Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Kategoria: Aktualności

Wszystko jest matematyką – rozmowa z X. prof. Michałem Hellerem

O kosmosie, ciekawości, przypadku i matematyce z księdzem profesorem Michałem Hellerem, teologiem, kosmologiem, matematykiem i filozofem rozmawia Tomasz Rożek

Z księdzem profesorem Michałem Hellerem, teologiem, kosmologiem, matematykiem i filozofem rozmawia Tomasz Rożek. Poniższy wywiad jest uzupełnieniem dwóch rozmów, które opublikowałem na kanale YouTube.com/Nauka To Lubie. Pierwsza z tych rozmów dotyczyła wszechświata, a druga człowieka. U dołu wywiadu znajdują się bezpośrednie odnośniki do obydwu rozmów.

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

Co się stało się prawie 14 miliardów lat temu? Możemy w ogóle udzielić jakiejkolwiek odpowiedzi?

Historię wszechświata rekonstruujemy poruszając się wstecz. Do 3 minut po wielkim wybuchu mamy wiedzę bardzo solidną, a potem grzęźniemy w hipotezach. Im bliżej początku, tym bardziej hipotetyczna jest nasza wiedza. Ta wiedza opiera się na teorii, ale teoria jest dobrze sprawdzona chociażby w takich miejscach jak laboratorium fizyki cząstek CERN, gdzie zderza się ze sobą np. protony.

Wiemy w takim razie co stało się po Wielkim Wybuchu, ale co było w punkcie zero?

Pytanie, czy taki punkt zero w ogóle był. Według klasycznej kosmologii, według teorii Einsteina, rzeczywiście punkt zero istniał i był tzw. osobliwością, czyli obszarem, w którym załamuje się pojęcie czasoprzestrzeni. Pojęcia czasu i przestrzeni tracą tam sens. Tam urywa się nasza wiedza, znane nam prawa natury przestają działać.

Skoro nie prawa przyrody, to co się tam dzieje?

To jest pytanie, na które nie znam odpowiedzi. Mamy dwie wielkie teorie: fizyka kwantowa i fizyka grawitacji. Fizyka kwantowa rządzi światem cząstek elementarnych, mikroświatem. Fizyka grawitacji rządzi kosmosem w wielkiej skali. Zaraz po Wielkim Wybuchu te dwie teorie nakładały się na siebie. Po to by wyjaśnić co dzieje się w osobliwości, trzeba połączyć te dwie teorie w jedną. Jest to niezmiernie trudne wyzwanie, bo te dwie siły mają zupełnie inną naturę. Moim zdaniem, to jest w tej chwili problem numer jeden fizyki teoretycznej. Mamy kilka, może nawet kilkanaście pomysłów jak grawitację i teorię kwantów ze sobą połączyć, ale żaden z nich nie jest potwierdzony doświadczalnie. Wszystko to są hipotetyczne rzeczy, posługują się bardzo ładną i zaawansowaną matematyką, ale nie mamy empirycznego rozstrzygnięcia, która jest prawdziwa i pewnie długo nie będziemy mieć.

Czy to jest przypadek, że człowiek został obdarzony umysłem, żeby dociekać tak skomplikowanych i abstrakcyjnych rzeczy?

Tego też nie wiemy. W każdym razie jest to rzecz niesamowita, że mamy taką władzę poznawania wszechświata. Bo pomyślmy nad tym. Jeżeli umysł ludzki powstał ewolucyjnie przez oddziaływanie z otoczeniem, to jak mówią biologowie, utrwalały się te cechy, które są potrzebne do przeżycia.

Wiedza o czarnej dziurze nie jest potrzebna?

Wiedza o czarnej dziurze jest absolutnie niepotrzebna do przeżycia.

Od biedy dałoby się połączyć wiedzę z sukcesem reprodukcyjnym. W końcu wolimy się otaczać ludźmi mądrzejszymi. Może intelekt czy wiedza to coś w rodzaju pożądanego przez przyszłego partnera gadżetu?

Myślę, że chyba wystarczyłby taki gadżet, który służyłby do uchylania głowy jak maczuga leci. Niemniej jednak jest to niesamowite, że człowiek ma tak rozwinięty umysł. Jeśli popatrzymy na historię, to tak naprawdę fizyka zaczęła się gdzieś w XVII wieku. Jesteśmy dopiero na samym początku. Co to jest kilkaset lat wobec 14 miliardów? I to jest rzeczywiście coś absolutnie niesamowitego. Można by to pytanie, które pan zadał, postawić w innej formie: czy złożoność ludzkiego mózgu wystarczy, ażeby zbadać złożoność wszechświata? Innymi słowy, czy złożoność wszechświata jest przykrojona na miarę naszego mózgu? Niezależnie od tego, czy jesteśmy sami we wszechświecie jako istoty rozumne, czy też są jacyś nasi bracia w rozumie, specjaliści mówią, że złożoność mózgu jest większa, niż złożoność całego wszechświata.

Ilość potencjalnych połączeń między komórkami w mózgu jednego człowieka jest większa niż ilość gwiazd we wszechświecie.

No właśnie. I to nas stawia w dość wyróżnionej pozycji. Natomiast czy dzięki tej złożoności możemy pojąć wszystko? Tu jest pewien logiczny paradoks. Jeśli chcielibyśmy pojąć wszystko, to musielibyśmy zrozumieć także mózg. Czy mózg może poznać sam siebie?

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

Mówiliśmy trochę o ewolucji, a z nią bardzo często wiąże się słowo „przypadek”. 

Arystoteles miał przyczynową koncepcję nauki, która w jakimś sensie jest aktualna do dzisiaj. Wyjaśniamy wszechświat według Arystotelesa przez ciągi przyczyn i skutków, takie łańcuchy przyczynowe. Natomiast on przypadek określił jako coś, co przerywa taki ciąg. Interweniuje przypadkowo w ten ciąg i zaburza go. I dlatego według niego nie może być wiedzy naukowej o przypadku. I ludzie uwierzyli, że przypadek jest jakimś takim obcym ciałem w nauce. Tymczasem okazuje się, że tak nie jest. Najbardziej dramatycznym czy widocznym przykładem próby oswajania przypadku jest ludzka chciwość. Jak ktoś gra hazardowo, to chce wygrać. Ludzie szukali więc jakiejś strategii, żeby zapewnić sobie zwycięstwo w totolotku, ruletce, czy w pokerze.

No i takiego sposobu nie znaleźli. Wygrana czy przegrana to kwestia przypadku.

Czy na pewno? Statystyka i rachunek prawdopodobieństwa mówią co innego. Gdyby było tak jak pan mówi, nie mogłyby działać np. banki czy towarzystwa ubezpieczeniowe, które liczą prawdopodobieństwo w związku z ubezpieczeniami na życie. Bez prawdopodobieństwa i statystyki nie byłoby dzisiejszej wiedzy. Ani fizyki, ani medycyny.

Bo statystyka daje odpowiedzi dotyczące ogółu a pojedynczy przypadek dalej jest dziełem… przypadku.

Też nie całkiem. W „Summa contra gentiles” św. Tomasz pisze, że boża opatrzność rządzi zdarzeniami ex casu del fortuna – dziejącymi się z przypadku lub losowo. Dwoje ludzi pobiera się, bo spotkali się, gdy spóźnił się pociąg. Czy to przypadek? Wszystko tu ma przyczynę. Pociąg się spóźnił, bo popsuła się lokomotywa. Młodzi ludzie byli w tym samym miejscu o tym samym czasie, bo każde z nich jechało w konkretne miejsce. W fizyce tak jest na każdym kroku. Dobrym przykładem jest zwykły rzut kamieniem. On jest opisany prostymi równaniami ruchu Newtona i wszystko jest – wydawałoby się – zdeterminowane, ale ja mogę przypadkiem tym kamieniem zamiast trafić w tarczę, to komuś w głowę. W nauce jest bardzo dużo miejsca na przypadki, a one same nie są zaprzeczeniem zasad przyrody. W siatce praw przyrody są pewne luzy na przypadki. Bez tych przypadków prawa przyrody by nie mogły działać.

A ten plan, te reguły, które tym wszystkim rządzą, te luzy, o których ksiądz profesor mówi, czy one jakoś powstały, czy one były zawsze? Jak to rozumieć?

No to jest problem genezy praw przyrody. I ja nie wiem jaka ona jest. To na pewno nie jest zagadnienie z dziedziny fizyki, bo fizyka zakłada prawa przyrody. Nie wyjaśnia ich. W każdym modelu fizycznym prawa fizyki są założone. Takie, a nie inne i koniec. Natomiast wyjaśnienie, skąd się biorą prawa przyrody, to już raczej należy do filozofii czy na przykład do teologii. Można powiedzieć, że to po prostu Pan Bóg stworzył.

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

To jest bardzo wygodne podejście. Pan Bóg stworzył, kropka. A może by się nad tym zastanowić ?

Często fizycy nie nazywają tego Panem Bogiem, ale skądś się one musiały wziąć. Einstein nie uznawał Boga w formie chrześcijańskiej. Raczej był bliżej panteizmu, ale używał hasła „Zamysł Boga” – the Mind of God. Może używał to jako metaforę, ale uważał, że zestaw praw przyrody to jest właśnie the Mind of God. I mówił: nie chciałbym nic więcej wiedzieć, tylko znać the Mind of God.

Znać boży zamysł… czyli to jedno równanie, które opisuje wszystko?

No tak. I tu są te granice fizyki, o których mówimy. Na to wszystko nakłada się matematyka, która jest uniwersalnym językiem opisu wszechświata. Tylko trzeba pamiętać, że matematyka nie oznacza wcale determinizmu.

2 + 2 zawsze równa się 4. Cała matematyka szkolna jest deterministyczna.

No bo w szkole się uczy najprostszych rzeczy: dodawania, odejmowania i pierwiastkowania. Niewiele więcej. W prawdopodobieństwie nic nie jest pewne, choć wszystko prawdopodobne. A to dopiero początek. Mechanika kwantowa posługuje się matematyką, która jest indeterministyczna. Wcześniej rozmawialiśmy o przypadkach. Ja rozróżniam dwa ich rodzaje. Jeden to przypadek wynikający z niewiedzy albo ignorancji. Np. mogę się z kimś założyć, czy z zza rogu wyjedzie tramwaj numer 8 czy 4. Ja nie wiem który i traktuję to w kategoriach przypadku, ale jeżeli te tramwaje są w drodze, to proces jest zdeterminowany. Natomiast czy są przypadki, zdarzenia, które rzeczywiście nie są zdeterminowane? Mechanika kwantowa jest świadectwem, że tak, są. I takie przypadki pojawiają się u podstaw całej naszej rzeczywistości.

Czy wszechświat ma jakieś granice geometryczne? Pytam zarówno o to, czy możemy dowolnie długo dzielić cząstki elementarne na coraz mniejsze kawałki, jak i o to, czy kosmos gdzieś się kończy?

Może być tak, że świat jest skończony, ale nie ma granicy. I wtedy idąc cały czas w jedną stronę, w końcu trafimy do punktu wyjścia. Modele otwarte mówią, że można zmierzać w jednym kierunku w nieskończoność. Nie ma żadnych naukowych powodów, by wszechświat miał granice. Natomiast czy można dzielić cząstki w nieskończoność? Nie wiem.

Co zapaliło małego Michała Hellera do tego by zajął się nauką? A co zapala już dorosłego księdza profesora by zajmował się nią dalej? 

