Science illustrated maios 2013 by dyo kosmokalogeros

www.scienceillustrated.gr € 4,90 ΓΙΑ ΕΛΛΑΔΑ & ΚΥΠΡΟ

9771790309000

SCIENCE ILLUSTRATED ΤΕΥΧΟΣ 88 • ΜΑΪΟΣ 2013

ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ΑΠ’ ΕΞΩ

ΤΕΥΧΟΣ 88 ΜΑΪΟΣ 2013 ΤΙΜΗ € 4,90

(ΓΙΑ ΕΛΛΑΔΑ & ΚΥΠΡΟ)

Είμαστε1%

ΑΝΘΡΩΠΟΙ

και 99% βακτήρια Η ΖΩΗ ΣΤΟΥΣ ΩΚΕΑΝΟΥΣ

Έρωτας και πόλεμος στους κοραλλιογενείς υφάλους

ΜΗΤΡΙΚΟ ΓΑΛΑ

Η σημαντικότερη εφεύρεση της εξέλιξης ως πολύτιμο εμπόρευμα

ΤΟ ΣΠΡΕΪ ΤΟΥ ΣΕΞ

Ρινικοί ψεκασμοί με ωκυτοκίνη ενισχύουν τη σεξουαλική διάθεση των αντρών SI OPISTHOFYLLO-01_EXOFYLLO_GR88_2.indd 1

4/17/2013 6:55:24 PM

Κυκλοφορεί στις 23 Μαΐου Τα όρια της νοημοσύνης

>>>

Τα ζώα δείχνουν τα δόντια τους

Στη διάρκεια της εξέλιξης ο εγκέφαλος του ανθρώπου έχει αναπτυχθεί κατά τρόπο που τον καθιστά το ευφυέστερο ζώο της Γης. Ωστόσο πολλά δείχνουν ότι σύντομα φτάνουμε στο όριό μας, σ’ ένα σημείο όπου ο εγκέφαλος δεν μπορεί να αποδώσει περισσότερο παρά μόνο αν παραβιάζονταν οι φυσικοί νόμοι. Το 2004 ο Αμερικανός δημοσιογράφος James Surowiecki είχε χρησιμοποιήσει τον όρο «wisdom of crowds» (σοφία του πλήθους) που σημαίνει ότι μεγάλες ομάδες διαφορετικών μεταξύ τους ανθρώπων, που ο καθένας τους έχει τις δικές του γνώσεις, καταγωγή, εμπειρίες και στάση ζωής, είναι συχνά καλύτερες και ταχύτερες στο να επιλύουν πολύπλοκα προβλήματα πάνω σ’ ένα θέμα απ’ ότι οι ειδικοί επί του θέματος.

Από την εμφάνισή τους πριν από 450 εκατομμύρια χρόνια τα δόντια χρησιμοποιούνται από τα σπονδυλωτά για να δαγκώνουν, να ροκανίζουν, να μασάνε, να σκοτώνουν, να σκάβουν, να κόβουν, να θρυμματίζουν, να αλέθουν να ανασηκώνουν, να μάχονται. Η φύση τα έχει προικίσει με τα κατάλληλα εργαλεία για την επιβίωσή τους γι’ αυτό πολλά ζώα έχουν δυνατά και μυτερά δόντια ενώ άλλα μικρά και μη λειτουργικά, μερικά έχουν πολλαπλές σειρές δοντιών κι άλλα μόνο ένα δόντι.

Η ΧΡΥΣΗ ΕΠΟΧΗ ΤΗΣ ΠΕΙΡΑΤΕΙΑΣ Η φήμη του είχε εξαπλωθεί και κανείς δεν τολμούσε να του αντισταθεί. Χωρίς κανονιοβολισμούς και πιστολιές ο Μαυρογένης και το πειρατικό του πλήρωμα πλεύριζαν εμπορικά πλοία και τα καταλήστευαν. Ήταν ο φόβος και ο τρόμος της Καραϊβικής σε μια σύντομη αλλά εντατική περίοδο στις αρχές του 1700. Τον σκότωσαν το 1718 αλλά ο θρύλος του ζει και τρεις αιώνες αργότερα τροφοδοτεί κινηματογραφικά σενάρια.

Τρίτη 14 Μαΐου 2013

Τρίτη 21 Μαΐου 2013

Τρίτη 28

• Παρουσίαση του κύκλου • Αρχή λειτουργίας και σύντομη ιστορική ανασκόπηση. • Τι ξεχωρίζει το laser από τις συνήθεις πηγές φωτός; • Εφαρμογές των Laser στα υλικά σε επίπεδα του ενός εκατομμυριοστού του μέτρου • Εφαρμογές των Laser στη Bιοϊατρική

Μαΐου 2013

Τρίτη 4 Ιουνίου 2013

SI 02-83 GR88_2RΕ.indd 1

• Εφαρμογές των Laser σε μοντέρνες τεχνολογίες του 21oυ αιώνα

SEDIBA ο άγνωστος κρίκος της εξέλιξης

Ένα ηλιόλουστο πρωινό ο 9χρονος Matthew σκόνταψε σε μια πέτρα καθώς κυνηγούσε το σκύλο του σ’ ένα χορταριασμένο λοφάκι. Αποδείχτηκε ότι κυριολεκτικά είχε πέσει πάνω σε ένα από τα σημαντικότερα ανθρωπολογικά ευρήματα της ιστορίας. Δίπλα στην πέτρα ξεπρόβαλλε η κλείδα αγοριού που ίσως μας αποκαλύψει τον κρίκο της εξέλιξης ο οποίος συνδέει τον ανθρωποπίθηκο με το σύχρονο άνθρωπο.

Διαβάστε επίσης • Οι υποθαλάσσιες πόλεις του μέλλοντος • Πώς δημιουργείται ένα avatar • Τα Ιμαλάια σε αριθμούς

4/17/2013 6:17:30 PM

Ο «Ελληνικός Κόσμος» σε συνεργασία με την Αμερικάνικη Γεωργική Σχολή, διοργανώνουν στις 27/4, 28/4, 29/4, 30/4 (Σάββατο του Λαζάρου, Κυριακή των Βαΐων, Μ. Δευτέρα και Μ. Τρίτη) πέντε μοναδικά ανοιξιάτικα εργαστήρια για παιδιά κάθε ηλικίας με τους γονείς τους.

www.hellenic-cosmos.gr Κέντρο Πολιτισμού «Ελληνικός Κόσμος» Πειραιώς 254, Ταύρος Προσέλευση: από 10.00-14.00 Τηλ. Κρατήσεων: 212 25 40 600

SI 3_GR88_KTX IME.indd 3

4/17/2013 6:42:59 PM

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΑ ΑΚΡΑΙΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΤΟΥ ΠΛΑΝΗΤΗ Η πιο όξινη περιοχή του κόσμου θεωρείται το ορυχείο Richmond στο Iron Mountain της Καλιφόρνια. Το νερό εκεί χαρακτηρίζεται ως το χειρότερο του κόσμου και είναι 12.000 φορές πιο όξινο από τα υγρά μπαταρίας. Σελίδα 26

Οι πρώτοι κάτοικοι της Αμερικής Με βάση τα ευρήματα που εντοπίστηκαν κυρίως σε κοπρόλιθους, οι επιστήμονες ανατρέπουν την κρατούσα θεωρία περί αποικισμού της αμερικανικής ηπείρου: δεν ήταν οι Clovis οι πρώτοι κάτοικοι της περιοχής. Σελίδα 36

Η ΡΩΜΑΪΚΗ ΑΥΤΟΚΡΑΤΟΡΙΑ ΣΕ ΑΡΙΘΜΟΥΣ Ένα εκατομμύριο κατοίκους είχε η Ρώμη το 100 μ.Χ.

