Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΕΠΙΣΤΗΜΗ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΕΠΙΣΤΗΜΗ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

Δευτέρα 18 Ιανουαρίου 2021

0

Πώς θα ήταν ο κόσμος αν σταματούσε να λειτουργεί το GPS;

Το GPS χρησιμοποιείται σε όλο το φάσμα της σύγχρονης ζωής από τον στρατό μέχρι τα ράφια των σούπερ μάρκετ. Παρόλα αυτά είναι ένα πολύ ευαίσθητο σύστημα σε επιθέσεις. Τι θα γινόταν αν σταματούσε να λειτουργεί και κατά πόσον μπορεί να επηρεαστεί από την έλευση της τεχνολογίας του 5G;

Όταν η δορυφορική επικοινωνία στο αεροδρόμιο του Μπεν Χουριόν μπλόκαρε πέρσι, οι συγκρούσεις των αεροπλάνων αποφεύχθηκαν μόνο λόγω της επιδεξιότητας των ελεγκτών εναέριας κυκλοφορίας. Το «ατύχημα» προκλήθηκε από τις ρωσικές δυνάμεις που πολεμούσαν στη Συρία, αλλά είναι ενδεικτικό της επικινδυνότητας του global positioning system, γνωστότερου ως GPS.

Ολοένα και περισσότεροι άνθρωποι αναγνωρίζουν την ανάγκη προστασίας και βελτίωσης του GPS, σύμφωνα με τον Τοντ Χάμφρις, μηχανικό επικοινωνιών στο Πανεπιστήμιο του Τέξας.

Πλέον το GPS βρίσκεται σε πολλά κομμάτια της καθημερινότητάς μας. Στην πιο απλή μορφή μπορεί να μας δώσει το στίγμα ενός δέκτη σήματος πάνω στη Γη. Τα αυτοκίνητα και τα κινητά έχουν GPS, ενώ τα πλοία το χρησιμοποιούν σαν σύγχρονο φάρο για να πλοηγηθούν σε δύσκολα σημεία.

Αν και δεν το γνωρίζουν πολλοί, οι γερανοί στα λιμάνια χρησιμοποιούν το σύστημα για να εντοπίσουν ποιο κοντέινερ πρέπει να μεταφερθεί που, ενώ σημαίνοντα ρόλο κατέχει και στα logistics άλλων επιχειρήσεων, από τα σούπερ μάρκετ μέχρι τις κατασκευαστικές. Για την ακρίβεια χωρίς αυτό, ορισμένα από τα ράφια των σούπερ μάρκετ θα ήταν άδεια και οι τιμές θα ήταν υψηλότερες.

Το GPS όμως δεν έχει να κάνει μόνο με την τοποθεσία, αλλά και με τον χρόνο.

Μία ομάδα 30 δορυφόρων, οι οποίοι κινούνται σε τροχιά γύρω από τη Γη χρησιμοποιούν ατομικά ρολόγια ακριβείας για να συγχρονίσουν τα σήματά τους. Επιτρέπουν στους χρήστες να καθορίσουν την ώρα με ακρίβεια 100 δισεκατομμυριοστών του δευτερολέπτου. Τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας χρησιμοποιούν το GPS για να συγχρονιστούν, ενώ χρηματοπιστωτικοί και τραπεζικοί θεσμοί βασίζονται σε αυτό για την ασφάλεια των μεταφορών και των πληρωμών.

5G και GPS

Τον Μάιο αξιωματούχοι του αμερικανικού Πενταγώνου είχαν ασκήσει έντονη κριτική στην απόφαση της αμερικανικής Ομοσπονδιακής Επιτροπής Επικοινωνιών (Federal Communicatiosn Commission – FCC) να επιτρέψει στην εταιρεία δορυφορικών επικοινωνιών Ligado να αναπτύξει ένα εθνικό δίκτυο 5G, επισημαίνοντας ότι θα έχει αρνητικά αποτελέσματα στα σήματα GPS τα οποία είναι ζωτικής σημασίας για τις στρατιωτικές επιχειρήσεις.

«Το GPS πάντα ήταν μία τεχνολογία ζωτικής σημασίας που υποστήριζε τη δημόσια ασφάλεια της χώρας, την αστυνομία και τις υγειονομικές υπηρεσίες. Κυριολεκτικά σώζει ζωές» τόνισε ο στρατιωτικός Τζον Ρέιμοντ στην Επιτροπή Ενόπλων Δυνάμεων της Γερουσίας σε μία συνεδρίαση που συμμετείχαν και άλλοι αξιωματούχοι του Πενταγώνου. «Συνήθως οι Αμερικανοί δεν είναι υπό την απειλή ηλεκτρονικών επιθέσεων εντός της χώρας, αλλά οι υπηρεσίες του GPS στις οποίες βασίζονται καθημερινά απειλούνται αν το σήμα και το περιβάλλον του GPS δεν προστατευτούν από παρεμβολές».

Η αξιωματούχος του υπουργείου Αμυνας Ντέινα Ντίζι δήλωσε στην επιτροπή ότι η πρόταση της Ligado θα έχει «απαράδεκτο επιχειρησιακό αντίκτυπο και θα επηρεάσει αρνητικά τις στρατιωτικές δυνατότητες της τεχνολογίας του GPS».

GPS
Ολοένα και περισσότεροι άνθρωποι αναγνωρίζουν την ανάγκη προστασίας και βελτίωσης του GPS, σύμφωνα με τον Τοντ Χάμφρις, μηχανικό επικοινωνιών στο Πανεπιστήμιο του Τέξας. © Shutterstock

«Μέσα από αυτή τη διαδικασία, το υπουργείο ξεκαθάρισε ότι αποδοχή των σχεδίων της Ligado θα προκαλέσει επικίνδυνες παρεμβολές σε εκατομμύρια δέκτες GPS -πολιτών και στρατού- σε όλη τη χώρα» πρόσθεσε η Ντίζι.

Ο γερουσιαστής και πρόεδρος της επιτροπής Τζέιμς Ινχοφ αποδοκίμασε και αυτός με τη σειρά του την απόφαση της FCC.

«Πρόκειται για ένα περίπλοκο ζήτημα το οποίο εν τέλει καταλήγει στο ρίσκο. Και δεν νομίζω ότι είναι καλή ιδέα να διακινδυνεύουμε τα σήματα GPS στα οποία βασίζεται η εθνική και οικονομική μας ασφάλεια προς όφελος μίας εταιρείας και των επενδυτών της» τόνισε ο Ινχοφ. «Μετά από εκτεταμένες μελέτες και ανάλυση, οι ειδικοί σχεδόν κάθε ομοσπονδιακής υπηρεσία μας λένε ότι τα σχέδια της Ligado θα προκαλέσουν παρεμβολές στα συστήματα GPS».

Από το 2015, η Ligado προωθεί μία πρόταση για ένα δίκτυο το οποίο θα χρησιμοποιεί το φάσμα L-band, το οποίο χρησιμοποιείται για να μεταδίδονται τα σήματα GPS καθώς μπορεί να «περάσει» μέσα από εμπόδια όπως τα σύννεφα, η ομίχλη, η βροχή, οι καταιγίδες και η βλάστηση. Αυτός είναι και ο λόγος που το αμερικανικό υπουργείο Αμυνας εκφράζει ανησυχίες για τα σχέδια της εταιρείας. Η Ligado έχει αναφέρει ότι ένα δίκτυο το οποίο θα χρησιμοποιεί το συγκεκριμένο φάσμα συχνοτήτων επιτρέπει στις εταιρείες τηλεπικοινωνιών να αναπτύξουν δίκτυα 5G με μεγαλύτερη ευκολία.