Dorastałem w domu, gdzie rozmawiało się o nauce, o świecie. Ojciec był inżynierem, opublikował nawet kilka prac matematycznych. Od dziecka, jak tylko miałem jakąś książkę popularnonaukową, to się w niej zaczytywałem. I trudno tak ciekawymi rzeczami się nie zajmować. A dzisiaj? Chyba ta sama ciekawość co u małego Michała. Ciekawość jest motorem działania. Ale trzeba uważać, bo ona musi być pod kontrolą. Inaczej do niczego się nie dojdzie, niczego nie uda się wystarczająco dobrze zbadać. Na świecie żyje wielu geniuszy, którzy nie potrafili się ograniczyć. Wiedzą prawie wszystko o prawie wszystkim i zarazem niewiele. Wszystko ich za bardzo ciekawi. I w moim przypadku to zawsze było dość trudne i bywa trudne do dzisiaj. Interesuje mnie za dużo, a trzeba się ograniczyć do jednego.

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

Ksiądz Profesor Michał Heller jest teologiem, filozofem i kosmologiem. W 2008 roku jako jedyny dotychczas Polak został laureatem międzynarodowej Nagrody Templetona, przyznawanej za pokonywanie barier między nauką a religią. Jest autorem kilkudziesięciu książek. 

Opublikowany powyżej wywiad jest fragmentem rozmowy jaką przeprowadziłem z X. prof. Michałem Hellerem dla tygodnika Gość Niedzielny.
3 komentarze do Wszystko jest matematyką – rozmowa z X. prof. Michałem Hellerem

Jak działa alkohol?

Alkohol szkodzi zdrowiu. To hasło zna prawie każdy. Co dzieje się z alkoholem w organizmie człowieka? I co dzieje się z organizmem po spożyciu alkoholu.

Przełykany alkohol zaczyna być wchłaniany już jamie ustnej i przełyku. Najwięcej etanolu dostaje się jednak do krwi przez ścianki żołądka i jelita cienkiego. W tym drugim zaburza on zwykłe wchłanianie substancji odżywczych, a w żołądku może wywoływać stany zapalne. Mowa oczywiście o nadmiarze alkoholu oraz częstym i regularnym jego spożywaniu. Za wyjątkiem sytuacji chorobowych, niewielkie ilości alkoholu, np. lampka wina do kolacji czy kufel piwa wypity w czasie grilla – nikomu nie zaszkodzą. Przeciwnie mogą pomóc, alkohol jest antyoksydantem, czyli „likwiduje” wolne rodniki, które wpływają na starzenie się komórek. Mowa oczywiście o niewielkich ilościach alkoholu, a nie o jego nadużywaniu.

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

Potrzeba energii

A co dzieje się z alkoholem już wchłoniętym do krwi? Jest rozprowadzany po całym organizmie. Po to by rozłożyć cząsteczkę etanolu, potrzeba energii. Spada więc stężenie cukru we krwi. To może prowadzić do zawrotów głowy i drżenia rąk. Dokładnie tak samo organizm zacznie reagować na niski poziom cukrów gdy… przestaniemy jeść. Przy okazji obniżania poziomu cukru we krwi, wzrasta jej ciśnienie. Na ten proces wpływa jeszcze jeden mechanizm. Krew regularnie jest przepompowywana przez nerki. Te działają jak filtr i pozbywają się tego, co dla organizmu jest niepotrzebne albo szkodliwe. Do filtrowania etanolu nerki potrzebują bardzo dużej ilości wody. To właśnie dlatego, po spożyciu alkoholu oddajemy znacznie więcej moczu niż po wypiciu takiej samej ilości np. wody. Wypicie 250 ml wina, oznacza, że w ciągu 2-3 godzin pozbędziemy się przynajmniej 500 ml wody. Niebezpieczne odwodnienie organizmu po spożyciu dużej ilości alkoholu jest realnym zagrożeniem. A wypicie nadmiernej jego ilości zawsze kończy się pragnieniem i nieprzyjemnym wrażeniem suchości w ustach. Pragnienie jest jednym z elementów tzw. kaca, czyli zespołu objawów poalkoholowych.

Najbardziej obciążona po spożywaniu alkoholu jest jednak wątroba. Tylko 2 proc. spożytego alkoholu jest usuwanego z organizmu w niezmienionej postaci. Reszta, czyli 98 proc. jest najpierw metabolizowana. Zajmuje się tym właśnie wątroba. To proces bardzo obciążający i długi. Dlatego właśnie efekty spożycia alkoholu utrzymują się tak długo. Alkohol krąży we krwi przez kilka, kilkanaście a w skrajnych wypadkach nawet kilkadziesiąt godzin. Na dodatek sposób metabolizmu alkoholu jest dla organizmu bardzo niebezpieczny. W wątrobie etanol jest utleniany do aldehydu octowego, który jest wielokrotnie bardziej trujący niż sam alkohol. I to aldehyd uszkadza wątrobę. W skrajnych wypadkach w wątrobie mogą się pojawić komórki rakowe, znacznie częściej dochodzi do marskości wątroby czyli do zniszczenia struktury tego narządu. Bardzo często nadmiar alkoholu może doprowadzić do niewydolności wątroby. Zresztą aldehyd octowy niekorzystnie wpływa nie tylko na wątrobę, ale także na mózg. Nudności, bóle głowy i wymioty (czyli pozostałe objawy kaca) to efekt wpływu aldehydu na ludzki organizm a nie alkoholu.

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

Pijany mózg

Mówiąc o wpływie alkoholu na organizm człowieka najczęściej mamy jednak na myśli nie obniżenie poziomu cukru we krwi czy rujnowanie wątroby, tylko trudności w utrzymaniu równowagi, niewyraźne widzenie i mówienie oraz zwolniony czas reakcji. Skąd biorą się te objawy? Alkohol reaguje z substancjami, które w mózgu są odpowiedzialne za aktywność komórek nerwowych. Neurony stają się bardziej „ociężałe” nawet po wypiciu niewielkiej ilości alkoholu. Zmiany stężenia takich substancji jak kwas gamma-aminomasłowy, glutaminian czy serotonina nie tylko spowalniają działanie neuronów, ale zaburzają pracę niektórych części mózgu. Głównie w korze mózgowej, w której „znajduje się” odpowiedzialne zachowanie i logiczne myślenie. Mniejsza ilość serotoniny w podwzgórzu i w przysadce mózgowej skutkuje wylewnością i ogólnym rozluźnieniem. To dlatego pod wpływem alkoholu łatwiej zdradza się sekrety, łatwiej zaprzyjaźnia się z innymi. Krótko mówiąc znikają bariery. Alkohol wzmaga też pociąg seksualny, ale nadmiar alkoholu wpływa na takie rozluźnienie mięśni, że może skutkować problemami ze wzwodem.

Najbardziej niebezpieczne dla otoczenia są jednak konsekwencje działania alkoholu na móżdżek, tą część mózgu, która jest odpowiedzialna za koordynację ruchów i utrzymanie równowagi. To dlatego osoba pijana nie jest w stanie prosto chodzić, ma problemy np. z trafieniem kluczem do dziurki w zamku albo z dotknięciem palcem czubka swojego nosa. Osoba pijana za kierownicą samochodu nie potrafi omijać przeszkód, nie potrafi skoordynować swoich ruchów, nie jest w stanie prawidłowo ocenić odległości i szybkości. W największym skrócie jest całkowicie nieprzewidywalnym uczestnikiem ruchu na drodze. Alkohol zaburza także działanie rdzenia przedłużonego. Efektem tego – przy dużych dawkach alkoholu – jest ogólne otępienie, senność i spowolnienie reakcji.

Ile można wypić?

Organizm potrzebuje dużej ilości energii do oczyszczenia się z alkoholu. To dlatego jego wysoki poziom we krwi wywołuje dosyć szybko uczucie głodu. I tak na prawdę tylko dostarczenie dużej ilości węglowodanów ma wpływ na szybkość trawienia alkoholu. Chcąc szybko wytrzeźwieć, trzeba dużo jeść. Wszystkie inne metody, medykamenty, picie dużej ilości innych płynów czy robienie ćwiczeń fizycznych nie mają na trzeźwość żadnego wpływu.

A ile alkoholu można wypić, by móc normalnie funkcjonować? A co to znaczy normalnie? Nawet niewielka ilość alkoholu ma wpływ na nasze zachowanie, ma wpływ na pracę mózgu. Kwestią sporną pozostaje czy wpływ np. lampki wina jest zauważalny. Czy stanowi już jakiekolwiek zagrożenie. Są kraje w których prawo określa akceptowalny poziom alkoholu u kierowców na zero. Innymi słowy, np. na Węgrzech, na Słowacji czy w Czechach nie wolno mieć ani grama alkoholu we krwi. W Polsce (ale także w Szwecji i Norwegii) można prowadzić samochód mając 0,2 promila alkoholu we krwi. To – w porównaniu z innymi krajami europejskimi – dosyć restrykcyjna norma. Ale od 0,3 promila alkoholu we krwi zauważa się wpływające na zachowanie rozproszenie uwagi. Od 0,8 promila zauważalne jest już upośledzenie koordynacji ruchowo – wzrokowej. W przeważającej większości krajów Europy limit wynosi 0,5 promila, choć np. w Luksemburgu, Irlandii, Wielkiej Brytanii i na Malcie prawo dopuszcza prowadzenie samochodu z 0,8 promilem alkoholu we krwi.

A wracając na polskie drogi. Pomijając dyskusję nad tym czy polskie uregulowania prawne mają sens czy nie, ile można wypić, by nie przekroczyć limitu 0,2 promila alkoholu we krwi? Trudno o jednoznaczną odpowiedź. Wpływ alkoholu na organizm jest zależny od wielu czynników. Od stresu, zmęczenia czy różnego rodzaju dolegliwości zdrowotnych. Ale także od zażywanych leków czy od używek takich jak papierosy czy kawa. Lepiej więc nie ryzykować wsiadając za kierownicę nawet po jednym małym piwie. Lepiej odczekać. Przyjmuje się, że organizm potrzebuje godziny na pozbycie się 10 gramów czystego alkoholu. Tego w dużym (pół litrowym) piwie jest około 25 gramów. Krótko mówiąc, wsiadając za kierownicę 3 godziny po wypiciu kufla piwa, możemy być pewni, że alkomat policyjny wskaże poziom zero. I jeszcze jedno. Prawie 80 proc nietrzeźwych złapanych przez policję to kierowcy którzy pili alkohol poprzedniego dnia. Po wypiciu dużej ilości mocnego alkoholu trzeba dać organizmowi przynajmniej dobę na to, by całkowicie usunął alkohol z krwi. Tego procesu nie przyspieszy ani sen, ani zimny prysznic ani reklamowane środki farmaceutyczne.

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

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny
8 komentarzy do Jak działa alkohol?

Choinka – sztuczna czy prawdziwa?

Dla tych, którzy jeszcze nie kupili bożonarodzeniowej choinki mam radę. Jeżeli nie chcecie być na bakier z ekologią, kupcie drzewko naturalne. Na pewno nie spowoduje to żadnej katastrofy ekologicznej. Leśnicy twierdzą, że naturalne choinki mają tyle samo zalet, co sztuczne wad.

 

Ścinanie choinki przed świętami, tak jak zabijanie karpia, przedstawiane jest jak zbrodnia na środowisku naturalnym. Bo wiadomo karp to odczuwające ból zwierzę, a choinka to potencjalny las.  Gdy dorośnie, będzie cieszył oko i produkował tlen. Ten obraz jest fałszywy.

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

Drzewka na ścięcie

Co roku oficjalnie wycina się w całym kraju kilkadziesiąt tysięcy drzewek, najczęściej sosen i świerków. Pochodzą one ze szkółek, zakładanych na terenach otwartych albo pod liniami wysokiego i średniego napięcia. Tam gdzie nie może powstać las. Niektóre drzewka pochodzą z lasów już istniejących, ale leśnicy wycinają je w ramach… zabiegów pielęgnacyjnych. Sosny i świerki hodowane są także na prywatnych gruntach nieprzydatnych rolnictwu, ale takich na których ich właściciele nie chcą mieć lasu. W skrócie mówiąc drzewka które można legalnie kupić w sklepie, na targowiskach czy przy supermarketach są i tak skazane na ścięcie. Są sadzone na ścięcie. Jeżeli nie zostaną kupione przy okazji Świąt Bożego Narodzenia, zostaną wycięte później i wyrzucone. Pod liniami energetycznymi nie mogą rosnąć wysokie drzewa.