Το σπρέι του σεξ

Μέχρι πρότινος η ορμόνη ωκυτοκίνη ήταν γνωστή για την ιδιότητά της να προκαλεί τον τοκετό και να ενεργοποιεί την έκκριση μητρικού γάλακτος στις μητέρες που μόλις έχουν γεννήσει. Οι έρευνες όμως έδειξαν ότι το σπρέι ωκυτοκίνης μπορεί να βοηθήσει σημαντικά και στην ενίσχυση της σεξουαλικής διάθεσης των αντρών. Σελίδα 34

SI 04-05_GR88_Periexomena 1RE.indd 4

Την ξεπέρασε σε πληθυσμό

ΟΡ

το Λονδίνο το 1825. Σελίδα 42

4/18/2013 1:39:09 PM

No 88 Μάιος 2013

3D ΕΚΤΥΠΩΤΗΣ Ένα σκίτσο ηλεκτρονικού υπολογιστή μπορεί μέσω ενός 3D εκτυπωτή να μετατραπεί σε απτό αντικείμενο. Οι επιστήμονες σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν αυτή την τεχνολογία στη δημιουργία ανθρώπινων οργάνων προς μεταμόσχευση. Σελίδα 60

28 62 34 • IMPERIAL COLLEGE, ALBERTO GUGLIELMI & MIKKEL JUUL JENSEN

Πώς κοιµούνται οι αστροναύτες; Μια ανθρώπινη λειτουργία που είναι τόσο δεδομένη στη Γη, στο Διάστημα μπορεί να είναι ολόκληρη περιπέτεια. Σελίδα 75

8 ΕΝ ΡΙΠΗ ΟΦΘΑΛΜΟΥ 10 ΝΕΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ 16 ΕΡΕΥΝΑ 18 Στο ανθρώπινο σώμα ζουν 2,5 εκατομμύρια

βακτήρια. Χωρίς αυτά η ζωή δεν θα ήταν εφικτή.

26 Το πιο όξινο στοιχείο του κόσμου είναι

Η ΚΟΚΚΙΝΟΜΑΛΛΑ ΤΗΣ ΚΟΡΙΝΘΟΥ

το νερό που αναβλύζει από το ορυχείο του Iron Mountain στην Καλιφόρνια.

28 Τα κοράλλια και τα ψάρια ζουν έντονη ζωή

στους τροπικούς κοραλλιογενείς υφάλους.

34 Η ορμόνη ωκυτοκίνη σε μορφή ρινικού σπρέι

Κατά τη διάρκεια των εργασιών για τη διάνοιξη της νέας εθνικής οδού Κορίνθου-Πατρών βρέθηκε ο τάφος μιας γυναίκας με κόκκινα μαλλιά. Σελίδα 11

ενισχύει τη σεξουαλική διάθεση των αντρών.

36 Σύμφωνα με νέες έρευνες, οι Clovis δεν ήταν

οι πρώτοι κάτοικοι της αμερικανικής ηπείρου.

42 Γνωρίστε τη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία σε αριθμούς.

44 Πώς μοιάζει το σύμπαν απ’ έξω: σαν σωσίβιο, σαν μπάλα ποδοσφαίρου ή σαν βουβουζέλα;

52 Νανοσωματίδια χρυσού αποκαλύπτουν κακοήθεις όγκους.

56 Οι ερευνητές είναι πλέον σε θέση

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΚΛΙΜΑΤΟΣ

Επιστημονική ομάδα του πανεπιστημίου του Cambridge χαρτογράφησε τη σημασία του κλίματος στον αποικισμό των ηπείρων. Σελίδα 13

να κατασκευάζουν κεραυνούς.

60 Πίσω από την εφεύρεση: 3D εκτυπωτής. 62 Μια ολόκληρη βιομηχανία προώθησης του

μητρικού γάλακτος έχει στηθεί τα τελευταία χρόνια στην Αμερική.

66 Η αστυνομία προσπαθεί να βρει το δράστη πίσω από την αποστολή δέματος με βόμβα στο 17χρονο Chris Marquis.

72 ΡΩΤΗΣΤΕ ΜΑΣ 78 ΚΟΥΙΖ 81 ΓΛΩΣΣΑ

SI 04-05_GR88_Periexomena 1RE.indd 5

4/18/2013 1:39:20 PM

ΣΕ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ

ΤΑ ΝΕΑ ΠΡΟΣΩΠΑ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ

GREECE 2013

Διαγωνισμός για την επικοινωνία της επιστήμης LET’S TALK SCIENCE!

Έχεις ταλέντο;

All it takes Is three minutes!

έχεις 3 λεπτά για να το αποδείξεις!

Θεσσαλονίκη: Προκριματικός 25 Απριλίου 2013, 6.00 μμ στα γραφεία του British Council Τσιμισκή 43, Εμπορικό Κέντρο Πλατεία

Άνοιξε τη δική σου αυλαία…και γίνε το επόμενο «αστέρι» της επικοινωνίας της επιστήμης στην Ελλάδα. Μη χάσετε την έβδομη συνεχή διοργάνωση του Διεθνούς Διαγωνισμού FameLab! Αιτήσεις μέχρι 19 Απριλίου 2013. www.britishcouncil.org/greece T: 210 3692342 - 2310 378314

ΧΟΡΗΓΟΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ:

Αθήνα: Προκριματικός 24 Απριλίου 2013, 6.00 μμ ΕΙΕ, Βασ. Κων/νου 48

Αθήνα: Τελικός 27 Μαΐου 2013, 6.00 μμ ΕΙΕ, Βασ. Κων/νου 48

ΜΕ ΤΗΝ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ:

www.eie.gr T: 210 7273501 - 210 7273516

www.scienceillustrated.gr

Το Science Ιllustrated είναι ένα περιοδικό εκλαϊκευμένης επιστήμης, το οποίο παρακολουθεί τις εξελίξεις σε όλους τους επιστημονικούς τομείς. Στόχος του είναι να ενισχύσει το ενδιαφέρον για την επιστήμη προβάλλοντάς τη με τρόπο κατανοητό και ευχάριστο. Τα άρθρα του γράφονται από επιστήμονες και επιστημονικούς συντάκτες. Ανήκει στην εταιρεία Bonnier Publications A-S, Denmark και το αποκλειστικό δικαίωμα έκδοσης και χρήσης του τίτλου για την Ελλάδα και την Κύπρο έχει η EirMa Μ.Ε.Π.Ε. Συνολικά, εκδίδεται σε 14 γλώσσες και κυκλοφορεί σε 19 χώρες.

