Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Tag: fizyka

Obłoki srebrzyste coraz częstsze [galeria]

Pojawiają się coraz częściej więc jest okazja żeby je obserwować. Właśnie teraz! Obłoki srebrzyste, najwyżej „powieszone” chmury w naszej atmosferze.

Pojawiają się coraz częściej więc jest okazja żeby je obserwować. Właśnie teraz! Obłoki srebrzyste, najwyżej „powieszone” chmury w naszej atmosferze.


Estonia, Kuresoo, @Martin Koitmäe

W Polsce najlepszym okresem do ich obserwowania jest środek roku, czyli miesiące czerwiec i lipiec. Obłoki srebrzyste znajdują się w mezosferze, czyli na wysokości do 85 km nad naszymi głowami, praktycznie na granicy ziemskiej atmosfery i kosmosu. Z powierzchni Ziemi wyglądają jak bardzo subtelna mgiełka. I rzeczywiście z rzadką mgłą mają wiele do czynienia, bo składają się z ogromnej ilość maleńkich kryształków lodu. Wielkość tych kryształków nie przekracza milionowych części milimetra. Obłoki srebrzyste widać około północy. Niebo jest już wtedy ciemne, ale Słońce, które w czasie przesilenia letniego znajduje się „płytko” poniżej linii horyzontu oświetla obiekty znajdujące się w wysokich partiach atmosfery. Np. ogromne chmury maleńkich kryształków lodu. Te na tle ciemnogranatowego nieba srebrzą się. – Wysokość na której chmury się znajdują sprawia, że mogą one odbijać światło słoneczne, co powoduje wrażenie, jakby świeciły własnym światłem – mówi James Russell z Uniwersytetu w Hampton.

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

450px-Noctilucent_clouds_over_saimaa
Finlandia, Jezioro Saimaa, @Mika Yrjölä

Zdaniem badaczy z Uniwersytetu w Hampton zjawisko srebrzących się obłoków występuje coraz częściej i można je obserwować z coraz niższych szerokości geograficznych. Co ciekawe, zdaniem naukowców, wiąże się to ze spadkiem temperatury na szczycie mezosfery, w której powstaje zjawisko. Teraz zespół badaczy chce sprawdzić czy ma to jakiś związek z aktywnością Słońca. Co chmury mają wspólnego z naszą gwiazdą? Mogą mieć bardzo dużo. Słońce jest źródłem nie tylko światła, ale także naładowanych elektrycznie cząstek (np. protonów), które z dużą prędkością poruszają się w przestrzeni kosmicznej. Co prawda przeważająca ich większość zostaje zatrzymana przez ziemskie pole magnetyczne, zdarza się jednak że niewielka ich część przedostaje się do atmosfery. Tam w wyższych jej partiach w wyniku tego zjawiska mogą powstawać chmury. Intuicja podpowiada więc, że czym wyższa aktywność Słońca, tym więcej powinno pojawiać się obłoków. Intuicja może jednak zawodzić. Jak się wydaje, powstawanie obłoków srebrzystych ma związek z niską temperaturą wysokich warstw atmosfery. Niższa temperatura pojawia się jednak, gdy aktywność Słońca spada. – Kiedy zbliża się minimum aktywności słonecznej możemy oczekiwać, że mniej energii będzie dostarczane do planety, a co za tym idzie pojawi się tendencja ochłodzenia – dodał Russel.

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

Coloured-crosshatc_1411905i
Finlandia, @webodysseum.com

Co ma wpływ na częstotliwość i miejsce pojawiania się obłoków srebrzystych? Dzisiaj trudno powiedzieć. I nie chodzi tylko o to, by zrozumieć widowiskowe, ale w sumie dość rzadkie zjawisko atmosferyczne. Chodzi o to, by zrozumieć całą atmosferę

Tomasz Rożek

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

nocti-pano
Kanada, miasto Edmonton, @Hayley Dunning

 

Noctilucent-cloud-11
Z pokładu samolotu, @webodysseum.com

4 komentarze do Obłoki srebrzyste coraz częstsze [galeria]

Dlaczego jest coś, a nie nic? Pomagają tu niesforne neutrina

Neutrina oscylują inaczej niż antyneutrina – wskazują międzynarodowe badania z udziałem Polaków. Wyniki te pomagają zrozumieć, dlaczego we Wszechświecie jest teraz tak dużo materii, a tak mało antymaterii. “Zwierciadło pęka”…

Neutrina oscylują inaczej niż antyneutrina – wskazują międzynarodowe badania z udziałem Polaków. Wyniki te pomagają zrozumieć, dlaczego we Wszechświecie jest teraz tak dużo materii, a tak mało antymaterii. “Zwierciadło pęka” – tak wyniki te anonsuje na okładce “Nature”.

Brak komentarzy do Dlaczego jest coś, a nie nic? Pomagają tu niesforne neutrina

Badanie: miliardy lat świetlnych stąd – prawa fizyki nieco inne

Astrofizycy przeanalizowali sygnał z kwazara sprzed 13 mld lat. Potwierdzili, że niektóre prawa fizyki różnią się tam nieco od naszych. A w dodatku wielkość zmian tych praw fizyki we Wszechświecie…

Astrofizycy przeanalizowali sygnał z kwazara sprzed 13 mld lat. Potwierdzili, że niektóre prawa fizyki różnią się tam nieco od naszych. A w dodatku wielkość zmian tych praw fizyki we Wszechświecie nie jest równomierna.

Brak komentarzy do Badanie: miliardy lat świetlnych stąd – prawa fizyki nieco inne

Co by się stało…

…gdyby uderzyła w nas asteroida albo kometa? Właśnie jedna z nich przelatuje rekordowo blisko Ziemi. Za pomocą prostych symulatorów (linki w tekście) można sobie wyobrazić rozmiar kataklizmu.

…gdyby uderzyła w nas asteroida albo kometa? Dzisiaj blisko Ziemi przeleci ich pięć! Jedna będzie miała średnicę kilku kilometrów. Skutki kolizji zależą od wielu czynników, w tym od struktury obiektu, jego wielkości, energii ale także kąta pod jakim obiekt wszedłby w ziemską atmosferę. Za pomocą prostych symulatorów można sobie wyobrazić rozmiar kataklizmu.

Co nam może grozić?

Obiekt (52768) 1998 OR2 to planetoida (asteroida), a największe jego zbliżenie z Ziemią nastąpi o 11:56 czasu polskiego. Wiadomo o jego istnieniu od 1998 roku, a jego wielkość (średnica) jest szacowana na od 1,8 do 4,1 km. Nie ma ryzyka, że asteroida uderzy w Ziemię, bo przeleci w odległości około 6 milionów kilometrów, czyli 16,36 razy dalej niż Księżyc. Ale dzisiejszego dnia przeleciały obok nas już dwa inne obiekty, z których jeden w odległości zaledwie 600 tysięcy kilometrów. Ten obiekt został odkryty zaledwie kilka tygodni temu, a jego średnica wynosi kilkanaście metrów. Jego zbliżenie nastąpiło około 3 nad ranem. Oprócz wspomnianej kilkukilometrowej asteroidy która zbliży się do nas niemal w południe, obok Ziemi przelecą jeszcze dwie, kilka minut przed godziną 14  i druga o 14:23. Obydwie miną planetę w odległościach około 4 milionów kilometrów. Pierwsza z nich ma średnicę kilkunastu, a druga kilkudziesięciu metrów.

Tylko ta największa – z dzisiejszych –  asteroida została zauważona wcześniej, pozostałe cztery zostały odkryte dopiero kilka tygodni temu. Na całym świecie funkcjonują teleskopy, które wypatrują obiektów, które mogą zagrozić Ziemi. Wspaniałą pracę robią tutaj także astronomowie amatorzy, którzy analizują zdjęcia zrobione przez „zawodowe” teleskopy. Jednakże te mniejsze obiekty bardzo trudno zobaczyć i często odkrywa się je w ostatniej chwili. Zresztą, czas odkrycia nie ma specjalnego znaczenia, bo i tak nie mamy technologii, która mogłaby nas uchronić przez kolizją z kosmiczną skałą.

Jak – w zależności od wielkości obiektu – wyglądają skutki zderzenia asteroidy z Ziemią? Gdyby asteroida miała średnicę do 25 metrów, takie obiekty uderzają w Ziemię średnio raz na 150 lat, najprawdopodobniej w całości spaliłaby się w ziemskiej atmosferze. Zagrożenie związane z takim „spotkaniem” byłoby zerowe. Meteor czelabiński, który wszedł w ziemską atmosferę 15 lutego 2013 roku miał nie więcej niż 20 metrów średnicy. W wyższych warstwach atmosfery obiekt rozpadł się na drobne kawałki i większość z nich wyparowała w drodze do powierzchni Ziemi. Te nieliczne, które „przetrwały” lekko uszkodziła kilka tysięcy budynków (w dość ciasno zabudowanym mieście) i spowodowały niewielkie obrażenia około tysiąca osób. W przeważającej większości, chodziło o rany spowodowane odłamkami szkła. Straty zostały spowodowane przez falę uderzeniową, a nie odłamki meteorytu.Tak duży obiekt jak meteor czelabiński ostatni raz wszedł w ziemską atmosferę w 1908 roku, czego skutkiem była katastrofa tunguska.

A co z większymi obiektami?

obiekt czas skutki
do 50 m co 1500 lat zniszczenia obejmują średniej wielkości miasto, pojawiają się pożary i fale tsunami
do 150 m co 20 000 lat zniszczenia obejmują kilkaset kilometrów kwadratowych
do 300 m co 100 000 lat totalne zniszczenia w promieniu 100 km, szkody w promieniu kilkuset kilometrów
do 600 m co 200 000 lat tsunami na całej planecie, zniszczenia obszaru porównywalnego z Polską
do 1000 m co 1 000 000 lat poważne zmiany klimatyczne odczuwalne na całej planecie, zniszczony obszar porównywalny z całą Europą
do 5000 m co 20 000 000 lat globalne zniszczenie, pyły powstałe w wyniku kolizji zasłaniają Słońce, wieloletnia zima na całej planecie
powyżej 10 000 m co 100 000 000 lat po nas…

W Układzie Słonecznym znajdują się miliony, miliardy obiektów, które potencjalnie mogłyby nam zagrozić. Grawitacyjną ochronę nad naszą małą planetą sprawuje jednak Słońce i dwa gazowe giganty, czyli Jowisz i Saturn. To one ściągają na siebie przeważającą większość obiektów, które mogłyby uderzyć w Ziemię. Warto także zdawać sobie sprawę z tego, że odległości w kosmosie są… prawdziwie kosmiczne. Nawet jeżeli mówimy o tak bliskim przelocie jak ten aktualny.

Dane w powyższej tabelce są mocno przybliżone, oddają jednak skalę zagrożenia. Dla osób bardziej zainteresowanych polecam dwa symulatory/kalkulatory, dzięki którym można policzyć i zobaczyć zagrożony przez kosmiczny obiekt obszar.

– Pierwszy symulator jest dla mniej zaawansowanych:

uderzenie

– Drugi dla osób, które nieco bardziej chcą się zagłębić w problem:

uderzenie2

>>> 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.

4 komentarze do Co by się stało…

Chiny na Marsie, Mars w Chinach

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Brak komentarzy do Chiny na Marsie, Mars w Chinach

Ile mamy planet?

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

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

Co gdzie pada? Diamenty na Uranie!

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

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

Chmury

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

Kwas na Wenus

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

Metan i diamenty

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

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

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

Szkło i żelazo

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

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

 

źródła:

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

 

1 komentarz do Co gdzie pada? Diamenty na Uranie!

Fizyka i jajka

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

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

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

Jajko w katedrze

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

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

Co białe a co żółte

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

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

Test na wiek

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

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

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

3 komentarze do Fizyka i jajka

Fizyk który nie znał granic

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

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

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

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

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

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

7 komentarzy do Fizyk który nie znał granic

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

3 komentarze do Planety z innej galaktyki!

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

2 komentarze 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

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

Nobel z fizyki za fale

Prace nad wykrywaniem i analizą fal grawitacyjnych musiały kiedyś zostać uhonorowane Nagrodą Nobla. No i stało się.

Kosmiczny detektor, kosmiczne zagadnienie. W świecie fizyków i kosmologów po raz kolejny będzie mówiło się o falach grawitacyjnych. Kilkanaście dni temu dzięki pracy kolaboracji LIGO/VIRGO zmarszczki przestrzeni były w czołówkach serwisów na całym świecie. Dzisiaj też będą. Z powodu Nagrody Nobla z fizyki.

