I am a mariner of Odysseus with heart of fire but with mind ruthless and clear

Archive for the ‘science’ Category

Voyager near Solar System’s edge

In astronomy, extraterrestrial, technology on December 14, 2010 at 6:37 pm

This marvelous piece of engineering, after 33 years, is still contributing to science!

According to reports from NASA it is soon reaching the edge of the solar system!

See how BBC news report it, and a brief story of this legendary spacecraft here!

Next report: the interstellar space...

What does NASA’s new life-form discovery mean?

In astronomy, evolution, extraterrestrial on December 3, 2010 at 4:37 pm

What does NASA’s new life-form discovery mean?

Scientists’ announcement of a new form of microbe raises questions about extraterrestrial life. An expert explains

By Christopher R. Walker

 

*

 

What does NASA’s new lifeform discovery mean?

Jodi Switzer Blum/NASA

GFAJ-1 grown on arsenic, left, and the Mono Lake Research area

 

In a much anticipated press conference yesterday afternoon, NASA astrobiologists announced the discovery of an amazing new kind of microbes, which extend the boundaries of what we may rightly call life. According to the press release, “NASA-funded astrobiology research has changed the fundamental knowledge about what comprises all known life on Earth.” Discovered in Mono Lake, an extremely salty and alkaline body of water near Yosemite National Park in California, the microorganism is the first known specimen to substitute arsenic for phosphorus in its cell components, and has raised questions about what the discovery means for extraterrestrial life.

 

To find out what it really means, we called Robert Shapiro, a professor of chemistry at New York University who has written extensively about life’s origins on earth and its potential existence in outer space.

What does this mean for the discovery of life in our solar system or universe?

Not much, except that people may need to broaden their perspectives, and that we should be less “Terracentric” as we seek out new forms of life. Mostly, this discovery adds a new extremophile [organism that lives in an extreme environment] to our inventory — it pushes the boundaries out a little farther. The grand prize would be to discover an independent origin of life: life with its very own chemistry. Such a discovery wouldn’t just say that evolution is robust, it would say that life is abundant. But this discovery doesn’t do that: These organisms are not completely different in their chemical makeup from what we already know.

 

From what I can tell, the microbes prefer to live “normally” but may insert arsenic as a substitute for phosphorus when conditions demand it — arsenic can play the same role that phosphorus would play under normal circumstances. This is a great novelty. Arsenic is bigger and heavier than phosphorus, and its compounds are less stable. These organisms would not have done this unless they didn’t have any other choice. Just like Dr. Gerald Joyce, who was quoted in the New York Times today, I feel sorry for these creatures. Their living conditions are horrible — their environment would be poisonous to most other life on Earth.

Are there any lessons about where to focus our search for extraterrestrial life?

 

Broader searches are better searches. I always marveled at how parochial the searches were that focused on existing genetic assumptions. Hopefully, these findings will shift attention at NASA from [Jupiter moon] Europa — where life may be more familiar, but trapped under a deep ice cap — to [Saturn moon] Titan — where surface life could exist, but conditions are most hostile to traditional life-forms.

That said, it does reinforce Paul Davies’ “Shadow Biosphere” theory that suggests we may be missing major strains of life right here on Earth — either in places traditionally deemed too hostile to life or maybe even right under our noses. An obvious question, then, would be to ask how alternate forms of life could have escaped our notice all this time. Some argue that carbon life may have evolved from mineral life with no carbon of its own, and one could imagine experiments to test this hypothesis. You could simply introduce a carbon-free broth to a carbon-free environment, for example, and see what grows. Or as some people suggest, there could be benefits to testing radioactive environments.

You mentioned that arsenic is poisonous. Are there any industrial applications of these critters that spring to mind?

 

No, there’s no obvious industrial applications. It just shakes up our thinking about what’s possible.

 

So what’s the takeaway, then?

 

It’s an exciting time for risky ideas. Let’s try them. If one in 10 or one in 100 work, wow!

 

Source: salon.com

Infant, 30-Year-Old Black Hole -Youngest Ever Discovered

In astronomy, physics, science on November 16, 2010 at 2:23 pm

It’s estimated that there are millions of unseen black holes in the Milky Way. The ghosts of once massive stars. This composite image by astronomers using NASA’s Chandra X-ray Observatoryby shows a supernova within the galaxy M100 that may contain the youngest known black hole in our cosmic neighborhood. The 30-year-old black hole could help scientists better understand how massive stars explode, which ones leave behind black holes or neutron stars, and the number of black holes in our galaxy and others.

