Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Autor: Tomasz Rożek

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/

 

Brak komentarzy 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.

1 komentarz 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.

4 komentarze 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

Spór jest „po coś”

Prawdziwą rolę sporu doceniłem dopiero pracując naukowo. Gdy spory są „po coś”, mogą budować. Te „po nic” są do niczego. Marnują na nie energię i potencjał. No i czas, którego nie uda się już odzyskać. W końcu nigdy nie masz tyle racji, by twój rozmówca nie miał jej choć troszeczkę.

Prawdziwą rolę sporu doceniłem dopiero pracując naukowo. Gdy spory są „po coś”, mogą budować. Te „po nic” są do niczego. Marnują energię i potencjał. No i czas, którego nie uda się już odzyskać. W końcu nigdy nie masz tyle racji, by twój rozmówca nie miał jej choć troszeczkę.

Pamiętam swoją pierwszą konferencję naukową. Zawsze myślałem, że spotkania naukowców są nudne. No bo czym się tu ekscytować? Przecież oni wszyscy się znają. Wielu z nich razem pracuje. Zwykle prezentują wyniki badań, które albo zostały już opublikowane, albo – przynajmniej w dużej części – omówione. Konferencja w Krakowie (ta pierwsza na której byłem dotyczyła chemii jądrowej) była jednak zupełnie inna. Ci ludzie się tam kłócili! Nie była to jednak zwykła awantura. To był spór, w którym padały argumenty.

Po tej pierwszej, byłem na dziesiątkach różnych konferencji. W Polsce (te u nas nazwałbym łagodnymi), za granicą, na takich, które gromadziły setki uczestników i takich kameralnych na kilkanaście osób. Na konferencjach nie chodzi o to by podzielić się wynikami swoich badań czy opowiedzieć o swojej nowej koncepcji (hipotezie). Temu służą publikacje naukowe. Tutaj chodzi o to, by to co się zmierzyło, zbadało i wyliczyło, skonfrontować z innymi. Głownie z tymi, którzy zajmują się czymś podobnym. Spór – na konferencjach naukowych – jest po coś. Coś z niego wynika. Bez niego, bez wymiany poglądów, myśli czy pomysłów nie ma rozwoju i grozi nam dreptanie w miejscu. Nie raz byłem świadkiem sporów, które kończyły się zawiązywaniem nowych kolaboracji, czyli grup naukowych. Nie raz gorąca dyskusja pomiędzy naukowcami była pierwszym krokiem do podpisania umowy o współpracy pomiędzy instytucjami naukowymi. – Ok, twierdzisz, że wyciągam złe wnioski z tego co wyliczyłem? Twierdzisz, że popełniłem jakiś błąd? W porządku, usiądźmy razem, policzmy to wspólnie. Zobaczymy który z nas się myli.

Szkoda, że spory z których coś wynika tak rzadko pojawiają się poza salami wykładowymi i centrami konferencyjnymi. Szkoda, że tak rzadko pojawiają się np. w życiu publicznym, w tym na internetowych forach. Tam królują spory „po nic”. Po nic, czyli do niczego. Nie chodzi w nich o skonfrontowanie się z inaczej myślącymi. Chodzi o to by się spierać dla samego spierania. Tak jest łatwiej! Spór merytoryczny wymaga przemyślania swoich racji, wymaga przygotowania argumentów, wymaga poświęcenia czasu interlokutorowi. A co jak racje zmienia się, w zależności od miejsca w którym się siedzi? A co jak nie ma się żadnych sensownych argumentów albo z intelektualnego lenistwa nie chce się ich uporządkować? A co jak interlokutora ma się za zdrajcę, kurdupla, agenta albo nieudacznika? W skrócie za człowieka gorszego sortu? Nie warto poświęcać mu czasu – logiczne, prawda? No to mamy gonienie króliczka po to by go gonić, a nie po to by go złapać. No to mamy prężenie muskułów przed kamerami albo na mównicach, zamiast prężyć szare komórki w mózgu na spotkaniach roboczych. Ile my marnujemy czasu i energii na spory „po nic”… Tego czasu nam już nikt nie zwróci.

Mój profesor, bardzo znany fizyk, Walter Oelert, człowiek, który jako pierwszy na świecie „wyprodukował” atom antymaterii dbał o to, żeby jego doktoranci regularnie dzielili się wynikami swoich pomiarów, żeby każdy miał czas na wspólne dyskutowanie. Tylko tak da się uprawiać naukę. Konfrontując się, argumentując i ścierając. W końcu nigdy nie masz tyle racji, by twój rozmówca nie miał jej choć troszeczkę.

Tomasz Rożek

2 komentarze do Spór jest „po coś”

Planety z innej galaktyki!

Naukowcom z Uniwersytetu w Oklahomie (USA) udało się znaleźć planety, które znajdują się poza galaktyką Drogi Mlecznej. To pierwsze takie odkrycie w historii.

Po raz kolejny pokazano jak potężną metodą badawczą jest mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Naukowcy z University of Oklahoma, korzystając z danych zebranych przez orbitalny teleskop Chandra, po raz pierwszy w historii odkryli planety pozasłoneczne w innej galaktyce niż nasza Droga Mleczna. Te które znaleziono znajdują się w galaktyce odległej od nas o 3,8 miliarda lat świetlnych. Odkrycie zostało opisane w Astrophysical Journal Letters.