Παρά τις αντιδράσεις του Πενταγώνου η πενταμελής επιτροπή του FCC αποφάσισε να εγκρίνει τα σχέδια της Ligado.

Ενας κόσμος χωρίς GPS

Η αλήθεια είναι ότι θα ήμασταν χαμένοι χωρίς αυτό. Υπάρχει κάτι που μπορεί να το αντικαταστήσει; Και πώς θα ήταν ένας κόσμος χωρίς GPS;

Η απώλεια του δορυφορικού συστήματος για πέντε μέρες θα οδηγούσε σε απώλειες 5,1 δισεκατομμυρίων δολαρίων μόνο στο Ηνωμένο Βασίλειο, σύμφωνα με έκθεση του London School of Economics. Η αμερικανική οικονομία θα δεχόταν ισχυρότερο πλήγμα, καθώς θα χανόταν περίπου ένα δισεκατομμύριο καθημερινά από την απώλεια του σήματος, ενώ οι ζημιές θα έφταναν το 1,5 δις. σε περίπτωση που το σύστημα «έπεφτε» το διάστημα Απριλίου-Μαΐου που κορυφώνεται η αγροτική παραγωγή στις ΗΠΑ.

Παρά την εξάρτηση της παγκόσμιας οικονομίας (και ζωής) από το GPS, οι «διακοπές σήματος» είναι συχνό φαινόμενο. Συνήθως, οφείλονται σε στρατιωτικές ασκήσεις. Η αμερικανική κυβέρνηση πραγματοποιεί συχνά ασκήσεις και ελέγχους που οδηγούν στη διακοπή σήματος, αλλά και σε κάποια τεχνικά προβλήματα.

GPS
Το GPS δεν έχει να κάνει μόνο με την τοποθεσία, αλλά και με τον χρόνο. © NASA

Τα «άλλα» GPS

Προφανώς υπάρχουν και άλλα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης -όπως το ρωσικό Glonass, το Galileo της Ευρωπαϊκής Ενωσης και το BeiDou της Κίνας, τα οποία όλα λειτουργούν όλα με παρόμοιο τρόπο με το GPS. Αλλά, οι ηθελημένες ή κατά λάθος διακοπές δημιουργούν σε προβλήματα όλα τα συστήματα γεωεντοπισμού.

«Ο στρατός έρχεται αντιμέτωπος με διακοπές πολύ συχνά πλέον», λέει ο Τσάρλι Κάρι, συνεργάτης στο Royal Institute of Navigation και ιδρυτής της εταιρείας Chronos Technology.

Από «ποιους» κινδυνεύει το GPS;

Οι στρατιωτικοί έχουν έναν ακόμη λόγο να είναι ανήσυχοι. Το GPS αναπτύχθηκε αρχικά από το αμερικανικό Πεντάγωνο και πλέον «καθοδηγεί» από drones μέχρι πολεμικά πλοία. Η λειτουργία του πλέον απειλείται.

Μία μεγάλη ηλιακή καταιγίδα, όπως το Carrington Event του 1859, θα μπορούσε να οδηγήσει στην κατάρρευση ολόκληρου του δικτύου.

Εγκληματικές οργανώσεις χρησιμοποιούν συσκευές που εμποδίζουν τη λειτουργία του συστήματος, τις οποίες βρίσκουν εύκολα στο διαδίκτυο,  για να «κρύψουν» κλεμμένα αυτοκίνητα, αδιαφορώντας για τις ευρύτερες συνέπειες που προκαλούν.

«Υπάρχει η απομακρυσμένη απειλή ότι ολόκληρο το σύστημα θα καθίστατο ανενεργό από το ξέσπασμα ενός πόλεμου στην αμερικανική οικονομία, μέσα από επιθέσεις σε βασικές υποδομές», λέει ο Χάμφρις.

Θα χανόταν περίπου ένα δισεκατομμύριο καθημερινά στην αμερικανική οικονομία από την απώλεια του σήματος, ενώ οι ζημιές θα έφταναν το 1,5 δις. σε περίπτωση που το σύστημα «έπεφτε» το διάστημα Απριλίου-Μαΐου που η κορυφώνεται η αγροτική παραγωγή στις ΗΠΑ. © Shutterstock

Οι εναλλακτικές λύσεις

Αλλά αν το GPS ή τα άλλα συστήματα εξαφανίζονταν, ποιες θα ήταν οι εναλλακτικές λύσεις;

Μία εναλλακτική λύση μπορεί να αποδειχθεί η νέα εκδοχή του συστήματος Long Range Navigation (Loran), το οποίο αναπτύχθηκε από τις συμμαχικές δυνάμεις κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο για την επικοινωνία των πλοίων που διέσχιζαν τον Ατλαντικό. Αντί δορυφόρων, λειτουργούσε μέσω πομπών, οι κεραίες των οποίων έφταναν τα 200 μέτρα.

Στην αρχή το Loran μπορούσε να εγγυηθεί ακρίβεια μόνο εντός λίγων μιλίων, αλλά η απόσταση που κάλυπτε αυξήθηκε τη δεκαετία του 1970 στα εκατοντάδες μέτρα. Το Ηνωμένο Βασίλειο και άλλες χώρες απέσυραν τους πομπούς Loran από το δυναμικό τους στην αρχή της δεκαετίας του 2000 όταν η καθιέρωση του GPS κατέστησε το σύστημα «απαρχαιωμένο». Μία μοντέρνα και βελτιωμένη εκδοχή, γνωστή ως eLoran θα μπορούσε να φτάσει το GPS σε ακρίβεια. Εκτός από την αναβάθμιση των πομπών και των δεκτών, το νέο σύστημα χρησιμοποιεί μία τεχνική που ονομάζεται «διαφορική διόρθωση», όπου το σήμα ελέγχεται από διαφορετικούς σταθμούς αναφοράς και διορθώνεται αν χρειαστεί.

Αυτή η ανανεωμένη έκδοση θα είναι ικανή -σύμφωνα με πληροφορίες- να προσδιορίσει τοποθεσίες με ακρίβεια εντός 10 μέτρων. Επίσης, αντίθετα με το GPS το σήμα του θα μπορεί να διαπεράσει τοίχους και τούνελ, κυρίως λόγω της χαμηλής συχνότητας που χρησιμοποιεί και της υψηλής ισχύς του σήματος που διαθέτει. Πρέπει, όμως, κάποιος να το χρηματοδοτήσει.

«Το eLoran είναι μία σπουδαία τεχνολογία το οποίο μπορεί να καλύψει τα εθνικά κενά εφόσον υπάρξει η δέσμευση της κατασκευής και συντήρησης του», λέει ο Χάμφρις.

Άλλες προσεγγίσεις δεν απαιτούν επιπρόσθετες υποδομές. Πολύ πριν τα ραδιοσήματα, οι ναύτες χρησιμοποιούσαν τον ήλιο και τα αστέρια ως πυξίδα. Η ίδια τεχνική χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα. Οι πύραυλοι Trident για παράδειγμα χρησιμοποιούν ένα σύστημα «αστρικής πλοήγησης», χρησιμοποιώντας ως σταθερά σημεία τα αστέρια για να καθορίσουν την τροχιά τους.

Το eLoran είναι ένα από τα πάρα πολλά συστήματα που δημιουργούνται ή έχουν δημιουργηθεί σε διάφορες χώρες του κόσμου για να αντικαταστήσουν το GPS.

Αν και δεν υπάρχει ένα σύστημα το οποίο μπορεί να αναπληρώσει επακριβώς την ισχύ του GPS και ίσως τελικά υπερισχύσει ένα μείγμα λύσεων, το μόνο σίγουρο είναι ότι οι επιλογές θα αυξηθούν στο μέλλον. Το αμερικανικό υπουργείο Μεταφορών έχει ανακηρύξει διαγωνισμό για την επιλογή των πιθανών εναλλακτικών του GPS.

