Τετάρτη, 29 Δεκεμβρίου 2010

Τα 10 πιο όμορφα επιστημονικά πειράματα στην ιστορία της Φυσικής


Από το physics 4 you
Ανεξάρτητα από το αν πρόκειται για διασπάσεις υποατομικών σωματιδίων, είτε για εύρεση κάποιου γονιδιώματος, είτε για ανάλυση της κίνησης ενός μακρινού άστρου, τα πειράματα που προσελκύουν το ενδιαφέρον του κόσμου συχνά κοστίζουν εκατομμύρια δολάρια για την εκτέλεσή τους και παράγουν αμέτρητα δεδομένα, τα οποία για να αναλυθούν χρειάζονται μήνες και χρήση υπερυπολογιστών. Μερικές ερευνητικές ομάδες έχουν μεγαλώσει τόσο πολύ ώστε έχουν φτάσει το μέγεθος εταιριών μεσαίου μεγέθους. 
Αλλά τελικά η επιστήμη κατασταλάζει στο ανθρώπινο μυαλό κατά περίεργο τρόπο. Όταν ο Robert P. Crease μέλος του φιλοσοφικού τμήματος του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης και ιστορικός στο εργαστήριο Βrookhaven, ρώτησε πρόσφατα τους φυσικούς να ονομάσουν τα 10 πιο όμορφα πειράματα όλων των εποχών, οι δέκα νικητές ήταν κατά κανόνα πειράματα που εκτελέστηκαν από μεμονωμένα πρόσωπα στα οποία συμμετείχαν το πολύ μερικοί βοηθοί. Τα περισσότερα από αυτά τα πειράματα εκτελέστηκαν πάνω σ’ έναν εργαστηριακό πάγκο, και κανένα δεν απαιτούσε μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ από κάποιο κομπιουτεράκι. 
Ότι κοινό έχουν είναι η φευγαλέα ποιότητα που οι επιστήμονες ονομάζουν ομορφιά. Δηλαδή την λογική απλότητα της συσκευής και της ανάλυσης των πορισμάτων. Η σύγχυση και η αμφιβολία διαλύονται μετά από τέτοια πειράματα και κάτι νέο για την φύση γίνεται πεντακάθαρο.
Η λίστα αυτή των πειραμάτων που μας πάει 2000 χρόνια πίσω, δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physics World και η σειρά τους καθορίστηκε ανάλογα με το πόσο δημοφιλές ήταν το καθένα τους. Πρώτο στη σειρά ήρθε ένα πείραμα που με σαφήνεια έδειξε ότι ο φυσικός κόσμος υπακούει στην κβαντική θεωρία. Ας δούμε όμως εμείς τη λίστα με  αντίστροφη σειρά αρχίζοντας από το Νο 10 και προχωρώντας με αντίστροφη μέτρηση.
Τα 10 πιο όμορφα πειράματα στην ιστορία της Φυσικής
1. Το πείραμα της διπλής σχισμής του Young, εφαρμοσμένο για τη συμβολή μεμονωμένων ηλεκτρονίων
2. Το πείραμα του Γαλιλαίου για την ελεύθερη πτώση (1600)
3. Το πείραμα του Millikan με τις σταγόνες λαδιού (1910)
4. Η ανάλυση του ηλιακού φωτός με πρίσμα από τον Νεύτωνα (1665-1666)
5. Το πείραμα του Young για την συμβολή του φωτός (1801)
6. Το πείραμα του Cavendish με τον ζυγό στρέψης (1798)
7. Η μέτρηση της περιφέρειας της Γης από τον Ερατοσθένη(3ος αιώνας π.Χ.)
8. Τα πειράματα του Γαλιλαίου με τις κυλιόμενες σφαίρες σε κεκλιμένα επίπεδα (1600s)
9. Η ανακάλυψη του πυρήνα από τον Rutherford (1911)
10. Το εκκρεμές του Foucault (1851)

Από επάνω αριστερά με τη φορά του ρολογιού:  
Ο Ερατοσθένης, Ο Γαλιλαίος, Ο Henry Cavendish και ο Isaac Newton
.
No 10: Το εκκρεμές του Foucault
Την περασμένη χρονιά , όταν επιστήμονες κρέμασαν ένα εκκρεμές πάνω από τον Νότιο Πόλο και το παρακολούθησαν να αιωρείται, επανέλαβαν ουσιαστικά μια φημισμένη επίδειξη που έγινε στο Παρίσι το 1851. Χρησιμοποιώντας ένα ατσάλινο σύρμα μήκους 220 ποδιών, ο Γάλος φυσικός  Jean-Bernard-Lιon Foucault κρέμασε μια σιδερένια μπάλα βάρους 62 λιβρών από τον θόλο του Πάνθεου και το έβαλε σε κίνηση ταλάντωσης μπρος – πίσω. Για να καταγράψει την εξέλιξη της κίνησης στερέωσε μια γραφίδα στη μπάλα και σκόρπισε άμμο στο πάτωμα κάτω από την μπάλα. Έτσι η γραφίδα χάραζε γραμμές στην άμμο καταγράφοντας την τροχιά της μπάλας σε σχέση με το πάτωμα.
Το κοινό που παρακολούθησε το πείραμα είδε με έκπληξη το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς να στρέφεται ανεξήγητα, αφήνοντας όλο και διαφορετικά ίχνη σε κάθε ταλάντωσή του. Στη πραγματικότητα ήταν το δάπεδο του Πάνθεου που στρεφόταν αργά. Έτσι ο Foucault κατάφερε να δείξει πιο πειστικά από κάθε άλλη φορά πριν την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της. Στο γεωγραφικό πλάτος του Παρισιού το εκκρεμές συμπλήρωνε μια πλήρη περιστροφή κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού κάθε 30 ώρες. Στο Νότιο ημισφαίριο θα στρεφόταν αντίθετα προς τους δείκτες του ρολογιού, και στον Ισημερινό δεν θα στρεφόταν καθόλου. Στο Νότιο Πόλο, όπως πιστοποίησαν οι σύγχρονοι επιστήμονες η περίοδος της περιστροφής του επιπέδου ταλάντωσής του είναι 24 ώρες.
Νο 9: Η ανακάλυψη του πυρήνα από τον Rutherford  
Όταν ο Ernest Rutherford πειραματιζόταν με την ραδιενέργεια στο πανεπιστήμιο του Manchester το 1911, πιστευόταν γενικά ότι τα άτομα αποτελούνταν από συγκεντρώσεις θετικού φορτίου με κάποια ηλεκτρόνια εμφυτευμένα μέσα σ’ αυτό. Λόγω της εικόνας αυτής το πρότυπο αυτό είχε ονομαστεί μοντέλο του σταφιδόψωμου. Αλλά όταν ο ίδιος και οι βοηθοί του βομβάρδισαν με μικρά θετικά φορτισμένα βλήματα, που λέγονται σωματίδια α, ένα λεπτό φύλο χρυσού, εξεπλάγησαν όταν παρατήρησαν ότι ένα μικρό ποσοστό από αυτά ανακρούστηκε προς τα πίσω από τον στόχο του χρυσού. Ήταν σαν σφαίρες να εκτοξεύονταν εναντίον μιας μάζας ζελέ και να είχαν ανακλαστεί από το ζελέ.
Ο Rutherford υπολόγισε ότι τα άτομα δεν ήταν σε τελευταία ανάλυση τόσο διάχυτα όσο τα νόμιζαν. Το μεγαλύτερο μέρος της μάζας τους πρέπει να είναι συγκεντρωμένο σ’ ένα μικροσκοπικό πυρήνα με τα ηλεκτρόνια να περιφέρονται γύρω από αυτόν. Με τη συμπλήρωση της κβαντικής θεωρίας, η εικόνα αυτή διατηρείται ακόμα και σήμερα.
Νο 8: Τα πειράματα του Γαλιλαίου με τις κυλιόμενες σφαίρες σε κεκλιμένα επίπεδα.
Ο Γαλιλαίος συνέχισε να τελειοποιεί τις ιδέες του για την κίνηση των σωμάτων. Πήρε μια σανίδα με μήκος περίπου 4μέτρα και πλάτος περί τα 20cm και δημιούργησε στο μέσον της ένα αυλάκι όσο πιο ίσιο και λείο μπορούσε. Την τοποθέτησε ως κεκλιμένο επίπεδο και άφησε να κυλήσουν μέσα στο αυλάκι χάλκινες σφαίρες, χρονομετρώντας την κάθοδό τους με ένα ρολόι που δούλευε με νερό. Επρόκειτο για ένα μεγάλο δοχείο που άδειαζε από ένα μικρό σωληνάκι μέσα σε μικρότερα ογκομετρικά δοχεία. Μετά από κάθε πείραμα ογκομετρούσε το νερό που είχε χυθεί, και αναλογικά συμπέραινε πόσος χρόνος είχε περάσει. Συνέκρινε στη συνέχεια τους χρόνους που αντιστοιχούσαν σε διαφορετικές αποστάσεις κίνησης των σφαιρών. 
Ο Αριστοτέλης θα προέβλεπε ότι η ταχύτητα των σφαιρών ήταν σταθερή. Δηλαδή διπλασιάζοντας την απόσταση θα περνούσε και διπλάσιος χρόνος. Ο Γαλιλαίος όμως μπόρεσε να δείξει ότι η απόσταση ήταν στην πραγματικότητα ανάλογη με το τετράγωνο του χρόνου. Ο λόγος βέβαια είναι ότι η σφαίρα επιταχύνεται σταθερά από την βαρύτητα και η ταχύτητά της αυξάνει ανάλογα με τον χρόνο.

