Νέα Αρχή μπορεί να εξηγήσει γιατί η φύση είναι η κβαντική. New Principle May Help Explain Why Nature Is Quantum

A principle of 'accepting the facts' implies that a quantum bit (typically pictured as a 'Bloch ball') can look like a sphere but not like a polyhedron. Polyhedral bits have been linked to theories of discrete spacetime. By ruling out various alternative theories of nature, the principle may help to explain why the world is quantum. Credit: Timothy Yeo / CQT, National University of Singapore

Ένα από τα αναπάντητα ερωτήματα της φυσικής είναι γιατί η φύση «επέλεξε» την κβαντική φυσική ως μέθοδο συμπεριφοράς. Σε νέα έρευνα του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σιγκαπούρης, οι Corsin Pfister και Stephanie Wehner διατυπώνουν μία νέα αρχή που ενδεχομένως να απαντήσει αυτό το ερώτημα.

Γνωρίζουμε ότι τα αντικείμενα που ακολουθούν τους κβαντικούς κανόνες, όπως τα άτομα, τα ηλεκτρόνια, ή τα φωτόνια που συνθέτουν το φως, δεν εμφανίζουν πάντα συνηθισμένη συμπεριφορά. Για παράδειγμα μπορούν να υπάρχουν σε περισσότερα από ένα σημεία την ίδια στιγμή, ή να αλλάζουν ταυτόχρονα κατάσταση ανεξαρτήτου απόστασης, όπως στο φαινόμενο της κβαντικής σύμπλεξης. Όλα αυτά τα φαινόμενα έχουν επιβεβαιωθεί σε πειράματα, αποδεικνύοντας ότι η θεωρία είναι σωστή. Όμως θα ήταν ακόμα πιο κατανοητά αν μπορούσαμε να αποδείξουμε ότι η ίδια η κβαντική φυσική προέκυψε από κάποιες «διαισθητικές» βασικές αρχές.

Η ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν περιγράφει πώς τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από το φως. Ωστόσο, αυτό από μόνο του δεν είναι αρκετό για να καθορίσει την κβαντική φυσική ως το μόνο τρόπο συμπεριφοράς για τη φύση. Οι Πφάιστερ (Pfister) και Βένερ (Wehner) πιστεύουν ότι έχουν ανακαλύψει μια νέα χρήσιμη αρχή. «Έχουμε βρει μια αρχή που είναι πολύ αποτελεσματική στο να αποκλείει άλλες πιθανές θεωρίες», δήλωσε ο Πφάιστερ.

Με λίγα λόγια, η αρχή υπαγορεύει ότι αν μια μέτρηση δε δίνει καμία πληροφορία, τότε το σύστημα που μετράται δεν έχει διαταραχθεί.

Οι κβαντικοί φυσικοί δέχονται ότι η απόκτηση πληροφοριών από κβαντικά συστήματα προκαλεί διαταραχή. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι σε έναν λογικό κόσμο, θα ισχύει επίσης το αντίστροφο. Εάν δεν μπορούμε να μάθουμε τίποτα από τη μέτρηση ενός συστήματος, τότε δεν το σύστημα δεν έχει διαταραχθεί.

Η αρχή φέρνει στο μυαλό το περίφημο παράδοξο της γάτας του Σρέντινγκερ, ένα υποθετικό πείραμα στο οποίο μια γάτα σε ένα κλειστό κουτί υπάρχει ταυτόχρονα σε δύο καταστάσεις, σε μια αναλογία της κβαντικής υπέρθεσης. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία είναι πιθανό ότι η γάτα είναι και νεκρή και ζωντανή, μέχρι τη στιγμή όπου η κατάσταση της γάτας «μετριέται» από το άνοιγμα του κουτιού.

Όταν το κιβώτιο ανοίξει, επιτρέποντας την υγεία της γάτας να μετρηθεί, η υπέρθεση καταρρέει και η γάτα καταλήγει να είναι οριστικά νεκρή ή ζωντανή. Επομένως, η μέτρηση έχει διαταράξει το σύστημα (γάτα), γεγονός το οποίο αποτελεί γενική ιδιότητα των κβαντικών συστημάτων.