Rainer Weiss, Barry C. Barich, Kip S. Thorne

„for decisive contributions to the LIGO detector and the observation of gravitational waves”

waves-101-1222750-1600x1200

Fale grawitacyjne to kompletny odlot. Człowiekiem który sprawę rozumiał, ba, który ją wymyślił, a w zasadzie wyliczył był nie kto inny tylko Albert Einstein (swoją drogą powinien dostać nagrodę za odkrycie najbardziej nieintuicyjnych zjawisk we wszechświecie). Z napisanej przez niego 100 lat temu Ogólnej Teorii Względności wynika, że ruch obiektów obdarzonych masą,  jest źródłem rozchodzących się w przestrzeni fal grawitacyjnych (lub inaczej – choć nie mniej abstrakcyjnie – zaburzeń czasoprzestrzennych). Jak to sobie wyobrazić? No właśnie tu jest problem. Bardzo niedoskonała analogia to powstające na powierzchni wody kręgi, gdy wrzuci się do niej kamień. W przypadku fal grawitacyjnych zamiast wody jest przestrzeń, a zamiast kamienia poruszające się obiekty. Czym większa masa i czym szybszy ruch, tym łatwiej zmarszczki przestrzeni powinny być zauważalne. Rejestrując największe fale grawitacyjne, tak jak gdybyśmy bezpośrednio obserwowali największe kosmiczne kataklizmy: zderzenia gwiazd neutronowych, czarnych dziur czy wybuchy supernowych. Trzeba przyznać, że perspektywa kusząca gdyby nie to… że fale grawitacyjne to niezwykle subtelne zjawiska. Nawet te największe, bardziej będą przypominały lekkie muśnięcia piórkiem niż trzęsienie ziemi. W książce „Zmarszczki na kosmicznym morzu” (Ripples on a Cosmic Sea: The Search for Gravitational Waves) australijski fizyk, prof. David Blair, poszukiwanie fal grawitacyjnych porównuje do nasłuchiwania wibracji wywołanych przez pukanie do drzwi z odległości dziesięciu tysięcy kilometrów. Detektory zdolne wykryć fale grawitacyjne powinny być zdolne zarejestrować wstrząsy sejsmiczne wywołane przez upadek szpilki po drugiej stronie naszej planety. Czy to w ogóle jest możliwe? Tak! Od 2002 roku działa w USA Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory w skrócie LIGO czyli Laserowe Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych. Zanim budowa ruszyła, pierwszy szef laboratorium prof. Barry Barrish na dorocznym posiedzeniu AAAS (American Association for the Advancement of Science) oświadczył, że pomimo wielu trudności nadszedł w końcu czas na zrobienie czegoś, co można nazwać prawdzią nauką (swoją drogą, odważne słowa na zjeździe najlepszych naukowców na świecie).

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

This_visualization_shows_what_Einstein_envisioned

Symulacja łączenia się czarnych dziur – jedno ze zjawisk, które wytwarza najsilniejsze fale grawitacyjne

Z falami grawitacyjnymi jest jednak ten problem, że przez dziesięciolecia, mimo prób, nikomu nie udało się ich znaleźć. Gdyby komuś zaświtała w głowie myśl, że być może w ogóle ich nie ma, spieszę donieść, że gdyby tak było naprawdę, runąłby fundament współczesnej fizyki – Ogólna Teoria Względności, a kosmologię trzeba byłoby przepisać od początku. Dzisiaj głośno mówi się, że fale grawitacyjne zostały przez LIGO zarejestrowane. Panuje raczej atmosfera lekkiego podniecenia i oczekiwania na to, co stanie się za chwilę. Potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych nie będzie kolejnym odkryciem, które ktoś odfajkuje na długiej liście spraw do załatwienia.  Zobaczymy otaczający nas wszechświat z całkowicie innej perspektywy.

Jako pierwszy falowe zmiany pola grawitacyjnego, w latach 60 XX wieku próbował zarejestrować amerykański fizyk Jaseph Weber. Budowane przez niego aluminiowe cylindry obłożone detektorami nie zostały jednak wprawione w drgania. Co prawda Weber twierdził, że złapał zmarszczki wszechświata, ale tego wyniku nie udało się potwierdzić. Dalsze poszukiwania trwały bez powodzenia, aż do 1974 roku, gdy dwóch radioastronomów z Uniwersytetu w Princeton (Joseph Taylor i Russel Hulse) obserwując krążące wokół siebie gwiazdy (PSR1913+16) stwierdziło, że układ powoli traci swoją energię, tak jak gdyby wysyłał … fale grawitacyjne. Mimo, że samych fal nie zaobserwowano, za pośrednie potwierdzenie ich istnienia autorzy dostali w 1993 roku Nagrodę Nobla. Uzasadnienie Komitetu Noblowskiego brzmiało: „za odkrycie nowego typu pulsara, odkrycie, które otwiera nowe możliwości badania grawitacji”.

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

virgoviewInstalacja, która z lotu ptaka wygląda jak wielka litera L, to dwie rury o długości 4 km każda, stykające się końcami pod kątem prostym. Choć całość przypomina przepompownię czy oczyszczalnię ścieków jest jednym z najbardziej skomplikowanych urządzeń kiedykolwiek wybudowanych przez człowieka. Każde z ramion tworzy betonowa rura o średnicy 2 metrów. W jej wnętrzu – jak w bunkrze – znajduje się druga ze stali nierdzewnej, która jest granicą pomiędzy światem zewnętrznym a bardzo wysoką próżnią. Z miejsca w którym rury się stykają, „na skrzyżowaniu”, dokładnie w tym samym momencie wysyłane są wiązki lasera. Ich celem są zwierciadła umieszczone na końcu każdej z rur. 2000px-Ligo.svgOdbijane przez zwierciadła tam i z powrotem około 100 razy promienie, wpadają z powrotem do centralnego laboratorium i tam zostają do siebie porównane. Dzięki zjawisku interferencji możliwe jest wyliczenie z wielką dokładnością różnicy przebytych przez obydwie wiązki światła dróg. A drogi te powinny być identyczne, no chyba że… chyba że w czasie pomiaru przez Ziemie – podobnie jak fala na powierzchni wody – przejdzie fala grawitacyjna. Wtedy jedno z ramion będzie nieco dłuższe, a efekt natychmiast zostanie wychwycony w czasie porównania dwóch wiązek. Tyle tylko, że nawet największe zaburzenia zmienią długość ramion o mniej niż jedną tysięczną część średnicy protonu (!). To mniej więcej tak, jak gdyby mierzyć zmiany średnicy Drogi Mlecznej (którą ocenia się na ok. 100 tys. lat świetlnych) z dokładnością do jednego metra. Czy jesteśmy w stanie tak subtelne efekty w ogóle zarejestrować ? Lustra na końcach każdego z korytarzy (tuneli) mogą zadrgać (chociażby dlatego, że przeleciał nad nimi samolot, albo w okolicy przejechał ciężki samochód). By tego typu efekty nie miały wpływu na pomiar zdecydowano się na budowę nie jednej, ale dwóch instalacji, w Handford w stanie Waszyngton i w Livingston w stanie Luizjana. Są identyczne, choć oddalone od siebie o ponad 3 tys. kilometrów. Ich ramiona maja takie same wymiary i maja takie same układy optyczne. Nawet gdy w jednym LIGO zwierciadło nieoczekiwanie zadrga, niemożliwe by to samo w tej samej chwili stało się ze zwierciadłem bliźniaczej instalacji. Zupełnie jednak inaczej będzie gdy przez Ziemię przejdzie z prędkością światła fala grawitacyjna. Zmiany jakie wywoła zajdą w dokładnie tej samej chwili w obydwu ośrodkach.

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

A kończąc, pozwólcie na ton nieco nostalgiczny. Wszechświat jest areną niezliczonych kataklizmów a dramatyczne katastrofy, to naturalny cykl jego życia. To nic, że od tysięcy lat na naszym niebie królują te same gwiazdozbiory. W skali kosmicznej taki okres czasu to nic nieznacząca chwila, a nawet w czasie jej trwania widoczne były wybuchy gwiazd. Z bodaj największego kataklizmu – Wielkiego Wybuchu – „wykluło” się to co dzisiaj nazywamy kosmosem. Obserwatoria grawitacyjne (np. takie jak LIGO) otworzą oczy na inne wielkie katastrofy, i to nie tylko te które będą, ale także te które były. Już prawie słychać zgrzyt przekręcanego klucza w drzwiach. Już za chwilę się otworzą. Najpierw przez wąską szparę, a później coraz wyraźniej i coraz śmielej będziemy obserwowali wszechświat przez nieznane dotychczas okulary. Ocenia się, że to co widzą „zwykłe” teleskopy (tzw. materia świecąca) to mniej niż 10% całej masy Wszechświata. A gdzie pozostałe 90% ? Na to pytanie nie znaleziono dotychczas odpowiedzi. Tzw. ciemna materia powinna być wszędzie, a nie widać jej nigdzie. Przypisuje się jej niezwykłe właściwości, łączy się ją z nie mniej tajemniczą ciemną energią. Czy LIGO, pomoże w rozwiązaniu tej intrygującej zagadki? Czy będzie pierwszym teleskopem, przez który będzie widać ciemną materię? Jeżeli obserwatoria grawitacyjne będą w stanie „zobaczyć” obiekty, które można obserwować także w świetle widzialnym (np. wybuch supernowej), a nie będą widziały ani grama ciemnej materii, to zagadka staje się jeszcze bardziej tajemnicza. Bo albo ta materia nie podlega prawom grawitacji, albo nie ma żadnej ciemnej materii. Konsekwencje obydwu tych scenariuszy są trudne do przewidzenia. Czy teraz rozumiecie dlaczego odkrycie fal grawitacyjnych jest tak ważne? 

9 komentarzy do Nobel z fizyki za fale

Skąd nazwy huraganów? 

Jose, Maria i Lee, to – na dzisiaj – najgroźniejsze huragany szalejące po północnym Atlantyku. Skąd biorą się imiona tych zjawisk? Co mają z tym wspólnego feministki i jaka jest różnica pomiędzy huraganem, orkanem, cyklonem i tajfunem?

Jose, Maria i Lee, to – na dzisiaj – najgroźniejsze huragany szalejące po północnym Atlantyku. Skąd biorą się imiona tych zjawisk? Co mają z tym wspólnego feministki i jaka jest różnica pomiędzy huraganem, orkanem, cyklonem i tajfunem?

Zacznę od tego ostatniego. Cyklon to nazwa zbiorcza i mieści w sobie huragany, tajfuny i burze tropikalne. Każde z tych zjawisk jest cyklonem, tyle tylko, że występującym w innych częściach świata. Wszystkie powstają nad ciepłymi i spokojnymi oceanami i wszystkie wirują.

Huragany szaleją na Atlantyku i na wschodnim Oceanie Spokojnym (Pacyfiku).

Tajfuny atakują na Pacyfiku między 180 i 100 południkiem. Innymi słowy są zagrożeniem dla wybrzeży Azji.

Orkany powstają na Oceanie Indyjskim, ale ostatnio tą nazwą określa się także cyklony uderzające w wybrzeże Europy.

I ostatnia – burza tropikalna (lub sztorm tropikalny) stosuje się do opisu cyklonów o mniejszej sile.

A co z nazwą? Irma, Harvey, kilka lat temu Katrina a w przyszłym roku Alberto, Beryl i Chris… zaraz zaraz. Skąd wiem jakie imiona będą nosiły cyklony w 2018 roku? Ano stąd, że są one już ustalone. Ale od początku. Imiona cyklonom nadaje się od ponad 100 lat. Wcześniej robiono to okazjonalnie. Cel był tylko jeden. Łatwiej nam zapamiętać imię niż cyfrę albo kod literowy. Zbadano, że ludzie czują większy respekt przed cyklonem który łatwiej zapamiętują, lepiej się też przygotowują do jego nadejścia.

Przez kilkadziesiąt lat huragany nazywano tylko imionami żeńskimi. Pod koniec lat 70tych XX – pod wpływem protestów feministek – zaczęto stosować imiona na przemian, imiona żeńskie i męskie. Po to by nie było nieporozumień, po to by nie nadano przez pomyłkę dwóch różnych nazw temu samemu cyklonowi, po to by w krótkim okresie nie nazwano dwóch zjawisk tym samym imieniem, listę z nazwami ustala się sporo do przodu. I tak stworzono listę imion na każdą literę alfabetu po jednym. Następnie zrobiono z nich sześć zestawów, każdy po 21 imion, które ułożono w kolejności alfabetycznej. Każdego roku obowiązuje jeden zestaw. Ten sam powtórzy się dopiero za 6 lat. Lista imion, która obowiązuje w tym roku, będzie obowiązywała dopiero w 2023 roku. I znowu pojawią się cyklony Harvey, Irma, Jose, Maria i Lee. Co gdy w którymś roku pojawi się więcej niż 21 dużych cyklonów? Wtedy nadawane im są nazwy greckie. Teraz mamy przełom września i października ale do końca listy imion na ten rok mamy jeszcze 8 pozycji.

Czasami imiona z listy są wykreślane. Dzieje się to wtedy, gdy cyklon nazwany jakimś imieniem zebrał wyjątkowo krwawe żniwo. Na miejsce wykreślonego imienia, na międzynarodowych konferencjach meteorologów, wybiera się inne imię. Musi zaczynać się na tę samą literę i musi być imieniem żeńskim (gdy wykreślono żeńskie), lub męskim (gdy wykreślono męskie). W 2005 roku wybrzeże USA spustoszył huragan Katrina. Na próżno szukać tego imienia na liście. Tak samo jak Sandy, Mitch czy Tracy.

Jakie imiona zostały na liście na ten rok? Nate, Ophelia, Philippe, Rina, Sean, Tammy, Vince i Whitney. Miejmy nadzieję, że tych imion nie będzie trzeba nadawać.

hurricaneNames1-01

2 komentarze do Skąd nazwy huraganów? 

Uważaj jak chodzisz

Ze sposobu w jaki się poruszamy, naukowcy potrafią wyciągnąć zadziwiającą ilość informacji. Osoby, które obserwują model chodu charakterystyczny dla mężczyzn mają wrażenie, że postać się do nich zbliża. Równocześnie gdy obserwują chód żeński, wydaje im się, że postać się oddala.