The 30-year-old object is a remnant of SN 1979C, a supernova in the galaxy M100 approximately 50 million light years from Earth.
Data from Chandra, NASA’s Swift satellite, the European Space Agency’s XMM-Newton and the German ROSAT observatory revealed a bright source of X-rays that has remained steady during observation from 1995 to 2007. This suggests the object is a black hole being fed either by material falling into it from the supernova or a binary companion. “If our interpretation is correct, this is the nearest example where the birth of a black hole has been observed,” said Daniel Patnaude of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Mass. who led the study. The scientists think SN 1979C, first discovered by an amateur astronomer in 1979, formed when a star about 20 times more massive than the sun collapsed. Many new black holes in the distant universe previously have been detected in the form of gamma-ray bursts (GRBs). However, SN 1979C is different because it is much closer and belongs to a class of supernovas unlikely to be associated with a GRB. Theory predicts most black holes in the universe should form when the core of a star collapses and a GRB is not produced. “This may be the first time the common way of making a black hole has been observed,” said co-author Abraham Loeb, also of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. “However, it is very difficult to detect this type of black hole birth because decades of X-ray observations are needed to make the case.” The idea of a black hole with an observed age of only about 30 years is consistent with recent theoretical work. In 2005, a theory was presented that the bright optical light of this supernova was powered by a jet from a black hole that was unable to penetrate the hydrogen envelope of the star to form a GRB. The results seen in the observations of SN 1979C fit this theory very well. Although the evidence points to a newly formed black hole in SN 1979C, another intriguing possibility is that a young, rapidly spinning neutron star with a powerful wind of high energy particles could be responsible for the X-ray emission. This would make the object in SN 1979C the youngest and brightest example of such a “pulsar wind nebula” and the youngest known neutron star. Casey Kazan via JPL/NASA

Where are the Missing Neutron Galaxies of the Early Universe?

In astronomy on August 4, 2010 at 3:16 pm

Big-1

Ultradense cosmic cannonballs used to tear around the universe, punching through regular galaxies like a bullet through candyfloss, going their own way and heaven help whatever got in their way – and scientists don’t know where they are now.  Luckily this is cosmology, not cinema, or the answer would be “Right behind you!”

Because of the speed of light, staring into space is essentially looking back in time, and scientists have seen ultra-intense galaxies zipping around the first five billion years of existence.  Similar in principle to the intense density of neutron stars ( a collapsed star with a core so dense that a single spoonful would weigh 200 billion pounds) these galaxies were a thousand times denser than regular star-scatterings, packing as much mass as the Milky Way into 0.1% of the volume and far before regular galaxies had time to form.

Scientists suspect that these objects collapsed directly from vast clouds of proto-star material, unlike regular galaxies which form by multiple mergers of smaller galaxies.  But more important than where they came from is finding out where they went.  Three hundred billion stars isn’t the kind of thing you lose down the back of the sofa.

It’s unlikely they merged with other galaxies, since they’d punch through regular star collections like an armor-piercing round with only minimal effects on themselves, and collision with another ultra-dense galaxy would only create an even bigger wildly intense star selection.  Other processes which could hide them, such as building up a diffuse gas cloud or expanding due to stellar detonations, would seem to take longer than the universe has actually had so far.  Despite being awesome.

Space.  Every time we look there’s something cooler.

Has Life Spread Virally Through the Universe?

In astronomy, evolution, extraterrestrial on August 2, 2010 at 3:05 pm

Life originated in a nebular cloud, over 10 billion years ago, but may have had multiple origins in multiple locations, including in galaxies older than the Milky Way according to Rudolf Schild of Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Rhawn Joseph of the Brain Research Laboratory. Multiple origins, they believe, could account for the different domains of life: archae, bacteria, eukaryotes.

The first steps toward life may have been achieved when self-replicating nano-particles initially comprised of a mixture of carbon, calcium, oxygen, hydrogen, phosphorus, sugars, and other elements and gasses were combined and radiated, forming a nucleus around which a lipid-like permeable membrane was established, and within which DNA-bases were laddered together with phosphates and sugars; a process which may have taken billions of years.

DNA-based life, they propose, may be a “cosmic imperative” such that life can only achieve life upon acquiring a DNA genome. Alternatively, the “Universal Genetic Code” may have won out over inferior codes through natural selection. When the first microbe evolved, it immediately began multiplying and spreading throughout the cosmos via panspermia carried by solar winds, Bolide impact, comets, ejection of living planets prior to supernova which are then captured by a newly forming solar system, galactic collisions and following the exchange of stars between galaxies.

Bacteria, archae, and viruses, act as intergalactic genetic messengers, acquiring genes from and transferring genes to life forms dwelling on other planets. Viruses also serve as gene depositories, storing vast numbers of genes which may be transferred to archae and bacteria depending on cellular needs. The acquisition of these genes from the denizens of other worlds, enables prokaryotes and viruses to immediately adapt to the most extreme environments, including those that might be encountered on other planets.

