Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Chiny na Marsie, Mars w Chinach

Cóż tam, panie, w polityce? Chińczyki trzymają się mocno!? Oj mocno.
I to nie tylko w polityce, ale także w nauce. Chiny właśnie otwarły zaawansowany ośrodek w który będą symulowali warunki marsjańskie, kilka tygodni temu chiński lądownik Cheng4 wylądował na „odwrotnej” stronie Księżyca, a to dopiero początek!

W chińskim mieście Mang, położonym tuż przy granicy z Birmą, powstała bardzo zaawansowana makieta marsjańskiego miasta (bazy). W zasadzie tak zaawansowanej bazy nie ma chyba nigdzie indziej. Celem budowy tego ośrodka jest z jednej strony przyciągnięcie turystów i edukacja, z drugiej ćwiczenie ekspertów i symulowanie tego co czeka nas na czerwonej Planecie. W ośrodku będą także prowadzone badania naukowe, w tym badania człowieka. Równocześnie może w nim pracować około 60 osób.

Ośrodek otwarto w zeszły piątek, a koszt jego budowy wyniósł prawie 25 milionów dolarów. Pieniądze nie pochodziły jednak z kasy państwa. Wyłożył je prywatny donator.

Miejsce w którym ośrodek powstał, jego otoczenie, przypomina to czego można się będzie spodziewać na Marsie. Sucha, piaszczysto-kamienista okolica ułatwi prowadzenie treningów i urealni symulacje. Oczywiście na powierzchni Marsa będzie znacznie, znacznie trudniej, z powodu bardzo rzadkiej atmosfery, niskiego ciśnienia i nieporównywalnie większej amplitudy temperatury. I być może najważniejsze. na Marsie panuje wysoki poziom promieniowania kosmicznego, przed którym, na Ziemi chroni nas atmosfera i pole magnetyczne planety. Te różnice nie zmieniają jednak tego, że zdobycie Marsa przez człowieka musi być poprzedzone budowaniem ośrodków szkoleniowych i baz na Ziemi. Jest jeszcze jeden cel ich budowy. Takie miejsca inspirują młodych ludzi. A to bardzo ważne przy budowaniu planu podboju kosmosu. Te inspiracje u niektórych zostaną wykorzystane i rozwinięte w życiu zawodowym, a u innych przekonają że rozwój nauki i technologii ma ogromny sens.

Odwrócona strona Księżyca. Zdjęcie zrobione z pokładu lądownika Cheng4. Widać na nim łazik Yutu-2 zmierzający w kierunku krateru Aitken.

Kto pierwszy będzie na Marsie? Amerykanin? Chińczyk? A może zostanie zorganizowana wspólna misja? W to ostatnie najtrudniej mi uwierzyć. Chiński program kosmiczny rozwija się w zawrotnym tempie. Sukces goni sukces. Żeby to zrozumieć, musimy zdawać sobie sprawę z tego, że pierwszy Chińczyk znalazł się na orbicie dopiero w 2003 roku, 42 lata później niż pierwszy Rosjanin (Gagarin) i pierwszy Amerykanin (Shepard). Dzisiaj, Chiny dawno wyprzedziły Rosję i gonią Amerykę. Kilka tygodni temu, chiński lądownik Cheng4, wylądował na „odwrotnej” stronie Księżyca. W miejscu w którym wcześniej nikt nie lądował. To nie był błachy sukces. Odwrócona od Ziemi strona Księżyca jest jedynym miejscem w całym Układzie Słonecznym (a może i całym kosmosie), do którego nigdy bezpośrednio nie dotrą fale radiowe z Ziemi. A to oznacza, że komunikacja z Cheng4 musiała się odbywać za pomocą satelitów pośredniczących.

To lądowanie pokazuje, że dzisiaj Chińczyków stać już na oryginalność. Nie budują swojego programu kosmicznego na wzór i podobieństwo innych (choć na początku ich rozbiegu tak właśnie było). To jasne jak Słońce, że chcąc lądować na obcych globach, trzeba to poćwiczyć na naszym Księżycu. Jest najbliżej, więc jest oczywistym poligonem testowym. W kierunku Księżyca swoje sondy wysyłali Amerykanie, Rosjanie, ale także Chińczycy, Japończycy, Irańczycy, a w przyszłym miesiącu ma tam lecieć sonda izraelska. Na powierzchni globu lądowali Amerykanie i Rosjanie (Japończycy i Irańczycy swoje sondy rozbijali o powierzchnię Księżyca). Wszyscy jednak wybierali widoczną stronę naszego satelity. Choć nie wszystkie jej kawałki zostały zbadane, generalnie jest ona bardzo dobrze poznana. Chińczycy swoje pierwsze lądowanie także odbyli po widocznej stronie Księżyca, ale kolejne, to sprzed kilku tygodni, postanowili zrobić po stronie niewidocznej. Amerykanie czy Rosjanie lądowali na Srebrnym Globie wielokrotnie. Chińczycy teraz zrobili to po raz drugi. I podnieśli sobie poprzeczkę lądując tam, gdzie nikt inny nie wylądował. Samo lądowanie to jedno, ale misja ma bardzo ciekawy i oryginalny program naukowy. Łącznie z testowaniem czy na Księżycu mogłyby się rozwijać rośliny i zwierzęta.

Tamta strona Księżyca jest wciąż zagadką i choć sam satelita jest blisko Ziemi a jego zdjęcia (a więc i mapy) są bardzo wysokiej jakości, odwrócona strona Księżyca jest niezbadana. Biorąc pod uwagę, że jest inna niż ta strona którą widzimy, w pewnym sensie, Chińczycy wylądowali na zupełnie innym globie.

Co teraz? Jeszcze w tym roku na Księżyc poleci kolejna sonda, której celem będzie przywiezienie księżycowych próbek. W kolejnym roku zaplanowane jest lądowanie na Marsie. Z kolei za 2,5 roku, jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, na orbitę zostaną wyniesione i złożone elementy chińskiej stacji orbitalnej Tiangong. Stacji, która będzie miała stałą załogę.

Program kosmiczny Chin to typowy przykład syndromu młodszego brata. Młodsze rodzeństwo rozwija się szybciej i często dochodzi dalej, bo przyglądając się starszemu, nie popełnia błędów i korzysta z doświadczeń. Ma też większy rozmach i stać je na większą fantazję i oryginalność. Zdarza się, że takie podejście pozwala młodszemu prześcignąć starszego. Mimo tego, że ten starszy ma większe doświadczenie.

Brak komentarzy do Chiny na Marsie, Mars w Chinach

Ile mamy planet?

Odpowiedź na pytanie o to ile mamy planet w Układzie Słonecznym, wcale nie jest prosta. Wydaje się, że 9. Z tym, że o tej ostatniej wiemy z matematycznych wyliczeń a nie z obserwacji.

W 2006 roku, Międzynarodowa Unia Astronomiczna, pozbawiła Plutona miana planety. W sumie, tak na chłodno, bez emocji, należało mu się. Jest inny niż wszystkie pozostałe. Na tyle inny, że są uzasadnione podejrzenia, że nie powstawał razem z resztą, że ma inna historię i przybył do nas „z zewnątrz”. 
I gdy już się wydawało, że wszystko jest jasne, kilka lat temu, odżyła stara koncepcja, która mówi, że na obrzeżach Układu jest dziewiąta planeta. Nikt jej nie widział, ale gdyby rzeczywiście tam była, tłumaczyłoby to „dynamikę Układu Słonecznego”. O co chodzi?
Obiektem, który rozdaje grawitacyjne karty u nas w Układzie jest Słońce. Jego masa wynosi ponad 99 proc. masy całego Układu. Od masy zależy siła grawitacji, więc nie dziwota, że grawitacja słoneczna kształtuje wszystko co dzieje się na naszym podwórku. No prawi wszystko. Bo gdyby dokładnie się przyjrzeć, szczególnie gdy patrzymy na obszary oddalone od Słońca, widać wyraźnie że na ruch obiektów (szczególnie tych małych) wpływ mają także pola grawitacyjne innych planet. Szczególnie Jowisza i Saturna. Gdy przyglądamy się jeszcze bliżej… coś nam się nie zgadza. Bo albo czegoś nie rozumiemy z lekcji grawitacji, albo daleko, na obrzeżach Układy znajduje się jeszcze jeden, dość masywny obiekt. Jest tak daleko, że nieprędko go zobaczymy, ale czujemy jego obecność. A właściwie widzimy efekty tej obecności w ruchach niewielkich obiektów na dalekich orbitach.
Teraz okazuje się, że z wyliczeń jakie przeprowadzili naukowcy z California Institute of Technology (Caltech) wynika, że jeżeli ta planeta rzeczywiście istnieje, jej masa może wynosić około 5 razy więcej niż masa Ziemi. To oczywiście znacznie, znacznie mniej niż wynosi masa Jowisza czy Saturna, ale więcej niż zsumowana masa Merkurego, Wenus, Ziemii i Marsa. Z tych samych wyliczeń wynika, że odległość Dziewiątej Planety od Słońca jest kilkaset razy większa niż odległość Ziemi od Słońca (dla porównania, dla Jowisza to 5x większa odległość, dla Saturna 10x większa).
 
Podobno to co najciekawsze w Układzie Słonecznym, jeszcze nie zostało odkryte. Peryferia, zawsze skrywają najwięcej tajemnic. Peryferia świata w którym żyjemy są zimne, mroczne i tak odległe, że w zasadzie długo jeszcze będą niedostępne. Przynajmniej dla naszych oczu. Całe szczęście matematyka może sięgać, gdzie wzrok nie sięga.
4 komentarze do Ile mamy planet?

Najbardziej cieszą nas zielone

Czym jest piękno nauki? Dla jednych to prostota matematycznych formuł, dla innych zaś piękne przekroje geologicznych struktur. Piękne mogą być wykresy, ale także obrazy spod mikroskopu i teleskopu kosmicznego.

Czym jest piękno nauki? Dla jednych to prostota matematycznych formuł, dla innych zaś piękne przekroje geologicznych struktur. Piękne mogą być wykresy (szczególnie te wielowymiarowe), ale także obrazy spod mikroskopu i teleskopu kosmicznego. Piękne są zdjęcia motylich skrzydeł i zdjęcia chmur zrobionych z orbity. Patrząc na te obrazy, wykresy, czasami bardzo dziwne, stosowane tylko w języku matematyki, znaki… doceniamy nie to, czym one są, ale to, jakie one są. Nie musimy chyba wiedzieć, co obraz, wykres czy formuła konkretnie przedstawiają. Za serce łapie nas to, co w nich ulotne i subiektywne. Połączenie nauki ze sztuką jest tak naturalne, jak wschód i zachód Słońca. Jak to, że w niższej temperaturze para wodna kondensuje i tworzy niepowtarzalne kryształy wody, czyli piękne płatki śniegu. I czy na prawdę trzeba rozumieć zasady symetrii i znać wykres przemian fazowych, aby docenić ich piękno?

Fundacja Badań i Rozwoju Nauki zorganizowała aukcję charytatywną, podczas której zlicytowane zostaną intrygujące zdjęcia wysp trzustkowych wykonane przez mikroskop fluorescencyjny. Uzyskane w ten sposób środki zostaną przeznaczone na rozbudowę Laboratorium Biodruku Tkankowego, które umożliwia realizację projektów związanych z biodrukowaniem tak tkanek, jak i całych organów.

