αν και ανάμεσα σε αυτό και τη Γη παρεμβάλλεται ένα άλλο άστρο το οποίο εκτρέπει το φως του, χωρίς να χρειάζεται τα δύο σώματα να βρίσκονται ακριβώς στην ίδια ευθεία. Πρόκειται για ένα σημαντικό επίτευγμα, αφού, αν και το φαινόμενο αυτό προβλέπεται από τη Γενική Σχετικότητα, ο «πατέρας» αυτής της θεωρίας, δηλαδή ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, θεωρούσε ότι ήταν αδύνατον να παρατηρηθεί.

Έτσι, οι αστρονόμοι από τις ΗΠΑ, τη Βρετανία και τον Καναδά ουσιαστικά προσέφεραν μία ακόμη απόδειξη της Γενικής Σχετικότητας, δείχνοντας παράλληλα ότι ο Αϊνστάιν είχε... άδικο, όταν υποστήριζε πως το φαινόμενο αυτό δεν θα μπορούσε να αποδειχθεί. Μάλιστα, αξιοποιώντας το, κατάφεραν να μετρήσουν τη μάζα του άστρου που παρενεβλήθη, εγκαινιάζοντας επομένως μία νέα τεχνική για αστρικές μελέτες.

Το φαινόμενο αυτό αποτελεί μία παραλλαγή της βαρυτικής μικροεστίασης. Με βάση τη Γενική Σχετικότητα, η βαρυτική μικροεστίαση οφείλεται στο γεγονός ότι κάθε άστρο λόγω της βαρύτητάς του παραμορφώνει τον περιβάλλοντα χώρο με τέτοιο τρόπο ώστε να συμπεριφέρεται σαν «φακός». Έτσι, όταν αυτός ο «φακός» βρεθεί ανάμεσα στη Γη και ένα άλλο άστρο (την «πηγή») παραμορφώνει τη διεύθυνση διάδοσης του φωτός που εκπέμπει αυτή η «πηγή».

Η λειτουργία των άστρων ως βαρυτικών «φακών» αποτελεί μία πρόβλεψη που κάνει τη Γενική Σχετικότητα να διαφέρει ριζικά από τη Νευτώνεια φυσική και έχει επιβεβαιωθεί ήδη από το 1919 στην περίπτωση του Ήλιου, κάνοντας τότε τη Γενική Σχετικότητα και τον Αϊνστάιν πρωτοσέλιδο στις μεγαλύτερες εφημερίδες της εποχής. Επίσης, εδώ και μερικά χρόνια, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει πολλές περιπτώσεις βαρυτικής μικροεστίασης, δηλαδή περιπτώσεις όπου ο «φακός» και η «πηγή» βρίσκονται ακριβώς στην ίδια ευθεία, με συνέπεια το φως της «πηγής» να παραμορφώνεται και να σχηματίζει ένα κυκλικό φωτεινό δακτύλιο («δακτύλιο του Αϊνστάιν»).

Ωστόσο, ο ίδιος ο Αϊνστάιν είχε προβλέψει ότι υπάρχει επίσης μία παραλλαγή της  βαρυτικής μικροεστίασης, που συμβαίνει όταν τα δύο άστρα δεν βρίσκονται ακριβώς στην ίδια ευθεία. Τότε, η «πηγή» θα εμφανίζεται ελαφρώς μετατοπισμένη από τη θέση της, ενώ ο δακτύλιος που θα σχηματίζεται θα είναι ασύμμετρος. Ωστόσο, όπως πίστευε, η μετατόπιση της θέσης θα είναι τόσο μικρή, όπως και το μέγεθος του δακτυλίου, που θα ήταν αδύνατον να μετρηθεί.

Διαστημική ζυγαριά

Astronomers made the Hubble observations of the white dwarf, the burned-out core of a normal star, and the faint background star over a two-year period. Hubble observed the dead star passing in front of the background star, deflecting its light. During the close alignment, the distant starlight appeared offset by about 2 milliarcseconds from its actual position. This deviation is so small that it is equivalent to observing an ant crawl across the surface of a quarter from 1,500 miles away. From this measurement, astronomers calculated that the white dwarf’s mass is roughly 68 percent of the sun’s mass. Credit: NASA, ESA, and K. Sahu (STScI)

Τώρα, η διεθνής ομάδα των αστρονόμων κατέρριψε αυτή την πρόβλεψη του Αϊνστάιν, αξιοποιώντας γι’ αυτό τον σκοπό δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Τον ρόλο του «φακού» ανέλαβε ο Stein 2051 B, ένας λευκός νάνος σε απόσταση μόλις 18 ετών φωτός από τη Γη, ο οποίος από τη μετατόπιση της θέσης της «πηγής», υπολόγιζαν πως η μάζα του είναι 0,675 η ηλιακή.