Δευτέρα, 27 Δεκεμβρίου 2010

Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 3ο: ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΘΕΜΑ: ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΑΕΡΙΩΝ ΚΑΙ 1ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ



ΘΕΜΑ 1ο: Στις προτάσεις από 1 έως και 4 βρείτε τη σωστή απάντηση και σημειώστε την στο τετράδιό σας.
1) Η θερμότητα που ανταλλάσσει ένα αέριο με το περιβάλλον του:
α) Έχει πάντοτε θετική αλγεβρική τιμή.
β) Προκαλεί μεταβολή θερμοκρασίας.
γ) Εξαρτάται από τον τρόπο που γίνεται αυτή η ανταλλαγή.           

2)  Το έργο που παράγεται κατά την εκτόνωση ενός αερίου ισούται αριθμητικά με το εμβαδόν που περικλείεται μεταξύ της γραφικής παράστασης και του οριζόντιου άξονα x
α) Σε κάθε διάγραμμα θερμοδυναμικών συντεταγμένων
β) Μόνο στο διάγραμμα πίεσης - όγκου
γ) Μόνο στο διάγραμμα πίεσης - θερμοκρασίας.                                                                     

3) Σε κάθε ισόχωρη θέρμανση
α) Παράγεται έργο.
β) Η θερμότητα δίνεται από τη σχέση nCpΔΤ
γ) Η εσωτερική ενέργεια αυξάνεται                                                                                             

4) Η εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου:
α) Είναι ανεξάρτητη της θερμοκρασίας του.
β) Είναι αντιστρόφως ανάλογη του αριθμού των mole του αερίου.
γ) Μεταβάλλεται αν αλλάξει η θερμοκρασία του.                                                                 

5). Να αντιστοιχήσετε τις προτάσεις της πρώτης στήλης με τα τις διεργασίες της δεύτερης στήλης.
 1η: Στήλη                                                                     2η: Στήλη

1. Ισόθερμη εκτόνωση                         α) Θέρμανση αερίου χωρίς ανταλλαγή  θερμότητας
2.  Ισόχωρη ψύξη                                   β) Αποβολή θερμότητας χωρίς παραγωγή έργου.              
3. Αδιαβατική εκτόνωση                         γ) Απορρόφηση θερμότητας υπό σταθερή πίεση               
4.   Αδιαβατική συμπίεση                     δ) Ψύξη αερίου χωρίς αποβολή θερμότητας
5. Ισοβαρής εκτόνωση                  ε)  Απορρόφηση θερμότητας χωρίς μεταβολή θερμοκρασίας

Μονάδες (5x5)

ΘΕΜΑ 2ο:                                   
1. Να αποδειχθεί η σχέση Cp= Cv+R                                             

2. Ιδανικό μονοατομικό αέριο ποσότητας n moles βρίσκεται σε δοχείο αρχικού όγκου V1, σε πίεση P1 και θερμοκρασία Τ1.  Προσφέρουμε στο αέριο θερμότητα για να διπλασιάσουμε τη θερμοκρασία του.

.Σε ποια από τις ακόλουθες διεργασίες το ποσό της απαιτούμενης θερμότητας είναι μεγαλύτερο:

α) Όταν θερμαίνουμε υπό σταθερό όγκο.        β) Όταν θερμαίνουμε υπό σταθερή πίεση.           

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.
                           
2β. Σε ποια από τις ακόλουθες περιπτώσεις η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας είναι μεγαλύτερη; Όταν θερμαίνουμε:
α) Υπό σταθερό όγκο.        β) Υπό σταθερή πίεση.  γ) Σε καμία από τις δύο                                    

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας                                                                                              

3. Ιδανικό αέριο μπορεί να μεταβεί από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β μέσω δύο διαφορετικών διαδρομών ΑΒ και ΑΓΒ. Η ΑΒ είναι μια ισόθερμη εκτόνωση και η ΑΓΒ αποτελείται από μια ισοβαρή εκτόνωση ΑΓ και μια ισόχωρη ψύξη ΓΒ.
α) Να παρασταθούν οι δύο διαδρομές σε κοινά διαγράμματα:
i) Πίεσης - όγκου
iι) Όγκου - απόλυτης θερμοκρασίας            
iiι) Πίεσης - απόλυτης θερμοκρασίας. 
β) Σε ποια από τις δύο διαδρομές το αέριο απορροφά μεγαλύτερο ποσό θερμότητας;
Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.                                     

Μονάδες 1 (7),  2. (8),  3. (10)

ΘΕΜΑ 3ο:

Ιδανικό αέριο ποσότητας n=2/R moles βρίσκεται αρχικά σε κατάσταση Α( PA, VA, TA) με δεδομένo ότι ΤΑ=300Κ. Από την κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Α εκτονώνεται ισοβαρώς μέχρι την κατάσταση Β( PΒ, VΒ, TΒ)   όπου ΤΒ=600Κ. Μετά εκτονώνεται ισόθερμα μέχρι την κατάσταση Γ(PΓ, VΓ, TΓ) όπου PΓ =PA/2.
α. Να γίνουν τα διαγράμματα  (P-V), (P-T) για όλη τη διεργασία ABΓ.                         
β.  Να βρεθεί η μεταβολή εσωτερικής ενέργειας στη διεργασία ΑΒ. 
γ.  Να βρεθεί το έργο στη διεργασία ΑΒ                                             
δ.  Να βρεθεί η θερμότητα στη διεργασία ΒΓ.                                     
Δίνονται Cp=5R/2,  και ln2=0,7  
Μονάδες  α. (6) β. (6) γ. (6), δ (7)

ΘΕΜΑ 4ο:

Ιδανικό αέριο θερμικής μηχανής εκτελεί τον ακόλουθο αντιστρεπτό θερμοδυναμικό κύκλο ΑΒΓΑ. (ΑΒ): Ισοβαρής εκτόνωση από πίεση PA=160N/m2 έως όγκο VB=8m3. (BΓ): Ισόχωρη ψύξη έως την κατάσταση Γ. (ΓΑ): αδιαβατική συμπίεση έως την αρχική κατάσταση κατά την οποία ισχύει PVγ=160Ν·m με γ=5/3.
1) Να παρασταθεί η κυκλική διεργασία σε διάγραμμα P-V.
2) Nα υπολογιστούν:
α. Οι τιμές του όγκου και της πίεσης στα σημεία Α, Β, Γ που δεν δίνονται
β.  Το έργο σε κάθε επιμέρους διεργασία καθώς και το ολικό έργο.
γ. Η θερμότητα που απορροφά το αέριο από το περιβάλλον του.
δ. Ο ιδανικός συντελεστής απόδοσης του θερμοδυναμικού κύκλου.


Μονάδες  1(3) 2α, (6), 2β (7), 2γ (5) 2(δ) (4)



Φυσική Γενικής Παιδείας Β λυκείου Κριτήριο αξιολόγησης στο 1ο κεφάλαιο.




Φυσική Γενικής Παιδείας Β λυκείου     
Κριτήριο αξιολόγησης στο 1ο κεφάλαιο.

Θέμα 1ο:
 Να βρείτε τη σωστή απάντηση στις προτάσεις που ακολουθούν:

1. Tο μέτρο της έντασης ενός ηλεκτρικού πεδίου που παράγεται από ακίνητο σημειακό φορτίο Q, σε σημείο Σ που απέχει  απόσταση r από το φορτίο αυτό είναι:
α. Ανάλογο της απόστασης r.
β. Αντιστρόφως ανάλογο ενός φορτίου q που φέρνουμε στο σημείο Σ.
γ. Ανάλογο του 1/r2.
δ. Ανεξάρτητο του φορτίου Q.

2. Το δυναμικό σε απόσταση r από φορτίο Q σε πεδίο Coulomb είναι:
α. Ανάλογο του Q,r                       γ. Ανάλογο του r
β. Ανάλογο του 1/r                        δ. Ανάλογο του 1/r2

3.   Αν διπλασιάσουμε την απόσταση των οπλισμών του επίπεδου πυκνωτή, η χωρητικότητα:
α.    Διπλασιάζεται,       β. Μένει σταθερή,     γ. Υποδιπλασιάζεται,   δ. Τετραπλασιάζεται

4.   Ένα ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να χαρακτηριστεί ως ομογενές όταν:
α. Οι δυναμικές γραμμές του είναι παράλληλες.
β. Το μέτρο της έντασης του πεδίου έχει παντού την ίδια τιμή.
γ. Οι δυναμικές γραμμές είναι παράλληλες, ομόρροπες και ίδιας πυκνότητας.
δ. Σχηματίζεται μεταξύ δύο παραλλήλων φορτισμένων πλακών.