Η ερευνητική ομάδα έδειξε ότι η αρχή αυτή αποκλείει a priori διάφορες άλλες θεωρίες. Επισημαίνουν συγκεκριμένα ότι μια κατηγορία θεωριών που οι ίδιοι αποκαλούν «διακριτές», είναι ασυμβίβαστες με την αρχή. Οι θεωρίες αυτές υποστηρίζουν ότι τα κβαντικά σωματίδια μπορούν να έχουν μόνο ένα πεπερασμένο αριθμό καταστάσεων, και δεν επιλέγουν από ένα άπειρο, συνεχές εύρος δυνατοτήτων. Μία παρόμοια διακριτότητα στο χωροχρόνο, όπου η υφή του σύμπαντος αποτελείται από μικροσκοπικά κομμάτια και δεν είναι μια ομαλή, συνεχής οντότητα, έχει προταθεί και από αρκετές άλλες κβαντικές βαρυτικές θεωρίες.

Οι Πφάιστερ και Βένερ επισημαίνουν ότι ακόμα δεν απαντήθηκε ολοκληρωτικά το μεγάλο ερώτημα, καθώς και άλλες θεωρίες, συμπεριλαμβανομένης της κλασσικής φυσικής, είναι συμβατές με την αρχή που διατύπωσαν. Ωστόσο η έρευνα τους θα δώσει την κατάλληλη ώθηση ώστε στο μέλλον, άλλες παρόμοιες αρχές να αποκλείσουν με τη σειρά τους τις υπόλοιπες θεωρίες πλην της κβαντικής.

Κρυσταλλωμένο λιβάδι κάτω από το μικροσκόπιο, Beautiful 'flowers' self-assemble in a beaker

These false-color SEM images reveal microscopic flower structures created by manipulating a chemical gradient to control crystalline self-assembly. Credit: Wim L. Noorduin, Harvard University

Ρυθμίζοντας προσεκτικά τις χημικές συνθήκες μέσα σε ένα δοχείο με νερό, ερευνητές του Χάρβαρντ κατάφεραν να δημιουργήσουν κρυστάλλους που μοιάζουν με λεπτεπίλεπτα γαρίφαλα και κατιφέδες. Το κρυσταλλωμένο λιβάδι, όμως, είναι ορατό μόνο στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Η μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο τελευταίο τεύχος της επιθεώρησης «Science», δείχνει πώς οι συνθήκες του περιβάλλοντος επηρεάζουν τη δομή και το σχήμα των κρυστάλλων. Δεδομένου ότι κάθε είδους κρύσταλλοι χρησιμοποιούνται σήμερα σε μια πληθώρα εφαρμογών, η νέα μέθοδος θα μπορούσε στο μέλλον να αξιοποιηθεί στην πράξη.

Τα μικροσκοπικά «λουλούδια», με ύψος μερικών μικρομέτρων (χιλιοστά του χιλιοστού) συναρμολογούν τον εαυτό τους μέσα σε ένα υδατικό διάλειμμα μόριο προς μόριο.

Πώς δημιουργήθηκαν οι κρύσταλλοι

Ο μηχανικός Ουίμ Νούρντουιν και οι συνεργάτες του δημιούργησαν τους κρυστάλλους διαλύοντας στο νερό ένα άλας, το χλωριούχο βάριο, μαζί με πυριτικό νάτριο. Το διοξείδιο του άνθρακα που υπάρχει διαλυμένο στο νερό πυροδοτεί τότε μια αντίδραση, από την οποία σχηματίζονται στον πυθμένα του δοχείου κρύσταλλοι ανθρακικού βαρίου.