Το βίντεο που ακολουθεί δημιουργήθηκε από οκτώ φωτογραφίες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και δείχνει την κίνηση του λευκού νάνου Stein 2051 B καθώς διέρχεται μπροστά από ένα μακρινό άστρο, εκτρέποντας το φως του. Η απόκλιση είναι τόσο μικρή που ισοδυναμεί με την παρατήρηση ενός μυρμηγκιού από απόσταση 1500 μιλίων. Από τις μετρήσεις αυτές υπολογίστηκε πως η μάζα του λευκού νάνου είναι το 68% της μάζας του Ήλιου:

This time-lapse movie, made from eight Hubble Space Telescope images, shows the apparent motion of the white dwarf star Stein 2051 B as it passes in front of a distant star. The observations were taken between Oct. 1, 2013, and Oct. 14, 2015. The path of Stein 2051 B, due to its proper motion combined with its parallax due to the motion the Earth around the Sun, is shown by the wavy cyan line. Its proper motion in one year is shown by an arrow. Its parallax, enlarged by a factor of 5, is shown by an ellipse. Credit: NASA, ESA, and K. Sahu (STScI)

Στο επόμενο βίντεο βλέπουμε τον λευκό νάνο να διέρχεται μπροστά από το απομακρυσμένο άστρο. Εξαιτίας της βαρύτητας του λευκού νάνου το άστρο φαίνεται να μετατοπίζεται από την θέση του:

Astronomers made the Hubble observations of the white dwarf, the burned-out core of a normal star, and the faint background star over a two-year period. Hubble observed the dead star passing in front of the background star, deflecting its light. During the close alignment, the distant starlight appeared offset by about 2 milliarcseconds from its actual position. This deviation is so small that it is equivalent to observing an ant crawl across the surface of a quarter from 1,500 miles away. From this measurement, astronomers calculated that the white dwarf’s mass is roughly 68 percent of the sun’s mass. Credit: NASA, ESA, and K. Sahu (STScI)

Επιπλέον, οι μετρήσεις των Sahu et al είναι πολύ σημαντικές διότι αποδεικνύουν ότι ο Stein 2051B δεν είναι ένας εξωτικός λευκός νάνος με πυρήνα σιδήρου, αλλά μάλλον ένας απλός λευκός νάνος με πυρήνα άνθρακα-οξυγόνου, με συνηθισμένη μάζα και ακτίνα, όπως είχε προβλέψει ο Chandrasekhar και βραβεύθηκε με Νόμπελ φυσικής το 1930.

Η ομάδα ελπίζει ότι στο μέλλον θα εντοπίσει και άλλες περιπτώσεις εκδήλωσης του ίδιου φαινομένου, αξιοποιώντας τα νέας «γενιάς» επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια που βρίσκονται στα σκαριά. Έτσι, θα αξιοποιήσει αυτή τη νέα τεχνική, για να υπολογίσει τις μάζες ακόμη περισσότερων άστρων.

Πηγές: T. D. Oswalt, «A centennial gift from Einstein» - http://www.naftemporiki.gr/story/1244349/ - K.C. Sahu el al., "Relativistic deflection of background starlight measures the mass of a nearby white dwarf star," Science (2017). science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aal2879

Ο T.rex μάλλον δεν ήταν καλυμμένος με φτερά. T. rex was not feathery, study says

Σε αυτό το σπάνιο αποτύπωμα δέρματος διακρίνονται μόνο φολίδες και καθόλου φτερά. In a surprise win for Jurassic World fans, fossil skin samples suggest that several tyrannosaurs were scaly rather than feathered. This fossilized skin comes from the neck of a Tyrannosaurus rex. PHOTOGRAPH COURTESY OF PETER LARSON

Εδώ και λίγα χρόνια οι παλαιοντολόγοι φλερτάρουν με την ιδέα ότι ο διαβόητος Tyrannosaurus rex, ίσως ο πιο τρομακτικός δεινόσαυρος, ήταν καλυμμένος με χρωματιστά φτερά και πούπουλα. Η κακή φήμη του τέρατος δείχνει τώρα να σώζεται από την εξέταση ενός μοναδικού απολιθώματος από δέρμα.

Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι οι πρόγονοι του T.rex ήταν καλυμμένοι με πτίλα (φτερά) σαν των πτηνών. Τα πουλιά, εξάλλου, είναι απόγονοι φτερωτών δεινοσαύρων που ζούσαν πριν από περίπου 150 εκατομμύρια χρόνια, πολύ πριν από την εποχή των τυραννόσαυρων.