5.  Σημειακό φορτίο Q παράγει ηλεκτρικό πεδίο. Η κατεύθυνση της έντασης του πεδίου σε σημείο Α:
α. Εξαρτάται από το πρόσημο του δοκιμαστικού φορτίου, q που φέρνουμε στο Α.
β. Είναι  ίδια με την κατεύθυνση της δύναμης που ασκείται στο φορτίο q στο σημείο Α.
γ. Εξαρτάται μόνο από το πρόσημο του φορτίου Q.
δ. Είναι ίδια με την κατεύθυνση από το φορτίο Q προς το άπειρο.
Μονάδες 5x5=25

Θέμα 2ο:
Να βρείτε τη σωστή απάντηση στις προτάσεις που ακολουθούν και να δικαιολογήσετε την απάντησή σας:

1. Φορτίο q=10μC μετακινείται μεταξύ δύο σημείων Α και Β ενός ηλεκτρικού πεδίου. Τα δυναμικά των σημείων αυτών είναι V­A=100V και VB=-100V.To έργο της δύναμης του πεδίου είναι:
  α. 0                           β. -2000μJ              γ. 2·10-3J                   δ. 2·10-4J

2. Αβαρές σωματίδιο μάζας m και φορτίου q αφήνεται ελεύθερο να κινηθεί μέσα στο ομογενές ΗΣΠ φορτισμένου πυκνωτή με επιτάχυνση α. Η τάση, V, του πυκνωτή διατηρείται σταθερή και οι οπλισμοί του απέχουν απόσταση L. Αν η  απόσταση των οπλισμών αυξηθεί σε 4L, χωρίς να μεταβληθεί η τάση του, τότε η επιτάχυνση του σωματιδίου θα γίνει:

α. 2α                     β. α                  γ. 4 α                        δ. α/4
3.  Δύο φορτία +Q και -Q βρίσκονται ακίνητα στα άκρα ευθύγραμμου τμήματος ΑΒ μήκους ΑΒ=r. Στο μέσο Μ της απόστασης ΑΒ, η ένταση και το δυναμικό του σύνθετου πεδίου έχουν τις τιμές:

α. E=0, V=0                      β. Ε=8kQ/r2, V=-4kQ/r                      γ. Ε=8kQ/r2, V=0

Μονάδες 1. (7)  2. (10)  3. (8)

ΘΕΜΑ 3ο:

Δύο σημειακά φορτία Q1=+2·10-3C  και Q2=-3·10-3C  είναι τοποθετημένα ακίνητα στις κορυφές Β και Γ αντίστοιχα, ενός ορθογωνίου ισοσκελούς τριγώνου ΑΒΓ, (η Α ορθή γωνία) με ίσες πλευρές, ΑΒ=ΑΓ=3m.
α. Πόση είναι η ένταση του πεδίου στην κορυφή Α;
β. Αν αφήσουμε στο σημείο Α φορτίο q=-C πόση κατά μέτρο δύναμη δέχεται και προς ποια κατεύθυνση;
γ. Πόσο είναι το δυναμικό του αμοιβαίου πεδίου στο σημείο Α;
δ. Πόσο έργο κάνει η δύναμη του αμοιβαίου πεδίου κατά τη μεταφορά ενός φορτίου q=-2·10-3C από το σημείο Α έως το άπειρο.
Δίνεται η σταθερά k=9·109Νm2/C2.

Μονάδες α. (7), β. (6). Γ. (7) , δ (5)

ΘΕΜΑ 4ο:

Επίπεδος πυκνωτής χωρητικότητας Co=F έχει φορτιστεί με τάση Vo=20V. Οι οπλισμοί του απέχουν μεταξύ τους απόσταση L=2cm.
α. Να βρεθεί το φορτίο και η ενέργεια του πυκνωτή.
β. Αφήνουμε αβαρές σωματίδιο  φορτίου q=2·10-6C στο θετικό οπλισμό του φορτισμένου πυκνωτή. Με πόση κινητική ενέργεια θα φτάσει στον αρνητικό οπλισμό;

Αποσυνδέουμε τον πυκνωτή από την ηλεκτρική πηγή που τον φόρτισε και εισάγουμε στον πυκνωτή διηλεκτρικό σταθεράς ε=5. Πόση θα γίνει η νέα τιμή της

γ. έντασης του ηλεκτρικού πεδίου στο εσωτερικό του πυκνωτή
δ. της  ενέργειας του πυκνωτή;

Μονάδες α. (6) β. (6) γ, (6), δ. (7)

Τετάρτη, 22 Δεκεμβρίου 2010

Οι κορυφαίες έρευνες του 2010 σύμφωνα με το περιοδικό Science



Ουάσινγκτον
Όπως συνηθίζει να κάνει κάθε χρόνο λίγο πριν από την Πρωτοχρονιά, το περιοδικό Science παρουσιάζει τις εκτιμήσεις του για τις κορυφαίες επιστημονικές έρευνες του έτους. Το σημαντικότερο επίτευγμα του 2010 ήταν η δημιουργία της «πρώτης κβαντικής μηχανής», ενώ οι νέες τεχνολογίες γενετικής ανάλυσης κυριαρχούν στη λίστα με τους εννέα «αναπληρωματικούς».

Κβαντική ταλάντωση

To σημαντικότερο επίτευγμα του 2010, εκτιμά το κορυφαίο αμερικανικό περιοδικό, ήταν η μικροσκοπική μηχανή που παρουσίασαν το Μάιο ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα.

«Μέχρι σήμερα, όλες οι μηχανές κινούνταν σύμφωνα με τους οικείους νόμους της κλασσικής μηχανικής, οι οποίοι κυβερνούν τις κινήσεις των καθημερινών αντικειμένων» εξηγεί η σύνταξη του Science.

»Αντίθετα, το νέο μαραφέτι λικνίζεται με τρόπους που μπορούν να εξηγηθούν μόνο με τους παράδοξους νόμους της κβαντομηχανικής, οι οποίοι κανονικά κυβερνούν τα μόρια, τα άτομα και τα υποατομικά σωματίδια».

Η μηχανή είναι ουσιαστικά ένα μικροσκοπικό μεταλλικό έλασμα που ταλαντώνεται όπως οι βατήρες καταδύσεων. Μόνο που η ταλάντωση αυτή δεν μπορεί να εξηγηθεί από τους κλασσικούς νόμους της μηχανικής του Νεύτωνα -εξηγείται μόνο με τις προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής για τις μεταπτώσεις από καταστάσεις υψηλής ενέργειας σε καταστάσεις χαμηλής ενέργειας.

Συνθετικό γονιδίωμα

Πρώτο στη λίστα των «αναπληρωματικών» για το 2010 είναι η Σύνθια, το πρώτο ζωντανό βακτήριο που λειτουργεί με συνθετικό DNA. Ερευνητές του Ινστιτούτου Κρεγκ Βέντερ στην Καλιφόρνια δημιούργησαν στο εργαστήριο ένα πλήρες αντίγραφο του γονιδιώματος ενός γνωστού μυκοβακτήριου, και το μεταμόσχευσαν στη συνέχεια σε ένα μυκοβακτήριο από το οποίο είχε αφαιρεθεί το DNA. Στο μέλλον, ελπίζουν οι ερευνητές, τεχνητά γονίδια και γονιδιώματα θα επιτρέψουν τη δημιουργία μικροβίων που παράγουν καύσιμα και απορρυπαίνουν το περιβάλλον.

Το γονιδίωμα του Νεάντερταλ

Τα πρώτα τμήματα DNA από ανθρώπους του Νεάντερταλ είχαν απομονωθεί πριν από 13 χρόνια. Τώρα, όμως, η εικόνα συμπληρώνεται. Τον Μάιο του 2010, Αμερικανοί και Κινέζοι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι είχαν προσδιορίσει την αλληλουχία των δύο τρίτων του επίμαχου γονιδιώματος. Το γενετικό υλικό είχε απομονωθεί από τρεις γυναίκες Νεάντερταλ που έζησαν στην Κροατία πριν από 44.000 έως 38.000 χρόνια.

Η ανάλυση έδειξε ότι πράγματι υπήρξε επιμειξία, έστω και μικρής κλίμακας, ανάμεσα στον άνθρωπος του Νεάντερταλ και τον σύγχρονο άνθρωπο.

Γενωμική υψηλής ταχύτητας

Νέες τεχνολογίες που τελειοποιήθηκαν το 2010 επιτρέπουν τον προσδιορισμό των ανθρώπινων γενετικών αλληλουχιών με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα. Το Πρόγραμμα των 1.000 Γονιδιωμάτων, για παράδειγμα, χαρτογραφεί τις γενετικές διαφορές μεταξύ των ανθρώπων σε μια προσπάθεια να εντοπίσει σημειακές μεταλλάξεις που προκαλούν ασθένειες. Ακόμα, τα πλήρη γονιδιώματα δύο Αφρικανών που ζουν σε κοινότητες κυνηγών-τροφοσυλλεκτών δείχνουν τη μεγάλη γενετική ποικιλότητα του ανθρώπινου είδους.

Επαναπρογραμματίζοντας ανθρώπινα κύτταρα

Μια νέα μέθοδος για τον γενετικό επαναπρογραμματισμό των ανθρώπινων κυττάρων υπόσχεται να καταστήσει περιττή τη χρήση εμβρυακών βλαστοκυττάρων στην ιατρική έρευνα. Τεχνητά βλαστοκύτταρα (iPS) είχαν δημιουργηθεί και στο παρελθόν, απαιτούσαν όμως την εισαγωγή επιπλέον γονιδίων και είχαν το μειονέκτημα ότι μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο. Αντί για πλήρη γονίδια, η νέα μέθοδος χρησιμοποιεί συνθετικά μόρια RNA, τα οποία κάνουν τον επαναπρογραμματισμό «δύο φορές ταχύτερο και 1.000 φορές πιο αποδοτικό».