OrionStarFormation

Whether the universe was created by a Big Bang Universe or an Eternal Infinite Universe, once life was established it began to evolve. Archae, bacteria, and viruses may have combined and mixed genes, fashioning the first multi-cellular eukaryote which continued to evolve. Initially, evolution on Earth-like planets was random and dictated by natural selection. Over time, increasingly complex and intelligent species evolved through natural selection whereas inferior competitors became extinct. However, their genes were copied by archae, bacteria, and viruses. If the first steps toward life in this galaxy began 13.6 billion years ago, then using Earth as an example, intelligent life might have evolved within this galaxy by 9 billion years ago. As life continued to spread throughout the cosmos, and as microbes and viruses were cast from world to world, genes continued to be exchanged via horizontal gene transfer and copies of genes coding for advanced and complex characteristics were acquired from and transferred to eukaryotes and highly evolved intelligent life.

Eventually descendants of these microbes, viruses, and their vast genetic libraries, fell to the new born Earth. The innumerable genes stored and maintained in the genomes of these viruses, coupled with prokaryote genes and those transferred to eurkaryotes, made it possible to biologically modify and terraform new Earth, and in so doing, some of these genes, now within the eurkaryote genome, were activated and expressed, replicating various species which had evolved on other worlds. Genes act on genes, and genes act on the environment and the altered environment activates and inhibits gene expression, thereby directly influencing the evolution of species.

On Earth, Schild and Joseph conclude, “the progression from simple cell to sentient intelligent being is due to the activation of viral, archae, and bacteria genes acquired from extra-terrestrial life and inserted into the Earthly eukaryote genome. What has been described as a random evolution is in fact the metamorphosis and replication of living creatures which long ago lived on other planets.”

Jason McManus via Journal of Cosmology

«Μεταλλαγμένα» κουνούπια θα δρουν ως ιπτάμενα εμβόλια

In science on March 29, 2010 at 12:06 pm

Ερευνητές στην Ιαπωνία τελειοποιούν γενετικά τροποποιημένα κουνούπια που με το τσίμπημά τους θα εμβολιάζουν δωρεάν τον πληθυσμό αναπτυσσόμενων χωρών. Τα πειράματα ξεκίνησαν με την ασθένεια της λεϊσμανίασης και στο μέλλον θα επεκταθούν στην ελονοσία.

Τα «μεταλλαγμένα» κουνούπια στα εργαστήρια του Ιατρικού Πανεπιστημίου Τζίσι, βόρεια του Τόκιο, παράγουν στο σάλιο τους μια πρωτεΐνη του πρωτόζωου της λεϊσμανίαση, μιας ασθένειας που προκαλεί μεγάλα, επώδυνα έλκη στο δέρμα και μπορεί να γίνει θανατηφόρος.

Οι άνθρωποι που δέχονται τσιμπήματα του γενετικά τροοποποιημένου κουνουπιού αναπτύσσουν αντισώματα κατά της πρωτεΐνης και σταδιακά αποκτούν ανοσία, όπως συμβαίνει και με τα συμβατικά εμβόλια.

Οι πρώτες δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε ποντίκια και έδειξαν ότι τα «ιπτάμενα εμβόλια» πράγματι διεγείρουν το ανοσοποιητικό σύστημα, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Insect Molecular Biology.

Το καλό με αυτά τα φαρμακευτικά έντομα «είναι ότι δεν χρεώνουν για τον εμβολιαμό» αστειεύτηκε ο Σιγκέτο Γιοσίντα, επικεφαλής της μελέτης, μιλώνας στο Γαλλικό Πρακτορείο Ειδήσεων. «Θα εμβολιαζόμασταν χωρίς καν να το προσέξουμε. Δεν θα χρειαζόταν να παίρνουμε οποιοδήποτε φάρμακο, ούτε να παρουσιαζόμαστε σε συγκεκριμένες υπηρεσίες για μαζικό εμβολιασμό» επισήμανε.

Ο ερευνητής παραδέχεται πάντως ότι αυτή η προσέγγιση εγείρει και ηθικά ερωτήματα, αφού ο εμβολιασμός ουσιαστικά θα γινόταν χωρίς τη συγκατάθεση των πολιτών.

Η τεχνολογία θα μπορούσε να γίνει διαθέσιμη σε περίπου δέκα χρόνια από σήμερα, «ωστόσο το κατά πόσο η κοινωνία θα την αποδεχτεί είναι άλλο ζήτημα» διευκρίνισε ο Δρ Γιοσίντα.

Η ομάδα του θα συνεχίσει τώρα τα πειράματα με το παράσιτο της ελονοσίας που μεταδίδουν τα ίδια τα κουνούπια, για το οποίο σήμερα δεν υπάρχει εμβόλιο.

Ability to tolerate enemies influences coevolution

In evolution on March 19, 2010 at 5:43 pm

Stay and fight, or flee? These are usually the alternatives facing a victim when it is attacked by an enemy. Two researchers from Lund University have now collected and discussed various examples from the animal world where the victim makes use of another possibility.


“The victim can allow the enemy to remain and instead try to live with the consequences”, explains Erik Svensson, Professor of Animal Ecology at Lund University, Sweden.