Επίσης σίγουρο είναι ότι γινόμαστε ολοένα και πιο εξαρτώμενοι από το GPS. Τα αυτοκινούμενα αυτοκίνητα, τα delivery drones τα ιπτάμενα ταξί βασίζονται στο GPS.

Αυτό δημιουργεί και ένα μείζων πρόβλημα, αν δεν βρεθούν εναλλακτικές, σημαίνει ότι με το πάτημα ενός κουμπιού ολόκληρη η παραγωγική διαδικασία μίας περιοχής θα μπορούσε να σταματήσει.

με πληροφορίες από BBC, The Hill

https://travelestate.gr/

0

Κοπάδι ρομποτικών ψαριών συγχρονίζει το κολύμπι του για πρώτη φορά - Ρομπότ εμφανίζει τα πρώτα ψήγματα ενσυναίσθησης

Τα κοπάδια των ψαριών εμφανίζουν πολύπλοκη και συγχρονισμένη συμπεριφορά, πράγμα που τους βοηθά να βρίσκουν τροφή, να μεταναστεύουν και να ξεφεύγουν από τους θηρευτές.


Τα ψάρια δεν επικοινωνούν μεταξύ τους για να συνεννοηθούν τι θα κάνουν μετά, αλλά η συλλογική συμπεριφορά τους αναδύεται μέσα από έναν αυθόρμητο συντονισμό, με το κάθε ψάρι να παίρνει αποφάσεις ανάλογα με το τι βλέπει να κάνουν τα άλλα γύρω του.


Αυτή η αποκεντρωμένη συμπεριφορά, αυτο-οργάνωση και συνεργασία ανέκαθεν γοήτευε τους επιστήμονες, ιδίως τους ειδικούς στη ρομποτική. Τώρα, για πρώτη φορά, ερευνητές της Σχολής Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών και του Ινστιτούτου Βιολογικά Εμπνευσμένης Μηχανικής Wyss του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ των ΗΠΑ, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Ρομποτικής «Science Robotics», ανέπτυξαν ρομπότ-ψάρια που μπορούν να συγχρονίσουν αυθόρμητα τις κινήσεις τους στο νερό όπως ένα κοπάδι πραγματικών ψαριών, χωρίς τον παραμικρό εξωτερικό έλεγχο. Είναι η πρώτη φορά που επιτυγχάνεται πολύπλοκη συλλογική συμπεριφορά υποθαλάσσιων ρομπότ χωρίς έξωθεν παρέμβαση.

«Τα ρομπότ συχνά αναλαμβάνουν αποστολές σε περιοχές απρόσιτες ή επικίνδυνες για τους ανθρώπους, όπου η ανθρώπινη παρέμβαση μπορεί να μην είναι δυνατή. Σε αυτές τις καταστάσεις είναι πραγματικά χρήσιμο να μπορεί ένα άκρως αυτόνομο ρομποτικό κοπάδι να έχει αυτάρκεια, ακόμη και αν δεν υπάρχουν κάτω από το νερό πράγματα όπως το GPS και το Wi-Fi», δήλωσε ο ερευνητής Φλόριαν Μπέρλινγκερ.

Ο συγχρονισμός των -έως επτά- ρομποτικών ψαριών έγινε εφικτός χάρη στον εφοδιασμό τους με ένα νέο σύστημα οπτικού συντονισμού με μπλε φως LED, ανάλογο της βιοφωταύγειας των πραγματικών ψαριών. Κάθε μηχανικό ψάρι διαθέτει δύο κάμερες-πτερύγια και τρία φώτα LED. Οι κάμερες ανιχνεύουν τα φωτάκια στα γύρω ψάρια και μετά ένας αλγόριθμος, ενσωματωμένος στο κάθε ρομπότ, καθορίζει την απόσταση και την κατεύθυνση των άλλων, ώστε το κάθε «ψάρι» να προσαρμόσει ανάλογα τη συμπεριφορά του, π.χ. κολυμπώντας ομαδικά σε κύκλους.

Καθόλου τυχαία, η ανάπτυξη του ρομποτικού κοπαδιού έγινε με την υποστήριξη του Γραφείου Ερευνών του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ, το οποίο -προφανώς- διαβλέπει (και) στρατιωτικές εφαρμογές.

Ρομπότ με (κάποια) ενσυναίσθηση

Σε μία άλλη συναφή σημαντική «πρωτιά» στη ρομποτική, ερευνητές της Σχολής Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Πανεπιστημίου Κολούμπια της Νέας Υόρκης, με επικεφαλής της καθηγητή του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών Χοντ Λίπσον, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», δημιούργησαν ένα ρομπότ που μαθαίνει να προβλέπει οπτικά πώς θα συμπεριφερθεί ένα άλλο ρομπότ, εμφανίζοντας ένα υποτυπώδες είδος ενσυναίσθησης.

Το επίτευγμα ανοίγει τον δρόμο για να επικοινωνούν καλύτερα τα ρομπότ μεταξύ τους, αλλά και πιο «ανθρώπινα» με τους ανθρώπους, με τον ίδιο τρόπο που σε ένα ζευγάρι ο ένας σύντροφος μπορεί να προβλέψει την κίνηση του άλλου. Η ικανότητα των ανθρώπων και ορισμένων ζώων να προβλέπουν τις πράξεις των άλλων διευκολύνει τη συμβίωση, τη συνεργασία και την επιδίωξη κοινών στόχων. Όμως, έως τώρα τα ρομπότ υστερούσαν απελπιστικά σε αυτόν τον τομέα.

Τα πειράματα έδειξαν ότι το ένα ρομπότ ήταν σε θέση να προβλέψει τον στόχο του άλλου ρομπότ στο 98% των περιπτώσεων, απλώς και μόνο μέσω οπτικής παρατήρησης και με τον κατάλληλο αλγόριθμο. «Τα ευρήματα μας δείχνουν πώς τα ρομπότ αρχίζουν να βλέπουν τον κόσμο από την οπτική γωνία ενός άλλου ρομπότ. Είναι, ίσως, μία πρωτόγονη μορφή ενσυναίσθησης», ανέφερε ο ερευνητής Μπογιουάν Τσεν.

Προς το παρόν, οι συμπεριφορές των ρομπότ είναι πολύ απλούστερες από εκείνες των ανθρώπων, αλλά στην πορεία αναμένεται να βελτιώσουν τις δυνατότητές τους να «μπαίνουν στο μυαλό» ενός άλλου ρομπότ, με τον ίδιο τρόπο που τα παιδιά στην ηλικία των περίπου τριών ετών αρχίζουν να καταλαβαίνουν ότι οι άλλοι άνθρωποι γύρω τους έχουν τους δικούς τους στόχους, ανάγκες και απόψεις. Ασφαλώς, για ακόμη αρκετά χρόνια οι άνθρωποι θα είναι καλύτεροι από τα ρομπότ στο να «μπαίνουν στα παπούτσια» των άλλων.