Γονίδια εκτός ελέγχου


Μια νέα ερευνητική προσέγγιση επέτρεψε το Νοέμβριο τον εντοπισμό των μεταλλάξεων οι οποίες
ευθύνονται για αρκετές γενετικές ασθένειες που παρέμεναν μέχρι σήμερα αινιγματικές. Για να κάνουν το έργο πιο εύκολο, Αμερικανοί ερευνητές αγνόησαν το λεγόμενο «άχρηστο» DNA και εστιάστηκαν στις γενετικές αλληλουχίες που περιέχουν πληροφορίες για τη σύνθεση πρωτεΐνών (μελέτησαν τα λεγόμενα εξόνια των γονιδίων, σε αντιδιαστολή με τα εσόνια των γονιδίων που δεν περιέχουν κατασκευαστικές οδηγίες). Η έρευνα αποκάλυψε μεταξύ άλλων γονίδια που προκαλούν αναπτυξιακές ανωμαλίες του εγκεφάλου και του προσώπου, καθώς και γονίδια που κατεβάζουν τη χοληστερόλη του αίματος σε πολύ χαμηλά επίπεδα.

Μαθηματικό πασπαρτού

Οι φυσικοί απέδειξαν το 2010 ότι οι «κβαντικοί προσομοιωτές» μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επίλυση προβλημάτων στο χώρο της φυσικής συμπυκνωμένης ύλης. Οι κβαντικοί προσομοιωτές είναι συνήθως θεωρητικά μοντέλα κρυστάλλων, στα οποία φωτεινές κηλίδες από δέσμες λέιζερ αντιστοιχούν στα ιόντα του κρυστάλλου, ενώ τα άτομα που βρίσκονται μέσα στις κηλίδες αντιστοιχούν στα ηλεκτρόνια του κρυστάλλου. Η προσαρμογή του μοντέλου σε διάφορες μαθηματικές εξισώσεις μπορεί να δώσει αυτόματα απαντήσεις σε δύσκολα προβλήματα της φυσικής.

Διπλώνοντας πρωτεΐνες

Με ποιο τρόπο μπορεί ένα φάρμακο να επηρεάσει τη λειτουργία μιας πρωτεΐνης στον ανθρώπινο οργανισμό; Μέχρι σήμερα, η απάντηση ήταν πολύ δύσκολο να δοθεί, καθώς ότι οι λειτουργίες των πρωτεΐνών εξαρτώνται από το πολύπλοκο τρισδιάστατο σχήμα τους. Δεδομένου ότι κάθε πρωτεΐνη μπορεί θεωρητικά να έχει πολλές διαφορετικές τρισδιάστατες δομές, ο υπολογισμός όλων των δυνατών συνδυασμών θα διαρκούσε πρακτικά για πάντα. Φέτος, όμως, ένας υπολογιστής με 512 εξειδικευμένους επεξεργαστές μπόρεσε να παρακολουθήσει τις κινήσεις των ατόμων σε ένα μικρό μόριο πρωτεΐνης 100 φορές ταχύτερα από ό,τι παλαιότερες προσπάθειας. Η χρήση 2.048 επεξεργαστών σε ένα νέο σύστημα αναμένεται να οδηγήσει στο μέλλον σε ακόμα πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα.

«Μεταλλαγμένα» ποντίκια

Σημαντικό ερευνητικό επίτευμα του 2010 ήταν και μια νέα μέθοδος για την απενεργοποίηση συγκεκριμένων γονιδίων στον αρουραίο, το δημοφιλέστερο πειραματόζωο του κόσμου. Η νέα τεχνική χρησιμοποιεί «τρανσποζόνια», τμήματα DNA που μπορούν να μετακινούνται από ένα σημείο του γονιδιώματος σε άλλο και να δημιουργούν έτσι προβλέψιμες μεταλλάξεις. Το επίτευγμα σημαίνει ότι οι αρουραίοι, οι οποίοι μοιάζουν περισσότερο στον ανθρώπινο οργανισμό, θα αντικαταστήσουν τα ποντίκια σε πολλά ιατρικά πειράματα.

Πρώτες νίκες στην πρόληψη του HIV

Έπειτα από χρόνια προσπαθειών, διεθνείς ερευνητικές ομάδες ανακοίνωσαν το 2010 δύο σημαντικές νίκες όσον αφορά την πρόληψη της μόλυνσης με HIV: Ένα κολπικό τζελ που δοκιμάστηκε στη Νότιο Αφρική μείωσε κατά 39% τις νέες λοιμώξεις σε γυναίκες υψηλού ρίσκου· και ένας συνδυασμός δύο υπαρχόντων φαρμάκων κατά του AIDS μείωσε κατά 44% τον κίνδυνο μόλυνσης μεταξύ γκέι ανδρών που χρησιμοποιούν προφυλακτικό.

Μετρήθηκε το μαγνητικό πεδίο του πυρήνα της Γης


Για πρώτη φορά οι επιστήμονες κατάφεραν να μετρήσουν την ισχύ του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του πυρήνα του πλανήτη μας, σε βάθος περίπου 3.000 χλμ. στα έγκατα της Γης. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις, το μαγνητικό πεδίο του πυρήνα είναι κατά μέσο όρο 25 Γκάους, δηλαδή περίπου 50 φορές πιο ισχυρό από αυτό που υπάρχει στην επιφάνεια της Γης και «αναγκάζει» τις βελόνες των πυξίδων να ευθυγραμμίζονται στον άξονα Βορρά-Νότου.
Η ισχύς των 25 Γκάους αυξομειώνεται συνεχώς, καθώς το εσωτερικό μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας δεν παραμένει σταθερό.

Η μέτρηση μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να ρίξουν περισσότερο φως στις πηγές θερμότητας που τροφοδοτούν τις μυστηριώδεις διαδικασίες στο εσωτερικό του πλανήτη μας. «Η μέτρηση του μαγνητικού πεδίου μάς λέει ποιες είναι οι ενεργειακές απαιτήσεις και οι πηγές θερμότητας», σύμφωνα με τον Μπρους Μπάφετ, καθηγητή γεωεπιστημών του πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας-Μπέρκλεϊ, ο οποίος έκανε την μέτρηση και δημοσίευσε τα σχετικά στοιχεία στο περιοδικό «Nature».

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η θερμότητα του εσωτερικού της Γης προέρχεται από τρεις πηγές:

- Το κατάλοιπο της θερμότητας που είχε αναπτυχθεί κατά το σχηματισμό του πλανήτη μας πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ακόμα αυτός ήταν καυτός και λιωμένος.

- Την απελευθέρωση βαρυτικής ενέργειας, καθώς τα βαριά χημικά στοιχεία βυθίζονται ολοένα προς το κέντρο του λιωμένου πυρήνα.

- Τη ραδιενεργή αποσύνθεση μακρόβιων στοιχείων, όπως το κάλιο, το ουράνιο και το θόριο.

Καθώς η Γη ψύχθηκε σταδιακά, «συνέλαβε» το αρχικό μαγνητικό πεδίο της από τον πρωτοπλανητικό δίσκο, στον οποίο διαμορφώθηκε το ηλιακό σύστημα. Αυτό το πρωταρχικό μαγνητικό πεδίο θα είχε όμως εξαφανιστεί μέσα σε 10.000 χρόνια το πολύ, αν στο μεταξύ δεν είχε τεθεί σε λειτουργία το «γεω-δυναμό» στο εσωτερικό της Γης, το οποίο συνεχώς «αναγεννά» το μαγνητικό πεδίο χάρη στη θερμότητα που αέναα παράγεται στα έγκατα του πλανήτη.

Αυτή η θερμότητα λιώνει τον εξωτερικό πυρήνα (που έχει πάχος περίπου 2.250 χλμ.) και τον κάνει να βράζει. Υπό την επίδραση των παραγομένων ρευμάτων θερμότητας, τα μέταλλα κινούνται και βουλιάζουν, δημιουργώντας ηλεκτρικά ρεύματα που συντηρούν το μαγνητικό πεδίο, το οποίο γίνεται αισθητό, αλλά με χαμηλότερη ισχύ, και στην επιφάνεια του πλανήτη.

Ο Μπάφετ έκανε τη μέτρησή του μ’ ένα πρωτότυπο τρόπο, με τη βοήθεια της ακτινοβολίας που φτάνει μέχρι τη Γη από τα μακρινά πολύ φωτεινά κβάζαρ (κέντρα άλλων γαλαξιών). Οι μετρήσεις αυτών των ραδιοκυμάτων από επίγεια και δορυφορικά τηλεσκόπια επέτρεψαν τον εντοπισμό των ανεπαίσθητων μεταβολών στον άξονα περιστροφής της Γης, τις οποίες προκαλεί η παλιρροϊκή έλξη της Σελήνης. Η περιοδική αυτή έλξη, που αυξομειώνεται, επιβραδύνει τον άξονα περιστροφής της Γης προς την αντίθετη κατεύθυνση, κάτι που παράγει μαγνητικές μεταβολές στον εξωτερικό γήινο πυρήνα και επιτρέπει έτσι - με τη βοήθεια των ραδιοκυμάτων από τα κβάζαρ - να μετρηθεί η ισχύς του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη μας.
Ο εσωτερικός πυρήνας της Γης, η «καρδιά» του πλανήτη μας, εκτιμάται ότι είναι μια σφαίρα που αποτελείται από στέρεο (παγωμένο) σίδηρο και νικέλιο, με μέγεθος όσο περίπου η Σελήνη. Γύρω από αυτή την «μπάλα», υπάρχει το εξωτερικό υγρό (λιωμένο λόγω θερμότητας) τμήμα του πυρήνα και πιο πάνω το καυτό μάγμα (που μερικές φορές βγαίνει στην επιφάνεια ως λάβα ηφαιστείων) και, τελικά, ο εξωτερικός πετρώδης φλοιός.
(Πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ)