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ Τεύχος 88, Μάιος 2013 Ιδιοκτήτης: ΕirMa Μ.Ε.Π.Ε., Κριναγόρου 14, 117 45 Αθήνα Γραφεία: Υμηττού 275Α, 116 31 Αθήνα Σύνταξη: 210 75 22 862 Γραμματεία - Συνδρομές: 210 75 22 860 Λογιστήριο: 210 76 50 786 Ε-mail: science.illustrated@eirma.gr Εκδότης - Διευθυντής: Νίκος Σερβετάς Αρχισυνταξία: Έμυ Ντούρου Επιστημονικοί Σύμβουλοι: Αλέξης Δεληβοριάς - Αστροφυσική Ιωάννης Ζιώμας - Περιβάλλον Αντώνης Καλαμπάκας - Μαθηματικά Πάνος Κίτρου - Ιατρική Θύμης Μαλαμόπουλος - Ψυχολογία Νίκος Παπαϊωάννου - Τεχνολογία Αγγέλικα Σαπουνά - Ιστορία, Φιλοσοφία Σπύρος Σφενδουράκης - Βιολογία Φίλιππος Τσίκαλας - Γεωλογία Επιμέλεια Κειμένων: Στέλλα Καλάρη

SI 06-07_GR88_TAUTOTHTA_1RE.indd 6

Αν δεν βρίσκετε το τεύχος στο περίπτερο της γειτονιάς σας, τηλεφωνήστε μας στο

210 75 22 860

Art Director: Μεταφράσεις:

Δάφνη Μπέη Κική Αγγελή, Γρηγόρης Κονδύλης, Γιώργος Μαθόπουλος

Τεχνική Υποστήριξη:

Μανόλης Πατεράκης, Σπήλιος Πετρόπουλος Οικονομική Διεύθυνση: Χρύσα Νάνου, Μανώλης Τζομπανάκης Γραμματεία / Συνδρομές: Ελένη Γύφτου Εκτύπωση - Βιβλιοδεσία: ΝΙΚΗ Εκδοτική Α.Ε. KΩΔΙΚΟΣ: 01-7515 Διανομή: ΑΡΓΟΣ Α.Ε. - 3579 Copyright© για την ελληνική έκδοση (Ελλάδα - Κύπρος) EirMa Μ.Ε.Π.Ε. Copyright© Bonnier Publications A-S, Denmark Editor in Chief: Jens Mathiessen Art Director: Hanne Bo Photo Editor: Allan Baggese, Lisbeth Brunnich, Peter Eberhardt

4/17/2013 5:56:54 PM

Ε.

τεύχη

ΜΟΝΟ

€50 Γίνε

ΣΥΝΔΡΟΜΗΤΗΣ!

ΓΝΩΡΙΣΕ ΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΚΑΛΥΤΕΡΑ. ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΣΕ ΤΗΝ ΠΕΡΙΕΡΓΕΙΑ ΣΟΥ.

Στείλτε το κουπόνι στη διεύθυνση EirMa - Science Illustrated, Κριναγόρου 14, 11745, Αθήνα ή πληκτρολογήστε το www.scienceillustrated.gr

ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΠΟΣΤΟΛΗΣ ΤΕΥΧΟΥΣ Eπώνυμο:............................................................................................Όνομα: ...................................... Οδός: ...................................Αριθμός: .......ΤΚ: .............. Πόλη: .............................................................. Τηλ.: .................................................................... Ε-mail: .....................................................................

TΡΟΠΟΙ ΠΛΗΡΩΜΗΣ: 1) Πιστωτική κάρτα: VISA

MASTERCARD

Αρ. κάρτας .................................................................... Ημερ/νία λήξης: ............................................. 2) Mε κατάθεση στο λογαριασμό τραπέζης: ΕΘΝΙΚΗ ΤΡΑΠΕΖΑ 153/470313-85 (ΕirMa M.E.Π.Ε.) IBAN: GR86 0110 1530 0000 1534 7031 385 ΠΕΙΡΑΙΩΣ ΤΡΑΠΕΖΑ 5195-052345-204 (ΕirMa M.E.Π.Ε.) IBAN: GR9401721950005195052345204

SI 06-07_GR88_TAUTOTHTA_1RE.indd 7

4/17/2013 5:56:55 PM

ΕΝ ΡΙΠΗ ΟΦΘΑΛΜΟΥ

NASA

Ένα μικρό νησί υπεύθυνο για μεγάλες δίνες Το νησί της Αγίας Ελένης στον νότιο Ατλαντικό Ωκεάνο βρίσκεται στο κέντρο ενός από τα πλέον κυρίαρχα αιολικά συστήματα του κόσμου, το νοτιονατολικό. Όταν ο άνεμος χτυπά τις απότομες πλαγιές του νησιού, στροβιλίζεται γύρω τους για να καταλήξει σε μια δίνη στην απάνεμη πλευρά του νησιού. Τα σπειροειδή σχήματα της φωτογραφίας κατέγραψε ο δορυφόρος Terra της NASA μια συννεφιασμένη ημέρα. Ο δορυφόρος τροφοδοτεί εδώ και 14 χρόνια τους επιστήμονες με σημαντικά επιστημονικά δεδομένα, σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ της ατμόσφαιρας, του εδάφους και των ωκεανών. Επιμέλεια: Ελένη Γύφτου

SI 8-9_GR88_160801_EN RIPI2RE.indd 8

4/17/2013 3:00:56 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:MEA Red.sek:PE

SI 8-9_GR88_160801_EN RIPI2RE.indd 9

4/17/2013 3:00:57 PM

ΝΕΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

ΣΦΑΤΕΣ ΟΙ ΠΡΟΥΝΕΣ ΕΡΕ

Συντάκτες: Jesper Bindslev & Tina Frederiksen

Νέα μέθοδος μέτρησης βαρυτικών κυμάτων

NASA

ΦΥΣΙΚΗ Πιστεύεται ότι βίαια φαινόμενα όπως οι εκρήξεις υπερκαινοφανών και οι συγκρούσεις άστρων νετρονίων «γεννούν» βαρυτικά κύματα τα οποία διαδίδονται στο χωροχρόνο. Ο Αϊνστάιν στη γενική θεωρία της σχετικότητας είχε προβλέψει την ύπαρξή τους αλλά αυτή δεν έχει επιβεβαιωθεί επιστημονικά, επειδή τα βαρυτικά κύματα είναι πολύ ασθενή και γι’ αυτό η ανίχνευσή τους είναι εξαιρετικά δύσκολη. Ίσως τη λύση δώσει τώρα η NASA με νέα ριζοσπαστική μέθοδο, την αποκαλούμενη ατομική συμβολομετρία, η οποία επιτρέπει τη μέτρηση φυσικών φαινομένων με πολύ μεγάλη ευαισθησία. Τα πρώτα πειράματα θα γίνουν σε πύργο ύψους 10 μέτρων στο πανεπιστήμιο Stanford των ΗΠΑ. Ένα σύννεφο ατόμων ρουβιδίου θα πέσει ελεύθερα από την κορυφή του πύργου και θα βομβαρδιστεί με ακτίνες λέιζερ που θα ψύξουν τα άτομα σε θερμοκρασία ακριβώς πάνω από το απόλυτο μηδέν, τους -273 βαθμούς Κελσίου. Σ’ αυτές τις εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες τα άτομα «συμπεριφέρονται» ως κύματα,