Από την άλλη πλευρά, σύμφωνα με τον Λίπσον, ανακύπτουν ηθικά ερωτήματα, καθώς, μεταξύ άλλων, εάν η τεχνολογία επιτρέψει στα ρομπότ να έχουν ενσυναίσθηση παρόμοια με των ανθρώπων και να μπορούν να μαντέψουν τις σκέψεις και προθέσεις των ανθρώπων, ίσως μάθουν επίσης να χειραγωγούν τις ανθρώπινες σκέψεις. Άλλος ένας δυνητικός πονοκέφαλος από την ολοένα πιο ικανή τεχνητή νοημοσύνη…


https://www.real.gr/




Κυριακή 14 Φεβρουαρίου 2016

0

10 ερωτήσεις και απαντήσεις για τα βαρυτικά κύματα



Η 11η Φεβρουαρίου 2016 αποτελεί αναμφίβολα μια ιστορική μέρα για την επιστημονική κοινότητα.Ο διευθυντής του επιστημονικού πειράματος LIGO ανακοίνωσε επίσημα την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων.Τα βαρυτικά κύματα είχαν προβλεφθεί από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.Ας προσπαθήσουμε με τη βοήθεια δέκα ερωτοαπαντήσεων να κάνουμε προσιτή στο ευρύ κοινό την έννοια των περιβόητων βαρυτικών κυμάτων και να εξηγήσουμε πως έφτασαν οι επιστήμονες στην άμεση καταγραφή τους μετά από χρόνια ερευνών.
1)Τι είναι η βαρύτητα;
Η βαρύτητα είναι μια εκ των τεσσάρων δυνάμεων που υπάρχουν στη φύση και η ασθενέστερη από αυτές.Η βαρύτητα είναι αυτή που μας κρατάει στο έδαφος,διατηρεί τη σελήνη σε τροχιά και γενικότερα κυριαρχεί στον κόσμο μας.
2)Τι ονομάζουμε βαρυτικό πεδίο;
Βαρυτικό πεδίο είναι ο χώρος εκείνος μέσα στον οποίο κάθε μάζα δέχεται μια δύναμη.Για παράδειγμα, το γήινο βαρυτικό πεδίο έχει ως πηγή τη μάζα της Γης και ασκεί μια ελκτική δύναμη (βαρυτική έλξη) σε κάθε σώμα που εισέρχεται σε αυτό, είτε αυτό είναι ένα μικρό αντικείμενο είτε είναι η Σελήνη ή κάποιος από τους πλανήτες.
3)Πώς ορίζεται ο τετραδιάστατος χωροχρόνος;
Στη θεωρία της Σχετικότητας ο χώρος και ο χρόνος είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι και τη θέση του τρισδιάστατου (μήκος,πλάτος,ύψος) χώρου έχει πάρει ο τετραδιάστατος (μήκος,πλάτος,ύψος,χρόνος). χωροχρόνος. Σύμφωνα με τη θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν (μιας νέας θεωρίας της βαρύτητας μετά από αυτήν του Νεύτωνα) ο χώρος δεν είναι μια περιοχή που στερείται κάθε ιδιότητας,αλλά ένα ευλύγιστο μέσο που είναι σε θέση να κάμπτεται και να συστρέφεται.Ο τρόπος με τον οποίο κάμπτεται και συστρέφεται είναι αυτός που ουσιαστικά διαμορφώνει ένα βαρυτικό πεδίο.Η γενική σχετικότητα είναι μια γεωμετρία ενός καμπυλωμένου τετραδιάστατου χωροχρόνου.
4)Τι εννοούμε λέγοντας ότι η παρουσία μιας μάζας καμπυλώνει ή στρεβλώνει το χωροχρόνο;
Τα φαινόμενα βαρύτητας είναι στην ουσία τα εξογκώματα,τα βαθουλώματα και οι παραμορφώσεις του χωροχρόνου.Είναι βέβαια δύσκολο για τον ανθρώπινο νου να συλλάβει τα βαθουλώματα και τα εξογκώματα στον τετραδιάστατο χωροχρόνο.Ένα απλοποιημένο ανάλογο παράδειγμα στις δύο διαστάσεις που σίγουρα θα βοηθήσει είναι ένα υδατόστρωμα (ή και ένα επίπεδο δίχτυ) στο κέντρο του οποίου είναι τοποθετημένη μια σφαίρα (βλέπε φωτογραφία στην αρχή του άρθρου).
Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα της σφαίρας τόσο μεγαλύτερη θα είναι η τοπική καμπύλωση που προκαλεί αυτή στη δισδιάστατη επιφάνεια(υδατόστρωμα).Η καμπυλότητα αυτή σύμφωνα με τον Αϊνστάιν αποτελεί έκφραση της ύπαρξης του βαρυτικού πεδίου.Αν υπάρχει μια άλλη δεύτερη σφαίρα που κυλάει μακριά από την πρώτη, τότε θα διαγράψει μια ευθύγραμμη πορεία ενώ αν κινείται κοντά θα διαγράψει μια καμπύλη τροχιά μιας και θα κινείται στη βαθουλωμένη επιφάνεια.
5)Πώς δημιουργούνται τα βαρυτικά κύματα;
Ας χρησιμοποίησουμε και πάλι το δισδιάστατο παράδειγμα του υδατοστρώματος.Αν θέσουμε σε κίνηση την αρχικά ακίνητη σφαίρα στο κέντρο του υδατοστρώματος, θα διαδοθεί στην επιφάνειά του μια διαταραχή υπό τη μορφή κυμάτων προκαλώντας ρυτιδώσεις(βαθουλώματα και εξογκώματα).Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα που θα τεθεί σε κίνηση τόσο πιο μεγάλη θα είναι η διαταραχή και τόσο πιο έντονα τα κύματα.Έτσι και στο χωροχρόνο του σύμπαντος, η επιτάχυνση μιας μάζας παράγει βαρυτική ακτινοβολία που μπορεί να θεωρηθεί ως ένας κυματισμός της χωροχρονικής καμπυλότητας που διαδίδεται με την ταχύτητα του φωτός.Κάτι ανάλογο συμβαίνει στην Ηλεκτρομαγνητική θεωρία,όπου η επιτάχυνση ενός φορτισμένου σωματιδίου παράγει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία(φως,ραδιοκύματα,ακτίνες X κτλ.)
6)Γιατί είναι δύσκολο να ανιχνευθούν τα βαρυτικά κύματα;
Σε αντίθεση με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που είναι ανιχνεύσιμα (ανθρώπινο μάτι,κεραίες τηλεοράσεων,κινητών τηλεφώνων κτλ.), τα βαρυτικά κύματα δύσκολα μπορούν να ανιχνευθούν.Ακόμα και οι οι πιο ισχυρές βαρυτικές διακυμάνσεις δημιουργούν πολύ μικρές παραμορφώσεις στον χωροχρόνο φτάνοντας στη Γη.Η αλληλεπίδραση των βαρυτικών κυμάτων με την ύλη είναι αμελητέα και οι παραμορφώσεις που αυτά προκαλούν στα σώματα είναι απειροελάχιστες.
7)Ποιες είναι οι πιθανές πηγές ανιχνεύσιμων βαρυτικών κυμάτων;
Βαρυτικά κύματα υπάρχουν παντού γύρω μας.Κουνώντας για παράδειγμα κάποιος το χέρι του μπρος-πίσω δημιουργεί ένα βαρυτικό κύμα το οποίο δεν είναι βέβαια καθόλου ισχυρό.Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα που έχει ένα σώμα που επιταχύνεται και όσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνσή του, τόσο πιο ισχυρό είναι το βαρυτικό κύμα.Αστροφυσικά φαινόμενα τα οποία οδηγούν σε μεγάλη παραγωγή βαρυτικής ακτινοβολίας είναι οι εκρήξεις σουπερνόβα (εκρήξεις που συμβαίνουν στο τέλος της ζωής των αστέρων),η επισώρευση ενός αστέρα σε μια μεγάλη μαύρη τρύπα (σκοτεινά σώματα με πολύ ισχυρό βαρυτικό πεδίο που δεν επιτρέπουν ούτε στο φως να ξεφύγει1) στο κέντρο ενός γαλαξία ή ενός αστρικού σμήνους,η συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων(είδος αστρικού κατάλοιπου που προκύπτει από τη βαρυτική κατάρρευση ενός αστέρα πολύ μεγάλης μάζας) ή δύο μαύρων τρυπών που κινούνται σε γειτονικές τροχιές.
8)Πώς μπορούν να ανιχνευθούν τα βαρυτικά κύματα;
Όταν το βαρυτικό κύμα περάσει μέσα από την ύλη,οι κυματισμοί στη χωροχρονική καμπυλότητα θα ασκήσουν «δυνάμεις» στην ύλη.Πιο συγκεκριμένα, ένα βαρυτικό κύμα που προσπίπτει κάθετα στη Γη σε μια περιοχή που έχουμε τοποθετήσει δύο ράβδους σε σχήμα «L»,θα μεταβάλλει με συγκεκριμένο και ρυθμικό τρόπο το μήκος των δύο ράβδων.Όταν το μήκος της μιας ράβδου θα μειώνεται, της άλλης θα αυξάνεται και αντίστροφα,με έναν συγκεκριμένο ρυθμό που καθορίζεται από το κύμα.Οι συσκευές ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων πρέπει να εντοπίσουν αυτές τις απειροελάχιστες παραμορφώσεις των ράβδων οι οποίες και αποτελούν ένδειξη της διέλευσης ενός βαρυτικού κύματος.
9)Πού υπάρχουν σήμερα ανιχνευτές βαρυτικής ακτινοβολίας;
Κοντά στην Πίζα της Ιταλίας υπάρχει μια κατασκευή ανιχνευτών βαρυτικής ακτινοβολίας (VIRGO) ενώ το αμερικανικό πρόγραμμα (LIGO) αποτελείται από δύο ανιχνευτές που βρίσκονται στις πολειτείες της Λουιζιάνα και της Ουάσινγκτον αντίστοιχα.Ανιχνευτές έχουν τεθεί σε λειτουργία στο Αννόβερο της Γερμανίας και στο Κιότο της Ιαπωνίας.Στο μέλλον ανιχνευτές βαρυτικής ακτινοβολίας αναμένεται να τοποθετηθούν και στο διάστημα(LISA).
10)Ποια είναι η σημασία της ανίχνευσης των βαρυτικών κυμάτων;
Η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων θα μας δώσει πληροφορίες για φαινόμενα τα οποία πιθανόν να συμμετέχει και μια μαύρη τρύπα.Η Αστρονομία Βαρυτικών Κυμάτων ίσως να προσφέρει ένα τρόπο για να ανιχνευθούν οι μαύρες τρύπες.Αν η πιθανή πηγή την βαρυτικών κυμάτων είναι ένα διπλό σύστημα αστέρων νετρονίων θα εξαχθούν πολλές πληροφορίες για την μάζα του συστήματος και για την ακτίνα των αστέρων νετρονίων.Θα επιτραπεί επίσης στους επιστήμονες να μελετήσουν τις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων και τις αλληλεπιδράσεις τους σε υψηλές πυκνότητες που είναι αδύνατον να παραχθούν εργαστηριακά.Εν κατακλείδι,η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων θα μας δώσει τη δυνατότητα,να ανακαλύψουμε πολλά από τα ανεξερεύνητα ως τώρα μυστικά του Σύμπταντος!