Druk 3D w medycynie to rewolucja, na progu której stoimy. Dzięki niej – „na miarę” i z własnych komórek – będzie można drukować tkanki i organy. Dzisiaj osoby z uszkodzonym sercem, nerką czy trzustką muszą, czasami miesiącami, czekać na dawcę. Ale przyszłość rysuje się inaczej! Już dzisiaj można drukować substancjami, które są szkieletem, rusztowaniem dla żywych komórek. W ten sposób od 2013 roku zaczęto drukować pokiereszowane czy stracone w wyniku wypadku syntetyczne chrząstki uszu lub nosa. Potem zaczęto drukować kości.

Po elementach drukowanych z materiałów sztucznych (choć biokompatybilnych) przyszedł czas na drukowanie żywymi komórkami. Trzy lata temu grupie badaczy z amerykańskiego Wake Forest Baptist Medical Center udało się wydrukować warstwę skóry wprost na oczyszczoną ranę pacjenta. Z kolei naukowcy z dwóch amerykańskich uczelni (University of Pennsylvania oraz MIT) już jakiś czas temu wydrukowali z żywych komórek naczynia krwionośne. A w San Diego jedna z firm stworzyła technologię, która umożliwia drukowanie… wątroby.

Drukowanie całych narządów jest sporym wyzwaniem. Drukarka nie może nakładać kolejnych warstw żywych komórek, ponieważ pomiędzy nimi muszą zostać wprowadzone naczynia krwionośne. W przypadku takich narządów jak wątroba, mamy dodatkowo do czynienia z wieloma rodzajami komórek. Ale te ograniczenia udaje się coraz częściej przezwyciężać.

W polskiej Fundacji Badań i Rozwoju Nauki, w konsorcjum Bionic, naukowcy starają się wydrukować w pełni działającą, żywą trzustkę. Brzmi to abstrakcyjnie, ale co do zasady jest dość proste. W drukarce, w odpowiednich pojemnikach, umieszcza się żywe komórki produkujące insulinę, komórki śródbłonka do tworzenia naczyń, a także zawiesinę tzw. macierzy zewnątrzkomórkowej, czyli rusztowania, które następnie utrzyma całość. Kolejny krok nie różni się od „zwykłego” drukowania 3D. Drukarka warstwa po warstwie układa zawartość poszczególnych pojemników. Następnie tak wydrukowany organ umieszcza się na kilka dni w inkubatorze i… trzustka gotowa!

Przed polskimi naukowcami przełomowa próba. W najbliższych tygodniach chcą – jako pierwsi na świecie – wydrukować w pełni unaczynnioną trzustkę. Prototyp narządu zostanie umieszczony w bioreaktorze i poddany kolejnym testom. Gdy te przebiegną pomyślnie, przyjdzie czas na testy na zwierzętach, którym zostanie wszczepiony w pełni funkcjonalny, całkowicie wydrukowany narząd. To będzie prawdziwy przełom w medycynie, którego wypatrują miliony, nie mogących się doczekać na dawcę, chorych. W biodruku nie chodzi jednak tylko o to, aby każdy potrzebujący natychmiast otrzymał organ do przeszczepu. W tej technologii, tkanki czy narządy, mogą być drukowane z namnożonych komórek pacjenta, a to oznacza, że znika ryzyko odrzucenia przeszczepu. Nadzieje są ogromne. A niecierpliwym polecam poważniejsze traktowanie filmów czy książek science – fiction. W wielu z nich – chociażby w serialu „Star Trek” – części uszkodzonego ciała były replikowane. Po prostu.

To przyszłość, choć wierzę, że wcale nie odległa. Na kolejne badania potrzebne są oczywiście pieniądze. Fundacja Badań i Rozwoju Nauki pozyskuje je z różnych źródeł. Jednym z nich będzie właśnie organizowana aukcja, podczas której zlicytowane zostaną piękne obrazy. I chyba wcale nie trzeba rozumieć w detalach, jakie funkcje w organizmie spełnia trzustka, jaka jest jej struktura i czym dokładnie są wyspy trzustkowe. Wystarczy patrzeć na ich zdjęcia i zachwycać się. Tak jak obrazami galaktyk, kolonii koralowców czy warstw skał osadowych.

Aukcja charytatywna “Najbardziej cieszą nas zielone” ma charakter otwarty. Wymaga jedynie wcześniejszej rejestracji na stronie aukcji.

Wydarzenie odbędzie się 14.03.2019 r., o godz. 18:30, w Sali Konferencyjnej Instytutu Chemii Przemysłowej przy ul. Rydygiera 8 w Warszawie.

Szczegóły na: https://fundacjabirn.pl/aukcja/

Brak komentarzy do Najbardziej cieszą nas zielone

Czy wiemy, co one tam robią?

Czy mamy świadomość, co nasze dzieci robią w internecie? Oczywiście, że nie mamy. Ufamy, że nie robią nic głupiego. Zaufanie to podstawa wychowania. Ale może czasami ufając, warto sprawdzić? Dla ich dobra.

Czy my, rodzice, mamy świadomość, co nasze dzieci robią w internecie? To pytanie retoryczne. Oczywiście, że nie mamy o tym pojęcia. Ufamy, że nie robią nic głupiego. Zaufanie to podstawa wychowania. Ale może czasami ufając, warto sprawdzić? Dla ich dobra.
 
Nigdy nie mogłem zrozumieć, skąd wzięło się całkowicie błędne przekonanie, że internet daje anonimowość. Jaką anonimowość? Przecież człowiek jest bardziej anonimowy gdy chodzi po dużym mieście z zawieszoną na szyi tabliczką na której jest jego imię i nazwisko, adres, data urodzenia i numer buta. W internecie nic nie jest anonimowe, nigdy anonimowe nie było i nigdy takie nie będzie. A mimo to, część z nas uważa, że może pozostać bezkarna robiąc głupie rzeczy.
Znam przypadek dziewczynki, w zasadzie nastolatki, którą jej klasowi rówieśnicy wpisami w internecie doprowadzili na skraj rozpaczy. Jechali tak ostro, że dziewczyna nie wytrzymała i gdyby nie wsparcie rodziców i dość zdecydowana reakcja, mogłoby dojść do tragicznych skutków. Przekleństwa i wulgarne przezwiska przez kilka dni padały na forum klasy i nikt nie reagował. Choć czytało wielu. Niektórzy się dołączali, inni tylko (a może aż?) milczeli. Prowodyrów było dwoje. Koleżanka, siedząca w pierwszej ławce i kolega, wzorowy uczeń, sportowiec. Rodzice byli w szoku. Dziwili się, bo przecież ich dzieci… no kto by pomyślał? Oni chyba powinni pomyśleć.
 
Z jakiegoś powodu nasze dzieci nie rozumieją, a i my mamy z tym kłopot, że świat nie dzieli się na ten prawdziwy realny i ten udawany cyfrowy. W tym realnym nie wypada komuś napluć w twarz, nie wypada go zwyzywać i oskarżyć np. o handel swoim ciałem. Ale w tym udawanym wszystko wolno. Bo co? Bo nikt się nie dowie? Bo nikt nie zapamięta? Bo nie uda się sprawdzić? Bo nikt nie potraktuje tego poważnie? Bo mniej zaboli? Co za brednie! Internet pamięta wszystko. Temu młodemu, zdolnemu sportowcowi, ktoś może za kilka lat zrujnować karierę przypominając głupotę młodości. Tej młodej dziewczynie, ktoś może przypomnieć wulgaryzmy gdy będzie starała się o pierwszą pracę. W świecie analogowym wspomnienia, ekscesy i wybryki mogą ulec zapomnieniu. W Internecie nigdy.
 
My, drodzy rodzice, nie mamy bladego pojęcia co nasze dzieci robią w internecie. Zabronić? Broń Boże. Uczyć i mieć pełną świadomość możliwości i zagrożeń. A tak na początek, pierwsze ćwiczenie. Wiecie ile kont wasze dzieci mają na popularnych serwisach społecznościowych? Ile z nich znacie? Ile to konta ukryte zakładane pod pseudonimem? Czy wiecie jakich słów, jakich zwrotów najczęściej wyszukują w przeglądarkach internetowych? Czy wiecie kogo oglądają na platformach video? Przecież wielokrotnie, z tymi osobami „spędzają” więcej czasu niż z wami. Kontrolować na każdym kroku? To moim zdaniem niewykonalne. Jasne że ufać, ale też pamiętać, że ludzie (może szczególnie ci młodzi) robią głupie rzeczy. Te w internecie, nigdy nie zostaną zapomniane. Więc może dobrze, dla ich dobra, ufając, choć czasami sprawdzić.
2 komentarze do Czy wiemy, co one tam robią?

Uwaga: Spadające gwiazdy! Rój meteorów Perseidy

Przez najbliższych kilkanaście godzin Ziemia będzie nieustannie bombardowana przez rój meteorów – Perseid. Na nocnym niebie można będzie wtedy zaobserwować nawet kilkaset „błysków” na godzinę.

Przez najbliższych kilkanaście godzin Ziemia będzie nieustannie bombardowana przez rój meteorów – Perseid. Na nocnym niebie można będzie wtedy zaobserwować nawet kilkaset „błysków” na godzinę.

Ziemia w swoim ruchu dookoła Słońca napotyka co roku w sierpniu rój meteorów zwanych Perseidami. Rój meteorów to kawałki komety, której lodowe jądro stopiło się kiedyś zbliżając do Słońca. Pozostawiła ona wtedy w przestrzeni kosmicznej po sobie ślad w postaci pyłu i małych okruchów skalnych. Ziemia krążąc wokół Słońca przechodzi przez taką strugę i na niebie widzimy meteory. Gdy jest ich dużo, mamy do czynienia z tzw. deszczem meteorów. Podczas takiego deszczu Leonidów (fragmentów komety Tempel-Tuttle występujących w połowie listopada każdego roku) w 1833 roku naliczono aż 200 000 „spadających gwiazd” na godzinę. Perseidy są pozostałością po komecie Swift-Tuttle, a największą ich liczbę – bo aż 300 na godzinę – można zauważyć od 10 do 12 sierpnia. To, że w czasie przechodzenia Ziemi przez rój meteorów widzimy wiele „spadających gwiazd” wcale nie oznacza, że poszczególne bryłki w pasie pozostawionym kiedyś przez kometę znajdują się blisko siebie. Szacuje się, że w czasie maksimum natężenia roju Perseid najmniejsze bryłki bywają od siebie oddalone nawet o 200 km.

Meteory widoczne są jako „spadające gwiazdy”, dzięki grubej, ziemskiej atmosferze. Drobne cząstki pyłu i większe okruchy skalne wpadając z dużą prędkością (od 15 do 75 km/s) w ziemską atmosferę, ocierają się i zderzają z cząsteczkami powietrza, a to z kolei powoduje, że ich powierzchnia się rozgrzewa. Zderzenia te są tak intensywne i jest ich tak dużo, że powierzchnia meteoru zaczyna się topić i wrzeć (bryłka skalna ma wtedy ok. 3000 st. Celsjusza). Część w ten sposób „nabytej” energii przekazana zostaje do otaczającego meteor powietrza i w ten sposób widzimy zjawisko świetlne „spadającej gwiazdy”. Można więc powiedzieć, że to co obserwujemy na niebie nie jest świeceniem rozgrzanej bryłki, tylko rozgrzanego dookoła niej powietrza. Aby spadający meteor zobaczyć gołym okiem (w nocy), wystarczy, że ma on masę ok. 0,01 grama i jest wielkości 1 mm. Okruch ważący 1 gram, na niebie rozbłyska się jaśniej niż którakolwiek gwiazda. Z bardziej szczegółowych badań wynika, że meteory zaczynają „świecić” na wysokości nawet 130 km a „gasną” na wysokości 75 km nad Ziemią.