There are many examples of ‘coevolution’, i.e. where the enemy and the victim influence each other’s development in close interaction. In several plant studies it is for instance  a  between a parasite (the enemy) and its  (the victim). Erik Svensson and his colleague Lars Rľberg have recently published an article in the journal Trends in Ecology & Evolution, in which they discuss the evolution of enemy-victim relations in animals.

The cuckoo’s brood parasitism is a classic example. The great spotted cuckoo lays its  in the nest of the European magpie and lets the magpie pair raise its young. The magpie can in turn respond by trying to recognise alien eggs and reject them; this is a form of resistance. However, there is a risk that the magpie may accidently reject one of its own eggs. In addition, the magpies that reject cuckoos’ eggs run a higher risk of having their nests destroyed by adult cuckoos. There is evidence that magpies that live in close proximity to great spotted cuckoos actually compensate for this by laying more eggs than magpies that breed in areas where cuckoos are not present. One reason for this could be that it is a way to compensate for the eggs that risk being destroyed. This defence tactic is classified as tolerance, rather than resisistance. It means that the victim tries to live with the presence of the enemy instead of resisting.

Erik Svensson conducts research on damselflies. He has shown that enemy-victim relationships can also occur within the same species. When damselflies mate, the male clasps the female’s thorax. Immediately after fertilisation, the female begins laying eggs. Yet females are constantly subject to mating attempts and harassment from other males, which incur costs in the form of a reduced number of eggs. However, some females have developed a higher tolerance to this mating harassment, which means that they are able to partly buffer the negative effects of mating harassment on their egg laying.

Lars Rľberg has studied tolerance in mice. He has performed an experiment in which he infected different mouse strains with malaria. It was apparent that the different mice did not become ill to the same extent, despite the fact that they had the same number of  in their bodies. Thus tolerance can also reflect itself in how sensitive a victim is to an enemy.

“This is a new way of viewing the evolution of enemy-victim interactions in animals. The role of tolerance in suchinteractions have previously been discussed primarily in the context of the plant world. We believe that tolerance could be at least as important as resistance in animal co-evolution between enemies and their victims”, says Erik Svensson.

Το γήινο μαγνητικό πεδίο είναι ηλικίας 3,45 δισ. ετών

In astronomy, physics on March 19, 2010 at 5:37 pm

Το γήινο μαγνητικό πεδίο, το οποίο μας προστατεύει από τα φορτισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου, ξεπήδησε από τον πυρήνα της Γης πολύ νωρίτερα στην ιστορία του πλανήτη μας από ό,τι θεωρούσαν μέχρι τώρα οι επιστήμονες. Σύμφωνα με νέα στοιχεία που ανακαλύφθηκαν, το γεω-μαγνητικό πεδίο υπήρχε ήδη πριν από 3,45 δισ. χρόνια, αν και ήταν ασθενέστερο από το σημερινό.

Η νέα μελέτη έγινε από διεθνή ερευνητική ομάδα με επικεφαλής ερευνητές του αμερικανικού πανεπιστημίου του Ρότσεστερ, υπό τον γεωφυσικό Τζον Ταρντούνο, και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό “Science”, σύμφωνα με τα “Scientific American”, “New Scientist” και “Physics World”.

Οι ερευνητές βάσισαν τα συμπεράσματά τους στην ανακάλυψη ιχνών του αρχαίου μαγνητικού πεδίου σε ηφαιστειακά πετρώματα (πυριτικούς κρυστάλλους) της Νότιας Αφρικής, που χρονολογούνται πριν από περίπου 3,45 δισ. χρόνια, δηλαδή όταν εκτιμάται ότι εμφανίστηκαν οι πρώτες πολύ απλές μορφές ζωής στον πλανήτη μας και περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το σχηματισμό της Γης. Μέχρι σήμερα, τα αρχαιότερα ίχνη μαγνητικού πεδίου στη Γη είχαν βρεθεί το 2007, επίσης σε ηφαιστειακά πετρώματα στη Ν.Αφρική, ηλικίας 3,2 δισ. ετών, συνεπώς η νέα ανακάλυψη μεταθέτει κατά περίπου 250 εκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν την ύπαρξη μαγνητικού πεδίου στον πλανήτη μας.

Τα ηφαιστειακά πετρώματα λειτουργούν ως καταγραφείς του μαγνητικού παρελθόντος της Γης, επειδή, όταν στερεοποιήθηκε το αρχαίο μάγμα από το οποίο προήλθαν, τα μαγνητικά μικροσκοπικά σωματίδια που είχαν παγιδευτεί στο εσωτερικό τους, ευθυγραμμίστηκαν με το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη, αποκαλύπτοντας σήμερα την ισχύ και την μορφή του, με τη βοήθεια ειδικών συσκευών (μαγνητόμετρων).

