Και κάτι άλλο... (361 άρθρα)

… κορυφαίας σημασίας για την εξέλιξη της ανθρωπότητας

«Το Ελληνικό Θαύμα, δηλαδή η γέννηση της φιλοσοφίας και των επιστημών, βασίστηκε στη θεωρητική επιστημονική σκέψη και ιδίως στα θεωρητικά μαθηματικά», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο Ξενοφών Μουσάς, αστρονόμος, καθηγητής Φυσικής του Διαστήματος στο Πανεπιστήμιο Αθηνών και ένας από τους πρωταγωνιστές της μελέτης του Μηχανισμού των Αντικυθήρων.

   Με αφορμή την ομιλία του στο 3ο Διεθνές Συνέδριο Αρχαίας Ελληνικής και Βυζαντινής Τεχνολογίας, που διοργανώθηκε από την Εταιρεία Διερεύνησης της Αρχαιοελληνικής και Βυζαντινής Τεχνολογίας (ΕΔΑΒυΤ) και το Κέντρο Διάδοσης Επιστημών και Μουσείο Τεχνολογίας – ΝΟΗΣΙΣ, ο κ. Μουσάς παρουσίασε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ μερικά σημεία από την εξαιρετικά ενδιαφέρουσα παρουσίασή του. Τίτλος της «Ελληνιστική Επιστήμη: Από τις παρατηρήσεις στην καθαρή επιστήμη και τεχνολογία βασισμένη στους νόμους της Φυσικής. Το παράδειγμα του Μηχανισμού των Αντικυθήρων».

   Με την ευκαιρία αυτή, του απευθύναμε κάποιες ερωτήσεις:

   Ερ. Με ποιο τρόπο οδηγήθηκε ο άνθρωπος στη σημερινή τεχνολογία;

   Απ. Η γέννηση της αιτιοκρατίας με τη φιλοσοφία στην Ελλάδα είναι κορυφαίας σημασίας για τη γέννηση του πολιτισμού και την εξέλιξη της ανθρωπότητας. Η αιτιοκρατία δημιούργησε τη φιλοσοφία με τους Προ-Σωκρατικούς φιλοσόφους, ενώ επέτρεψε και οδήγησε να δημιουργηθούν οι επιστήμες και ο σημερινός τεχνικός πολιτισμός.

   Ερ. Γιατί λέτε ότι ο σημερινός πολιτισμός βασίζεται στις επιστημονικές αρχές και μεθόδους (με τους νόμους της φυσικής) που εδραιώθηκαν κατά την εποχή του Μεγάλου Αλεξάνδρου και την Ελληνιστική εποχή;

   Απ. Η σημερινή επιστημονική και τεχνολογική πρόοδος βασίζεται στις αρχές και τις επιστημονικές μεθόδους που έβαλε η Πυθαγόρεια φιλοσοφία, οι οποίες αποθεώθηκαν κατά την Ελληνιστική περίοδο. Οι Πυθαγόρειες αρχές με τα μαθηματικά, τους νόμους της φυσικής, την απλότητα, την αρμονία, τη συμμετρία, χρησιμοποιούνται σήμερα για τη σύλληψη, σχεδίαση και κατασκευή υψηλής τεχνολογίας, των τηλεφώνων μας, των εμβολίων, φαρμάκων ρομποτικής χειρουργικής, των διαστημοπλοίων κ.λπ. Οι ίδιες αρχές χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή του Μηχανισμού των Αντικυθήρων.

    Ερ. Πώς σχετίζονται αυτές οι αρχές και οι πρακτικές με τον πολιτισμό;

   Απ. Ο Πλάτων λέει (δική μου ερμηνεία): Γινόμαστε άνθρωποι καθώς κοιτάζουμε τον κόσμο και προσπαθούμε να τον κατανοήσουμε, φυσικά χρησιμοποιώντας τις ίδιες αρχές.

   Ακολουθούν σημεία της ομιλίας του συνομιλητή του ΑΠΕ-ΜΠΕ:

   «Η ανθρωπότητα από τις παρατηρήσεις των φαινομένων οδηγήθηκε βαθμιαία στην όλο και με καλύτερη διατύπωση των νόμων της φυσικής και τη γέννηση της καθαρής επιστήμης και, παράλληλα, της τεχνολογίας βασισμένης στους νόμους της φύσης. Ειδικότερα η αστρονομία από την προϊστορική εποχή απαίτησε και δημιούργησε ακριβέστερα μαθηματικά, γεωμετρία, αριθμητική και στη συνέχεια τριγωνομετρία και άλγεβρα. Η αστρονομία με τους πολύπλοκους υπολογισμούς της απαίτησε και τη δημιουργία υπολογιστών, όπως ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων», σημείωσε στην ομιλία του ο καθηγητής, που επικεντρώθηκε στην ελληνιστική εποχή όχι τυχαία.

   «Είναι εντυπωσιακό το έργο των πολυπληθών επιστημόνων κατά την Ελληνιστική περίοδο. Η αντίληψη του Μεγαλέξανδρου για τη χρησιμότητα των επιστημόνων πέρασε στους στρατηγούς του και διαδόχους του μετά τον πρόωρο θάνατό του. Οι στρατηγοί επειδή είχαν δει την εφαρμογή της επιστήμης στον πόλεμο με όπλα και πολιορκητικές μηχανές ενστερνίσθηκαν εύκολα αυτές τις πρακτικές. Ο πλούτος και η πληθώρα των δεδομένων από όλο τον κόσμο επέτρεψε την πρόοδο. Σημαντικότατη ήταν η πλουσιοπάροχη χορηγία εμπνευσμένων ηγετών, όπως οι Πτολεμαίοι στην Αλεξάνδρεια, αλλά και άλλες σημαντικές πόλεις της Ελληνιστικής εποχής, από τις Συρακούσες στη Ρόδο, την Αθήνα, τη Σμύρνη, την Αντιόχεια και τις Τράλλεις με την εξαιρετική παράδοση στα αυτόματα. Για να αναφέρουμε μερικές μόνον», πρόσθεσε ο κ. Μουσάς ο οποίος αναφέρθηκε και στους περίφημους «θαυματοποιούς», τους μηχανικούς της αρχαιότητας που έφτιαχναν αυτόματα, τις κατασκευές δηλαδή που μιμούνταν κινήσεις έμβιων όντων.