Ze sposobu w jaki się poruszamy, naukowcy potrafią wyciągnąć zadziwiającą ilość informacji. Osoby, które obserwują model chodu charakterystyczny dla mężczyzn mają wrażenie, że postać się do nich zbliża. Równocześnie gdy obserwują chód żeński, wydaje im się, że postać się oddala.

Amerykańska firma Visionics opracowała system który potrafi analizować twarze. Zainstalowany w centrum monitoringu miejskiego (czy lotniskowego) „wyławia” z tłumu przechodniów osoby które ma w swojej bazie danych. Rozpoznaje je po rozstawie oczu, kształcie ust czy wysokości czoła. Czy istnieje lepszy sposób na znalezienie osoby poszukiwanej ?

Chód świetlnych punkcików

Oprogramowanie Visionics, ale także aplikacje wielu innych firm zajmujących się szeroko rozumianym bezpieczeństwem, potrafi znacznie więcej. Automatycznie wykrywa osoby, po… sposobie chodzenia. Może np. z tłumu wyłowić osobę, która pod kurtką niesie coś ciężkiego. Jak to robi ? Za dogłębne przeanalizowanie chodu kobiet i mężczyzn zabrali się badacze z Southern Cross Univeristy w Coffs Harbour (w Australii). Wyniki ich badań opublikował tygodnik „New Scientist” oraz czasopismo „Current Biology” (vol 18, R728-R729). Czy kobiety i mężczyźni poruszają się inaczej ? To oczywiste, ale jak matematycznie opisać i zmierzyć te różnice ? Najpierw naukowcy sfilmowali chód 50 kobiet i 50 mężczyzn, a następnie, komputerowo każdy staw (biodrowy, barkowy, łokciowy,…) badanej osoby zaznaczyli jako świecący punkt. Z filmu przedstawiającego poruszającą się postać powstała animacja poruszających się punktów świetlnych, a równocześnie biblioteka chodów ludzkich. Zbiór sposobów w jakich poruszają się ludzie.

Okazało się, że nawet powierzchowna analiza pozwala wyłapać charakterystyczne cechy męskiego i żeńskiego chodu. To ważne, bo jeżeli problem da się opisać matematycznie, jest też nadzieja, że uda się go przełożyć na język rozumiany przez komputery. Po sposobie chodzenia można też określić wiek obserwowanego. Głębsza analiza pozwala powiedzieć w jakim jest nastroju i czy jest zmęczony, jakie ma wady postawy i czy dźwiga coś ciężkiego. Stosunkowo łatwo jest też określić czy obserwowany kuleje czy tylko udaje (to ważne wtedy gdy ktoś chciałby zmylić system monitoringu). Te wszystkie informacje są niezwykle ważne dla służb, która zajmują się bezpieczeństwem, ale mogą być też wykorzystywane przez psychologów.

Odchodzi czy przychodzi

Szef grupy badaczy Rick van der Zwan chód najbardziej kobiecy porównał do poruszania się koni w czasie parady. Zauważył, że panie podnoszą wysoko kolana a stopy stawiają jedna za drugą w tej samej linii. Jak zatem wygląda chód typowo męski ? Wg autorów badań można go porównać do toczenia się.

Przy okazji badań badacze zauważyli bardzo ciekawą prawidłowość. Osoby, które obserwują model chodu charakterystyczny dla mężczyzn mają wrażenie, że postać się do nich zbliża. Równocześnie gdy obserwują chód żeński, wydaje im się, że postać się oddala. Dlaczego tak się dzieje ? Trudno powiedzieć, ale autorzy spekulują, że odpowiedzi należy szukać w ewolucji. – Gdy zauważymy mężczyznę i nie mamy pewności czy się do nas zbliża czy oddala, lepiej założyć to pierwsze – powiedział Zwan. Dlaczego ? Bo naszym dalekim przodkom bezpieczniej było w takiej sytuacji przygotować się do ucieczki albo konfrontacji niż później żałować. Dlaczego w takim razie chód kobiecy kojarzy nam się z oddalającą postacią ? Choć to znowu przypuszczenie, autorzy także w tym przypadku wskazują na ewolucję. „Kiedy jest się małym dzieckiem i nie do końca jest się pewnym czy mama stoi przodem do nas czy odchodzi, prawdopodobnie bezpieczniej jest założyć, że jednak odchodzi, aby być gotowym do pójścia za nią” – tłumaczy van der Zwan.

Kto zwraca uwagę na chód ? Modelki, aktorzy,… Okazuje się, że nawet ze stawiania nogi za nogą specjaliści potrafią wyciągnąć zaskakujące wnioski. Wnioski dotyczące nas dzisiaj i nas przed wieloma wiekami.

Tomasz Rożek

Brak komentarzy do Uważaj jak chodzisz

Ciemno to widzę

Dzisiaj nad ranem agencje prasowe podały smutną wiadomość. W wieku 88 lat, z powodów naturalnych, zmarła Vera Rubin. Amerykańska astrofizyk, odkrywczyni ciemnej materii. Tej jest znacznie więcej niż materii, która nas buduje. Czym jest? Ciemna materia to jedna z największych zagadek współczesnej nauki.

Dzisiaj nad ranem agencje prasowe podały smutną wiadomość. W wieku 88 lat, z powodów naturalnych, zmarła Vera Rubin. Amerykańska astrofizyk, odkrywczyni ciemnej materii. Tej jest znacznie więcej niż materii, która nas buduje. Czym jest? Ciemna materia to jedna z największych zagadek współczesnej nauki.

 

Gdyby zważyć cały wszechświat, wszystkie gwiazdy, planety, mgławice, komety, asteroidy,… wszystkie te obiekty stanowiłyby zaledwie kilka procent masy całości. Większość, przeważającą większość stanowiłaby nieznana forma materii i jeszcze bardziej tajemnicza forma energii.

Uparta dziewczyna

Co takiego może być tajemniczego w materii? Cóż, problem polega na tym, że my nie mamy pojęcia czy ciemna materia wygląda tak jak nasza, czy jest zbudowana tak jak nasza. Więcej, nie wiemy czy obowiązują ją te same prawa przyrody co materię naszą. Naszą czyli tą, z której jesteśmy zbudowani my i wszystko co nas otacza. Patrząc w niebo, nawet jeżeli używamy największych teleskopów nie widzimy ciemnej materii. Skąd zatem wiemy, że ona w ogóle istnieje? Z odpowiedzią na to pytanie wiąże się historia pewnej upartej młodej naukowiec.

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

W 1970 roku młoda doktorantka jednego z amerykańskich uniwersytetów, Vera Rubin, postanowiła zmierzyć prędkość gwiazd w standardowej galaktyce spiralnej. Badania nie zapowiadały się ciekawie, bo wiedza o tym, że gwiazdy w galaktyce spiralnej poruszają się jak woda w wirze, była wtedy powszechna. Uważano, że te gwiazdy, które znajdują się dalej od centrum galaktyki powinny poruszać się wolniej, niż gwiazdy, które znajdują się bliżej jej środka. Verze odradzano zajmowanie się tym tematem.

q-100No bo w końcu po co robić pomiary, skoro wiadomo jaki będzie ich wynik? Vera uparła się jednak, że chce swoje obserwacje przeprowadzić. I odkryła… że niezależnie od odległości od centrum galaktyki, gwiazdy mają taką samą prędkość. Ta jedna obserwacja zburzyła fundament na którym stała wiedza o galaktykach. Od teraz nic się nie zgadzało. Takie galaktyki nie miały prawa istnieć. A przecież istniały. Jeżeli ktokolwiek miał wątpliwość, mógł spojrzeć przez teleskop. Próba wyjaśnienia tego fenomenu była jeszcze bardziej zaskakująca niż samo odkrycie.  Nikt – z Verą Rubin włącznie – nie miał wątpliwości, że za ruch gwiazd w galaktyce odpowiedzialna jest grawitacja. Problem polegał na tym, że jej źródło głównie znajduje się w centrum galaktyki. Tak przynajmniej myślano. Tymczasem Vera Rubin uznała, że centrum galaktyki wcale nie musi być jedynym miejscem silnie przyciągającym gwiazdy. Uznała, że pomiędzy gwiazdami musi być jakaś masa dodatkowa, taka, która nie świeci (i jej nie widać). To ona jest źródłem siły grawitacyjnej, która powoduje, że wszystkie gwiazdy w galaktyce mają taką samą prędkość. Jak taką masę sobie wyobrazić? Może jako chmurę niewidocznej dla nas materii w której galaktyka jest zanurzona? Może gwiazdy na tej chmurze się unoszą tak jak oka tłuszczu unoszą się na powierzchni rosołu?

Coś się odkleiło

Potem zaczęto się przyglądać innym galaktykom, gromadom galaktyk i jeszcze większym strukturom. Wszędzie widziano efekt działania ogromnej siły grawitacji. Tyle tylko, że źródła tej siły, czyli samej masy nigdzie nie dostrzeżono. Szybko policzono, że gdyby nie ciemna materia, galaktyki rozsypałyby się. Siła grawitacji jest za mała by duże kosmiczne struktury utrzymywać w porządku, potrzeba kleju, czegoś co to wszystko scala. No i to jest największa tajemnica, czym ten klej jest? Jak wygląda, co jest jego źródłem? I czy stosuje się do praw natury, które obowiązują w naszym świecie?

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

Co do tego można mieć wątpliwości po ostatnich obserwacjach zespołu naukowców z największych na świecie ośrodków, w tym NASA, ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) oraz kilku amerykańskich uniwersytetów. Korzystając z danych obserwacyjnych teleskopu kosmicznego Hubble’a oraz teleskopu VLT należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego, udało się sfotografować zderzenie czterech galaktyk wchodzących w skład gromady galaktyk Abell 3827. Dokładna obserwacja ruchu gwiazd wchodzących w skład tych galaktyk, dokładna obserwacja biegu promieni światła pozwoliła astronomom stwierdzić, że ciemna materia oderwała się od jednej ze zderzających się galaktyk. Brzmi co najmniej abstrakcyjnie, ale tak rzeczywiście jest. Za jedną z galaktyk, w odległości kilku tysięcy lat świetlnych ciągnie się obłok czegoś, czego co prawda nie widać, ale co wpływa grawitacyjnie na całe otoczenie. Tego „czegoś” nie powinno tam być! To „coś”, czyli ciemna materia, powinno być we wnętrzu galaktyki, pomiędzy gwiazdami, które galaktykę tworzą. Co takiego się stało, że materia „zwykła” i ciemna, w tym konkretnym przypadku odłączyły się od siebie? Na to pytanie nie ma dzisiaj odpowiedzi, trudno też powiedzieć czy takie sytuacje zdarzają się często. Ta jest pierwszą tego typu. Choć szczerze mówiąc, o niczym nie musi to świadczyć, nie jesteśmy zbyt dobrze w obserwowaniu czegoś… czego nie widać.

Pajęczyna

Jednym z pomysłów na wyjaśnienie zaobserwowanego zjawiska jest to, że ciemna materia nie stosuje się do praw, które nas obowiązują, że grawitacja działa na nią inaczej niż na obiekty „zwykłej” materii. Na razie, to zwykłe gdybanie. Ale to nie znaczy, że kosmolodzy i astrofizycy nie próbują ciemnej materii złapać. Jednym ze sposobów na jej poznanie jest tworzenie map jej rozmieszczenia. To bardzo trudna sztuka, ale czasami się udaje. Takie mapy tworzy się po to, by znaleźć klucz, by zobaczyć gdzie ciemna materia szczególnie chętnie się grupuje. To może pomóc w określeniu jej właściwości.

seqD_063Takie trójwymiarowe  mapy różnych części kosmosu powstają od wielu lat. Właśnie opublikowano kolejną, dokładniejszą niż poprzednie. Pracował nad nią zespół trzystu naukowców z całego świata. I została zaprezentowana podczas ostatniego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w Baltimore. Mapa jest dość spora, zawiera miliardy gwiazd i obejmuje całe… cztery dziesiąte procent nieba. Co ciekawe, na wielu mapach nieba, na których zaznacza się występowanie ciemnej materii, jest ona uformowana w postaci włókien. Po raz pierwszy udało się to zauważyć kilka lat temu, gdy dzięki użyciu Obserwatorium Kecka na Hawajach astrofizycy obserwowali kwazar UM287. Wyniki ich prac były opublikowane w Nature. Kwazar o którym mowa oddalony jest od Ziemi o około 10 miliardów lat świetlnych. Kwazary przypominają gwiazdy, ale w rzeczywistości są bardzo aktywnymi galaktykami, które „wyrzucają” w przestrzeń ogromne ilości energii. Badacze wykorzystali to promieniowanie tak, jak wykorzystuje się światło latarki, wchodząc do ciemnego pokoju. Światło kwazaru UM287 padało na ogromną, mającą średnicę dwóch milionów lat świetlnych chmurę gazu. Ile to jest 2 miliony lat świetlnych? Trudno to sobie wyobrazić. Układ Słoneczny ma średnicę około 30 dni świetlnych, a cała Galaktyka Drogi Mlecznej nieco ponad 100 tys. lat świetlnych. Oświetlana przez kwazar chmura pyłu była więc 20 razy większa od naszej galaktyki.