W czasie deszczu meteorów nic nam na Ziemi nie grozi. Nie trzeba się też nigdzie chować, gdyż znakomita ich większość spala się całkowicie w ziemskiej atmosferze. Co więcej to co obserwujemy gołym okiem, to zaledwie ułamek wszystkich spadających na Ziemię meteorów. Większość z nich jest na tyle mała, że ich „spalania” nie widać gołym okiem. Szacuje się, że w ciągu doby na powierzchnię Ziemi spada aż 100 ton tego niezauważalnego pyłu. Musimy się przyzwyczaić, że codziennością i niejako częścią naszego Świata jest bombardowanie nas przez mniejsze meteoryty. Obok tych, których zupełnie nie widać, stosunkowo dużo jest też takich, które rozbłyskują tylko na ułamek sekundy. Gdy Ziemia nie przechodzi przez żaden z rojów w bezksiężycową noc pojedynczy obserwator może naliczyć 10 „spadających gwiazd” na godzinę. Trafiają się jednak, – choć rzadko – i takie, meteory które świecą dłużej. Te największe mogą powodować nawet efekty akustyczne podobne do grzmotu błyskawicy. Meteory, które są na tyle duże, że nie spalą się całkowicie w ziemskiej atmosferze i spadną nam pod nogi, to tzw. meteoryty. Największe meteoryty to bolidy, i mimo, że kolizje z nimi są bardzo rzadkie, liczne kratery na powierzchni Ziemi świadczą o wielu takich spotkaniach w przeszłości. Największym dotychczas znalezionym meteorytem był meteoryt Hoba. Waży on ok. 60 ton i nadal znajduje się w miejscu swojego upadku w Namibii (Afryka Południowo-zachodnia). Mimo, że takie zderzenie dla naszej planety może zakończyć się katastrofą, są one na tyle rzadkie, że nie należy się ich obawiać.

W określonych porach roku orbita Ziemi przecina orbity, po których poruszają się resztki komet. Zjawisko to na Ziemi obserwuje się jako rój (albo deszcz) meteorów. Corocznie takich rojów pojawia się na naszym niebie ok. 20. Niektóre z nich widoczne są na jednej półkuli a inne na obydwu. Jednym z takich rojów jest widoczny jedynie na półkuli północnej rój Perseid. Ponieważ obserwacje meteorów nie wymaga kosztownych urządzeń, ani specjalnej wytrwałości, a jedynie pogody , biorą w nich udział bardzo często amatorzy. Obserwatorowi na Ziemi wydaje się, że meteory z roju rozbiegają się po niebie we wszystkie strony, tak jakby wychodziły z jednego punktu. Jest to tylko złudzenie, gdyż meteory poruszają się po torach równoległych. Roje meteorów biorą swoje nazwy od gwiazdo zbiorów z których „wylatują”. Jeżeli chodzi o Perseidy tym miejscem jest gwiazdozbiór Perseusza a konkretnie okolice gwiazdy [eta]Per (Miram).

Jak zatem powinno się przygotować do obserwacji meteorytów ? Podstawowym warunkiem obserwacji jest dobra pogoda. Niebo powinno być bezchmurne, ale nie całe. Dobrze byłoby, gdyby noc była bezksiężycowa. Koniecznie trzeba też swoje obserwacje prowadzić w oddali od wszelkich sztucznych źródeł światła (np. miast czy oświetlonych ulic). Przed obserwacjami wskazane jest także ok. 30 minutowe „przyzwyczajenie” oczu do ciemności. I sprawa chyba najważniejsza. Należy przygotować sobie zestaw życzeń. Pragnienie wypowiedziane w czasie spadania gwiazdy zawsze się spełnia.

6 komentarzy do Uwaga: Spadające gwiazdy! Rój meteorów Perseidy

Doping czyni mistrza

Co decyduje o zwycięstwie? Dobrze grający piłkarze, to za mało. Równie ważny jest doping i miejsce w którym odbywa się mecz. Takie wnioski można wyciągnąć z danych statystycznych.

Każdy fan piłki nożnej wie, że doping może czynić cuda. Piłkarze lepiej grają gdy zagrzewa ich do tego rozentuzjazmowana publiczność, a i naciskający na plecy oddech obserwującego mecz tłumu może robić swoje. Najwięcej „własnych” kibiców mają oczywiście gospodarze spotkania. Ale co ciekawe, analizy statystyczne wskazują, że głośny doping wpływa nie tylko na uganiających się za piłką po boisku piłkarzy. Także arbiter główny czuje presję wrzeszczących na trybunach kibiców. Jego sądy są w dużej mierze zależne od tego która drużyna ma więcej swoich zwolenników na trybunach.

Analiza statystyczna pokazuje, że drużyna bardziej dopingowana dostaje od sędziego głównego średnio o 16 % mniej kar niż drużyna gości. Sędziowie – zapewne bojąc się reakcji trybun – rzadziej zauważają np. że piłka przekroczyła boczną linię boiska. Taka reakcja arbitrów wynikać może w dużej mierze z niepewności. Ludzkie oko potrzebuje około pół sekundy na „złapanie ostrości” gdy obserwując odległy obiekt, nagle musi śledzić sytuację blisko siebie. Sędzia wręcz musi się mylić. Nie jest w stanie z fizjologicznego punktu widzenia wszystkiego dostrzec. Choć oczywiście pomagają mu w tym najnowsze zdobycze techniki. Ale gdy pojawia się niepewność, a czas leci nieubłaganie, to w dużej mierze ogromna presja głośniej zachowujących się na trybunach fanów dyktuje co robić. Badania wykazały także, że sędziowie częściej wydłużają mecze gdy gospodarze przegrywają. Co prawda – to także mówią statystyki – rzadko ma to wpływ na wynik końcowy meczu, ale jest dosyć irytujące dla fanów drużyny gości.

Jakkolwiek by na to nie spojrzeć, drużyna bardziej dopingowana jest podwójnie uprzywilejowana. Po pierwsze drużynie gra się lepiej przy silnym dopingu swoich, a po drugie drobne błędy są jej częściej wybaczane przez zestresowanego ewentualną reakcją fanów sędziego. Czy da się ilościowo ocenić wpływ „czynnika oszalałego tłumu” na wynik końcowy meczu ? To trudne zadanie, ale można spróbować. Gdyby doping nie miał wpływu na wynik pojedynku na boisku, wtedy meczów wygranych przez gospodarzy byłoby średnio tyle samo ile wygrywanych przez gości. Tymczasem statystyki mówią, że 60 % meczów wygrywa drużyna głośniej dopingowana (pozostałe 40 % to przegrane gospodarzy i remisy). I jeszcze jedno. Wygrana drużyny narodowej – i tutaj znowu statystyka – zwiększa szansę na zwycięstwo w najbliższych wyborach partii rządzącej. Z kolei kompromitacja drużyny to pewna zmiana warty na szczytach władzy. O ile mecze i wybory odbywają się w krótkich (do miesiąca, może dwóch) odstępach czasu. No ale to już polityka, a o tej nie chcę tutaj pisać 😉

1 komentarz do Doping czyni mistrza

Zakażenia w szpitalach poważnym problemem

Brudne ręce personelu medycznego, skażone otoczenie chorego, zatrudnianie osób nieprzygotowanych do pracy w szpitalach wskazują, jak bardzo nieskuteczny jest w niektórych placówkach system przeciwdziałania zakażeniom wewnątrzszpitalnym ostrzega NIK. Tymczasem szacuje się, że efektywne systemy kontroli zakażeń mogą zmniejszyć ryzyko ich wystąpienia od 55% do 70%.

Brudne ręce personelu medycznego, skażone otoczenie chorego, zatrudnianie osób nieprzygotowanych do pracy w szpitalach wskazują, jak bardzo nieskuteczny jest w niektórych placówkach system przeciwdziałania zakażeniom wewnątrzszpitalnym ostrzega NIK. Z najnowszego raportu Izby wynika, że wzrost liczby pacjentów m.in zarażonych lekoodpornymi szczepami bakterii Klebsiella Pneumoniae NDM(+) w 2016 r. był niemal trzykrotnie wyższy niż w 2015 r. Niestety NIK nie może podać kompletnych danych, bowiem funkcjonujące w kontrolowanych szpitalach systemy monitorowania i raportowania o zakażeniach nie dostarczały pełnych danych. Przekazane zestawienia w ocenie Izby mogą być znacznie zaniżone.

Zakażenia szpitalne związane z udzielaniem świadczeń zdrowotnych stanowią poważny problem wszystkich szpitali, nawet w krajach o najwyższych standardach opieki zdrowotnej. Dotyczą od 5 do 10 % osób leczonych szpitalnie. Zakładając, że w polskich szpitalach ulega zakażeniom tylko 5% procent pacjentów to i tak daje to ok. 400 tys. osób. Źródłem przenoszenia bakterii mogą być m. in. brudne ręce personelu medycznego, niejałowy sprzęt, skażone otoczenie chorego, przyjmowanie pacjentów wymagających szczególnych warunków hospitalizacji bez ich zapewnienia, zatrudnianie osób nieprzygotowanych do pracy w szpitalach.

Do grupy osób najbardziej narażonych należą pacjenci np. po przeszczepach, z zaburzeniami odporności po terapii przeciwnowotworowej, po rozległych oparzeniach, dzieci do pierwszego roku życia i osoby starsze. Zakażenia szpitalne wydłużają pobyt w szpitalu, powodują powikłania prowadzące często do niepełnosprawności, przez co zwiększają koszty leczenia. Koszty generują też roszczenia pacjentów, którzy potrafią udowodnić, że zostali zakażeni z winy szpitala.

Narzędziem służącym ograniczeniu przypadków zakażeń szpitalnych powinien być prawidłowo działający system zapobiegania i zwalczania zakażeń, utworzony w szpitalu na podstawie istniejących przepisów prawa. Szacuje się, że efektywne systemy kontroli zakażeń mogą zmniejszyć ryzyko ich wystąpienia od 55% do 70%. Kontrolą objęto 18 szpitali (17 działających jako samodzielny publiczny zakład opieki zdrowotnej utworzony przez samorząd i jeden szpital działający w formie spółki prawa handlowego) oraz 4 stacje sanitarno-epidemiologiczne finansowane z budżetu państwa w okresie od 2015 r. do końca I półrocza 2017 r.

Najważniejsze ustalenia kontroli

W kontrolowanych szpitalach odnotowano wzrost liczby pacjentów, u których zdiagnozowano zakażenie szpitalne o 8,5%, mimo, że liczba wszystkich hospitalizowanych pacjentów w tym samym okresie spadła o 1,9%. Przykładem szybkiego wzrostu liczby zakażonych pacjentów jest jeden ze szpitali na Mazowszu. Tam od stycznia 2015 r. do czerwca 2017 r. współczynnik zachorowalności wzrósł niemal dwukrotnie z 1,14% do  2,25% (współczynnik pokazuje liczbę zakażonych na 100 pacjentów hospitalizowanych). Najwyższy wzrost, jak wykazała NIK był na Oddziale Anestezjologii i Intensywnej Terapii ( z poziomu 27,35% w 2015 r. do 34,02 % w 2016 r. aż do 41,35 % w 2017 r. Na innych oddziałach też odnotowano wzrosty ale nie tak gwałtowne. Jak wyjaśnił zastępca dyrektora ds. lecznictwa szpitala wzrost liczby zarejestrowanych zakażeń nie jest spowodowany rzeczywistą liczbą zachorowań ale poprawą dostarczanych danych. NIK nie kwestionuje, że na wzrost współczynnika zachorowań mogło wpłynąć ujawnienie przez Zespół Kontroli Zakażeń Szpitalnych większej liczby zakażeń, jednak dynamika wzrostu budzi zaniepokojenie i zdaniem NIK wymaga pogłębionej analizy przyczyn ich występowania.