   Αυτοματισμοί αρχαίων Ελλήνων

   «Έλληνες μηχανικοί και ειδικότερα οι θαυματοποιοί (κατασκευαστές αυτομάτων) χρησιμοποίησαν διάφορες τεχνικές για τη δημιουργία των μηχανημάτων τους -όπως για παράδειγμα υδραυλικά συστήματα μέσω των οποίων η κίνηση του νερού έθετε σε λειτουργία τους αυτόματους μηχανισμούς. Τα υδραυλικά ρολόγια και οι αυτόματες πόρτες είναι χαρακτηριστικά παραδείγματα. Χρησιμοποίησαν, επίσης, Πνευματικά Συστήματα τα οποία, με πεπιεσμένο αέρα, νερό, βάρη και αντίβαρα, μπαίνουν σε λειτουργία. Ο Ήρων αναπτύσσει πολλά συστήματα που βασίζονται στον αέρα για την κίνηση των αυτομάτων και συστήματα με βάρη, αντίβαρα και τροχαλίες: Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιήθηκαν για να θέτουν σε λειτουργία περίπλοκα αυτόματα, όπως τα αυτόματα θέατρα και οι κινούμενες μορφές. Οι αυτοματισμοί των αρχαίων Ελλήνων αποτέλεσαν την πρώτη μορφή ρομποτικής και ενέπνευσαν την ανάπτυξη της τεχνολογίας στους επόμενους αιώνες, ειδικά στην Αναγέννηση, και τη σύγχρονη μηχανική», εξήγησε ο κ. Μουσάς που έχει ως αντικείμενο μελέτης την πιο γνωστή κατασκευή της περιόδου, τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων.

   «Ο Μηχανισμός είναι ένας εξειδικευμένος αστρονομικός υπολογιστής. Υπολογίζει τις θέσεις του Ήλιου και της Σελήνης της οποίας δίνει και τη φάση, το περίγειο και το απόγειό της, όπως περιγράφει και ο Πρόκλος. Προβλέπει τις εκλείψεις Ήλιου και Σελήνης. Πιθανώς είχε και τις θέσεις των πλανητών, όπως υποδεικνύεται στο εγχειρίδιο χρήσης του και όπως περιγράφεται από πολλούς συγγραφείς. Ο Κικέρων και άλλοι περιγράφουν τις ουράνιες σφαίρες του Αρχιμήδη και τον μηχανικό μηχανισμό του Ποσειδωνίου και είναι σαφές ότι ήταν πλανητάρια, όπως ο Μηχανισμός», υπογράμμισε ο ίδιος για τον αρχαιότερο υπολογιστή του κόσμου, που άλλαξε την ιστορία της τεχνολογίας και έφτιαξε, όπως τονίζει, τον σημερινό πολιτισμό. 

   «Ο Μηχανισμός είναι ημερολογιακός υπολογιστής ο οποίος συγχρονίζει τα διάφορα σεληνοηλιακά παραδοσιακά ημερολόγια μεταξύ τους, αλλά και με το ηλιακό ημερολόγιο. Έχει κλίμακες του 19 ετών Κύκλου του Μέτωνος, του 76 ετών κύκλου του Καλλίππου, της Οκταετηρίδας με τους Ολυμπιακούς αγώνες. Επίσης, έχει την πρόβλεψη ηλιακών και σεληνιακών εκλείψεων με την ελικοειδή κλίμακα του Σάρου (διάρκειας 223 συνοδικών σεληνιακών μηνών) και του Εξελιγμού (669 μηνών). Ο Μηχανισμός, που έχει τις ρίζες του στον προσανατολισμό των αρχαίων κτιρίων και οδών της Ελλάδας και αλλού, οι οποίες πηγαίνουν τουλάχιστον πίσω στο Σέσλκο, όταν ο άνθρωπος προσπαθούσε να προβλέψει τον χρόνο της σποράς (δηλαδή να προβλέψει τον καιρό με κλιματικά δεδομένα), κάνει βασικά αυτό που περιγράφει ο Πλάτων: ‘χρειαζόμαστε την αστρονομία για τη γεωργία και τα ταξίδια’. Αυτές άλλωστε ήταν οι κύριες χρήσεις του», πρόσθεσε ο κ. Μουσάς.

   Όμως, μια τέτοια κατασκευή μπορούσε να χρησιμεύει και αλλού. «Ως εκπαιδευτικό εργαλείο σε μια φιλοσοφική σχολή, ως αντικείμενο εντυπωσιασμού των επισκεπτών ενός βασιλιά που δεχόταν τους πρέσβεις των εχθρών του. Ήταν εξαιρετικά χρήσιμος για έναν εξερευνητή, καπετάνιο, για κάθε ταξιδιώτη και, ιδιαιτέρως, για έναν χαρτογράφο. Οι Έλληνες χαρτογράφοι από την εποχή του Μεγαλέξανδρου είχαν φτιάξει τους καλύτερους χάρτες μέχρι την άκρη της Ασίας. Οι ελληνικές γεωγραφίες περιέχουν 50 πόλεις στην ανατολική πλευρά της Ινδίας και μέχρι την Κίνα. Μέσα σε αυτές περιλαμβάνονται δύο πόλεις που ονομάζονται Εμπορεία, ελληνικοί ναυτικοί σταθμοί με καλά λιμάνια και μια πόλη που ονομάζεται Βυζάντιον -και όντως μοιάζει με την Πόλη, με ένα στενό ανάμεσα την Ασία και ένα νησί και ένα κόλπο σαν τον Κεράτιο. Οι λεπτομερείς περιγραφές αποστάσεων, συνθηκών, κατοίκων με τις συνήθειές τους περιλαμβάνουν πολλά νησιά της νοτιοανατολικής Ασίας -Ινδονησία, Σουμάτρα, Μαλαισία, Βόρνεο, Ιάβα, Παπούα κ.α. Ασφαλώς οι χαρτογράφοι χρησιμοποίησαν μηχανήματα παρόμοια με τον Πινακίδιο, τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων. Η κλασική μέθοδος που θεωρείται ότι βασίζεται σε μετρήσεις των γεωγραφικών συντεταγμένων στη διάρκεια εκλείψεων θα απαιτούσε χιλιάδες εκστρατείες ειδικευμένων αστρονόμων και θα χρειαζόταν χιλιάδες χρόνια», τόνισε ο κ. Μουσάς στην ομιλία του όπου, μεταξύ πολλών άλλων επιστημόνων της αρχαιότητας, δεν παρέλειψε να μιλήσει για τον Αρχιμήδη και τον Ίππαρχο τον Ρόδιο.