Τετάρτη 10 Φεβρουαρίου 2016

0

Υγιείς και μετά τα 100!


Ο διακεκριμένος βιογεροντολόγος Σουρές Ράταν μιλάει στην Αθήνα για την «τέταρτη ηλικία» που βρίσκεται προ των πυλών
Υγιείς και μετά τα 100!
Η «τέταρτη ηλικία» βρίσκεται προ των πυλών, υποστηρίζουν οι επιστήμονες που προσπαθούν να επιβραδύνουν ή ακόμη και - γιατί όχι; - να αναστρέψουν το βιολογικό ρολόι μας

Μπορούμε όχι μόνο να «πατήσουμε» τα 100 αλλά και να απολαμβάνουμε μια ζωή γεμάτη υγεία; Ακόμη και αν - τουλάχιστον προς το παρόν - η επιστήμη δεν μπορεί να μας υποσχεθεί την αιωνιότητα, ήδη μιλάει για μια «τέταρτη ηλικία» η οποία βρίσκεται προ των πυλών. Τα τελευταία χρόνια έχουν σημειωθεί σημαντικά βήματα στη μελέτη της γήρανσης και των μηχανισμών της και ένας διεθνούς φήμης καθηγητής Βιογεροντολογίας, ο Σουρές Ράταν από το Πανεπιστήμιο του Ορχους στη Δανία, θα βρεθεί την ερχόμενη Δευτέρα, 8 Φεβρουαρίου, στην Αθήνα για να μιλήσει για αυτά μαζί με τον ερευνητή Βιοχημείας Στάθη Γκόνο από το Εθνικό Ιδρυμα Ερευνών. Οι δύο επιστήμονες θα έχουν συζήτηση με θέμα «Living a healthy life beyond 100» στο πλαίσιο της σειράς επιστημονικών διαλέξεων για το ευρύ κοινό «The Hub Science».
Το καλό στρες
Ο Σουρές Ράταν έχει συνδέσει το όνομά του με αρκετές ανακαλύψεις στη μελέτη της γήρανσης, η πιο διάσημη όμως θεωρία του των τελευταίων ετών είναι αυτή της «όρμησης» (στα αγγλικά «hormesis»). Σύμφωνα με αυτήν το στρες - κάτι που όλοι μάς συμβουλεύουν να αποφεύγουμε - μπορεί τελικά να μας κάνει καλό και να μας «ξανανιώνει». Αρκεί να το υφιστάμεθα με δική μας επιλογή και σε μετρημένες δόσεις. «Πάντα λέμε για το στρες ότι είναι κακό. Είναι κακό όταν μας επιβάλλεται και όταν είναι συνεχές, σε μεγάλες δόσεις. Οταν έντονο και συνεχές στρες μάς επιβάλλεται εξαιτίας π.χ. της δουλειάς ή άλλων καταστάσεων στη ζωή μας, τότε δεν υπάρχει περίοδος ανάκαμψης, επαναφοράς στην ηρεμία, και αυτό είναι κακό για τον οργανισμό» εξηγεί ο καθηγητής μιλώντας στο «Βήμα».«Υπάρχουν όμως και άλλα είδη στρες τα οποία εμείς οι ίδιοι επιλέγουμε να επιβάλλουμε στον εαυτό μας και αυτά, όπως φαίνεται, μας ωφελούν».
Αυτό το ωφέλιμο είδος στρες, όπως μας λέει ο κ. Ράταν, είναι εκείνο το οποίο με κάποιον τρόπο προκαλεί για ένα διάστημα το σώμα μας και το δοκιμάζει. Ως πιο «τρανταχτό» παράδειγμα υποδεικνύει τη γυμναστική, αν και όπως υπογραμμίζει αυτό δεν είναι το μόνο.«Υστερα από μια δύσκολη μέρα γεμάτη στρες τι κάνετε, πληρώνετε για να πάτε στο γυμναστήριο και να επιβάλετε στον εαυτό σας ακόμη περισσότερο στρες. Γιατί αυτό ακριβώς είναι η άσκηση, στρες» τονίζει, προσθέτοντας ότι όταν ασκούμαστε παράγουμε πολύ περισσότερες ελεύθερες ρίζες και οξέα που σκοτώνουν τα κύτταρα του οργανισμού μας. «Υστερα όμως υπάρχει η περίοδος της επαναφοράς στην ήρεμη κατάσταση και τότε είναι που παίρνουμε όλο το όφελος. Και το όφελος δεν είναι μόνο για τα πόδια, που ενδεχομένως γυμνάσαμε, αλλά για ολόκληρο το σώμα, για τη μνήμη και για τη διάθεσή μας. Αυτό είναι ουσιαστικά το φαινόμενο της όρμησης: χαμηλά επίπεδα στρες τα οποία επιλέγουμε οι ίδιοι και  αποβαίνουν όπως φαίνεται πάντοτε ωφέλιμα».
Εμβόλιο ζωτικότητας
«Πρακτικά η θεωρία της όρμησης είναι κάτι σαν την ιδέα του εμβολιασμού - ότι δηλαδή πρέπει να εκτιθέμεθα σε πολύ μικρές τοξικές δόσεις για να διατηρούμε τον οργανισμό σε εγρήγορση» λέει στο «Βήμα» ο Στάθης Γκόνος. «Παραδείγματος χάριν ενώ το πολύ αλκοόλ είναι οπωσδήποτε βλαβερό, το ένα ποτηράκι κρασί είναι θεμιτό. Γιατί; Διότι αν και το αλκοόλ είναι δηλητήριο, σε μικρές δόσεις αποτελεί στην ουσία μια ενίσχυση για τον οργανισμό. Ο Σουρές Ράταν έχει αναπτύξει μια ολόκληρη θεωρία επάνω σε αυτό η οποία, όπως φαίνεται από τις μελέτες, ισχύει».