H ίδια αντίδραση έχει όμως την ιδιότητα να μειώνει το pH (δηλαδή να αυξάνει την οξύτητα) του νερού που περιβάλλει τους κρυστάλλους. Η μείωση του pH πυροδοτεί με τη σειρά της μια αντίδραση που προσθέτει ένα στρώμα πυριτίου πάνω στους κρυστάλλους. Αυτή η αντίδραση αυξάνει εκ νέου το pH και επιτρέπει να συνεχιστεί η κρυστάλλωση του ανθρακικού βαρίου.

Πλατιά φύλλα και κατσαρά άνθη

This is a crystalline tulip, sculpted by chemistry. Credit: Wim L. Noorduin, Harvard University

Ρυθμίζοντας προσεκτικά τις συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων και τις συνθήκες του πειράματος, οι ερευνητές μπόρεσαν να δημιουργήσουν προκαθορισμένα σχήματα. Για παράδειγμα, η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα οδηγεί στη δημιουργία λουλουδιών με πλατιά «φύλλα», ενώ η αντιστροφή της κλίσης του pH την κατάλληλη στιγμή δημιουργεί τα κατσαρά άνθη του κατιφέ.

Οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει μέχρι στιγμής μικροσκοπικά λιβάδια πάνω σε γυάλινες πλάκες μικροσκοπίου και πάνω σε μεταλλικές λάμες.

Φύτεψαν επίσης ένα λιβάδι μπροστά στην πολυθρόνα του Αβραάμ Λίνκολν πάνω σε ένα νόμισμα του ενός σεντ.

H Φυσική και οι Νέες Δικτατορίες. Physics and the New Dictatorships

Ο «Φύρερ» αποθεώνεται από οπαδούς του ενώ κατευθύνεται προς το Μπερχτεσγκάντεν στις 9 Σεπτεμβρίου 1934.

“…… Με την άνοδο του Αδόλφου Χίτλερ στη εξουσία ως καγκελαρίου του Ράιχ στις 30 Ιανουαρίου 1933, άνοιξε ένα νέο και θλιβερότατο κεφάλαιο της ευρωπαϊκής ιστορίας.

 Lise Meitner in 1906.

Η Lise Meitner υπήρξε μεταξύ των πολλών ακροατών που παρακολούθησαν τη ραδιοφωνική μετάδοση ενός από τους λόγους του Χίτλερ λίγο προτού το ναζιστικό κόμμα μετατρέψει τη Γερμανία σε δικτατορία.

Ο Νομπελίστας πυρηνικός χημικός Όττο Χαν.

Σε μια επιστολή της προς τον Otto Hahn, χαρακτήριζε το λόγο αυτό μετριοπαθή, διακριτικό και προσωπικό, και προσέθετε: «Ας ελπίσουμε ότι τα πράγματα θα συνεχίσουν να εξελίσσονται σε αυτό το πνεύμα [...] Τα πάντα εξαρτώνται πλέον από τη σώφρονα μετριοπάθεια».

Αλίμονο, όμως, δεν ήταν η σώφρων μετριοπάθεια το πνεύμα που χαρακτήρισε τους επόμενους μήνες και χρόνια.

Lise Meitner (1878-1968), lecturing at Catholic University, Washington, D.C., 1946

Η ίδια η Meitner υποχρεώθηκε να εγκαταλείψει τη Γερμανία πέντε χρόνια αργότερα. Μέσα σε σύντομη χρονική περίοδο, οι νέοι ηγέτες κατέστησαν σαφές ότι στη Γερμανία είχε συντελεστεί μια επανάσταση και ότι η ιδεολογία του ναζιστικού κόμματος έπρεπε να ακολουθείται αυστηρά. Όπερ και σήμαινε, μεταξύ άλλων, πως κάθε άλλο πολιτικό κόμμα ετίθετο υπό απαγόρευση και πως οι Εβραίοι και οι σοσιαλιστές δεν μπορούσαν να κατέχουν θέσεις δημοσίων λειτουργών του Ράιχ. Σύμφωνα με το «Νόμο για την ανόρθωση του προσωπικού καριέρας της Δημόσιας Διοίκησης» της 7ης Απριλίου 1933, ως μη Άριος οριζόταν κάθε πρόσωπο που είχε έστω και έναν πρόγονο ως και δεύτερης γενιάς ο οποίος δεν ανήκε στην αρία φυλή.

