Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΕΠΙΣΤΗΜΗ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων Κυριακή, 15 Οκτωβρίου 2017 «Πρόβα τζενεράλε» της NASA για την εγκατάσταση ενός ορυχείου στη Σελήνη Ένα ακόμη βήμα έκανε η NASA πριν από λίγες ημέρες για την προετοιμασία της αποστολής Resource Prospector, με την παραγγελία του σκάφους προσεδάφισης στη Σελήνη από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Chung-shan της Ταϊβάν. Στόχος της αποστολής είναι να ελέγξει στην πράξη κατά πόσο θα μπορούσε να εγκατασταθεί στη Σελήνη ένα ορυχείο, για την αξιοποίηση των πολύτιμων υλικών που βρίσκονται στο υπέδαφος της, Στόχος της αποστολής είναι να ελέγξει στην πράξη κατά πόσο θα μπορούσε να εγκατασταθεί στη Σελήνη ένα ορυχείο, για την αξιοποίηση των πολύτιμων υλικών που βρίσκονται στο υπέδαφος της, στην προσπάθεια εξερεύνησης πιο μακρινών προορισμών, όπως του πλανήτη Άρη. Έτσι, ο ρόλος του σκάφους προσεδάφισης θα είναι να μεταφέρει με ασφάλεια το τροχήλατο ρομπότ που θα μελετήσει διάφορες περιοχές στη Σελήνη, αναλύοντας επιτόπου δείγματα από βάθος έως και 1 μέτρο. Το σκάφος αναμένεται να κοστίσει 47 εκατ. δολάρια και θα πρέπει να κατασκευασθεί μέχρι το 2018, ώστε η αποστολή να εκτοξευθεί στις αρχές της επόμενης δεκαετίας. Τότε, έπειτα από ένα «ταξίδι» 3 ημερών, θα βρεθεί στην επιφάνεια του δορυφόρου της Γης, δίνοντας τη δυνατότητα στο ρομπότ να μελετήσει μεταξύ άλλων τα κοιτάσματα νερού, οξυγόνου και υδρογόνου που βρίσκονται κάτω από το σεληνιακό ανάγλυφο. «Για να είμαι ειλικρινής, το χρονοδιάγραμμα είναι αρκετά πιεστικό», δήλωσε στο Γαλλικό Πρακτορείο ο Χαν Κούο-Τσανγκ από το Ινστιτούτο της Ταϊβάν. Όπως πρόσθεσε, το σύστημα προώθησης του σκάφους θα κατασκευασθεί στις ΗΠΑ, όπως και το ρομπότ. Όπως αναφέρει η NASA στην ιστοσελίδα της αποστολής, η χρήση φυσικών πόρων που βρίσκονται εκτός της Γης θα κάνει πιο εύκολη την εξερεύνηση πολλών προορισμών στο βαθύ διάστημα, μειώνοντας παράλληλα το κόστος. Έτσι, οι αστροναύτες θα πρέπει να μπορούν να παράγουν ένα ποσοστό του αέρα που θα αναπνέουν, όπως και ένα μέρος της ποσότητας νερού που θα καταναλώνουν. «Τα βασικά συστατικά που ξέρουμε ότι υπάρχουν στη Σελήνη –δηλαδή το οξυγόνο και το υδρογόνο– μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δημιουργηθούν αυτά τα δύο απαραίτητα εφόδια. Επιπλέον, τα ίδια στοιχεία αποτελούν τις πιο ζωτικές “πρώτες ύλες” για την παραγωγή καυσίμου για πυραύλους», σημειώνει στο σάιτ της η αμερικανική υπηρεσία διαστήματος. Σύμφωνα με τη NASA, η αποστολή Resource Prospector θα βοηθήσει τους επιστήμονες της υπηρεσίας και των συνεργατών της να κατανοήσουν καλύτερα αν στη Σελήνη υπάρχει επαρκής ποσότητα νερού και των υπόλοιπων στοιχείων, ώστε να μπορεί να υποστηριχθεί η παραμονή αστροναυτών στο φεγγάρι ή σε τροχιά γύρω από αυτό, αλλά και ο ανεφοδιασμός τους πριν ξεκινήσουν για πιο μακρινούς προορισμούς, όπως ο πλανήτης Άρης. Παράλληλα, η αποστολή θα δείξει αν οι ίδιες τεχνολογίες θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν για να παράγονται στο μέλλον τα ίδια πολύτιμα εφόδια στον Άρη, σε έναν αστεροειδή ή σε κάποιο άλλο ουράνιο σώμα. Καθώς θα εξερευνά διάφορες σεληνιακές περιοχές, το ρομπότ θα «σαρώνει» το υπέδαφος αναζητώντας κοιτάσματα νερού, υδρογόνου, οξυγόνου και άλλων στοιχείων. Όταν εντοπίσει μία τέτοια ένδειξη, τότε θα επιστρατεύει το τρυπάνι του για να πάρει δείγματα από βάθος έως και 1 μέτρο κάτω από την επιφάνεια. Το ρομπότ θα διαθέτει ένα θάλαμο θέρμανσης, όπου τα δείγματα θα εκτίθενται σε υψηλή θερμοκρασία για να προσδιορισθεί η «ταυτότητα» και η ποσότητα των στοιχείων και των χημικών ενώσεων που περιέχουν. Αναρτήθηκε από geo pi στις 8:14 π.μ. Αποστολή με μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου BlogThis! Μοιραστείτε το στο Twitter Μοιραστείτε το στο Facebook Ετικέτες ΕΠΙΣΤΗΜΗ Αντιδράσεις: Σάββατο, 14 Οκτωβρίου 2017 Είμαστε κοντά για να πάει ο άνθρωπος στον Άρη Πόσο κοντά στην πραγματικότητα είναι μια επανδρωμένη αποστολή στον Άρη; «Έχουμε ήδη τις δεξιότητες και την τεχνολογία που χρειάζεται για να πάνε άνθρωποι στον Άρη» υποστηρίζει ο αστρο-γεωλόγος Jonathan Clarke. «Είμαστε πραγματικά πολύ καλύτερα προετοιμασμένοι για τον Άρη τώρα από ότι ήταν η NASA το 1961, όταν έψαχνε πως θα στείλει άνθρωπο στο φεγγάρι πριν από το τέλος της δεκαετίας. «Αν το βάλουμε ως στόχο, μπορούμε να είμαστε στον Άρη σε 10 χρόνια» υποστηρίζει ο δρ. Clarke. «Είμαστε πραγματικά πολύ καλύτερα προετοιμασμένοι για τον Άρη τώρα από ότι ήταν η NASA το 1961, όταν έψαχνε πως θα στείλει άνθρωπο στο φεγγάρι πριν από το τέλος της δεκαετίας. «Αν το βάλουμε ως στόχο, μπορούμε να είμαστε στον Άρη σε 10 χρόνια» υποστηρίζει ο δρ. Clarke. Το χρονοδιάγραμμα της NASA είναι λίγο περισσότερο. Το πρώτο βήμα είναι να προσγειωθούν αστροναύτες σε έναν αστεροειδή γύρω στο 2024, ελπίζοντας ότι στη συνέχεια θα προσγειωθούν αστροναύτες στον κόκκινο πλανήτη στη δεκαετία του 2030. Εν τω μεταξύ, δοκιμάζει μια σειρά τεχνολογιών στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, εξερευνώντας την επιφάνεια του Άρη με ρομπότ και αναπτύσσοντας διαστημικές στολές, οχήματα εξερεύνησης του διαστήματος και οικότοπους για να βοηθήσει τους αστροναύτες να ζήσουν και να εργαστούν στον Άρη. Σύμφωνα με τον δρ Clarke, υπάρχουν πέντε βασικά ζητήματα που πρέπει να εξετάσουμε στο πλαίσιο της προετοιμασίας για την αποστολή ανθρώπων στον Άρη: Πώς να επιβιώσει κάποιος από τις μεγάλες αποστάσεις στο διάστημα Κάθε ανθρώπινο ταξίδι στον Άρη θα χρειαζόταν τουλάχιστον δυόμισι χρόνια: έξι