   Αρχιμήδης και Ίππαρχος

   «Θρυλικές είναι οι ουράνιες σφαίρες του Αρχιμήδη, όπως και το ρολόι του», επεσήμανε ο καθηγητής για τον μαθηματικό από τις Συρακούσες, «που ήταν και σημαντικότατος αστρονόμος. Είχε κατασκευάσει πολλά αστρονομικά όργανα και ρολόγια. Πολλά αραβικά χειρόγραφα του Μεσαίωνα, Άραβες λόγιοι, όπως οι Banu Musa, Al-Jazari, και άλλοι μηχανικοί, μαθηματικοί και αστρονόμοι είχαν μελετήσει τα έργα του Αρχιμήδη και άλλων αρχαίων Ελλήνων επιστημόνων, αναπτύσσοντας περαιτέρω αυτές τις τεχνολογίες. Αυτά τα χειρόγραφα περιγράφουν με λεπτομέρεια τις τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία αυτοματισμών, κάτι που δείχνει ότι ο Αρχιμήδης είχε φτάσει σε υψηλό επίπεδο κατανόησης των υδραυλικών και μηχανικών συστημάτων. Το ρολόι με αυτοματισμούς που αποδίδεται σε εκείνον φαίνεται να είχε στόχο όχι μόνο τη μέτρηση του χρόνου, αλλά και την προσφορά εντυπωσιακών θεαμάτων μέσω κινούμενων μορφών και πολύπλοκων μηχανισμών. Αυτό συνάδει με τη γενικότερη χρήση των αυτομάτων εκείνης της περιόδου, τόσο για διακοσμητικούς όσο και για πρακτικούς σκοπούς. Είχε μετρήσει και τη γωνιακή διάμετρο του Ηλίου», επεσήμανε.

   Ο Ίππαρχος ο Νικαεύς ή Ρόδιος (190-120 π.Χ.) θεωρείται από πολλούς ως ο «πατέρας» της αστρονομίας. «Ο Πτολεμαίος τον αναφέρει ως τον ‘μεγαλύτερο εραστή της αλήθειας’ και θαυμάζει την ακρίβεια των μετρήσεών του. Κάποιοι τον ονομάζουν Αϊνστάιν της αρχαιότητας. Ο Ίππαρχος ανακάλυψε τη μετάπτωση των ισημεριών και την 26.000 ετών περιοδικότητα του άξονα της Γης που εισάγει την τριγωνομετρία, μετράει με το μάτι την ισχύ των άστρων σε λογαριθμική κλίμακα διαιρώντας τα άστρα σε 1ου, 2ου, 3ου κλπ. μεγέθους. … Ο Ίππαρχος είναι ο εφευρέτης του επίπεδου αστρολάβου, προβάλλοντας σωστά την ουράνια σφαίρα στο επίπεδο, βελτιώνει την Διόπτρα και άλλα όργανα», σημείωσε ο καθηγητής για τον Έλληνα αστρονόμο, γεωγράφο και μαθηματικό ο οποίος «ίσως είναι ο πρώτος που προβάλλει με βολικό τρόπο τις τρεις διαστάσεις στο επίπεδο με μια σύμμορφη απεικόνιση».

   «Με τη μέθοδο προβολής του Ιππάρχου κατασκευάζονται έκτοτε οι ακριβείς εύχρηστοι επίπεδοι αστρολάβοι, οι οποίοι επέτρεψαν ασφαλέστερη ναυσιπλοΐα, ακριβή χαρτογράφηση και όλα τα μακρινά ταξίδια… Θεωρείται επίσης ο πρώτος που διαίρεσε τους κύκλους των παραπάνω αστρονομικών οργάνων σε 360 μοίρες, είναι ο πρώτος που κατασκεύασε ακριβή ουράνια σφαίρα με αστρικές συντεταγμένες (εκλειπτικές συντεταγμένες), με παραλλήλους και μεσημβρινούς του ουρανού, πιθανώς βελτιώνοντας προγενέστερη ουράνια σφαίρα τού επίσης σημαντικότατου μαθηματικού και αστρονόμου Ευδόξου», πρόσθεσε ο κ. Μουσάς για τον Ίππαρχο, ο οποίος έγραψε πολλά βιβλία που χάθηκαν όλα πλην ενός -το βιβλίο «Των Αράτου και Ευδόξου φαινομένων εξηγήσεως βιβλία τρία».

   Ο Ίππαρχος έγραψε επίσης για τα ημερολόγια και τη διάρκεια του έτους «την οποία ο ίδιος μέτρησε με απόκλιση 7 λεπτά!», καθώς και πολλά συγγράμματα «σχετικά με τον τρόπο τήρησης των ακριβών σεληνοηλιακών ημερολογίων των Ελλήνων (κύκλο του Μέτωνος και Οκταετηρίδα – Ολυμπιάδα η οποία βασίζεται στην οκταετηρίδα) στα βιβλία του ‘Περί του ενιαυσίου μεγέθους’, ‘Περί μηνιαίου χρόνου’, ‘Περί εμβολίμων μηνών τε και ημερών’. Ειδικότερα στο βιβλίο του ‘Περί της των συνανατολών πραγματείας’, θα αναφερόταν στην τήρηση ενός ακριβούς ημερολογίου και στην κατασκευή ενός Παραπήγματος, δηλαδή ενός πίνακα σαν και αυτόν που έχει ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων», κατέληξε ο καθηγητής.