ακριβώς όπως τα κύματα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας συμπεριφέρονται και ως σωματίδια, που ονομάζονται φωτόνια. Στη συνέχεια, κατά την πτώση τους, τα άτομα «βομβαρδίζονται» από νέους παλμούς λέιζερ, γεγονός που τα εξαναγκάζει να βρεθούν σε μια υπέρθεση κβαντικών καταστάσεων, που τους επιτρέπει να υπάρχουν σε πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα. Αυτό σημαίνει ότι κάθε άτομο μπορεί να διαχωριστεί σε διαφορετικές καταστάσεις, που υπάρχουν ανεξάρτητα η μία από την άλλη, γι αυτό και μπορούν να κινηθούν σε διαφορετικές τροχιές ως διακριτά σωματίδια. Στη συνέχεια οι τροχιές τους επανενώνονται στον ανιχνευτή που υπάρχει στη βάση του πύργου, όπου και σχηματίζουν μια χαρακτηριστική εικόνα συμβολής. Οι διακυμάνσεις στην υφή του χωροχρόνου που προκαλούνται κατά τη διέλευση ενός βαρυτικού κύματος είναι εξαιρετικά ασθενείς. Εάν όμως ένα βαρυτικό κύμα μεταβάλει την τροχιά των ατόμων στον πύργο έστω και κατά μόλις ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου, το συμβολόμετρο μπορεί να μετρήσει την αλλαγή. Η άμεση παρατήρηση των βαρυτικών κυμάτων, εκτός από μία ακόμη επιβεβαίωση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, θα οδηγήσει σε νέο κλάδο της αστρονομίας, την αστρονομία των βαρυτικών κυμάτων, η οποία θα επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν όχι μόνο παράξενα και βίαια φαινόμενα, όπως τη σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων ή δύο μαύρων τρυπών, αλλά και το πολύ νεαρό σύμπαν που είναι από τη φύση του αδιαφανές στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Γιατί τα «κλασικά» επίγεια και διαστημικά μας τηλεσκόπια που ανιχνεύουν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αδυνατούν να «διεισδύσουν» σε αρχέγονες εποχές, όπου το σύμπαν ήταν νεότερο από 380.000 χρόνια.

Με την υλοποίηση πειραμάτων στο πανεπιστήμιο Stanford οι ερευνητές προσπαθούν να αποδείξουν ότι τα φευγαλέα βαρυτικά κύματα υπάρχουν.

ΛΕΞΙΚΟ Υπέρθεση ή επαλληλία Σύμφωνα με την κβαντική φυσική, την επιστήμη του υποατομικού κόσμου των σωματιδίων της ύλης, ένα υποατομικό σωματίδιο ή ένα άτομο είναι δυνατό να βρίσκεται ταυτόχρονα σε περισσότερες από μία κβαντικές καταστάσεις.

αλής λέγεται ο επικεφ

BABAK SAIF, πειράματος για τη μέτρηση ευνητής του νέου του ερ σικός κυμάτων. Είναι φυ των βαρυτικών ς NASA και τη d ar dd ντρου Go διαστημικού κέ υ νέου ην ανάπτυξη το έχει συμβάλει στ Webb. λεσκοπίου James διαστημικού τη

SI 10-15_GR88_160802_Nees anakal3RΕ.indd 10

Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 1:43:19 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:NB Red.sek:JB

120

Η ορμόνη ωκυτοκίνη μας βοηθά να ερμηνεύσουμε τις εκφράσεις του προσώπου άλλων ανθρώπων και μας κάνει πιο κοινωνικούς δείχνει πείραμα στο οποίο η ορμόνη δόθηκε στους μετέχοντες με τη μορφή ρινικού σπρέι.

terajoule ή δύο φορές την ενέργεια που απελευθέρωσε η ατομική βόμβα της Χιροσίμα είχε ο τυφώνας Sandy ο οποίος έπληξε τις ανατολικές ακτές των ΗΠΑ.

STANFORD UNIVERSITY

Η κοκκινομάλλα της Κορίνθου χρώματα διατηρούνται πολύ καθαρά. Εκτός από τις λάρνακες και το πορτρέτο της νεαρής γυναίκας, είχαν χρησιμοποιηθεί για τη διακόσμηση των τοίχων με γιρλάντες και ένα παγώνι. Μετά τις απαραίτητες εργασίες συντήρησης ο τάφος θα μεταφερθεί στον αρχαιολογικό χώρο της Αρχαίας Κορίνθου.

CENTRAL ARCHAEOLOGICAL COUNCIL

ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ Το κρεβάτι είναι καλυμμένο με κόκκινο κλινοσκέπασμα, το μαξιλάρι δείχνει μαλακό, η όμορφη κοκκινομάλλα που είναι ξαπλωμένη έχει σηκωμένα τα μαλλιά της και φορά χρυσά σκουλαρίκια. Το κρεβάτι όμως δεν είναι παρά μία από τις δύο λάρνακες που βρέθηκαν σε υπόγειο ταφικό δωμάτιο κοντά στην Κόρινθο. Ήρθαν στο φως κατά τις εργασίες της νέας εθνικής οδού Κορίνθου-Πατρών. Ο τάφος χρονολογείται στον 3ο μ.Χ. αιώνα και τα

Το όμορφο πρόσωπο της νεαρής γυναίκας ακουμπά στο πέτρινο μαξιλάρι της λάρνακας, ενώ το σώμα της είναι σκεπασμένο με ζωγραφισμένο κόκκινο κλινοσκέπασμα.

Στηθόδεσμοι από το 15ο αιώνα Τα άστρα αποκαλύπτουν βαρυτικά κύματα Η απόσταση ανάμεσα στα δύο άστρα του διπλού αστρικού συστήματος μειώνεται πιθανότατα επειδή το αστρικό σύστημα χάνει ενέργεια λόγω της εκπομπής βαρυτικών κυμάτων. Η ανακάλυψη αυτή χάρισε σε δύο αστρονόμους το βραβείο Νόμπελ το 1983.

SI 10-15_GR88_160802_Nees anakal3RΕ.indd 11

εσώρουχο του 15ου αιώνα

BEATRIX NUTZ/UNIVERSITÄT INNSBRUCK

NASA

Science Illustrated Μάιος 2013

Οι γυναίκες χρησιμοποιούσαν στηθόδεσμους 500-600 χρόνια νωρίτερα απ’ ό,τι πιστεύαμε. Στο ανάκτορο Lengborg της Αυστρίας βρέθηκαν σουτιέν και ασορτί κιλότες που θυμίζουν τα σύγχρονα εσώρουχα. Οι θήκες είναι ραμμένες από λεπτό ύφασμα και οι τιράντες από πιο χοντρό. Ανάλυση με άνθρακα-14 στο ύφασμα έδειξε ότι τα εσώρουχα είναι του 15ου αιώνα.

4/18/2013 1:43:30 PM

ΝΕΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

240

εκατομμυρίων ετών είναι το χελιδονόψαρο που βρέθηκε πρόσφατα. Πρόκειται για το αρχαιότερο απολίθωμα της οικογένειας των εξωκοιτήδων (Exocoetidae) που επιβεβαιώνει ότι χελιδονόψαρα υπήρχαν και στις αρχέγονες θάλασσες.