Το γήινο μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από την κίνηση του λιωμένου σιδήρου βαθιά μέσα στον εξωτερικό πυρήνα του πλανήτη μας, που αποτελεί ένα είδος γεω-γεννήτριας. Σήμερα, το πεδίο εκτείνεται στην μαγνητόσφαιρα, που φτάνει σε απόσταση έως 60.000 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της Γης (περίπου 10,7 φορές μεγαλύτερη από την ακτίνα του πλανήτη μας) στην πλευρά που βλέπει προς τον ήλιο και αρκετά πιο μακριά στην απέναντι πλευρά. Η μαγνητόσφαιρα τελειώνει στην λεγόμενη «μαγνητόπαυση», το σύνορο όπου το μαγνητικό πεδίο της Γης συναντά τον ηλιακό άνεμο.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των αμερικανών ερευνητών, όχι μόνο το γήινο μαγνητικό πεδίο ήταν πολύ ασθενέστερο (περίπου 50-70% σε σχέση με το σημερινό) πριν από 3,5 δισ. χρόνια, αλλά επίσης, την ίδια εποχή, ο ηλιακός άνεμος κατέκλυζε τον πλανήτη μας με ισχύ περίπου 100 φορές ισχυρότερη από ό,τι τώρα. Από το συνδυασμό αυτών των δύο παραγόντων, εκτιμάται ότι την εποχή εκείνη η μαγνητόπαυση βρισκόταν στην μισή απόσταση από τη Γη σε σχέση με σήμερα (γύρω στις 30.000 χλμ).

Οι συνθήκες αυτές εκτιμάται ότι είχαν εξατμίσει τεράστιες ποσότητες νερού από τη γήινη επιφάνεια πριν προλάβει ο «κύκλος του νερού» να σταθεροποιηθεί στη Γη. Με βάση αυτό το σκεπτικό, οι ερευνητές υποθέτουν ότι η αρχαία Γη περιείχε πολύ περισσότερο νερό από ό,τι νόμιζαν μέχρι τώρα οι επιστήμονες, αλλά και σε σχέση με σήμερα, ήταν δηλαδή ένας πολύ πιο υγρός πλανήτης.

Σε μια άλλη επιστημονική έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό γεωφυσικής “Geophysical Research Letters”, γάλλοι ερευνητές του πανεπιστημίου «Ντενίς Ντιντερό» του Παρισιού, υπό τον Γκοτιέ Ιλό, κάνοντας προσομοιώσεις σε υπολογιστές, εκτίμησαν ότι οι πόλοι του γήινου μαγνητικού πεδίου μπορούν να αντιστραφούν σχετικά απότομα. Όπως αναφέρουν, οι επιστήμονες δεν θα είχαν πολλά χρονικά περιθώρια να προβλέψουν την – δυνητικά καταστροφική – αυτή αναστροφή και, κατά πάσα πιθανότητα, όχι περισσότερο μια έως δύο δεκαετίες πριν το γεγονός αυτό συμβεί.

Το γήινο μαγνητικό πεδίο κατά καιρούς αντιστρέφει την πολικότητά του. Σύμφωνα με μερικές εκτιμήσεις, αυτή η αντιστροφή κρατά λίγο (ένα ή δύο χρόνια), όμως άλλοι επιστήμονες εκτιμούν ότι η όλη διαδικασία μπορεί να κρατήσει δεκαετίες ή και περισσότερο, με συνέπεια η Γη και οι κάτοικοί της να παραμείνουν εκτεθειμένοι στην ηλιακή ακτινοβολία – με ό,τι αυτό σημαίνει για τις υποδομές αλλά και τη ζωή στον πλανήτη μας.

Η νέα γαλλική έρευνα δείχνει ότι η πρόβλεψη της συμπεριφοράς του μαγνητικού πεδίου είναι δύσκολη όπως η πρόβλεψη του καιρού, πράγμα ανησυχητικό, ιδίως σε περίπτωση που ισχύει το αρνητικό σενάριο περί χρονοβόρας και όχι άμεσης αλλαγής της πολικότητας του πεδίου.  Η τελευταία αντιστροφή των μαγνητικών πόλων έγινε πριν από περίπου 800.000 χρόνια. Τις τελευταίες δεκαετίες, το μαγνητικό πεδίο έχει εξασθενήσει σημαντικά, πυροδοτώντας φόβους ότι σε λίγες χιλιάδες χρόνια επίκειται νέα ανατροπή της πολικότητάς του.

Η παραπλανητική αίσθηση του χρόνου

In brain, psychology, science on March 15, 2010 at 11:24 am

Η ιδέα ενός ενιαίου και μοναδικού «βέλους του χρόνου» που υποτίθεται ότι μετρά αδυσώπητα τις ζωές μας ίσως, εν τέλει, αποδειχτεί μια αυταπάτη. Γιατί όταν πλήττουμε έχουμε την αίσθηση ότι ο χρόνος δεν περνά, ενώ όταν κάνουμε κάτι ενδιαφέρον ή όταν διασκεδάζουμε ο χρόνος κυλά χωρίς να το καταλαβαίνουμε; Και γιατί τα άτομα που υποφέρουν από νευροψυχολογικές παθήσεις (κατάθλιψη ή νόσο Πάρκινσον) έχουν μια εμφανώς διαφορετική αντίληψη του χρόνου; Πρόσφατα, χάρη σε κάποιες πρωτοποριακές έρευνες, η επιστήμη άρχισε να κατανοεί τις υποσυνείδητες ψυχολογικές διεργασίες και τους αδιαφανείς εγκεφαλικούς μηχανισμούς που μπορούν να επιβραδύνουν ή να επιταχύνουν το βέλος του χρόνου της ζωής μας.