Alternatywą dla naturalnych drzewek bożonarodzeniowy są choinki sztuczne, plastikowe. Przed świętami pojawiają się akcje w czasie których radykalne organizacje ekologiczne przekonują, że kupowanie sztucznej choinki jest oznaką dbałości o środowisko naturalne. Specjaliści przekonują, że nic bardziej błędnego. Proces produkcji plastiku jest dla środowiska naturalnego dużym obciążeniem. Większość choinek jest produkowanych w Chinach, gdzie dbałość o środowisko nikogo nie interesuje. W procesie produkcji materiałów plastikowych (PCW) powstają szkodliwe pyły i gazy. Potrzebna jest także spora ilość energii i wody. A jeżeli mówimy o konsumpcji energii, musimy mieć z tyłu głowy emisję CO2.

Las w domu

Po kilkunastu dniach, igły naturalnej choinki zaczynają opadać i drzewko nadaje się do wyrzucenia. Ci, którzy mają swój własny ogród mogą przed świętami kupić drzewko naturalne w donicy i zasadzić je na wiosnę. Trzeba jednak pamiętać, że nie zawsze takie drzewko się przyjmie, skoro całą zimę spędziło w ciepłym mieszkaniu. Ci, którzy nie mają swoich ogródków, ściętą i już przysuszoną choinkę muszą wyrzucić do kompostownika, albo zanieść do punktu zbierania choinek, które powstają w niektórych miastach (np. w Warszawie). Suchą choinkę można też spalić. Przy tym wydziela się oczywiście CO2, ale jest to ten sam dwutlenek węgla, który drzewko pochłonęło w czasie wzrostu. Pochłaniało związki węgla i „wyrzucało” do atmosfery tlen. Na kompoście czy na wysypisku śmieci wyrzucone drzewko szybko się rozkłada. Skumulowane w nim związki chemiczne stają się z powrotem częścią obiegu materii w przyrodzie. Z kolei korzenie wyciętego drzewka wzbogacają glebę w tzw. próchnicę.

To prawda, że choinka sztuczna wystarcza na kilka lat. Z czasem blaknie jednak jej kolor i w końcu też trzeba ją wyrzucić. Najgorsze co można zrobić, to wrzucić ją do pieca. Spalany plastik jest źródłem rakotwórczych związków, które rozpylają się w atmosferze i dostają się do organizmu w czasie oddychania. Plastikowego drzewko na wysypisko śmieci będzie się rozkładało przez kilkaset lat. Najlepszym wyjście jest wrzucenie go do pojemnika na odpady segregowane. To może być jednak o tyle problematyczne, że sztuczne choinki najczęściej mają metalowy stelaż.

Pomijając fakt, że drzewko naturalne pachnie lasem, żywicą a plastikowe nie. Że ma naturalny kolor, który trudno odtworzyć nawet najlepszej imitacji. Pomijając to wszystko co dla wielu osób jest ważne, choć subiektywne i niemierzalne. Drzewka plastikowe szkodzą środowisku, a choinki naturalne – nie z powodów obiektywnych.

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

A tak a propos. Wiecie dlaczego choinka zruca igły? Naukowcy z Université Laval w Kanadzie odkryli, że za opadanie igieł odpowiada roślinny hormon etylen. W czasie testów zmierzono, że gałązki jodły balsamicznej (Abies balsamea) zaczęły zrzucać igły po około 14 dniach od ścięcia. Trzy dni wcześniej drzewko zaczęło intensywnie wydzielać etylen. Po 40 dniach, na testowanych drzewkach nie było ani jednej igły. Gdy badacze rozpylili w pomieszczeniu gdzie badano jodły 1-metylocyklopropen (1-MCP), związek hamujący działanie etylenu, igły „wisiały” na drzewku nie jak wcześniej 40 dni, tylko 73 dni. Zastosowanie innego związku, aminoetoksywinyloglicyny (AVG) wydłużyło ten okres jeszcze bardziej, do 87 dni. Przez cały ten wydłużony czas gałązki choinki wyglądały świeżo, jak gdyby drzewko było dopiero co ścięte.  Związek 1-MCP od dawna stosuje się w przechowalniach owoców, np. jabłek. Gdyby rozpylać go w magazynach, albo samochodach wiozących drzewka na targowiska, drzewka mogłyby przetrwać dużo dłużej. Choć z drugiej strony po co komu bożonarodzeniowa choinka w marcu?

3 komentarze do Choinka – sztuczna czy prawdziwa?

Burza światła

Podobno dzisiaj i jutro widoczna na polskim niebie ma być zorza polarna. O ile nie będzie chmur. 156 lat temu miała miejsce największa opisana burza geomagentyczna. Gdyby zdarzyła się dzisiaj, zamilkłyby telefony, radia i stacje telewizyjne. Najpewniej uszkodzona zostałaby także infrastruktura energetyczna.

Dzisiaj, a może nawet jutro widoczna ma być na polskim niebie zorza polarna. O ile nie będzie chmur.  156 lat temu miała miejsce największa opisana burza geomagentyczna. Gdyby zdarzyła się dzisiaj, zamilkłyby telefony, radia i stacje telewizyjne. Najpewniej uszkodzona zostałaby także infrastruktura energetyczna.

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

Dokładnie 1 września 1859 roku na Słońcu zdarzył się potężny wybuch. Materia słoneczna została wyrzucona w przestrzeń z prędkością dochodzącą nawet do 900 km na sekundę. Wybuchy na Słońcu to nic niezwykłego, ale ten był wyjątkowo silny. Co ciekawe nasza dzienna gwiazda wcale nie była wtedy w fazie swojej największej aktywności.

Tymczasem na Ziemi…     

… rozpętała się burza światła. Dzień po wybuchu na Słońcu, wyrzucona z jego powierzchni materia dotarła do Ziemi. Naładowane elektrycznie cząstki, w zderzeniu z naszą atmosferą, a właściwie hamowane przez ziemskie pole magnetyczne były źródłem jednej z największych, kiedykolwiek rejestrowanych zórz polarnych. W 1859 roku nie było telefonów komórkowych, telewizorów ani odbiorników radiowych. Gdyby były, na pewno by zamilkły. Straty byłyby ogromne. Do listy strat trzeba doliczyć stacje transformatorowe i całą flotyllę satelitów. Nie tylko tych naukowych, ale także komercyjnych. Szacuje się, że dzisiaj straty spowodowane burzą porównywalnej wielkości wyniosłyby około 2 trylionów dolarów. Trylion to miliard miliardów. Wtedy, w połowie XIX wieku, zaburzona została jedynie raczkująca wtedy łączność telegraficzna. Pierwszy telegraf elektryczny zbudowano 22 lata wcześniej, w 1837 roku. Dzisiaj burza sparaliżowałaby życie. Trudno je sobie wyobrazić bez elektronicznej komunikacji, prądu czy choćby GPS’a. Wtedy, w zasadzie nikomu nie utrudniła życia. Mocno je za to urozmaiciła.

Zorze na Kubie

Na wysokości od 100 do 400 km nad naszymi głowami naładowane elektrycznie cząstki pochodzące ze Słońca (elektrony i protony), są przechwytywane przez ziemskie pole magnetyczne. Zaczynają się poruszać wzdłuż jego linii. Te zagęszczają się w okolicach biegunów i tam cząstki wiatru słonecznego zderzają się z atomami rozrzedzonej atmosfery. Atom w który uderzają traci część swoich elektronów (zjawisko jonizacji). Gdy „złapie” je z powrotem, energię którą otrzymał od protonu czy elektronu ze Słońca, wypromieniowuje w postaci światła. To światło, to zorza polarna. Luminescencję rozrzedzonych gazów zaobserwowano także wokół biegunów innych planet, m.in. Jowisza, Saturna, Urana, Neptuna, a nawet Marsa.

Zorze występują zwykle w okolicach biegunów. 150 lat temu, w wyniku rekordowej ilości naładowanych cząstek, zjawisko było widoczne jednak w całej Ameryce Północnej, a nawet na Kubie. Zorze były tak intensywne i jasne, że ludzie wstawali w środku nocy myśląc, że już świta. Ich zdziwienie, a może przerażenie, musiało być całkiem spore gdy zamiast wschodu Słońca na niebie pojawiły się piękne, kolorowo pulsujące niby-płomienie.

To może się zdarzyć jutro

Na dużych szerokościach geograficznych zorze polarne – nazywane czasami światłami północy – mają kolor biały, żółty i zielony, na niższych, charakteryzują je kolory ciemniejsze: czerwone, niebieskie, a nawet fioletowe. Zorze polarne w Polsce zdarzają się rzadko i tylko w okresie najwyższej aktywności Słońca. Co około 11 lat nasza dzienna gwiazda przeżywa burzliwe chwile. Kolejne maksimum było rejestrowane w latach 2012-2013. Nie powinniśmy być tego jednak całkowicie pewni. Nasza gwiazda jest nieprzewidywalna. Gdy coś stanie się na jej powierzchni, mamy kilkadziesiąt godzin czasu na przygotowanie się na niesamowite zjawisko. A gdyby eksplozja na Słońcu była duża, lepiej wyłączyć wszystkie urządzenia elektroniczne i … zaopatrzyć się w świeczki. Prądu może nie być przez kilka dni.

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

5 komentarzy do Burza światła

Szkodliwe szufladki

Wściekam się, że nauk ścisłych w szkole często uczy się w tak nieatrakcyjny sposób. Jaki jest tego efekt? Na hasło „jestem fizykiem” widzę w oczach wielu (zbyt wielu) młodych ludzi przerażenie pomieszane ze współczuciem. Już słyszę jak w myślach mówią „mój Boże, jakie on musiał mieć nieszczęśliwe życie”.

Wściekam się, że nauk ścisłych w szkole często uczy się w tak nieatrakcyjny sposób. Kogo to wina? Wszystkich po trochu. Ale nie o tym chcę pisać (a przynajmniej nie tym razem). Wiem za to jaki jest efekt. Otóż na hasło „jestem fizykiem” widzę w oczach wielu (zbyt wielu) młodych ludzi przerażenie pomieszane ze współczuciem. Już słyszę jak w myślach mówią „mój Boże, jakie on musiał mieć nieszczęśliwe życie”.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 

W czym jest problem z nauczaniem przedmiotów ścisłych? Otóż z tym, że niewielu udaje się nimi zaciekawić. Dlaczego fizyka jest nudna? Bo ciągle wzory. A chemia? Bo nic nie kapuję z tych doświadczeń. To może biologia? A kogo interesują pantofelki?

Myślę, że jednym z głównych problemów… mój były szef, wybitny fizyk, który jako pierwszy człowiek na świecie wyprodukował kompletny atom antymaterii mawiał, że nie ma problemów, są tylko wyzwania… no to jeszcze raz. Myślę, że jednym z głównych wyzwań jakie stoją przed współczesną edukacją, jest zasypywanie szufladek, które sami stworzyliśmy w naszych mózgach, a teraz kopiujemy je do mózgów naszych dzieci. Chodzi mi o szufladki z napisem „fizyka”, „chemia”, „biologia”, „matematyka”. Małe, zainteresowane światem, dziecko nie rozróżnia dziedzin nauki. Dla niego jest nieistotne czy zmieniające kolor jesienne liście to domena biologii, chemii czy fizyki (prawdę mówiąc wszystkiego po trochu). Podobnie jak nie interesuje je czy spadającym z chmury deszczem powinien zajmować się fizyk czy chemik (podobnie jak poprzednio i jeden i drugi może o tym zjawisku sporo opowiedzieć). Dziecko interesuje znalezienie odpowiedzi, a nie to, kto jej udziela. Tymczasem my zamiast odpowiadać, zbyt wiele energii poświęcamy na to by dokładnie „rozdzielić kompetencje”.