Hans Albrecht Bethe was a German and American nuclear physicist, and Nobel laureate in physics for his work on the theory of stellar nucleosynthesis.

Ένα τέτοιο πρόσωπο ήταν ο Bethe , o oποίος στις 11 Απριλίου 1933 έγραφε στον Sommerfeld : «Πιθανώς δεν γνωρίζεις ότι η μητέρα μου είναι Εβραία. Επομένως, σύμφωνα με τον καινούργιο νόμο για τη Δημόσια Διοίκηση, είμαι “μη αρίας καταγωγής” και, ως εκ τούτου, δεν πληρώ τις προϋποθέσεις για να κατέχω θέση δημόσιου λειτουργού στο Ράιχ [...] δεν έχω επιλογή• κατά συνέπεια, πρέπει να προσπαθήσω να βρω έναν τόπο που θα μου προσφέρει φιλοξενία στο εξωτερικό».

Το πρώτο κύμα απολύσεων που εξαπολύθηκε βάσει του νόμου του Απριλίου του 1933 έπληξε περισσότερους από χίλιους πανεπιστημιακούς δασκάλους, μεταξύ των οποίων και τριακόσιους δεκατρείς τακτικούς καθηγητές. Ένα τέτοιο δραστικό μέτρο – και δεν ήταν παρά μόνο η αρχή – δεν μπορούσε παρά να βλάψει τη γερμανική επιστήμη και τη λογιοσύνη, κάτι που όμως μικρή σημασία είχε για τους ναζί ιθύνοντες, οι οποίοι είτε δεν κατανοούσαν είτε δεν ενδιαφέρονταν για την επιστήμη.

Max Planck in 1933.

Έτσι, όταν ο Max Planck επιφυλακτικά επεσήμανε στον Χίτλερ ότι η απόλυση εβραίων επιστημόνων θα απέβαινε βλαπτική για τη Γερμανία, ο Führer (κατά μια εκδοχή) εξεμάνη και αποκρίθηκε: «Οι εθνικές μας πολιτικές δεν πρόκειται να αρθούν ή να τροποποιηθούν, ούτε ακόμη και για τους επιστήμονες. Εάν η απόλυση των εβραίων επιστημόνων σημαίνει την καταστροφή της σύγχρονης γερμανικής επιστήμης, τότε για λίγα χρόνια θα τα καταφέρουμε και χωρίς επιστήμη!».

Μεγάλο ποσοστό του γερμανικού πληθυσμού πιθανώς θα συμφωνούσε με τον Führer.

Η απόλυση των εβραίων επιστημόνων έγινε δεκτή με συγκατάθεση ή αδιαφορία. Ένας αμερικανός επιστήμονας που τον Ιούνιο του 1933 πραγματοποιούσε επίσκεψη στη Γερμανία ανέφερε σε μια επιστολή του: «Οι περισσότεροι δεν νοιάζονται καθόλου• μια μεγάλη μερίδα χαίρεται με όλα αυτά. Εκείνοι οι ελάχιστοι που τους ανησύχησαν τα γεγονότα φαίνονται απρόθυμοι να πουν οτιδήποτε δημοσίως ή ακόμη κατ’ ιδίαν».

Οι γερμανοί φυσικοί, όπως και οι περισσότερες άλλες κοινωνικές ομάδες, αντέδρασαν διαφοροποιημένα στη νέα κατάσταση πραγμάτων. Κάποιοι λίγοι διαμαρτυρήθηκαν δημοσίως, αλλά μια κατά πολύ πιο διαδεδομένη αντίδραση συνίστατο στη χαμηλόφωνη έκφραση ανησυχιών και στην προσπάθεια να επιτευχθεί κάποιου είδους συνεννόηση με τους νέους ιθύνοντες. Μερικοί εβραίοι φυσικοί παραιτήθηκαν εις ένδειξιν διαμαρτυρίας• οι περισσότεροι απολύθηκαν…..”