Εκτός από την άσκηση, το τονωτικό για τον οργανισμό στρες μπορεί να προέλθει και από πολλές άλλες πηγές, όπως π.χ. το φαγητό ή η «πνευματική γυμναστική» κ.ά. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα, όχι μόνο για την όρμηση αλλά και για όλες τις νεότερες εξελίξεις που έχουν σημειωθεί διεθνώς, όπως και για τα εξατομικευμένα πρωτόκολλα που εφαρμόζονται στο Εθνικό Ιδρυμα Ερευνών εδώ στην Ελλάδα και φαίνονται σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και να αναστρέφουν το βιολογικό ρολόι βελτιώνοντας την υγεία, δεν έχετε παρά να παρακολουθήσετε τη συζήτηση στο The Hub Events. Ο Σουρές Ράταν και ο Στάθης Γκόνος θα είναι στη διάθεση του κοινού για ερωτήσεις οι οποίες μπορούν να αγγίξουν, όπως μας είπαν οι ίδιοι, ακόμη και φιλοσοφικού περιεχομένου ευρύτερα θέματα περί ζωής, θανάτου και αθανασίας.
vima

Δευτέρα 1 Φεβρουαρίου 2016

0

Οι σκύλοι διαβάζουν τα ανθρώπινα συναισθήματα


Νέα μελέτη δείχνει ότι ο καλύτερος φίλος του ανθρώπου αναγνωρίζει πότε κάποιος είναι χαρούμενος ή λυπημένος, ακόμα και αν αυτός τους είναι άγνωστος
Οι σκύλοι διαβάζουν τα ανθρώπινα συναισθήματα
 
Για πρώτη φορά νέα μελέτη αποδεικνύει ότι οι σκύλοι είναι σε θέση να διαβάζουν τα συναισθήματα και την διάθεση των γύρω τους και μάλιστα όχι μόνο των σκύλων αλλά και των ανθρώπων ακόμα και αν αυτοί τους είναι παντελώς άγνωστοι.
Τα εντυπωσιακά αποτελέσματα που έρχονται να προστεθούν σε προηγούμενα ευρήματα γύρω από την ισχυρή ενσυναίσθηση του καλύτερου φίλου του ανθρώπου, έρχονται από ερευνητές του Πανεπιστημίου Λίνκολν.
Κατανοώντας αγνώστους
Στο πλαίσιο της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό έντυπο «Biology Letters», χρησιμοποιήθηκαν 17 δεσποζόμενοι σκύλοι οι οποίοι τοποθετήθηκαν μπροστά από μια οθόνη στην οποία προβάλλονταν οι εικόνες ανθρώπινων προσώπων και σκύλων, μοιρασμένες σε δύο κατηγορίες: η μια είχε παιχνιδιάρικη διάθεση ενώ η άλλη εξέφραζε θυμό.
Στην περίπτωση των σκυλίσιων εικόνων, οι επιστήμονες έπαιζαν στους τετράποδους εθελοντές παράλληλα μια κασέτα με το γάβγισμα ενός σκύλου για να δουν ποια φωτογραφία θα τους κέντριζε περισσότερο το ενδιαφέρον. Διαπίστωσαν λοιπόν, ότι όταν το γάβγισμα ήταν χαρούμενο, οι σκύλοι αφιέρωναν περισσότερο χρόνο να κοιτάζουν τις εικόνες των σκύλων. Όταν πάλι άκουγαν γρυλίσματα, επικεντρώνονταν περισσότερο σε εικόνες θυμού. Στην περίπτωση του ουδέτερου γαβγίσματος, τα ζώα κοίταζαν εξίσου επίμονα και τις δύο κατηγορίες εικόνων.
Σύμφωνα με τον επικεφαλής της μελέτης δρα Ντάνιελ Μιλς, οι σκύλοι φάνηκε να συνδυάζουν τα οπτικά και τα ακουστικά ερεθίσματα που λάμβαναν κάθε φορά προκειμένου να αξιολογήσουν την διάθεση του εικονιζόμενου σκύλου.
Και στην περίπτωση των εικόνων ανθρώπων, οι οποίες συνοδεύονταν από ηχητικό υλικό με την άλλοτε χαρούμενη και άλλοτε θυμωμένη φωνή ενός εκφωνητή, τα ζώα φάνηκε να αντιδρούν με τον ίδιο τρόπο.
Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι οι σκύλοι είναι ικανοί να διαχωρίσουν ένα χαρούμενο από ένα στενοχωρημένο πρόσωπο. Ωστόσο μέχρι σήμερα ήταν ασαφές το κατά πόσο κάτι τέτοιο αποτελούσε αποτέλεσμα εκπαίδευσης ή αν βασιζόταν στην κατανόηση των ζώων.
Ο καλύτερός μας φίλος
Οι αμερικανοί επιστήμονες υπογραμμίζουν ότι τα ζώα που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη δεν είχαν ξαναδεί τα προβαλλόμενα πρόσωπα ή ζώα και ούτε είχαν προηγουμένως ακολουθήσει οποιαδήποτε εκπαίδευση.
«Πρόκειται για ένα αμφιλεγόμενο ζήτημα που απασχολεί την επιστημονική κοινότητα, το αν δηλαδή οι σκύλοι είναι σε θέση να αναγνωρίζουν τα ανθρώπινα συναισθήματα» αναφέρει ο δρ Μιλς. «Πολλοί είναι οι ιδιοκτήτες σκύλων που δηλώνουν ότι τα κατοικίδιά τους εμφανίζουν ιδιαίτερη ευαισθησία γύρω από την διάθεση των μελών της οικογένειας. Ωστόσο, υπάρχει διαφορά ανάμεσα στην εκπαίδευση των ζώων ώστε να αντιδρούν κατάλληλα π.χ. στο άκουσμα μια θυμωμένη φωνή και στο να είναι σε θέση να αναγνωρίζουν ένα μεγάλο εύρος εκφράσεων που υποδεικνύει συγκεκριμένες διαθέσεις στους γύρω».
«Τα αποτελέσματά μας αποκαλύπτουν για πρώτη φορά, ότι οι σκύλοι είναι σε θέση να αναγνωρίζουν τα συναισθήματα τόσο των άλλων σκύλων όσο και των ανθρώπων» καταλήγει ο επικεφαλής της μελέτης.
bhma
0

Ευρώπη-Αμερική σε 11 λεπτά!