Gdzie przebiega granica pomiędzy fizyką i chemią? A gdzie pomiędzy chemią i biologią? Czy cykle komórkowe to biologia czy chemia? A budowa materii? Atomy są chemiczne czy fizyczne? A potęgi? Powinien ich uczyć matematyk, fizyk czy chemik? W rzeczywistości uczy tego każdy na swój sposób, a uczeń – nie tylko ten, który miewa trudności z nauką – zastanawia się czy potęgi znane z matematyki, to te same o których słyszał na chemii czy fizyce? Na domiar złego, niektóre zjawiska zamiast pojawiać się równocześnie, na lekcjach np. chemii i fizyki wprowadzane są w sporych odstępach czasowych. To wszystko powoduje, że czym dłużej młody człowiek jest pod opieką systemu edukacji, tym większy ma problem z ogarnięciem nauk przyrodniczych jako całości. W pewnym sensie to powrót do dalekiej przeszłości, kiedy uważano, że prawa natury nie są uniwersalne. Że zasady, które rządzą zjawiskami przyrody nie wszędzie tak samo „działają”. Osobą, która dokonała przełomu, był Izaak Newton, lekarz, fizyk, filozof, ekonomista i teolog. Prawo powszechnego ciążenia jego autorstwa jako bodaj pierwsze pokazało, że „tutaj” czyli na Ziemi i „tam” czyli w kosmosie, obowiązują te same zasady. Że te same prawa opisują ruch planety wokół Słońca i ruch spadającego z drzewa jabłka. I pomyśleć, że 330 lat po opublikowaniu prac Newtona, nasz system edukacji wypuszcza „w świat” ludzi, którzy mają wątpliwości, czy gęstość oznaczana w chemii jako „d” a w fizyce jako ρ (ro), to ta sama wielkość.

Nasze wyobrażenie o świecie, nasza wiedza o nim jest weryfikowana praktycznie każdego dnia. Ale prawdziwe rewolucje zdarzają się stosunkowo rzadko. Kto tych rewolucji dokonuje? Czyimi rękami są one wprowadzane? Gdyby prześledzić historię nauki, dosyć szybko można dojść do wniosku, że rewolucje robią ci, którzy nie zostali zaszufladkowani, ci którzy potrafią się wznieść ponad tradycyjny – sztuczny i moim zdaniem mocno krzywdzący młodego człowieka – podział na przedmioty. Tak było nie tylko setki lat temu, kiedy jedna osoba studiowała tak różne (z dzisiejszego punktu widzenia) kierunki jak medycyna, filozofia, nauki przyrodnicze, teologia i prawo (Kopernik, Newton czy Kant), ale także w czasach nam bliższych (Hubble, Lemaitre, Rubin). Prawdziwych odkryć, prawdziwych rewolucji w nauce dokonują ci, którzy swoją wiedzą ogarniają wiele półek w bibliotece, a nie ci, którzy znają tylko kilka książek na wyrywki. Choćby znali je na pamięć. No bo na dobrą sprawę, czy jest sens czytać książki na wyrywki, czasami nie po kolei? Wydaje mi się, ba! jestem tego pewny, że opowiadana w książkach historia nabiera rumieńców, wciąga i inspiruje dopiero wtedy gdy jest opowiedziana w całości.

male wielkie odkrycia 1500px 3d

„Małe wielkie odkrycia – najważniejsze wynalazki, które odmieniły świat”. Steven Johnson

A skoro już piszę o książkach i półkach. Do przemyśleń nad systemem edukacji nakłoniła mnie lektura pewnej książki. Nakładem wydawnictwa Sine Qua Non właśnie ukazały się „Małe wielkie odkrycia – najważniejsze wynalazki, które odmieniły świat”. Bardzo żałuję, że w polskiej szkole w ten sposób nie uczy się nauk ścisłych. Jasne, na fizyce czy na chemii muszą być wzory i zadania z treścią, ale szkoda, że bardzo często przysypani rachunkami, zapominamy co tak właściwie liczymy. Steven Johnson, autor „Małe wielkie odkrycia…” napisał książkę, która pokazuje historię rozwoju naszej cywilizacji. Pokazuje zawiłą, ale równocześnie pasjonującą drogę jaką przechodzili ludzie ciekawi i uparci. Nie opisuje pojedynczych wynalazków, nie dzieli ich na te dokonane przez fizyków, chemików i biologów. Pokazuje historię dochodzenia do odkryć. Do wybudowania teleskopu przyczyniło się oblężenie, setki lat wcześniej, Konstantynopola. Do skonstruowania pierwszego mikroskopu, wynalezienie dużo wcześniej prasy drukarskiej. Ta książka jest pełna, tak zaskakujących „związków”. Nie będę więcej zdradzał. Powiem tylko, że te największe odkrycia nie byłyby możliwe, bez tych małych. Małych wcale nie znaczy banalnych i nudnych. Przeciwnie. Małych, znaczy tajemniczych, nieznanych i nieoczywistych.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 
7 komentarzy do Szkodliwe szufladki

W kosmosie woda jest wszędzie!

Jest na planetach, księżycach, kometach a nawet… w mgławicach. Dość powszechnie panująca opinia o tym, że woda jest obecna tylko na Ziemi, jest kompletnie błędna. Wody w kosmosie jest bardzo dużo. Ale to wcale nie musi znaczyć, że wszędzie tam jest życie.

Dość powszechnie panująca opinia o tym, że woda jest obecna tylko na Ziemi, jest kompletnie błędna. Choć w kolejnym odcinku „Megaodkryć” na National Geographic Channel będzie mowa o „Wodnej apokalipsie” to okazuje się, że ta wspomniana apokalipsa to nasz ziemski problem.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 

Woda płynna jest na przynajmniej kilku obiektach Układu Słonecznego. Kilka tygodni temu odkryto ją także na powierzchni Marsa. Co zaskakuje, obłoki pary wodnej „wiszą” także w przestrzeni kosmicznej. Kilka lat temu odkryto taki wokół kwazaru PG 0052+251. Póki co, to największy ze wszystkich znanych rezerwuarów wody w kosmosie. Dokładne obliczenia wskazują, że gdyby całą tę parę wodną skroplić, byłoby jej 140 bilionów (tysięcy miliardów) razy więcej niż wody we wszystkich ziemskich oceanach. Masa odkrytego wśród gwiazd „zbiornika wody” wynosi 100 tysięcy razy więcej niż masa Słońca. To kolejny dowód, że woda jest wszechobecna we wszechświecie.

Do wyboru: lód, woda i para

Naukowców nie dziwi sam fakt znalezienia wody, ale jej ilość. Cząsteczka wody (dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu) jest stosunkowo prosta i występuje we wszechświecie powszechnie. Bardzo często łączy się ją z obecnością życia. Faktem jest, że życie, jakie znamy, jest uzależnione od obecności wody. Ale sam fakt istnienia gdzieś wody nie oznacza istnienia tam życia. Po to, by życie zakwitło, musi być spełnionych wiele różnych warunków. Woda wokół wspomnianego kwazaru jest w stanie gazowym, a woda niezbędna do życia musi być w stanie ciekłym. Nawet jednak ciekła woda to nie gwarancja sukcesu (w poszukiwaniu życia), a jedynie wskazówka.

Takich miejsc, którym badacze się przyglądają, jest dzisiaj w Układzie Słonecznym przynajmniej kilka. Woda może tu występować – tak jak na Ziemi – w trzech postaciach: gazowej, ciekłej i stałej. I właściwie we wszystkich trzech wszędzie jej pełno. Cząsteczki pary wodnej badacze odnajdują w atmosferach przynajmniej trzech planet Układu Słonecznego. Także w przestrzeni międzygwiezdnej. Woda w stanie ciekłym występuje na pewno na Ziemi. Czasami na Marsie, najprawdopodobniej na księżycach Jowisza, ale także – jak wykazały ostatnie badania – na księżycach Saturna. A na jednym z nich – Enceladusie – z całą pewnością. Gdy kilka lat temu amerykańska sonda kosmiczna Cassini-Huygens przelatywała blisko tego księżyca, zrobiła serię zdjęć, na których było wyraźnie widać buchające na wysokość kilku kilometrów gejzery. Zdjęcia tego zjawiska były tak dokładne, że badacze z NASA zauważyli w buchających w przestrzeń pióropuszach nie tylko strugi wody, ale także kłęby pary i… kawałki lodu. Skąd lód? Wydaje się, że powierzchnia Enceladusa, tak samo zresztą jak jowiszowego księżyca Europy, pokryta jest bardzo grubą (czasami na kilka kilometrów) warstwą lodu. Tam nie ma lądów czy wysp. Tam jest tylko zamarznięty ocean. Cały glob pokryty jest wodą.

061215_europa_02

Powierzchnia jowiszowego księżyca Europa

Nie tylko u nas

Skoro cała powierzchnia księżyców Jowisza i Saturna pokryta jest bardzo grubym lodem, skąd energia gejzerów? Skąd płynna woda pod lodem? Niektóre globy żyją, są aktywne. Ich wnętrze jest potężnym reaktorem, potężnym źródłem ciepła. Tak właśnie jest w przypadku zarówno Europy, jak i Enceladusa. Swoją drogą ciekawe, co musi się dziać pod kilkukilometrowym lodem, skoro woda, która wydrążyła sobie w nim lukę, wystrzeliwuje na wiele kilometrów w przestrzeń?

Może nie morza, jeziora czy chociażby bajora, ale lekka rosa – wodę znajduje się także na powierzchni naszego Księżyca. Zaskakujące odkrycie to dzieło indyjskiej sondy Chandrayaan-1, potwierdzone przez dwie amerykańskie misje (Deep Impact i Cassini).

Niejedna praca naukowa powstała też na temat wody na Czerwonej Planecie. Wiadomo, że jest na marsjańskich biegunach. Nie brakuje jednak danych, że woda, nawet w stanie ciekłym, pojawia się czasowo w różnych innych miejscach planety. Wyraźnie ją widać na zboczach kraterów, o ile padają na nie promienie letniego Słońca.

Z badań amerykańskiej sondy Messenger, która od 2004 roku badała Merkurego, wynika, że woda jest także w atmosferze pierwszej od Słońca gorącej planety. Co z innymi planetami spoza Układu Słonecznego? Na nich też pewnie jest mnóstwo wody. Tylko jeszcze o tym nie wiemy. Chociaż… Pierwszą egzoplanetą, na której najprawdopodobniej jest woda jest HD 189733b, która znajduje się 63 lata świetlne od nas. Ta planeta to tzw. gazowy gigant. Ogromna kula gorących i gęstych gazów z płynnym wnętrzem. Gdzie tutaj miałaby być woda? Wszędzie – twierdzą badacze. Dzięki aparaturze wybudowanej w California Institute of Technology, USA udało się odkryć, że mająca prawie 1000 st. C atmosfera zawiera duże ilości pary wodnej.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 

Czy któreś z tych kosmicznych źródeł wody będzie nas w stanie uchronić przez niedostatkiem pitnej wody na Ziemi? Tego jeszcze nie wiemy, choć problem braku podstawowej do życia substancji wydaje się być coraz bardziej palący. Przekonują o tym hollywoodzka gwiazda – Angela Basset – i jej goście – światowej sławy naukowcy, którzy próbują odpowiedzieć na pytanie czy czeka nas „Wodna Apokalipsa” w ostatnim już odcinku niezwykłej serii „Megaodkrycia” na National Geographic Channel. Jeśli chcecie wiedzieć, gdzie najtęższe umysły naukowe szukają teraz źródeł H2O, oglądajcie „Wodną Apokalipsę” – już w niedzielę, 13 grudnia, o 22.00 na National Geographic Channel.