Mikrosoczewkowanie  grawitacyjne to jedna z kilku metod poszukiwania obiektów, które same nie są źródłem światła, ale same „zniekształcają” jego bieg. To też metoda, której udoskonalenie zawdzięczamy polskim uczonym z grupy profesora Andrzeja Udalskiego.

Promień światła niekoniecznie musi poruszać się po linii prostej. Gdy biegnie przez wszechświat i przelatuje w pobliżu dużej masy, zmienia swój bieg. Polscy uczeni tę metodę zastosowali w skali mikro. Tą masą, która ugina promień światła może być np. planeta. Metodą mikrosoczewkowania można odkrywać nawet planety mniejsze od Ziemi. Żadną z pozostałych znanych metod nie potrafimy wykrywać tak małych globów.

Uginanie promieni światła pod wpływem masy postulował Albert Einstein w opublikowanej w 1916 roku Ogólnej Teorii Względności . Eksperymentalnie ten efekt potwierdzono dopiero w 1979 roku, na podstawie obserwacji kwazaru Q0957+561. Dzisiaj mikrosoczewkowanie pomaga łowić planety, a soczewkowanie grawitacyjne pomaga ocenić np. rozkład ciemnej materii we wszechświecie. Czym większa masa, tym ugięcie światła będzie większe, ale nawet to bardzo subtelne, jest przez astronomów (a w zasadzie zaawansowane urządzenia astronomiczne) zauważalne.

A wracając do odkrytych planet. Zbyt wiele o nich nie wiadomo, poza tym, że ich masa mieści się pomiędzy masą Księżyca i Jowisza. Co więcej, na razie nie zanosi się na to, by dało się w jakikolwiek sposób powiększyć wiedzę o nowych planetach. Nie znamy technologii, która by to umożliwiała. – Ta galaktyka znajduje się 3,8 miliarda lat świetlnych stąd i nie ma najmniejszej szansy na obserwowanie tych planet bezpośrednio, nawet z najlepszym teleskopem, jaki można sobie wyobrazić w scenariuszu science fiction. Jednak jesteśmy w stanie je badać, odkrywać ich obecność, a nawet mieć wyobrażenie o ich masach – powiedział Eduardo Guerras, członek grupy badawczej, która dokonała odkrycia.

Wiele lat temu intuicja podpowiadała, że Układ Słoneczny nie może być jedynym miejscem w którym znajdują się planety. I rzeczywiście, badania polskiego astrofizyka, prof. Aleksandra Wolszczana z początku lat 90tych XX wieku pokazały, że Słońce nie jest jedyną gwiazdą z planetami. Dzisiaj planet innych niż słoneczne znamy wiele tysięcy. Ta sama intuicja podpowiadała, że w innych galaktykach niż nasza Droga Mleczna także muszą istnieć planety. No i właśnie – po raz pierwszy – takie odkryto.

 

Więcej informacji:

http://www.ou.edu/web/news_events/articles/news_2018/ou-discover-planets.html

http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aaa5fb

For the First Time Ever, Scientists Found Alien Worlds in Another Galaxy

1 komentarz do Planety z innej galaktyki!

Robimy krzywdę naszym dzieciom

Dzieci w ostatnich klasach szkół podstawowych są przeciążone pracą. Nie mają czasu na pogłębianie swoich zainteresowań. Chcielibyśmy, żeby ciekawość dodawała im skrzydeł, tyle tylko, że ich plecaki są tak ciężkie, że nie sposób oderwać się z nimi od twardej ziemi.

Dzieci w ostatnich klasach szkół podstawowych są przeciążone pracą. Nie mają czasu na pogłębianie swoich zainteresowań. Chcielibyśmy, żeby ciekawość dodawała im skrzydeł, tyle tylko, że ich plecaki są tak ciężkie, że nie sposób oderwać się z nimi od twardej ziemi.

Kiedyś postanowiłem zapytać kilka osób o źródło ich pasji. Pisałem wtedy książkę o wybitnych polskich naukowcach, o badaczach, którzy uprawiają naukę na światowym poziomie. Co otworzyło ich głowy? Co napędzało ich do zdobywania wiedzy? Co spowodowało, że zainteresowali się genetyką, meteorologią, medycyną, fizyką,…? Okazało się, że za każdym razem była to książka. Nie szkoła, tylko książka wykraczająca poza szkolny program. Czasami podarowana przez rodziców, czasami znaleziona w bibliotece, czasami otrzymana jako nagroda w jakimś konkursie.

Szkoła może człowieka zainspirować, ale sama szkoła to za mało, żeby podtrzymać tę inspirację. Historie naukowców z którymi rozmawiałem były niemal identyczne. Najczęściej książkę, która jak się później okazywało miała wpływ na kierunek rozwoju zawodowego, ci ludzie dostawali gdy byli jeszcze w szkole podstawowej. To wtedy rodzą się pasje, które – jeżeli odpowiednio prowadzone i podsycane – pozostają na całe życie. Po latach nie pamiętamy prawych dopływów Wisły, długości głównych rzek w Polsce czy rodzajów gleb. Po latach pamiętamy okładkę książki, która zmieniła sposób w jaki postrzegamy świat. Pamiętamy rozkład ilustracji na poszczególnych stronach i kolor grzbietu.