ΠΗΓΗ

ΠΗΓΗ:The Conversation, Journal of Clinical Investigation

Επιστήμη είναι η αυτογνωσία μέσα από την παρατήρηση της φύσης 

Η ζύμη ή μαγιά συνίσταται από τους πιο γνωστούς μονοκύτταρους οργανισμούς, τους ζυμομύκητες (Saccharomyces cerevisiae). Οι ζυμομήκυτες αν αφεθούν στην τύχη τους θα καταναλώσουν όλους τους διαθέσιμους πόρους και θα δηλητηριαστούν μεταξύ τους μέχρι να αφανιστούν. Είναι η ανθρωπότητα πιο έξυπνη από αυτούς;

Με περισσότερους από 8 δισεκατομμύρια ανθρώπους να ζουν στον πλανήτη Γη (περάσαμε αυτό το όριο τον Νοέμβριο του 2022), ο πλανήτης μας είναι πιο ευάλωτος από ποτέ στις επιπτώσεις που έχουμε στο παγκόσμιο περιβάλλον. Σε αντίθεση με τους ζυμομήκυτες που καταναλώνουν αλόγιστα πόρους μέχρι να καταστήσουν το περιβάλλον τους ακατοίκητο, η ανθρωπότητα (υποτίθεται πως) έχει την ευφυΐα και την ικανότητα να αναλάβει συλλογική δράση για να αποφύγει μια τέτοια μοίρα. Το κάνει; Ή θα το κάνει εν καιρώ; Το μέλλον του είδους μας και του πολιτισμού μας εξαρτάται από τις αποφάσεις που θα πάρουμε στον 21^ο αιώνα.

Για οποιονδήποτε ζωντανό οργανισμό, η συνταγή της επιτυχίας είναι απλή: συγκεντρώνει τους πόρους που του επιτρέπουν να επιβιώσει και να ευημερήσει, αποφεύγει εχθρικά και τοξικά περιβάλλοντα και αναπαράγεται με τρόπο ώστε οι απόγονοί του να έχουν την ευκαιρία να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν. Από τα μονοκύτταρα βακτήρια μέχρι τα πολύπλοκα και εξελιγμένα φυτά και ζώα, παρότι ο μεταβολισμός και οι συνθήκες διαβίωσής τους είναι πολύ διαφορετικές, αυτή η συνταγή είναι στην πράξη καθολική.

Ωστόσο, ακολουθώντας απλά αυτή τη συνταγή, γενιά με γενιά, προκύπτει συχνά μια ακούσια συνέπεια: η εξάντληση των απαραίτητων πόρων και η συσσώρευση αποβλήτων που προκύπτουν από τις μεταβολικές διεργασίες. Σε αρκετά μεγάλα χρονικά διαστήματα ή σε αρκετά μεγάλους πληθυσμούς, αυτό μπορεί να μετατρέψει ένα άφθονο περιβάλλον – που διέθετε ευνοϊκές συνθήκες για να επιβιώσει και να ευδοκιμήσει η ζωή – σε ένα εξαιρετικά μολυσμένο περιβάλλον χωρίς πόρους. Αυτός ο μετασχηματισμός καθιστά το οικοσύστημα, αφιλόξενο για τους οργανισμούς που επιβίωναν εκεί για κάποιο χρονικό διάστημα.

Με πάνω από 8 δισεκατομμύρια ανθρώπους να κατοικούν στον πλανήτη Γη, κινδυνεύουμε να κάνουμε το ίδιο ακριβώς στο μοναδικό περιβάλλον που μας ενώνει όλους: την βιόσφαιρα του πλανήτη μας. Η επιβίωσή μας εξαρτάται πλέον από την ικανότητά μας να ενεργούμε συλλογικά για το δικό μας καλό, αλλά και των μακρινών απογόνων μας [Πρέπει να αγαπήσουμε ο ένας τον άλλο, ή να πεθάνουμε]. Διαφορετικά, θα αποδειχτούμε, τελικά, ότι δεν είμαστε πιο έξυπνοι από μια απλή αποικία ζυμομηκύτων, οι οποίοι συνήθως (αυτο)δηλητηριάζονται μέχρι να εξαφανιστούν, αν αφεθούν στην τύχη τους.

Ο ζυμομύκητας είναι ένας μονοκύτταρος ευκαριωτικός οργανισμός, που σημαίνει ότι σε αντίθεση με τα βακτήρια, διαθέτει κυτταρικό πυρήνα και καλά καθορισμένα οργανίδια ικανά να εκτελούν διάφορες λειτουργίες απαραίτητες για τις λειτουργίες της ζωής τους. Η δομή των ζυμομηκύτων τους επιτρέπει να εκτελούν την διαδικασία της ζύμωσης, να μετατρέπουν δηλαδή τους υδατάνθρακες, όπως σάκχαρα και άμυλο, σε αλκοόλη και διοξείδιο του άνθρακα.

Ένα πείραμα που κάνουν πολλοί μαθητές βιολογίας στο γυμνάσιο είναι να να τοποθετήσουν μικρό δείγμα ζυμομηκύτων σε ένα υγρό περιβάλλον πλούσιο σε υδατάνθρακες. Στη συνέχεια περιμένουν και παρατηρούν σε τακτά χονικά διαστήματα την πυκνότητα των ζυμομυκήτων.

Τα αποτελέσματα είναι αναμενόμενα: ο πληθυσμός των μονοκύτταρων οργανισμών αυξάνεται με εκθετικό ρυθμό. Με διαθέσιμα άφθονα θρεπτικά συστατικά και πόρους, ευνοϊκές συνθήκες θερμοκρασίας και χωρίς θηρευτές ή ανταγωνιστές για τροφή, σχεδόν κάθε κύτταρο ζυμομύκητα μπορεί να επιβιώσει, να ευδοκιμήσει και να αναπαραχθεί. Επειδή το πλήθος των ζυμομυκήτων μπορεί να διπλασιάζεται κάθε 90 λεπτά περίπου κάτω από αυτές τις σχεδόν ιδανικές συνθήκες, ο αρχικός πληθυσμός Ν₀ , 24 ώρες μετά την πρώτη τοποθέτησή τους σε αυτό το ιδανικό περιβάλλον, μπορεί να γίνει ~65.000Ν₀ (συμβαίνουν 24/1,5=16 «διπλασιασμοί» κάθε 24 ώρες, έχουμε 2¹⁶ = 65.536). Μετά από 48 ώρες, θα είχαμε 48/1,5=32 διπλασιασμούς πληθυσμού και θα έπρεπε να υπάρχουν 2³² Ν₀ = 4.294.967.296 Ν₀ ζυμομήκυτες. Με δεδομένο ότι το πείραμα διεξάγεται σε ένα τρυβλίο Petri (και όχι σε μια ιδιωτική λίμνη) — οι θρεπτικές ουσίες δεν είναι πλέον αρκετές για τον πληθυσμό των ζυμομηκήτων και ο αριθμός τους αρχίζει να σταθεροποιείται.