 

 

Brak komentarzy do W kosmosie woda jest wszędzie!

Konkurs świąteczny na KOSMICZNĄ choinkę!!!

Nie ma co dużo pisać, bo zasady są kosmicznie jasne, a zadanie jasne jak słońce. Zrób zdjęcie ustrojonej, oświetlonej bożonarodzeniowej KOSMICZNEJ choinki i wygraj nagrody.

Nie ma co dużo pisać, bo zasady są kosmicznie jasne, a zadanie jasne jak Słońce. Zrób zdjęcie ustrojonej, oświetlonej bożonarodzeniowej KOSMICZNEJ choinki i wygraj nagrody.

Ważne daty:

19.12 (sobota) godzina 20:00 – do tej chwili możesz wysyłać zdjęcia na adres konkurs@ptma.netstrefa.pl

19.12 (sobota) godzina 22:00 – wtedy wywiesimy wszystkie nadesłane prace TUTAJ i rozpocznie się głosowanie przez lajkowanie.

20.12 (niedziela) godzina 20:00 – koniec głosowania i ogłoszenie wyników. Wygrywają te zdjęcia, które zbiorą najwięcej lajków.

konkurs_swiateczny_panorama_fb

A teraz nagrody:

I miejsce: Książka Kosmos (autor Przemysław Rudź), roczna prenumerata dwumiesięcznika Urania-PA 2016 oraz Atlas Księżyca (autor Marek Substyk).

II miejsce: Książka Człowiek (autor Tomasz Rożek), Atlas Nieba ­2000.0, Atlas Księżyca (autor Marek Substyk).

III miejsce: Poradnik Miłośnika As­tronomii, Atlas Nieba 2000.0, Atlas Księ­życa (autorstwa Marka Substyka).

Zrobimy wszystko, by nagrody do wygranych trafiły przed Świętami. Konkurs jest przeprowadzany wspólnie przez Polskie Towarzystwo Miłośników Astronomii oraz serwis Nauka. To lubię.

Brak komentarzy do Konkurs świąteczny na KOSMICZNĄ choinkę!!!

Nowe zdjęcia Plutona!!!! Niesamowite.

Co tam się dzieje?!? Z najnowszych zdjęć powierzchni Plutona wynika, że ta planeta jest niezwykle zróżnicowana. Są góry, ogromne kratery i lodowe pustynie!

Co tam się dzieje?!? Z najnowszych zdjęć powierzchni Plutona wynika, że ta planeta jest niezwykle zróżnicowana. Są góry, ogromne kratery i lodowe pustynie!

>> Polub FB.com/NaukaToLubie. Pomóż mi tworzyć miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

To moje ulubione zdjęcie. Wygląda tak jak gdyby lodowiec „wylewał się” na pustynię. 2-newhorizonsr

Nadesłane obrazy zrobiła sonda New Horizons. Fotografowała powierzchnię Plutona z odległości dwunastu tysięcy kilometrów. Nigdy wcześniej nie udało się zrobić tak dokładnych zdjęć powierzchni planety karłowatej. Co na niej można zobaczyć? Góry, lodowe pustynie i kratery o średnicy wielu kilometrów.

vVpYaZs

Choć zdjęcia zostały zrobione kilka miesięcy temu, dopiero teraz znalazły się na Ziemi. Fotografie musiały „czekać w kolejce” na przesłanie. Szybkość transmisji pomiędzy New Horizons a Ziemią jest bardzo wolna. Pluton znajduje się średnio 40 razy dalej od Słońca niż Ziemia, a to oznacza, że światło (a więc i fala radiowa) potrzebuje kilku godziny by dotrzeć do Ziemi.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie. Pomóż mi tworzyć miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

nh-craters-mountains-glaciers

Wszystkie zdjęcia należą do NASA.

 

 

5 komentarzy do Nowe zdjęcia Plutona!!!! Niesamowite.

Czy zgasną światła na Ziemi ?

Światowa konsumpcja energii do 2050 roku podwoi się. Jeżeli nie znajdziemy nowych źródeł – może nam zabraknąć prądu.

W Paryżu trwa międzynarodowy panel klimatyczny. Wiele wątków, wiele interesów, wiele sprzecznych celów. Energia jest tematem, który z klimatem wiąże się bezpośrednio. I pomijając kwestie emisji i CO2, warto zdać sobie sprawę z tego, że światowa konsumpcja energii do 2050 roku podwoi się. Jeżeli nie znajdziemy nowych źródeł – będzie kłopot.

Słońce jest dostawcą większości energii dostępnej dzisiaj na Ziemi. Dostarcza ją teraz i dostarczało w przeszłości nie tylko dlatego, że świeci, ale także dlatego że pośrednio powoduje ruchu powietrza (czyli wiatry) i wody (czyli fale). Dzisiaj dostępne źródła energii można więc podzielić na te zdeponowane przez Słońce w przeszłości – nazwane nieodnawialnymi –  i te udostępniane nam na bieżąco – czyli odnawialne. Z tego podziału wyłamuję się energetyka jądrowa, geotermalna i grawitacyjna oraz fuzja jądrowa.

Najefektywniejszym odbiornikiem energii słonecznej na Ziemi jest roślinność. Dzięki zjawisku fotosyntezy, gdy Słońce świeci – rośliny rosną. Rosną i rozprzestrzeniają się także dlatego, że wieje wiatr. Bardzo długo człowiek korzystał tylko z tego przetwornika energii słonecznej. Drzewo jednak wolniej rośnie niż się spala. Z biegiem lat było nas coraz więcej i coraz więcej energii potrzebował nasz przemysł. Wtedy zaczęło brakować lasów pod topór. Całe szczęście umieliśmy już wydobywać i spalać węgiel, ropę naftową i gaz. Ale w gruncie rzeczy to to samo, co spalanie drewna. Tyle tylko, że w przypadku drzewa energia słoneczna była „deponowana” na Ziemi przez kilka dziesięcioleci, a w przypadku węgla czy ropy – przez miliony lat.

Kłopot w tym, że spalanie kopalin jest toksyczne. Badania przeprowadzane w różnych krajach potwierdzają, że typowa elektrownia węglowa o mocy 1 GWe  powoduje przedwczesną śmierć od 100 do 500 osób. Nie są to ofiary związane z wydobywaniem węgla, czy jego transportem, a jedynie ci, którzy mieli wątpliwe szczęście mieszkać w sąsiedztwie dymiącego komina. Oczyszczanie spalin jest bardzo drogie, a usuwanie szkód środowiskowych związanych z wydobyciem kopalin, w zasadzie niewykonalne. Skoro więc nie paliwa tradycyjne, to może odnawialne?  Siłownie wykorzystujące energię wody, wiatru czy Słońca powinny być budowane jak najszybciej tam, gdzie jest to opłacalne. Nie ulega jednak wątpliwości, że nie wszędzie jest. W Islandii, bogatej w gorące źródła, aż 73 proc. całej produkcji energii stanowi energia odnawialna. W Norwegii (długa i wietrzna linia brzegowa) 45 proc energii produkują wiatraki, a w niektórych krajach Afryki ponad połowa całej wyprodukowanej energii jest pochodzenia słonecznego. Ale równocześnie w proekologicznie nastawionych – ale nie usytuowanych – Niemczech mimo miliardowych inwestycji i olbrzymiej ilości elektrowni wiatrowych zielona energia stanowi około 20 proc. całej zużywanej energii. W tych statystykach nie liczę biomasy, bo ta nie jest żadną energią odnawialną.

Energia zdeponowana przez Słońce w przeszłych epokach wyczerpuje się, a korzystanie z niej w dotychczasowy sposób jest zbrodnią na środowisku naturalnym, z kolei energii dawanej nam przez Słońce „on-line” jest za mało. No więc jaki jest wybór? Wydaje się, że dzisiaj istnieją dwa scenariusze. Obydwa opierają się na skorzystaniu z nieograniczonej energii zdeponowanej jeszcze w czasie Wielkiego Wybuchu. Ta energia nas otacza w postaci materii, ale nie na poziomie związków chemicznych, ale na poziomie pojedynczych jąder atomowych. Jak to rozumieć ? Zanim powstał węgiel kamienny czy ropa naftowa, strumień energii ze Słońca umożliwiał zachodzenie tutaj, na Ziemi, przemian chemicznych, dzięki którym np. rozwijała się bujna roślinność. Dzięki światłu, wodzie i dwutlenkowi węgla tworzą się węglowodany (cukry), białka i tłuszcze. W tych reakcjach nie tworzą się jednak nowe atomy. Dzięki energii z zewnątrz już istniejące łączą się w większe kompleksy. Energia jest zmagazynowana w połączeniach pomiędzy atomami, w wiązaniach.  Ale same pierwiastki też są magazynami energii – energii, która umożliwiła ich stworzenie – pośrednio czy bezpośrednio – w czasie Wielkiego Wybuchu.

Tę energię da się pozyskać na dwa sposoby. Pierwszy to fuzja jądrowa, a drugi to rozszczepienie jądra atomowego. W pierwszym przypadku energia jest uwalniana przez łączenie dwóch lżejszych elementów w pierwiastek cięższy. Część masy tych pierwszych jest zamieniana na energię, którą można zamienić na prąd elektryczny. Paliwem w takim procesie mogą być powszechnie dostępne w przyrodzie lekkie pierwiastki. Produktem końcowym reakcji – oprócz dużej ilości energii – jest nieszkodliwy gaz – hel. Niestety fuzja jądrowa to śpiew przyszłości. Choć naukowcy usilnie nad tym pracują, najwcześniej będziemy mieli do niej dostęp dopiero za kilkanaście, kilkadziesiąt lat. Drugi scenariusz jest w pewnym sensie odwrotnością fuzji jądrowej. W rozszczepieniu jądra atomowego pierwiastek ciężki zostaje rozerwany na elementy lżejsze. I to ten rozpad jest źródłem energii. Pierwsza elektrownia jądrowa została wybudowana w 1942 roku, a dzisiaj dzięki energetyce jądrowej niektóre kraje pokrywają ponad 75 % całego swojego zapotrzebowania na energię elektryczną.

Przewidywanie przyszłości zawsze obarczone jest spora niepewnością. W każdej chwili, może się okazać, że ktoś wymyślił zupełnie nową technologię pozyskiwania energii. Wtedy powyższe rozważania w jednej chwili mogą się stać nieaktualne. Jeżeli jednak nic takiego się nie stanie, nie ma wątpliwości, że z wyczerpaniem paliw kopalnych będziemy musieli się zmierzyć nie za kilkaset, ale za kilkadziesiąt lat. Oszczędzanie energii, zwiększanie efektywności jej wykorzystania nie zahamuje tego procesu tylko go nieznacznie opóźni. Od nas zależy czy na czas przygotujemy się do tej chwili, czy obudzimy się w świecie ciemnym, zimnym i brudnym. I wcale nie trzeba czekać na moment, w którym wyczerpią się pokłady węgla. W końcu „epoka kamieni łupanego nie skończyła się z powodu braku kamieni”.

 

 

 

Brak komentarzy do Czy zgasną światła na Ziemi ?

TworzyMy atmosferę

To my tworzymy atmosferę, którą później oddychamy. Albo – trzeba niestety to przyznać – atmosferę, którą się podtruwamy. Na przełomie jesieni i zimy jakość powietrza w Polsce jest dramatyczna!  