Izba zwraca też uwagę na prawie trzykrotny wzrost (o 278,7%) między 2015 a 2016 rokiem zakażeń lekoopornymi bakteriami Klebsiella Pneumoniae NDM(+). Najwięcej pacjentów hospitalizowano w województwie mazowieckim 2 757 osób, najmniej w pomorskim i małopolskim po 7 pacjentów. Z informacji Konsultanta Krajowego w dziedzinie mikrobiologii lekarskiej wynika, że ta bakteria w 2015 r. stanowiła najpoważniejszy problem medyczny i epidemiologiczny, dotyczący w szczególności szpitali warszawskich. Charakteryzuje się niezwykle niebezpieczną lekoopornością (na niemal wszystkie antybiotyki). Jednocześnie potrafi się szybko rozprzestrzeniać i utrzymywać w przewodzie pokarmowym przez kilka lat. W latach 2015 – 2017 (I półrocze) w województwie mazowieckim liczba hospitalizowanych pacjentów z jej powodu wynosiła odpowiednio 404, 1316 i 1037.

Poważny problem stanowi też sepsa (posocznica), która jest zespołem objawów spowodowanym nadmierną reakcją organizmu  na zakażenie (organizm walcząc z zakażeniem zaczyna niszczyć zdrowe organy). Sepsa stanowi bezpośrednie zagrożenie dla życia. W jej przebiegu dochodzi do niewydolności nerek, wątroby, serca, płuc. Najważniejsze w leczeniu jest możliwie najszybsze podanie antybiotyków. Z danych Narodowego Funduszu Zdrowia wynika, że w badanym przez NIK okresie liczba dorosłych hospitalizowanych z powodu sepsy wyniosła: 2015 r. – 19 053, 2016 r. – 21 522 a w pierwszej połowie 2017 r. – 10 962. Najwięcej, bo prawie jedną piątą (18,5%) leczono w województwie mazowieckim. W tym okresie Narodowy Fundusz Zdrowia zapłacił za leczenie sepsy w ramach kontraktów prawie 450 milionów złotych.

Zdaniem NIK, prowadzenie rejestru sepsy pozwoliłoby na uzyskanie wiarygodnych danych o rozpoznanych przypadkach, niezbędnych do analiz jej objawów, sposobów leczenia i poziomu śmiertelności. 

Na wysoki poziom zakażeń, w ocenie NIK, ma wpływ brak wyspecjalizowanego personelu medycznego. W składach Zespołów Kontroli Zakażeń Szpitalnych, powołanych w szpitalach (we wszystkich 18 kontrolowanych takie istniały) brakowało lekarza o wymaganej specjalności, odpowiedniej liczby pielęgniarek epidemiologicznych oraz specjalisty do spraw mikrobiologii.

Na dzień 30 czerwca 2017 r. w Polsce było zawodowo czynnych tylko 110 lekarzy specjalistów w dziedzinie mikrobiologii, w tym 61 w wieku powyżej 55 lat. Według NIK, taka sytuacja nie daje gwarancji należytego sprawowania ciągłego i bieżącego nadzoru epidemiologicznego. 

Wśród krajów europejskich Polska zajmujeostatnie miejsce pod względem praktykujących lekarzy specjalistów w dziedzinie mikrobiologia – bakteriologia. Niewiele lepiej jest z epidemiologami. W całej Polsce pracuje ich 219, najwięcej w województwie mazowieckim 57, najmniej w opolskim – 1.

Brakuje też pielęgniarek epidemiologicznych. To osoba uczestnicząca w szeroko pojętym zwalczaniu zakażeń, m. in. kontrolująca stan sanitarno – epidemiologiczny szpitala, prowadząca rejestr zakażeń, szkolenia personelu, nadzorująca i monitorująca pracę personelu, uczestnicząca w planowaniu opieki nad pacjentem z zakażeniem szpitalnym. Zgodnie z ustawą o zwalczaniu zakażeń  liczba pielęgniarek epidemiologicznych powinna być nie mniejsza niż 1 na 200 łóżek szpitalnych.  W 6 kontrolowanych szpitalach posiadających powyżej 200 łóżek nie zapewniono ustawowej liczby takich pielęgniarek. W dwóch mazowieckich szpitalach w skład Zespołu Kontroli Zakażeń Szpitalnych powołano tylko po jednej pielęgniarce, mimo, że szpitale te posiadały odpowiednio 354 i 564 łóżka. Dyrektor jednego z nich brak drugiej pielęgniarki tłumaczył trudnościami finansowymi. Jednak, w trakcie kontroli NIK zamieszczone zostało internetowe ogłoszenie o naborze na stanowisko pielęgniarki epidemiologicznej. Dyrektor drugiego poinformował, że też trwa nabór na to stanowisko. Zdaniem NIK, bezpośrednia podległość pielęgniarki epidemiologicznej kierownikowi danej jednostki zapewniłaby jej samodzielność w realizacji obowiązków i wzmocniłaby jej pozycję w kontaktach z personelem lekarskim.

Wiele uchybień dostrzeżonych przez NIK dotyczyło działalności Zespołów Kontroli Zakażeń Szpitalnych. W trzech szpitalach Zespół nie wywiązywał się z ustawowego obowiązku konsultowania osób podejrzanych o zakażenie lub chorobę zakaźną oraz tych, u których je wykryto. W pięciu brakowało dokumentacji o przeprowadzeniu takich konsultacji.

Odrębną sprawą jest dokumentowanie w szpitalach zakażeń.Analiza kart rejestracji wykazała, że były one sporządzane przez lekarzy nierzetelnie, często z pominięciem wielu danych.NIK skontrolowała 696 losowo wybranych kart. W 18 % z nich nie opisano czynników ryzyka, w 23 % nie podano zastosowanego leczenia antybiotykowego, w ponad 15 % nie odnotowano wykonania badania mikrobiologicznego, w 4 % nie określono postaci klinicznej zakażenia a w 3 % nie podano danych pacjenta. Ponadto 246 kart lekarze wystawili z opóźnieniem sięgającym do 288 dni. W dwóch szpitalach w ogóle nie prowadzono takiego rejestru, co było niezgodne z ustawą o zwalczaniu zakażeń. W jednym ze szpitali w województwie kujawsko – pomorskim nie prowadzono rejestru zakażeń i czynników alarmowych a wyniki badań mikrobiologicznych były rejestrowane w zeszytach prowadzonych na poszczególnych oddziałach. W dwóch przypadkach nie wykazano ujawnionych w badaniach patogenów alarmowych. Adnotacje nie zawierały m.in. daty otrzymania wyniku badań, informacji o potwierdzeniu lub braku wystąpienia patogenu alarmowego czyli drobnoustroju wyjątkowo opornego na działanie leków. Adnotacje obejmowały tylko liczbę stwierdzonych i rozpoznanych zakażeń. W jednym ze śląskich szpitali od 5 lipca do 30 października 2017 r. nie prowadzono rejestru z powodu awarii systemu informatycznego. W czasie kontroli NIK rejestr uruchomiono i do 9 listopada 2017 r. wprowadzono dane 284 pacjentów z 2016 r. W ocenie Izby sporządzanie kart rejestracji z opóźnieniem nie pozwalało na bieżące prowadzenie rejestru zakażeń i utrudniało wiarygodne określenie sytuacji epidemiologicznej szpitala.

A to w konsekwencji doprowadziło do braku precyzyjnych danych o sytuacji epidemiologicznej kraju. Według danych Narodowego Funduszu Zdrowia, w okresie objętym kontrolą (od 2015 r. do końca I półrocza 2017 r.) hospitalizowanych z powodu sepsy było 51 537 pacjentów a według danych Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny – 2 640. Tymczasem, w każdym z 18 skontrolowanych przez NIK szpitalu wystąpiły przypadki sepsy, w sumie 937 zachorowań.

Centrum Systemów Informacyjnych Ochrony Zdrowia, które gromadzi informacje z rocznych sprawozdań przesyłanych przez szpitale, wskazuje, że w 528 szpitalach stacjonarnych spośród 936 funkcjonujących w Polsce, a więc w ponad połowie, na koniec 2016 r. nie wykazano danych o pacjentach leczonych z powodu zakażenia i zgonów z tego powodu. Nieprawidłowości związane z wykazywaniem błędnych danych stwierdzono w siedmiu placówkach.

NIK ustaliła, że w kontrolowanych szpitalach liczba zakażeń związanych z udzielaniem świadczeń łącznie wyniosła 11 916. Natomiast zakażenie szpitalne zdiagnozowano u 11 488 pacjentów. Jako bezpośrednią przyczynę zgonu, zakażenie szpitalne wskazano  219 pacjentów, tj. ok. 1 % ogólnej liczby zgonów (22 167).

O braku wiarygodnych danych świadczą przeprowadzone tzw. badania punktowe. To badania zorganizowane w Polsce zgodnie z zaleceniem Rady Europy. Koordynowali je naukowcy z Collegium Medicum w Bydgoszczy, Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu i Narodowego Instytutu Leków w Warszawie.  Te badania punktowe wykazały, że liczba zakażeń szpitalnych może być nawet 5-krotnie wyższa, niż wynika to z danych Ministerstwa Zdrowia prezentowanych w mapach potrzeb zdrowotnych.

W Polsce w kontrolowanym okresie mogło dojść do ok. 400 tys. zakażeń rocznie.A to przekłada się na wydatki. Niestety żaden z kontrolowanych szpitali nie dysponował precyzyjnymi danymi dotyczącymi kosztów poniesionych w związku z wystąpieniem zakażenia. Analizy były prowadzone jedynie przez część szpitali, a koszty wyliczano w sposób uproszczony.  W 7 z kontrolowanych szpitali nie prowadzono ewidencji księgowej kosztów związanych z leczeniem zakażeń, np. w jednym ze szpitali w województwie warmińsko – mazurskim nie było danych dotyczących m.in. szacunkowych kosztów związanych z przedłużeniem leczenia pacjentów, u których wystąpiło zakażenie. Dyrektor tłumaczył tę sytuację niedoskonałością posiadanych narzędzi informatycznych. W pozostałych 11 szacunkowe koszty związane z przedłużeniem leczenia w kontrolowanych szpitalach wyniosły grubo ponad 85 milionów zł.

Zakażenia powodują wydłużenie czasu pobytu chorego w szpitalu. Średni pobyt  wynosił nieco ponad 5 i pół dnia. Zakażenie wydłużało ten czas do ponad 16 dni. Jak wynika z wyjaśnień dyrektorów szpitali, wydłużony czas leczenia jest głównym czynnikiem wpływającym na koszty leczenia pacjenta z zakażeniem.

Nie wszystkie szpitale realizowały zalecenia i decyzje organów Państwowej Inspekcji Sanitarnej w wyznaczonym terminie. Trzeba jednak przyznać, że większość podjęła działania w tym kierunku.

NIK zwraca też uwagę na niedostateczną liczbę badań mikrobiologicznych a to one pozwalają wcześnie wykrywać zakażenia i ustalać skuteczne antybiotyki. Średnia liczba takich badań w przeliczeniu na 1 łóżko szpitalne w danym roku była ok. dwukrotnie niższa niż w krajach Unii.