μήνες για να φτάσεις εκεί, έξι μήνες για να επιστρέψεις και ενάμισι χρόνο στην επιφάνεια του Άρη, ενώ ο Άρης και η Γη θα έπρεπε να βρεθούν στη σωστή τροχιά για την πτήση της επιστροφής. «Δεν ξέρουμε πώς οι άνθρωποι θα προσαρμοστούν στις μεγάλες περιόδους βαρύτητας του Άρη, που είναι μόλις 38 τοις εκατό του βάρους που έχουμε στη Γη» λέει ο δρ Clarke. «Περισσότεροι από 30 άνθρωποι έχουν ήδη περάσει περισσότερο από ένα χρόνο στο διάστημα, οπότε γνωρίζουμε ήδη πώς επιβιώνουν για μεγάλα διαστήματα σε μικροβαρύτητα μέσω της άσκησης». Ωστόσο, περισσότερα πειράματα θα πρέπει να γίνουν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για να βελτιωθεί η γνώση μας για το πώς το ανθρώπινο σώμα μπορεί να προσαρμοστεί στη μικροβαρύτητα. Πώς να προσγειωθεί ένα ωφέλιμο φορτίο στο μέγεθος ενός Boeing 737 Σα να μην έφταναν η επιβίωση ενάμισι έτους και το ταξίδι non-stop, η προσγείωση ενός βαρύ σκάφους στην επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη είναι η «μεγαλύτερη πρόκληση» που θα αντιμετωπίσει μια αποστολή λέει ο δρ. Clarke. «Το Mars Curiosity Rover ήταν το μεγαλύτερο πράγμα που προσγειώθηκε ποτέ στον κόκκινο πλανήτη, με πάνω από δύο τόνους ωφέλιμου φορτίου να εισέρχονται στην ατμόσφαιρα του Άρη. Και όταν προσγειώθηκε, το Rover ήταν πάνω από 900 κιλά, όσο και ένα μικρό αυτοκίνητο» εξηγεί. «Όταν μιλάμε για την τοποθέτηση ανθρώπων στον Άρη, μιλάμε για ένα διαστημικό σκάφος που προσγειώνεται με μάζες τουλάχιστον 25-60 τόνων. Αυτά είναι μεγάλα ωφέλιμα φορτία στο μέγεθος ενός αεροσκάφους 737, το οποίο είναι πολύ μεγαλύτερο απ’ ότι έχουμε κάνει στο παρελθόν. Πώς θα βγουν έξω και θα εξερευνήσουν Υποθέτοντας ότι έχει όντως καταφέρει να προσγειωθεί το σκάφος σε ένα κομμάτι, η επόμενη πρόκληση είναι να διερευνήσουμε τον νέο κόσμο. Με μόνο το ένα τρίτο της βαρύτητας της Γης, και μια ατμόσφαιρα που αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα, ο Άρης παρουσιάζει προκλήσεις τόσο για το περπάτημα όσο και για τα οχήματα. Οι διαστημικές στολές που χρησιμοποιούνται για διαστημικούς περιπάτους στη Σελήνη και στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ζυγίζουν περίπου 200 κιλά και είναι πολύ ογκώδεις, γεγονός που τις καθιστά ακατάλληλες για τον Άρη, λέει ο δρ. Clarke. Ανάλογες είναι οι δυσκολίες και για τα οχήματα. Αν θέλετε να εξερευνήσετε τον Άρη, ταξιδεύοντας μέχρι και 100 χιλιόμετρα από την περιοχή προσγείωσης, θα χρειαστείτε κάτι λίγο καλύτερο από το σεληνιακό όχημα που χρησιμοποιήθηκε στο Apollo. Η NASA δοκιμάζει ένα Όχημα Εξερεύνησης του Διαστήματος, ένα 12τροχο όχημα που ονομάζεται Chariot, από το 2008. Χωρίς προστατευτική ατμόσφαιρα όπως στη Γη, οι αστροναύτες στον Άρη θα πρέπει να εκτίθενται σε κοσμική ακτινοβολία. Αλλά ο δρ. Clarke δεν πιστεύει ότι η ακτινοβολία θα αποτελεί τόσο μεγάλο θέμα, όσο μερικοί πιστεύουν. «Οι άνθρωποι σε χαμηλή γήινη τροχιά παίρνουν ανάλογη ηλιακή ακτινοβολία και περίπου 60 τοις εκατό της έκθεσης των κοσμικών ακτίνων που θα υποστούν στο διαπλανητικό διάστημα» λέει. «Έτσι, αν κάποιος έχει δαπανήσει περισσότερες από 240 ημέρες στο διαστημικό σταθμό, θα έχει πάρει ήδη τόση ακτινοβολία, όση θα έπαιρνε σε ένα θωρακισμένο διαστημόπλοιο σε ένα ταξίδι μετ ‘επιστροφής στον Άρη. Ο συνδυασμός της λεπτής ατμόσφαιρας του Άρη και του διαστημικού σκάφους ή του οικοτόπου θα παρέχει επαρκή προστασία από την ακτινοβολία για 18 μήνες στην επιφάνεια του Άρη». Πώς να προμηθεύονται καύσιμα, νερό, οξυγόνο και τροφή Μια άλλη πρόκληση είναι πώς να ζουν έξω από τη Γη για ένα και ενάμιση χρόνο. Υπάρχουν μια σειρά από επιλογές για την παραγωγή καυσίμων στον Άρη. Μια ιδέα περιλαμβάνει τη διάσπαση του νερού που έχει παγώσει κάτω από την επιφάνεια του Άρη, σε υδρογόνο και οξυγόνο, τόσο για τη χρήση του ως καύσιμο όσο και για τις ανάγκες τους πληρώματος. «Μπορεί επίσης να εξαγάγουν το νερό από την ατμόσφαιρα του Άρη, ή να φέρουν το υδρογόνο από τη Γη για να γίνει αντίδραση με την ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα στον Άρη, ώστε να δημιουργήσει μεθάνιο και οξυγόνο», λέει ο δρ. Clarke. Όμως, η καλλιέργεια τροφίμων θα είναι πιο δύσκολη, υποστηρίζει. Η NASA έχει πειραματιστεί πρόσφατα με την καλλιέργεια μαρουλιού στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. «Η καλλιέργεια του φαγητού τους ήταν μια μεγάλη επιτυχία για το πλήρωμα, τόσο στην Ανταρκτική όσο και σε διαστημικούς σταθμούς», λέει. Ο δρ. Clarke πιστεύει πως οι καλλιέργειες θα είναι ένα από τα πρώτα ερευνητικά έργα που θα αναλάβουν οι πρώτοι άνθρωποι στον Άρη, αλλά αμφιβάλει για το πόσο αποτελεσματικές θα είναι. Σε αντίθεση με τη μεταφορά των καυσίμων που ζυγίζει πολύ, η μεταφορά των τροφίμων από τη Γη είναι πιο εύκολη. Η επιστροφή στη Γη Μετά από ενάμισι χρόνο διαμονής στον Κόκκινο Πλανήτη, ήρθε η ώρα να ξεκινήσει το ταξίδι της επιστροφής διάρκειας έξι μηνών. Η εκκίνηση από τον Άρη θα είναι ευκολότερη από την απογείωση από τη Γη, αλλά πιο δύσκολη από την αποχώρηση από τη Σελήνη, λόγω της υψηλότερης βαρύτητας στον Κόκκινο Πλανήτη. «Είναι απλά ζήτημα δημιουργίας ενός συμπαγούς διαστημικού σκάφους που μπορεί να σας μεταφέρει στην τροχιά του Άρη, όπου μπορείτε να σταθεροποιήσετε ένα διαστημόπλοιο για την επιστροφή σας στη Γη» λέει ο δρ Clarke. «Χρειάζεται λιγότερη ενέργεια κι έτσι είναι πιο εύκολο το να γυρνάς σπίτι από το να πας στον Άρη. Αλλά δεν το έχουν κάνει ακόμα». Τελικά, όμως, ο δρ Clarke λέει ότι η μεγαλύτερη πρόκληση για μια αποστολή στον Άρη θα είναι η κοινωνικο-πολιτική απόφαση. «Θα αφοσιωθούμε σε αυτό και θα δεσμευτούμε να είναι ένα βιώσιμο σχέδιο και όχι μόνο σημαίες και ίχνη, όπως στη Σελήνη;» αναρωτιέται. Αναρτήθηκε από geo pi στις 10:08 π.