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

Wracając jednak do ciemnej materii. Astronomowie analizując rozchodzenie się światła w tej chmurze, zauważyli, że materia nie jest w niej równomiernie rozłożona, że tworzy coś w rodzaju włókien. Podali hipotezę, że to włókna ciemnej materii. Obserwacja jest w zgodzie z modelami teoretycznymi, które mówią, że ciemna materia nie jest posklejana jak materia widzialna w obiekty takie jak np. planety czy gwiazdy, czyli w struktury kuliste. Przypomina raczej pajęczynę na której „utkany” jest cały wszechświat. Kawałek tej pajęczyny właśnie zauważono. Nigdy wcześniej nie widziano bezpośrednio takich włókien.

Przegrana grawitacja

Ciemna materia – zdaniem astronomów – ma w odpowiadać za kształt dużych obiektów, takich jak np. galaktyki czy ogromne chmury gazu i materii. Trudno powiedzieć, czy może budować całe (ciemne) galaktyki. Pewne jednak jest, że wszechświat składa się z ciemnej materii w około 24 proc. Materia widzialna, taka z której i my jesteśmy zbudowani tworzy go w około 4 procentach. Razem 28 proc. Gdzie jest reszta? Czym jest reszta? I to jest chyba największa zagadka kosmologii. 72 proc. wszechświata to ciemna energia. Nie wiadomo czym jest, nie wiadomo gdzie jest. Być może wszędzie dookoła, być może jest gdzieś skupiona. Wydaje się, że na małych odległościach nie widać efektów jej działania. Być może są one tak ulotne, że nie potrafimy ich zarejestrować. Gdy jednak spojrzeć na kosmos w dużej skali, skali nawet nie galaktyk, tylko gromad galaktyk czy supergromad… Galaktyki oddalają się od siebie. Czym dalej są, tym szybciej się oddalają. Dlaczego tak się dzieje? Dlaczego grawitacja, przyciąganie, nie powoduje, że zaczną się do siebie przybliżać? Dzisiaj uważa się, że to właśnie ciemna energia powoduje puchnięcie wszechświata. A to znaczy, że w pewnym sensie działa przeciwko grawitacji. Ta ostatnia na małych dystansach tą walkę wygrywa. Ale w dużych skalach, to ciemna energia króluje.

Wszechświat jest fascynujący! I wciąż tajemniczy.

Tomasz Rożek

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

1 komentarz do Ciemno to widzę

Jak fotografować SUPERKsiężyc?

Każda pełnia Księżyca jest doskonałą okazją do fotografowania. W zasadzie to może być wstęp do astrofotografii. Po pierwsze Księżyca nie da się na nocnym niebie pomylić z jakimkolwiek obiektem niebieskim….

Każda pełnia Księżyca jest doskonałą okazją do fotografowania. W zasadzie to może być wstęp do astrofotografii. Po pierwsze Księżyca nie da się na nocnym niebie pomylić z jakimkolwiek obiektem niebieskim. Po drugie, po to by fotografować pełnię, nie trzeba inwestować w drogi sprzęt. Prawdę mówiąc nie trzeba inwestować wcale. Wystarczy aparat, który wielu z nas i tak ma w domu. 14 listopada nałożą się na siebie dwa zjawiska. Pełnia Księżyca i jego maksymalne zbliżenie do Ziemi. Choć tarcza Srebrnego Globu nie będzie zauważalnie większa, to jego jasność zwiększy się o 20 – 30 proc. Tylko jak zrobić zdjęcie, które byłoby dla nas powodem do domy (a nie wstydu)?

Oprócz aparatu, w zasadzie jedynym sprzętem o jaki warto się zatroszczyć, jest statyw. Zachęcam do ustawienia aparatu w tryb manualny. W trybie automatycznym wszystkie zdjęcia będą bardzo do siebie podobne. Na „manualu” możesz poeksperymentować.

No to do rzeczy:

Ostrość. Jeżeli mamy aparat w trybie manualnym, ostrość trzeba ustawić na nieskończoność. W trybie manualnym powinna się ustawić automatycznie (autofocus).

Czułość. Jeżeli aparat umożliwia ustawianie czułości (ISO), tym parametrem można się nieco pobawić, uzyskując czasami bardzo ciekawe efekty. Czym niższa czułość tym wyraźniejsze będzie zdjęcie (niższy poziom szumów). Niestety czym niższa czułość, tym dłuższy musi być czas naświetlania, a to może być problemem np. gdy nie mamy statywu albo gdy w kadrze są szybko poruszające się obiekty. Ich rozmazanie może być dodatkowy atutem zdjęcia. No ale to już kwestia gustu fotografa. Jeżeli chcemy by czas otwarcia migawki był jak najkrótszy, trzeba ustawić wysoką czułość. W takim wypadku na zdjęciu pojawiają się szumy („ziarno”). Może ono dodać artyzmu, ale znowu, to kwestia gustu. Dobra rada: Jak tylko będzie odpowiednia pogoda, Księżyc w pełni będzie można obserwować na tyle długo, że bez pośpiechu i stresu warto poeksperymentować. Ustawiaj różne czułości. Zawsze lepiej mieć więcej zdjęć (z których część wyląduje w koszu), niż żałować, że zrobiło się za mało.

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

Czas naświetlania. Bardzo trudno zrobić zdjęcie „z ręki” gdy czas otwarcia migawki wynosi mniej niż 1/30 s. Tym bardziej że mówimy o fotografowaniu bardzo odległego obiektu. Stąd jeszcze raz sugestia, by zaopatrzyć się w statyw, nawet gdyby miał być najprostszy. Jeżeli nie masz, obserwuj SUPERKsiężyc z miejsca w którym możesz oprzeć aparat o drzewo, krzesło czy chociażby słup ogrodzenia.

Podobnie jak w przypadku ustawiania czułości, warto poeksperymentować ustawiając różne wartości czasów otwarcia migawki. Zdziwisz się jak różne mogą być zdjęcia tego samego obiektu. Czym krótszy czas migawki, tym bardziej otwarta musi być przysłona aparatu, gdy czas jest długi, przysłona musi być „domknięta”. I tylko z pozoru nie robi to różnicy. Gdy Księżyc będzie nisko nad horyzontem, gdy w kadrze będzie nie tylko jego tarcza ale także np. drzewa albo budynki, domknięta przysłona (wartości od 11 w górę) umożliwi zrobienie zdjęcia na którym ostre będą wszystkie obiekty. Otwarta przysłona (o wartości do 4,5) spowoduje że ostre będą tylko te obiekty na które ustawiona zostanie ostrość. Reszta będzie rozmazana. Jeżeli nie czujesz się na siłach operować przysłoną, ustaw jej automatykę i operuj czasem migawki. Zdziwisz się jak różne zdjęcia uzyskasz.

Ogniskowa. Wszystko zależy od kompozycji zdjęcia, a wiec od tego co chcesz na nim mieć. Jeżeli tylko tarczę Księżyca, ustaw jak najdłuższą ogniskową (jak najbardziej przyzoomuj). Unikaj zoomu cyfrowego, zdjęcie zawsze możesz skadrować na komputerze.

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

Napisałem to już tutaj kilka razy, ale napisze jeszcze raz. EKSPERYMENTUJ. Masz sporo czasu. Nie ma sensu robienie kilkunastu czy kilkudziesięciu zdjęć przy takich samych parametrach. Baw się ustawieniami czasu, baw przysłoną i czułością. Jeżeli masz zmienne obiektywy, korzystaj z tego. Spróbuj zmienić lokalizację. Na długich czasach pięknie na tle Księżyca wyglądają np. jadące samochody, albo panorama oświetlonego miasta. Ponadto:

– Robiąc zdjęcie korzystaj z samowyzwalacza albo ze zdalnie uruchamianej migawki. W ten sposób nie poruszysz aparatu w czasie robienia zdjęcia.

– Spróbuj zrobić kilka zdjęć przy tych samych parametrach po to by potem nałożyć je na siebie. Zobaczysz, że uzyskasz ciekawy efekt.

– Spróbuj zrobić kilkanaście tak samo skadrowanych zdjęć (nie ruszając aparatu) np. co kilka minut. Nakładając je na siebie uzyskasz… prostą animację.
A jak już zrobisz dobre zdjęcie, pochwal się nim na FB.com/NaukaToLubie 

Powodzenia !!!

Brak komentarzy do Jak fotografować SUPERKsiężyc?

NASA nie zmienia horoskopu!!!

Ta wiadomość przeorała dzisiejsze internety. NASA zmienia znaki zodiaku. Co za bzdura! Astrologia nie jest żadną nauką, a NASA nie zajmuje się gusłami. Wiara w magiczną moc dnia, w którym się urodziło, jest kompletną bzdurą.

Ta wiadomość przeorała dzisiejsze internety. NASA zmienia znaki zodiaku. Co za bzdura! Astrologia nie jest żadną nauką, a NASA nie zajmuje się gusłami. Wiara w magiczną moc dnia, w którym się urodziło, jest kompletną bzdurą.

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

O zmianie znaków zodiaku słyszę regularnie od kilku już lat. Tak jak gdyby „znak zodiaku” to było coś, co ma swoje miejsce albo coś, co da się precyzyjnie określić. Tak nie jest, choć kiedyś tak było. Astronomia i astrologia były jak dwie siostry bliźniaczki. Dorastały razem i uczyły się razem. Z tą tylko różnicą, że jedna z sióstr była pilną uczennicą, która czasami musiała iść pod prąd swojej epoki, a druga była wygodna i pragmatyczna. Druga siostra, Astrologia, była konformistką. W efekcie Astronomia i Astrologia rozeszły się ponad dwa tysiące lat temu. Astronomia szła naprzód, a astrologia stała w miejscu.

Dwie latarki 

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

Układ Słoneczny znajduje się w galaktyce Drogi Mlecznej, w jednej z jej odnóg, zwanych Ramieniem Oriona. Choć kosmos to głównie pustka, zdarzają się w nim niewielkie (w porównaniu z tą pustką) wyspy materii. Są nimi właśnie galaktyki. Jesteśmy otoczeni gwiazdami. Są daleko, ale nie aż tak, by nie były widoczne. Na niebie w pogodną noc można zobaczyć kilka tysięcy świetlnych punktów. Wyobraźnia człowieka już tysiące lat temu te punkty pogrupowała w kształty, czyli konstelacje. Jedną z najbardziej znanych jest Wielki Wóz (część gwiazdozbioru Wielkiej Niedźwiedzicy), który składa się z siedmiu gwiazd.  Gwiazdozbiory to grupa gwiazd, które nie są ze sobą nijak związane, ich bliskość jest pozorna, zajmują po prostu określony obszar sfery niebieskiej. Jak to rozumieć? Wyobraźmy sobie dwie latarki zapalone w ciemną noc. Tak ciemną, że innych elementów krajobrazu nie byłoby widać. Nie jesteśmy w stanie ocenić, która latarka jest bliżej, a która dalej.  Tym bardziej że latarka bliższa może świecić słabszym światłem, a ta dalsza może być potężnym reflektorem. Tak właśnie jest z gwiazdami. Na oko wszystkie gwiazdy nocnego nieba są w takiej samej odległości od nas. Niektóre z nich układają się w figury, postacie, a nawet całe sceny. Trzeba do tego sporej wyobraźni, ale tej nigdy ludziom nie brakowało. I tak niebo dla starożytnych było teatrem, sceną, na której w różnych częściach roku pojawiały się mityczne stwory, zwierzęta, herosi i bóstwa.

12 czy 13? 

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

Dla obserwatorów nieba szczególne znaczenie odgrywały gwiazdozbiory znajdujące się w tzw. zodiaku, a więc w pasie nieba, po którym poruszają się Słońce, Księżyc i inne planety. W starożytnej Babilonii czy Asyrii wyobrażano sobie, że gwiazdozbiory leżące na zodiaku są śladami na drodze, po której porusza się nasza dzienna gwiazda. Że dzielą tę drogę na etapy, a każdy z tych etapów jest w jakimś sensie charakterystyczny. Gwiazdozbiorów leżących w zodiaku jest 13 i tutaj pojawia się pierwszy problem. Znaków zodiaku jest 12. Ten brakujący to Wężownik. Ale o tym za chwilę. 12 gwiazdozbiorów w zodiaku podzieliło rok na 12 części. Chciałoby się napisać: na „równe części”, ale… gwiazdozbiory są różnej wielkości. Z kalendarza wynika, że okresy odpowiadające poszczególnym znakom zodiaku są mniej więcej równe. Tymczasem… Słońce przez gwiazdozbiór Panny przechodzi 42 dni, a przez Skorpiona tylko 6 dni. Na dodatek granice między gwiazdozbiorami są czysto umowne. Trudno rozstrzygnąć, czy Słońce jest wciąż na tle gwiazdozbioru Skorpiona czy już Strzelca. Okresy, gdy Słońce przechodzi przez kolejne gwiazdozbiory (choć jest to ruch pozorny, bo to Ziemia się obraca i dlatego widzimy Słońce na różnym tle), są uzależnione od tego, jak zostaną wyznaczone granice między nimi. W wyniku dosyć pokrętnego podziału Słońce jest w znaku Panny przez 30 dni, choć w rzeczywistości powinno być przez wspomniane 42, a w Skorpionie przez 29 dni, choć w rzeczywistości na tle tego gwiazdozbioru znajduje się tylko 6 dni. Od czego więc zależeć mają cechy człowieka? Od rzeczywistego znaku zodiaku, w którym było Słońce w dniu urodzenia, czy od znaku uznanego zwyczajowo? To ważne pytanie, bo z tablic astronomicznych wynika, że Słońce przechodzi na tle gwiazdozbioru Panny od 16 września do 30 października. Astrologowie uważają jednak, że Słońce jest w Pannie od 23 sierpnia do 22 września. Ktoś, kto urodził się, powiedzmy, 25 sierpnia, kalendarzowo (astrologicznie) jest więc Panną, ale Słońce w dniu jego urodzin było w znaku Lwa. Nawet przyjmując, że dzień urodzin ma jakiekolwiek znaczenie, przeważająca większość z tych, którzy czytają horoskopy, czyta nie ten, który powinna.