Aπόσπασμα από το βιβλίο του Helge Kragh «ΟΙ ΓΕΝΙΕΣ ΤΩΝ ΚΒΑΝΤΩΝ, Η ιστορία της Φυσικής του 20ου αιώνα», Μετάφραση: Γ. Κατσιλιέρης, 2004, εκδόσεις κάτοπτρο.

Τριπλή σύνοδος πλανητών στις 26 Μαΐου. Sunset Triangle at the end of May

Η τριπλή σύνοδος της Αφροδίτης, του Δία και του Ερμή στις 26 Μαΐου.

Οι τριπλές σύνοδοι πλανητών δεν συμβαίνουν πολύ συχνά. Η τελευταία έγινε τον Μάιο του 2011 και η επόμενη θα συμβεί τον Οκτώβριο του 2015. Η καλύτερη ώρα για να δει κανείς την σύνοδο των πλανητών είναι μισή έως μία ώρα μετά το ηλιοβασίλεμα. Οι τρεις φωτεινοί πλανήτες θα είναι ορατοί με γυμνό μάτι.

Στις 23 Μαΐου, ο Δίας και η Αφροδίτη θα συγκλίνουν μεταξύ τους σε απόσταση λιγότερη των 5 μοιρών. Στις 24 του μήνα ο Ερμής θα πλησιάσει σε απόσταση λιγότερη των δύο μοιρών από την Αφροδίτη.

Παρότι στις 27 Μαΐου το φαινόμενο θα αρχίσει να φθίνει, στις 28 του μήνα η Αφροδίτη θα περάσει σε απόσταση μίας μοίρας από τον Δία δημιουργώντας έτσι ένα εντυπωσιακό ζευγάρι.

Ξεκινά επιχείρηση «κλοπής» αστεροειδούς, NASA's Asteroid Sample Return Mission Moves into Development

OSIRIS-REx will visit a Near Earth asteroid called Bennu and return with samples that may hold clues to the origins of the solar system and perhaps life itself. It will also investigate the asteroid's chance of impacting Earth in 2182. For the mission, NASA has selected the team led by Principal Investigator Dr. Dante Lauretta from the University of Arizona. NASA GSFC will manage the mission and Lockheed Martin Space Systems will build the spacecraft. Arizona State University will supply the OTES instrument; NASA GSFC will supply the OVIRS instrument; the Canadian Space Agency will supply the OLA instrument; the University of Arizona will supply the OCAMS camera suite; Harvard/MIT will supply the REXIS instrument; and Flight Dynamics will supply the KinetX instrument. Credit: NASA/Goddard/University of Arizona

Η NASA ανακοίνωσε ότι ενέκρινε την αποστολή OSIRIS-REx η οποία έχει στόχο την λήψη δειγμάτων από έναν αστεροειδή και την μεταφορά τους στη Γη για μελέτη.

Η αποστολή

An artist's concept of the OSIRIS-REx spacecraft near asteroid 1999 RQ36. Credit: NASA Goddard Space Flight Center

Επικεφαλείς της αποστολής θα είναι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Αριζόνα και το σκάφος θα κατασκευάσει η εταιρεία Lockheed Martin Space Systems. Σύμφωνα με τον προγραμματισμό, το σκάφος θα ξεκινήσει το ταξίδι του το 2016 και μετά από δύο χρόνια θα συναντήσει τον αστεροειδή Bennu. Αρχικά τo σκάφος θα πραγματοποιήσει παρατηρήσεις και μετρήσεις για την κίνηση του αστεροειδούς, τις διάφορες δυνάμεις (μη βαρυτικές) που τον επηρεάζουν κ..α.