μ. Αποστολή με μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου BlogThis! Μοιραστείτε το στο Twitter Μοιραστείτε το στο Facebook Ετικέτες ΕΠΙΣΤΗΜΗ Αντιδράσεις: Παρασκευή, 13 Οκτωβρίου 2017 Αστρονόμοι βρίσκουν τη μισή από την χαμένη ύλη του σύμπαντος λύνοντας ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του Ένα από τα πιο περίπλοκα προβλήματα της κοσμολογίας, αυτό της «εξαφάνισης» άνω του 90% της ύλης του σύμπαντος, φαίνεται ότι λύθηκε, καθώς οι αστρονόμοι υποστηρίζουν ότι, για πρώτη φορά, εντόπισαν περίπου το μισό αυτής. Το θέμα προέκυψε από τις μετρήσεις της ακτινοβολίας που έμεινε από το Bing Bang, με τις οποίες υπολόγισαν πόση ύλη υπάρχει στο σύμπαν και σε ποια μορφή. Διαπιστώθηκε ότι περίπου το 5% της μάζας στο σύμπαν υπάρχει σε μορφή συνηθισμένης – βαρυονικής ύλης και η υπόλοιπη σε σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια. Το καυτό ενδιάμεσο γαλαξιακό μέσο ή Whim θα έπρεπε να εμφανίζεται ως ένα σκοτεινό περίγραμμα στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, λένε οι επιστήμονες. Πάνω, ένας χάρτης της ακτινοβολίας ‘λείψανο’ από το Big Bang, που αποτελείται από δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από τον δορυφόρο Planck. Η σκοτεινή ύλη δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ άμεσα και η φύση της σκοτεινής ενέργειας αποτελεί μυστήριο ενώ ακόμα και η ανίχνευση του 5% της συνηθισμένης ύλης αποδείχτηκε πιο περίπλοκη απ’ ό,τι αναμενόταν. Όταν οι επιστήμονες καταμέτρησαν τα αντικείμενα που υπάρχουν στον ουρανό, δηλαδή αστέρια, πλανήτες, γαλαξίες κ.ο.κ., φάνηκε ότι όλα αυτά αντιστοιχούν μόνο στο 1/5 με 1/10 αυτών που βρίσκονται εκεί έξω. Το συγκεκριμένο θέμα είναι γνωστό ως «το πρόβλημα του χαμένου βαρυονίου». Τα βαρυόνια είναι κοινά υποατομικά σωματίδια, όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Η κατανομή των γαλαξιών στο σύμπαν ακολουθεί το πρότυπο του ιστού και οι επιστήμονες υπέθεταν ότι τα χαμένα βαρυόνια μπορούν να κινούνται σε διάχυτα αέρια που συνδέουν τα συμπλέγματα των γαλαξιών στον κοσμικό ιστό. Οι θεωρητικοί υπολογισμοί υποδεικνύουν ότι αυτά τα αέρια σπειρώματα, γνωστά ως Whim, θα έπρεπε να έχουν θερμοκρασία περίπου 1 εκατ. βαθμούς Κελσίου. Ένα νέφος αερίου σε αυτή τη θερμοκρασία είναι πολύ κρύο για να εκπέμπει ακτίνες που θα μπορούσαν να εντοπιστούν από συνηθισμένα τηλεσκόπια στη Γη. Δεν είναι όμως αρκετά κρύο για να απορροφήσει μεγάλες ποσότητες φωτός που διέρχονται από αυτό. «Το πρόβλημα είναι ότι σε αυτές τις ασυνήθιστες θερμοκρασίες δεν μπορούμε να το δούμε», δήλωσε ο Richard Ellis, καθηγητής αστροφυσικής στο πανεπιστήμιο του Λονδίνου. Τώρα όμως δύο ξεχωριστές ομάδες επιστημόνων, μία στο πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και μία στο Ινστιτούτο Διαστημικής Αστροφυσικής στο Ορσέ της Γαλλίας, βρήκαν έμμεσες αποδείξεις για το Whim. Αμφότερες βασίστηκαν στο γεγονός ότι όταν η ακτινοβολία ταξιδεύει μέσα από ένα θερμό αέριο, είναι διάσπαρτη, κάτι που σημαίνει ότι το Whim θα έπρεπε να εμφανίζεται ως ένα σκοτεινό περίγραμμα στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο. Οι επιστήμονες έλαβαν υπόψη τους, επίσης, τις παρατηρήσεις της κοσμικής ακτινοβολίας, που έγιναν από τον διαστημικό παρατηρητήριο Planck και τον λεπτομερή τρισδιάστατο χάρτη του κοσμικού ιστού, που δημιούργησε η SDSS. Υπέθεσαν ότι εάν υπήρχαν αγωγοί αερίου, που συνδέουν συστάδες γαλαξιών, αυτοί θα έπρεπε να εμφανίζονται στα δεδομένα του Planck. Η ομάδα του Εδιμβούργου διαπίστωσε ότι οι περιοχές μεταξύ των γαλαξιών φάνηκαν περίπου έξι φορές πιο πυκνές από αυτές που βρίσκονταν περιμετρικά και όταν συνόψισαν, διαπίστωσαν ότι αυτά τα αέρια νήματα μπορούσαν να ανέλθουν στο 30% της συνηθισμένης ύλης στο σύμπαν. Οι υπολογισμοί της γαλλικής ομάδας κατέληξαν σε λίγο μικρότερο αριθμό. Αναρτήθηκε από geo pi στις 9:59 π.μ. Αποστολή με μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου BlogThis! Μοιραστείτε το στο Twitter Μοιραστείτε το στο Facebook Ετικέτες ΕΠΙΣΤΗΜΗ Αντιδράσεις: Πέμπτη, 12 Οκτωβρίου 2017 Προσομοίωση στρεβλωμένου χωροχρόνου γύρω από συγκρουόμενες μαύρες τρύπες από το LIGO blackholes-collider Μια προσομοίωση που δείχνει τη στρέβλωση του χωροχρόνου γύρω από δύο συγκρουόμενες μαύρες τρύπες, οι οποίες παρατηρήθηκαν από το παρατηρητήριο LIGO στις 14 Σεπτεμβρίου, 2015.. Το LIGO ανίχνευσε βαρυτικά κύματα που δημιουργήθηκαν από την συγχώνευση τους – και που η ανθρωπότητα για πρώτη φορά ήρθε σε επαφή με τα κύματα βαρύτητας και τις συγκρούσεις μαύρων οπών. Τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί στον ιστό του χωροχρόνου. Η σύγκρουση και οι άγριες ​​ταλαντώσεις αποτελούν μια «καταιγίδα» στον ιστό του χώρου και του χρόνου, μία εξαιρετικά ισχυρή, αλλά σύντομη καταιγίδα. Κατά τη διάρκεια της καταιγίδας, η ισχύς που εξέρχεται από τα βαρυτικά κύματα είναι πολύ μεγαλύτερη από τη φωτεινότητα όλων των άστρων μαζί στο δικό μας σύμπαν. Με άλλα λόγια, αυτή η σύγκρουση των δύο μαύρων οπών που κάθε μία έχει το μέγεθος μιας μεγάλης πόλης στη Γη, είναι η πιο ισχυρή έκρηξη που οι αστρονόμοι έχουν δει ποτέ, εκτός από τη γέννηση του σύμπαντος μας στο Big Bang. Η έγχρωμη επιφάνεια είναι ο χώρος του σύμπαντος μας, όπως φαίνεται από ένα υποθετικό, επίπεδο, υψηλότερων διαστάσεων σύμπαν, στο οποίο είναι ενσωματωμένο το δικό μας σύμπαν. Το σύμπαν μας μοιάζει με ένα στρεβλό δισδιάστατο φύλλο, επειδή μία από τις τρεις διαστάσεις του χώρου του