Wężownik wyleciał 

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

Dokładne granice między gwiazdozbiorami (nie tylko tymi z zodiaku) ustalono dopiero w 1928 r. w czasie kongresu generalnego Międzynarodowej Unii Astronomicznej. Teraz – można by pomyśleć – skończą się nieporozumienia. Przeciwnie. Dopiero od tego momentu widać, jak bardzo astrologia oddaliła się od astronomii. Astronomia idzie naprzód, a astrologia stoi w miejscu. Mimo znanych i ustalonych raz na zawsze granic astrolodzy nie zdecydowali się skorygować okresów, w jakich Słońce znajduje się na tle poszczególnych gwiazdozbiorów w zodiaku. Co więcej, w wyniku prac astronomów z Unii Astronomicznej do gwiazdozbiorów zodiakalnych powinna być zaliczona kolejna, 13. konstelacja Wężownika. Słońce wchodzi w jej „obszar” 30 listopada, a opuszcza go 17 grudnia. W astrologicznych znakach zodiaku po Wężowniku nie ma nawet śladu. A to dlatego, że starożytni, Wężownika nie widzieli. Gwiazdy z których „się składa” za słabo świecą. Ale jest jeszcze jeden powód bałaganu. Obrót Ziemi wokół własnej osi zajmuje jej dobę. Dlatego mamy dzień i noc. Na to nakłada się trwający rok bieg Ziemi wokół Słońca, którego skutkiem są pory roku. Ale Ziemia ma przynajmniej jeszcze jeden rodzaj ruchu regularnego, powtarzalnego. Oś Ziemi zatacza w przestrzeni koła, a pełny jej obrót zajmuje około 26 tys. lat i zwany jest rokiem platońskim. Wirującą Ziemię można porównać do wirującego zabawkowego bąka. I tak jak bąk nie wiruje w pozycji „pionowej”, tak samo oś obrotu Ziemi jest nachylona i zatacza w przestrzeni koła. Ten ruch to tzw. precesja. Ziemska precesja jest wynikiem przyciągania przez inne planety Układu Słonecznego, a także przez oddziaływanie grawitacyjne samego Słońca i Księżyca.

Zabawa dla naiwnych 

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

Ten dodatkowy ruch powoduje, że – co prawda powoli – zmienia się „widok” nocnego nieba. Nie są to zmiany duże, ale w ciągu setek lat… Gwiazdozbiory były znane przynajmniej 2–3 tys. lat przed Chrystusem. Od tamtego czasu naprawdę wiele się zmieniło. 2 tys. lat temu Słońce w dniu równonocy wiosennej wchodziło w gwiazdozbiór Barana (chodzi o wiosnę na półkuli północnej, ta na półkuli południowej jest przesunięta o pół roku). Dzisiaj jest w gwiazdozbiorze Ryb. Za około 600 lat w pierwszym dniu wiosny Słońce będzie w gwiazdozbiorze Wodnika. Co na to astrologia? Nic. Nie bierze w ogóle pod uwagę faktu precesji Ziemi. Tak jak gdyby nasza wiedza zatrzymała się kilka tysięcy lat temu. Równonoc wiosenna następuje z 20 na 21 marca. I właśnie wtedy według astrologów Słońce wchodzi w gwiazdozbiór Barana. W rzeczywistości znajdzie się w nim dopiero 29 dni później. W magiczną moc dnia urodzenia wierzy sporo osób. W telewizjach kablowych funkcjonują całe kanały, w których wróżki i wróżbici odczytują przyszłość ze szklanych kul, z kart czy z gwiazd. Horoskopy publikuje wiele gazet, a niektóre z nich z okazji Nowego Roku dołączają do swoich tytułów całe wkładki temu poświęcone. Gdy prowadzono badania nad sprawdzalnością horoskopów, okazywało się, że sprawdzają się one w takiej samej mierze zarówno wtedy, gdy czyta się horoskop swój, jak i wtedy, gdy zapoznaje się z przeznaczonym dla kogoś innego. Cała sztuka pisania horoskopów nie polega bowiem na tym, żeby cokolwiek przepowiedzieć, tylko na tym, by pasowało wszystkim i w każdej sytuacji. Gwiazdy, planety czy komety nie mają nic do tego.

A co z NASA? Cóż, agencja kosmiczna co jakiś przypomina, że astrologia to nie nauka cytując to, co napisałem powyżej. O niezauważonym gwiazdozbiorze, o precesji czy o nieregularnych granicach pomiędzy gwiazdozbiorami. Tylko tyle i aż tyle.

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

Brak komentarzy do NASA nie zmienia horoskopu!!!

„Ziemia” w sąsiedztwie

Jest skalista, jest bliziutko nas i ma wielkość podobną do wielkości Ziemi. Co jednak najważniejsze, znajduje się w tzw. strefie życia, czyli ani nie za blisko, ani nie za daleko od swojej gwiazdy. Właśnie odkryto nową planetę.

Jest skalista, jest bliziutko nas i ma wielkość podobną do wielkości Ziemi. Co jednak najważniejsze, znajduje się w tzw. strefie życia, czyli ani nie za blisko, ani nie za daleko od swojej gwiazdy. Właśnie odkryto nową planetę.

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

Planeta krąży wokół czerwonego karła Proxima Centauri, czyli gwiazdy, która jest naszą najbliższą gwiazdową sąsiadką. Na odkrytej planecie woda może być w stanie ciekłym. Proxima b została złapana dzięki obserwacjom prowadzonym w Chile. Krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej nieco ponad 11 ziemskich dni. Tak jak wspomniałem Proxima Centauri jest naszą najbliższą sąsiadką, a to oznacza, że planeta, która wokół niej krąży jest najbliższą nam planetą pozasłoneczną. Czy jest na niej życie? Tego nie wiadomo i trudno nawet powiedzieć w jaki sposób moglibyśmy się tego dowiedzieć. Bardzo dokładne obserwacje mogą nam udzielić inf. o składzie atmosfery albo nawet związków na powierzchni planety, ale na przelot na Proxima b będzie trzeba jeszcze poczekać. Gwiazda i planeta oddalone sa od nas o około 4 lata świetlne, czyli około 38 bilionów kilometrów.

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

Dla tych, którzy gwiazdę i planetę będą próbowali wypatrzyć na nocnym niebie, także nienajlepsza wiadomość. Obserwacja pozasłonecznych planet jest ekstremalnie trudna nawet przez profesjonalne teleskopy nie mówiąc już o amatorskich. Gołym okiem wcale nie da się ich zobaczyć. Niestety gołym okiem nie widać nawet gwiazdy Proxima Centauri. Jest czerwonym karłem, który świeci za słabym światłem. – Po raz pierwszy zaczęliśmy podejrzewać, że wokół tej [Proxima Centauri] gwiazdy krąży planeta już w 2013 roku. Od tamtego czasu obserwowaliśmy gwiazdę kilkoma różnymi teleskopami – powiedział Guillem Anglada-Escude, szef zespołu astronomów zaangażowanych w projekt badawczy Pale Red Dot.

Masa odkrytej planety to 1,3 masy Ziemi. Planeta krąży wokół swojego słońca w odległości 7 mln kilometrów, a to wielokrotnie mniej niż odległość Ziemia – Słońce. To znacznie mniej niż odległość Słońce – Merkury. Proxima Centauri jest jednak inną gwiazdą niż ta nasza. Świeci słabym światłem i dlatego mimo małej odległości gwiazda – planeta, na powierzchni tej drugiej może znajdować się woda w stanie ciekłym.

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

Teraz, te Proxima b będzie głównym celem obserwacji tych astronomów, którzy będą poszukiwali życia na obcych planetach. Jeżeli kiedykolwiek (a to na pewno nastąpi) zorganizujemy międzygwiezdną misję, na pewno pierwszym jej celem będzie właśnie nowo odkryta planeta.

Tomasz Rożek

Brak komentarzy do „Ziemia” w sąsiedztwie

Świat między 44 zerami

W 2013 roku, na maturze z języka polskiego, uczniowie analizowali wstęp do mojej książki „Nauka po prostu. Wywiady z wybitnymi”. Rozwiązałem test maturalny stworzony do mojego tekstu i zdobyłem… około 70 proc. punktów. Dlaczego nie 100 proc? Części pytań nie zrozumiałem, część moich odpowiedzi nie trafiła w klucz. W skrócie z tekstu który sam zrozumiałem rozumiem ok. 70 proc. Nie świadczy to chyba o mnie najlepiej. Dzisiaj – nie tylko maturzystom – ten tekst przypominam.

W 2013 roku, na maturze z języka polskiego, uczniowie analizowali wstęp do mojej książki  „Nauka po prostu. Wywiady z wybitnymi”. Rozwiązałem test maturalny stworzony do mojego tekstu i zdobyłem… około 70 proc. punktów. Dlaczego nie 100 proc? Części pytań nie zrozumiałem, część moich odpowiedzi nie trafiła w klucz. W skrócie z tekstu który sam zrozumiałem rozumiem ok. 70 proc. Nie świadczy to chyba o mnie najlepiej. Dzisiaj – nie tylko maturzystom – ten tekst przypominam.

**************

Świat między 44 zerami

Widzialny Wszechświat ma rozmiar kilkunastu miliardów lat świetlnych. To około 1026 (1 z 26 zerami) metra. Z kolei najmniejsze struktury, których istnienia jesteśmy pewni, to budujące między innymi protony i neutrony kwarki. Mają rozmiar kilku attometrów, czyli 10-18 metra. Najmniejsze i największe obserwowane przez człowieka obiekty dzielą od siebie aż 44 rzędy wielkości! Kwarki są o 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 razy mniejsze od największego obiektu dociekań naukowców. Nasz świat mieści się w tych 44 zerach. Są w nim cząstki elementarne, żywe organizmy i ich DNA, Ziemia i inne planety. Są gwiazdy, galaktyki i gromady galaktyk. A gdzieś w środku jest człowiek. Jedyna znana istota, która chce wiedzieć i chce to wszystko zrozumieć.

Świat, ten zamknięty „między 44 zerami”, jest skonstruowany według uniwersalnych reguł. Człowiek ich nie tworzy, najwyżej odkrywa i nazywa. Na razie znamy je wycinkowo, choć chcielibyśmy oczywiście ogarniać w całości. Marzy nam się też, by w pełni je wykorzystywać. Nanotechnolodzy chcieliby tworzyć komputery oparte na węglu i projektować cząsteczki leków atom po atomie. Na razie jednak nie wiedzą jak. Biotechnolodzy chcą nadawać żywym organizmom dowolne cechy, chcą hodować tkanki, a może nawet całe organy, z jednej tylko komórki. Inni chcą poznać tajemnice mózgu (by skuteczniej się z nim komunikować), początków materii (by znaleźć źródło niewyczerpywalnej energii) czy klimatu (by zapobiegać ekstremalnym zjawiskom pogodowym).

Odkrywamy coraz więcej i nieustannie jesteśmy zaskakiwani złożonością świata, w którym żyjemy. Odkrywamy coraz więcej, a ciągle tyle pozostaje do poznania i zrozumienia. Horyzont poznania wcale się nie przybliża, gorzej … można odnieść wrażenie, że się oddala.  Nie przeszkadza nam to jednak marzyć.

Świat przyszłości, świat czasów, w których jeżeli wszystkie reguły zostaną poznane (czy to w ogóle kiedykolwiek nastąpi?), będzie światem dostosowanym przez człowieka do człowieka – tylko czy w ostatecznym rachunku dla człowieka. To wizja bardzo odległa, ale przecież zmierzamy ku niej od zawsze. Zaglądamy za horyzont zdarzeń w poszukiwaniu mechanizmów, które za tym wszystkim stoją, bo chcemy je wykorzystywać po swojemu, albo inaczej, na swój użytek. Coraz częściej zresztą nam się to udaje. Tymi mechanizmami, trybami i zębatkami są naukowe prawa przyrody. Nauczyliśmy się kontrolować reakcje jądrowe i dlatego potrafimy korzystać z energii atomowej. Wybudowaliśmy urządzenia, które odczytują niektóre intencje mózgu i dlatego możemy pomagać osobom niepełnosprawnym. W końcu dzięki poznaniu właściwości materii w skali mikro budujemy komputery, a zrozumienie sposobu zapisu informacji w naszym DNA już niedługo zaowocuje terapiami genowymi. To wszystko, te niewątpliwe osiągnięcia ludzkiego intelektu, nie zmieniają jednak faktu, że do poznania wszystkich reguł rządzących przyrodą (a może jest tylko jedna reguła uniwersalna, która stosuje się do wszystkiego?) sporo nam jeszcze brakuje. Czy w związku z tym warto zaprzątać sobie głowę refleksją nad przyszłością? Nad kierunkiem i tempem rozwoju nauki? Może lepiej upajać się wizją świata ułożonego, oswojonego, dostosowanego? Wizją świata przyszłości. Powód jest – jak sądzę – jeden. Uczymy się przez eksperyment. Rozwój sam się nie dzieje, a bez prób i bez błędów nie ma postępu. No właśnie – błędów. O te najłatwiej w pośpiechu. Świat rozwija się dzisiaj szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, szybciej niż refleksja nad nim. Nie ma tygodnia bez spektakularnego odkrycia, bez przesunięcia granicy poznania. Wszystko dzieje się tak szybko, że słowo drukowane już dawno przestało nadążać. Wypiera je słowo wyświetlane na ekranie. Już nawet nie komputera stojącego na biurku, ale coraz częściej telefonu komórkowego, albo czegoś co telefonem jest tylko przy okazji.