Γαλαξίας μέσα σε φούσκα αερίων

J. ROGERS/UNIVERSITY OF ILLINOIS

Το ηλεκτρονικό γάντι θα αποτελέσει στο μέλλον συνηθισμένο εξοπλισμό για ιατρικές εξετάσεις και επεμβάσεις. Αμερικανοί επιστήμονες ανέπτυξαν ελαστικό κάλυμμα δαχτύλου εφοδιασμένο με ηλεκτρονικό κύκλωμα. Θα μπορεί για παράδειγμα να μετρά την υγρασία και τη θερμοκρασία των ιστών ή να καταγράφει τη δραστηριότητα της καρδιάς.

Γαλαξίας σε φούσκα αερίων Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου

Μικρό Νέφος του Μαγγελάνου

ΑΥΤΙΣΤΙΚΑ ΠΑΙΔΙΑ-ΘΑΥΜΑΤΑ Σε νέα έρευνα που έγινε σε οκτώ παιδιά-θαύματα διαπιστώθηκε ότι τα τρία ήταν αυτιστικά. Παιδιά που διακρίθηκαν για εξαιρετικές γνώσεις σε κάποιον τομέα αποδείχτηκε ότι συγκέντρωναν και υψηλή βαθμολογία σε τεστ που χρησιμοποιείται για να διαπιστωθούν αυτιστικά χαρακτηριστικά της προσωπικότητας.

Το νέφος υπέρθερμων αερίων γύρω από το γαλαξία μας και τους δύο γειτονικούς γαλαξίες έχει ακτίνα τουλάχιστον 300.000 ετών φωτός.

CHENGDU PANDA BASE

Θαυματουργό γάντι

περιέχει κυρίως άζωτο και μερικά άλλα βασικά στοιχεία. Η ανακάλυψη του τεράστιου νέφους και του περιεχομένου του ανοίγει νέους δρόμους στην έρευνα, αφού ενδέχεται να αποτελέσει μια εξήγηση για τη «χαμένη» βαρυονική ύλη του γαλαξία μας. Τα συμπεράσματα της επιστημονικής ομάδας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό The Astrophysical Journal. CHANDRA/NASA

ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ Σύμφωνα με δεδομένα των διαστημικών τηλεσκοπίων Chandra, XMM-Newton και Suzaku, ο γαλαξίας μας περιβάλλεται από μια τεράστια άλω ή «φυσαλίδα» υπέρθερμων αερίων, με ακτίνα που μπορεί και να υπερβαίνει τα 300.000 έτη φωτός. Σύμφωνα με συνεργαζόμενους επιστήμονες από ιδρύματα διαστημικών ερευνών Ευρώπης, Αμερικής και Ιαπωνίας, το σφαιρικό αυτό νέφος αερίων περιλαμβάνει και τους δύο γειτονικούς μας γαλαξίες, Μικρό και Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, και έχει θερμοκρασία τουλάχιστον 1 εκατομμυρίου βαθμών Κελσίου, εκατοντάδες φορές υψηλότερη από αυτή της επιφανείας του Ήλιου. Οι αστρονόμοι δεν το είχαν μέχρι τώρα εντοπίσει, επειδή η πυκνότητά του είναι πολύ μικρή. Καθώς παρακολουθούσαν ορισμένες ισχυρές πηγές ακτινών Χ, παρατήρησαν ότι ένα μέρος της ακτινοβολίας χανόταν. Αποδείχτηκε ότι την απορροφούσαν ιονισμένα σωματίδια κοντά στο γαλαξία μας κι η παρατήρηση αυτή οδήγησε τους επιστήμονες στα ίχνη του νέφους αερίων. Εκτός από οξυγόνο

Π Α ΡΑΘ Υ Ρ Ο Σ ΤΟ Ν ΚΟ Σ Μ Ο

Chengdu Panda Base, Κίνα

Ρεκόρ γεννήσεων Πανηγυρίζουν στο μεγαλύτερο στον κόσμο κέντρο αναπαραγωγής των μεγάλων πάντα. Μέσα σε μικρό διάστημα γεννήθηκαν επτά μικρά ύστερα από εξωσωματική γονιμοποίηση. Συνολικά έχουν γεννηθεί 112 πάντα, όλα με εξωσωματική. Θα περάσουν δύο χρόνια κοντά στη μητέρα τους και στη συνέχεια θα εξασκηθούν για να απελευθερωθούν αργότερα στη φύση.

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 10-15_GR88_160802_Nees anakal3RΕ.indd 12

4/18/2013 1:44:09 PM

Το μέγεθος της αμυγδαλής στον εγκέφαλο καθορίζει την κοινωνικότητα και την επιτυχία του ατόμου. Το υποστηρίζουν δύο ψυχίατροι του γενικού νοσοκομείου της Μασαχουσέτης και του πανεπιστημίου North Eastern. Η σχέση υπάρχει ανεξάρτητα από την ηλικία και το φύλο του ατόμου.

Κλίμα και εποικισμός ΑΝΘΡΩΠΟΛΟΓΙΑ Επιστημονική ομάδα με επικεφαλής τον Andrea Manica του πανεπιστημίου του Cambridge χαρτογράφησε τη σημασία του κλίματος στον εποικισμό των ηπείρων. Στηριζόμενοι σε κλιματικά δεδομένα, μεταξύ άλλων από πυρήνες πάγου από τη Γροιλανδία, υπολόγισαν την εξέλιξη θερμοκρασίας και βροχοπτώσεων τα τελευταία 120.000 χρόνια. Το κλίμα πληροφορεί έμμεσα για την ποσότητα τροφής σε μια δεδομένη περιοχή και κατά συνέπεια για τον αριθμό των

T.A. CLARY/AFP/SCANPIX

Τέσσερα εμπόδια συνάντησαν οι πρόγονοί μας

Όχι μόνο Λαίδη αλλά και φτέρη GAGA G-A-G-A. Αυτός ο συνδυασμός γραμμάτων περιέχεται στο DΝΑ νέου γένους φτέρης στη συστοιχία που τη διαχωρίζει από άλλα συγγενικά γένη. Γι’ αυτό οι βοτανικοί διάλεξαν να δώσουν το όνομα της γνωστής τραγουδίστριας της pop Lady GAGA στο νέο γένος (Gaga) υποστηρίζοντας ότι η νέα φτέρη μοιάζει κάπως και με μια από τις αμφιέσεις της Αμερικανίδας τραγουδίστριας.

Αθλητής μιμείται πίθηκο Οι επιστήμονες ενδιαφέρονται να μελετήσουν τις κινήσεις των μεγάλων δενδρόβιων πιθήκων, αλλά όλες οι προσπάθειες να τους τοποθετήσουν μηχανήματα μέτρησης έχουν αποτύχει. Τώρα ερευνητές του πανεπιστημίου Roehampton του Λονδίνου κατέφυγαν σε μια ανορθόδοξη μέθοδο: μελετούν αθλητές οι οποίοι αντιγράφουν τις κινήσεις μεγαλόσωμων πιθήκων καθώς περπατούν ή τρέχουν με εμπόδια.