Τρίτη, 21 Δεκεμβρίου 2010

Χειμερινό ηλιοστάσιο: Ο Θρίαμβος του Φωτός στη σκοτεινότερη ημέρα του χρόνου



Μετάφραση - Απόδοση - Σχολιασμός: ESOTERICA.gr 

Τα χαράματα της 21ης Δεκεμβρίου ξεκινάει η μικρότερη ημέρα του χρόνου, το χειμερινό ηλιοστάσιο. Εδώ και χιλιάδες χρόνια οι άνθρωποι έδιναν ιδιαίτερη σημασία στην ημέρα αυτή, πολύ πριν καν υπάρξει ο μήνας Δεκέμβρης.
Πριν από 5.000 χρόνια είχε κατασκευαστεί ένα σημαντικότατο μνημείο επάνω σε έναν νεφροειδούς σχήματος λόφο, στην κορυφή της περιοχής που σήμερα γνωρίζουμε ως Newgrange στην Ιρλανδία, 48 περίπου χιλιόμετρα βορειοδυτικά του Δουβλίνου. Ο θάλαμος σε σχήμα σταυρού στην καρδιά του λόφου, βρίσκεται στο τέλος ενός στενού διαδρόμου με μήκος 19 μέτρα. Στο χειμερινό ηλιοστάσιο, τεσσεράμισι λεπτά μετά την ανατολή, οι ακτίνες του ήλιου γλιστράνε μέσα από μία σχισμή που βρίσκεται πάνω από την πόρτα, διαπερνούν τον διάδρομο και φωτίζουν τα σκαλιστά σχέδια του θαλάμου.
Οι αστρονόμοι της σύγχρονης εποχής έκαναν υπολογισμούς λαμβάνοντας υπόψη τους την ελαφριά αλλαγή της κλίσης της γης εδώ και 5.000 χρόνια και ανακάλυψαν ότι το φαινόμενο αυτό θα συνέβαινε τότε, μόλις τεσσεράμισι λεπτά νωρίτερα, δηλαδή ακριβώς την ώρα της αυγής.
Το πότε και το που ανατέλλει και δύει ο ήλιος στις μέρες μας, δε θεωρείται πλέον τόσο σημαντικό. Τα σπίτια και οι εργασιακοί μας χώροι είναι επαρκώς φωτισμένα και σε πείσμα των ισχυρισμών, ότι οι σκοτεινές ημέρες του χειμώνα μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την ψυχολογία μας, οι περισσότεροι άνθρωποι καταφέρνουμε να περάσουμε τη σκοτεινιά του χειμώνα χωρίς σοβαρά προβλήματα. Φαίνεται πως οι πραγματικά δύσκολες μέρες του χειμώνα δεν είναι τότε που οι ώρες της ηλιοφάνειας είναι λιγότερες, αλλά τον Φλεβάρη και στις αρχές του Μάρτη, όπου το κρύο είναι ιδιαίτερα τσουχτερό. Το Δεκέμβρη αντιλαμβανόμαστε τη σκοτεινιά ως κάποιο διακοσμητικό στοιχείο της νύχτας, που δένει μυστηριακά με τα χριστουγεννιάτικα φώτα και θεωρούμε ως ένα είδος πολυτέλειας να βρούμε καταφύγιο δίπλα στη φωτιά από το τζάκι. Το ημίφως των ημερών αυτών αποτελεί ένα στοιχείο της μαγείας της εποχής αυτής.

Εάν προσπαθούσαμε να παρατηρήσουμε τι συμβαίνει με τον ήλιο στο χειμερινό ηλιοστάσιο, σε μια προσπάθεια να μιμηθούμε τους αρχαίους μας προγόνους στο χτίσιμο μνημείων που έδιναν έμφαση στο φαινόμενο αυτό, θα συνειδητοποιούσαμε την αργή κίνηση του ηλίου που ταλαντεύεται κάθε χρόνο μεταξύ της κυριαρχίας του φωτός και της σκιάς.
Καθώς η γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο, το ένα ημισφαίριο δέχεται ολοένα και περισσότερο φως, ενώ συγχρόνως στο αντίθετο ημισφαίριο η ημέρα μικραίνει και το φως του ήλιου λιγοστεύει. Δύο φορές το χρόνο το φθινόπωρο και την άνοιξη - η εναλλαγή αυτή μεταξύ της σκοτεινότητας και της φωτεινότητας προσεγγίζει ένα μέσο σημείο και τότε υπάρχει ισημερία.
Την αυγή του χειμερινού ηλιοστασίου ξεκινάει η πιο μικρή ημέρα του χρόνου, με διάρκεια 9 ώρες και 11 λεπτά, ενώ ο ήλιος ανεβαίνει μόλις 25 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα και λάμπει το μεσημέρι με μία ισχύ 455 watt ανά τετραγωνικό μέτρο. Στο θερινό ηλιοστάσιο, στις 21 Ιουνίου, η ημέρα διαρκεί 15 ώρες και 10 λεπτά και ο ήλιος βρίσκεται 72 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα, εκπέμποντας ακτινοβολία ισχύος 1.167 watt ανά τετραγωνικό μέτρο κατά την ώρα του μεσημεριού.

Αυτοί οι υπολογισμοί έχουν γίνει με τη χρήση των σύγχρονων μαθηματικών. Ωστόσο, βαθιά μέσα σε κάθε θηλαστικό υπάρχει ένας εξαιρετικά ευαίσθητος υπολογιστής, που αντιλαμβάνεται την μεταβολή της κλίσης της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στη γη. Προκαλεί μία ποικιλία συμπεριφορών, όπως αλλαγές στις συνήθειες τροφής και αναπαραγωγής του ζωικού βασιλείου, μέχρι και μαζικές αποδημήσεις ή πτώση σε χειμερία νάρκη.
Η αλληλεπίδραση του φωτός και του σκότους ταξιδεύει μέσα σ' έναν στενό διάδρομο που ξεκινά από τον αμφιβληστροειδή του ματιού και το οπτικό νεύρο, προς τον υποθάλαμο και τον μικροσκοπικό θάλαμο της επίφυσης. Αντί να φωτίσει σκαλιστά σχέδια, όπως συμβαίνει με τον εσωτερικό θάλαμο του μνημείου στο Newgrange, ρυθμίζει την παραγωγή της ορμόνης μελατονίνης από την επίφυση. Η έκκριση της μελατονίνης καταστέλλεται κατά τη διάρκεια της ημέρας και απελευθερώνεται τη νύχτα. Ερευνητές έχουν διαπιστώσει ότι η μελατονίνη παίζει έναν ρόλο κλειδί στη ρύθμιση των κιρκαδικών (ημερήσιων) ρυθμών, που συμπεριλαμβάνουν τον ύπνο και την εγρήγορση, και των κιρκάνιων (ετήσιων) κύκλων, που αφορούν συγκεκριμένες εποχιακές συμπεριφορές, που λαμβάνουν χώρα την ίδια εποχή κάθε χρόνο.
Το μήκος των ημερών εάν συνδυαστεί με την αλλαγή των θερμοκρασιών ασκεί μία προφανή επίδραση σε όλα τα ζωντανά όντα. Αλλά τι γίνεται με τους ανθρώπους; Κατά τη διάρκεια των σκοτεινών και κρύων ημερών, εμείς οι άνθρωποι βρισκόμαστε εγκλεισμένοι στους φωταυγείς και ζεστούς χώρους διαβίωσής μας.
Είμαστε ακόμα κάτω από την επίδραση των αρχαίων ρυθμών και κύκλων του κόσμου, όπως ήταν οι πρόγονοί μας, τουλάχιστον 5.000 πριν; Οι ερευνητές απαντούν... ναι και όχι.
Όπως ο καθένας γνωρίζει, είμαστε δεκτικοί σε εποχιακές συμπεριφορές, όπως το να κόβουμε έλατα και να τα φιλοξενούμε στα σπίτια μας τον Δεκέμβριο. Αλλά η βιολογική μας συμπεριφορά φαίνεται πως δεν δίνει μεγάλη σημασία στο ημερολόγιο. Δεν μεταναστεύουμε σε πιο γόνιμες περιοχές, δεν πέφτουμε σε λήθαργο το χειμώνα και δε ρυθμίζουμε την τροφή και την αναπαραγωγή μας ανάλογα με τις εποχές του χρόνου. Η μελατονίνη εμποτίζει το αίμα μας κάθε νύχτα, αλλά για σχεδόν τους μισούς από εμάς, τα επίπεδα της μελατονίνης δεν επηρεάζονται σχεδόν καθόλου από τη διάρκεια των ημερών. Κυρίως αυτό ισχύει για τον αντρικό πληθυσμό.
Ο Δρ. Thomas A. Wehr, διευθυντής ερευνών του τομέα των ανθρώπινων βιολογικών ρολογιών στο εθνικό ινστιτούτο νοητικής υγείας (National Institute of Mental Health), πριν από δέκα χρόνια μελέτησε την φωτο-περιοδικότητα σε ανθρώπους και βρήκε ότι τα επίπεδα της μελατονίνης στους άντρες ήταν ίδια κατά το χειμερινό ηλιοστάσιο, όπως και κατά το θερινό. Οι γυναίκες από την άλλη μεριά, έδειξαν αξιοσημείωτες διαφοροποιήσεις στην παραγωγή της μελατονίνης, αντιδρώντας στη σταδιακή μετάβαση από το σκοτάδι στο φως, που γίνεται κατά τον ετήσιο κύκλο του ηλίου.
Η μελέτη αυτή του Δρ. Wehr υποδηλώνει πως πιθανώς οι άντρες να επηρεάζονται περισσότερο από τον τεχνικό φωτισμό, απ' ότι οι γυναίκες. Τα ευρήματά του ταιριάζουν με στατιστικές που δείχνουν πως οι γυναίκες είναι πολύ περισσότερο πιθανό να υποφέρουν από συναισθηματικές διαταραχές που επηρεάζονται από την αλλαγή των εποχών.