Rozmowy z naukowcami o książkach przypominają mi się za każdym razem, gdy muszę swoim dzieciom zabraniać czytania książek. Czy dobrze robię? Uczniowie w 7 klasie mają w tygodniu 38 godzin lekcji. To prawie tyle ile etat dorosłego człowieka. Ja w ich wieku miałem w tygodniu o około 10 godzin mniej! Po powrocie do domu, dzieci muszą odrobić zadania domowe i przygotować się do sprawdzianów i kartkówek na kolejne dni. Ich plecaki są tak ciężkie, że około czwartku słyszę, że bolą je już plecy. Gdy kolejny dzień wracają o 15:30, znowu po ośmiu lekcjach, wyglądają nie jak dzieci, tylko jak cyborgi. Nie mają nawet siły na to, żeby pobiegać. Czy w Ministerstwie Edukacji naprawdę nie ma nikogo kto wie, że taki wysiłek jest ponad dziecięce możliwości? Gdy chcą psychicznie odpocząć, gdy chcą zrobić coś innego niż nauka i przeglądanie zeszytów – przynajmniej moje dzieci – biorą do ręki książkę. Tyle tylko, że w trakcie tygodnia wybór jest prosty. Jak będą czytały, nie zdążą się nauczyć na sprawdzian. Albo będą rozwijały pasje, albo będą – często tylko pamięciowo – przyswajały szkolne informacje. W takim trybie nie ma czasu na naukę instrumentu, na kółka zainteresowań czy pójście do muzeum. W takim trybie nie ma czasu na zabawę. Naprawdę nie wiecie państwo z Ministerstwa, że zabawa rozwija? W takim trybie z trudem udaje się znaleźć czas na dodatkowy angielski. Ale tylko wtedy, gdy obiad będzie zjedzony w biegu, niemalże na stojąco.

Czego oczekujemy od młodego człowieka? Tego, żeby umiał czy tego, żeby rozumiał? Tego, żeby ciekawość dodawała mu skrzydeł, czy tego, żeby plecak pokrzywił mu kręgosłup? Chcemy tworzyć armię zmęczonych robotów czy nowoczesne społeczeństwo ciekawych świata ludzi, którzy z pasją budują rakiety, badają geny, piszą wiersze i odkrywają nowe lądy? Czy ktokolwiek w Ministerstwie Edukacji zadaje sobie takie pytania? Robimy krzywdę naszym dzieciom.

Tomasz Rożek

 

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

20 komentarzy do Robimy krzywdę naszym dzieciom

Karmienie piersią zmniejsza ryzyko cukrzycy

Karmienie dziecka piersią przez ponad sześć miesięcy niemal o połowę obniża u kobiety ryzyko zachorowania na cukrzycę typu 2 – wykazało trwające 30 lat badanie, które publikuje pismo “JAMA Internal Medicine”.

Karmienie dziecka piersią przez ponad sześć miesięcy niemal o połowę obniża u kobiety ryzyko zachorowania na cukrzycę typu 2 – wykazało trwające 30 lat badanie, które publikuje pismo “JAMA Internal Medicine”.

„Zaobserwowaliśmy bardzo silną zależność między okresem, w którym kobieta karmi piersią, a spadkiem ryzyka rozwoju cukrzycy, nawet po uwzględnieniu wszystkich możliwych czynników ryzyka” – skomentowała kierująca badaniami dr Erica P. Gunderson z Kaiser Permanente Division of Research w Oakland (Kalifornia, USA).

Jej zespół przeanalizował dane zebrane wśród 1238 kobiet, uczestniczek badania na temat czynników ryzyka rozwoju choroby wieńcowej – Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARDIA). W momencie włączenia do niego panie były w wieku od 18. do 30 lat i żadna z nich nie miała cukrzycy. W ciągu kolejnych 30 lat, kiedy śledzono stan ich zdrowia, każda kobieta urodziła co najmniej jedno dziecko oraz była poddawana badaniom w kierunku cukrzycy (do siedmiu razy w ciągu całego badania). Uczestniczki udzielały też informacji na temat stylu życia – w tym diety i aktywności fizycznej oraz na temat okresu, w którym karmiły piersią swoje dziecko. W analizie uwzględniono czynniki ryzyka zachorowania na cukrzycę występujące u nich przed ciążą, takie jak otyłość, poziom glukozy na czczo, styl życia, historia występowania cukrzycy w rodzinie, a także zaburzenia metabolizmu podczas ciąży.

Kobiety, które karmiły piersią przez ponad sześć miesięcy były o 47 proc. mniej narażone na rozwój cukrzycy typu 2 w późniejszych latach, w porównaniu z tymi, które nie karmiły wcale. U pań karmiących sześć miesięcy lub krócej spadek ryzyka był mniejszy – o 25 proc.

Długofalowe korzyści z karmienia piersią były widoczne zarówno u kobiet rasy białej, jak i czarnej, niezależnie od tego, czy wystąpiła u nich cukrzyca ciążowa (która zwiększa ryzyko zachorowania na cukrzycę typu 2 w przyszłości). U kobiet rasy czarnej trzykrotnie częściej rozwijała się cukrzyca w ciągu 30 lat badania, jednocześnie rzadziej karmiły one piersią niż kobiety rasy białej.

„Częstość zachorowania na cukrzycę spadała stopniowo wraz z wydłużaniem się okresu karmienia piersią, niezależnie od rasy, wystąpienia cukrzycy ciążowej, stylu życia, rozmiarów ciała i innych metabolicznych czynników ryzyka ocenianych przed ciążą, co sugeruje biologiczny charakter mechanizmu leżącego u podłoża tej zależności” – skomentowała dr Gunderson.