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 10-15_GR88_160802_Nees anakal3RΕ.indd 13

πριν από 15.00055.000 χρόνια

πριν από 70.000 χρόνια

ΑΡΑΒΙΚΗ ΧΕΡΣΟΝΗΣΟΣ: έρημος Ο σύγχρονος άνθρωπος εγκατέλειψε την Αφρική όταν η έρημος της αραβικής χερσονήσου έγινε γόνιμη στέπα.

ατόμων που θα μπορούσαν να ζήσουν εκεί. Με βάση αυτά τα στοιχεία δημιούργησαν κλιματικό μοντέλο που δείχνει πότε ο σύγχρονος άνθρωπος υποχρεώθηκε να κατακτήσει νέα εδάφη. Το κλιματικό μοντέλο επιβεβαιώνει σε γενικές γραμμές την πορεία που δείχνουν και τα αρχαιολογικά ευρήματα. Το μοντέλο δείχνει επίσης ότι κατά τον εποικισμό της Γης το κλίμα ανάγκασε τους ανθρώπους να παραμείνουν σε τέσσερις περιοχές του πλανήτη.

Β. ΕΥΡΩΠΗ ΚΑΙ ΑΣΙΑ: παγετώνες Κατά την περίοδο των παγετώνων το έδαφος ήταν άλλοτε καλυμμένο από πάγους και άλλοτε όχι. Οι άνθρωποι μετανάστευαν εκεί κατά τις θερμές μεσοπεριόδους, αλλά εγκατέλειπαν τις περιοχές με την εμφάνιση νέων παγετώνων. πριν από 15.000 χρόνια

πριν από 45.00060.000 χρόνια

ΑΥΣΤΡΑΛΙΑ: ωκεανός Οι πρόγονοί μας ακολούθησαν τις ακτές βαδίζοντας ανατολικά προς Ινδίες και Ασία. Όταν κατέβηκε η στάθμη της θάλασσας, έφτασαν στα νησιά της Ινδονησίας, στη Νέα Γουινέα και την Αυστραλία.

ΑΜΕΡΙΚΗ: παγοκάλυμμα Ο άνθρωπος προσαρμόστηκε στο κυνήγι ζώων των πάγων στη Σιβηρία. Οι πάγοι τον εμπόδιζαν να συνεχίσει τις μετακινήσεις. Μόνο όταν περιορίστηκε ο όγκος των πάγων άρχισε ο αποικισμός της Αμερικής.

Οι πρόγονοί μας κατάκτησαν τη Γη πριν από 15.00070.000 χρόνια. REGINA RECHT/VISUM/INA AGENCY

4/18/2013 1:44:26 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:NB Red.sek:JB

Η αμυγδαλή καθορίζει την κοινωνικότητα

CLAUS LUNAU

ΑΠΙΣΤΕΥΩΤΣΟ ΚΙ ΟΜ ΝΟ ΑΛΗΘΙ

Ποντίκια στα οποία είχαν προσθέσει με ένεση κύτταρα φαιού λίπους μείωσαν αργότερα κατά 20% τα αποθέματα λίπους στην κοιλιά. Το φαιό λίπος είναι το «καλό λίπος» τα κύτταρα του οποίου δεν αποθηκεύουν το λίπος αλλά το καίνε.

ΝΕΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

Το δηλητήριο του μαύρου μάμπα (Dendroaspis polylepis), που είναι από τα πιο επικίνδυνα φίδια του κόσμου, περιέχει μια ουσία που καταπραΰνει τους πόνους όσο και η μορφίνη.

Νέο νανο-υλικό μετατρέπει φως και θερμότητα σε ηλεκτρισμό. Μέχρι τώρα μπορούσε να μετατρέψει μόνο θερμότητα ή μόνο φως.

Τσουνάμι στη Γενεύη

STÉPHANIE GIRARDCLOS

ΓΕΩΛΟΓΙΑ Τσουνάμι μπορεί να δημιουργηθεί και σε λίμνες. Το συμπέραναν Ελβετοί ερευνητές του πανεπιστημίου της Γενεύης, οι οποίοι εντόπισαν ίχνη από τσουνάμι σε ιζηματογενή πετρώματα που προέρχονται από τη λίμνη της Γενεύης στα σύνορα Γαλλίας-Ελβετίας Τσουνάμι είχε δημιουργηθεί στη λίμνη της Γενεύης το έτος 563 μ.Χ. δείχνουν ιζήματα τα οποία οι ερευνητές ανέλκυσαν από το βυθό της.

και χρονολογείται στο έτος 563 μ.Χ. Οι άνθρωποι που κατοικούσαν τότε στην περιοχή της Γενεύης και της Ζυρίχης αντιμετώπισαν κύμα ύψους 8-13 μέτρων. Δεν υπάρχουν ενδείξεις σεισμικής δραστηριότητας. Το τσουνάμι προκλήθηκε προφανώς από κατολισθήσεις πετρωμάτων από τα πρανή του ποταμού Ροδανού ο οποίος εκβάλλει στη λίμνη της Γενεύης. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν το ενδεχόμενο νέο τσουνάμι να πλήξει την περιοχή που σήμερα έχει πάνω από ένα εκατομμύριο κατοίκους.

Οι γυναίκες προτιμούν την ποικιλία CLAUS LUNAU

ΨΥΧΟΛΟΓΙΑ Η ιδανική ημέρα θα πρέπει κυρίως να έχει ποικιλία συμπεραίνει έρευνα ψυχολόγων που έγινε σε δείγμα 1.000 γυναικών στη Γερμανία και τις ΗΠΑ. Τους ζητήθηκε να αναφέρουν με τι είχαν ασχοληθεί την προηγούμενη ημέρα και

Μαγνητική επιφάνεια σκοτώνει μικρόβια

πόσο ενδιαφέρουσα θεωρούσαν κάθε ασχολία. Με βάση αυτά τα στοιχεία οι ψυχολόγοι υπολόγισαν πόσα λεπτά της ώρας στην ιδανική περίπτωση θα προτιμούσαν να αφιερώνουν καθημερινά σε κάθε συγκεκριμένη ασχολία.

ΙΑΤΡΙΚΗ Νέο είδος μαγνητικής επίστρωσης με θετικό φορτίο έλκει και καταστρέφει μικροοργανισμούς με αρνητικά φορτισμένη επιφάνεια. Η επίστρωση αναπτύχθηκε από ερευνητές του τεχνολογικού πανεπιστημίου Nanyang της Σιγκαπούρης κι αποδείχτηκε ότι είναι κατά 99% αποτελεσματική για όλα τα βακτήρια και μύκητες. Προσφέρονται πάρα πολλές δυνατότητες χρήσης σε φακούς επαφής, χειρουργικό εξοπλισμό, θεραπεία πληγών κ.ά. Ίσως η ίδια μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί και για να αντιμετωπιστούν βακτηριακές μολύνσεις στο ίδιο μας το σώμα.

τηλεφωνήματα 57΄

αθλητισμός 68΄

ψώνια 56΄

προσευχή/διαλογισμός 73΄

τηλεόραση 55΄

φαγητό 74΄

μαγείρεμα 50΄ διαδίκτυο 48΄

ανάπαυση 78΄

νοικοκυριό 47΄ παιδική φροντίδα 46΄ μεσημεριανή ανάπαυση 46΄ εργασία 36΄

συντροφιά με φίλους 82΄ ρομαντικές στιγμές 106΄ Πηγή: Journal of Economic Psychology

μετακινήσεις 33΄

Νέα μαγνητική επίστρωση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να καταπολεμηθούν βακτήρια, π.χ. στους φακούς επαφής.