Όμως, καθώς ο ήδη μεγάλος αριθμός ζυμομηκύτων συνεχίζει να καταναλώνει τους υδατάνθρακες, ταυτόχρονα παράγει σημαντικές ποσότητες αποβλήτων: αλκοόλες και διοξείδιο του άνθρακα. Επειδή βρίσκονται σε υδατικό περιβάλλον, το διοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με το νερό για να παράξει ανθρακικό οξύ, το οποίο αρχίζει σιγά-σιγά να δημιουργεί ένα όξινο διάλυμα. Αν κι αυτό είναι στην πραγματικότητα ελαφρώς ευεργετικό για κάποιο χρονικό διάστημα (οι περισσότεροι μήκυτες μαγιάς ευδοκιμούν σε ελαφρώς όξινα περιβάλλοντα, παρά σε pH=7), οι συνδυασμένες επιδράσεις: ενός (τελικά) εξαιρετικά όξινου περιβάλλοντος, πλούσιο σε αλκοόλη και φτωχό σε υδατάνθρακες (μετά από την υπερκατανάλωση), θα οδηγήσει σε κατάρρευση του πληθυσμού των ζυμομηκύτων.

Στην πραγματικότητα, καθώς οι πόροι γίνονται σπάνιοι, ορισμένοι ζυμομύκητες απελευθερώνουν μια τοξίνη αβλαβή για τους ίδιους, αλλά επικίνδυνη για τους υπόλοιπους, οι οποίοι πεθαίνουν όταν εκτίθενται σε αυτή. Με άλλα λόγια, μέσω ενός συνδυασμού απλής, αλόγιστης κατανάλωσης και της συνέχισης των διαδικασιών της ζωής τους, οι ζυμομηκυτες εξαντλούν τα θρεπτικά συστατικά του περιβάλλοντος και το δηλητηριάζουν, καθιστώντας το λιγότερο κατοικήσιμο για τους απογόνους τους. Πολλοί από τους επιζώντες ζυμομύκητες, σε ένα περιβάλλον με ελάχιστα θρεπτικά συστατικά, εμπλέκονται σε κάποιου είδους πόλεμο μεταξύ τους, ελπίζοντας στη δική τους ατομική επιβίωση με κόστος την επιβίωση των αντίπαλων ζυμομυκήτων

Όπως θα περίμενε κανείς, η συνεχής παρακολούθηση του πληθυσμού της ζύμης δείχνει ότι η φάση της εκθετικής ανάπτυξης δεν ακολουθείται απλώς από μια φάση σταθεροποίησης, αλλά στη συνέχεια αρχίζει να μειώνεται, πιο έντονα και γρήγορα, ανάλογα με το πόσο μεγάλος έγινε ο πληθυσμός των μηκύτων, μέχρι τελικά να εξαφανιστούν όλοι οι ζυμομήκυτες. Αν αφεθεί ανεξέλεγκτος, ο αρχικά επιτυχημένος πληθυσμός ζύμης θα εξαφανιστεί σύντομα, ως θύμα της δικής του υπερκατανάλωσης και παραγωγής μόλυνσης.

Αυτό είναι ένα κοινό μοτίβο μεταξύ όλων των ανεγκέφαλων οργανισμών: συνεχίζουν απλώς να χρησιμοποιούν τον μεταβολισμό τους και να υποβάλλονται στις διαδικασίες της ζωής τους, ακόμα κι αν αυτό καταλήξει να καταστρέψει, να ρυπάνει ή ακόμα και να δηλητηριάσει τα περιβάλλοντα που ζουν οι ίδιοι και θα προσπαθήσουν να ζήσουν στο μέλλον οι απογόνοί τους.

Η ταχύτατη αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού στον πλανήτη Γη μας οδηγεί σε μια ανάλογη κατάσταση με την καλλιέργεια ζυμομηκήτων σε ένα τρυβλίο Petri με άφθονα θρεπτικά συστατικά. Όταν οι άνθρωποι δεν σκοτώνονται μεταξύ τους σε πολέμους, τότε θα υπερ-καταναλώνουν, θα υπερ-ταξιδεύουν (ανά τριήμερο), θα ρυπαίνουν, θα καταστρέφουν και θα εξαντλούν το περιβάλλον (ακόμα και από το νερό!), προκαλώντας μη αντιστρέψιμες μεταβολές, που μελλοντικά θα μπορούσαν να εξαφανίσουν το ανθρώπινο είδος.

Όμως, σε αντίθεση με τους ζυμομύκητες οι άνθρωποι θα μπορούσαν όχι μόνο να εντοπίσουν, αλλά και να ποσοτικοποιήσουν τις επιπτώσεις που προκαλούν στο περιβάλλον τους, αλλά και να να αλλάξουν την δράση τους ανά πάσα στιγμή.
«Οι άνθρωποι μεταφέρουμε την κληρονομιά ενός παρελθόντος που φτάνει μέχρι εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πίσω. Η κοινωνία μας δεν είναι χτισμένη στη χαρά και την ευτυχία του παρελθόντος, αλλά στους αγώνες και τις αγωνίες πολλών γενεών προγόνων. Στις επόμενες λίγες δεκάδες ανθρώπινων γενεών είναι πιθανόν να κριθεί αν οι αγώνες και οι αγωνίες του παρελθόντος θα οδηγήσουν σε ένα λαμπρό μέλλον ή σε πλήρη εκμηδένηση.»