Naukowcy uważają, że może chodzić m.in. o wpływ hormonów produkowanych podczas laktacji na komórki trzustki, które wydzielają insulinę i w ten sposób regulują poziom glukozy we krwi.

Wiedzieliśmy od dłuższego czasu, że karmienie piersią daje wiele korzyści zarówno matce, jak i dzieciom” – przypomniała niebiorąca udziału w badaniu Tracy Flanagan, dyrektor oddziału ds. zdrowia kobiet w Kaiser Permanente Northern California.

Badania wskazują na przykład, że kobiety, które karmiły dziecko piersią są mniej zagrożone zachorowaniem na raka piersi, z kolei dzieci karmione mlekiem mamy są w przyszłości mniej narażone na alergie i astmę, choroby serca, nadciśnienie, otyłość i inne zaburzenia metabolizmu.

W opinii Flanagan wyniki najnowszego badania dostarczają kolejnego argumentu, dla którego „lekarze, pielęgniarki, a także szpitale i decydenci, powinni wspierać kobiety w tym, by karmiły piersią tak długo, jak to możliwe”. (PAP)

Brak komentarzy do Karmienie piersią zmniejsza ryzyko cukrzycy

RNA w 3D

Już 1 mln razy badacze i osoby z całego świata wykorzystały RNAComposer – publicznie dostępny, skuteczny poznański system do modelowania struktury 3D RNA. A to nie jedyny polski sukces w badaniach nad wyznaczaniem struktury RNA.

Już 1 mln razy badacze i osoby z całego świata wykorzystały RNAComposer – publicznie dostępny, skuteczny poznański system do modelowania struktury 3D RNA. A to nie jedyny polski sukces w badaniach nad wyznaczaniem struktury RNA.

RNA to cząsteczki kwasu rybonukleinowego. Bez nich komórka nie mogłaby produkować białek – cząsteczek, które są istotne dla budowy i funkcjonowania komórek. Rodzajów RNA jest sporo i pełnią one w komórce różne funkcje.

I tak np. matrycowe RNA są pośrednikami, dzięki którym z DNA daje się wyciągnąć informacje – przepis na białka. Z rybosomowych RNA zbudowane są rybosomy – komórkowe centra produkcji białek. A transferowe RNA mają przynosić do tych centrów odpowiednie aminokwasy – jednostki budulcowe białek.

Model struktury 3D RNA wirusa Zika wygenerowany przez RNAComposer na podstawie sekwencji. Obecnie struktura ta jest już określona eksperymentalnie i jest zdeponowana w bazie struktur PDB. Źródło: Marta Szachniuk

 

Cząsteczkę RNA tworzy zwykle nić składająca się z połączonych ze sobą reszt nukleotydowych (w skrócie: A, C, G, U). Nawet jeśli rozszyfruje się ich kolejność w łańcuchu RNA, czyli określi sekwencję, nie jest pewne, jak cała cząsteczka układa się w przestrzeni. Bo cząsteczki RNA – w przeciwieństwie do kabla od słuchawek wrzuconych do plecaka – nie zwijają się w przypadkowe supły. Istnieją pewne reguły, które pozwalają przewidzieć, jaki kształt przybierze dana cząsteczka. W rozwikłaniu tego zagadnienia pomocne okazują się komputerowe metody do przewidywania struktur 3D RNA.

Dr hab. Marta Szachniuk wspólnie z zespołem prof. Ryszarda Adamiaka z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu opracowała darmowy, publicznie dostępny system RNAComposer. Do systemu wprowadza się sekwencję RNA (lub informację o oddziaływaniach między resztami nukleotydowymi, czyli tzw. strukturę drugorzędową), a on w ciągu kilku/kilkunastu sekund oblicza i prezentuje trójwymiarowy model cząsteczki. Program sprawnie radzi sobie zarówno z krótkimi, jak i bardzo długimi łańcuchami cząsteczek RNA o skomplikowanej architekturze. – Wielu naukowców z całego świata używa programu RNAComposer, żeby uzyskiwać pierwsze wyobrażenie tego, jak wyglądać może w 3D cząsteczka, którą badają. Nasz system od 2012 r. wykonał już 1 mln predykcji” – opowiada dr hab. Marta Szachniuk.

To nie jest jedyny system informatyczny do predykcji struktury 3D RNA. Takich automatycznych systemów jest kilka. Poza tym przewidywaniem struktur RNA zajmują się zespoły badawcze wspomagające się badaniami eksperymentalnymi.

Aby porównać skuteczność różnych metod wyznaczania kształtu RNA w przestrzeni 3D, od 2010 roku organizowany jest konkurs RNA-Puzzles. Chodzi w nim o to, by mając zadaną sekwencję RNA, jak najdokładniej wyznaczyć strukturę cząsteczki. Modele przewidziane przez uczestników konkursu porównywane są następnie z wynikami eksperymentów chemicznych i biologicznych prowadzących do określenia struktury. Konkurs organizowany jest obecnie w dwóch kategoriach: serwerów, które automatycznie generują wyniki, oraz w kategorii predykcji ludzkich, gdzie modele powstają w wyniku integracji obliczeń komputerowych i eksperymentów laboratoryjnych. „Jesteśmy najlepsi w kategorii automatycznych systemów do predykcji 3D RNA” – podkreśla dr Szachniuk.