Ο θρίαμβος του ήλιου απέναντι στο σκοτάδι εορτάζεται κάθε χρόνο κατά τη διάρκεια του χειμερινού ηλιοστασίου. Είναι εύκολο να καταλάβει κανείς, πως έπειτα από μία μακρά παράδοση, τα ίχνη της οποίας βρίσκονται ακόμα στο Newgrange, στο Stonehenge της Αγγλίας και σε αμέτρητες άλλες τοποθεσίες της γης, η σημαντική ημέρα του χειμερινού ηλιοστασίου οδήγησε στην επιλογή της 25ης Δεκεμβρίου, ως την κατάλληλη ημέρα για να εορταστεί η ιστορικά ανεξακρίβωτη ημερομηνία της γέννησης του Χριστού.
Το φως του κόσμου επιστρέφει ξανά και ξανά στην καρδιά του χειμώνα. Θα είναι ευτυχής όποιος έχει την ευκαιρία να βρεθεί στη θέση να το καλωσορίσει.

Δευτέρα, 20 Δεκεμβρίου 2010

Αν έλειπε απ΄ τον ουρανό μας το φεγγάρι...

Η Σελήνη συντροφεύει τη Γη εδώ και 4,5 δισ. χρόνια, από τα πρώτα στάδια της δημιουργίας της. «Πιστεύουμε ότι ο σχηματισμός της έγινε σε μερικές δεκάδες εκατομμύριαχρόνια- που είναι “τίποτε” σε αστρονομική κλίμακα- μετά τον σχηματισμό της πρωτο-Γης και του ηλιακού μας συστήματος ως συνόλου» λέει μιλώντας στο «Βήμα» ο Κλεομένης Τσιγάνης, λέκτορας στον Τομέα Αστροφυσικής, Αστρονομίας και Μηχανικής του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης. Διάφορες θεωρίες έχουν προταθεί για τη γέννησή της. Μια από αυτές υποστήριζε ότι σχηματίστηκε σε κάποια άλλη περιοχή και περνώντας από τη «γειτονιά» μας συνελήφθη βαρυτικά σε τροχιά γύρω από τη Γη. Αυτό όμως όπως λέει ο αστροφυσικός δεν είναι συμβατό με την παρατηρήσιμη τιμή της στροφορμής του συστήματος. Κάποια άλλη πρότεινε ότι αποκολλήθηκε από τη νεαρή Γη όταν αυτή ήταν ακόμη ρευστή. «Και αυτό όμως είναι μάλλον απίθανο», θεωρεί ο κ. Τσιγάνης. 

Η «Θεία» της Σελήνης

«Η πιθανότερη εκδοχή», εξηγεί, «είναι ότι κάποιος μικρός πλανήτης, λίγο μικρότερος πιθανώς από τον Αρη, ίσος περίπου με το ένα δέκατο της μάζας της Γης,συγκρούστηκε με τη Γη, πράγμα το οποίο εκείνη την περίοδο δεν ήταν κάτι το ασύνηθες» . Κατά τη σύγκρουση αυτή ένα πολύ μεγάλο μέρος της μάζας του «χαμένου» αυτού πλανήτη- ο οποίος έχει ονομαστεί Θεία από τη μητέρα τής Σελήνης στη μυθολογία - και ένα σημαντικό μέρος της μάζας των εξωτερικών στρωμάτων της Γης έλιωσαν και εκτοξεύτηκαν στο Διάστημα. Καθώς άρχισαν να ψύχονται, τα πιο βαριά κομμάτια μάζας έπεσαν ξανά στη Γη, ενώ τα υπόλοιπα συνέχισαν να περιστρέφονται γύρω της και, αλληλοσυγκρουόμενα, σχημάτισαν τελικά τη Σελήνη. «Αυτό δικαιολογεί το γεγονός ότι η σύσταση της Γης και της Σελήνης μοιάζουν τόσο πολύ» επισημαίνει. «Παρ΄ ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας της Σελήνης πρέπει να έχει προέλθει από το σώμα-βλήμα, τη Θεία, αυτό θα πρέπει να αναμείχθηκε με κάποιο ποσοστό μάζας που ανήκε αρχικά στη Γη»

Χωρίς βουνά και ηφαίστεια
Η θεωρία αυτή δικαιολογεί επίσης τη μορφολογία των εξωτερικών στρωμάτων της Γης και το γεγονός ότι διαθέτει ευκίνητες λιθοσφαιρικές πλάκες. Μετά την πρόσκρουση με τη Θεία ο φλοιός της Γης, έχοντας χάσει ένα μεγάλο τμήμα του, ψύχθηκε και σχηματίστηκε ξανά. Ο νέος φλοιός υπολογίζεται ότι ήταν κατά 70% λεπτότερος από τον αρχικό με αποτέλεσμα να σπάει πιο εύκολα. Σύμφωνα με ορισμένους γεωλόγους, αυτή είναι η αιτία σχηματισμού των λιθοσφαιρικών πλακών, που με τις συγκρούσεις τους δημιούργησαν τις ηπείρους και τις μεγάλες οροσειρές της Γης. «Τα Ιμαλάια, για παράδειγμα», λέει ο κ. Τσιγάνης, «ξέρουμε ότι σχηματίστηκαν από τη σύγκρουση της ινδικής πλάκας με την ασιατική.Αν δεν είχε γίνει η σύγκρουση της Γης με τη Θεία και δεν είχε σχηματιστεί η Σελήνη ο φλοιός του πλανήτη μας θα ήταν πάρα πολύ παχύς,δεν θα είχαν δημιουργηθεί ευκίνητες λιθοσφαιρικές πλάκες και δεν θα υπήρχε αυτό το θαυμάσιο τερέν της Γης.Θα ήμαστε ένας πλανήτης ο οποίος θα είχε μια σχεδόν σφαιρική επιφάνεια και θα είχε καλυφθεί από νερό,με μερικές νησίδες μόνο από ΄δώ κι από ΄κεί». 
Χωρίς ζωή;
Οι τεκτονικές πλάκες αποτελούν επιπλέον καθοριστικό παράγοντα για το κλίμα ενός πλανήτη και για την ανάπτυξη της ζωής σε αυτόν. «Οταν οι πλανητολόγοι συζητούν για το κατά πόσον ένας πλανήτης μπορεί να φιλοξενήσει ζωή λαμβάνουν υπόψη τους αν έχει ή όχι τεκτονική δραστηριότητα» , τονίζει ο αστροφυσικός. «Θα μπορούσε κάποιος να πει:“Μα τι τις θέλουμε τις τεκτονικές πλάκες από τη στιγμή που ευθύνονται για σεισμούς και ηφαίστεια;”.Και όμως, αυτά τα φαινόμενα έχουν τη συνεισφορά τους στον κύκλο της ζωής και του κλίματος»

Χωρίς παλίρροια
Η παλίρροια ανακάτεψε τα νερά της Γης ευνοώντας τη ζωή και βοήθησε την ημέρα μας να μεγαλώσει
Από τη στιγμή της δημιουργίας τους η Γη και η Σελήνη αποτελούν ένα ζευγάρι τόσο στενά συνδεδεμένο ώστε ορισμένοι πλανητολόγοι μιλούν για «διπλό πλανήτη». Το κάθε σώμα περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του, ενώ ταυτόχρονα η Σελήνη περιφέρεται γύρω από τη Γη και η Γη περιφέρεται γύρω από τον Ηλιο. Αυτός ο μόνιμος «χορός» κυβερνάται από τις βαρυτικές δυνάμεις που διέπουν ολόκληρο το Σύμπαν, με μια σειρά αποτελεσμάτων. Ενα από αυτά είναι οι παλίρροιες, ένα φαινόμενο που δεν περιορίζεται μόνο στο «φούσκωμα» των νερών που βλέπουμε στις θάλασσές μας αλλά έχει πολύ μεγαλύτερες προεκτάσεις. 

«Τα δύο σώματα περιφέρονται γύρω από το κέντρο μάζας, το φυσικό κέντρο της κίνησης. Αυτό όμως δεν βρίσκεται ακριβώς στο κέντρο της Γης,που είναι το κέντρο της βαρυτικής έλξης,αλλά λίγο πιο έξω» εξηγεί ο κ. Τσιγάνης. «Ετσι ενώ όλα τα σημεία της Γης εξαναγκάζονται να περιφέρονται με τηνίδια γωνιακή ταχύτητα γύρω από το κέντρο κίνησης, αυτά που βρίσκονται προς τη μεριά της Σελήνης δέχονται ισχυρότερη βαρυτική δύναμη,αφού είναι πιο κοντά στη Σελήνη, ενώ αυτά που βρίσκονται προς την αντίθετη πλευρά δέχονταιμεγαλύτερη φυγόκεντρο δύναμη, αφού είναι πιο μακριά από το κέντρο μάζας». Το αποτέλεσμα είναι ότι η Γη παύει να έχει απολύτως σφαιρικό σχήμα, οι ωκεανοί της, αλλά σε ένα βαθμό και η στερεά της επιφάνεια, διογκώνονται τόσο προς τη Σελήνη όσο και προς την αντίθετη πλευρά, δημιουργώντας την παλίρροια. 