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Στον κόσμο των ζώων τα αρσενικά χρησιμοποιούν διάφορους έξυπνους τρόπους για να προκαλέσουν το ενδιαφέρον των θηλυκών και να εξασφαλιστεί η αναπαραγωγή. Σε ένα είδος (Corynopoma riisei) της οικογένειας Characidae που ζει σε ήπια τροπικά νερά, με-

NICLAS KOLM

απόφυση

θηλυκό

αρσενικό

Το «δόλωμα» του αρσενικού παίρνει τη μορφή που έχουν οι νοστιμιές που προτιμά το θηλυκό.

SI 10-15_GR88_160802_Nees anakal3RΕ.indd 14

ταξύ άλλων στη Βενεζουέλα, το αρσενικό έχει αναπτύξει μια πρόσθετη απόφυση στο βραγχιακό επικάλυμμα. Μέσα στο νερό η θηλυκιά αντιλαμβάνεται την απόφυση σαν τροφή, αλλά μόλις προσπαθήσει να την αρπάξει το αρσενικό ψάρι εκτοξεύει τα σπερματοζωάριά του και τη γονιμοποιεί. Το ερωτικό τους παιχνίδι είναι γνωστό, τώρα όμως βιολόγοι και μαθηματικοί του πανεπιστημίου της Uppsala συμπεραίνουν ότι είναι πολύ πιο περίτεχνο. Το μικρό σαρκοφάγο δεν τρέφεται από τα ίδια έντομα στους διάφορους βιοτόπους που το συναντάμε. Μελετώντας ψάρια από διάφορες περιοχές, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το «δόλωμα» του αρσενικού δεν είναι το ίδιο παντού αλλά μοιάζει ακριβώς στο είδος που το θηλυκό προτιμά στη συγκεκριμένη περιοχή.

NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY

Το αρσενικό στήνει παγίδα στο θηλυκό

Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 1:44:38 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:NB Red.sek:JB

20,7

χρόνια κατά μέσον όρο μεσολαβούν από τότε που γίνεται μια ανακάλυψη έως την επίσημη περιγραφή της σύμφωνα με υπολογισμούς του Εθνικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας των ΗΠΑ.

Στοργικές μητέρες ΠΑΛΑΙΟΝΤΟΛΟΓΙΑ Μικρές πατημασιές από νεογέννητους δεινόσαυρους εντοπίστηκαν ολόγυρα στις αρχαιότερες γνωστές φωλιές των ζώων. Οι φυτοφάγοι δεινόσαυροι έσκαβαν φωλιές στο χώμα και γεννούσαν τα αυγά τους όπως σήμερα τα ερπετά. Τα μικρά είχαν αφήσει τα αποτυπώματά τους πριν από 190 εκατομμύρια χρόνια σε στρώμα εδάφους που βρίσκεται στο σημερινό Εθνικό Πάρκο Golden Gate Highlands της Νότιας Αφρικής. Επιστημονική ομάδα με επικεφαλής τους Καναδούς παλαιοντολόγους

Robert Reisz και David Evan εντόπισαν συνολικά δέκα φωλιές που καθεμιά τους περιείχε 34 αυγά με έμβρυα. Ανήκουν στο γένος Massospondylus το οποίο σε πλήρη ανάπτυξη είχε μήκος 6 μέτρα από το ρύγχος έως την ουρά. Οι ερευνητές έχουν τώρα τη μοναδική ευκαιρία να πάρουν μια ιδέα για την οικογενειακή ζωή των δεινοσαύρων. Τα αυγά ήταν τοποθετημένα με πολύ μεγάλη τάξη στη φωλιά, δείγμα ότι η μητέρα τα είχε συγκεντρώσει στο ίδιο μέρος μετά τη γέννα. Απ’ ό,τι φαίνεται φρόντιζαν ιδιαίτερα τα μικρά που από τα ίχνη των ποδιών συμπεραίνουμε ότι ήταν πολύ κοντά το ένα στο άλλο εωσότου έφτασαν σε μέγεθος διπλάσιο από τότε που είδαν το φως της ημέρας.

Golden Gate Highlands, Eθνικό Πάρκο, Νότια Αφρική

Τα αυγά τους έχουν το μέγεθος των αυγών της κότας και ορισμένα περιέχουν έμβρυα στο τελικό στάδιο ανάπτυξης.

JULIUS CSOTONYI/UNIVERSITY OF TORONTO, MISSISSAUGA

D. SCOTT/UNIVERSITY OF TORONTO, MISSISSAUGA

Ανακαλύφθηκαν οι αρχαιότερες φωλιές δεινοσαύρων.

Τα τεράστια φυτοφάγα ζούσαν στο ίδιο μέρος επί πολλές γενιές.

Πλακίδιο με άγνωστη γλώσσα της κ Οι χτύποι ια ώστε τή ενέργε ε κ ρ α ν υ χο υργία του ται η λειτο ο πρωε ίζ λ α φ σ να εξα εικνύει νέ ότη αποδ βηματοδ τυξαν στο ποίο ανέπ an. Στο ο το ο π υ τότ Μichig ήμιο του ειάζεπανεπιστ δεν θα χρ ίς ε ν ε θ σ α ι ο ά σε επέμ μέλλον θούν ξαν η λ β ο π υ ται να έτηση την τοποθ βαση για ταρίας. νέας μπα

SI 10-15_GR88_160802_Nees anakal3RΕ.indd 15

ARCHAEOLOGICAL EXPEDITION

ΔΟΤΕΙ ΤΡΟΦΟ KΑΡΔΙΑ ΟΤΗ ΟΔ ρέΒΗΜΑΤ αρδιάς πα

Πλακίδιο ηλικίας 2.700 ετών με σφηνοειδή γραφή αναφέρει 144 ονόματα, τα περισσότερα όμως δεν είναι γραμμένα σε ακκαδική αλλά σε άγνωστη γλώσσα. Το πλακίδιο βρέθηκε στο παλάτι του κυβερνήτη της αρχαίας ασσυριακής πόλης Tushan (στη σημερινή Τουρκία) και τα άτομα που αναφέρονται εργάζονταν μάλλον στο παλάτι. Πιθανολογείται η γλώσσα να ανήκει σε φυλή η οποία είχε εκδιωχθεί από την Περσία.

4/18/2013 1:45:32 PM

ΕΡΕΥΝΑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Αστροφυσική Η επιστήμη του φωτός

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Το φως αποτελεί την πηγή όλων των πληροφοριών που χρειάζεται ένας αστροφυσικός. Το φως δεν είναι παρά ένα σύνολο ακτινοβολιών, που μας στέλνουν όλα τα είδη ουρανίων σωμάτων ανεξαιρέτως. Η αστροφυσική θα μπορούσε να χωριστεί σε δύο επιμέρους πεδία, την παρατηρησιακή και τη θεωρητική.