System RNAComposer powstał dzięki temu, że od dekady zespół z ECBiG skrzętnie gromadził ogromną bazę danych dotyczących RNA. W bazie RNA FRABASE zebrano informacje z ogromnej liczby eksperymentów. Takich, z których można było wyciągnąć wnioski o strukturze przestrzennej molekuł RNA. Baza ta jest ciągle aktualizowana i każdy może z niej bezpłatnie skorzystać. „To popularne narzędzie. Wiemy nawet, że na zagranicznych uczelniach korzystają z niej np. studenci w ramach badań i studiów przygotowujących do zawodu bioinformatyka czy biologa” – opowiada dr Szachniuk. Baza ta pomaga m.in. wyszukiwać czy w różnych cząsteczkach powtarzają się jakieś konkretne przestrzenne wzorce.

Polska na światowej mapie badań nad strukturą RNA jest widoczna także dzięki badaniom innych zespołów. Ważną postacią jest tu m.in. prof. Ryszard Kierzek z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu. Jego prace pozwoliły określić termodynamiczne reguły fałdowania RNA. Nowatorskimi badaniami nad wyznaczaniem struktury RNA zajmuje się również zespół prof. Janusza Bujnickiego z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie.

PAP – Nauka w Polsce

Brak komentarzy do RNA w 3D

Fajerwerki – gra świateł

Podobno czarny proch wymyślili Chińczycy. Nie po to jednak by używać go na polu walki, ale by się nim bawić. Jak ? Budując sztuczne ognie.

Pierwsze fajerwerki budowano by odstraszać złe duchy. Spalano suszone łodygi bambusowe by wydawały charakterystyczne trzaski. Później wypełniano je różnymi substancjami. Rozrywka zaczęła się wraz z rozwojem chemii. A właściwie nie tyle rozwojem ile świadomością. Odkrywano coraz to nowe substancje czy związki, których wcześniej nikt nie podejrzewał o wybuchowe konotacje. Dziś wiele z nich znaleźć można w petardach, bombkach czy rakietach. W Polsce pokazy sztucznych ogni odbyły się po raz pierwszy w 1918 r., kilka dni po ogłoszeniu niepodległości. Trwały wtedy zaledwie 3 minuty. Pierwsze znane pokazy sztucznych ogni zorganizowano na dworze cesarskim w Chinach w roku 468 p.n.e.

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

To wszystko fizyka …

Wybuchające na niebie sztuczne ognie to jedna z lepszych ilustracji tzw. zasady zachowania pędu. To dokładnie ta sama reguła, która tłumaczy dlaczego wyskakując z pokładu łódki na brzeg czy molo powodujemy, że łódka zaczyna odpływać. No właśnie, dlaczego ? Bo – jak powiedziałby fizyk – w układzie w którym nie działają siły zewnętrzne, pęd układu musi zostać zachowany. Oczywiście w wyżej opisanym przykładzie z łódką i jej pasażerem działają siły zewnętrzne – siły oporu, ale są one małe i można je pominąć. Tak więc jeżeli pasażer łódki wskakuje z jej pokładu na molo – łódka zaczyna się poruszać w przeciwnym kierunku. Można by powiedzieć, że ruch łódki równoważy ruch jej pasażera. Im z większym impetem wyskoczy on z łódki, tym szybciej sama łódka zacznie odpływać w przeciwnym kierunku. Co to wszystko ma wspólnego z fajerwerkami ? Człowiek płynący na łódce to układ składający się z dwóch elementów. Petarda rozrywana nad naszymi głowami, to układ składający się z setek a może nawet tysięcy elementów. Ilość nie gra jednak tutaj roli. Fizyka pozostaje taka sama. Każdy wybuch jest w pewnym sensie symetryczny. Jeżeli kawałek petardy leci w prawo, inny musi – dla równowagi – lecieć w lewo. Jeden do przodu, to inny do tyłu. W efekcie malujące się na ciemnym niebie wzory mają kształty kul, okręgów czy palm. Zawsze są jednak symetryczne. Zawsze takie, że gdyby potrafić cofnąć czas, wszystkie te ogniste stróżki spotkałyby się w punkcie znajdującym się dokładnie w środku, pomiędzy nimi.

… czy może chemia ?

Najczęściej występującą barwą na pokazach sztucznych ogni jest pomarańcz i czerwień. Pojawiają się też inne kolory. Skąd się biorą ? Wszystko zależy od tego z czego zrobiona, a właściwie z dodatkiem czego zrobiona jest petarda. Jej zasadnicza część to środek wybuchowy, ale czar tkwi w szczegółach. I tak, za często występujący pomarańcz i czerwień odpowiedzialny jest dodany do materiału wybuchowego wapń i bar. Inny pierwiastek – stront powoduje, że eksplozja ma kolor żółty, z kolei związki boru i antymon, że zielony. Ale to dopiero początek kolorowej tablicy Mendelejewa. Bo płomienie może barwić także rubid – na kolor żółto fioletowy, cez na kolor fioletowo-niebieski i bar na kolor biały. Potas spowoduje, że niebo stanie się liliowe, a miedź, że niebieskie. W produkcji fajerwerków wszystkie chwyty są dozwolone – o ile wykonuje je specjalista pirotechnik. Bo o efekt toczy się gra. Tak więc mieszanie poszczególnych związków jest nie tyle wskazane, ile wręcz pożądane. Jedno jest pewne. Specjalista spowoduje, że w czasie pokazu na niebie będzie można podziwiać więcej barw niż w łuku tęczy. Będą się pojawiały dokładnie w tym momencie, w którym chce je przedstawić twórca sztucznych ogni. Niebo z liliowego, przez zielony może stać się krwisto czerwone, aż na końcu spłonie intensywnym pomarańczem. A wszystko wg wyliczonego co do ułamka sekundy scenariusza. Ale czy na pewno tylko o kolory chodzi ? Co z dymem ? Co z hukiem ?