Nasz świat jest pędzącym pociągiem, w którym siedzimy i patrzymy za okno. Wszystko jest zamazane. Nie widać szczegółów, nie ma czasu na analizę detali. Pędzimy do przodu. To wspaniałe… ale trzeba uważać. W przeszłości na przykład w czasie wojen i rewolucji zdarzało się, że gdy historia przyspieszała brakowało czasu na refleksję. Rzeczy działy się tak szybko, że konsekwencje czynów i decyzji czasami uświadamiano sobie zbyt późno. Wchodząc więc w erę „nano” czy „cyber” warto byłoby zdawać sobie sprawę ze wszystkich ewentualnych konsekwencji. Dopiero ta wiedza pozwala na w pełni świadome funkcjonowanie w dzisiejszym świecie. Skąd ją czerpać? Najlepiej u źródła.

Na początku XXI wieku żyjemy w świecie nieustannie kształtowanym, wręcz kreowanym przez naukę i technologię. W każdej epoce życie jednostki w jakimś stopniu zależało od postępu cywilizacji, ale nigdy nie zależało aż tak bardzo jak obecnie. Miasto bez prądu czy komunikacja bez Internetu nie istnieją. Nie potrafimy żyć bez prądu, Internetu, telefonu komórkowego i komputera. I nie chodzi o naszą wygodę czy przyzwyczajenia, ale o przetrwanie. Bez sieci komputerowej i komórkowej nie działają systemy sterujące pracą elektrowni, oczyszczalni ścieków, uzdatniania wody czy komunikacji (metro, tramwaje, koleje). Niedługo nie będzie istniała elektronika bez nanotechnologii i medycyna bez biotechnologii, a może nawet cybernetyki. Coraz częściej osobom chorym i niepełnosprawnym pomaga się wszczepiając zaawansowane technologiczne implanty i protezy. Niektórym to ratuje życie, innym ułatwia i czyni znośniejszym. Ale wszystkich w pewnym sensie uzależnia od technologii.

Być może z powodu wspomnianego uzależnienia naszego świata od osiągnięć naukowych, może dosłownego rozumienia słowa „demokracja”, a może z powodu asekuranckiej postawy polityków, coraz częściej od nie-specjalistów wymaga się zajmowania stanowiska w sprawach bezpośrednio związanych z nauką. Nigdy wcześniej tak nie było. W niektórych krajach to w referendach ważą się losy biotechnologii i energetyki. W innych pyta się obywateli o status ludzkiego embriona albo o moment, w którym można przerwać ludzkie życie. Tam gdzie formalnie plebiscytu nie ma, rządzący i tak przed podjęciem jakiejkolwiek decyzji przyglądają się słupkom sondaży. Zdanie naukowców, specjalistów zdaje się mieć mniejszą wartość niż opinie elektoratu, często manipulowanego przez sprawnych lobbystów.

W interesie wszystkich jest, by każdy obywatel, a nie tylko osoba z wykształceniem kierunkowym, mógł zabrać świadomy głos w toczących się dzisiaj na wielu frontach debatach z naukowym tłem. Gdy w każdych kolejnych wyborach frekwencja jest coraz niższa, mówi się o zagrożeniu demokracji. Zagrożeniem jest także to, że tak niewiele osób zdaje sobie sprawę z kierunków naszego rozwoju, z szans jakie przed nami stoją i z zagrożeń z nimi związanych. Jeden z moich rozmówców stwierdził, że naukowcy powinni uprawiać naukę, politycy powinni na nią dawać pieniądze, a społeczeństwo powinno kontrolować i jednych i drugich.  Gdy rządzący przed wieloma laty Niemcami kanclerz Gerhard Schroeder poszukiwał oszczędności i chciał obciąć nakłady na naukę, został powszechnie skrytykowany. W mediach pojawiały się nawet sondaże społeczne, z których wynikało, że Niemcy nie chcą w ten sposób oszczędzać. Nasi sąsiedzi zdają sobie po prostu sprawę z tego, że inwestowanie w naukę oznacza rozwój. Społeczeństwo może pośrednio – przez wybieranych polityków – wpływać na kierunek rozwoju nauki. O ile ma wiedzę, która umożliwia podjęcie świadomej decyzji. U nas nakłady na naukę czy nowe technologie nigdy nie były tematem debaty publicznej. Ani w czasie kampanii wyborczych, ani poza nimi. Dlaczego tak się dzieje? W powszechnym odczuciu polski naukowiec to ktoś zamknięty w hermetycznym laboratorium. Ktoś całkowicie oderwany od dnia codziennego. Przyjęło się u nas myśleć, że nauka ma swego rodzaju autonomię, jest niezależna od rzeczywistości. Niestety niebezpieczną konsekwencją takiej opinii jest przekonanie, że uprawianie nauki to sztuka dla sztuki. Trudno sobie wyobrazić większy absurd. Życie nie biegnie innym torem niż najnowsze osiągnięcia i technologie. Przeciwnie. Te obydwie dziedziny są ze sobą ściśle związane. Ale – i znowu wracamy do tego samego – skąd mamy o tym wiedzieć? Jak mamy wpływać na szybkość i kierunek zmian, skoro nie mamy o nich większego pojęcia? Warto wiedzieć więcej. I warto zajrzeć do źródeł.

Tomasz Rożek

 

Brak komentarzy do Świat między 44 zerami

Dzieciątko kręci pogodą

Wyobraź sobie wiatry, które od tysięcy, może setek tysięcy lat wieją tysiące kilometrów stąd. Wyobraź sobie dzień, w którym przestają wiać i w efekcie tego… zakwitają kwiaty w Dolinie Śmierci. Bzdury? Nie, szczera prawda.

Wyobraź sobie wiatry, które od tysięcy, może setek tysięcy lat wieją tysiące kilometrów stąd. Wyobraź sobie dzień, w którym przestają wiać i w efekcie tego… zakwitają kwiaty w Dolinie Śmierci. Bzdury? Nie, szczera prawda. 

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

Te wiatry to passaty wiejące na południowym Pacyfiku. Wieją ze wschodu, czyli od południowych wybrzeży Ameryki Południowej, na zachód, czyli w kierunku Australii, Filipin i Indonezji. Czasami jednak zdarza się, że passaty milkną albo wieją znacznie słabiej. Dzieje się to pod koniec roku, w okolicach świąt Bożego Narodzenia. To zjawisko (osłabienie passatów) zostało nazwane El Niño, czyli po hiszpańsku „dzieciątko, chłopczyk”.

Nie tylko pogoda 

Passaty wiejące w kierunku zachodnim są tak silne, że poziom morza u wybrzeży Indonezji jest o kilkadziesiąt centymetrów wyższy niż u wybrzeży Ameryki Południowej. To jednak nie wyższy poziom wody wpływa na pogodę, tylko fakt, że wiatry powodują przepływ ogromnych mas ciepłej wody. W ich miejsce pojawia się lodowata woda z dna oceanu. Póki wieją passaty, woda u zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej jest zimna, ale u wybrzeży Australii i Indonezji – ciepła. To uruchamia całą kaskadę zjawisk pogodowych. Na przykład deszczy, które padają tam, gdzie woda jest ciepła. Z kolei tam, gdzie jest ona zimna, panuje suchy klimat. Gdy jednak pojawia się zjawisko El Niño, i wiatry słabną, masy ciepłej wody nie zostają zepchnięte na zachód. W efekcie u wybrzeży Ameryki Południowej jest za ciepło, a u wybrzeży Indonezji – za zimno. W Ameryce zaczynają padać deszcze (choć miało być sucho), a w Azji Południowo-Wschodniej i północnej Australii pojawiają się susze, choć miało padać. Te zmiany spowodowały, że w ostatnich dniach, jak alpejska łąka, zakwitła amerykańska Dolina Śmierci.  Najsuchsze, najgorętsze i najbardziej zasolone miejsce w całej Ameryce Północnej. Dolina zakwitła, bo w czasie ostatnich miesięcy przeszły nad nią silne deszcze. Swoją drogą, czy to nie inspirujące, że nasiona z których w każdej chwili wyrasta życie są powszechne nawet w tak nieprzyjaznych miejscach jak Dolina Śmierci?

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

Osobnym wątkiem związanym z anomalią El Niño jest ten dotyczący przyrody. Naturalny prąd oceaniczny niesie wody chłodne, które są bogate w składniki odżywcze. Rozwija się morskie życie, a wraz z nim populacja ptaków u wybrzeży Ameryki. Z kolei odchody ptaków użyźniają pola. Bez tego użyźniania, na polach niewiele wyrośnie. Zjawisko El Niño, gdyby trwało kilka miesięcy, jest w stanie wykończyć – i tak biedne – gospodarki takich krajów jak Peru czy Chile.

Wróćmy jednak do pogody. Ziemia to system naczyń połączonych. Wody oceanów mieszają się ze sobą, ogromne masy powietrza nie znają granic państw czy kontynentów. Anomalia, szczególnie tak duża jak El Niño, musi mieć konsekwencje na całym globie. Jakie one są? Cóż, nie mamy ich pełnej świadomości, ale wiemy o tych najważniejszych.

Nie mamy pojęcia 

Osłabienie czy wstrzymanie passatów powoduje pojawienie się czasami katastrofalnych deszczy w Ameryce Południowej. W poprzednich latach, gdy pojawiało się Dzieciątko w takich krajach jak Ekwador czy Peru, ilość opadów była aż 10-krotnie wyższa niż wtedy, gdy El Niño nie było. Wyższe opady (teraz śnieżyce) pojawiają się także w Ameryce Północnej. Susze w Azji Południowo-Wschodniej i północnej Australii są przyczyną pożarów, które nawiedzają tamtejsze lasy od kilku miesięcy. Ogromne ilości dymu dostają się do atmosfery, a to ma wpływ na zdrowie ludzi. Znacznie silniejsze i częstsze są huragany na Pacyfiku, ale za to spokojniej jest na Atlantyku. Zwiększone opady pojawiają się w Afryce Północno-Wschodniej i w krajach Półwyspu Arabskiego. Z kolei susze panują na południu Afryki. A co z Europą? Nie ma jednoznacznych dowodów, ale przypuszcza się, że efektem długo trwającego El Niño są ciepłe zimy przerywane krótkimi i gwałtownymi okresami siarczystych mrozów. Tak było na przełomie lat 1982 i 1983 oraz 1997 i 1998. Wówczas także występowało zjawisko Dzieciątka. Tegoroczne El Niño jest jednak rekordowe. Tak silne i długotrwałe nie było od początku pomiarów, a więc od 1950 roku. Za kilka tygodni minie rok, odkąd passaty zwolniły. Zwykle działo się to najwyżej na kilka tygodni w okresie Bożego Narodzenia. Zazwyczaj El Niño występowało mniej więcej co dekadę. W ostatnich latach jest częstsze, dłuższe i gwałtowniejsze. – Zjawisko to wkracza na nowe obszary. Nasza planeta zmieniła się drastycznie ze względu na generalną tendencję ocieplania wód oceanicznych, utratę lodu arktycznego, a także ponad miliona kilometrów kwadratowych letniej pokrywy lodowej na półkuli północnej – powiedział sekretarz generalny Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO) Michel Jarraud. – Choć właśnie padły rekordy, El Niño zamierza jeszcze bardziej podkręcić temperaturę – dodał. Pozostaje odpowiedzieć na ostatnie pytanie. Co jest źródłem tego zjawiska meteorologicznego? Dlaczego w ostatnich latach obserwujemy je częściej? Na obydwa te pytania istnieje tylko jedna uczciwa odpowiedź. Nie mamy bladego pojęcia!

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

3 komentarze do Dzieciątko kręci pogodą

Burza w sercu

Zakochanie to biochemia, genetyka i cała masa czynników które moglibyśmy nazwać „naukowymi”. Zakochane mózgu bada się najbardziej zaawansowanymi technikami jakie zna medycyna.

Połowa lutego to czas w którym o miłości i zakochaniu mówi się szczególnie często. Oczywiście za sprawą dnia świętego Walentego (czyli Walentynek), który w pop-kulturze jest szczególnie czczony przez zakochanych. Nieczęsto wspomina się o tym, że święty Walenty jest także patronem psychicznie chorych (epilepsję do niedawna nazywano chorobą Św. Walentego), a szkoda. Z naukowego punktu widzenia to co dzieje się w chwili zakochania ma sporo wspólnego z czystym szaleństwem. I rzeczywiście, u osób zakochanych obserwuje się mocne ukrwienie tej części mózgu, która jest odpowiedzialna za zachowania obsesyjne.