Στη συνέχεια θα πλησιάσει τον Bennu και θα συλλέξει δείγματα από την επιφάνειά του. Αμέσως μετά θα ξεκινήσει το ταξίδι της επιστροφής που υπολογίζεται ότι θα διαρκέσει πέντε χρόνια. Ο αστεροειδής Bennu επιλέχθηκε επειδή οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να προσφέρει νέα στοιχεία για τη γέννηση του ηλιακού μας συστήματος.

Το πρόγραμμα

Η αποστολή OSIRIS-REx αποτελεί μέρος ενός φιλόδοξου προγράμματος εξερεύνησης αστεροειδών που έχει τελικό στόχο μια επανδρωμένη αποστολή σε έναν εξ αυτών. Στο πλαίσιο του προγράμματος σχεδιάζεται και μια μελλοντική αποστολή η οποία θα προσπαθήσει να «απαγάγει» έναν μικρό αστεροειδή και να τον θέσει σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη. Ο αστεροειδής αυτός θα αποτελέσει πεδίο εκπαίδευσης αστροναυτών που θα πραγματοποιήσουν στη συνέχεια αποστολές εξερεύνησης σε μεγάλους αστεροειδείς.

Το Μέγα Νεφέλωμα και η «αόρατη» σκόνη, Orion's Hidden Fiery Ribbon

This dramatic new image of cosmic clouds in the constellation of Orion reveals what seems to be a fiery ribbon in the sky. The orange glow represents faint light coming from grains of cold interstellar dust, at wavelengths too long for human eyes to see. It was observed by the ESO-operated Atacama Pathfinder Experiment (APEX) in Chile. In this image, the submillimetre-wavelength glow of the dust clouds is overlaid on a view of the region in the more familiar visible light, from the Digitized Sky Survey 2. The large bright cloud in the upper right of the image is the well-known Orion Nebula, also called Messier 42. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

Μια εντυπωσιακή φωτογραφία από την περιοχή που βρίσκεται το Μέγα Νεφέλωμα του Ωρίωνα έδωσε στη δημοσιότητα το Νότιο Ευρωπαϊκό Παρατηρητήριο (ESO).

This chart shows the famous constellation of Orion (The Hunter). This map shows most of the stars visible to the unaided eye under good conditions, and the region shown in a spectacular new image from the ESO-operated Atacama Pathfinder Experiment (APEX) in Chile is highlighted with a red square on the image. Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope

Ο αστερισμός του Ωρίωνα διαθέτει πολλά νεφελώματα αλλά το Μέγα Νεφέλωμα που είναι επίσης γνωστό ως M42 είναι το πιο «δραστήριο» και ενδιαφέρον για τους επιστήμονες.

This wide-field view shows a region of sky in the famous constellation of Orion (The Hunter), as seen in visible light. The large, bright feature at the top of the image is the well-known Orion Nebula (Messier 42). This view was created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 1350 ετών φωτός από τη Γη και η διάμετρος του εκτιμάται ότι είναι 24 έτη φωτός. Αποτελεί μάλιστα το κοντινότερο στη Γη εργοστάσιο παραγωγής νέων άστρων.

Στην εικόνα το Μ42 εμφανίζεται σε όλη του την λαμπρότητα ενώ στην εικόνα διακρίνεται μια πορτοκαλί λωρίδα η οποία αναπαριστά το ασθενές φως που εκπέμπει η ψυχρή διαστρική κοσμική σκόνη.

Στην πραγματικότητα η διαστρική ψυχρή σκόνη εκπέμπει φως σε μήκη κύματος που δεν είναι ορατά από το άνθρωπινο μάτι.

Απόγονοι των Μινωιτών οι σημερινοί Κρήτες, A European population in Minoan Bronze Age Crete

Απόγονοι των Μινωιτών είναι οι σημερινοί Κρήτες, όπως προκύπτει από ανάλυση DNA. Mysterious Minoans Were European, DNA Finds.