Παρουσιάστηκαν τα σχέδια ενός επαναστατικού υπερηχητικού αεροσκάφους
Ευρώπη-Αμερική σε 11 λεπτά!
Το σκάφος που θα μεταφέρει σε 11 λεπτά επιβάτες από την ευρωπαϊκή ήπειρο στην αμερικανική όπως το εμπνεύστηκε ο δημιουργός του
Σε μια ανάσα!
Ο μηχανικός Τσαρλς Μπομπάντιερ έγινε γνωστός πριν από λίγο καιρό όταν παρουσίασε ένα νέου τύπου στροβιλοκινητήρα, τον Skreemr jet, που επιτρέπει σε ένα σκάφος να αναπτύσσει ταχύτητες πέριξ των 10 Mach. Να πετάει δηλαδή με ταχύτητα δεκαπλάσια από αυτή του ήχου. Τώρα ο Μπομπάντιερ δημοσίευσε τα σχέδια ενός νέου σκάφους το οποίο ονόμασε «Αντίποδα» και όπως παρουσιάζεται στα χαρτιά τουλάχιστον θα μπορεί να κάνει το ταξίδι Ευρώπης-Αμερικής σε 11 λεπτά. Το σκάφος αυτό θα μπορεί να μεταφέρει δέκα επιβάτες.
Η τεχνολογία
Το σκάφος με τον στροβιλοκινητήρα Skreemr jet θα εκτοξεύεται από μια μαγνητική σταθερή γραμμή φτάνοντας τα 4 Mach και ύστερα θα χρησιμοποιούνται πύραυλοι κηροζίνης ή υγρού οξυγόνου. Με τη βοήθεια αυτών θα φτάνει σε υψηλή ταχύτητα όπου και θα μπορεί να χρησιμοποιήσει τον κινητήρα. Ενώ το σκάφος έχει αναπτύξει μεγάλη ταχύτητα, o κινητήρας θα μπορεί να συμπιέσει αέρα για εσωτερική καύση, καίγοντας ένα μίγμα πεπιεσμένου οξυγόνου και υδρογόνου φτάνοντας σε ταχύτητες μέχρι 10 Mach.
Ο Μπομπάντιερ σχεδίασε τώρα ένα σκάφος που θα διαθέτει στην μύτη του ένα ειδικό ακροφύσιο, ένα επιταχυντήρα αερίων, το οποίο θα δημιουργεί ένα αεροδιάδρομο μέσα στον οποίο θα παράγεται ένα αεροδυναμικό φαινόμενο που ονομάζεται LPM (long penetration mode). Το φαινόμενο αυτό θα επιτρέπει στο σκάφος να εκτοξεύεται κυριολεκτικά σε ταχύτητες 24 Mach. Με αυτές τις ταχύτητες θα μπορεί να πετάξει από το Λονδίνο στη Νέα Υόρκη σε 11 λεπτά, από τη Νέα Υόρκη στο Τόκιο σε 22 λεπτά και από τη Νέα Υόρκη στο Σίδνεϊ σε 32 λεπτά.
Η NASA
Πριν από λίγα 24ωρα η NASA ανακοίνωσε ότι στο Κέντρο Ερευνών Langley πραγματοποίησε τις πρώτες πετυχημένες δοκιμές ενός επαναστατικού στροβιλοκινητήρα ο οποίος λόγω της πολυπλοκότητας του μπορεί να κατασκευαστεί μόνο με χρήση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης. Ο στροβιλοκινητήρας αυτός αποτελεί προϊόν της συνεργασίας της NASA με την εταιρεία Orbital ATK και αν τελικά πάρε το πράσινο φως να τοποθετηθεί σε ένα σκάφος τότε αυτό το σκάφος θα μπορεί να πετάξει με ταχύτητες που θα αγγίζουν τα 5.5 χιλιάδες χλμ/ώρα και να καλύπτει έτσι την απόσταση Ευρώπης-Αμερικής σε διάστημα μίας ώρας.

0

ΚΛΙΜΑ: Το κακό, το χειρότερο και το εφιαλτικό σενάριο

Η διεθνής αποφασιστικότητα για «φρενάρισμα» της κλιματικής μεταβολής είναι σίγουρα ένα καλό νέο. Πόσο επιτυχημένη μπορεί να είναι η προσπάθεια; Και ποιοι παράγοντες μπορούν να εκτροχιάσουν την πλανητική ισορροπία;
ΚΛΙΜΑ: Το κακό, το χειρότερο και το εφιαλτικό σενάριο
Για να «χτίσουν» τα όστρακά τους τα μαλάκια καταναλώνουν διοξείδιο του άνθρακα. Αν όμως, λόγω υπερβολικής παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα, αυξηθεί η οξύτητα των ωκεανών, τα μαλάκια επηρεάζονται αρνητικά και απορροφούν όλο και λιγότερο διοξείδιο. Τέτοια παραδείγματα «αυτοτροφο-δοτούμενης μεταβολής» μπορούν να οδηγήσουν σε ανεξέλεγκτα αποτελέσματα
Η περασμένη χρονιά τελείωσε με μια πολύ ελπιδοφόρα είδηση: οι κυβερνήσεις όλων των κρατών κατέληξαν σε μια κατ' αρχήν συμφωνία για τον περιορισμό της παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα, δηλαδή άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο. Στόχος είναι να συγκρατηθεί η άνοδος της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας, που οφείλεται στην αύξηση της περιεκτικότητας της ατμόσφαιρας σε διοξείδιο του άνθρακα από τις καύσεις. Η άνοδος αυτή έχει ήδη αισθητές συνέπειες σε όλον τον πλανήτη, με πιο χαρακτηριστική τη συχνότερη εμφάνιση ακραίων και ασυνήθιστων καιρικών φαινομένων, όπως για παράδειγμα ανεμοστροβίλων και παρατεταμένων καυσώνων στη χώρα μας. Μία από τις σημαντικές συνέπειες της παγκόσμιας υπερθέρμανσης είναι το λιώσιμο των πάγων κοντά στον Βόρειο και τον Νότιο Πόλο που παρατηρείται ήδη εδώ και αρκετό καιρό. Το νερό που παράγεται από αυτή τη διαδικασία καταλήγει στους ωκεανούς, των οποίων η στάθμη ανεβαίνει. Ετσι αναμένεται ότι τις προσεχείς δεκαετίες πολλές από τις παραθαλάσσιες ηπειρωτικές περιοχές θα κατακλυσθούν από νερά, μαζί με τις πόλεις και τις γύρω καλλιεργήσιμες εκτάσεις. Αυτό όμως είναι μόνο το «απλά κακό» σενάριο. Εκείνο που είναι πραγματικά εφιαλτικό είναι το σενάριο της ανατροπής της σημερινής κατάστασης ισορροπίας στους ωκεανούς και στην ατμόσφαιρα, γεγονός που θα έχει άγνωστες αλλά σίγουρα πολύ χειρότερες συνέπειες για τη ζωή στον πλανήτη μας.