Kurierzy w mózgu

To nie tak, że o zakochaniu wiemy wszystko, to nie tak, że to co dzieje się w sercu, mózgu czy brzuchu zakochanego, potrafimy wyrazić równaniami fizycznymi czy reakcjami biochemicznymi. Wciąż sporo w tym tajemnicy. Dlaczego zakochujemy się w tej, a nie w innej osobie? Dlaczego czasami zauroczenie zamienia się w trwające dziesiątki lat głęboki i szczere uczucie, a czasami mija jak śnieg wiosną? Tego nie wiemy. Pozostaje operowanie danymi statystycznymi, uśrednieniami i szacunkami.

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

Z biochemicznego punktu widzenia za stan zakochania, który czasami porównuje się do stanu odurzenia jakimiś środkami, odpowiedzialne są przynajmniej trzy neurotransmitery (neuroprzekaźniki). To związki chemiczne, których cząsteczki działają trochę jak kurierzy w firmie, czyli przenoszą informacje z miejsca na miejsce. I tak jak w dużym wieżowcu kurierzy kursują pomiędzy biurkami, pokojami, korytarzami, piętrami czy nawet budynkami, tak w mózgu, linia startowa dla cząsteczki neuroprzekaźnika to dendryt, a meta to akson. Dendryty i aksony to „wypustki” komórek nerwowych. Impulsy elektryczne są przenoszone po zewnętrznej powierzchni komórki nerwowej, ale to neurotransmitery przenoszą informacje pomiędzy sąsiadującymi komórkami. W praktyce, impuls elektryczny (sygnał fizyczny) na zakończeniu każdej wypustki jest „tłumaczony” na sygnał chemiczny przenoszony przez neurotransmitery do kolejnej wypustki. Tam z powrotem chemia „zamienia się” w fizykę i w kolejnej komórce impuls elektryczny wędruje dalej. Neurotransmiterów jest bardzo dużo, ale w procesie zakochania uaktywniają się głównie trzy. Dopamina, serotonina i oksytocyna. Ta pierwsza pobudza te same części mózgu, które są pobudzane przez niektóre narkotyki. Powoduje, że świat wydaje się być bezproblemowy i piękny. Dopamina zmusza do aktywności, do działania. W skrócie… zakochany nie jest w stanie usiedzieć na miejscu. Potrzebuje swojego bodźca. Głosu, obrazu, zapachu osoby w której się zakochał. Ten bodziec uwalnia w mózgu nową porcję dopaminy. To dlatego zakochani zerkają na siebie ukradkiem.

Podczas gdy dopamina nas pobudza, drugi neuroprzekaźnik, serotonina, nas uspokaja. W końcu jest też oksytocyna. Ona pomaga nam nawiązywać relacje z drugą osobą. I dotyczy to nie tylko zakochanych. Oksytocyna jest uwalniana u matki np. podczas ssania piersi przez jej dziecko. Oksytocyna czyni nas bardziej uległymi, bardziej skorymi do współpracy i współodczuwania oraz ufnymi. Ale także bardziej szczodrymi (prezenty!) i zazdrosnymi.

Wieczna tajemnica?

Trzy wspomniane wyżej neuroprzekaźniki powodują, że świat wydaje się być różowy, bezproblemowy a osoba w którą jesteśmy zapatrzeni wydaje się nie mieć wad. Tym bardziej, że przytłumiona jest ta racjonalna część mózgu. Oczywiście nie u wszystkich działa to w ten sam sposób. Generalnie jednak, to mężczyźni szybciej się zakochują i szybciej odkochują. Kobiety są bardziej zrównoważone w tym względzie. Z czego to wynika? Teorii jest kilka, ale jedna z nich (tzw. teoria inwestycji rodzicielskiej) mówi, że skoro panie ponoszą większy biologiczny ciężar wydania na świat potomstwa, zostały obdarzone cechami, które proces zakochania się jakoś racjonalizują. To jak gdyby mieć w mózgu dodatkowe hamulce. Zgodnie z tą teorią, mężczyźni nie muszą mieć tych hamulców, bo… w sumie nie ponoszą odpowiedzialności biologicznej za przelotne romanse.

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

Na koniec jeszcze garść wyników badań statystycznych. Nie jest prawdą, że w miłości przeciwieństwa się przyciągają. Prawdą za to jest, że mężczyźni znacznie większą wagę przywiązują do wyglądu kobiety niż kobiety do wyglądu mężczyzny. Z jednym wyjątkiem, zarówno płeć piękna, jak i brzydka za bardziej atrakcyjne uważa osoby z dużymi oczami. Może dlatego panie optycznie powiększają sobie oczy makijażem? A może osoby zakochane wydaję się być atrakcyjniejsze, bo w okresie zauroczenia mają rozszerzone źrenice?

Zakochanie to biochemia, genetyka i cała masa czynników które moglibyśmy nazwać „naukowymi”. Zakochane mózgu bada się najbardziej zaawansowanymi technikami jakie zna medycyna. Dzięki rezonansowi magnetycznemu jesteśmy w stanie odróżnić zakochanie od pożądania. To kwestia dokładnej obserwacji tzw. pola brzusznego nakrywki, które wchodzi w skład tzw. układu nagrody. Rumieniące się policzki (uczucie gorąca włącza system chłodzenia), pocące się dłonie, drżący głos… ale to wciąż za mało, by zrozumieć to co dzieje się w głowie zakochanego. Czy kiedykolwiek zrozumiemy? Mam nadzieję że nie. Mam nadzieję, że miłość i zakochanie pozostaną przynajmniej trochę tajemnicze.

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

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

Brak komentarzy do Burza w sercu

(wszech)Świat się marszczy !!!

Lada dzień gruchnie wiadomość na którą czekamy od kilku dziesięcioleci. Wszechświat, przestrzeń marszczy się. W LIGO podobno odkryto fale grawitacyjne.

Kosmiczny detektor, kosmiczne zagadnienie. W świecie fizyków i kosmologów od kilku dni nie mówi się o niczym innym niż fale grawitacyjne, które miał podobno wykryć LIGO. O co chodzi?

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

waves-101-1222750-1600x1200

Fale grawitacyjne to kompletny odlot. Człowiekiem który sprawę rozumiał, ba, który ją wymyślił, a w zasadzie wyliczył był nie kto inny tylko Albert Einstein (swoją drogą powinien dostać nagrodę za odkrycie najbardziej nieintuicyjnych zjawisk we wszechświecie). Z napisanej przez niego 100 lat temu Ogólnej Teorii Względności wynika, że ruch obiektów obdarzonych masą,  jest źródłem rozchodzących się w przestrzeni fal grawitacyjnych (lub inaczej – choć nie mniej abstrakcyjnie – zaburzeń czasoprzestrzennych). Jak to sobie wyobrazić? No właśnie tu jest problem. Bardzo niedoskonała analogia to powstające na powierzchni wody kręgi, gdy wrzuci się do niej kamień. W przypadku fal grawitacyjnych zamiast wody jest przestrzeń, a zamiast kamienia poruszające się obiekty. Czym większa masa i czym szybszy ruch, tym łatwiej zmarszczki przestrzeni powinny być zauważalne. Rejestrując największe fale grawitacyjne, tak jak gdybyśmy bezpośrednio obserwowali największe kosmiczne kataklizmy: zderzenia gwiazd neutronowych, czarnych dziur czy wybuchy supernowych. Trzeba przyznać, że perspektywa kusząca gdyby nie to… że fale grawitacyjne to niezwykle subtelne zjawiska. Nawet te największe, bardziej będą przypominały lekkie muśnięcia piórkiem niż trzęsienie ziemi. W książce „Zmarszczki na kosmicznym morzu” (Ripples on a Cosmic Sea: The Search for Gravitational Waves) australijski fizyk, prof. David Blair, poszukiwanie fal grawitacyjnych porównuje do nasłuchiwania wibracji wywołanych przez pukanie do drzwi z odległości dziesięciu tysięcy kilometrów. Detektory zdolne wykryć fale grawitacyjne powinny być zdolne zarejestrować wstrząsy sejsmiczne wywołane przez upadek szpilki po drugiej stronie naszej planety. Czy to w ogóle jest możliwe? Tak! Od 2002 roku działa w USA Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory w skrócie LIGO czyli Laserowe Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych. Zanim budowa ruszyła, pierwszy szef laboratorium prof. Barry Barrish na dorocznym posiedzeniu AAAS (American Association for the Advancement of Science) oświadczył, że pomimo wielu trudności nadszedł w końcu czas na zrobienie czegoś, co można nazwać prawdzią nauką (swoją drogą, odważne słowa na zjeździe najlepszych naukowców na świecie).

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

This_visualization_shows_what_Einstein_envisioned

Symulacja łączenia się czarnych dziur – jedno ze zjawisk, które wytwarza najsilniejsze fale grawitacyjne

Z falami grawitacyjnymi jest jednak ten problem, że przez dziesięciolecia, mimo prób, nikomu nie udało się ich znaleźć. Gdyby komuś zaświtała w głowie myśl, że być może w ogóle ich nie ma, spieszę donieść, że gdyby tak było naprawdę, runąłby fundament współczesnej fizyki – Ogólna Teoria Względności, a kosmologię trzeba byłoby przepisać od początku. Dzisiaj głośno mówi się, że fale grawitacyjne zostały przez LIGO zarejestrowane. Panuje raczej atmosfera lekkiego podniecenia i oczekiwania na to, co stanie się za chwilę. Potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych nie będzie kolejnym odkryciem, które ktoś odfajkuje na długiej liście spraw do załatwienia.  Zobaczymy otaczający nas wszechświat z całkowicie innej perspektywy.

Jako pierwszy falowe zmiany pola grawitacyjnego, w latach 60 XX wieku próbował zarejestrować amerykański fizyk Jaseph Weber. Budowane przez niego aluminiowe cylindry obłożone detektorami nie zostały jednak wprawione w drgania. Co prawda Weber twierdził, że złapał zmarszczki wszechświata, ale tego wyniku nie udało się potwierdzić. Dalsze poszukiwania trwały bez powodzenia, aż do 1974 roku, gdy dwóch radioastronomów z Uniwersytetu w Princeton (Joseph Taylor i Russel Hulse) obserwując krążące wokół siebie gwiazdy (PSR1913+16) stwierdziło, że układ powoli traci swoją energię, tak jak gdyby wysyłał … fale grawitacyjne. Mimo, że samych fal nie zaobserwowano, za pośrednie potwierdzenie ich istnienia autorzy dostali w 1993 roku Nagrodę Nobla. Uzasadnienie Komitetu Noblowskiego brzmiało: „za odkrycie nowego typu pulsara, odkrycie, które otwiera nowe możliwości badania grawitacji”.

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

virgoviewInstalacja, która z lotu ptaka wygląda jak wielka litera L, to dwie rury o długości 4 km każda, stykające się końcami pod kątem prostym. Choć całość przypomina przepompownię czy oczyszczalnię ścieków jest jednym z najbardziej skomplikowanych urządzeń kiedykolwiek wybudowanych przez człowieka. Każde z ramion tworzy betonowa rura o średnicy 2 metrów. W jej wnętrzu – jak w bunkrze – znajduje się druga ze stali nierdzewnej, która jest granicą pomiędzy światem zewnętrznym a bardzo wysoką próżnią. Z miejsca w którym rury się stykają, „na skrzyżowaniu”, dokładnie w tym samym momencie wysyłane są wiązki lasera. Ich celem są zwierciadła umieszczone na końcu każdej z rur. 2000px-Ligo.svgOdbijane przez zwierciadła tam i z powrotem około 100 razy promienie, wpadają z powrotem do centralnego laboratorium i tam zostają do siebie porównane. Dzięki zjawisku interferencji możliwe jest wyliczenie z wielką dokładnością różnicy przebytych przez obydwie wiązki światła dróg. A drogi te powinny być identyczne, no chyba że… chyba że w czasie pomiaru przez Ziemie – podobnie jak fala na powierzchni wody – przejdzie fala grawitacyjna. Wtedy jedno z ramion będzie nieco dłuższe, a efekt natychmiast zostanie wychwycony w czasie porównania dwóch wiązek. Tyle tylko, że nawet największe zaburzenia zmienią długość ramion o mniej niż jedną tysięczną część średnicy protonu (!). To mniej więcej tak, jak gdyby mierzyć zmiany średnicy Drogi Mlecznej (którą ocenia się na ok. 100 tys. lat świetlnych) z dokładnością do jednego metra. Czy jesteśmy w stanie tak subtelne efekty w ogóle zarejestrować ? Lustra na końcach każdego z korytarzy (tuneli) mogą zadrgać (chociażby dlatego, że przeleciał nad nimi samolot, albo w okolicy przejechał ciężki samochód). By tego typu efekty nie miały wpływu na pomiar zdecydowano się na budowę nie jednej, ale dwóch instalacji, w Handford w stanie Waszyngton i w Livingston w stanie Luizjana. Są identyczne, choć oddalone od siebie o ponad 3 tys. kilometrów. Ich ramiona maja takie same wymiary i maja takie same układy optyczne. Nawet gdy w jednym LIGO zwierciadło nieoczekiwanie zadrga, niemożliwe by to samo w tej samej chwili stało się ze zwierciadłem bliźniaczej instalacji. Zupełnie jednak inaczej będzie gdy przez Ziemię przejdzie z prędkością światła fala grawitacyjna. Zmiany jakie wywoła zajdą w dokładnie tej samej chwili w obydwu ośrodkach.