Πηγή

…. ήταν 15 φορές ισχυρότερη από την έκρηξη στο νησί Τόνγκα

Βαθιά κάτω από τον βυθό της Μεσογείου που περιβάλλει το ελληνικό νησί της Σαντορίνης ερευνητική ομάδα ανακάλυψε τα απομεινάρια μιας από τις μεγαλύτερες ηφαιστειακές εκρήξεις που έχει δει ποτέ η Ευρώπη. Με δημοσίευση τους στην επιθεώρηση «Communications Earth & Environment» οι ερευνητές αναφέρουν ότι πριν από περίπου μισό εκατομμύριο χρόνια συνέβη μια υποθαλάσσια ηφαιστειακή έκρηξη στη Σαντορίνη η οποία ήταν 15 φορές πιο ισχυρή από αυτή στο νησί Τόνγκα το 2022 που κατέρριψε πολλά ρεκόρ. Η έκρηξη στο Τόνγκα πυροδότησε τα ταχύτερα ατμοσφαιρικά κύματα που έχουν καταγραφεί ποτέ και το μεγαλύτερο μέγα-τσουνάμι εδώ και χιλιάδες έτη.

«Γνωρίζουμε ότι αυτό το ηφαίστειο είχε πολλές μεγάλες, εκρηκτικές εκρήξεις. Αλλά τα ευρήματα που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα δείχνουν μια κατακλυσμιαία έκρηξη που δεν γνωρίζαμε καν ότι υπήρχε» λέει ο Τιμ Ντρούιτ, καθηγητής ηφαιστειολογίας στο Πανεπιστήμιο του Clermont Auvergne στη Γαλλία, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Εκτεταμένη χερσαία έρευνα είχε προηγουμένως καταγράψει μια σχετικά λεπτομερή εικόνα του παρελθόντος ηφαιστείου στο Ελληνικό Τόξο, μια τοξοειδής οροσειρά του νότιου Αιγαίου Πελάγους κατά μήκος μιας καμπύλης γραμμής όπου η αφρικανική τεκτονική πλάκα βυθίζεται κάτω από την Ευρώπη και εκτείνεται από την Ελλάδα μέχρι την Τουρκία.

Οι γεωλόγοι έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η Σαντορίνη αναδύθηκε από τη θάλασσα πριν από περίπου 400.000 χρόνια, καθώς διαδοχικές εκρήξεις στοίβαζαν ηφαιστειακά συντρίμμια στον πυθμένα της θάλασσας. Το σημερινό αρχιπέλαγος της Σαντορίνης σχηματίστηκε κατά την Ύστερη Εποχή του Χαλκού (1600 έως 1200 π.Χ.), όταν η μινωική έκρηξη ανατίναξε την κορυφή του τότε νησιού. Ένας θάλαμος μάγματος κάτω από το νησί Καμένη, στο κέντρο της καλντέρας της Σαντορίνης, τροφοδοτεί ακόμα και σήμερα το ηφαίστειο.

«Υπάρχουν τόσα πολλά που μπορούν να μάθουν οι επιστήμονες στη στεριά αλλά επειδή η διάβρωση από τη βροχή και τον άνεμο εξαφανίζει ορισμένα γεωλογικά στοιχεία κινηθήκαμε στο θαλάσσιο βασίλειο, γιατί στη θάλασσα όλα είναι πιο ήρεμα» αναφέρει ο Ντρούιτ.

Η έκρηξη

Οι ερευνητές ανακάλυψαν τα απομεινάρια μιας έκρηξης 520.000 ετών που ήταν «μεγαλύτερη από οτιδήποτε άλλο παρήγαγε η Σαντορίνη και πιθανώς μία από τις δύο μεγαλύτερες εκρήξεις που είχε ποτέ ολόκληρο το ελληνικό ηφαιστειακό τόξο» σύμφωνα με τον Ντρούιτ. Η έκρηξη εκτόξευσε τουλάχιστον 90 κυβικά χιλιόμετρα ηφαιστειακών πετρωμάτων και τέφρας και συγκρκτικά η έκρηξη της Τόνγκα παρήγαγε 6 κυβικά χιλιόμετρα πετρωμάτων.

Η ανακάλυψη είναι σημαντική γιατί δείχνει ότι το ελληνικό ηφαιστειακό τόξο είναι ικανό να προκαλέσει τεράστιες υποβρύχιες εκρήξεις. «Μας δίνει ένα παράδειγμα για να μελετήσουμε λεπτομερώς μια πολύ μεγάλη έκδοση της έκρηξης της Τόνγκα. Η Σαντορίνη πιθανότατα δεν θα δει μια έκρηξη αυτής της κλίμακας για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Ωστόσο, ο θάλαμος μάγματος «θα συνεχίσει να τροφοδοτεί εκρήξεις λάβας και μικρές εκρηκτικές εκρήξεις για τις επόμενες δεκαετίες και ίσως ακόμη και αιώνες» λέει ο Ντρούιτ.

Πηγή

Περισσότερα από τα άστρα του Σύμπαντος!

Gradient and transparent effect used.

Αν νομίζετε ότι ο αριθμός των άστρων στο ορατό Σύμπαν είναι αστρονομικά μεγάλος (περιέχονται περίπου 3 με 7×10²² άστρα), σκεφτείτε ότι ο αριθμός όλων των ζωντανών κυττάρων στη Γη είναι ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερος. Κι αν υπολογίσουμε πόσα κύτταρα μπορεί να έζησαν ποτέ στην ιστορία του πλανήτη, το νούμερο είναι 10 τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από τους κόκκους άμμου σε όλη τη Γη.

Οι νέες εκτιμήσεις, οι οποίες δημοσιεύονται στην έγκριτη επιθεώρηση Current Biology, δεν είναι απλώς μια άσκηση σε αριθμούς με πολλά μηδενικά: δίνει μια εικόνα για τον κύκλο του άνθρακα και τη συνολική βιομάζα που μπορεί να συντηρήσει ο πλανήτης. Προσφέρει επίσης μια ζοφερή πρόβλεψη για το τέλος της ζωής στη Γη.

Ζωντανό Σύμπαν

Όπως εξηγεί ο δικτυακός τόπος του Science, η αμερικανο-ισραηλινή ομάδα ξεκίνησε τη μελέτη αντλώντας από τη βιβλιογραφία εκτιμήσεις για τον αριθμό των μονοκύτταρων μικροβίων που ζουν σε στεριά και θάλασσα, καθώς και εκτιμήσεις για την αφθονία των πολυκύτταρων οργανισμών και τον αριθμό των κυττάρων από τα οποία αποτελείται κάθε άτομο.