W trakcie kontroli okazało się, że 3 szpitale nie mają izolatek co jest niezgodne z ustawą o zwalczaniu zakażeń.

W cieple, wilgoci i brudzie bakterie, wirusy, grzyby  znajdują znakomite warunki do przetrwania i namnażania. Dlatego tak istotną rolę w zapobieganiu zakażeniom odgrywa czystość np. instalacji wentylacyjnych i klimatyzacji. Niestety w 5 szpitalach, jak ustaliła NIK, nie dokonywano okresowych przeglądów takich urządzeń zgodnie z zaleceniami producenta oraz nie dokumentowano czynności serwisowych. W jednym z mazowieckich szpitali nie zapewniono skutecznej wentylacji w pomieszczeniach sanitarno – higienicznych i łazienkach dla pacjentów. Brakowało też dokumentacji z okresowych przeglądów, czyszczenia, dezynfekcji bądź napraw urządzeń wentylacyjnych. Także w tym szpitalu powiatowy inspektor sanitarny nakazał doprowadzenie jakości wody do stosownych wymagań. W połowie kontrolowanych szpitali w ciepłej wodzie przekroczona była dopuszczalna norma obecności pałeczek Legionella.

Wnioski

Ustalenia kontroli NIK wskazują na konieczne wprowadzenie systemowych zmian, które powinny wpłynąć na poprawę sytuacji epidemiologicznej w polskich szpitalach. Kontrola wykazała, że mechanizm zapobiegania zakażeniom szpitalnym nie jest skuteczny a to stanowi zagrożenie dla zdrowia i życia pacjentów. Zła sytuacja finansowa części szpitali oraz niedobór wykwalifikowanej kadry medycznej powoduje, że nałożone przez prawo obowiązki nie są wykonywane rzetelnie co spowodowało rozprzestrzenienie się w kilku regionach Polski lekoopornych bakterii. Wadliwie działający system zbierania danych o zakażeniach doprowadził do braku pełnego obrazu skali zakażeń i rodzaju patogenów. NIK skierowała swoje wnioski do ministra zdrowia, kierowników szpitali i Inspekcji Sanitarnej.

17 MAJA 2018 07:00

Tekst i ilustracje pochodzą ze strony www.NIK.gov.pl . Pełny tekst raportu można znaleźć TUTAJ

 

Brak komentarzy do Zakażenia w szpitalach poważnym problemem

Najgroźniejsza broń biologiczna

Gdybym miał powiedzieć, którego rodzaju broni masowego rażenia boję się najbardziej, powiedziałbym, że biologicznej. Moim zdaniem, jest ona bardziej perfidna, niż chemiczna i atomowa.

Gdybym miał powiedzieć, którego rodzaju broni masowego rażenia boję się najbardziej, powiedziałbym, że biologicznej. Moim zdaniem jest ona bardziej perfidna niż broń jądrowa i chemiczna.

Zobacz odcinek:       https://youtu.be/raMiib2O28k

Tworząc ranking najgroźniejszych rodzajów broni zacząłem się zastanawiać, jakie kryteria powinienem wziąć pod uwagę. Na pewno skalę i skuteczność rażenia, koszty produkcji i dostępność komponentów, zaawansowanie technologiczne i łatwość zatrudnienia specjalistów. Nie bez znaczenia jest także to czy po użyciu można zająć zdobyty teren, czy też trzeba latami czekać, aż „czynnik zabijający” się zneutralizuje.

Organizmy chorobotwórcze, które wywołują tak groźne choroby jak cholerę, ospę, dur brzuszny, plamisty, dżumę czy żółtą febrę, a także grypę można zdobyć stosunkowo łatwo w licznych bankach genetycznych, znajdujących się przy dużych ośrodkach naukowych. Znane są przypadki kiedy państwom rządzonym przez dyktatorów, chorobotwórcze bakterie czy wirusy dostarczała firma kurierska. Koszty produkcji broni biologicznej są bardzo małe.

Do rozmnażania bakterii wystarczy wiedza zdobyta na podstawowym kursie biologii, a można to robić w niewielkim laboratorium, które można umieścić właściwie wszędzie. Do rozmnażania na masową skalę groźnych organizmów można użyć kadzi, które wykorzystuje się np. do … warzenie piwa.

Broń biologiczna jest bardziej perfidna niż chemiczna. Można rozsiać nad wybranym terenem bakterie, które np., zniszczą uprawy i doprowadzając mieszkańców do głodu, albo gospodarkę do upadku. To się nazywa terroryzm socjoekonomiczny. W taki sam sposób można zabić wszystkie zwierzęta hodowlane. Zarazki nie muszą być zrzucane z samolotów, mogą być roznoszone przez owady czy gryzonie. W rzeczywistości historia zna takie przypadki.

W 1940 roku, na chińskie miasta, Japończycy rozrzucili zakażone dżumą pchły, wywołując epidemię. Ale to nie był pierwszy przypadek użycia broni biologicznej. W starożytności zatruwano studnie wrzucając do nich zdechłe zwierzęta, a nierzadko zdarzało się, że w czasie oblężenia z katapult w kierunku miast wystrzeliwano zwłoki ludzi czy zwierząt, które zmarły na jakąś chorobę zakaźną. W czasie jednej z wojen pod koniec XV wieku Hiszpanie skazili wino w Neapolu krwią trędowatych.

Bardzo trudno powiedzieć kiedy po raz ostatni mieliśmy do czynienia z atakiem bronią biologiczną. W zależności od wykorzystanego patogenu, od ataku do epidemii może minąć nawet kilka tygodni. W innych przypadkach skutki chorobotwórcze mogą nastąpić niemalże natychmiast po ataku. Nawet gdybyśmy wiedzieli że właśnie zrzucono na nas, wpuszczono do wody w wodociągach, albo do wentylacji w budynku chorobotwórcze bakterie, niewiele możemy zrobić. Szybka i wysoka dawka antybiotyków? Tak, ale tylko wtedy, gdy wiemy czym zaatakowano. A określenie tego wcale nie jest takie proste. Testy wyszkolonych grup ludzi (muszą jeszcze znajdować się gdzieś w pobliżu) mogą trwać nawet kilka godzin, a jest to czas w którym większość bakterii już się w organizmie „zadomowiła”. Nawet jednak, gdyby od razu było wiadomo jakimi bakteriami zaatakowano, z symulacji robionych w USA wynika, że skuteczny atak biologiczny bakteriami wąglika tylko na jedno większe miasto zaowocowałby zużyciem całych krajowych zapasów antybiotyków w ciągu dwóch tygodni.

A co się stanie gdy na czynnik biologiczny nie ma antybiotyków? Jeden z twórców radzieckiego programu broni biologicznej Ken Alibek po ucieczce do USA mówił wprost, że celem radzieckich naukowców pracujących nad bronią biologiczną było produkowanie takich bakterii i wirusów, na które nie ma szczepionek ani antybiotyków. W praktyce jedna grupa naukowców produkowała metodami inżynierii genetycznej zabójczy organizm, a druga próbowała znaleźć antidotum. Jak się to NIE udawało, uznawano czynnik za idealny do użycia. Usilnie pracowano – a może dalej się to robi – nad zwiększeniem tzw. wirulencji bakterii czy wirusów, których naturalną szkodliwość uznano za niewystarczającą. Wirulencja to zdolności do wniknięcia, namnożenia się oraz uszkodzenia tkanek. Stwarzano także szczepy, które w naturze nie występują, łącząc np. najbardziej groźne cechy dwóch bakterii. Można było mieć pewność, że wróg na pewno nie ma na taki czynnik ani szczepionki ani antybiotyku. W ten sposób powstawały nowe odmiany wirusa ospy i wirusa Marburg.

Broń biologiczna jest groźniejsza od chemicznej jeszcze pod jednym względem. Jest samopowielająca się. Jej zabójcze działanie może się potęgować z biegiem czasu.Drobnoustroje rozsiane podczas ataku biologicznego rozmnażają się w organizmach ofiar i dalej rozprzestrzeniają się same. Tak właściwie wcale nie trzeba dużej ilości bakterii, żeby zarazić sporą grupę ludzi. Niewielka ilość bakterii wąglika – które w formie przetrwalnikowej wyglądają jak kakao – można przetransportować wszędzie. Nawet najbardziej drobiazgowe kontrole nic tutaj nie pomogą.

Broń biologiczna ma jednak dosyć istotną wadę z punktu widzenia prowadzenia wojny. Na długi czas może skazić zaatakowany teren. Brytyjczycy w czasie testów skuteczności laseczek wąglika pod koniec II Wojny Światowej skazili na 50 lat tereny szkockiej wyspy Gruinard. Oczywiście z punktu widzenia terrorystów, skażenie to żadna wada. Terroryści zwykle nie zajmują zaatakowanych przez siebie terenów.

Podsumowując. Broń biologiczna jest łatwa w użyciu i transporcie. Można ją – np. wąglik – przesłać nawet listem. Sama się powiela a jej wyprodukowanie – mówię tutaj o najbardziej dostępnych szczepach – nie wymaga dużej wiedzy. Dla terrorystów jest mniej dostępna niż niektóre trujące gazy, a jej sporym minusem jest to że zostawia za sobą skażony teren. Z kolei plusem jest to, że używający tej broni może zostać niewykryty. Śmierć ludzi, zwierząt, zagłada upraw może wystąpić wiele dni a nawet tygodni po użyciu tej broni.

Brak komentarzy do Najgroźniejsza broń biologiczna

Najnowocześniejsza broń chemiczna

Jak działa broń chemiczna? Szybko i boleśnie. Bardzo boleśnie i bardzo okrutnie. Gdy po raz pierwszy na masową skalę zastosowali ją Niemcy w czasie I Wojny Światowej, cześć niemieckich dowódców meldowała do sztabu, że stosowanie takiej broni to hańba dla prawdziwych żołnierzy.

Jak działa broń chemiczna? Szybko i boleśnie. Bardzo boleśnie i bardzo okrutnie. Gdy po raz pierwszy na masową skalę zastosowali ją Niemcy w czasie I Wojny Światowej, cześć niemieckich dowódców meldowała do sztabu, że stosowanie takiej broni to hańba dla prawdziwych żołnierzy.

Teoretycznie broni chemicznej nie wolno badać ani produkować. Tak mówią międzynarodowe traktaty. W praktyce w ostatnich latach miało miejsce przynajmniej kilka ataków chemicznych. Ostatni, kilka tygodni temu miał miejsce w Syrii. Sposoby działania broni chemicznej są różne bo wiele zależy od zastosowanej substancji. Generalnie jednak wszystkie gazy bojowe dzieli się na pięć kategorii.

I Wojna Światowa. Jeden z pierwszych (a może pierwszy) atak gazowy z użyciem chloru. Gaz wypuszczano z butli zakopanych w ziemi.

Pierwszym gazem bojowym zastosowanym na polu walki był chlor. Wykorzystali go Niemcy podczas I Wojny Światowej. Chlor, ale też fosgen należy do środków krztuszących. Ich działanie polega głównie na podrażnieniu i paraliżu dróg oddechowych. W skutek tego dochodzi do ich śmiertelnego oparzenia wewnętrznych organów. Środki działające na drogi oddechowe są mało skuteczne, gdy żołnierze mają maski. W pierwszej wojnie światowej maski wprowadzono jednak dopiero po tym jak dziesiątki tysięcy ludzi w konwulsjach udusiło się w okopach.