Θα ήταν λοιπόν λογικό να υποθέσει κανείς ότι ο T.rex ήταν κι αυτός εξίσου πλουμιστός. Η ιδέα αυτή καταρρίπτεται τώρα από μελέτη στην επιθεώρηση Biology Letters, η οποία εξετάζει τα μόνα γνωστά απολιθώματα από το δέρμα του T.rex, τα οποία φυλάσσονται στο Μουσείο Φυσικών Επιστημών του Χιούστον. 

Φολίδες ναι, φτερά όχι

A tyrannosaur fossil shows a pattern of small scales reminiscent of alligator skin. PHOTOGRAPH BY AMANDA KELLEY

Η εξέτασή τους στο μικροσκόπιο δεν αποκάλυψε κανένα ίχνος φτερών. Αντίθετα, τα αποτυπώματα του δέρματος έφεραν ίχνη από τις χαρακτηριστικές φολίδες σαν λέπια που καλύπτουν και τα σημερινά ερπετά.

This fossil skin sample used in the study comes from a T. rex tail. PHOTOGRAPH COURTESY OF PETER LARSON

Ίχνη φτερών δεν βρέθηκαν ούτε σε απολιθώματα από τέσσερα άλλα μεγαλόσωμα είδη στην οικογένεια του τυραννόσαυρου.

An illustration of Albertosaurus, one of the large tyrannosaurs examined in the study. ILLUSTRATION BY JIM KUETHER

Το συμπέρασμα είναι ότι τα φτερά των αρχαιότερων, πιο μικρόσωμων ειδών δεν διατηρήθηκαν στους μεγαλόσωμους απογόνους τους -ίσως επειδή το ογκώδες σώμα τους έχανε πιο αργά θερμότητα και επομένως δεν χρειαζόταν τη μόνωση των πτίλων.

Υπάρχει πάντως ενδεχόμενο οι τυραννόσαυροι να έφεραν φτερά στη ράχη, τη μόνη περιοχή του σώματος από την οποία δεν έχουν βρεθεί απολιθώματα.

Πηγές: Tyrannosauroid integument reveals conflicting patterns of gigantism and feather evolution, Biology Letters, rsbl.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rsbl.2017.0092 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=884214

Στο Μαρόκο, τα αρχαιότερα απολιθώματα του είδους μας. World's oldest Homo sapiens fossils found in Morocco

Two views of a composite reconstruction of the earliest known Homo sapiens fossils from Jebel Irhoud (Morocco) based on micro computed tomographic scans of multiple original fossils. Dated to 300 thousand years ago these early Homo sapiens already have a modern-looking face that falls within the variation of humans living today. However, the archaic-looking virtual imprint of the braincase (blue) indicates that brain shape, and possibly brain function, evolved within the Homo sapiens lineage. Credit: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig

Το λίκνο της ανθρωπότητας ίσως δεν ήταν η ανατολική Αφρική όπως πιστεύουν ευρέως οι παλαιοντολόγοι: ανασκαφές στην περιοχή Τζεμπέλ Ιρχούντ του Μαρόκου έφεραν στο φως τα αρχαιότερα απολιθώματα του Homo sapiens, ηλικίας περίπου 300.000 ετών. 

Excavators working on the remaining deposits at Jebel Irhoud. Image: Shannon McPherron, MPI EVA Leipzig

Τα απολιθώματα είναι κατά τουλάχιστον 100.000 χρόνια παλαιότερα από τα αρχαιότερα που είχαν αποδοθεί μέχρι σήμερα στον Homo sapiens, τα οποία προέρχονταν από την περιοχή Όμο Κιμπίς της Αιθιοπίας στα ανατολικά της ηπείρου και χρονολογούνταν στα περίπου 195.000 έτη.

Τα ευρήματα παρουσιάζονται σε δύο δημοσιεύσεις στο περιοδικό Nature (διαθέσιμες εδώ και εδώ). Στην πρώτη συμμετέχει η διακεκριμένη ελληνίδα παλαιοανθρωπολόγος Κατερίνα Χαρβάτη του Κέντρου Σέκενμπεργκ για την Ανθρώπινη Εξέλιξη και το Παλαιοπεριβάλλον του γερμανικού Πανεπιστημίου του Τίμπιγκεν.

(GRAPHIC) G. Grullón/Science; (DATA) Smithsonian Human Origins Program; (PHOTOS, COUNTERCLOCKWISE FROM TOP LEFT) Ryan Somma/Wikimedia Commons; James Di Loreto & Donald H. Hurlbert/Smithsonian Institution/Wikimedia Commons; SHOP; SHOP; University of the Witwatersrand; SHOP; Housed in National Museum of Ethiopia, Addis Ababa, Photo Donation: ©2001 David L. Brill, humanoriginsphotos.com; SHOP

Έως τώρα αποτελούσε αντικείμενο διαμάχης κατά πόσο ο σύγχρονος ανατομικά άνθρωπος «αναδύθηκε» γρήγορα πριν από περίπου 200.000 χρόνια στην Ανατολική Αφρική, ή η εξέλιξή του από τον Homo heidelbergensis ή τον Homo rhodesiensis υπήρξε μια σταδιακή διαδικασία που ξεκίνησε πολύ παλαιότερα, ίσως και προ 400.000 ετών. Η νέα ανακάλυψη δείχνει ότι κατά πάσα πιθανότητα συνέβη το δεύτερο.