έχει αφαιρεθεί. Γύρω από κάθε μαύρη τρύπα, ο χώρος κάμπτεται προς τα κάτω σε ένα σχήμα χοάνης, μια στρέβλωση που παράγεται από την τεράστια μάζα της μαύρης τρύπας. Κοντά στις μαύρες τρύπες, τα χρώματα απεικονίζουν το ρυθμό με τον οποίο ρέει ο χρόνος. Στις πράσινες περιοχές έξω από τις οπές, ο χρόνος ρέει στον κανονικό ρυθμό του. Στις κίτρινες περιφέρειες, επιβραδύνεται κατά 20 ή 30 τοις εκατό. Στις κόκκινες περιοχές, ο χρόνος επιβραδύνεται εξαιρετικά. Μακριά από τις τρύπες, οι μπλε και μοβ λωρίδες απεικονίζουν τα εξερχόμενα κύματα βαρύτητας, που παράγονται από την τροχιακή κίνηση και σύγκρουση των μαύρων οπών. Ο χώρος του σύμπαντος μας, όπως φαίνεται από το υποθετικό υψηλότερων διαστάσεων σύμπαν, σύρεται σε κίνηση από την τροχιακή κίνηση των μαύρων οπών, και από τη βαρύτητα τους και από το σπιν τους. Αυτή η κίνηση του χώρου απεικονίζεται από τα ασημί βέλη και αναγκάζει το επίπεδο της τροχιάς να κάνει την μετάπτωση σταδιακά, όπως φαίνεται στο βίντεο. Άνω αριστερά είναι ο χρόνος, όπως μετράται από ένα υποθετικό πρόσωπο κοντά στις μαύρες τρύπες (αλλά όχι τόσο κοντά που να είναι ο χρόνος στρεβλωμένος). Το κάτω τμήμα της ταινίας δείχνει την κυματομορφή, ή το σχήμα του κύματος, των εκπεμπόμενων κυμάτων βαρύτητας. Τα κύματα βαρύτητας μεταφέρουν ενέργεια, αναγκάζοντας τις μαύρες τρύπες να κινούνται σπειροειδώς προς τα μέσα και να συγκρούονται. Η ταινία μεταβαίνει σε αργή κίνηση όσο πλησιάζει η σύγκρουση, και διακόπτεται στη στιγμή που οι επιφάνειες των μαύρων οπών (οι “ορίζοντές” τους) αγγίζουν η μία την άλλη. Στην παύση, ο χώρος είναι πάρα πολύ παραμορφωμένος. Μετά την παύση, και πάλι βλέπουμε σε αργή κίνηση, τα σχήματα του χώρου και του χρόνου να ταλαντώνονται για λίγο, αλλά άγρια, και στη συνέχεια να βρεθούν σε μια κατάσταση ηρεμίας αλλά μιας νέας μαύρης τρύπας. Επιστρέφοντας στην γρήγορη κίνηση, βλέπουμε τα βαρυτικά κύματα από τη σύγκρουση, να διαδίδονται έξω στο σύμπαν. Αναρτήθηκε από geo pi στις 10:30 π.μ. Αποστολή με μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου BlogThis! Μοιραστείτε το στο Twitter Μοιραστείτε το στο Facebook Ετικέτες ΕΠΙΣΤΗΜΗ , VIDEO Αντιδράσεις: Τετάρτη, 11 Οκτωβρίου 2017 Το Hubble «έπιασε» τον πιο μακρινό κομήτη που καταγράφηκε ποτέ σε τροχιά 2,4 δισ. χιλιομέτρων από τον Ήλιο Hubble-C2017 K2 Ο κομήτης C/2017 K2 που κινείται στην αστρονομική τροχιά των 2,4 δισ. χιλιομέτρων από τον Ήλιο είναι ο νέος αστρονομικός θρίαμβος του τηλεσκοπίου Hubble, ως ο πιο μακρινός κομήτης που είδε ποτέ ο άνθρωπος. Ανακαλύφθηκε βέβαια τον Μάιο του 2017 από το Panoramic Survey Telescope και το Rapid Response System (Pan-STARRS) της Χαβάης, αν και ήταν προσφάτως το διαστημικό τηλεσκόπιο αυτό που τον είδε με κάθε λεπτομέρεια. Σύμφωνα με το ανακοινωθέν, η παρατήρηση του Hubble «αντιπροσωπεύει τα πιο πρώιμα ίχνη δραστηριότητας που καταγράφηκαν ποτέ από κομήτη που μπαίνει στην πλανητική ζώνη του ηλιακού μας συστήματος για πρώτη φορά». Τον είδαν να κινείται κάπου μεταξύ Ουρανού και Κρόνου και πλέον οδεύει ολοταχώς για τον Ήλιο, επιδεικνύοντας όλη τη φαντασμαγορία του Διαστήματος. «Είναι ο πιο πρωτόγονος κομήτης που είδαμε ποτέ», δήλωσε ο ακαδημαϊκός αστρονόμος David Jewitt που μελετά το ουράνιο σώμα, λέγοντάς μας πως προέρχεται από τη σφαιρική ζώνη των κομητών (διαμέτρου ενός έτους φωτός) που χρονολογείται από τη δημιουργία του ηλιακού μας συστήματος πριν από 4,6 δισ. χρόνια. Ο Κ2 δεν έχει αναπτύξει ακόμα ουρά, καθώς μέχρι να κάνει την κοντινότερη σε μας εμφάνισή του έχουμε ακόμα καιρό. Κάτι τέτοιο δεν θα συμβεί πριν από τις 14 Ιουνίου 2022, όταν θα βρεθεί λίγο έξω από την τροχιά του Άρη, αν και πάλι δεν ξέρουμε αν θα είναι ορατός χωρίς αστρονομικά μέσα… Αναρτήθηκε από geo pi στις 9:18 π.μ. Αποστολή με μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου BlogThis! Μοιραστείτε το στο Twitter Μοιραστείτε το στο Facebook Ετικέτες ΕΠΙΣΤΗΜΗ Αντιδράσεις: Τρίτη, 10 Οκτωβρίου 2017 Η εξέλιξη με απλά λόγια «Τίποτα στη Βιολογία δεν έχει νόημα, παρά μόνο υπό το φως της εξέλιξης» -Theodosius Dobzhansky Στην επιστήμη της Βιολογίας, με τον όρο εξέλιξη εννοούμε την αλλαγή που παρατηρείται στους πληθυσμούς οργανισμών με το πέρασμα του χρόνου και από γενιά σε γενιά. Οι απόγονοι διαφέρουν από τους γονείς τους με διάφορους τρόπους. Όταν αυτές οι διαφορές είναι χρήσιμες, ο απόγονος έχει μεγαλύτερη πιθανότητα επιβίωσης και αναπαραγωγής και καθιστά τα διαφορετικά χαρακτηριστικά του ποιο κοινά στην επόμενη γενιά. Με αυτό τον τρόπο, οι διαφορές μπορούν να συσσωρευτούν κατά τη διάρκεια του χρόνου, ένα γεγονός που οδηγεί σε σημαντικές αλλαγές σε έναν πληθυσμό ή ακόμα και στη δημιουργία νέων διακριτών ειδών (ειδογένεση). Εξελικτικές θεωρούνται ειδικά οι αλλαγές που κληροδοτούνται μέσω του γενετικού υλικού από γενιά σε γενιά, και διακρίνονται από άλλες όπως η οντογένεση ή γενικά η ανάπτυξη ενός οργανισμού ατομικά. Η εξέλιξη αποτελεί φαινόμενο που υλοποιείται σταδιακά και σε μεγάλο βάθος χρόνου. Με λίγες εξαιρέσεις, απαιτείται το πέρασμα αρκετών γενεών για εξελικτικές αλλαγές μεγάλης κλίμακας, όπως για παράδειγμα η εξέλιξη των πτηνών από τα ερπετά. Λαμβάνει επίσης χώρα με διαφορετικούς ρυθμούς ανάλογα με το είδος και το περιβάλλον του. Όλοι οι οργανισμοί που ζουν σήμερα κατάγονται από έναν και μοναδικό πρόγονο, από τον οποίο κληρονόμησαν ένα σχεδόν πανομοιότυπο γενετικό λεξικό και στις 64 λέξεις του DNA. Πολυάριθμες διαδικασίες, όπως οι μεταλλάξεις, η γονιδιακή ροή με μεταφορά γονιδίων ανάμεσα στους πληθυσμούς και ο γενετικός ανασυνδυασμός, συμβάλλουν σε γενετικές