Πρόσφατη εκτίμηση δείχνει για παράδειγμα ότι το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από περίπου 30 τρισεκατομμύρια κύτταρα. Οι υπολογισμοί αυτοί οδήγησαν στο ασύλληπτο νούμερο των 10³⁰ κυττάρων, δηλαδή 10 ακολουθούμενο από 30 μηδενικά. Η πιο πολυπληθής ομάδα είναι μακράν τα κυανοβακτήρια, οι αρχαιότεροι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί, οι οποίοι ζουν και σήμερα σε κάθε είδους υδάτινα περιβάλλοντα.

Για να υπολογίσουν σε δεύτερη φάση τον αριθμό των κυττάρων που έζησαν ποτέ στη Γη, οι ερευνητές υπολόγισαν την πρωτογενή παραγωγή, την παραγωγή βιομάζας από φωτοσυνθετικούς οργανισμούς που χρησιμοποιούν το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα για να παράγουν οργανικές ουσίες.

Η πρωτογενής βιομάζα βρίσκεται στη βάση του τροφικού πλέγματος καθώς αποτελεί την τροφή μεγαλύτερων οργανισμών. Όταν οι οργανισμοί αυτοί πεθάνουν, το διοξείδιο του άνθρακα επιστρέφει στην ατμόσφαιρα και ο κύκλος του άνθρακα ξαναρχίζει από την αρχή.

Η ερευνητική ομάδα χτένισε τη βιβλιογραφία για εκτιμήσεις της αφθονίας κάθε τύπου φωτοσυνθετικού οργανισμού σε διαφορετικές εποχές της γήινης ιστορίας, ώστε να εκτιμηθεί η πρωτογενής παραγωγή κάθε επιμέρους περιόδου.

Στη συνέχεια υπολόγισαν πόσα κύτταρα θα χρειάζονταν για να παραγάγουν αυτή τη βιομάζα, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως το πότε εμφανίστηκε κάθε ομάδα φωτοσυνθετικών οργανισμών και το πώς οι εποχές των παγετώνες μείωσαν τη φωτοσύνθεση.

Τα κυανοβακτήρια, τα οποία εμφανίστηκαν πριν από 2,5 έως 3,4 δισ. χρόνια πριν, ήταν για καιρό η μόνη παραγωγική ομάδα, μέχρι την εμφάνιση των μονοκύτταρων φυκών πριν από 600 με 800 εκατ. χρόνια. Τα φύκη έπεσαν με τη σειρά τους στη δεύτερη θέση όταν εμφανίστηκαν τα χερσαία φυτά.

Όλα αυτά οδηγούν στην εκτίμηση ότι η Γη έχει φιλοξενήσει μέχρι σήμερα 10³⁹ με 10⁴⁰ κύτταρα. Οι ερευνητές μάλιστα υπολογίζουν ότι το νούμερο αυτό βρίσκεται κοντά στις αντοχές του πλανήτη, ο οποίος δεν διαθέτει αρκετούς πόρους για να συντηρήσει πάνω από 10⁴¹ κύτταρα.

Το τέλος της ζωής

Οι αριθμοί αυτοί μπορεί να είναι χονδρικοί, δείχνουν όμως «λογικοί και ρεαλιστικοί», σχολίασε ο Αλέσιο Κολάλτι, οικολόγος του ιταλικού Ινστιτούτου Μεσογειακών Γεωργικών και Δασικών Συστημάτων, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Τα ευρήματα είναι «σαν ταινία της ζωής στη Γη, μια ταινία για το πώς εξελίχθηκε η ζωή από τις απαρχές της» σχολίασε.

Εκτός από το παρελθόν, όμως, η μελέτη προχώρησε και στο μέλλον: η συγκέντρωση του CO₂ στην ατμόσφαιρα αναμένεται να μειωθεί στο μέλλον από γεωλογικές διαδικασίες που θα πυροδοτήσει ο ‘Ηλιος, ο οποίος γίνεται όλο και πιο φωτεινός με την πάροδο του γεωλογικού χρόνου.

Σε περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια, τα επίπεδα CO₂ θα έχουν πέσει υπερβολικά χαμηλά για να συντηρήσουν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, οπότε τα κυανοβακτήρια και τα φυτά θα πεθάνουν. Ούτως ή άλλως οι ωκεανοί θα είναι τότε υπερβολικά ζεστοί για να επιζήσει οτιδήποτε.

Η βιομάζα της Γης θα πεθάνει και όλος ο δεσμευμένος άνθρακας θα επιστρέψει στην ατμόσφαιρα. Αυτή τη φορά όμως ο κύκλος δεν θα ξαναρχίσει.

Πηγή

Τον Μάιο του 1923 ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ επέστρεψε στο Μόναχο από το Γκέττιγκεν, όπου ήταν επισκέπτης φοιτητής, για να ολοκληρώσει το τελευταίο του εξάμηνο γράφοντας τη διδακτορική του διατριβή. Γνωρίζοντας την φήμη του Χάιζενμπεργκ για αμφιλεγόμενες λύσεις σε προβλήματα της κβαντικής θεωρίας, ο μέντοράς του στο Μόναχο (και φίλος της πατέρα του) Arnold Sommerfeld , πρότεινε να γράψει τη διατριβή του στον πιο παραδοσιακό τομέα της υδροδυναμικής. Το θέμα ήταν σχετικό με την τυρβώδη ροή. Επέλεξε το θέμα αυτό θέλοντας να διευρύνει τις γνώσεις και την κατανόηση του Heisenberg στην μαθηματική φυσική. Προέκυψε από μια συνεργασία του Sommerfeld με μια εταιρεία που διοχέτευε τον ποταμό Isar διαμέσου του Μονάχου.

Ο Heisenberg έπρεπε επίσης να παρακολουθήσει το τετράωρο εργαστηριακό μάθημα στην πειραματική φυσική που έκανε ο καθηγητής Wilhelm Wien. Ο Wien επέμεινε ότι οποιοσδήποτε φυσικός, συμπεριλαμβανομένων και των λαμπρών θεωρητικών του Sommerfeld, πρέπει να είναι πλήρως καταρτισμένος στην πειραματική φυσική. Οι Wien και Sommerfeld συμμετείχαν και στην τελική προφορική εξέταση του υποψηφίου.