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

To sztuka!

Prawdziwy mistrz dba nie tylko o efekty wizualne, ale także dźwiękowe w czasie pokazu fajerwerków.  Żeby petarda zdrowo nadymiła trzeba zaopatrzyć się w zapas chloranu potasu, laktozę i barwniki – w zależności od oczekiwanego koloru dymu. Petardy błyskowe będą wypełnione magnezem, a hukowe i świszczące będą zawierały duże ilości nadchloranów i soli sodu i potasu. Można też wyprodukować mieszaninę iskrzącą, a wtedy przyda się węgiel drzewny albo oświetlającą. W praktyce – szczególnie w ładunkach profesjonalnych – różnego rodzaju mieszanki stosuje się razem. Nie wszystkie, w jednym worku, ale ułożone w odpowiedniej kolejności.

Można zapytać jak zadbać o chronologię w czasie trwającej ułamki sekund eksplozji ? To jest właśnie sztuka. Ładunek pirotechniczny wygląda trochę jak cebula. Składa się z wielu warstw. Petarda najpierw musi wznieść się w powietrze. Ani nie za wysoko, ani za nisko. W pierwszym wypadku efekt wizualny będzie marny, a w drugim – gdy wybuchnie zbyt blisko widzów – może dojść do tragedii. Prawdziwa magia zaczyna się, gdy ładunek jest już wysoko nad głowami. Poszczególne warstwy zapalają się od siebie i w zaplanowanej wcześniej kolejności wybuchają. Widz z zapartym tchem podziwia gęste kule rozrastającego się we wszystkich kierunkach różnokolorowego ognia, albo błysk i kilka opadających w bezwładzie długich ognistych języków. Gdy wszystko wydaję się być skończone, nagle pojawiają się migoczące gwiazdki, albo wirujące wokół własnych osi ogniste bombki. Po nich jest ciemność i cisza. Do następnej eksplozji, innej niż poprzednia. Innej niż wszystkie poprzednie.

Sztuczne ognie można sprowadzić do chemii materiałów wybuchowych. Można też powiedzieć, że są wręcz encyklopedycznym przykładem znanej każdemu fizykowi zasady zachowania pędu. Ale tak naprawdę sztuczne ognie to czary.

Kolory sztucznych ogni:

karminowy: lit, bar i sód

szkarłatny: bar 

czerwono-żółty: wapń i bar

żółty: stront, śladowe ilości sodu i wapnia

biały: cynk i bar

szmaragdowy: miedź i tal

niebiesko-zielony: związki fosforu ze śladowymi ilościami kwasu siarkowego lub kwasu borowego, związki miedzi

jaskrawy zielony: antymon

żółto-zielony: bar i molibden

lazurowy: ołów, selen i bizmut

jasnoniebieski: arszenik

fioletowy/liliowy: niektóre związki potasu z dodatkiem sodu i litu

purpurowy: potas, rubid i cez

1 komentarz do Fajerwerki – gra świateł

Pożary widziane z kosmosu

W Kalifornii od kilku tygodni szaleją pożary. Serwisy telewizyjne czy internetowe pełne są apokaliptycznych zdjęć, ale ja postanowiłem pokazać wam zdjęcia z kosmosu. Są straszne i… hipnotyzujące.

W Kalifornii od kilku tygodni szaleją pożary. Serwisy telewizyjne czy internetowe pełne są apokaliptycznych zdjęć, ale ja postanowiłem pokazać wam zdjęcia z kosmosu. Są straszne i… hipnotyzujące.

 

Pożary zniszczyły albo niszczą setki tysięcy hektarów lasu. W sumie z domów ewakuowano kilkaset tysięcy ludzi. Ogień dotarł już do Los Angeles, płonie dzielnica Bel Air na terenie której znajduje się kampus znanego na całym świecie Uniwersytetu Kalifornijskiego.

Pożary w tej części Stanów to żadna nowość, ale tegoroczne są szczególnie groźne, bo towarzyszy im suchy i gorący wiatr fenowy, który wieje w porywach z prędkością do 130 km/h. Taki wiatr w południowej Kalifornii wieje od października do marca, z północnego wschodu, od strony gór Sierra Nevada.

Wiatrem fenowym jest np. nasz wiatr halny, czyli ciepły, suchy i porywisty wiatr, wiejący ku dolinom. Taki wiatr powstaje na skutek różnic ciśnienia pomiędzy jedną a drugą stroną grzbietu górskiego. Po nawietrznej stronie grzbietu powietrze unosi się ochładzając oraz pozbywając się pary wodnej. Po stronie zawietrznej powietrze opada ocieplając się.

A wracając do pożarów w Kalifornii. W tym roku są one tak dotkliwe także dlatego, że wczesną wiosną w Kalifornii spadły wyjątkowo obfite deszcze. To spowodowało szybki wzrost niskiej roślinności porastającej zbocza. Od marca jest tam jednak susza. NASA szacuje, że mamy właśnie do czynienia z okresem dziesięciu najsuchszych miesięcy w historii Południowej Kalifornii. Od 10 miesięcy nie spadła tam nawet jedna kropla wody. Ta niska, bujna na wiosnę, ale teraz wysuszona na proch roślinność stała się doskonałą pożywką dla pożarów.