αλλαγές και έχουν οδηγήσει στις πολλές διαφορετικές μορφές ζωής που υπάρχουν πάνω στη Γη. Είναι σημαντικό να επισημάνουμε ότι όλες αυτές οι διαδικασίες δεν επιβάλλονται από κάποιο "σκοπό" ή "σχέδιο", αλλά ότι η πολυπλοκότητα προκύπτει "αυθόρμητα" με την επιλεκτική συσσώρευση αλλαγών σε μεγάλο χρονικό διάστημα. Η γνώση του μηχανισμού που διέπει τη διαδικασία της εξέλιξης οφείλεται στο έργο του Κάρολου Δαρβίνου και του Άλφρεντ Ράσελ Γουάλας. Αν και ο Δαρβίνος δεν ήταν ο πρώτος που συνέλαβε την ιδέα της εξέλιξης, με αφετηρία την περίφημη μελέτη "Περί της καταγωγής των ειδών" (1859), προσέφερε μια ολοκληρωμένη σύνθεση της θεωρίας της φυσικής επιλογής που αποτέλεσε επανάσταση για την ανθρώπινη σκέψη. Κατά τη δεκαετία του 1930, η φυσική επιλογή συνδυάστηκε με τη θεωρία του Μέντελ για την κληρονομικότητα και δημιούργησαν την σύγχρονη θεωρία της εξέλιξης, γνωστή και ως "Εξελικτική Σύνθεση" ή Νεο-Δαρβινισμός, όπου οι "μονάδες" της εξέλιξης (γονίδια) συνδυάστηκαν με τον "μηχανισμό" της (φυσική επιλογή). Η σύγχρονη συνθετική θεωρία, ως ένας γενικά αποδεκτός τρόπος προσέγγισης των προβλημάτων της εξέλιξης, γεννήθηκε ουσιαστικά το 1937 με τη δημοσίευση του βιβλίου «Η γενετική και η καταγωγή των ειδών» του μεγάλου πληθυσμιακού γενετιστή Theodosius Dobzhansky. Η θεωρία αυτή έχει δύο βασικά σημεία: Η πηγή ποικιλότητας είναι η μετάλλαξη και η εξελικτική αλλαγή είναι το αποτέλεσμα της τροποποίησης των γονιδιακών συχνοτήτων σε έναν πληθυσμό. Η κατεύθυνση της εξελικτικής αλλαγής καθορίζεται από τη δράση της φυσικής επιλογής πάνω στη γενετική ποικιλότητα (στις μεταλλάξεις) με την επιβίωση του καταλληλότερου, σε δοσμένο περιβάλλον, φορέα της ποικιλότητας (ατόμου). Η εμφάνιση της ζωής στην Γη Αν και η προέλευση της ζωής είναι ένα από τα μεγάλα μυστήρια στον κόσμο, δεν πρέπει να συγχέεται με την θεωρία της εξέλιξης, η οποία μελετά τον τρόπο που μεταβάλλονται οι ζωντανοί οργανισμοί στον χρόνο. Αφήνοντας κατά μέρος τη μακρινή πιθανότητα η ζωή να έφθασε στη Γη με ένα μετεωρίτη από κάπου αλλού μέσα στον Γαλαξία (πανσπερμία), στη δεκαετία του 1920 οι Oparin & Haldane πρότειναν ότι η ζωή ξεκίνησε στη Γη μετά από μια περίοδο μακροχρόνιας αβιοτικής χημικής εξέλιξης (αβιογένεση). Σύμφωνα με την θεωρία της αβιογένεσης, η ζωή δημιουργήθηκε από τις όποιες φυσικές και χημικές συνθήκες επικρατούσαν στον πλανήτη κατά τη νεαρή ηλικία του. Η ανακάλυψη αυτών των συνθηκών είναι δύσκολη, κυρίως επειδή η Γη στην οποία ζούμε σήμερα δεν διατηρεί σχεδόν κανένα ίχνος από εκείνη την εποχή. Παρόλα αυτά, το 1953 οι Stanley Miller και Harold Urey προσομοίωσαν τη υπόθεση των Oparin & Haldane, διοχετεύοντας ηλεκτρικό ρεύμα μέσα σε ένα θάλαμο που περιείχε έναν συνδυασμό μεθανίου, αμμωνίας, υδρογόνου και νερού. Μετά από μια εβδομάδα συνεχούς λειτουργίας, παρατήρησαν ότι το 10-15% του άνθρακα στο σύστημα είχε σχηματίσει οργανικές ενώσεις, από τις οποίες το 2% ήταν αμινοξέα, τα οποία είναι απαραίτητα για την παρασκευή πρωτεϊνών στα ζωντανά κύτταρα. Το διάσημο πείραμα των Miller & Urey προσέφερε σημαντικές ενδείξεις υπέρ της αβιογένεσης, αλλά δεν έδωσε όλες τις απαντήσεις. Τι ακριβώς συνέβηκε και ήρθαν σε επαφή ανόργανα χημικά στοιχεία μαζί, ώστε να σχηματίσουν ζωντανούς οργανισμούς; Εδώ έχουμε να αντιμετωπίσουμε μια κατάσταση ανάλογη με αυτή του αβγού και της κότας: για να λειτουργήσει το DΝΑ χρειάζεται πρωτεΐνες, ωστόσο τα προγράμματα για τη σύνθεση αυτών των πρωτεϊνών δίνονται από το DΝΑ. Ποιο δημιουργήθηκε λοιπόν πρώτο; Η ανακάλυψη στη δεκαετία του 1960 ότι το RNA (στενός εξάδελφος του DNA) θα μπορούσε να αναδιπλωθεί, όπως μια πρωτεΐνη, αν και όχι σε τέτοιες πολύπλοκες δομές, υπέδειξε μια απάντηση στο πρόβλημα. Αν το RNA θα μπορούσε να καταλύσει αντιδράσεις καθώς επίσης και να αποθηκεύσει πληροφορίες, μερικά μόρια RNA θα μπορούν να είναι σε θέση να φτιάξουν περισσότερα μόρια RNA. Και αν αυτό συνέβαινε, οι RNA αντιγραφείς δεν θα είχαν καμία ανάγκη τις πρωτεΐνες. Θα μπορούσαν να κάνουν μόνοι τους τα πάντα. Φυσικά, παραμένουν πολλά ερωτήματα. Από πού προέκυψαν οι πρώτοι αντιγραφείς; Με τι έμοιαζε η πρώτη ζωή; Πώς έγινε η μετάβαση στο DNA και τις πρωτεΐνες, και πώς συνέβη η ανάπτυξη του γενετικού κώδικα; Ποτέ κανείς δεν μπορεί να γνωρίζει με βεβαιότητα, αλλά διερευνώνται πολλοί νέοι υποσχόμενοι λεωφόροι. Οι περισσότεροι βιολόγοι πιστεύουν πως πρέπει να υπήρχε κάτι σαν ένα κύτταρο από την αρχή, για να περιέχει τον αντιγραφέα-πολλαπλασιαστή και να διατηρεί μαζί τα μέρη που το απαρτίζουν. Με αυτόν τον τρόπο, τα άτομα μπορούν να ανταγωνίζονται για τους πόρους και να εξελίσσονται με διαφορετικούς τρόπους. Η γέννηση των ειδών Για πολλά χρόνια μετά την επιστημονική επανάσταση του Δαρβίνου, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα βιολογικά είδη της Γης γεννήθηκαν από την αργή αλλαγή των γενετικών εφοδίων: μια ύπαρξη μεταμορφωνόταν σιγά σιγά σε μια άλλη. Αργότερα, επιστήμονες της γενετικής, όπως ο Theodosius Dobzhansky και ο Ernst Mayr, διατύπωσαν μια νέα σημαντική υπόθεση. Υποστήριξαν ότι για τη δημιουργία ενός νέου είδους θα έπρεπε προηγουμένως να έχει μεσολαβήσει μια μεγάλη περίοδος γεωγραφικής απομόνωσης. Ο μηχανισμός αυτός λειτουργεί ως εξής: ένα τμήμα από τον πληθυσμό κάποιου είδους απομονώνεται εξαιτίας των γεωγραφικών εμποδίων, όταν, για παράδειγμα, η εισβολή της θάλασσας μετατρέπει σε νησιά κάποια μέρη της ξηράς ή όταν δημιουργούνται βουνά και έρημοι. Ο αποκομμένος πληθυσμός εξακολουθεί φυσικά να εξελίσσεται μέσα στο χρόνο, αυτή τη φορά όμως προς διαφορετική βιολογική κατεύθυνση. Πρώτα