Ο Heisenberg υπέβαλε την διατριβή του 59 σελίδων με τίτλο «On the Stability and Turbulence of Liquid Currents» στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου στις 10 Ιουλίου του 1923. Το πρόβλημα ήταν να προσδιοριστεί η ακριβής μετάβαση ενός ομαλά ρέοντος υγρού (στρωτή ροή) σε τυρβώδη ροή. Ήταν ένα εξαιρετικά δύσκολο μαθηματικό πρόβλημα. Στην πραγματικότητα, ήταν τόσο δύσκολο που ο Heisenberg βρήκε μια κατά προσέγγιση λύση. «Δεν θα πρότεινα αυτό το θέμα ως διατριβή σε κανέναν από τους άλλους φοιτητές μου», έγραψε ο Sommerfeld. Το Πανεπιστήμιο δέχθηκε την διατριβή και ο Wien την αποδέχθηκε για δημοσίευση στο περιοδικό φυσικής που ήταν επιμελητής, αλλά όταν ο μαθηματικός Fritz Noether (ο αδελφός της Emmy Noether) προέβαλε αντιρρήσεις το 1926, τα αποτελέσματα παρέμειναν αμφίβολα για σχεδόν ένα τέταρτο αιώνα έως ότου τελικά επιβεβαιώθηκαν.

Η έγκριση της διατριβής είχε ως προϋπόθεση και την επιτυχία του υποψηφίου στην τελική προφορική εξέταση. Και εκεί δημιουργήθηκε πρόβλημα. Η εξεταστική επιτροπή αποτελούνταν από τους Sommerfeld και Wien, μαζί με τους εκπροσώπους δύο δευτερευόντων μαθημάτων του Heisenberg, τα μαθηματικά και την αστρονομία.

Όταν ο 21χρονος Heisenberg εμφανίστηκε ενώπιον των τεσσάρων καθηγητών στις 23 Ιουλίου 1923, απάντησε εύκολα τις ερωτήσεις του Sommerfeld και εκείνες των μαθηματικών, αλλά άρχισε να δυσκολεύεται στην αστρονομία και την πειραματική φυσική. Στην εργαστηριακή του εργασία ο Heisenberg έπρεπε να χρησιμοποιήσει ένα συμβολόμετρο Fabry-Perot, μια συσκευή για την παρατήρηση της συμβολής του φωτός, την οποία ο Wien είχε διδάξει εκτενώς. Όμως ο Heisenberg δεν μπορούσε να απαντήσει σε απλές ερωτήσεις, για την μέγιστη διακριτική ικανότητα του συμβολόμετρου ή πως ορίζεται η διακριτική ικανότητα ενός μικροσκοπίου. Όταν ο θυμωμένος Wien ρώτησε πώς λειτουργεί ένας συσσωρευτής, ο υποψήφιος πάγωσε. Ο Wien δεν έβρισκε κανένα λόγο για να περάσει τον νεαρό φοιτητή, ανεξάρτητα από το πόσο λαμπρός ήταν σε άλλους τομείς.

Μια σύγκρουση ξέσπασε μεταξύ των Sommerfeld και Wien σχετικά με την σημασία της θεωρίας και του πειράματος. Το αποτέλεσμα ήταν ότι ο Heisenberg θα έπαιρνε μεν το διδακτορικό του, αλλά θα βαθμολογείτο με τον προτελευταίο βαθμό – τον βαθμό III.

Ο Heisenberg σοκαρίστηκε. Συνηθισμένος να είναι πάντα πρώτος στην τάξη του, δυσκολεύτηκε να δεχτεί τον χαμηλό βαθμό στο διδακτορικό του. Ο Sommerfeld προετοίμασε ένα μικρό πάρτι στο σπίτι του εκείνο το απόγευμα για τον Dr. Heisenberg, αλλά ο Heisenberg βρήκε μια πρόφαση και πήρε το τρένο τα μεσάνυχτα για το Gottingen, όπου εμφανίστηκε στο γραφείο του Max Born το επόμενο πρωί. Ο Born είχε ήδη προσλάβει τον Heisenberg ως βοηθό του για το επόμενο διδακτικό έτος. Αφού ενημέρωσε τον Born για την αποτυχία του στα προφορικά, τον ρώτησε δειλά, «Αναρωτιέμαι αν με θέλετε ακόμα ως βοηθό;» Ο Born ήταν βέβαιος ότι ο Heisenberg θα ανέκαμπτε και του το είπε.

Ο ανήσυχος πατέρας του Heisenberg έγραψε στον διάσημο πειραματιστή του Gottingen,James Franck, ζητώντας του να διδάξει στον γιό του πειραματική φυσική. Ο Franck το έκανε, αλλά εξαιτίας της έλλειψης ενδιαφέροντος από τον Heisenberg, εγκατέλειψε την προσπάθεια. Aν ο Heisenberg κατάφερνε να επιβιώσει στον χώρο της φυσικής, θα το έκανε ως καθαρά θεωρητικός.

Το αστείο σ’ αυτή την ιστορία είναι ότι όταν ο Heisenberg διατύπωσε τις σχέσεις αβεβαιότητας αρκετά χρόνια μετά, χρησιμοποίησε την διακριτική ικανότητα του μικροσκοπίου για να τις εξηγήσει – αλλά το φάντασμα του παρελθόντος εμφανίστηκε πάλι, δημιουργώντας του δυσκολίες! Όταν ο Bohr διαφώνησε μαζί του, επισημαίνοντας λάθη στον συλλογισμό του, ο Heisenberg οδηγήθηκε πάλι σε συναισθηματικό μπλοκάρισμα. Το θετικό αποτέλεσμα από την υπόθεση ήταν πως η αντίδραση του Heisenberg ώθησε τον Bohr να διατυπώσει τις δικές του απόψεις για το θέμα, οι οποίες οδήγησαν τελικά στη λεγόμενη ερμηνεία της Κοπεγχάγης της κβαντικής μηχανικής.

Πηγή