The mandible Irhoud 11 is the first, almost complete adult mandible discovered at the site of Jebel Irhoud. It is very robust and reminiscent of the smaller Tabun C2 mandible discovered in Israel in a much younger deposit. The bone morphology and the dentition display a mosaic of archaic and evolved features, clearly assigning it to the root of our own lineage. Credit: Jean-Jacques Hublin, MPI-EVA, Leipzig

Τα πρώτα απολιθώματα στο Τζεμπέλ Ιρχούντ του Μαρόκου είχαν βρεθεί τη δεκαετία του 1960, είχαν χρονολογηθεί πριν από 40.000 χρόνια και είχαν αποδοθεί σε μια αφρικανική μορφή Νεάντερταλ, κάτι που αργότερα αμφισβητήθηκε. Οι νέες ανασκαφές στην περιοχή έφεραν στο φως 16 πρόσθετα ανθρώπινα απολιθώματα από τουλάχιστον πέντε άτομα, μεταξύ των οποίων είναι ένα μερικά διατηρημένο κρανίο και μία κάτω γνάθος. 

Some of the Middle Stone Age stone tools from Jebel Irhoud (Morocco). Pointed forms such as a-i are common in the assemblage. Also characteristic are the Levellois prepared core flakes (j-k) Credit: Mohammed Kamal, MPI EVA Leipzig

Παράλληλα, βρέθηκαν λίθινα εργαλεία και οστά ζώων, ιδίως από γαζέλες, καθώς επίσης από ζέβρες, βούβαλους, γκνου (είδος αντιλόπης), λαγούς, χελώνες, ακανθόχοιρους, φίδια, ίσως ακόμη και αβγά στρουθοκαμήλων, κάτι που αποκαλύπτει το μάλλον πλούσιο μενού των προγόνων μας. Η ανάλυση ορισμένων οστών ζώων τα χρονολόγησε στα 337.000 με 374.000 χρόνια.

Η χρονολόγηση των ανθρώπινων απολιθωμάτων με την μέθοδο της θερμοφωταύγειας δίνει μια ηλικία 315.000 ετών με περιθώριο σφάλματος 34.000 ετών. Η ανατομική ανάλυση των ίδιων ευρημάτων κατέληξε στο συμπέρασμα ότι πρόκειται για τους «πρώτους» του είδους μας, δηλαδή για την αρχαιότερη γνωστή μορφή Homo sapiens.

Jean-Jacques Hublin pointing at a crushed human skull. Image: Shannon McPherron, MPI EVA Leipzig

Αυτό μεταξύ άλλων σημαίνει, ότι η εξελικτική ανάπτυξη των προγόνων μας δεν είχε περιορισθεί στην υπο-σαχάρια Αφρική, αλλά πιθανότατα απλωνόταν σε όλη την «μαύρη» ήπειρο. Όπως είπε ο Ιμπλέν, «νομίζαμε ότι υπήρχε ένα λίκνο της ανθρωπότητας πριν από 200.000 χρόνια στην Ανατολική Αφρική, όμως τα νέα ευρήματα αποκαλύπτουν ότι ο Homo sapiens εξαπλώθηκε σε ολόκληρη την ήπειρο της Αφρικής πριν από περίπου 300.000 χρόνια. Πολύ πριν γίνει η έξοδος του Homo sapiens από την Αφρική για άλλα μέρη, υπήρξε η ευρεία διασπορά του εντός της Αφρικής».

At the Jebel Irhoud site in Morocco, archeologists discovered stone tools and several human fossils. Thermoluminescence dating revealed an age of 315 ± 34 thousand years, making them the earliest known Homo sapiens fossils and artefacts.

Παραμένει πάντως ακόμη ζητούμενο ο ακριβής τόπος και χρόνος εμφάνισης του πρώτου Homo sapiens, στο πλαίσιο του ευρύτερου γένους Homo. Συνεπώς η αναζήτηση για την κοιτίδα της ανθρωπότητας συνεχίζεται.