απ' όλα γιατί οι συνθήκες στο νέο περιβάλλον είναι διαφορετικές, κυρίως όμως γιατί έχει αλλάξει το γενετικό υλικό. Όταν χωρίζονται δύο τμήματα του ίδιου πληθυσμού, χωρίζονται αυτόματα και τα γονίδιά τους. Για να ολοκληρωθεί η γέννηση ενός νέου είδους χρειάζονται 20.000 - 50.000 χρόνια. Εκτός από ορισμένες εξαιρέσεις, η ζωή του νέου είδους δε διαρκεί περισσότερο από εφτά με οχτώ εκατομμύρια χρόνια. Το ζήτημα της εμφάνισης νέων ειδών (ειδογένεση) έχει προκαλέσει διαμάχες μεταξύ παλαιοντολόγων και γενετιστών ως προς τον βηματισμό της εξέλιξης, αν γίνεται δηλαδή με άλματα και όχι βαθμιαία. Το 1993 οι Eldredge & Gould δημοσίευσαν την θεωρία της "εστιγμένης ισορροπίας", όπου υποστήριξαν ότι η εξέλιξη συνέβη κατά τη διάρκεια σύντομων περιόδων μεγάλων αλλαγών (πχ. καταστροφές όπως η πτώση ενός μετεωρίτη) με ενδιάμεσες μεγάλες περιόδους σταθερότητας. Αυτό εξηγεί την απουσία ενδιαμέσων μορφών από το απολιθωματικό αρχείο. Οι ενδιάμεσες μορφές εμφανίστηκαν για τόσο σύντομο χρονικό διάστημα, ώστε η πιθανότητα να μετατραπούν σε απολιθώματα ήταν πολύ χαμηλή. Ο στόχος της φυσικής επιλογής Ποια είναι όμως πραγματικά η μονάδα ή ο στόχος της φυσικής επιλογής το γονίδιο, το άτομο ή ο πληθυσμός; Ο Δαρβίνος θεωρούσε ότι η φυσική επιλογή επιδρά επάνω στα άτομα, αν και είχε πλήρη συναίσθηση ότι η αλτρουιστική συμπεριφορά αποτελούσε ένα αγκάθι στη θεωρία του. Πώς εξηγείται λοιπόν η αυτοθυσία ορισμένων προκειμένου να σωθούν οι υπόλοιποι; Πώς εξηγείται η συμπεριφορά του μικρού σκίουρου που βγάζει μια κραυγή και ενώ ενημερώνει τους υπόλοιπους για τον απειλητικό θηρευτή, ταυτόχρονα προδίδει τη θέση του; Και ακόμη περισσότερο, πώς εξηγείται το γεγονός ότι στα κοινωνικά έντομα (μέλισσες, σφήκες, τερμίτες) οι εργάτριες δεν αποκτούν ποτέ απογόνους αλλά φροντίζουν με αυταπάρνηση τις αδελφές τους; Μεγάλη συμβολή στην επίλυση του προβλήματος του αλτρουισμού είχε ο William Hamilton με τις εργασίες του για την εγκλείουσα αρμοστικότητα, αυτό που αργότερα ονομάσθηκε επιλογή συγγενών. Με απλά λόγια, το άτομο με αλτρουιστική συμπεριφορά ευνοεί την αναπαραγωγή άλλων ατόμων εις βάρος του. Αν τα άλλα αυτά άτομα είναι συγγενείς του, τότε διά μέσου αυτών τα γονίδιά του (και εκείνα που τον τρέπουν στην αλτρουιστική συμπεριφορά) αναπαράγονται όχι μόνο μέσω των άμεσων απογόνων του αλλά εμμέσως με την αναπαραγωγή των βιολογικά συγγενών του που φέρουν ως έναν βαθμό όμοια με αυτό γονίδια. Μερικοί εξελικτικοί επιστήμονες πρότειναν ότι η επιλογή μπορεί να ενεργήσει επίσης και σε πιο υψηλά επίπεδα: στους πληθυσμούς (επιλογή ομάδας), ή ακόμα και στα ίδια τα είδη (επιλογή ειδών). Η σχετική σημασία του ατόμου εναντίον αυτών των υψηλότερων τάξεων επιλογής αποτελεί σήμερα αντικείμενο μεγάλης αμφισβήτησης. Το 1976 ο Richard Dawkins με το "Εγωιστικό Γονίδιο" τεκμηρίωσε την γονιδιο-κεντρική άποψη για την εξέλιξη και σηματοδότησε την είσοδο της εξελικτικής βιολογίας στην πολιτισμική ανάλυση. Ο ίδιος γράφει: "Η ζωική συμπεριφορά, είτε αλτρουιστική είτε εγωιστική, βρίσκεται κάτω από τον έλεγχο των γονιδίων μόνο υπό μια έμμεση, αλλά και πάλι πολύ ισχυρή, έννοια. Υπαγορεύοντας τον τρόπο με τον οποίο κατασκευάζονται οι μηχανές επιβίωσης και τα νευρικά τους συστήματα, τα γονίδια ασκούν την ύστατη εξουσία πάνω στη συμπεριφορά. Όμως οι λεπτό προς λεπτό αποφάσεις δράσης λαμβάνονται από το νευρικό σύστημα. Τα γονίδια είναι οι πρωτογενείς σχεδιαστές πολιτικής, οι εγκέφαλοι τα επιτελικά στελέχη..." Εξέλιξη εκτός της φυσικής επιλογής Εκτός της φυσικής επιλογής, που δεν αμφισβητείται ως βασικός μηχανισμός της εξέλιξης, έχουν προταθεί και αναγνωριστεί και άλλοι μηχανισμοί εξέλιξης που δεν την περιλαμβάνουν. Συνήθως, αυτό που αποτελεί αντικείμενο διαμάχης είναι η βαρύτητα που έχουν αυτοί οι μηχανισμοί, στο συνολικό φαινόμενο της εξέλιξης. Ας γνωρίσουμε μερικούς από αυτούς. Η "γενετική παρέκκλιση" αφορά την τυχαία σχετική αλλαγή της γονιδιακής συχνότητας, δηλαδή της συχνότητας με την οποία εμφανίζεται ένα αλληλόμορφο γονίδιο σε έναν πληθυσμό. Με τον όρο τυχαία, εννοούμε την αλλαγή που δεν οφείλεται σε φυσική επιλογή. Αποτελεί σημαντική εξελικτική διαδικασία που οδηγεί σε τυχαία αύξηση ή ελάττωση των αλληλόμορφων γονιδίων από γενιά σε γενιά, στην τυχαία εγκαθίδρυση ή και απώλειά τους. Είναι εντονότερη όσο μικρότεροι είναι οι πληθυσμοί. (Σημ. Αλληλόμορφαείναι τα γονίδια που δρουν για το ίδιο γνώρισμα αλλά με διαφορετικό τρόπο. Για παράδειγμα αν υπάρχουν δύο διαφορετικά γονίδια που ελέγχουν το χρώμα του άνθους ενός φυτού, τότε μεταξύ τους είναι αλληλόμορφα.) Η "γονιδιακή ροή" αφορά την ανταλλαγή αλληλόμορφων γονιδίων ανάμεσα σε γειτονικούς πληθυσμούς. Η ροή λαμβάνει χώρα είτε με μετακίνηση ατόμων μεταξύ δύο πληθυσμών μέσω της μετανάστευσης, είτε με μεταφορά γαμετών. Αποτελεί συντηρητικό παράγοντα που αποτρέπει την απόκλιση μερικώς απομονωμένων πληθυσμών και συμβάλει σημαντικά στη σταθερότητα των διαδεδομένων ειδών. Διαφέρει ανάλογα με τον πληθυσμό και το είδος και μειώνει τις διαφορές των γενετικών δεξαμενών. Η "συνεξέλιξη" ή "συμβίωση" αφορά την ταυτόχρονη εξέλιξη μη συγγενών οργανισμών λόγω κάποιου ιδιαίτερου δεσμού που υπάρχει μεταξύ τους. Για παράδειγμα άνθη και έντομα, που τα πρώτα γονιμοποιούνται από τα δεύτερα και τα δεύτερα τρέφονται από τα πρώτα, παράσιτα και ξενιστές, στις περιπτώσεις εκείνες της αναγκαίας συμβίωσης, καθώς και οποιαδήποτε άτομα (οργανισμοί) μιας συμβιωτικής σχέσης. Εξέλιξη και συμπεριφορά Ένας τομέας που αναπτύσσεται ιδιαίτερα γρήγορα και στον οποίο η δαρβινική επιλογή διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο, είναι η οικολογία της συμπεριφοράς και η εφαρμογή της θεωρίας των παιγνίων στις στρατηγικές συμπεριφοράς. Οι βέλτιστοι τρόποι συμπεριφοράς, και ειδικότερα οι μακράς διάρκειας, έχουν γίνει γνωστές ως "Εξελικτικά Σταθερές Στρατηγικές", μια έννοια που εισήγαγε πρώτος ο John Maynard Smith για τις στρατηγικές που αν υιοθετηθούν από τα περισσότερα μέλη ενός πληθυσμού δεν μπορούν να υπερνικηθούν από κάποια εναλλακτική στρατηγική. Ένας από τους επιστήμονες που εντυπωσιάστηκαν από την θεωρία των παιγνίων και το "Δίλημμα του Φυλακισμένου" στα τέλη της δεκαετίας του 1970, ήταν ο μαθηματικός και πολιτικός επιστήμονας Robert Axelrod. Ο Axelrod βρήκε στο Δίλημμα του Φυλακισμένου μία πιθανή απάντηση στο ερώτημα που τον απασχολούσε: υπό ποιες συνθήκες δύο θεμελιωδώς εγωιστικά όντα μπορούν να επιλέξουν να συνεργαστούν; Για να απαντήσει στο ερώτημα δημιούργησε το "Επαναλαμβανόμενο Δίλημμα του Φυλακισμένου", όπου το παίγνιο δεν παίζεται μια φορά αλλά πολλές. Σε αυτή την παραλλαγή οι παίκτες έχουν τη δυνατότητα να μάθουν από τα λάθη τους και να επανορθώσουν, ανοίγοντας έτσι ένα παράθυρο στην αμοιβαία συνεργασία. Το 1979 κάλεσε τους σημαντικότερους θεωρητικούς των παιγνίων να υποβάλλουν στρατηγικές, υπό τη μορφή προγραμμάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών. Υποβλήθηκαν 14 στρατηγικές από ψυχολόγους, μαθηματικούς, κοινωνιολόγους και πολιτικούς επιστήμονες. O Axelrod έβαλε τις διάφορες στρατηγικές να αναμετρηθούν μεταξύ τους. Νικητής του διαγωνισμού αναδείχθηκε ο μαθηματικός και ψυχολόγος Anatol Rapoport με τη στρατηγική "Tit for Tat" ή αλλιώς "Μία Σου και Μία Μου". Η στρατηγική αυτή είναι πολύ απλή: Ο παίκτης ξεκινά συνεργαζόμενος με τον αντίπαλο και κατόπιν πράττει ότι έπραξε και ο αντίπαλος στον προηγούμενο γύρο. Συνεργάστηκε, θα συνεργαστεί. Πρόδωσε, θα τον προδώσει κι εκείνος στον επόμενο γύρο. Το 1981 ο Axelrod μαζί με τον εξελικτικό βιολόγο William Hamilton δημοσίευσαν ένα άρθρο στο περιοδικό Science για την εξέλιξη της συνεργασίας. Σε αυτό απέδειξαν ότι η συνεργασία είναι μια εξελικτικά σταθερή στρατηγική, δηλαδή μια συμπεριφορά που επιτρέπει να διαχυθούν τα χαρακτηριστικά που κάνουν ένα είδος να επικρατήσει και να επιβιώσει. Οι ζωντανοί οργανισμοί που συνεργάζονται μεταξύ τους έχουν περισσότερες πιθανότητες να αναπαραχθούν και επομένως να περάσουν τα γονίδιά τους στην επόμενη γενιά. Κοινωνιοβιολογία Η σύνδεση της βιολογίας με την κοινωνιολογία και συγκεκριμένα η υπαγωγή της δεύτερης στην πρώτη, ήταν πρόταση του E.O. Wilson στο βιβλίο του "Κοινωνιοβολογία: Η Νέα Σύνθεση" (1975). Ο Wilson υποστηρίζει ότι πολλά καθολικά γνωρίσματα της συμπεριφοράς των ζώων αλλά και της ανθρώπινης συμπεριφοράς (ειδικά η σεξουαλική συμπεριφορά), καθώς επίσης και οι διαφορές μεταξύ των ατόμων και μεταξύ των εθνικών ομάδων, έχουν μια γενετική βάση. Αυτά τα γνωρίσματα και οι διαφορές πρέπει να έχουν εξελιχθεί στους προγόνους μας μέσω της φυσικής επιλογής. Το βιβλίο ξεσήκωσε πλήθος αντιδράσεων. Ιδιαίτερα εχθρικοί ήταν οι αριστερών πεποιθήσεων συνάδελφοι του Wilson στο Χάρβαρντ, καθώς θεώρησαν ότι το πόνημά του στηρίζει τον γενετικό ντετερμινισμό. Στις δεκαετίες που ακολούθησαν όμως η κοινωνιοβιολογία βρήκε τη θέση της στο επιστημονικό γίγνεσθαι και σήμερα αποτελεί έναν από τους περισσότερα υποσχόμενους κλάδους της επιστημονικής σκέψης. Γήρανση και θάνατος Η γήρανση δεν είναι τίποτα άλλο από ένα εκφυλιστικό φαινόμενο, που αρχίζει μετά το τέλος της αναπαραγωγικής ηλικίας. Η εξήγηση αυτού του φαινόμενου είναι ότι τα γονίδια και οι μηχανισμοί που προκαλούν τον σωματικό εκφυλισμό ξεφεύγουν από τη δράση της φυσικής επιλογής, αφού έχουν ήδη μεταβιβαστεί στην επόμενη γενιά με την αναπαραγωγή. Κάθε ζωντανός οργανισμός επενδύει περισσότερη ενέργεια για την αναπαραγωγή του παρά για τη διατήρηση του σώματός του, το οποίο εγκαταλείπει η φυσική επιλογή μόλις κλείσει το αναπαραγωγικό παράθυρό του (από την εφηβεία ως την παύση της έμμηνης ρήσης στις γυναίκες). Για παράδειγμα, η χορεία του Huntington είναι μια εκφυλιστική ασθένεια που εκδηλώνεται σε άτομα μεταξύ περίπου 30 και 50 ετών συνήθως και οδηγεί στο θάνατο. Η υπεύθυνη γονιδιακή παραλλαγή μπορεί λοιπόν να μεταβιβαστεί έγκαιρα. Το γιατί το γονίδιο αυτό διατηρείται στους πληθυσμούς δεν οφείλεται μόνο στο ότι εκδηλώνεται αφότου έχει αναπαραχθεί ο φορέας του, αλλά ίσως στο ότι στην αρχή της ζωής προσφέρει και κάποιο πλεονέκτημα και τελικά υποκρύπτει κάποια εξελικτική χρησιμότητα. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η εξέλιξη επηρεάζει την επιβίωση των αντιγράφων των γονιδίων μας και όχι την μακροβιότητα ή την αθανασία μας. Αν υπάρχει κάτι "αθάνατο" πάνω στη Γη αυτό είναι τα γονίδια. Εμφανίστηκαν πριν 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια και είναι σίγουρο ότι θα υπάρχουν και μετά την εξαφάνισή μας ως είδος, γιατί "η ζωή βρίσκει πάντοτε τον δρόμο" (Jurassic Park). ** Αναρτήθηκε από geo pi στις 5:00 μ.μ. Αποστολή με μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου BlogThis! Μοιραστείτε το στο Twitter Μοιραστείτε το στο Facebook Ετικέτες ΕΠΙΣΤΗΜΗ , VIDEO Αντιδράσεις: Επιστήμονες ανακάλυψαν την ύπαρξη πολυδιάστατου σύμπαντος στον εγκέφαλό μας

Θα μπορούσε να υπάρχει ένα πολυδιάστατο σύμπαν στον εγκέφαλό μας; Θα μπορούσε! Τουλάχιστον, αυτό ακριβώς ισχυρίζονται κάποιοι επιστήμονες και ερευνητές και αυτό που βρήκαν δεν ανήκει καθόλου στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας. Βρίσκεται απλά στον εγκέφαλό μας και είναι πραγματικό.