Ορισμένοι ειδικοί τοποθετούν το εγκεφαλικό μας ρολόι κάπου μεταξύ της παρεγκεφαλίδας και των βασικών γαγγλίων. Αλλοι θεωρούν ότι εντοπίζεται σε ειδικά νευρωνικά κυκλώματα κατανεμημένα στο σύνολο του εγκεφάλου

Ορισμένοι ειδικοί τοποθετούν το εγκεφαλικό μας ρολόι κάπου μεταξύ της παρεγκεφαλίδας και των βασικών γαγγλίων. Αλλοι θεωρούν ότι εντοπίζεται σε ειδικά νευρωνικά κυκλώματα κατανεμημένα στο σύνολο του εγκεφάλουΚάθε πράξη ή σκέψη μας ορίζεται από τον χρόνο: έχει αρχή και τέλος, και συντελείται συνήθως με έναν προσωπικό ρυθμό. Αυτή η ιδιαίτερη ρυθμικότητα εκδηλώνεται στον αργό ή γρήγορο τρόπο που μιλάμε και γράφουμε, στον χαρακτηριστικό τρόπο που χτυπάμε ένα κείμενο στο πληκτρολόγιο του υπολογιστή ή στον προσωπικό ρυθμό που εκφέρουμε τις λέξεις. Είναι γνωστό επίσης ότι κάποιοι σπουδαίοι καλλιτέχνες (π.χ. μουσικοί ή χορευτές) διαθέτουν και εκφράζουν εκπληκτικές «ρυθμικές» ικανότητες.

Ενα πολύ απλό τεστ για να διαπιστώσουμε πώς ο εγκέφαλος καταμετρά τους χρόνους των πράξεών μας είναι να ζητήσουμε από κάποια άτομα να ακολουθήσουν, χτυπώντας στο τραπέζι π.χ. το μεσαίο δάχτυλό τους, ένα γρήγορο ρυθμό (τρία χτυπήματα ανά δευτερόλεπτο) ή έναν αργό ρυθμό (ένα χτύπημα ανά δευτερόλεπτο). Τα χτυπήματα κάθε ατόμου μπορεί να είναι είτε λίγο πιο γρήγορα είτε λίγο πιο αργά. Ομως, και στις δύο περιπτώσεις το σφάλμα θα είναι παρόμοιο (τα χτυπήματα θα είναι είτε πιο γρήγορα είτε πιο αργά)· λες και ο εγκέφαλος των ατόμων διαθέτει ένα και μόνο εσωτερικό ρολόι που μετρά τον χρόνο είτε υπερβολικά γρήγορα είτε υπερβολικά αργά!

Αν επομένως υπάρχει μέσα μας ένας «μετρονόμος» που προσδίδει σε κάθε μας ενέργεια τον προσωπικό μας ρυθμό, ένα είδος υποκειμενικού χρονικού «στίγματος», τότε η χρονική κλίμακα με την οποία μετράμε την κάθε μας πράξη δεν μπορεί να θεωρείται αντικειμενική αλλά μόνο υποκειμενική, εφόσον μεταβάλλεται από άτομο σε άτομο. Τότε όμως, πώς συνδέεται η υποκειμενική μας αίσθηση του χρόνου με τον ιστορικό χρόνο μέσα στον όποιο ζούμε και ποια σχέση μπορεί να έχει με τον μαθηματικοποιημένο χρόνο της φυσικής ή με τον άχρονο χρόνο της μεταφυσικής;

Η εγκεφαλική κλεψύδρα

Από καιρό οι ερευνητές αναρωτιούνται ποιοι μπορεί να είναι οι νευροψυχολογικοί μηχανισμοί που επιτρέπουν στους περισσότερους ανθρώπους και ειδικότερα σε διάσημους πιανίστες ή χορευτές να βρίσκουν πάντα τον «σωστό» ρυθμό.

Τα επικρατέστερα σήμερα γνωστικά μοντέλα για την αντίληψη του χρόνου λαμβάνουν σοβαρά υπόψη τις καθημερινές εμπειρίες και ανάγκες των ατόμων καθώς και την επιρροή των συναισθηματικών τους καταστάσεων. Τα περισσότερα όμως από αυτά τα εξηγητικά μοντέλα επικαλούνται την ύπαρξη ενός κεντρικού εγκεφαλικού μηχανισμού για την καταμέτρηση του χρόνου, ένα είδος εγκεφαλικής κλεψύδρας που συσσωρεύει και «καταμετρά» χρονικές στιγμές.