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

A kończąc, pozwólcie na ton nieco nostalgiczny. Wszechświat jest areną niezliczonych kataklizmów a dramatyczne katastrofy, to naturalny cykl jego życia. To nic, że od tysięcy lat na naszym niebie królują te same gwiazdozbiory. W skali kosmicznej taki okres czasu to nic nieznacząca chwila, a nawet w czasie jej trwania widoczne były wybuchy gwiazd. Z bodaj największego kataklizmu – Wielkiego Wybuchu – „wykluło” się to co dzisiaj nazywamy kosmosem. Obserwatoria grawitacyjne (np. takie jak LIGO) otworzą oczy na inne wielkie katastrofy, i to nie tylko te które będą, ale także te które były. Już prawie słychać zgrzyt przekręcanego klucza w drzwiach. Już za chwilę się otworzą. Najpierw przez wąską szparę, a później coraz wyraźniej i coraz śmielej będziemy obserwowali wszechświat przez nieznane dotychczas okulary. Ocenia się, że to co widzą „zwykłe” teleskopy (tzw. materia świecąca) to mniej niż 10% całej masy Wszechświata. A gdzie pozostałe 90% ? Na to pytanie nie znaleziono dotychczas odpowiedzi. Tzw. ciemna materia powinna być wszędzie, a nie widać jej nigdzie. Przypisuje się jej niezwykłe właściwości, łączy się ją z nie mniej tajemniczą ciemną energią. Czy LIGO, pomoże w rozwiązaniu tej intrygującej zagadki? Czy będzie pierwszym teleskopem, przez który będzie widać ciemną materię? Jeżeli obserwatoria grawitacyjne będą w stanie „zobaczyć” obiekty, które można obserwować także w świetle widzialnym (np. wybuch supernowej), a nie będą widziały ani grama ciemnej materii, to zagadka staje się jeszcze bardziej tajemnicza. Bo albo ta materia nie podlega prawom grawitacji, albo nie ma żadnej ciemnej materii. Konsekwencje obydwu tych scenariuszy są trudne do przewidzenia. Czy teraz rozumiecie dlaczego odkrycie fal grawitacyjnych jest tak ważne? 

10 komentarzy do (wszech)Świat się marszczy !!!

Śpiewające piaski

„Powszechnie wiadomym jest, że pustynię zamieszkują złe duchy, prowadząc podróżników do zguby przez najbardziej złośliwe sztuczki” – pisał w 1295 roku Marco Polo. Dzisiaj wiadomo, że to nie duchy straszą na pustyni tylko dźwięki produkowane przez wydmy.

„Powszechnie wiadomym jest, że pustynię zamieszkują złe duchy, prowadząc podróżników do zguby przez najbardziej złośliwe sztuczki”

– pisał w dzienniku ze swoich podróży Marco Polo. Był rok  w 1295 roku i o mechanice materiałów sypkich wiedziano wtedy niewiele (a i dzisiaj nie wszystko jest jasne i oczywiste). Dzisiaj wiadomo, że to nie duchy straszą na pustyni podróżników, tylko śpiewające wydmy. O co chodzi? O lawiny piasku.

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

Samochód jadący po tzw. kocich łbach hałasuje, bo koła raz wjeżdżają na kamień, raz z niego zjeżdżają. I tak w kółko, wjeżdżają i zjeżdżają, wjeżdżają… A teraz wyobraźcie sobie ziarenka piasku, które zsuwają się w dół wydmy. Nie ześlizgują się przecież po gładkiej powierzchni, tylko po innych ziarenkach piasku, leżących głębiej. I tak jak samochód na „kocich łbach”, tak drobinki piasku, raz wtaczają się na ziarenka leżące głębiej, raz z nich staczają. Zsynchronizowany ruch ziarenek „góra-dół” powoduje, że wydma zachowuje się jak ogromna drgająca membrana. Te drgania, tak jak w głośniku, „produkują” dźwięki.

Zrzut ekranu 2016-01-22 o 13_Fotor

Gdy nachylenie zbocza wydmy przekroczy wartość graniczną (około 35 st), warstwy piasku zsuwają się (a). Ziarenka piasku nie poruszają się jednak po płaskiej nawierzchni. Najpierw same muszą się wtoczyć (b) i przetoczyć (c i d) po warstwie piasku która pozostaje nieruchoma. W efekcie ziarenka piasku nie tylko poruszają się ku podstawie zbocza. Ponieważ zjeżdżają po innych ziarenkach piasku, dosyć szybko drgają poruszając się góra – dół. Źródło grafiki: Laurie Grace, ŚWIAT NAUKI 11.97

Membrana w głośniku jest jednak dużo mniejsza niż powierzchnia zsuwającej się piaskowej lawiny. Dźwięki „wygrywane” przez śpiewające wydmy mogą być tak donośne, że słychać je z odległości nawet 10 kilometrów. Dokładne pomiary wykazały, że odgłosy powstające na pustyni mogą mieć głośność nawet do 105 decybeli, podczas gdy granica bólu u człowieka wynosi 120 decybeli.

Nie każda wydma śpiewa. Ziarenka piasku muszą być małe, ich średnica nie może przekraczać 0,5 mm. Czym piasek jest czystszy, tym bardziej prawdopodobne, że będzie śpiewał. Gdy w piasku są zanieczyszczenia (muł, resztki roślin czy szczątki zwierząt, np. małe kawałki muszelek), o śpiewaniu można zapomnieć. Śpiewające wydmy występują tylko tam, gdzie jest wysoka temperatura i niska wilgotność. Wydmy nigdy nie śpiewają wcześnie rano czy późno wieczorem, bo wtedy nawet na pustyni w powietrzu (i piasku) jest trochę wilgoci. Cząsteczki wody, sklejają ziarenka piasku, a to wstrzymuje piaskowe lawiny.

Moment w którym z wydmy zsunie się lawina jest nie do przewidzenia. Gdy stromizna wydmy osiągnie wartość graniczną (wynoszącą na Ziemi dla suchego piasku około 35 stopnie), potrzebne jest tylko jedno jedyne ziarenko, które spowoduje przekroczenie wartości krytycznej i niekontrolowana już niczym lawina zsuwa się w dół zbocza. To zachwianie równowagi może być spowodowane także hukiem, albo jakimś wstrząsem. Przeróżne dźwięki powstają więc na pustynie nagle. Czasami jeden dźwięk wywołuje następny, czasami – mówią podróżnicy – jak gdyby grała cała orkiestra. Słychać dzwony, trąbki, harfy, organy i flety. Czasami słychać wystrzały armatnie, syreny okrętowe, odgłosy samolotów, głośny gwar czy płacz. Marco Polo opisywał dźwięki przypominające nawoływania, odgłosy marszu czy klaskania. Bywa, że zaskoczony i przerażony podróżnik znajduje się w samym ich środku.

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

W Polsce nie ma śpiewających wydm. Jest za to tzw. „piszczący” piasek. Spacerując po plaży, stopami ugniatamy piasek. Pod wpływem naszego ciężaru, jego ziarenka są pomiędzy siebie wciskane, a to powoduje ich drgania i powstawanie dźwięków. Piszczących. Czy śpiewające wydmy występują na innych globach? Nie wiadomo. Powierzchnia Marsa składa się prawie wyłącznie z pustyń. Inny rodzaj piasku, inna grawitacja, wilgotność, ciśnienie i temperatura. Oj, fizycy będą mieli pełne ręce roboty.

okładka - piasekArtykuł pochodzi z książki „Nauka. To lubię. Od ziarnka piasku do gwiazd”. Tomasz Rożek, WAB 2012

Brak komentarzy do Śpiewające piaski

Mróz i ekstremalne doświadczenie

Nieczęsto robię doświadczenia naukowe na samym sobie. Ale… czasami mi się zdarza. Ten eksperyment, który opiszę był chyba jednym z najbardziej ekstremalnych.

Ta historia ma swój początek na Syberii. Jakiś czas temu (była już zima) zbierałem tam materiały do kilku tekstów (m.in. o jeziorze Bajkał). Trochę podróżowałem po okolicy (na Syberii okolica to co innego niż u nas 😉 ), ale przez kilka dni stacjonowałem w Irkucku.

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

Któregoś dnia mojej wyprawy byłem świadkiem dość zaskakującej sytuacji. Widziałem dwóch dosyć rosłych facetów, którzy rozebrawszy się do kompletnego rosołu wskoczyli do wody. Bajkał w grudniu nie zamarza, więc nie musieli robić przerębla. Temperatura powietrza wynosiła wtedy około minus 30 st C. Panowie się wykąpali, po czym – tak jak Pan Bóg ich stworzył – weszli do samochodu i odjechali. Nie wyglądali na umęczonych, przeciwnie, ta szybka kąpiel chyba im się podobała. Już wtedy pomyślałem, że fajnie byłoby spróbować samemu wykąpać się w jeziorze, środku zimy.

Jak to jest, że ci, którzy morsują nie czują zimna (ja nie czułem)? Jak to jest, że tak dobrze czujemy się w saunie, gdzie temperatura może dochodzić nawet do plus 120 st C (!!!) ? No i co dzieje się z naszym ciałem gdy szybko zmieniamy temperaturę otoczenia?

sauna-1417238-639x739Pomijając osoby chore na serce i małe dzieci, szybka zmiana temperatury jest dla nas korzystna. O ile  dobrze się do niej przygotujemy. Eksperyment rozpocząłem od sauny. Wejście do sauny to jak zderzenie się z gorącą ścianą. W takim otoczeniu ciało bardzo szybko może się przegrzać. Dlatego mózg włącza tryb awaryjny. Coraz szybciej oddychamy i coraz szybciej bije nasze serce, a wszystko po to, by jak najwięcej krwi przepompować z wnętrza ciała do warstwy podskórnej. To dlatego gdy jest nam gorąco, jesteśmy czerwoni na twarzy. Krew krąży bardzo blisko powierzchni skóry bo wtedy najlepiej działa system chłodzenia. Pocimy się, a woda, po to by wyparować, potrzebuje energii. Tą energię odbiera powierzchni skóry, ochładzając ją. W saunie jest ekstremalnie ciepło, więc w odpowiedzi, ekstremalnie mocno się pocimy. I tutaj mała uwaga. Siedząc w saunie, nie wycierajcie spływającego hektolitrami po skórze potu. To  jest bez sensu. Pozbawiacie się wtedy systemu chłodzenia, a to może doprowadzić do przegrzania organizmu.

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

Prosto z sauny wskoczyłem do basenu z zimną wodą. Miałem wrażenie, że serce staje mi w miejscu. Tymczasem ono zaczęło szybciej bić, po to by przepompować krew z zewnętrznych warstw mojego ciała do środka. Ale to jeszcze nic. Z basenu (po dokładnym osuszeniu), w krótkich spodenkach, czapce, rękawiczkach i butach, wszedłem do kriokomory. Temperatura w środku wynosiła minus 120 st C (!!!). W takiej atmosferze człowiek może przetrwać tylko kilka minut. Pomijam fakt, że palec przymarzł mi do klamki (moja wina, ściągnąłem rękawiczki), mimo ekstremalnych warunków, nic mi się nie stało. Miałem jednak wrażenie, że serce wyskoczy mi z klatki piersiowej. W niskiej temperaturze czym mniej krwi w warstwach podskórnych tym lepiej. To dlatego gdy jest nam zimno, robimy się bladzi na twarzy. Krew szybko usuwana jest z powierzchni ciała i pompowana do środka. W ten sposób tracimy mniej energii. W czasie tego przepompowywania pracuje nie tylko serce, ale w zasadzie wszystkie mięśnie.

Zrzut ekranu 2016-01-05 o 00_Fotor

Mój sprint do wody. Biegłem szybko… żeby nie zmarznąć 😉 Temperatura powietrza wynosiła wtedy około minus 7 st. C

Przepompowywanie krwi wte i wewte to doskonały trening dla ciała. Postanowiłem więc zrobić ostateczny test. Przerębel. Temperatura minus 7 st C, piaszczysta plaża i woda. Zimna woda! Najpierw koniecznie trzeba rozgrzać mięśnie, a w czasie tej rozgrzewki sukcesywnie się rozbierać. Pozostają buty do nurkowania (by nie rozciąć sobie nogi na kawałku lodu i by nie odmrozić sobie palców), czapka, rękawiczki no i kąpielówki. I tu ogromne zaskoczenie. Wszedłem do wody i nie czułem zimna. Serio, serio. Po kilkudziesięciu sekundach czułem mrowienie w mięśniach. To znak, że trzeba wyjść z wody i ponownie się rozgrzać. W czasie rozgrzewki krew (z tlenem) pompowana jest do mięśni. W lodowatej wodzie, przeciwnie, krew usuwana jest z mięśni (to mrowienie to znak, że mięśniom brakuje tlenu). Każde kolejne wejście może trwać dłużej (później pojawia się uczucie mrowienia), pomiędzy kolejnymi wejściami, zawsze trzeba się jednak rozgrzać. Nie ciepłym ubraniem, broń Boże alkoholem, tylko ćwiczeniami. Ja biegałem, robiłem przysiady i pompki.

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

Moje wrażenia? Polecam każdemu. Przed wskoczeniem do przerębla, czytałem, że w czasie morsowania mięśnie pracują intensywniej niż na siłowni. Nie wierzyłem, ale uwierzyłem. Kolejnego dnia, po moim eksperymencie, bylem tak obolały, że nie potrafiłem wstać z łóżka. Co polecam każdemu 😉 

 

4 komentarze do Mróz i ekstremalne doświadczenie

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

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!

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

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