Druga grupa to środki duszące. Wbrew nazwie nie chodzi jednak o sparaliżowanie układu oddechowego, ale o zablokowanie hemoglobiny, cząsteczki znajdującej się w czerwonej krwince, której celem jest roznoszenie tlenu po organizmie. Człowiek oddycha normalnie, ale w ciągu kilkudziesięciu sekund i tak się dusi. Tlen nie jest z płuc transportowany, a dość okrutna śmierć następuje z powodu obumierania mózgu. Środkiem duszącym jest Cyklon-B, którym zabijano w komorach gazowych, ale także cyjanowodór, który Niemcy stosowali w czasie II wojny światowej.

Trzecia i chyba najgroźniejsza bo najskuteczniejsza grupa to środki paralityczno-drgawkowe. Blokują one komunikację pomiędzy komórkami nerwowymi. To tak jak gdyby duży organizm jakim jest miasto odciąć od sieci elektrycznej i telekomunikacyjnej. Totalny chaos informacyjny i paraliż. Przykładami środków paralityczno-drgawkowych są tabun, sarin, soman czy VX. Sarinu użyły kilka lat temu wojska rządowe w Syrii. W wyniku ataku zmarło około 1700 cywilów.

Grupę czwartą stanowią środki parzące. Takim jest np. gaz musztardowy zwany także Iperytem od nazwy miejscowości w Belgii, gdzie w I Wojnie Światowej został po raz pierwszy użyty. W ciągu kilkunastu minut zmarło wtedy w męczarniach kilkadziesiąt tysięcy Brytyjczyków i Francuzów. W wyniku jednego ataku. Grupa podobna a może i większa zmarła w kolejnych dniach i tygodniach. Niemieccy naukowcy szukali gazu, który będzie zabijał przez skórę nawet tych,
którzy mają maski. I tak wynaleźli gaz musztardowy.

I ostatnia grupa to środki halucynogenne. One nie zabijają, ale powodują czasową niedyspozycję. Do tej grupy zalicza się LSD czy BZ, czyli Chinuklidynobenzylan, który był stosowany przez Amerykanów w Wietnamie.

Bojowym środkiem trującym może być wiele związków, które powszechnie są wykorzystywane w przemyśle chemicznym czy medycynie. Ich nie trzeba produkować, je wystarczy kupić i użyć. Dobrym przykładem może być fosgen. Wykorzystuje się go w przemyśle tekstylnym i farmaceutycznym. Gdyby wpuścić go do wentylacji wieżowca, jeden litr w kilka chwil uśmierciłby on tysiące ludzi. Inny przykład to jad kiełbasiany inaczej zwany botuliną. W medycynie kosmetycznej niewielkie ilości tej toksyny wstrzykuje się pod skórę by pozbyć się zmarszczek. To tzw. botox. Dorosły człowiek umiera w męczarniach po wchłonięciu milionowych części grama tej trucizny. Cyjanowodór używa się w przemyśle a iperytem
traktowano komórki rakowe.
Broń chemiczna – z punktu widzenia atakującego – ma wiele innych zalet. Tak szybko jak się pojawia, tak samo szybko znika. Np. sarin jest niebezpieczny zaledwie przez 4 godziny. Iperyt staje się nieszkodliwy po najwyżej kilku dniach. Dodatkową zaletą broni chemicznej jest to, że po jej użyciu wybucha panika. A skutki paniki mogą być groźniejsze od samego ataku.

Reasumując. Z trzech broni masowego rażenia, czyli broni jądrowej, biologicznej i chemicznej, to ta ostatnia jest najtańsza w produkcji i wymaga najmniejszej wiedzy. Choć to dotyczy raczej ataków terrorystycznych, w niektórych sytuacjach wcale nie trzeba się o trujący gaz starać, a wystarczy w odpowiednim momencie wysadzić cysternę przewożącą chemikalia. Cysterny z chlorem czy amoniakiem przejeżdżają przez centra wielu dużych miast.
Ostatnie ataki bronią chemiczną miały miejsce w Syrii, gdzie armia rządowa przy współpracy z armią rosyjską zrzuciła na miasto Duma kilka, może kilkanaście ładunków wypełnionych gazem. Świadkowie mówili, że w powietrzu zaczął się unosić jabłkowy zapach. To sarin. Najpierw pojawia się poczucie niepokoju, potem zwężone źrenice, drgawki, ślinotok i paraliż mięśni, w tym mięśni oddechowych, w końcu śmierć w konwulsjach. Podobnie opisywano ataki, jakie przed wielu laty przeprowadzali na kurdyjskie wioski żołnierza Saddama Husajna.

Profesor Fritz Haber, twórca pierwszych gazów bojowych. Z wykształcenia chemik, po I Wojnie Światowej został uhonorowany Nagrodą Nobla z chemii.

I na koniec jeszcze jedno.
Broń chemiczną zawdzięczamy prof. Fritzowi Haberowi. Po przegranej przez Niemcy I wojnie, Haber był pewien aresztowania i sądu wojennego. Tymczasem rok po zakończeniu wojny, został laureatem nagrody Nobla z chemii. Dzięki tej nagrodzie i powszechnemu szacunkowi Heber mógł kontynuować swoje prace a w ich efekcie wynalazł m.in. cyklon B.

4 komentarze do Najnowocześniejsza broń chemiczna

Co gdzie pada? Diamenty na Uranie!

U nas słowo deszcz, albo śnieg kojarzy się z wodą, bo w zasadzie tylko woda spada na naszą głowę. Na innych planetach i księżycach z nieba spada kwas siarkowy, metan, krople żelaza, ciekłe szkło, a nawet diamenty.

U nas słowo deszcz, albo śnieg kojarzy się z wodą, bo w zasadzie tylko woda spada na naszą głowę. W rzeczywistości sprawa jest bardziej złożona bo woda wodzie nierówna. Mamy grad, mamy śnieg, mamy szadź, szron, krupy no i kropelki ciekłej wody. To jednak tylko różne fizyczne postaci wody, z chemicznego punktu widzenia woda to woda. H2O. A co spada na powierzchnię innych globów? Na razie nie znaleźliśmy planety czy księżyca, na których byłyby wodne deszcze czy wodny śnieg. Ale to wcale nie znaczy, że poza Ziemia nie pada. Nie trzeba daleko szukać, wystarczy spojrzeć na naszą siostrzaną planetę Wenus na której z chmur pada kwas siarkowy 1.

Chmury

No właśnie. Z chmur. Po to żeby cokolwiek padało na powierzchnię globu, muszą być spełnione pewne warunki. Po pierwsze na takim globie musi istnieć atmosfera. A w niej chmury. W zależności od tego z czego te chmury się składają, jaki jest skład całej atmosfery, jakie panuje w niej ciśnienie oraz temperatura, mogą powstawać deszcze np. kwasu siarkowego. Tutaj warto zwrócić uwagę na pewien wyjątek. Gdy jakiś glob jest aktywny geologicznie czy sejsmicznie i występują na nim wulkany albo gejzery, możliwa jest sytuacja w której na niewielką powierzchnię tego globu, mimo braku atmosfery, pada to, co wyrzuciły gejzery. Tak jest np. na jednym z księżyców Saturna, Enceladusie 2. Na jego powierzchni wybuchają lodowe gejzery. Ale nie takie jak te ziemskie, z których na wysokość najwyżej kilkudziesięciu metrów strzela gorąca woda. W przypadku Enceladusa w przestrzeń – księżyc nie ma atmosfery – wylatują kryształki lodu. Tylko bardzo niewielka ich część opada na powierzchnię księżyca, większość zasila pierścienie Saturna. Konkretnie pierścień E Saturna. W dłuższej perspektywie, rzędu tysięcy lat, materiał wyrzucany przez Enceladusa opada na powierzchnię samego Saturna. Gejzery wyrzucają maleńkie kryształki lodu z prędkością ponad 1400 km/h na wysokość 1500 kilometrów nad powierzchnię księżyca.

Kwas na Wenus

A wracając do Wenus. Większość informacji o ukształtowaniu powierzchni Wenus czerpiemy ze zdjęć radarowych. Atmosfera Wenus jest prawie 100 razy cięższa niż ziemska, mimo że Ziemia i Wenus to planety o bardzo podobnej wielkości. Ciśnienie przy powierzchni planety jest ponad 90 razy wyższe niż ciśnienie przy powierzchni ziemi 3. Co ciekawe, uważa się, że kiedyś atmosfery ziemi i Wenus były do siebie bardzo podobne, a na powierzchni Wenus była ciekła woda 4. Z jakiegoś jednak powodu tam rozpoczął się galopujący efekt cieplarniany. Dzisiaj przy powierzchni planety panuje temperatura 460 st C, a atmosfera to głównie dwutlenek węgla i trochę azotu. Grube chmury, zakrywają Wenus tak szczelnie, że do jej powierzchni trafia zaledwie 1proc. światła słonecznego które pada na planetę. Te chmury zbudowane są z dwutlenku siarki. W wensujańskiej atmosferze zdarzają się burze a nawet wyładowania atmosferyczne. Wydaje się, że nawet jeżeli coś pada z tych chmur, nie dolatuje do powierzchni planety. Wyjątkiem są szczyty pasm górskich, gdzie panuje niższa temperatura 1.  Sonda Magellan wykryła na szczytach górskich jakąś odbijającą światło substancję. Coś, co na ziemi bez wątpienia byłoby śniegiem. Biorąc pod uwagę skomplikowaną chemię wenusjańskiej atmosfery nie ma pewności czy tym czymś jest siarczek ołowiu, metaliczny tellur czy właśnie kwas siarkowy.

Metan i diamenty

Na Wenus panuje prawdziwe gorące piekło, z kolei zimne piekło panuje na Tytanie, jednym z księżyców Saturna. To jedyny księżyc w naszym układzie planetarnym, który ma gęstą atmosferę. Ta atmosfera jest zresztą gęstsza od atmosfery ziemskiej. Jest jeszcze coś. Tytan jest jedynym nam znanym globem, na którym jest znajdują się zbiorniki ciekłej substancji 5. Tą substancją jest metan. Atmosfera Tytana składa się z azotu z niewielką ilością argonu, metanu, etanu i acetylenu . Ta niewielka ilość jednak wystarczy, by z gęstych chmur padał ciekły metan i etan. Na zdjęciach z powierzchni księżyca widać rzeki i kanały, widać dopływy do jezior a nawet delty rzek. Największy znany zbiornik Kraken Mare ma wielkość Morza Kaspijskiego. Tytan jest znacznie mniejszy od Ziemi i tylko trochę większy od naszego Księżyca, a to znaczy, że w skali globu Kraken Mare jest prawdziwym oceanem. Na powierzchni którego widać zresztą wyspy i całe atole. Gdyby na powierzchni księżyca był tlen, cały glob wyleciałby w powietrze… Tlenu tam jednak nie ma.

Obserwowanie opadów na Tytanie jest dość skomplikowane, bo najpewniej pojawiają się one sezonowo a pory roku zmieniają się tam co wiele ziemskich lat.  Jeszcze trudniejsza jest jednak obserwacja tego co dzieje się w atmosferze Naptuna. To gazowy olbrzym, o którego twardej powierzchni trudno nawet spekulować. Na Neptunie chmury zbudowane są w zależności od wysokości i ciśnienia z amoniaku, siarkowodoru, wodorosiarczku amonu, siarkowodoru i wody 6. Bardzo skomplikowana fizyka i chemia jaka stoi za procesami które dzieją się w grubych atmosferach gazowych olbrzymów takich jak Neptun, Saturn, Jowisz czy Uran nie jest jeszcze zrozumiała, ale przypuszcza się, że wchodząc coraz głębiej w atmosferę Neptuna temperatura wzrasta do bardzo wysokich wartości liczonych w tysiącach stopni. Przypuszcza się, że na głębokości kilku tysięcy kilometrów, w głąb atmosfery Neptuna wysokie ciśnienie i temperatura powodują rozkład metanu w wyniku którego powstają kryształy węgla, czyli diamenty7 . Te diamenty – zdaniem naukowców – opadają w kierunku twardego jądra planety tak jak kryształy wody, opadają na powierzchnię Ziemi jako śnieg.