Χωρίς 24ωρο
Ο άξονας του σχεδόν ελλειπτικού σχήματος των ωκεανών που δημιουργείται- του λεγόμενου παλιρροϊκού εξογκώματος- δεν συμπίπτει ακριβώς με την ευθεία που ενώνει τα κέντρα της Γης και της Σελήνης. Εξαιτίας της μεγάλης διαφοράς ανάμεσα στην περίοδο περιστροφής της Γης (24 ώρες) και την περίοδο περιφοράς της Σελήνης (περίπου 28 ημέρες) και λόγω της τριβής μεταξύ του νερού και του στερεού πυθμένα των ωκεανών, ο άξονας του εξογκώματος μετατοπίζεται και δεν «κοιτάζει» τη Σελήνη ακριβώς σε ευθεία αλλά με απόκλιση περίπου 10 μοιρών. Λόγω αυτής της απόκλισης, το παλιρροϊκό εξόγκωμα ασκεί ροπή τόσο στη Γη όσο και στη Σελήνη, προσπαθώντας έτσι να αλλάξει τον ρυθμό περιστροφής και περιφοράς των δύο σωμάτων. «Το τελικό αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι ότι,επειδή η συνολική στροφορμή διατηρείται σταθερή καθώς η συνολική ενέργεια του συστήματος μειώνεται,η Σελήνη απομακρύνεται σιγά-σιγά από τη Γηδηλαδήη ακτίνα της τροχιάς της μεγαλώνει- και η συχνότητα περιστροφής της Γης μειώνεται» καταλήγει. «Αν θέλετε,η παλίρροια φρενάρει τον πλανήτη μας»

Το φρενάρισμα που επιφέρει η Σελήνη του πλανήτη έχει οδηγήσει στην ημέρα των 24 ωρών που γνωρίζει η ζωή στη Γη. «Υπολογίζεται ότι η διάρκεια της περιστροφής της Γης όταν πρωτοσχηματίστηκε ήταν γύρω στις εννέα ώρες» εξηγεί ο αστροφυσικός. «Αν δεν υπήρχε η Σελήνη και αν δεν υπήρχαν οι παλίρροιες η διάρκεια της ημέρας σε απόλυτο χρόνο θα ήταν λιγότερο από το μισό απ΄ ό,τι σήμερα. Θα μεγάλωνε διαρκώς και πάλι, λόγω των παλιρροιών που ασκεί ο Ηλιος, αλλά σε μικρότερο βαθμό. Η ημέρα θα διαρκούσε περίπου 11 με 12ώρες στην εποχή μας»

Χωρίς δέντρα
Μια τόσο γρήγορη περιστροφή του πλανήτη σημαίνει ότι η ατμόσφαιρά του θα περιστρεφόταν και αυτή με ιλιγγιώδη ταχύτητα γύρω από την επιφάνειά του δημιουργώντας μόνιμες θύελλες με ανέμους που κινούνται με ταχύτητες 200 χιλιομέτρων την ώρα. «Σε τέτοιες συνθήκες μάλλον δεν μπορεί να φυτρώσει ούτε χορτάρι,πόσω μάλλον τα δέντρα» επισημαίνει ο κ. Τσιγάνης. 

Θάλασσες χωρίς αλάτι
Το σεληνόφως βοήθησε τους προγόνους των σημερινών θηλαστικών να επιβιώσουν στην εποχή των δεινοσαύρων
Πριν από 4,5 δισ. χρόνια, όταν όλα στο ηλιακό μας σύστημα βρίσκονταν στα πρώτα στάδια του σχηματισμού τους, η Γη περιστρεφόταν πολύ πιο γρήγορα, ενώ η Σελήνη βρισκόταν πολύ πιο κοντά της με αποτέλεσμα οι παλίρροιες να είναι περισσότερο συχνές και πολύ πιο έντονες- δέκα φορές μεγαλύτερες απ΄ ό,τι σήμερα. «Την περίοδο εκείνηέχουμε τεράστια τσουνάμι τα οποία χτυπάνε τις ηπείρους και διαβρώνουν το έδαφος με αποτέλεσμα να μεταφέρουν μέσα στο θαλασσινό νερό άλατα και οργανική ύλη» εξηγεί ο κ. Τσιγάνης. Αυτά τα υλικά, που έπεφταν στο νερό και ανακατεύονταν διαρκώς, κατέληξαν τελικά να δημιουργήσουν ένα μείγμα με τις κατάλληλες χημικές ενώσεις για να αναπτυχθεί η ζωή. 

«Προφανώς θα πρέπει να πέρασαν αρκετά εκατομμύρια χρόνια για να μεταφερθούν ικανές ποσότητες υλικών και να σχηματιστούν οι σύνθετες χημικές ενώσεις,οι οποίες πιθανώς δεν θα μπορούσαν να δημιουργηθούν σε ήρεμη κατάσταση» υπογραμμίζει. «Μάλιστα, κάποιοι υποστηρίζουν ότι η ενέργεια των ισχυρών παλιρροιών αποτέλεσε βασικό στοιχείο για τη δημιουργία μακρομορίων από τα οποία προέκυψαν τα βασικά συστατικά της ζωής».

Χωρίς εποχές και σταθερό κλίμα
Φανταστείτε τη Γη σαν μια σβούρα. Με βάση τη γήινη εμπειρία μας, μας φαίνεται πολύ φυσικό ότι αυτή η σβούρα θα πρέπει να περιστρέφεται γύρω από έναν ελαφρώς κεκλιμένο ίσως αλλά σχεδόν κατακόρυφο άξονα. Στο Διάστημα όμως τα πράγματα δεν λειτουργούν ακριβώς έτσι. Εξαιτίας της βαρυτικής δύναμης που οι πλανήτες ασκούν ο ένας στον άλλο, οι άξονες περιστροφής τους δεν είναι πάντοτε κάθετοι στο επίπεδο της τροχιάς τους και κυρίως δεν είναι πάντοτε σταθεροί. Ο άξονας του Αρη π.χ. μπορεί για ένα χρονικό διάστημα να έχει κλίση 24 μοιρών, περίπου όσο αυτός της Γης, αλλά ύστερα από μερικές χιλιάδες χρόνια να γυρίσει στις 60 μοίρες, αλλάζοντας εντελώς την οπτική γωνία του πλανήτη σε σχέση με τον Ηλιο. Η Γη έχει τη σπάνια τύχη να έχει έναν άξονα περιστροφής ο οποίος παραμένει σχεδόν σταθερός σε κλίση περίπου 23 μοιρών και αυτό το οφείλει αποκλειστικά και μόνο στην παρουσία της Σελήνης. 

Γιατί αυτό είναι τύχη; Για δύο λόγους: «Αν δεν υπήρχε αυτή η γωνία των περίπου 23 μοιρών, αν ο άξοναςπεριστροφής μας ήταν κατακόρυφος,δεν θα υπήρχε αυτό που ξέρουμε σαν φαινόμενο των εποχώντουλάχιστον όχι με τη μορφή που το ξέρουμε» απαντά ο κ. Τσιγάνης. «Το ότι η λόξωση του άξονα παραμένει σταθερή συνεπάγεται ότι η ηλιακή ενέργεια που “μαζεύει” κάθε ζώνη του βόρειου ή του νότιουημισφαιρίου της Γης κατά τη διάρκεια ενός έτους δεν αλλάζει πολύ από χρονιά σε χρονιά. Η ακριβής τιμή της λόξωσης του άξονα περιστροφής δεν έχει και τόσο μεγάλη σημασία,από τη στιγμή που “δείχνει” κοντά στην κατακόρυφο και όχι στις90 μοίρες, όπως του πλανήτη Ουρανού» επισημαίνει ο αστροφυσικός. «Αξία έχει η σταθερότητα.Γιατί αυτή επιτρέπει στον πλανήτη να αναπτύξει σταθερό κλίμα,μέσα στο οποίο μπορεί να αναπτυχθεί η ζωή. Αυτό δεν θα συνέβαινε στη Γηαν δεν υπήρχε η Σελήνη,ή αν είχε πολύ διαφορετική μάζα, ή αν βρισκόταν σε αρκετή απόσταση»

Χωρίς τη βαρυτική επιρροή του δορυφόρου μας, όπως διευκρινίζει, οι παρέλξεις που ασκούν ο Ηλιος και οι άλλοι πλανήτες θα μπορούσαν να «περιστρέφουν» τον άξονά μας με ακανόνιστο τρόπο, με τη λόξωση να παίρνει όλες τις δυνατές τιμές από 0 ως 90 μοίρες. Αυτό σημαίνει ότι θα είχαμε ανά περιόδους δραματικές κλιματικές μεταβολές. «Σε κάποια περίοδο», εξηγεί, «θα μπορούσε να δημιουργηθεί ένας σχετικά σταθερός κλιματικός κύκλος, να αναπτυχθεί κάτι που να μοιάζει με πρώτα στάδια ζωής και μετά ξαφνικά να αλλάξει εντελώς η τιμή του άξονα περιστροφής και να διαλυθούν τα πάντα»