Αυτός ο νευρολογικός «συσσωρευτής δευτερολέπτων», όπως τον αποκαλεί ο Marc Wittmann, επιφανής ερευνητής στην Ψυχιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, παρομοιάζεται με ένα νευρωνικό εκκρεμές που η κάθε του αιώρηση αντιστοιχεί με το τικ-τακ ενός μηχανικού ρολογιού. Στην πραγματικότητα όμως πρόκειται για ένα ή περισσότερα νευρωνικά κυκλώματα που αποστολή τους είναι να καταγράφουν νευρικές ώσεις, και ο συνολικός αριθμός των καταγεγραμμένων νευρικών ώσεων αντιστοιχεί στη χρονική διάρκεια στην οποία έλαβε χώρα μια πράξη.

Από τις έρευνες αυτού του μηχανισμού προκύπτουν διάφορα εξαιρετικά ενδιαφέροντα συμπεράσματα. «Σύμφωνα με το καθιερωμένο γνωστικό μοντέλο, όσο περισσότερη προσοχή δίνουμε στον χρόνο, τόσο αυξάνεται η υποκειμενική αίσθηση της διάρκειάς του», υποστηρίζει ο Wittmann. Αυτό συμβαίνει επειδή τα «τικ-τακ» συσσωρεύονται μονάχα όταν εστιάζουμε την προσοχή μας στον χρόνο. Το ίδιο συμβαίνει επίσης όταν βρισκόμαστε σε κατάσταση επιφυλακής: επειδή εστιάζουμε την προσοχή μας στα πάντα, η συχνότητα των νευρικών ώσεων αυξάνει, συνεπώς αυξάνει και η συχνότητα των ώσεων που καταγράφονται από την εγκεφαλική κλεψύδρα.

Αρχίζουμε λοιπόν να καταλαβαίνουμε γιατί και πώς η ψυχολογική μας διάθεση μπορεί να επηρεάζει την υποκειμενική μας αντίληψη του χρόνου: αυξάνοντας ή, εναλλακτικά, μειώνοντας τους νευρωνικούς «χρονοδείκτες», δηλαδή σαν να λέμε τους κόκκους άμμου στην εγκεφαλική κλεψύδρα! «Κοντολογίς, ο υποκειμενικός χρόνος αντανακλά τη γνωστική και την ψυχολογική κατάσταση ενός ατόμου», όπως τονίζει ο Wittmann. Ισως γι’ αυτό όταν βαριόμαστε ή όταν βιώνουμε κάτι παθητικά έχουμε την αίσθηση ότι ο χρόνος δεν περνά: η προσοχή μας παγιδεύεται σε ένα αέναα επεκτεινόμενο παρόν.

Οπως συμβαίνει συχνά στην επιστήμη, η μελέτη ενός μη φυσιολογικού φαινομένου ή μιας ανώμαλης συμπεριφοράς οδηγεί στην καλύτερη κατανόηση των φυσιολογικών λειτουργιών. Ετσι, οι διαταραχές στην αντίληψη του χρόνου που διαπιστώνονται συστηματικά σε άτομα που υποφέρουν από κάποια νευροψυχολογική ασθένεια (υπερκινητικότητα, αδυναμία εστίασης της προσοχής, εξάρτηση από ναρκωτικά, κατάθλιψη, νόσο Πάρκινσον) αποτέλεσαν την αφετηρία για την κατανόηση των εγκεφαλικών μηχανισμών που εμπλέκονται άμεσα στην αντίληψη του χρόνου. Για παράδειγμα, από τη μελέτη ασθενών που έπασχαν από τη νόσο Πάρκινσον, μια νευροεκφυλιστική ασθένεια που πλήττει άτομα μέσης ηλικίας (55-60 ετών), οι ειδικοί έμαθαν πολλά για τους εγκεφαλικούς μηχανισμούς της αίσθησης του χρόνου. Η ασθένεια αυτή πλήττει τους νευρώνες του ραβδωτού σώματος και των βασικών γαγγλίων του εγκεφάλου. Οι νευρώνες αυτοί χρησιμοποιούν ως νευροδιαβιβαστή, δηλαδή ως χημικό αγγελιαφόρο των νευρωνικών πληροφοριών, την ντοπαμίνη. Οι κινητικές δυσλειτουργίες και ανεπάρκειες των ασθενών εξαρτώνται από την καταστροφή αυτού του ντοπαμινεργικού συστήματος επικοινωνίας των νευρώνων.