Jeszcze głębiej atmosfery Neptuna jest woda jonowa, która jeszcze głębiej staje się przewodnikiem superjonowym i skrystalizowany tlen.  A wracając do deszczy diamentów, te mogą występować nie tylko w supergęstej atmosferze Neptuna ale także na Uranie. Atmosfery tych dwóch gigantów muszą się jednak od siebie różnić składem, bo choć w obydwu znajduje się sporo metanu, Neptun jest niebieski, a Uran ma kolor cyjanu.

Szkło i żelazo

I jeszcze dwie planety pozasłoneczne na koniec. Ich bezpośrednia obserwacja jest ekstremalnie trudna. Owszem możemy zarejestrować ich istnienie, masę, okres obiegu wokół swoich gwiazd i odległość od tych gwiazd. Z tych informacji można wyciągać pewne wnioski na temat warunków jakie panują na tych planetach. W przypadku niektórych planet udaje się o nich powiedzieć nieco więcej. Jedną z takich planet jest HD 189733 b, która znajdującej się w odległości około 60 lat świetlnych od Ziemi8. Obserwując spolaryzowane światło rozpraszane przez atmosferę tej planety odkryto w niej metan, dwutlenek węgla i krzem. Wiatr na powierzchni planety wieje z prędkością kilkukrotnie większą, niż prędkość dźwięku. Zdaniem naukowców z NASA na tej planecie padają deszcze płynnego krzemu, czyli w pewnym przybliżeniu deszcze roztopionego szkła9. I druga planeta OGLE-TR-56b odkryta zresztą przez Polaka Macieja Konackiego10. Planeta krąży wokół swojej gwiazdy w odległości 17 krotnie mniejszej niż odległość Merkurego od Słońca. Jest bez wątpienia gazowym olbrzymem, dużo większym od Jowisza. Została odkryta metodą tranzytu. Nie ma na to żadnych dowodów, ale naukowcy spekulują, że na planecie padają deszcze płynnego żelaza11.

Patrząc na to wszystko, żelazo, metan, kwas siarkowy, jakoś przestaje mi przeszkadzać wodny deszcz. Nawet jak leje kilka dni z rzędu 😉

 

źródła:

  1. phys.org/news/2016-12-weather-venus.html
  2. www.space.com/32844-saturn-moon-enceladus-surprising-plumbing-mystery.html
  3. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Solar/venusenv.html
  4. www.universetoday.com/22551/venus-compared-to-earth/
  5. www.nasa.gov/feature/jpl/cassini-explores-a-methane-sea-on-titan
  6. https://www.space.com/18922-neptune-atmosphere.html
  7. https://www.sciencealert.com/scientists-recreate-the-diamond-rains-of-neptune-and-uranus-in-the-lab
  8. https://en.wikipedia.org/wiki/HD_189733_b
  9. https://www.nasa.gov/image-feature/rains-of-terror-on-exoplanet-hd-189733b
  10. https://en.wikipedia.org/wiki/OGLE-TR-56b
  11. https://www.astrobio.net/meteoritescomets-and-asteroids/new-world-of-iron-rain/

 

1 komentarz do Co gdzie pada? Diamenty na Uranie!

Fizyka i jajka

Kiedyś dziecko zapytało mnie jak to możliwe, że kura nie zgniata jajka, które wysiaduje. W sumie to pytanie można by zadać inaczej. Jak to jest możliwe, że średniowieczne katedry są tak wytrzymałe? Wbrew pozorom odpowiedź na obydwa pytania jest taka sama. Chodzi o kształt.

Kiedyś dziecko zapytało mnie jak to możliwe, że kura nie zgniata jajka, które wysiaduje. W sumie to pytanie można by zadać inaczej. Jak to jest możliwe, że średniowieczne katedry są tak wytrzymałe? Wbrew pozorom odpowiedź na obydwa pytania jest taka sama. Chodzi o kształt.

To może trochę niekonwencjonalne postepowanie, ale żeby dobrze zrozumieć to zagadnienie, warto wybrać się do starej katedry… z jajkiem właśnie. Wielka Sobota i świecenie potraw temu sprzyja. W końcu w koszyczkach mamy też jajka. Mając to jajko w dłoni (albo w pamięci), warto w takim starym kościele spojrzeć w górę, na łuki które podtrzymują sklepienie. Okazuje się, że ich krzywizna jest bardzo podobna do krzywizny jajka. Wszystkie ptasie jajka, niezależnie od gatunku, mają podobny kształt. Mają węższy czubek i nieco szerszy. Oraz mają wydłużone boki. Gdy jajko leży na boku, nie jest specjalnie odporne na nacisk. Gdy jednak stoi na sztorc, jest w stanie wytrzymać naprawdę sporo.

Jajko w katedrze

Jak sporo? Nietrudno jest zrobić eksperyment w którym na trzech kurzych jajkach można utrzymać nawet 100 kilogramowy ciężar. Jest tylko jeden warunek, jajka muszą być ustawione idealnie na sztorc. Wtedy siła przyłożona od góry jest idealnie rozłożona na boki, a jajku (i jego zawartości) nic się nie dzieje. Podobnie jest w katedrach, akweduktach czy mostach łukowych. Siła przyłożona od góry, rozkłada się na boki. W jajku, dodatkowo ogromną rolę spełnia konstrukcja samej skorupki. Jej zewnętrzna warstwa jest twarda i mało elastyczna, a wewnętrzna błona – przeciwnie – miękka i bardzo elastyczna. Gdy te dwie warstwy zostaną z sobą zespolone (sklejone), są w stanie przetrwać naprawdę spore siły. Pod jednym warunkiem. Że warstwa twarda i nieelastyczna jest na zewnątrz. Innymi słowy, gdyby zamienić kolejność warstw i skorupkę jajka z zewnątrz otoczyć cienką błoną, cała konstrukcja nie byłaby tak wytrzymała. Jajko to wciąż nieosiągalny dla inżynierów ideał. Kształt, grubość i kolejność poszczególnych warstw, jest nie do skopiowania. A wszystko po to, by jajko mogło wytrzymywać duży nacisk z zewnątrz, ale by było stosunkowo łatwe do rozbicia od wewnątrz. Wykluwające się pisklę nie ma przecież wiele siły. Co ciekawe, u przeważającej części ptaków, pisklęta na czubku dzioba mają mały haczyk, który służy do zerwania wewnętrznej błony chwilę przed wykluciem. Rozbicie reszty skorupki jest wtedy łatwiejsze.

 Ale oczywiście jajko nie tylko z punktu widzenia sztuki inżynierskiej jest ciekawe. Wielu z nas, nie wyobraża sobie kuchni bez jajecznych potraw. Bez ciasta, jajecznicy czy makaronów. A przede wszystkim, bez jajka gotowanego w wodzie. I choć powszechnie uważa się, że ugotowanie jajka na twardo to łatwizna, w rzeczywistości nie jest to takie proste. Oczywiście, można jajko wrzucić do wody i gotować przez pół godziny. Pewność, że będzie na twardo jest całkowita (chyba że robimy na to na szczycie bardzo wysokiej góry, gdzie temperatura gotowania wody jest znacząco niższa niż 100 st C), ale to wcale nie znaczy, że jajko będzie smaczne.

Co białe a co żółte

Nie trzeba być naukowcem (a wystarczy być nawet nieogarniętym kucharzem), by wiedzieć, że jajko składa się z białka i  żółtka. To pierwsze to głównie woda i tylko w około 10 proc. rozpuszczone w niej proteiny. W surowym jajku, białko jest przezroczyste, bo cząsteczki protein pozwijane są w kłębki. Ze wzrostem temperatury te kłębki zaczynają się rozwijać, a osobne do tego momentu cząsteczki protein łączą się ze sobą. Tworzy się nieuporządkowana plątanina „proteinowych nitek”, a to z jednej strony powoduje, że białko nie jest już płynne tylko coraz bardziej galaretowate, a z drugiej strony staje się coraz mniej przezroczyste. Gdy białko jajka kurzego jest już całkowicie białe, mówimy że jest ugotowane. Bliższe prawdzie jest stwierdzenie, że jest ścięte, choć tak właściwie powinno się chyba mówić, że doszło do jego denaturacji. Co to takiego ? Każde białko zmienia swoją strukturę przestrzenną pod wpływem czynników fizykochemicznych. Jednym z nich jest temperatura właśnie. Część z tych zmian jest odwracalna (to tzw. zmiany struktury pierwszo- i  drugorzędowej), ale gdy sprawy zajdą za daleko, nie da się cofnąć czasu. Białko gotowane przez kilka minut w wodzie zmienia swoją strukturę nieodwracalnie. Podczas tego procesu (denaturacji właśnie) niszczone są wiązania wodorowe i tzw. mostki disulfidowe, które jak śruby trzymające rusztowanie w całości, nadają cząsteczce białka odpowiedni i charakterystyczny kształt. Gdy śruby (wiązania wodorowe) się odkręcą, rusztowanie zaczyna zachowywać się w sposób nieprzewidywalny. Co więcej, gdy runie, nie sposób wybudować go od nowa. Denaturacja białka kurzego następuje w temperaturze około 63 st. Celsjusza, dlatego trzymanie choćby nie wiem jak długo jajka w wodzie o temperaturze nawet trochę niższej od tej wartości nie spowoduje jego ścięcia. Co ciekawe żółtko jajka kurzego ścina się w temperaturze o około 5 st Celsjusza wyższej niż białko. Dzieje się tak dlatego, że w żółtku, w cząsteczki protein wplątane są cząsteczki tłuszczów. Trzeba więc trochę więcej energii (stąd wyższa temperatura), by proteiny od cząsteczek tłuszczu „uwolnić”. Dopiero potem mogą zajść opisane już wyżej zmiany w strukturze białka.

No dobrze, ale w takim razie jak to się dzieje, że jajko daje się przygotować „na miękko”, skoro gotujemy je w wodzie o temperaturze 100 st. C a tymczasem ścinanie białka i żółtka ma miejsce w temperaturze do 70 st C? Wytłumaczeniem jest rozkład temperatury i zjawisko przewodnictwa cieplnego. Nawet jeżeli z zewnątrz jajka temperatura wynosi 100 stopni, potrzeba czasu, by „doszła” ona do samego jego środka. Najpierw więc zetną się te części jajka, które są najbliżej skorupki, a dopiero na końcu te w samym środku. Jeżeli wybierze się odpowiedni moment i wyciągnie jajko z gotującej się wody, zewnętrzne białko będzie już ścięte, a znajdujące się w samym środku żółtko, jeszcze nie.  No i to jest pewna sztuka. Każda kucharka ma swoje sposoby, ale z obliczeń fizyków wynika, że dla świeżego, średniej wielkości jajka ten czas wynosi 3 minuty i 30 sekund. Po tym czasie białko już bardziej się nie zetnie, ale zacznie ścinać się żółtko.