Dzisiaj w Kalifornii szaleje sześć dużych pożarów i kilka mniejszych. Spaliło się kilkaset domów i setki tysięcy hektarów lasu. Straty liczone są w setkach miliardów dolarów.

Zdjęcia w większości zostały zrobione przez spektroradiometr obrazu (MODIS) na pokładzie satelity NASA oraz Multi Spectral Imager (MSI) z satelity Sentinel-2 Europejskiej Agencji Kosmicznej.

A photo taken from the International Space Station and moved on social media by astronaut Randy Bresnik shows smoke rising from wildfire burning in Southern California, U.S., December 6, 2017. Courtesy @AstroKomrade/NASA/Handout via REUTERS ATTENTION EDITORS – THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. – RC11C90C8420

Przy okazji, zapraszam do subskrypcji mojego kanału na YT ( youtube.com/NaukaToLubie ) i polubienia fanpaga na Facebooku ( facebook.com/NaukaToLubie )

Brak komentarzy do Pożary widziane z kosmosu

Mechanizm samobójczego naśladownictwa

Czyli inaczej efekt Wertera jest znany od wielu lat. Media powinny z wielką powściągliwością pisać o zbrodniach, aktach terroryzmu i samobójstwach. Inaczej biorą na siebie ciężar odpowiedzialności za naśladowców. 

Czyli inaczej efekt Wertera jest znany od wielu lat. Media powinny z wielką powściągliwością pisać o zbrodniach, aktach terroryzmu i samobójstwach. Inaczej biorą na siebie ciężar odpowiedzialności za naśladowców. 

Gdy w mediach pojawia się dużo relacji dotyczących samobójstwa, gdy z tematu robi się główną informację dnia, gdy osoby znane gratulują samobójcy odwagi i determinacji, wzrasta prawdopodobieństwo kolejnych tragedii. Niewiele rzeczy tak jasno jak efekt Wertera ilustruje ogromną odpowiedzialność mediów i pracujących w nich dziennikarzy. Ta odpowiedzialność leży także na naszych barkach. To przecież my linkujemy, komentujemy i udostępniających treści, za które jesteśmy odpowiedzialni.  Światowa Organizacja Zdrowia kilka lat temu stworzyła nawet dokument z wytycznymi dla dziennikarzy jak pisać o samobójstwach, tak, żeby nie prowokować naśladowców.

Statystycznie rzecz ujmując, wzrost samobójstw następujący kilka, kilkanaście dni od nagłośnienia analogicznej tragedii. Z badań wynika, że szczególnie wyraźnie jest widoczny, gdy samobójstwo popełni znana osoba (np. gwiazda filmowa), lub gdy czyn osoby popełniającej samobójstwo jest usprawiedliwiany. Efekt Wertera zauważono także w stosunku do terroryzmu. Czym więcej informacji a aktach terroru, tym częściej się one zdarzają. Gdy przeanalizowano ponad 60 tysięcy zamachów terrorystycznych jakie miały miejsce na całym świecie w latach 1970 – 2002 i skorelowano je z częstotliwością oraz długością ukazujących się na ich temat materiałów prasowych, odkryto, że każde dodatkowe doniesienie o zamachu terrorystycznym zwiększało prawdopodobieństwo zamachów w kolejnym tygodniu o od kilku do kilkunastu procent.

Człowiekiem, który wprowadził do literatury określenie „efekt Wertera” był amerykański socjolog David Philips. Swoje badania prowadził w latach 70tych XX wieku. Już wtedy zauważono, że efekt jest wzmacniany gdy opisy śmierci podaje się ze szczegółami. Gdy samobójca umiera długo i w cierpieniu, gdy upublicznia się wizerunek zrozpaczonych krewnych samobójcy, gdy publikuje się list w których samobójca wyjaśnia swoje motywy i gdy te motywy poddaje się w mediach analizie. Psychologowie twierdzą, że w tym jest tak duży „potencjał identyfikacyjny”, że osoby o słabszej osobowości, osoby, które już wcześniej rozważały samobójstwo są tymi informacjami wręcz popychane do tragicznych czynów.

Obszerną rozmowę na temat efektu Wertera, kilka lat temu (w 2011 roku) opublikował portal Polityka.pl

– Jak to działa? – pytała w wywiadzie Joanna Cieśla.

(prof. Bartosz Łoza – kierownik Kliniki Psychiatrii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego.): Większość z nas bez głębszej refleksji wchłania papkę newsową, którą przekazują nam media, zwłaszcza te szybkie, operujące skrótami. Działa tu mechanizm modelowania – mamy podaną całą gotową historię – o prawdziwym człowieku, prawdziwym życiu, prawdziwych decyzjach, z początkiem i końcem. Nie musimy wkładać żadnego wysiłku w to, żeby ją śledzić, siedzimy w fotelu, a ona jest nam opowiadana. Staje się szczególnie wiarygodna dzięki wykorzystaniu takich technik jak nakręcone drżącą ręką filmy przysłane przez widzów, relacje i amatorskie zdjęcia internautów. To wszystko potwierdza, że to prawda, nie jakaś kreacja. 