Πηγές: Jean-Jacques Hublin, Abdelouahed Ben-Ncer, Shara E. Bailey, Sarah E. Freidline, Simon Neubauer, Matthew M. Skinner, Inga Bergmann, Adeline Le Cabec, Stefano Benazzi, Katerina Harvati, Philipp Gunz. New fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the pan-African origin of Homo sapiens. Nature, 2017; 546 (7657): 289 DOI: 10.1038/nature22336 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=884389

Το δίλημμα του Επίκουρου. The dilemma of Epicurus

Τα ερωτήματα … το σύμπαν διέπεται από ντετερμινιστικούς νόμους; Ποιος είναι ο ρόλος του χρόνου; – έχουν διατυπωθεί από τους προσωκρατικούς στην αυγή της δυτικής σκέψης. Μας ακολουθούν εδώ και δυόμισι χιλιάδες χρόνια…..

Ο Επίκουρος ήταν ο πρώτος που έθεσε τους όρους του διλήμματος στο οποίο η σύγχρονη φυσική έχει ασκήσει το βάρος της αυθεντίας της. Όντας διάδοχος του Δημόκριτου, ο Επίκουρος φανταζόταν ότι ο κόσμος αποτελείται από άτομα που κινούνται στο κενό. Θεωρούσε ότι τα άτομα πέφτουν όλα με την ίδια ταχύτητα ακολουθώντας παράλληλες τροχιές. Πως είναι δυνατόν, λοιπόν, να συγκρούονται; Πως μπορεί να εμφανιστεί κάτι νέο, ένας νέος συνδυασμός ατόμων; Για τον Επίκουρο, το πρόβλημα της επιστήμης, της κατανόησης της φύσης καθώς και εκείνο της μοίρας των ανθρώπων ήταν αδιαχώριστα. Τι μπορούσε να σημαίνει η ανθρώπινη ελευθερία στον ντετερμινιστικό κόσμο των ατόμων; Όπως έγραφε στον Μενοικέα: «Τη δε ειμαρμένη που προτείνουν μερικοί ως κυρίαρχο των πάντων, [ο σοφός] την κοροϊδεύει…, γιατί είναι προτιμότερο να ακολουθούμε το μύθο περί θεών παρά να υποτασσόμαστε στην ειμαρμένη των φυσικών φιλοσόφων. Γιατί ο μύθος περί θεών αφήνει να διαφαίνεται κάποια ελπίδα εξιλέωσης μέσω απόδοσης τιμών προς αυτούς, ενώ η ειμαρμένη, κατ’ ανάγκην, δεν αφήνει καμία ελπίδα εξιλέωσης»….

Οι «φυσικοί» για τους οποίους κάνει λόγο ο Επίκουρος είναι οι στωικοί φιλόσοφοι, όμως το παραπάνω κείμενο φαίνεται εκπληκτικά σύγχρονο! Επανειλημμένα οι μεγάλοι στοχαστές της δυτικής παράδοσης, όπως o Kant, o Whitehead ή ο Heidegger, υπερασπίστηκαν την ανθρώπινη ύπαρξη ενάντια σε μια αντικειμενική αναπαράσταση του κόσμου η οποία απειλούσε το νόημά της. Κανείς όμως δεν κατόρθωσε να προτείνει κάποια έννοια που να ικανοποιεί τα αντιτιθέμενα πάθη, που να συμφιλιώνει το ιδανικό της κατανόησης με το ιδανικό της ελευθερίας.

Lucretius, Titus Carus, «De rerum natura» (Για την φύση των πραγμάτων). Ρωμαίος ποιητής και φιλόσοφος, ο Τίτος Λουκρήτιος Κάρος (Titus Lucretius Carus) (98/94 – 55/53 π.Χ.) στο ογκώδες ποιητικό του έργο, «De rerum natura», αποδίδει επικούρειες απόψεις. Στην πραγματικότητα πρόκειται για το ελληνικό έργο του Επίκουρου, «Περί φύσεως» που έχει χαθεί και περιλαμβάνει απόψεις περί μεταφυσικής, της υλιστικής θεωρίας. Τα φυσικά φαινόμενα εξηγούνται ως πηγή ευστάθειας του κόσμου, ενώ απορρίπτονται δεισιδαιμονίες και λογής προσεγγίσεις των φυσικών νόμων βάσει υπερφυσικών δεδομένων ή εξωανθρώπινων δυνάμεων. Επιβεβλημένη θεωρείται η απαλλαγή του ανθρώπου από το φόβο του θανάτου που προβάλλεται ως κάτι φυσικό που δεν πρέπει να συνυφαίνεται με τον ακραίο συναισθηματισμό, την απόγνωση κ.λπ.