Όταν ο Σερ Άρθουρ Έβανς ανακάλυψε στις αρχές του εικοστού αιώνα τα απομεινάρια του πολιτισμού που ο ίδιος βάφτισε «Μινωικό» έμεινε έκθαμβος. Προσπαθώντας να δώσει μια εξήγηση ως προς την προέλευση ενός τόσο προηγμένου πολιτισμού θεώρησε ότι οι Μινωίτες ήταν απόγονοι των προηγμένων Αιγυπτίων. Η ιδέα του Έβανς παραμένει ακόμη και σήμερα σε ισχύ, αν και κατά καιρούς υπήρξαν και άλλες προτάσεις.

Locations of the Ayios Charalambos cave and of the Odigitria Tholos tombs. The Odigitria tombs are located in the broader area of the Minoan palace of Phaistos in southern Crete. The Ayios Charalambos cave is located in the Lassithi plateau in central Crete south of the major Minoan civic centre of Knossos and the palace of Mallia.

Η τελική απάντηση σε αυτό το αρχαιολογικό ζήτημα δίνεται σήμερα όχι από την αρχαιολογική σκαπάνη, αλλά από τη γενετική. Ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Ιατρικής και Επιστημών Γονιδιώματος του Πανεπιστημιου Washington κύριο Γεώργιο Σταματογιαννόπουλο ανέλυσε δείγματα DNA από σκελετούς που βρέθηκαν σε σπηλιά στο οροπέδιο Λασιθίου στην Κρήτη τα οποία συνέκρινε με δείγματα από άλλους 135 σύγχρονους και αρχαίους ανθρώπινους πληθυσμούς.

Ancient jars in Knossos Palace, Greece. Photo by zz1969 / Shutterstock

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές στο άρθρο τους που δημοσιεύεται στο σημερινό τεύχος της επιθεώρησης «Nature Communications», ο Μινωικός πολιτισμός αναπτύχθηκε κατά την Εποχή του Χαλκού από αυτόχθονες κατοίκους της Κρήτης, οι οποίοι ήταν απόγονοι των πρώτων ανθρώπων που αποίκισαν το νησί, 9.000 χρόνια περίπου πριν από σήμερα.

Το DNA αποκαλύπτει

Minoan mtDNA haplotypes in extant and ancient populations. (a) Minoan mtDNA HVS-1 haplotypes shared with the modern or ancient populations. (b) Frequency distribution of the 15 shared Minoan haplotypes among the various modern and ancient population groups.

Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκε το μιτοχονδριακό DNA, δηλαδή το DNA που υπάρχει στα κυτταρικά οργανίδια που ονομάζονται μιτοχόνδρια και τα οποία αποτελούν τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας του κυττάρου. Τα μιτοχόνδρια μεταβιβάζονται στους απογόνους μέσω της μητέρας. Διαπιστώθηκε ότι το μιτοχονδριακό DNA των Μινωιτών δεν έφερε ομοιότητες με αυτό των Αιγυπτίων ή των άλλων αφρικανικών πληθυσμών. Αντίθετα, εντοπίστηκαν μεγάλες γενετικές ομοιότητες με τους σύγχρονους και αρχαίους ευρωπαϊκούς πληθυσμούς. Τέλος, η ανάλυση έδειξε το υψηλότερο ποσοστό συγγένειας των Μινωιτών με τον σύγχρονο πληθυσμό της Κρήτης αλλά και σύγχρονων Ελλήνων από την υπόλοιπη χώρα.

Geographic density maps of shared mtDNA lineages. The blue gradient represents the percentage of shared lineages, with the higher percentages represented in blue and the lower in white. The red dots indicate the origin of each of the 71 modern population groups and the 11 ancient populations that were included in our analysis. (a) mtDNA HVS-1 lineages shared between Minoans and 71 extant population groups; (b) lineages shared with 11 Bronze Age, Iron Age and Neolithic populations.