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

Jakość powietrza na przełomie jesieni i zimy jest najgorsza, bo wtedy powietrze jest wilgotne a szkodliwe cząsteczki mają się o co „zawiesić”. Gdy przychodzi sroga zima zanieczyszczenia są mniej szkodliwe, bo są szybko rozwiewane. W czasie mrozu powietrze jest suche (woda osiada jako szron albo śnieg) a to znaczy, że czystsze.

Kraków – brudne miasto

Dowodów na to, że zatrute powietrze powoduje wiele groźnych chorób jest tak wiele, że aż trudno zrozumieć dlaczego wciąż tak mało energii poświęcamy jego ochronie. Z badań ankietowych wynika, że aż 81 proc. pytanych nie uważa zanieczyszczenia powietrza za problem miejsca w którym mieszka. Fakty są jednak takie, że poziom zanieczyszczenia powietrza w Polsce jest jednym z najwyższych w Unii Europejskiej. Pod względem stężenia pyłu zawieszonego PM10 wywołującego m.in. astmę, alergię i niewydolność układu oddechowego w całej Europie gorsza sytuacja niż w Polsce jest tylko w niektórych częściach Bułgarii. W przypadku pyłu PM2,5 stężenie w polskim powietrzu jest najwyższe spośród wszystkich krajów w Europie, które dostarczyły dane. Podobnie jest ze stężeniem rakotwórczego benzopirenu. Gdy Polskę podzielono na 46 stref w których badano jakość powietrza, okazało się, że aż w 42 poziom benzopirenu był przekroczony. Wczytywanie się w statystyki, liczby, tabelki i wykresy może przyprawić o ból głowy. Okazuje się bowiem, że wśród 10 europejskich miast z najwyższym stężeniem pyłów zawieszonych, aż 6 to miasta polskie; Kraków, Nowy Sącz, Gliwice, Zabrze, Sosnowiec i Katowice. Bezsprzecznym liderem na liście miast z największym zanieczyszczeniem jest od lat Kraków. Tam liczba dni w roku w których normy jakości powietrza są przekroczone wynosi 151. Kraków jest trzecim najbardziej zanieczyszczonym miastem europejskim. Brudne powietrze to nie tylko takie w którym przekroczone są normy stężania pyłów zawieszonych czy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), w tym benzopirenu (te powstają w wyniku niecałkowitego spalania np. drewna, śmieci czy paliw samochodowych). My i nasze dzieci (także te, które jeszcze się nie urodziły) oddychamy tlenkami azotu (główne źródło to spaliny samochodowe), tlenkami siarki (spalanie paliw kopalnych), przynajmniej kilkoma metalami ciężkimi np. kadmem, rtęcią, ołowiem, a także tlenkiem węgla.

Piece i samochody

Źródła poszczególnych zanieczyszczeń występujących w atmosferze są różne, ale w brew pozorom nie są one związane z przemysłem. Głównym ich źródłem jesteśmy my sami, a konkretnie indywidualne ogrzewanie domów i mieszkań oraz transport drogowy. Ponad 49 proc. gospodarstw domowych ma własne piece centralnego ogrzewania. Samo to nie byłoby problemem gdyby nie fakt, że przeważająca większość tych pieców to proste konstrukcje, które można scharakteryzować dwoma określeniami: są wszystkopalne i bardzo mało wydajne. Duża ilość paliwa, którą trzeba zużyć oraz fakt, że często używane jest w nich paliwo niskiej jakości powodują, że duże miasta w Polsce w okresie jesienno – zimowym praktycznie są cały czas zasnute mgłą. Swoje dokładają także samochody. Liczba samochodów osobowych zarejestrowanych w Polsce wynosi 520 pojazdów na 1000 mieszkańców a to więcej niż średnia europejska. Nie jest to bynajmniej powód do dumy. Spory odsetek samochodów na naszych drogach nie zostałby zarejestrowany w innych unijnych krajach. Także ze względu na toksyczność spalin.

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

O szkodliwości zanieczyszczonego powietrza można by pisać długie elaboraty. W zasadzie nie ma organu, nie ma układu w naszym ciele, który nie byłby uszkadzany przez związki chemiczne zawarte w zanieczyszczeniach. Przyjmuje się, że z powodu zanieczyszczenia powietrza umiera w Polsce ponad 40 tys. osób rocznie. To ponad 12 razy więcej osób niż ginie wskutek wypadków drogowych! Grupami szczególnie narażonymi są dzieci i osoby starsze. Zanieczyszczenia bardzo negatywnie wpływają na rozwój dziecka przed urodzeniem. Prowadzone także w Polsce badania jednoznacznie wskazywały, że dzieci, których matki w okresie ciąży przebywały na terenach o dużym zanieczyszczeniu powietrza, miały mniejszą masę urodzeniową, były bardziej podatne na zapalenia dolnych i górnych dróg oddechowych i nawracające zapalenie płuc w okresie niemowlęcym i późniejszym, a nawet wykazywały gorszy rozwój umysłowy.

To problem każdego!

W sondażu przeprowadzonym na zlecenie Ministerstwa Środowiska w sierpniu 2015 r. czystość powietrza była wymieniana jako jedna z trzech – obok bezpieczeństwa na drogach i poziomu przestępczości – najważniejszych kwestii, od których zależy komfort życia w danej miejscowości. Problem z tym, że większość pytanych nie widzi tego problemu w miejscowości w której mieszka. Temat dla nich istnieje, ale jest abstrakcyjny, mają go inni. Prawda jest inna. Nawet w wypoczynkowych miejscowościach jak Zakopane czy Sopot jakość powietrza jest koszmarna. Tymczasem problem w dużej części można rozwiązać bez dodatkowych inwestycji czy zwiększania rachunki np. za ogrzewanie. Wystarczy zmienić własne nawyki. Kupno węgla o odpowiednich parametrach to pozornie wyższy wydatek. Lepszy węgiel ma jednak wyższą wartość opałową, czyli trzeba go zużyć mniej by wyprodukować podobna ilość ciepła. Nic nie kosztuje dbanie o sprawność domowego pieca przez regularne czyszczenie go. Nic nie kosztuje (można dzięki temu nawet zaoszczędzić), zamiana w mieście samochodu na komunikacje miejską albo rower.

A miejsce śmieci… jest w śmietniku. Inaczej pozostałości z ich spalania, będę kumulowały się w naszych płucach. Polacy w domowych piecach spalają rocznie do 2 mln ton odpadów. W konsekwencji do atmosfery i do naszych płuc trafiają m.in. toksyczne dioksyny, furany, cyjanowodór.

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

 

Tekst został opublikowany w tygodniku Gość Niedzielny.
2 komentarze do TworzyMy atmosferę

Tajemnica mgiełki

Mgłę tworzą miliardy maleńkich kropelek. Niby wszystko jasne, ale skąd one się wzięły w powietrzu? I dlaczego mgły najczęściej występują jesienią?

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

„Dymek”, który w chłodny dzień wylatuje w czasie oddychania z ust, to nie żadna para wodna tylko płynna woda. Jak jest różnica? Para wodna to woda w stanie gazowym. A gazu nie widać. Ten „dymek” to miliony kropelek płynnej wody. Tak samo jak z kropelek płynnej wody składa się „dymek” jaki wydostaje się z czajnika czy garnka w którym gotuje się woda. A teraz uwaga! „Widoczny” oddech zimą, czy „dymek” z czajnika lub garnka to dokładnie to samo co mgła.

100 na milimetrze!

Gdy para wodna wylatuje przez dziubek czajnika, trafia do dużo chłodniejszego powietrza. Dokładnie w tym momencie następuje skraplanie. Woda ze stanu gazowego przechodzi w stan płynny, a maleńkie kropelki wody jakie wtedy powstają tworzą charakterystyczną mgiełkę. W zimniejszym powietrzu „mieści” się mniej pary wodnej niż w gorącym. Gdy więc gorące powietrze „wypchane” parą wodną zacznie się ochładzać, nadmiar pary wodnej „wytrąca się”, czyli skrapla. Kropelki o których mowa mają średnicę około 0,01 mm, a to znaczy, że na jednym milimetrze zmieściłoby się ich aż 100!. Dla porównania, krople deszczu mają około 3-4 mm średnicy.

Mgła która utrudnia jazdę samochodom i lądowanie samolotom powstaje dokładnie tak samo jak mgiełka przy wylocie z czajnika, czyli wtedy gdy w przepełnionym wilgocią powietrzu, w czasie ochładzania, zaczynają się tworzyć mikroskopijne kropelki wody. Niby wszystko jasne, ale w praktyce…

Mgły występują szczególnie często jesienią bo wtedy właśnie różnice temperatur pomiędzy dniem i nocą są największe. Żeby powstała mgła musi być spełnionych wiele różnych warunków. Odpowiednia różnica temperatur, odpowiednia wilgotność, niewielkie ruchy powietrza,… Mgły rzadko występują na obszarach gdzie nie ma zbiorników wodnych. Mocno świecące w ciągu dnia Słońce powoduje, że woda z rzek, jezior czy podmokłych łąk paruje. Po zachodzie, gdy temperatura otoczenia spada, w wilgotnym i stygnącym powietrzu zaczynają pojawiać się miniaturowe kropelki wody.

W kotlinie tak, w mieście nie

Satelity, radary pogodowe i cała masa innych urządzeń meteorologicznych. I wszystko na nic. Dlaczego przewidywanie miejsca pojawienia się i intensywności mgieł jest tak skomplikowane? Mgłę bardzo trudno przewidzieć, bo zwykle występuje lokalnie i jest zjawiskiem bardzo zmiennym. Powstaje w wyniku lokalnej zmiany temperatury i zależy zwykle od lokalnej wilgotności powietrza. Czasami obszar mgieł wynosi zaledwie kilkaset metrów kwadratowych. Tak szczegółowo warunków pogodowych nie rejestrują żadne urządzenia. Zresztą nie chodzi tylko o dane meteorologiczne, ale także o rzeźbę terenu czy informacje o zalezieniu. Częściej mgły występują w kotlinach i dolinach, bo tam szybciej ochładza się  grunt. Poza tym tam rzadziej wieją wiatry, które mgły rozwiewają. W miastach i dużych aglomeracjach mgły występują rzadko, bo zwykle jest tam cieplej i bardziej sucho. Poza tym budynki i czarny asfalt nagrzewają się, więc różnice temperatur pomiędzy dniem i nocą nie są aż tak duże jak poza miastem.

Dlaczego mgła jest biała?

Skoro mgła to zbiór miliardów przezroczystych kropelek wody, a woda jest przezroczysta… mgła też powinna taka być. A tymczasem ogranicza widoczność. Dlaczego?

Każda kropelka mgły na którą padnie promień światła działa jak pryzmat i rozprasza go. Promienie światła we mgle poruszają się nie po liniach prostych tylko w sposób chaotyczny. Część promieni światła z reflektora samochodowego jest odbijana z powrotem, jak od powierzchni lustra. Zaburzenia w rozchodzeniu się fal świetlnych powodują, że spada odległość na jakiej ludzkie oko jest w stanie dostrzegać przedmioty. Gdy mgła jest gęsta, widoczność może spaść nawet do kilkunastu centymetrów. Można wtedy odnieść wrażenie, że gęsta chmura spadła na ziemię. I sporo w tym będzie prawdy. Chmura, to przecież także mgła.

I jeszcze jedno. Dlaczego światła przeciwmgielne montuje się w samochodach poniżej świateł „normalnych”? Dlatego, że przy samym gruncie mgła zwykle nie występuje. A dzieje się tak dlatego, że ogrzany w ciągu dnia asfalt ochładza się znacznie wolniej niż powietrze. W efekcie przy samej jezdni panuje wyższa temperatura niż np. pół metra nad nią. W wyższej temperaturze woda występuje w stanie gazowym, a więc jest przezroczysta. Mgła bardzo rzadko występuje przy samej powierzchni gruntu, zwykle zaczyna się kilkanaście centymetrów powyżej. Stąd nisko montowane światła są widoczne z większej odległości.