Ο Επίκουρος πρόσθεσε στη θεωρία του Δημόκριτου την «κίνησιν κατά παρέγκλισιν», προκειμένου μα τη χρησιμοποιήσει αργότερα για την ερμηνεία της ελεύθερης βούλησης. Ο Λουκρήτιος εξέφρασε την κίνηση κατά παρέγκλιση ως clinamen: «παρότι τα σώματα διαγράφουν ευθείες τροχιές όταν πέφτουν στο κενό λόγω του βάρους τους, σε απρόβλεπτο τόπο και χρόνο παρεγκλίνουν λίγο από την πορεία τους, ώστε να αλλάζει η κίνησή τους. Διότι εάν δεν περενέκλιναν, τότε όλα θα έπεφταν προς τα κάτω σαν τις στάλες της βροχής στο κενό˙καμία κρούση δεν θα λάβαινε χώρα …. έτσι, η φύση ποτέ δεν θα είχε δημιουργήσει οτιδήποτε». Δεν δόθηκε όμως ποτέ κάποιος μηχανισμός γι’ αυτή την παρέγκλιση. Ήταν αναπόφευκτο, λοιπόν, να θεωρηθεί στοιχείο αυθαίρετο, έξω από τη φύση(….)

Ο Σφαίρος του Παρμενίδη, τέλεια συμμετρικός, παντοτινός και αμετάβλητος, αντιπροσωπεύει τη μοναδική αλήθεια της ύπαρξης σε απόλυτο επίπεδο. Οτιδήποτε άλλο δεν υπάρχει αληθινά. The Being according to Parmenides: a sphere.

Έχουμε όμως ανάγκη την καινοτομία; Κάθε καινοτομία δεν είναι άραγε αυταπάτη; Και εδώ πάλι το πρόβλημα ανάγεται στις πηγές. Για τον Ηράκλειτο, όπως τον ερμήνευσε ο Popper, «η αλήθεια έγκειται στην κατανόηση του ουσιώδους γίγνεσθαι της φύσης, στο να παριστάται ως εγγενώς άπειρη, ως μια διαδικασία καθ’ εαυτήν». Αντίθετα, το περίφημο ποίημα του Παρμενίδη βεβαιώνει τη μοναδική πραγματικότητα του όντος, που είναι αγέννητο, άφθαρτο και τέλειο…. Για τον Πλάτωνα επίσης, όπως γνωρίζουμε από τον Σοφιστή, έχουμε ανάγκη και το είναι και το γίγνεσθαι˙ διότι, αν η αλήθεια είναι συνυφασμένη με το είναι σε μια σταθερή πραγματικότητα, δεν μπορούμε να συλλάβουμε ούτε τη ζωή ούτε τη σκέψη αν αφαιρέσουμε το γίγνεσθαι…..

Ήδη από την εμφάνισή του ο δυισμός του είναι και του γίγνεσθαι ταλανίζει τη δυτική σκέψη, σε τέτοιο βαθμό που ο Jean Wahl έφτασε να χαρακτηρίσει «ατυχή» την ιστορία της φιλοσοφίας, αμφιταλαντευόμενη συνεχώς μεταξύ ενός κόσμου αυτόματου και ενός σύμπαντος που διέπεται από τη θεία βούληση.

Η διατύπωση των «νόμων της φύσης» εισήγαγε ένα κρίσιμο στοιχείο σ’ αυτή την παμπάλαιη έριδα. Πράγματι, οι νόμοι τους οποίους εξαγγέλλει η φυσική δεν έχουν αντικείμενο την άρνηση του γίγνεσθαι εν ονόματι της αλήθειας του είναι. Ακριβώς το αντίθετο˙ αποσκοπούν στην περιγραφή της αλλαγής, των κινήσεων, που χαρακτηρίζονται από μια ταχύτητα μεταβαλλόμενη με την πάροδο του χρόνου. Κι όμως, η εξαγγελία τους αποτελεί θρίαμβο του είναι έναντι του γίγνεσθαι. Το κατεξοχήν παράδειγμα είναι ο νόμος του Νεύτωνα που συνδέει τη δύναμη με την επιτάχυνση: ο εν λόγω νόμος είναι ταυτόχρονα ντετερμινιστικός και αναστρέψιμος στο χρόνο. Αν γνωρίζουμε την κατάσταση ενός συστήματος σε μια οποιαδήποτε στιγμή, τότε μπορούμε να υπολογίσουμε όλες τις επόμενες καταστάσεις, καθώς και τις προηγούμενες. Δηλαδή, το παρελθόν και το μέλλον διαδραματίζουν τον ίδιο ρόλο, αφού ο νόμος είναι αναλλοίωτος ως προς την αναστροφή του χρόνου.