Test na wiek

Gotowanie jajka na miękko, wydaje się być zajęciem dla kucharzy nieco już zaznajomionych ze sztuką kulinarną. Dla tych bez podstawowej wiedzy (i zegarka) pozostaje jajko na twardo. Choć z drugiej strony… Ugotowanie jajka na twardo, wbrew pozorom także wymaga pewnej wiedzy. Po pierwsze, jajka nie wrzucamy do lodowatej wody, ale też niedobrze jest je wrzucić do wrzątku. W tym drugim przypadku, najpewniej popęka jego skorupka i biało z żółtkiem wyleje się do wrzącej wody. Po drugie, nie wolno z czasem gotowania jajka przesadzać. Białka zbudowane są ze związków zwanych aminokwasami. Niektóre z nich (np. te które wchodzą w skład białka kurzego) zawierają małe ilości siarki. Gdy jajko będzie zbyt długo gotowane, wydziela się siarkowodór, gaz o charakterystycznym zapachu zgniłych… jaj. Poza tym wydzielanie tego gazu powoduje, że żółtko ugotowanego jajka otoczone jest sino-zieloną otoczką. Dlatego właśnie w najlepszych restauracjach jajko zaraz po ugotowaniu wrzuca się do lodu. Wtedy wierzchnie warstwy nie „przegrzeją” się, a wewnętrzne dojdą do odpowiedniej konsystencji. W domu z lodem trudno eksperymentować, ale ugotowane jajka można wrzucić do lodowatej wody.

Jajko do zimnej wody można jednak wsadzić w innym celu. Po to żeby sprawdzić ile czasu upłynęło od chwili jego zniesienia. We wnętrzu jajka, pod skorupką znajduje się pęcherzyk gazu. Ten gaz jest wynikiem powolnego rozpadu białek. Im starsze jest jajko, tym więcej tego gazu będzie pod skorupką. Po to żeby sprawdzić wiek jajka, można zrobić prosty test. Bąbelek gazu gromadzi się w jajku w szerszym jego czubku. Na czym ten test polega? Wystarczy jajko wsadzić do naczynia z wodą i obserwować. Świeże jajko w naczyniu z wodą leży płasko przy dnie, ale im jajko jest starsze, tym większy jest kąt pomiędzy osią jajka a dnem naczynia. Innymi słowy, im starsze jajko, tym bardziej unosi się gruby jego czubek. Gdy ten kąt wynosi mniej więcej 90 st, czyli wąski czubek jest przy dnie, a szerszy pionowo u góry, jajko ma około 30 dni. Przy kącie około 45 st. jajko ma od 12 do 15 dni. To też skoro. Najlepsze do gotowania (i jedzenia) są te jajka, które mają powyżej dwóch dni, ale nie więcej niż siedem.

Gotowanie jajek to trudna sztuka. Fizyka może oczywiście pomóc, ale nie zastąpi w kuchni… intuicji. Acha i jeszcze jedno. Nie wspomniałem o tym, że jajko powinno się trzymać w lodówce węższym czubkiem w dół. I o tym, że gdy są gotowane w niższym ciśnieniu… są podobno lepsze w smaku.

2 komentarze do Fizyka i jajka

Fizyk który nie znał granic

14 marca, zmarł urodzony 76 lat temu fizyk, Stephen Hawking. Człowiek odważny i wybitny, znany na całym świecie nie tylko z powodu teorii fizycznych, którymi się zajmował. Gdyby chcieć powiedzieć o nim jedno zdanie. Brzmiałoby ono… człowiek, który nie znał granic.

14 marca, zmarł urodzony 76 lat temu fizyk, Stephen Hawking. Człowiek odważny i wybitny, znany na całym świecie nie tylko z powodu teorii fizycznych, którymi się zajmował. Gdyby chcieć powiedzieć o nim jedno zdanie. Brzmiałoby ono… człowiek, który nie znał granic.

A granice, akurat Hawking powinien znać doskonale. Od wczesnej młodości cierpiał na stwardnienie zanikowe boczne. Choroba doprowadziła go do stanu, w którym w żadnym aspekcie życia nie był samodzielny. W żadnym, z wyjątkiem myślenia. I tutaj znowu wracamy do braku granic. Stephen Hawking był matematykiem i fizykiem teoretykiem. Zajmował się tematami tak abstrakcyjnymi, że nawet dla kolegów po fachu jego prace były niezwykle skomplikowane. Przez 40 lat swojej naukowej kariery opracował hipotezę parowania czarnych dziur, zajmował się grawitacją kwantową i opracował twierdzenie dotyczące osobliwości. Czyli takich obszarów, miejsc w których przyspieszenie grawitacyjne, albo gęstość materii mają nieskończoną wartość. W osobliwości mają nie działać prawa przyrody które znamy z naszego nie-osobliwego otoczenia.

Jak wszyscy mylił się i błądził. Wielu z tych rzeczy którymi się zajmował, nie potwierdziło się eksperymentalnie. Ale tak właśnie działa nauka. Teoretycy szukają, fizycy eksperymentalni, próbują podważyć. Zresztą podważaniem zajmował się i sam Hawking. Wielokrotnie mówił, że zabawa sztuczną inteligencję jest bardzo groźna. Mówił też, że nie mamy wyjścia, w dłuższej perspektywie, musimy opuścić Ziemię. Zresztą uważał, że kosmos jest pełen życia. „Na mój matematyczny rozum, same liczby sprawiają, że myślenie o istotach pozaziemskich jest całkowicie racjonalne. Prawdziwym wyzwaniem jest dowiedzieć się, jak te istoty mogą wyglądać – powiedział kiedyś.

Dla szerszego odbiorcy Stephen Hawking nie był jednak znany ani z prac o czarnych dziurach, ani z rachunków dotyczących osobliwości, ani tym bardziej z hipotez dotyczących grawitacji kwantowej. Był znany jako autor książki Krótka Historia Czasu, którą wydał w 1988 roku. Krótko po jej wydaniu powiedział, że jego marzeniem było napisanie książki o fizyce, którą będą sprzedawali na lotniskach. I dopiął swego. Jego książka przez wiele tygodni nie schodziła z listy bestsellerów w wielu krajach świata.

Dziesięć lat temu, obchodząc swoje 65 urodziny Hawking powiedział, że weźmie udział w suborbitalnym locie, że chce poczuć nieważkość. I poczuł. Zaledwie kilka miesięcy później fizyk znalazł się na pokładzie specjalnie dostosowanego do tego typu eksperymentów Boeinga 727. Samolot 8 razy wznosił się na wysokość około 8 kilometrów, a następnie „wyłączał” silniki i spadał w dół. Dzięki temu, biorący udział w eksperymencie ludzie, czuli w nim nieważkość. W ten sposób szkoli się ludzi, którzy zostaną wysłani w kosmos. Hawking nie zdążył polecieć na orbitę, ale spełnił swoje marzenie. W wielu wywiadach później wspominał, że w nieważkości, po raz pierwszy od 40 lat mógł się poruszać bez wózka inwalidzkiego. I znowu przekroczył granicę, która dla osób całkowicie sparaliżowanych, byłą dotychczas nieprzekraczalna.

5 komentarzy do Fizyk który nie znał granic

Czerwony wulkan

Przeglądając internet, mignęło mi zdjęcie z powierzchni Marsa. Zdjęcie największego w Układzie Słonecznym wulkanu. Gdyby był na Ziemi, stożek pokryłby prawie całą Francję. Olympus Mons – prawdziwa Góra Olimp.

Przeglądając internet, mignęło mi zdjęcie z powierzchni Marsa. Zdjęcie największego w Układzie Słonecznym wulkanu. Gdyby był na Ziemi, stożek pokryłby prawie całą Francję. Olympus Mons – prawdziwa Góra Olimp.

Do niedawna uważano, że Mars od (niemal) zawsze jest martwy geologicznie. Niemal, znaczy od bardzo długiego czasu. Ale być może ta planeta wygasłych wulkanów, jeszcze tętniła (geologicznym) życiem jeszcze kilkadziesiąt milionów lat temu. To w skali geologicznej okres dość bliski. Być może płynęła tam lawa, a wulkany wyrzucały w przestrzeń pył i głazy. Do takich wniosków doszli badacze, którzy analizowali np. dane z sondy Mars Global Surveyor (MGS). Badacze z Planetary Science Institute w Tucson w Arizonie oraz z Uniwersytetu w Arizonie wiek lawy na zboczach wulkanu Elysium Mons ocenili na około 20 milionów lat. W innych miejscach lawa może być jeszcze młodsza. Trudno – bez pobrania próbek – oceniać dokładny wiek lawy. Pozostaje szacowanie.

Wspomniany wulkan Elysium Mons mierzy 700 kilometrów średnicy i ok. 13 kilometrów wysokości. W porównaniu z ziemskimi wulkanami, a nawet z najwyższymi szczytami, to gigant. Ale w porównaniu z innymi wulkanami na Marsie, to zaledwie średniak. Bo na przykład wulkan Olympus Mons ma aż 27 kilometrów wysokości ponad otaczającą go równinę (prawie 3 razy więcej niż Mont Everest). To największy – znany – wulkan w Układzie Słonecznym. Naukowcy oceniają, że wygasł około 100 milionów lat temu. I choć – z oczywistych względów – nie ma żadnych zdjęć z tamtego okresu, sama jego obserwacja daje całkiem sporo informacji. To, że jego zbocza są nachylone pod bardzo małym kątem (średnio 5 st) oznacza, że wyciek lawy był bardzo powolny i długotrwały. Nie jest wykluczone, że kiedyś wystawał z dna dużego zbiornika z wodą, bo stożek u podstawy zakończony jest skarpą o wysokości nawet 6 kilometrów. Na szczycie wulkanu znajduje się ogromny krater o średnicy około 70 kilometrów i głębokości 3 kilometrów.

Dlaczego na Marsie wulkany są znacznie wyższe niż te na Ziemi? Mars jest planetą mniejszą a więc jego wewnętrzna energia wyczerpała się dość szybko. Ziemia we wnętrzu ma wciąż bardzo dużo energii. To wychładzanie miało swoje ogromne konsekwencje. Jedną z nich był zanik pola magnetycznego planety i zniknięcie tarczy. To mogło spowodować zdmuchnięcie atmosfery Marsa i wyparowanie całej znajdującej się na powierzchni wody. Inną konsekwencją mogło być zatrzymanie ruchu płyt kontynentalnych. Na Ziemi erupcje nawet najbardziej aktywnych wulkanów trwają – w geologicznej skali – bardzo krótko. Na Marsie raz otwarty „kanał” mógł być drożny przez długi czas. Gdy wulkan zaczął „wylewać” lawę, ten proces nie miał końca. Być może właśnie dlatego stożki wulkanów na Czerwonej Planecie są tak wysokie. To jednak tylko nasze przypuszczenia. O aktywności wewnętrznej innych planet, nie wiemy zbyt wiele.

Brak komentarzy do Czerwony wulkan

Osiągnięcia Polskiej Nauki 2016

W najbliższych tygodniach na facebookowym fanpage Nauka. To Lubie będę opisywał kolejne odkrycia, które zostały uznane za największe osiągnięcia polskiej nauki w 2016 roku. Całą publikację możecie ściągnąć TUTAJ >>>…

W najbliższych tygodniach na facebookowym fanpage Nauka. To Lubie będę opisywał kolejne odkrycia, które zostały uznane za największe osiągnięcia polskiej nauki w 2016 roku. Całą publikację możecie ściągnąć TUTAJ >>>

Publikacja powstała w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

2 komentarze do Osiągnięcia Polskiej Nauki 2016

Type on the field below and hit Enter/Return to search