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

Zobacz mój filmik na temat chmur i mgły. Mgłę możesz sam zrobić… w butelce 🙂 Powodzenia

4 komentarze do Tajemnica mgiełki

Technologia demencji z pomocą

To, że nasz świat się starzeje wiedzą wszyscy. Ale niewiele osób zdaje sobie sprawę z konsekwencji z jakimi się to wiąże. Przed ogromnymi wyzwaniami stoją służba zdrowia i publiczne usługi.  Ale także system ubezpieczeń społecznych i… architektura.

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

Każdy chyba intuicyjnie czuje, czym jest tzw. inteligentny dom (mieszkanie). To miejsce – w największym skrócie – które dostosowuje się do człowieka. I to na każdym z możliwych poziomów. Do człowieka i dla człowieka. Inteligentne domy wiążą się z tzw. internetem rzeczy i w przyszłości będą czymś oczywistym nie tylko dla osób starszych. Tyle tylko, że tak jak osoba w pełni sił obejdzie się bez udogodnień w swoim mieszkaniu, tak osoba starsza, z ograniczeniami fizycznymi a czasami także psychicznymi, może mieć z tym problem.

Kilka lat temu pracujący w brytyjskim Uniwersytecie Bath uczeni zabrali się za urządzanie wnętrz. Tym razem zamiast architektów czy dekoratorów pierwsze skrzypce grali jednak inżynierowie i informatycy. I tak powstało być może pierwsze mieszkanie nafaszerowane nowoczesnymi technologiami, które zostało zaprojektowane specjalnie dla osób, które z powodu demencji czy urazów cierpią na zaniki pamięci.

Osoba cierpiąca na zaburzenia pamięci czy ograniczoną zdolność do zapamiętywania informacji jest uzależniona od innych. Ktoś musi przypilnować czy podopieczny sam nie wychodzi z domu (często nie zdając sobie sprawy dokąd się wybiera), sprawdzić czy zamknął okna (szczególnie, gdy na zewnątrz jest zimno) lub czy zgasił światła, gdy idzie spać. Ktoś musi także skontrolować czy wyłączył kuchenkę po podgrzaniu obiadu albo zobaczyć czy nie odkręcił wody nad umywalką w łazience, a potem o tym zapomniał. Te, czy też inne czynności nie są zwykle uciążliwe, ale wymagają przez cały czas obecności innych. Nie zawsze jest to jednak możliwe. Często w takich przypadkach – dla własnego bezpieczeństwa – osoby z zaburzeniami pamięci wysyłane są do domów opieki lub domów spokojnej starości. Tam całodobową opiekę zapewnia im profesjonalna kadra. Ale czy jest ona rzeczywiście zawsze potrzebna ? Na miejsca w tego typu ośrodkach trzeba czasami długo czekać, a biorąc pod uwagę tempo starzenia się społeczeństw, w przyszłości czas oczekiwania może być jeszcze dłuższy. Jest jeszcze coś. Nie ulega wątpliwości, że zmiana miejsca zamieszkania, a przez to także środowiska, czy kręgu znajomych wpływa bardzo niekorzystnie na osoby starsze.

Dlatego powstało pierwsze na świecie mieszkanie przyjazne i bezpieczne dla osób z zaburzeniami pamięci. Zainstalowany w nim system składa się z sensorów, które połączone są w sieć z urządzeniami najczęściej używanymi w gospodarstwie domowym. Do sieci podłączone są także wszystkie włączniki światła oraz urządzenia „mówiące” i wyświetlające komunikaty. Poza tym czujniki umieszczone są w drzwiach wyjściowych i wszystkich oknach. Sercem systemu jest komputer, który analizuje wszystkie dostarczane mu dane. To on decyduje, czy zwrócić się do właściciela mieszkania, czy – szczególnie wtedy gdy kolejne komunikaty nie przynosiły skutku – zadzwonić po pomoc.

Konstruktorzy systemu podkreślają, że dla osób starszych czy z różnego typu urazami równie ważne jak rzeczywista opieka jest poczucie bezpieczeństwa. Pewność, że w razie wypadku odpowiednie służby zostaną automatycznie powiadomione i przyjdą z pomocą. Wielką zaletą zaprojektowanego systemu jest to, że w przyszłości będzie go można zamontować w całości lub w częściach w już istniejących mieszkaniach. Dotychczasowe próby stworzenia „inteligentnych”, naszpikowanych elektroniką domów wiązały się z koniecznością budowy ich od samych niemalże fundamentów. Teraz jest inaczej. Osoba mająca coraz większe problemy z koncentracją będzie mogła zainstalować sobie komponenty systemu w swoim własnym mieszkaniu. Nie będzie się także musiała obawiać generalnego remontu ścian czy okien. Wszystkie urządzenia działają w technologii bezprzewodowej i przekuwanie się przez mury w czasie ich instalacji nie jest konieczne.

Co w takim razie potrafi inteligentne mieszkanie dla osób starszych ? Jednym z największych zagrożeń dla kogoś kto ma kłopoty z koncentracją jest zostawienie włączonej kuchenki elektrycznej lub gazowej. Jeżeli czujniki wykryją taką sytuację zasygnalizują głosowo, że powinna ona zostać wyłączona. Jeżeli pierwsze ostrzeżenie nic nie pomoże, system je powtórzy. Jeżeli nawet to nie da odpowiedniego rezultatu, kuchenka zostanie automatycznie wyłączona. To samo stanie się, gdy włączą się czujniki dymu zainstalowane nad kuchenką. W tym przypadku komputer natychmiast zadzwoni do odpowiednich służb i powiadomi je o zdarzeniu. Cały czas – nawet po wyłączeniu kuchenki – system sprawdza jaka jest temperatura grzejników. Tak długo jak są one gorące, na zainstalowanym nad kuchenką ekranie wyświetlane będzie ostrzeżenie o ryzyku oparzenia. Komputer główny cały czas „wie”, w którym pokoju przebywa właściciel mieszkania. Jeżeli w środku nocy wyjdzie z łóżka i będzie zmierzał w kierunku łazienki, automatycznie zapali się w niej światło. Jeżeli po skorzystaniu z toalety osoba wróci do łóżka, a zapomni zgasić światło – to, po kilku minutach wyłączy się ono samo. Podobnie jak samoczynnie zakręci się kurek z wodą, gdy umywalka czy wanna zostanie w całości napełniona. Gdy w nocy właściciel postanowi pospacerować po swoim mieszkaniu, w pokojach, do których wejdzie, automatycznie będą się włączały światła, a w  tych, z których wyjdzie wyłączały. Oczywiście światła będą też mogły być włączane i wyłączane „ręcznie”. Jeżeli „nocne zwiedzanie” będzie trwało zbyt długo, system przez zamontowane w mieszkaniu głośniki zwróci właścicielowi uwagę, że czas iść już spać. Jeżeli ani ten, ani powtórzony po kilku chwilach komunikat nie odniesie skutku, komputer skontaktuje się telefonicznie z opiekunem. Tak samo zresztą zareaguje, gdy podopieczny o nietypowych (zadanych wcześniej) godzinach otworzy drzwi wejściowe do swojego mieszkania i będzie miał zamiar wyjść na zewnątrz. System poprosi o wejście z powrotem, a jeżeli to nie pomoże, skontaktuje się  z opiekunem.

System można rozbudowywać według potrzeb osoby z niego korzystającej. Komputer będzie przypominał o zażyciu lekarstw zalecanych przez lekarza. O inteligentnym domu możemy mówić wtedy, gdy wszystko co automatyczne, połączone jest w zintegrowany system zarządzania i nadzoru. Gdy właściciel słucha jakiejś muzyki szczególnie często, system wie, że to jego ulubiona. Oczywiście ulubioną (nawet w zależności od pory dnia) można zdefiniować samemu. System też wie, że właściciel lubi kawę rano, ale po południu herbatę. To można także zaprogramować, albo poczekać, aż odpowiedni program sam się tego nauczy. Wiele pomysłów zaprojektowanych z myślą o osobach starszych – nie mam co do tego żadnych wątpliwości – znajdzie powszechne zastosowanie. Jak chociażby system, który z chwilą wyjścia domownika, automatycznie zamknie główny zawód wody i gazu, wyłączy wszystkie zbędne obwody elektryczne i uzbroi alarm. To wszystko może stać się wtedy gdy system czujników sam wykryje, że w domu już nikogo nie ma, albo wtedy gdy domownik na progu zawoła „wychodzę !”. W inteligentnym domu, głosem będzie można załatwić wszystko. Choć to wydaje się być udogodnienie dla wszystkich, dla starszych będzie to szczególnie istotne. Seniorzy często mają kłopoty ze wzrokiem i mniej precyzyjne palce niż osoby młode. Włączanie opcji na panelu czy klawiaturze może być dla nich kłopotliwe.

Co ciekawe, inteligentne domy są nie tylko bardziej przyjazne i bezpieczniejsze, ale także dużo oszczędniejsze w utrzymaniu. Oszczędzają wodę, energię elektryczną, gaz, ale przede wszystkim czas właścicieli. A to znaczy, że są odpowiedzią nie tylko na wyzwanie związane z średnim wiekiem społeczeństw uprzemysłowionych, ale także na wyzwanie związane z ochroną środowiska i oszczędzaniem energii.  

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.
1 komentarz do Technologia demencji z pomocą

100 lat abstrakcji

Czas jest względny, a masa zakrzywia czasoprzestrzeń. To jedno zdanie jednych przyprawia o ból głowy, dla innych jest źródłem nieograniczonej fascynacji. Fascynacji, która trwa dokładnie 100 lat.

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

Pióra i ołówki na teorii grawitacji połamało już wielu badaczy. To co wiemy, to prosty wzór, którego dzieci uczą się w szkole. Że siła grawitacji zależy od masy obiektów, które są jej źródłami (im obiekt cięższy, tym większa siła), oraz że słabnie wraz z zwiększającą się odległością pomiędzy tymi obiektami. Dzięki tej prostej zależności, udaje się doskonale przewidywać ruchy planet, satelitów, także zachowanie sporej części gwiazd w galaktyce. Sporej, ale nie wszystkich.

Tymi, których wytłumaczyć się nie da są np. kolizje gwiazd neutronowych, pulsary, czarne dziury czy wybuchy supernowych. Grawitacji nie sposób także „dopasować” do wielkiego wybuchu. A skoro od niego swój początek wziął czas i przestrzeń, nasze braki w rozumieniu grawitacji stają się kłopotliwe.

Dokładnie 100 lat temu Albert Einstein ogłosił (a konkretnie odczytał) Ogólną Teorię Względności. Jej manuskrypt (ma 46 stron) można dzisiaj zobaczyć w Bibliotece Narodowej Izraela. Dla postronnego obserwatora, niespecjalisty , notatki Einsteina mogą sprawiać wrażenie niewyraźnych bazgrołów zrobionych na pożółkłych kartkach. Są napisane bardzo drobnym maczkiem, często poprawiane, miejscami podkreślone, w innych miejscach przekreślone. Sporo w nich matematycznych wzorów. Niesamowite, jak wiele w fizyce czy w ogóle w postrzeganiu świata (wszechświata) zmieniło to, co 100 lat temu zostało zaprezentowane światu.