Pierre-Simon Laplace (1749–1827). Posthumous portrait by Jean-Baptiste Paulin Guérin, 1838. Ο Πιερ - Σιμόν Λαπλάς οραματίστηκε το 1814 τον Δαίμονα του Λαπλάς, έναν υποθετικό δαίμονα που, αν γνώριζε την ακριβή θέση του κάθε ατόμου στο σύμπαν, τότε θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει τους νόμους του Νεύτωνα για να αποκαλύψει όλη την πορεία των κοσμικών γεγονότων, του παρελθόντος και του παρόντος: Αν θεωρηθεί για μια στιγμή ότι υπάρχει μια νοημοσύνη ικανή να κατανοήσει όλες τις δυνάμεις που κινητοποιούν τη φύση, καθώς και την αντίστοιχη κατάσταση των όντων που τη συνθέτουν, θα περιέκλειε στον ίδιο μαθηματικό τύπο τις κινήσεις των μεγαλύτερων ατόμων. Αφού γι αυτήν τίποτα δε θα ήταν αβέβαιο, το μέλλον, όπως ακριβώς και το παρελθόν, θα φάνταζε στα μάτια της ως παρόν.

Ο νόμος του Νεύτωνα, λοιπόν, δικαιολογεί άριστα τον περίφημο δαίμονα του Laplace, που είναι ικανός να παρατηρεί την παρούσα κατάσταση του σύμπαντος και να συναγάγει από αυτήν όλη τη μέλλουσα εξέλιξη.

Όπως όλοι γνωρίζουν, η νευτώνεια φυσική εκθρονίστηκε κατά τον 20ο αιώνα από την κβαντική μηχανική και τη σχετικότητα. Ωστόσο, επιβίωσαν τα θεμελιώδη χαρακτηριστικά του νόμου του Νεύτωνα, ο ντετερμινισμός του και η χρονική συμμετρία του. Ασφαλώς η κβαντική μηχανική δεν περιγράφει πλέον τροχιές αλλά κυματοσυναρτήσεις, όμως η βασική εξίσωσή της, η εξίσωση του Schrödinger, είναι επίσης ντετερμινιστική και αναστρέψιμη στον χρόνο.

Συνεπώς, οι νόμοι της φύσης τους οποίους διατυπώνει η φυσική σχετίζονται με μια ιδανική γνώση που αντιστοιχεί στη βεβαιότητα. Εφόσον οι αρχικές συνθήκες είναι δεδομένες, τα πάντα προσδιορίζονται. Η φύση είναι ένα αυτόματο που μπορούμε να το ελέγχουμε, τουλάχιστον κατ’ αρχήν. Η καινοτομία, η επιλογή, η αυθόρμητη δράση δεν είναι παρά φαινόμενα που σχετίζονται μόνο με την ανθρώπινη οπτική γωνία(……)

………………………………………………….

«Χάμω σερνόταν η ανθρώπινη ζωή, να την κλαις βλέποντας τη μπρος στα μάτια, πλακωμένη κάτω από το βάρος μιας θρησκείας, που προβάλλοντας το κεφάλι από τις χώρες τ’ ουρανού απειλούσε τους θνητούς με την τρομερή της όψη. Οπότε πρώτος ένας Έλληνας, ένας άνθρωπος, τόλμησε να σηκώσει τα θνητά του μάτια κατεπάνω της και πρώτος να ορθωθεί εμπρός της. Αυτόν δεν τον κράτησαν θεών παραμύθια ούτε κεραυνοί ούτε ουρανός με τ’ απειλητικό μουρμουρητό του. Περίσσια του κέντρισαν της ψυχής το αψύ θάρρος και του άναψαν πιο πολύ τον πόθο να ξετινάζει πρώτος τις σφιχτές κλειδωνιές της φύσης. Η ζωντανή ορμή του νου θριάμβευσε. Διάβηκε πέρα τούς φλογισμένους φράχτες του κόσμου και τ’ αμέτρητ’ όλο το περπάτησε με το νου και τη σκέψη. Κείθε μας γύρισε νικητής, για να μας διδάξει τι μπορεί να γεννιέται και τι δεν μπορεί, τούς νόμους πού ορίζουν την κάθε ενέργεια σύμφωνα μ’ ατράνταχτους φραγμούς. Έτσι δαμασμένη ή θρησκεία πατιέται με τη σειρά της κάτω από τα πόδια κι εμάς η νίκη μας υψώνει στον ουρανό» (Λουκρήτιος, De rerum natura I, 62 – 79).