Η ατμόσφαιρα της Γης δεν ήταν πάντα αυτή που υπάρχει σήμερα. Ο πλανήτης μας έχει ηλικία 4,5 δισ. χρόνων και μόλις τα 500 τελευταία εκατομμύρια χρόνια η ατμόσφαιρά του έχει «καταλήξει» στη σημερινή της σύσταση, με κύρια συστατικά πρώτο το άζωτο και δεύτερο το οξυγόνο.  Πριν από 4 δισ. χρόνια η κατάσταση ήταν εντελώς διαφορετική, αφού δεύτερο αέριο σε αναλογία δεν ήταν το οξυγόνο αλλά το διοξείδιο του άνθρακα. Η εμφάνιση όμως των φυτών στην επιφάνεια της Γης άλλαξε τα δεδομένα και πριν από 2 δισ. χρόνια η ατμόσφαιρα της Γης άρχισε να εμπλουτίζεται με οξυγόνο μέσω του μηχανισμού της φωτοσύνθεσης των φυτών που καταναλίσκει διοξείδιο του άνθρακα και παράγει οξυγόνο. Η επακόλουθη εμφάνιση των ζώων που καταναλίσκουν οξυγόνο και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα έφερε την ατμόσφαιρα της Γης στη σημερινή δυναμική ισορροπία, με το άζωτο να αποτελεί το 78% των συστατικών της, το οξυγόνο το 21% και το διοξείδιο του άνθρακα μόλις το 0,04%. Αυτό το μικρό όμως ποσοστό δημιουργεί το «φυσιολογικό» φαινόμενο του θερμοκηπίου, το οποίο διατηρεί τη μέση θερμοκρασία της Γης πάνω από τους 0 βαθμούς Κελσίου και κρατάει το νερό σε υγρή μορφή.

Οι δυναμικές ισορροπίες

Η ατμόσφαιρα της Γης αποτελεί ένα μόνο κομμάτι ενός εξαιρετικά πολύπλοκου συστήματος που περιλαμβάνει τους ωκεανούς, τις ηπείρους, τα ζώα, τα φυτά, αλλά και τον Ηλιο! Ο Ηλιος προσφέρει μέσω της ακτινοβολίας του ενέργεια στη Γη, η οποία θερμαίνεται και εκπέμπει με τη σειρά της υπέρυθρη ακτινοβολία. Το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας απορροφά αυτή την υπέρυθρη ακτινοβολία και ένα μέρος το επανεκπέμπει προς τη Γη ενεργώντας σαν ένα είδος «κουβέρτας». Η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα παραμένει σε ισορροπία εξαιτίας δύο ανταγωνιστικών μηχανισμών. Οι αναθυμιάσεις των ηφαιστείων και η αναπνοή των ζώων (και του ανθρώπου!) προσθέτουν διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Αντίθετα, η φωτοσύνθεση και η διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στους ωκεανούς το αφαιρούν. Η ισορροπία που προκύπτει είναι δυναμική επειδή βασίζεται στην εξίσωση του ρυθμού αύξησης της ποσότητας αυτού του αερίου με τον ρυθμό μείωσής της. Στενά συνδεδεμένη με την ισορροπία του διοξειδίου του άνθρακα είναι η θερμοκρασιακή ισορροπία της Γης. Ο Ηλιος θερμαίνει κυρίως τις περιοχές γύρω από τον ισημερινό και η διάδοση της θερμότητας που εναποτίθεται δημιουργεί ρεύματα στη θάλασσα και στην ατμόσφαιρα, με πιο γνωστά στη θάλασσα το Ρεύμα του Κόλπου και το Κούρο Σίβο και στην ατμόσφαιρα τους αληγείς και ανταληγείς ανέμους. Χωρίς τα θαλάσσια και τα ατμοσφαιρικά ρεύματα οι θερμοκρασίες στην επιφάνεια της Γης θα ήταν πιο ακραίες - πολύ θερμές στον ισημερινό και πολύ ψυχρές κοντά στους πόλους - και πολύ μικρότερο ποσοστό της επιφάνειας τη Γης θα ήταν κατοικήσιμο.

Το χειρότερο σενάριο

Η ισορροπία του διοξειδίου του άνθρακα και της θερμοκρασίας, μαζί με τις ισορροπίες όλων των άλλων συνιστωσών του πολύπλοκου συστήματος της ατμόσφαιρας και των ωκεανών, έχουν δημιουργήσει το σταθερό περιβαλλοντικό πλαίσιο στο οποίο έχουμε συνηθίσει να ζούμε. Θα μπορούσε να παρομοιάσει κανείς αυτή την κατάσταση ισορροπίας με μια μπίλια που ισορροπεί σε κάποιο από τα βαθουλώματα μιας αβγοθήκης. Εμείς καίγοντας ορυκτά καύσιμα τα τελευταία 250 χρόνια έχουμε αρχίσει να δημιουργούμε ένα υπερβολικόφαινόμενο θερμοκηπίου και διαταράσσουμε αυτή την ισορροπία, σαν να «ταρακουνάμε» την αβγοθήκη δεξιά - αριστερά. Προς το παρόν η μπίλια ταλαντεύεται μόνο ελαφρά αλλά εξακολουθεί να παραμένει στο ίδιο βαθούλωμα. Ετσι οι συνέπειες της διαταραχής είναι προς το παρόν σχετικά ήπιες.  Είναι σίγουρο όμως ότι, αν η διαταραχή γίνει αρκετά μεγάλη, η μπίλια θα «πηδήξει» από το βαθούλωμα που βρίσκεται σήμερα και θα «κάτσει» σε κάποιο άλλο, το οποίο, λόγω της πολυπλοκότητας του συστήματος, είναι εξαιρετικά δύσκολο - αν όχι αδύνατο -να προβλεφθεί. Σε μια τέτοια περίπτωση η άνοδος της στάθμης των ωκεανών θα είναι μια ασήμαντη συνέπεια αν συγκριθεί με τη γενική αλλαγή των συνθηκών στην επιφάνεια της Γης.

Η «αυτοτροφοδοτούμενη» μεταβολή

Για παράδειγμα, η διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στο νερό παράγει ανθρακικό οξύ, η αύξηση της ποσότητας του οποίου αυξάνει την οξύτητα των ωκεανών και επηρεάζει αρνητικά τη βιωσιμότητα των θαλάσσιων οργανισμών. Μεταξύ των θαλάσσιων οργανισμών που θα υποφέρουν είναι και τα μαλάκια, τα οποία χρησιμοποιούν το διαλυμένο στο νερό διοξείδιο του άνθρακα για να κατασκευάσουν τα όστρακά τους. Το αποτέλεσμα θα είναι να μειωθεί ο ρυθμός αφαίρεσης του διοξειδίου του άνθρακα από το νερό. Επειδή η διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα στο νερό είναι πεπερασμένη, μειώνεται η ικανότητα διάλυσης νέων ποσοτήτων από την ατμόσφαιρα. Η ποσότητα που υπό κανονικές συνθήκες θα απορροφούνταν από το νερό παραμένει στην ατμόσφαιρα, ενισχύει το φαινόμενο του θερμοκηπίου και αυξάνει τη θερμοκρασία των ωκεανών. Αλλά η διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα περαιτέρω αύξηση της ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα κ.ο.κ. Αυτό είναι ένα απλό παράδειγμα των σημαντικών συνεπειών που μπορεί να έχει σε ένα πολύπλοκο σύστημα μια φαινομενικά μικρή μεταβολή σε μία από τις συνιστώσες του και σαν αυτό το παράδειγμα υπάρχουν πολλά για το μέλλον της επιφάνειας της Γης - όλα εφιαλτικά. Απαξ και μπει κάποια από τις συνιστώσες της επικρατούσας δυναμικής ισορροπίας στην επιφάνεια της Γης σε μια «αυτοτροφοδοτούμενη» μεταβολή, είναι πολύ δύσκολο να βρεθεί κάποια δυνατότητα επιστροφής. Επειδή δεν φαίνεται εύκολο να αποφύγουμε το κακό σενάριο, τουλάχιστον ας βεβαιωθούμε ότι θα γλιτώσουμε από το χειρότερο.

Ο κ. Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.
βημα