Następnie prof. Bartosz Łoza wyjaśnia na czym polega owo modelowanie. Mówi, że osoby z podobnymi problemami co samobójca, rozważające już wcześniej tragiczne w skutkach kroki, dochodzą do wniosku, że skoro samobójca się zabił, one także mogą to zrobić.

– Informacja o zbrodni sprawia, że wszyscy stajemy się gorsi? – pytała Joanna Cieśla z Polityki.

– Niestety. Nie chcę zabrzmieć jak kaznodzieja, ale zło będzie rodzić zło. Wyjaśnia to nie tylko mechanizm modelowania, ale i teoria analizy transakcyjnej amerykańskiego psychoanalityka Erica Berne. Zgodnie z nią nasze emocje, moralność zależą od „głasków”, którymi nieustannie się wymieniamy z innymi ludźmi. Dobry głask to pochwała, zły głask – gdy ktoś na mnie burknął w autobusie. Mogę odburknąć – wtedy oddam negatywny głask. To taka waluta emocjonalna. Nasze portfele są pełne tej waluty, którą przez całe życie wymieniamy się z innymi ludźmi – odpowiada prof. Łoza.

W kolejnych częściach wywiadu profesor tłumaczy, że w tak destrukcyjny sposób działają na nas przede wszystkim informacje prawdziwe. Stąd często emitowane filmy w których dochodzi do strzelanin czy innych zbrodni nie mają wpływu na wzrost przestępczości. Natomiast relacjonowanie zbrodni czy tragedii, które rzeczywiście miały miejsce, szczególnie, gdy te relacje są bardzo emocjonalne, mogą nakłaniać do samobójczych kroków.

Efekt Wertera swoją nazwę zawdzięcza imieniu głównego bohatera napisanej przez Goethego powieści „Cierpienia młodego Wertera”. Po jej wydaniu (w 1774 roku) bodaj po raz pierwszy zauważono tzw. mechanizm samobójczego naśladownictwa.

Historia nieszczęśliwie zakochanego Wertera, który ostatecznie popełnił samobójstwo, pchnęła tysiące młodych ludzi nie tylko w Niemczech ale i w wielu innych krajach Europy do odebrania sobie życia.

2 komentarze do Mechanizm samobójczego naśladownictwa

Ukryta komnata

Ukryta komnata, promienie kosmiczne i piramidy. Nie, to nie jest streszczenie taniego filmu science-fiction. Streszczenie tekstu z Nature

To podobno pierwsze znalezisko w piramidzie Cheopsa od XIX. I to od razu z grubej rury. Magazyn Nature napisał, że w jednym z najbardziej monumentalnych grobowców odkryto tajemniczą komnatę. Jej długość jest szacowana na kilkadziesiąt metrów, a o tym, że w ogóle istnieje dowiedziano się dzięki analizie… promieni kosmicznych. Jak tego dokonano?

Czerwoną strzałką zaznaczyłem odkrytą komnatę 

Składnikiem  strumienia cząstek, które docierają do nas z kosmosu są miony. A ściślej mówiąc, miony powstają jako cząstki wtórne w wyniku rozpadu mezonów w wyższych warstwach ziemskiej atmosfery. Miony mają cechy elektronów, ale są ponad 200 razy od nich cięższe. Strumień mionów jest dość duży, bo w każdej sekundzie, przez metr kwadratowy powierzchni Ziemi przelatuje ich prawie 200. Miony nie omijają także nas, ale nie są dla nas groźne. Od jakiegoś czasu fizycy nauczyli się je wykorzystywać praktycznie.

 

Wiadomo ile mionów leci na nasze głowy. Jeżeli na ich drodze postawimy przeszkodę, część z nich, w niej ugrzęźnie. Im gęstsza ta przeszkoda, tym ugrzęźnie ich więcej. Ustawiając w odpowiedni sposób detektory mionów, jesteśmy w stanie wykonać trójwymiarowy obraz skanowanego obiektu. Zasada działania tego pomiaru jest identyczna co działania tomografu komputerowego. Jest źródło promieniowania (promienie Roentgena, zwane promieniami X) i są detektory. Robiąc odpowiednio dużo pomiarów pod różnymi kątami, jesteśmy w stanie z dużą precyzją określić kształt, budowę i strukturę tych części ludzkiego ciała, które dla oka lekarza są zakryte.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

W przypadku piramidy Cheopsa w Gizie nie było lekarzy, tylko fizycy i archeologowie, nie było promieni X, tylko kosmiczne miony. Nie było tomografu medycznego, tylko zmyślny system detektorów. Ale udało się dokonać tego samego. Znaleziono obiekt, a właściwie pustą przestrzeń, która wcześniej była przed wzrokiem badaczy zakryta.

Nie wiadomo czym jest tajemnicza komnata. Rozdzielczość tej metody jest zbyt mała, by stwierdzić czy znajdują się w niej jakieś obiekty. Może więc być pusta. Ale może też być pełna skarbów. Pusta przestrzeń znajduje się nad tzw. Wielką Galerią, czyli korytarzem prowadzącym do Komory Królewskiej. Nie wiadomo też, czy komnata (pusta przestrzeń) była zamurowana na etapie budowy piramidy, czy ktokolwiek po jej wybudowaniu do niej zaglądał. Piramida Cheopsa powstała w okresie tzw. Starego Państwa, czyli około 2560 roku p.n.e. Budowano ją zaledwie przez 20 lat. Jak na metody i technologie jakimi wtedy dysponowano, to tempo ekspresowe.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

7 komentarzy do Ukryta komnata

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