Ogólna Teoria Względności została ogłoszona w 1915 roku, gdy Albert Einstein przebywał w Niemczech. Już wtedy Einstein był znanym człowiekiem, a jego prace – choć przez bardzo nielicznych rozumiane – były w pewnym sensie kultowe. Stworzenie OTW nie było olśnieniem, jak wielu innych teorii fizycznych. Einstein pracował nad nią 9 lat. Czasami błądził, czasami się mylił. To była żmudna praca. OTW jest – jak sama nazwa wskazuje – uogólnieniem Szczególnej Teorii Względności Einsteina. Choć teoria Ogólna i Szczególna są dwoma najbardziej znanymi jego pracami, Einstein największe naukowe zaszczyty (Nagrodę Nobla) odebrał za prace nad zupełnie innym problem (konkretnie nad efektem fotoelektrycznym).

Ogólna Teoria Względności (OTW) jest w zasadzie teorią opisującą najbardziej namacalne dla nas oddziaływanie – grawitację. Z nią wiążą się takie wielkości jak masa, przestrzeń i czas. OTW jest bardzo skomplikowana. Nie sposób jej zrozumieć bez ogromnej wiedzy czysto matematycznej. Wynika z niej, że każda masa jest źródłem zakrzywienia otaczającej ją przestrzeni. Czym większa masa, tym większa siła grawitacji, czyli większe zakrzywienie przestrzeni. Jak to rozumieć? Gdy dwie osoby trzymają za rogi obrus jego powierzchnia jest płaska. Ale gdy na sam środek obrusu wrzucimy piłkę, obrus w miejscu w którym się ona znajduje lekko się „naciągnie” czy inaczej „zakrzywi”. Czym większa piłka, tym większe zakrzywienie. Gdy położymy na skraju obrusu mniejsza piłeczka, stoczy się do tego zakrzywienia, tak jak przyciągana grawitacyjnie asteroida „stoczy” się w kierunku Słońca. Tyle tylko, że obrus ma dwa wymiary, a przestrzeń wokół nas ma ich trzy. Ta nieintuicyjność (nie mylić z nielogicznością) to jeden z powodów dla których dwie teorie względności tak trudno zrozumieć. Drugim jest bardzo zaawansowana matematyka, której Einstein musiał użyć do rozwiązania swoich równań.

Gdy Einstein referował swoje pomysły na względność, był znany z zupełnie innych badań teoretycznych. Słuchano go więc z zaciekawianiem. Ale to zaciekawienie wynikało z szacunku do znanego fizyka a nie ze zrozumienia tego o czym mówił. W pewnym sensie tak jest do dzisiaj. Albert Einstein jest postacią kultową. Ale nie dlatego, że tak wielu ludzi rozumie Szczególną czy Ogólną Teorię Względności.  Tak naprawdę zaledwie garstka fizyków wie o co w niej chodzi. Nieco większa grupa rozumie co wynika z teorii Einsteina. Całkiem sporo fizyków na codzień wykorzystuje w swojej pracy naukowej zjawiska, które udało się dzięki teoriom Einsteina zrozumieć. Jednym z takich zjawisk są soczewki grawitacyjne. W zakrzywionej przestrzeni światło nie porusza się po liniach prostych, tylko krzywych. To dlatego światło dalekich galaktyk biegnące w okolicach dużych mas (czarnych dziur czy innych galaktyk) jest zakrzywione, tak samo jak światło przechodzące przez szklane soczewki. Dla astrofizyków i astronomów soczewki grawitacyjne to coś w rodzaju naturalnego teleskopu dzięki któremu mogą obserwować obiekty i zjawiska których inaczej nie udałoby się zaobserwować. Zakrzywiane światło to jednak dopiero początek wchodzenia w świat abstrakcji. Z równań Einsteina wynika także, że czas jest pojęciem względnym, że nie płynie dla nas wszystkich tak samo. Jego bieg jest zależny bowiem od siły grawitacji i od prędkości z jakim porusza się ciało. To z kolei wykorzystuje się w systemach globalnej lokalizacji (np. GPS).

Einstein był teoretykiem. Nie sprawdzał eksperymentalnie tego co wyliczył na drodze matematyki. Zresztą wtedy kiedy dokonywał swoich odkryć, nie było możliwości sprawdzenia ich poprawności. Urządzenia pomiarowe nie były dość czułe, a człowiek jeszcze nie latał w kosmos. To właśnie w przestrzeni pozaziemskiej wielokrotnie testowano wyliczenia Alberta Einsteina. Wszystkie dokładnie się zgadzają. No może za wyjątkiem jednej. Przewidywanych w Teorii Względności fal grawitacyjnych. Ale o nich napiszę innym razem 🙂 Tak samo jak o największej naukowej pomyłce Einsteina.

>>> Zapraszam na profil FB.com/NaukaToLubie (kliknij TUTAJ). To miejsce w którym staram się na bieżąco informować o nowościach i ciekawostkach ze świata nauki i technologii.

Brak komentarzy do 100 lat abstrakcji

Myśląca maszyna

Na samą myśl o tym, że komputer mógłby myśleć, myślącemu człowiekowi włosy stają dęba. A może wystarczy nauczyć maszynę korzystania z naszych myśli?

Myślenie maszyn to temat, który wywołuje sporo emocji. Czy zbudujemy kiedykolwiek sztuczny mózg? Czy maszyny (komputery, programy) mają świadomość? A może w przyszłości nas zastąpią? Cóż, zastępują już dzisiaj. I dobrze, że zastępują, w końcu po to je budujemy. Czy myślą? Nie da się odpowiedzieć na to pytanie, zanim nie sprecyzujemy dokładnie co to znaczy „myśleć”. Jeżeli oznacza „podejmować decyzje”, to tak, komputery potrafią to robić. Potrafią też się uczyć i wyciągać wnioski z przeszłości. Nie potrafią robić rzeczy abstrakcyjnych. I przede wszystkim nie mają poczucia osobowości, nie mają poczucia swojej odrębności i swoich własnych celów. Owszem maszyny robią wiele rzeczy celowych, ale realizują nie swoje cele, tylko cele konstruktora czy programisty.

Deep brain stimulator.

(credit:  Asylum Entertainment)

Deep brain stimulator.

(credit: Asylum Entertainment)

Łowienie sygnałów

Samoświadomość czy kreatywność wydają się być barierą, która jeszcze długo nie zostanie złamana. To czy powinna być złamana, to zupełnie inny temat. Ale być może nie ma potrzeby na siłę nadawać maszynom cech ludzkich mózgów, może wystarczy w jakiś sposób je z naszymi mózgami zintegrować? Różnice pomiędzy tym, jak działa nasz mózg i „mózg” maszyny są spore. Może warto się zastanowić nad tym, czy maszyna nie mogłaby w pewnym sensie skorzystać z tego co MY mamy w głowie. Ten sam problem można postawić inaczej. Czy nasz mózg jest w stanie dogadać się bezpośrednio z maszyną? Czy jest bezpośrednio w stanie przekazywać jej informacje albo nią sterować?

Słowo „bezpośrednio” ma tutaj kluczowe znaczenie. Nasze mózgi dogadują się z komputerem, ale pomiędzy umysłem a procesorem w maszynie jest cała masa stopni pośrednich. Np. palce piszącego na klawiaturze, sama klawiatura. W końcu język, w którym piszemy komendy (albo tekst). Te stopnie pośrednie powodują, że czas pomiędzy myślą, która zakwita nam w mózgu a jej „materializacją” bywa długi. Każdy stopień pośredni jest potencjalnym miejscem pojawienia się błędu. W końcu ile razy wpisywana przez klawiaturę komenda czy tekst zawierał literówki? Jest jeszcze coś. Nie każdy fizycznie jest w stanie obsługiwać komputer czy jakiekolwiek inne urządzenie elektroniczne. Zwłaszcza dla takich ludzi stworzono interfejs mózg – komputer (IBC). Urządzenie, które pozwala „zsynchronizować” mózg z komputerem, pozwalające wydawać komendy urządzeniom elektronicznym za pomocą fal mózgowych. Dzisiaj z IBC korzystają nie tylko niepełnosprawni, ale także gracze komputerowi. W przyszłości być może będzie to standardowy sposób obsługi elektroniki.

Jak to działa? Komórki nerwowe w mózgu człowieka porozumiewają się pomiędzy sobą poprzez przesyłanie impulsów elektrycznych. Te można z zewnątrz, czyli z powierzchni czaszki, rejestrować. W ostatnich latach nauczyliśmy się je także interpretować. To istne szukanie igły w stogu siana. Mózg każdej sekundy przetwarza miliony różnych informacji, przesyła miliony impulsów do mięśni rozlokowanych w całym ciele. Każdy taki sygnał pozostawia „ślad”, który można podsłuchać.

Neural net firing reversed.

(credit:  Asylum Entertainment)

Neural net firing reversed.

(credit: Asylum Entertainment)

Czujnik w okularach

Nie powiem, że potrafimy podsłuchać wszystko. To byłaby nieprawda. Mówiąc szczerze, jesteśmy dopiero na samym początku drogi. W przypadku IBC bardzo pomocna jest  świadomość użytkownika (pacjenta?) korzystającego z interfejsu. Człowiek ma bowiem zdolności do takiego aktywizowania mózgu, by sygnały z tym związane, można było wyraźniej „usłyszeć” na powierzchni czaszki. Dzięki temu, osoby sparaliżowane, myślami są w stanie poruszać mechanicznymi nogami (czyli tzw. egzoszkieletem) albo wózkiem inwalidzkim. W ten sam sposób człowiek ze sprawnie działającym mózgiem jest w stanie komunikować się z otoczeniem chociażby poprzez pisanie na ekranie, nawet gdy jest całkowicie sparaliżowany. Myśli o literach, a te wyświetlają się na odpowiednim urządzeniu.  W podobny sposób, w przyszłości być może będzie wyglądało sterowanie telefonem komórkowym czy jakimkolwiek innym urządzeniem. Pewną trudnością jest to, że – przynajmniej dzisiaj – po to, by wspomniane impulsy można było zarejestrować, do skóry głowy muszą być przyłożone elektrody. Albo korzystający z interfejsu człowiek musi mieć ubrany specjalny czepek z czujnikami. Ale w przyszłości być może wystarczą czujniki w okularach? Okularach, w których zainstalowana będzie kamera, a na szkłach wyświetlane będą dodatkowe informacje. Takie okulary już są i nazywają się GoogleGlass.

Złożony i skomplikowany

Interfejs mózg – komputer odbiera sygnały z powierzchni skóry, rejestruje je i interpretuje. Czy możliwe jest przesyłanie informacji w odwrotną stronę, czyli z jakiegoś urządzenia do mózgu? Na razie tego nie potrafimy, ale nie mam wątpliwości, że będziemy próbowali się tego nauczyć (znów, czy powinniśmy to robić, to zupełnie inny temat). To znacznie bardziej skomplikowane niż sczytywanie potencjałów elektrycznych z powierzchni czaszki. W którymś momencie tę barierę może przekroczymy i wtedy będziemy mieli dostęp do nieograniczonej ilości informacji nie poprzez urządzenia dodatkowe takie jak komputery, tablety czy smartfony. Wtedy do tych informacji będzie miał dostęp bezpośrednio nasz mózg. Na to jednak zbyt szybko się nie zanosi. Nie z powodu samej elektroniki, raczej z powodu naszego mózgu. Panuje dość powszechna zgoda, że to najbardziej skomplikowany i złożony system jaki znamy. Nie tylko na Ziemi, ale w ogóle. Choć od lat na badania mózgu przeznacza się ogromne kwoty pieniędzy, choć w ostatnich latach poczyniliśmy ogromne postępy, wciąż niewiele wiemy o CZYMŚ co waży pomiędzy 1,2 a 1,4 kg

>>> Zapraszam na profil FB.com/NaukaToLubie (kliknij TUTAJ). To miejsce w którym staram się na bieżąco informować o nowościach i ciekawostkach ze świata nauki i technologii.

Brak komentarzy do Myśląca maszyna

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

WP2Social Auto Publish Powered By : XYZScripts.com
Skip to content