Αλλά περί τίνος ακριβώς πρόκειται; Οι ερευνητές, λοιπόν, χρησιμοποιώντας τη μαθηματική μέθοδο της Αλγεβρικής Τοπολογίας, μπόρεσαν να «χαρτογραφήσουν» τις δομές και τους χώρους στο εσωτερικό των δικτύων που υπάρχουν στον εγκέφαλό μας. Αυτές οι δομές και οι χώροι ουσιαστικά δημιουργούνται, λόγω του τρόπου που οι 86 δισεκατομμύρια νευρώνες μας μεταφέρουν πληροφορίες από κύτταρο σε κύτταρο. Αυτές οι πληροφορίες που διατρέχουν εκείνα τα μονοπάτια είναι που σας επιτρέπουν να σκέφτεστε, και να διαβάζετε αυτή τη στιγμή το παρόν άρθρο. Και είναι ένα πολύ πολύ μικρό παρακλάδι ενός τεράστιου δικτύου συνδέσεων, σαν τα κλαδιά ενός δέντρου. Αυτό το δίκτυο είναι που δημιουργεί τα πολυδιάστατα σύμπαντα που προαναφέραμε.

Το Blue Brain project και ο εγκέφαλος

Η συγκεκριμένη έρευνα είναι μέρος του Blue Brain Project, το οποίο σχεδιάστηκε από μια ολόκληρη ομάδα διεθνών επιστημόνων. Ήταν η πρώτη φορά που έγινε δυνατός ο προσδιορισμός των πραγματικών δομών μέσω της χρήσης της Αλγεβρικής Τοπολογίας. Δημοσιευμένη στο επιστημονικό περιοδικό Journal of Frontiers in Computational Neuroscience, στη μελέτη χρησιμοποιηθήκαν εξαιρετικά πολύπλοκα υπολογιστικά μοντέλα και υπολογιστές για να καταφέρουν να πάρουν αυτές τις εικόνες, αλλά στην ουσία βασίστηκαν στην πραγματική παρατήρηση των κινήσεων των πληροφοριών στο εσωτερικό των νευρωνικών κυττάρων.

Καθώς οι πληροφορίες διαπερνούν τα κύτταρα, δημιουργούνται δομές, μέσω αλληλοδιαπλεκόμενων, ενοποιημένων γεωμετρικών σχημάτων. Ο υπεύθυνος του Blue Brain Project, Henry Markram, αναφέρει σχετικά με τα ευρήματα: «Ανακαλύψαμε έναν κόσμο που ποτέ πριν δεν είχαμε φανταστεί. Αποκαλύψαμε πολλές δεκάδες εκατομμύρια τέτοιων αντικειμένων ακόμα και σε μια μικρή κουκκίδα του εγκεφάλου, που έχουν μέχρι και επτά διαστάσεις. Ωστόσο, σε κάποια δίκτυα, ανακαλύψαμε ακόμα και δομές σε 11 διαστάσεις».

Για να καταλάβουμε λίγο καλύτερα, κάθε νευρώνας που υπάρχει στον εγκέφαλό σας μπορεί να επικοινωνήσει με εκείνον που βρίσκεται δίπλα του. Όταν επικοινωνεί, το κάνει με έναν τρόπο που δημιουργεί ένα «αντικείμενο», που τα μαθηματικά και η τεχνολογία μπορούν να εντοπίσουν. Αν υπάρχουν κι άλλοι νευρώνες που «συμμετέχουν» σε αυτή την επικοινωνία, θα εμφανιστούν κι άλλες «διαστάσεις».

Αφού χρησιμοποίησαν ηλεκτρονικούς υπολογιστές για να εμφανίσουν τις παραπάνω εικόνες, οι επιστήμονες ύστερα εξέτασαν πραγματικό εγκεφαλικό ιστό, για να επιβεβαιώσουν τα ευρήματά τους. Αυτό που επίσης βρήκαν ήταν ότι διαφορετικά ερεθίσματα μπορούσαν να κάνουν αυτή την επικοινωνία μεταξύ νευρώνων να δημιουργήσει ακόμα περισσότερες διαστάσεις, ανάλογα με τα ερεθίσματα.

«Η παρουσία πολλών διαστάσεων, όταν ο εγκέφαλος επεξεργάζεται πληροφορίες, υποδεικνύει ότι οι νευρώνες αντιδρούν στα ερεθίσματα με έναν εντυπωσιακά οργανωμένο τρόπο», σημειώνει ο Ran Levi, ερευνητής του project. «Είναι σαν ο εγκέφαλος να απαντά σε μια πρόκληση, κατασκευάζοντας ένα πύργο πολυδιάστατων κύβων, ξεκινώντας με μία γραμμή (1D), τετράγωνα (2D), κύβους (3D) και ύστερα με πιο πολύπλοκες γεωμετρίες 4D, 5D κλπ. Η ακολουθία της δραστηριότητας μέσα στον εγκέφαλο μοιάζει με ένα πολυδιάστατο κάστρο της άμμου που έχει την ικανότητα να παίρνει μορφή από την άμμο και μετά να διαλύεται».

Το πιο ενδιαφέρον από όλα αυτά όμως είναι ότι η πραγματικότητα είναι τελικά εκείνη που προσδιορίζει και υπαγορεύει τι είδους διαστάσεις και σχήματα θα εμφανιστούν στον εγκέφαλό σας. Εσείς καθοδηγείτε τη φύση του σύμπαντος μέσα στο οποίο ζείτε.

Ο καθηγητής Cees van Leeuwen από το Βέλγιο, που συμμετέχει στο Blue Brain Project δήλωσε ότι:

«Εκτός από τη φυσική, οι πολυδιάστατοι χώροι χρησιμοποιούνται ευρέως πια για να αναπαραστήσουν τις πολύπλοκες δομές ή συνθήκες των συστημάτων… Ο χώρος είναι απλά ο συνδυασμός όλων των βαθμών ελευθερίας που έχει το σύστημα και η κατάστασή του αναπαριστά τις αξίες που αυτοί οι βαθμοί ελευθερίας κατέχουν στην πραγματικότητα».

Αν κάποιος λοιπόν σας πει ότι δεν υπάρχουν άλλες διαστάσεις, μπορείτε να διαφωνήσετε, φέρνοντας αυτό το παράδειγμα. Μπορείτε να τους αιφνιδιάσετε, δείχνοντάς τους τι υπάρχει μέσα στο κεφάλι τους. Και αν δεν πειστούν; Δείξτε τους το παρακάτω βίντεο:
ΠΗΓΗ