Ωστόσο, η νόσος Πάρκινσον δεν πλήττει μόνο τις κινητικές ικανότητες των ασθενών αλλά και τις νοητικές: έχουν σοβαρά προβλήματα μνήμης και αίσθησης του χρόνου, γεγονός που, μέχρι πρόσφατα, είχε υποβαθμιστεί από τους κλινικούς γιατρούς. Το ότι όμως οι ασθενείς που υποφέρουν από Πάρκινσον εκδηλώνουν μια σαφή αλλοίωση της αίσθησης του χρόνου οδήγησε κάποιους πρωτοπόρους ερευνητές στο συμπέρασμα ότι τα μόρια της ντοπαμίνης και γενικότερα το ντοπαμινεργικό σύστημα παίζει αποφασιστικό ρόλο στην αντίληψη του χρόνου!

Πού όμως βρίσκεται το εσωτερικό εγκεφαλικό μας ρολόι; Ποιο ή ποια είναι τα εγκεφαλικά υποστρώματα της αίσθησης του χρόνου; Σε αυτό το αποφασιστικό ερώτημα οι απόψεις των ειδικών ακόμη διίστανται. Ορισμένοι υποστηρίζουν ότι η εγκεφαλική κλεψύδρα βρίσκεται κάπου μεταξύ της παρεγκεφαλίδας και των βασικών γαγγλίων. Αλλοι θεωρούν ότι τέτοιες «κλεψύδρες» υπάρχουν σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου μας, σε ειδικά νευρωνικά κυκλώματα κατανεμημένα στο σύνολο του εγκεφάλου. *

Πηγή: Ελευθεροτυπία

Εντοπίστηκαν οι αρχαιότερες μαύρες τρύπες στο σύμπαν

In astronomy on March 15, 2010 at 11:18 am

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων κατάφερε να «δει» τις πιο αρχέγονες μαύρες τρύπες που έχουν ποτέ εντοπιστεί στο σύμπαν, η «ηλικία» των οποίων εκτιμάται σε 13 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι επιστήμονες μπόρεσαν να ανακαλύψουν αρχέγονα κβάζαρ, δηλαδή τους πυρήνες πολύ πρώιμων γαλαξιών που περιέχουν ενεργές μαύρες τρύπες, οι οποίες περιβάλλονται από λαμπερούς δίσκους (μεγέθους όσο όλο το ηλιακό μας σύστημα!) περιστρεφόμενης ύλης, η οποία «απορροφάται» σπειροειδώς προς το κέντρο της μαύρης τρύπας.

Τέτοιοι δίσκοι είναι ανάμεσα στα πιο φωτεινά αντικείμενα στο σύμπαν, με συνέπεια να είναι δυνατό, παρά την τεράστια απόσταση στον χώρο και τον χρόνο, οι αστρονόμοι να μελετήσουν με σχετική λεπτομέρεια τις φυσικές ιδιότητές τους.

Το φως των κβάζαρ-μαύρων τρυπών που ανακαλύφθηκαν, χρειάστηκε περίπου 13 δισ. χρόνια για να φτάσει στον πλανήτη μας, με άλλα λόγια βλέπουμε αυτές τις μαύρες τρύπες όπως ήσαν γύρω στο ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το αρχικό «Μπιγκ Μπανγκ» της δημιουργίας.

Η ανακάλυψη, υπό τον Λινούα Ζιάνγκ του αμερικανικού πανεπιστημίου της Αριζόνα, με τη συμμετοχή ερευνητών των γερμανικών Ινστιτούτων Αστρονομίας και Εξωπλανητικής Φυσικής Μαξ Πλανκ, συνιστά την πρώτη φορά που παρατηρήθηκε ένα τόσο μακρινό και αρχαίο κβάζαρ, ουσιαστικά δηλαδή μια μαύρη τρύπα στο αρχικό στάδιο της εξέλιξής της.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο «Σπίτσερ» της NASA για να παρατηρήσουν υπέρυθρο φως από τα υπερβολικά μακρινά κβάζαρ, τα οποία δεν περιβάλλονταν από τεράστια νέφη ύλης, όπως οι πιο σύγχρονες μαύρες τρύπες. Το πολύ πρώιμο σύμπαν δεν περιείχε καθόλου σκόνη, συνεπώς τα πρώτα άστρα και γαλαξίες δεν περιείχαν σκόνη.

Ήσαν πολύ καυτά και ακτινοβολούσαν έντονα, όμως δεν περιείχαν σωματίδια σκόνης.

Με «φωτιά χωρίς καπνό» τα παρομοίασαν οι αστρονόμοι, που πρώτοι έκαναν την ανακάλυψη.

Οι επιστήμονες, κάνοντας υπολογισμούς, συμπέραναν ότι υπάρχει σχέση αναλογίας ανάμεσα στην μάζα (το μέγεθος) της κεντρικής μαύρης τρύπας ενός κβάζαρ και της ύλης (σκόνης) που την περιβάλλει, πράγμα που δείχνει μια εξελικτική διαδικασία: η μαύρη τρύπα διογκώνεται γρήγορα «ρουφώντας» τη γύρω ύλη της και, παράλληλα, όλο και περισσότερη καυτή σκόνη παράγεται διαχρονικά.

Η εργασία των αστρονόμων θα παρουσιαστεί αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό “Nature”.