 …Σήμερα μπορούμε να αποδώσουμε μια ακριβή σημασία στην έννοια της παρέγκλισης του Επίκουρου που προτάθηκε πριν από δυόμισι χιλιάδες χρόνια! Κάποια μορφή της ήταν πράγματι απαραίτητη για μια συνεκτική περιγραφή. Αν ο κόσμος μας έπρεπε να κατανοηθεί βάσει του μοντέλου των ευσταθών δυναμικών συστημάτων, δεν θα είχε τίποτε κοινό με τον κόσμο που μας περιβάλλει: θα ήταν στατικός και προβλέψιμος, όμως δεν θα ήμασταν εδώ για να διατυπώσουμε τις προβλέψεις. Στον δικό μας κόσμο, ανακαλύπτουμε σε όλα τα επίπεδα διακυμάνσεις, διακλαδώσει, αστάθειες. Τα ευσταθή συστήματα που οδηγούν σε βεβαιότητες αντιστοιχούν σε εξιδανικεύσεις, σε προσεγγίσεις. 

Ο Ζυλ Ανρί Πουανκαρέ  ήταν ένας από τους κορυφαίους Γάλλους μαθηματικούς και θεωρητικούς φυσικούς, καθώς και φιλόσοφος της επιστήμης. Ο Πουανκαρέ γεννήθηκε στις 29 Απριλίου 1854 στην πόλη Νανσύ της Γαλλίας και πέθανε στις 17 Ιουλίου 1912 στο Παρίσι. Συχνά περιγράφεται ως πολυμαθής, και στον κόσμο των μαθηματικών είναι γνωστός ως ο «τελευταίος πανεπιστήμονας», καθώς διέπρεπε σε όλα τα επιστημονικά πεδία τα οποία υπήρχαν στη διάρκεια της ζωής του.

Η κατάσταση στην οποία καταλήγουμε είχε προβλεφθεί – για άλλη μια φορά – από τον Henri Poincaré. Σε μια συζήτηση για τον Πρώτο Νόμο της Θερμοδυναμικής (το νόμο διατήρησης ενέργειας), καταλήγει σ’ ένα συμπέρασμα που ισχύει επίσης για τον Δεύτερο Νόμο (το νόμο αύξησης εντροπίας): «Οι Νόμοι αυτοί [της θερμοδυναμικής] μπορούν να έχουν μόνο μια σημασία, ότι δηλαδή υπάρχει μια κοινή ιδιότητα σε όλες τις δυνατότητες. Στην ντετερμινιστική υπόθεση, όμως, υπάρχει μια δυνατότητα, και συνεπώς οι εν λόγω Νόμοι στερούνται νοήματος. Αντίθετα, στη μη ντετερμινιστική υπόθεση, οι Νόμοι αυτοί αποκτούν νόημα, ακόμη κι αν τους θεωρούσαμε με την απόλυτη έννοια: παρουσιάζονται ως ένα όριο που επιβάλλεται στην ελευθερία. Αυτά τα λόγια, όμως, με κάνουν να αντιληφθώ ότι παρεκκλίνω από το θέμα μου και ότι θα απομακρυνθώ από τον τομέα των μαθηματικών και της φυσικής».

Σήμερα δεν φοβόμαστε πλέον τη «μη ντετερμινιστική υπόθεση». Είναι η φυσιολογική συνέπεια της σύγχρονης θεωρίας της αστάθειας και του χάους. και προσδίδει μια θεμελιώδη φυσική σημασία στο βέλος του χρόνου, χωρίς το οποίο δεν μπορούμε να κατανοήσουμε τα δυο χαρακτηριστικά της φύσης: την ενότητα και την ποικιλομορφία της. Το βέλος του χρόνου, κοινό σε όλα τα μέρη του σύμπαντος, πιστοποιεί την ενότητα. Το δικό σας μέλλον είναι και δικό μου, το μέλλον του Ήλιου είναι ίδιο με οποιουδήποτε άλλου άστρου. Όσο για την ποικιλομορφία της φύσης, φανταστείτε το δωμάτιο στο οποίο βρίσκομαι αυτή τη στιγμή: ο αέρας, μείγμα αερίων, έχει φτάσει κατά μάλλον ή ήττον σε θερμική ισορροπία και βρίσκεται σε κατάσταση μοριακής αταξίας˙ υπάρχουν, όμως, αυτά τα υπέροχα άνθη τακτοποιημένα από τη σύζυγό μου, που είναι αντικείμενα μακράν της ισορροπίας, αντικείμενα με υψηλή οργάνωση, η οποία οφείλεται στις μη αναστρέψιμες διαδικασίες της μη ισορροπίας. Καμία διατύπωση των νόμων της φυσικής δεν θα κατορθώσει ποτέ να ικανοποιήσει την ανάγκη μας να κατανοήσουμε τη φύση, αν δεν λαμβάνει υπόψη της τον εποικοδομητικό ρόλο του χρόνου.

Ilya Progogine, «Το Τέλος της Βεβαιότητας, Χρόνος, Χάος και οι νόμοι της Φύσης», εκδόσεις κάτοπτρο, 1997.

Πηγή: physicsgg