Σύμφωνα με τον κ Σταματογιαννόπουλο το σενάριο της καταγωγής των Μινωιτών έχει ως εξής: «Πριν από περίπου 9.000 χρόνια, υπήρξε εκτεταμένη μετανάστευση ανθρώπων της Νεολιθικής Εποχής από περιοχές της Ανατολίας που αντιστοιχούν σήμερα σε μέρη της Τουρκίας και της Μέσης Ανατολής. Τότε έφτασαν στην Κρήτη και οι πρώτοι κάτοικοι του νησιού. Η ανάλυση μιτοχονδριακού DNA που πραγματοποιήσαμε και η σύγκριση με άλλους πληθυσμούς, δείχνει ότι οι Μινωίτες έχουν την ισχυρότερη γενετική συσχέτιση με πληθυσμούς της Νεολιθικής Εποχής καθώς και με αρχαίους αλλά και σύγχρονους Ευρωπαίους και ιδιαίτερα με τον πληθυσμό της Κρήτης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματά μας, ο Μινωικός πληθυσμός αναπτύχθηκε πριν από 5.000 χρόνια στην Κρήτη από προγόνους που κατοικούσαν στο νησί ήδη και είχαν φτάσει εκεί 4.000 χρόνια νωρίτερα».

The north entrance of the Palace of Knossos on the Greek island of Crete. CREDIT: Andrei Nekrassov | Shutterstock

Ο έλληνας καθηγητής σημείωσε επίσης ότι «οι γενετικές αναλύσεις παίζουν έναν ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο στην πρόβλεψη και στην προστασία της υγείας του ανθρώπου. Η μελέτη μας υπογραμμίζει το γεγονός ότι η ανάλυση του DNA μπορεί να μας βοηθήσει όχι μόνο να έχουμε ένα πιο υγιές μέλλον αλλά να κατανοήσουμε και την ιστορία μας. Παρόμοιες έρευνες  θα μας βοηθήσουν να ανακαλύψουμε τις γενετικές σχέσεις μεταξύ Μινωιτών και Μυκηναίων και μεταξύ των ελληνικών φυλών της Κλασσικής Ελλάδας».

Καρπός συνεργασίας

Sharing of Minoan haplotypes with modern and ancient populations. The y axis represents per cent sharing. Notice, in (a) the low frequency of sharing with the North African population (9%) and in (b) the gradual increase of sharing from the Middle East to Southern and Western Europe. c shows sharing with Iron Age and Bronze Age European populations and d shows sharing with Neolithic European populations. Notice that the highest frequency of sharing (33%) is with the Neolithic populations of Southern Europe. Jeffery R. Hughey, Peristera Paschou, Petros Drineas, Donald Mastropaolo, Dimitra M. Lotakis, Patrick A. Navas, Manolis Michalodimitrakis, John A. Stamatoyannopoulos & George Stamatoyannopoulos.

Η εργασία είναι καρπός μιας πολυπληθούς ομάδας επιστημόνων διαφορετικών ειδικοτήτων. Υπεύθυνοι για τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων η οποία βασίστηκε σε εξαιρετικά προηγμένους αλγορίθμους είναι η κυρία Περιστέρα Πάσχου, επίκουρη Καθηγήτρια στο Τμήμα Μοριακής Βιολογίας και Γενετικής του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης, και ο κ. Πέτρος Δρινέας, καθηγητής στο Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Rensselaer στις ΗΠΑ.

Ο κ. Μανώλης Μιχαλοδημητράκης, καθηγητής Ιατροδικαστικής και Τοξικολογίας στο Πανεπιστήμιο Κρήτης  συντόνισε την αναγνώριση και συλλογή των αρχαίων οστών που χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή του DNA. Ο αρχαιολόγος δρ. Βασιλάκης και η ανθρωπολόγος δρ McGeorge παρείχαν τα οστά που αποτέλεσαν το αντικείμενο της έρευνας. Μεγάλη ήταν η συμβολή του εκλιπόντος αρχαιολόγου Νίκου Παπαδάκη, ο οποίος ως διευθυντής της Αρχαιολογικής Υπηρεσίας Αγίου Νικολάου υπήρξε θερμός υποστηρικτής της μελέτης, η οποία ξεκίνησε πριν από δέκα και πλέον χρόνια.