Χωρίς φως τη νύχτα, χωρίς θηλαστικά

Ο δορυφόρος μας έχει χαρακτηριστικά μοναδικά στο πλανητικό μας σύστημα. Η παρουσία του διατηρεί τον άξονα περιστροφής της Γης σε σχεδόν σταθερή κλίση, προσφέροντας ισορροπία στο κλίμα της
Αν δεν υπήρχε η Σελήνη οι νύχτες μας θα ήταν πολύ πιο σκοτεινές. Αυτό- θα μπορούσε να ισχυριστεί κάποιος- είναι μεν δυσάρεστο αλλά σίγουρα δεν αποτελεί και τη συντέλεια του κόσμου, θα είχαμε βρει κάποιον τρόπο για να προσαρμοστούμε σε αυτή την πραγματικότητα. Ναι σίγουρα, υπό την προϋπόθεση όμως ότι θα υπήρχαμε, κάτι το οποίο δεν είναι καθόλου βέβαιο ότι θα ίσχυε χωρίς το φως του φεγγαριού. Οταν οι δεινόσαυροι επικράτησαν στη Γη πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια οι μακρινοί θερμόαιμοι πρόγονοι των σημερινών θηλαστικών έτρεξαν να κρυφτούν. Εξαναγκάστηκαν να βγαίνουν προς αναζήτηση της τροφής τους τη νύχτα. Αν και δεν ήταν νυκτόβια όντα, το ημίφως που η Σελήνη προσφέρει στον πλανήτη μας τις περισσότερες νύχτες του έτους βοήθησε οπωσδήποτε πολύ στην επιβίωσή τους. Σιγά-σιγά, με το πέρασμα των χρόνων, τα μάτια τους προσαρμόστηκαν στη «νυχτερινή όραση»: η ίρις απέκτησε την ικανότητα να διαστέλλεται περισσότερο για να αφήνει να περάσει μεγαλύτερη ποσότητα φωτός, ενώ ο αμφιβληστροειδής ενισχύθηκε με την παραγωγή της ροδοψίνης, μιας πρωτεΐνης που εμπλέκεται στην παραγωγή των φωτοευαίσθητων κυττάρων που «βλέπουν» στο αμυδρό φως. Χωρίς το σεληνόφως κανείς δεν μπορεί να ξέρει αν θα υπήρχαμε σήμερα. Και οπωσδήποτε θα είχαμε χειρότερη όραση. lalina@tovima.gr 

Ο ΟΨΙΜΟΣ ΣΦΟΔΡΟΣ ΒΟΜΒΑΡΔΙΣΜΟΣ

Ενας σφοδρός βομβαρδισμός από αστεροειδείς και κομήτες έπληξε τη Σελήνη πριν από 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλάζοντας τη μορφολογία της επιφάνειάς της
Εκτός από τις επιστημονικές παρατηρήσεις που μας έχει επιτρέψει να κάνουμε, η Σελήνη μας έχει επίσης αποκαλύψει μυστικά του ηλιακού μας συστήματος που χωρίς την παρουσία της θα εξακολουθούσαν να παραμένουν κρυφά.«Από τις αναλύσεις των δειγμάτων σεληνιακών πετρωμάτων που έφεραν οι διαστημικές αποστολές “Απόλλων” καταλάβαμε ότι στη Σελήνη υπάρχουν περιοχές που η ηλικία τους είναι κατά πολύ νεότερη από την εποχή του σχηματισμού της»λέει ο κ. Τσιγάνης.«Ενώ δηλαδή η Σελήνη σχηματίστηκεσχεδόν μαζί με τη Γηπριν από περίπου 4,5 δισ. χρόνια, μεγάλο μέρος της επιφάνειάς της έχει ηλικία 3,9 δισ. ετών». Αυτό, εξηγεί, σημαίνει ότι η Σελήνη θα πρέπει να βομβαρδίστηκε μαζικά από αστεροειδείς και κομήτες με αποτέλεσμα σημαντικό μέρος της επιφάνειάς της να διαλυθεί και να σχηματιστεί ξανά από την αρχή. Και δεν ήταν η μόνη στην οποία συνέβη κάτι τέτοιο: η Γη και οι γειτονικοί πλανήτες της βομβαρδίστηκαν κατά τον ίδιο τρόπο. 

Το επεισόδιο αυτό, το οποίο έχει ονομαστεί Οψιμος Σφοδρός Βομβαρδισμός (Late Ηeavy Βombardment, LΗΒ) και θεωρείται σήμερα κεφαλαιώδους σημασίας για την εξέλιξη των εσωτερικών πλανητών και της βιόσφαιρας της Γης, δεν θα μας ήταν γνωστό αν δεν υπήρχε η Σελήνη.«Τα σημάδια αυτού του βομβαρδισμού στη Γη έχουν σβηστεί»υπογραμμίζει ο αστροφυσικός. «Εχουν σβηστεί λόγω της γεωλογικής και της ατμοσφαιρικής δραστηριότητας στη Γη, που διάβρωσαν τους κρατήρες πρόσκρουσης, εξομαλύνοντας τις διαφορές με τις γύρω περιοχές. Σήμερα, ίχνη του LΗΒ διακρίνονται μόνο στα αρχαιότερα γήινα πετρώματα, όπως π.χ. στα ονομαζόμενα “ζιρκόνια του Αδη” που έχουν ηλικία 4,2- 4,3 δισ. ετών, καθώς η εργαστηριακή ανάλυσή τους αποκαλύπτει ότι υπέστησαν έντονο “σοκ” κατά την εποχή του LΗΒ. Η επιφάνεια της Σελήνης όμως είναι αυτή που μας αποκάλυψε τον βομβαρδισμό και μας έδωσε την ευκαιρία να προσδιορίσουμε πότε έγινε, πόση ένταση και πόση διάρκεια είχε». 

Ο κ. Τσιγάνης έχει μελετήσει μαζί με τους συνεργάτες του ιδιαίτερα αυτό το περιστατικό της ιστορίας του πλανητικού μας συστήματος, καταλήγοντας σε πολύ σημαντικά συμπεράσματα ως προς την αιτία που πιθανώς το προκάλεσε. Αυτή η δουλειά μάλιστα, σε συνδυασμό με το υπόλοιπο ερευνητικό του έργο, του χάρισε, πριν από δύο χρόνια, μια σπάνια τιμητική διάκριση: η Διεθνής Αστρονομική Ενωση έδωσε το όνομά του σε έναν αστεροειδή.«Εμείς μπορέσαμε να συνδέσουμε την εποχή του σφοδρού βομβαρδισμού με ένα συγκεκριμένο φαινόμενο»διευκρινίζει. «Με τα πειράματά μας στον υπολογιστή δείξαμε ότι για να συμβεί ο σφοδρός βομβαρδισμός, με τα χαρακτηριστικά τα οποία γνωρίζουμε, θα πρέπει οι τροχιές των μεγάλων πλανητών, του Δία, του Κρόνου και των άλλων που βρίσκονται μακρύτερα από εμάς, να άλλαξαν με βίαιο τρόπο». 

Οπως λέει ο ερευνητής η «υποψία» αυτή δεν γεννήθηκε τυχαία.«Πιστεύαμε εδώ και χρόνια», τονίζει,«ότι οι μεγάλοι πλανήτες δεν δημιουργήθηκαν εκεί που τους παρατηρούμε σήμερα αλλά πιο κοντά στον Ηλιο. Αυτό που δεν ξέραμε ήταν ο τρόπος με τον οποίο μετακινήθηκαν προς τα έξω. 

Εμείς λοιπόν βρήκαμε αυτόν τον τρόπο και δείξαμε ότι πιθανότατα δεν ήταν και τόσο ομαλός, αλλά συνοδεύτηκε από “χαοτική”, βίαιη ανακατάταξη των πλανητικών τροχιών. Αυτό ακριβώς προκάλεσε την αποσταθεροποίηση μεγάλου μέρους των αστεροειδών και των κομητών και τον σφοδρό βομβαρδισμό της Σελήνης και του εσωτερικού ηλιακού συστήματος» . 

Για να κατανοήσει κάποιος περίπου πώς εξελίχθηκαν τα πράγματα θα πρέπει να φανταστεί ένα ηλιακό σύστημα όχι ήρεμο και τακτοποιημένο, όπως το γνωρίζουμε σήμερα, αλλά σε μια κατάσταση πυρετώδους δραστηριότητας και έντονου συνωστισμού. 

Εξω από τις τροχιές των μεγάλων πλανητών υπήρχε ένας τεράστιος αριθμός πολύ μικρών σωμάτων, σαν τους σημερινούς κομήτες. Καθώς αυτοί οι κομήτες περνούσαν κοντά από τους πλανήτες, δέχονταν από αυτούς μια βαρυτική «κλωτσιά» ικανή να τους εκτοξεύσει εκτός ηλιακού συστήματος ενώ οι πλανήτες, αντιδρώντας, μετακινούνταν λίγο προς τα έξω. Η διαδικασία αυτή, όπως επισημαίνει ο κ. Τσιγάνης, θα μπορούσε να είναι απολύτως ομαλή για τους πλανήτες, αλλά δεν συνέβη έτσι:«Εμείς δείξαμε ότι το πιθανότερο σενάριο για το ηλιακό μας σύστημα είναι ότι, καθώς οι πλανήτες μετανάστευαν, σε μια χρονική στιγμή που αντιστοιχεί στην έναρξη του όψιμου σφοδρού βομβαρδισμού, οι τροχιές τους άρχισαν ξαφνικά να τέμνονται μεταξύ τους, εξαιτίας ενός “βαρυτικού συντονισμού” ανάμεσα στον Δία και στον Κρόνο. Τελικά, οι πλανήτες “ηρέμησαν”- έπειτα από μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια- φθάνοντας στις σημερινές τους τροχιές. Στο μεσοδιάστημα όμως υπήρξε μια τεράστια ροή κομητών και αστεροειδών από τα εξωτερικά μέρη του ηλιακού συστήματος προς την περιοχή της Γης, η οποία συντέλεσε τον σφοδρό βομβαρδισμό». 

Από την εφημερίδα το Βήμα.

next 5 in 5 Οι προβλέψεις της ΙΒΜ για τις τεχνολογικες εξελιξεις