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Η παρατηρησιακή αστροφυσική ασχολείται με τη συλλογή και ανάλυση του φωτός και στη συνέχεια με την ερμηνεία των δεδομένων αυτών. Η θεωρητική αστροφυσική καταστρώνει θεωρίες και μοντέλα (μοντελοποίηση) με βάση τις παρατηρήσεις. Τα μοντέλα αυτά είναι εφαρμογές των φυσικών νόμων και οι ερευνητές προσπαθούν να προβλέψουν με αυτά φυσικά φαινόμενα

κάνοντας πειράματα-προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Οι ερευνητές μπορούν να συγκρίνουν τα αποτελέσματα με τα δεδομένα που προκύπτουν από τις παρατηρήσεις και να δουν αν οι φυσικές παραδοχές που έχουν κάνει ευσταθούν ή θέλουν διόρθωση. Όλες τις παρατηρήσεις που παίρνει ένας αστροφυσικός πρέπει να τις εντάσσει σε ένα μοντέλο, για να μπορεί να τις ερμηνεύσει. Σύμφωνα με τον Γιάννη Κοντογιάννη, διδάκτορα αστροφυσικής του πανεπιστημίου Αθηνών, πιο κοντά στις σύγχρονες απαιτήσεις της επιστήμης είναι να μπορεί να αντεπεξέλθει ο ερευνητής και στους δύο τομείς της αστροφυσικής.

Ο ρόλος των οργάνων

Οι παρατηρήσεις, ωστόσο, δεν είναι πάντα ίδιες. Σημαντικό ρόλο παίζουν τα επιστημονικά όργανα που χρησιμοποιεί ένας αστρο-

φυσικός. Αυτά μπορεί να διαφέρουν πολλές φορές το ίδιο και οι αντίστοιχες παρατηρήσεις. Ο Γιάννης Κοντογιάννης τονίζει ότι οι αστροφυσικοί σ’ αυτή την περίπτωση πολλές φορές συγκρίνουν επιστημονικά όργανα και καλούνται να απομονώσουν τα χαρακτηριστικά του οργάνου που οδηγούν σε διαφορετικές ερμηνείες. Μέσα από αυτές τις συγκρίσεις κατασκευάζονται συνεχώς νέα όργανα με μεγαλύτερη αξιοπιστία. Μάλιστα, προτού σταλεί κάποιο όργανο παρατήρησης, όπως ένα τηλεσκόπιο, στο Διάστημα έχουν γίνει μετρήσεις και δοκιμές στο εργαστήριο, ώστε να γνωρίζουν οι αστροφυσικοί τη συμπεριφορά του οργάνου. Υπάρχουν πολλά είδη οργάνων και πολλά είδη δεδομένων. Κάποια από αυτά τα όργανα «φωτογραφίζουν» εκτεταμένες περιοχές (δίνοντας, π.χ., φωτογραφίες της επιφάνειας του Ήλιου, ενός γαλαξία κ.λπ.),

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 Των Λήδας Αρνέλλου & Δημήτρη Πετάκου. Φωτογραφίες: Fotolia

SI 16-17_GR88_Ereuna 2RE.indd 16

Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 1:43:04 PM

Η μελέτη του Ήλιου

Η έρευνα του δρα Κοντογιάννη αναφέρεται στον τομέα της ηλιακής φυσικής, η οποία αποτελεί κομμάτι της αστροφυσικής. Ο Ήλιος είναι ένα αστέρι μικρομεσαίου μεγέθους αλλά η τεράστια, για τα ανθρώπινα δεδομένα, ενέργεια που παρέχει στον πλανήτη μας, όπως και ο σταθερός ρυθμός με τον οποίο την παρέχει, διαδραματίζουν καταλυτικό ρόλο στην ύπαρξη της ζωής με τη σημερινή της μορφή. Λόγω της κοντινής του απόστασης από τη Γη, δίνει στους ερευνητές τη δυνατότητα να μελετήσουν διάφορα στρώματα στην επιφάνειά του και να παρατηρήσουν λεπτομέρειες στην ατμόσφαιρά του. Αποτελεί, όπως λέγεται συχνά, ένα αστροφυσικό εργαστήριο. Στα αστέρια που παρατηρούμε στο βραδινό ουρανό δεν υπάρχει αυτή η πολυτέλεια, καθώς η μεγάλη απόσταση έχει ως αποτέλεσμα αυτά να φαίνονται σαν σημεία, στα οποία δεν μπορούμε να διακρίνουμε λεπτομέρειες.

παραβιάζει τους νόμους της φυσικής. Ωστόσο, οι επιστήμονες αναζητούν την αιτία της σε διάφορους μηχανισμούς. Σε αυτούς συγκαταλέγεται η διάχυση των κυμάτων και η συνεχής αναδιάταξη των μαγνητικών πεδίων στα μικρής κλίμακας φαινόμενα της ηλιακής ατμόσφαιρας.

Τα αποτελέσματα της έρευνας

Ο Γιάννης Κοντογιάννης ασχολείται με τη λεπτή υφή της χρωμόσφαιρας (δηλαδή τα ηλιακά φαινόμενα «μικρής» κλίμακας), αντιμετωπίζοντας, ταυτόχρονα, ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της ηλιακής φυσικής. Η επιφάνεια του Ήλιου καλύπτεται συνεχώς από πίδακες που ονομάζονται ακίδες (spicules) όταν παρατηρούνται στο ηλιακό χείλος και ψηφίδες (mottles) όταν παρατηρούνται στην ηλιακή επιφάνεια. Αν και ο μηχανισμός στον οποίο οφείλουν την ύπαρξή τους δεν έχει περιγραφεί ακόμη πλήρως, οι πίδακες αυτοί φαίνεται να ακολουθούν το μαγνητικό πεδίο της εκάστοτε περι-

οχής. Μπορεί κανείς να τους φανταστεί να «ξεπηδούν» προς διάφορες κατευθύνσεις από διάφορα σημεία της ηλιακής «επιφάνειας». Ο Γιάννης Κοντογιάννης, με τη βοήθεια παρατηρήσεων υψηλής ποιότητας και νέων θεωρητικών μοντέλων, εξέτασε τη σχέση αυτών των πιδάκων με το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου και τον τρόπο με τον οποίο διαδίδονται τα κύματα μέσα σε αυτούς. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι πίδακες και το μαγνητικό τους πεδίο αλληλεπιδρούν με τα ηχητικά κύματα που βρίσκονται «παγιδευμένα» κοντά στην ηλιακή «επιφάνεια». Μάλιστα, οι πίδακες μπορούν να παίξουν το ρόλο «διόδων», μέσω των οποίων τα κύματα αυτά βρίσκουν το δρόμο προς τα ανώτερα στρώματα της ηλιακής ατμόσφαιρας. Υπάρχουν λοιπόν ενδείξεις ενός μηχανισμού παροχής ενέργειας στα ανώτερα στρώματα της ηλιακής ατμόσφαιρας, μέσω των κυμάτων αυτών και των φαινομένων της λεπτής υφής.

Το «Άγιο Δισκοπότηρο»

Η ατμόσφαιρα του Ήλιου διαιρείται σε στρώματα, όπως η φωτόσφαιρα, η χρωμόσφαιρα, η μεταβατική περιοχή και το στέμμα του Ήλιου. Να σημειωθεί ότι η ατμόσφαιρα του Ήλιου εκτείνεται πέρα από τα όρια του ηλιακού μας συστήματος. Όσο απομακρυνόμαστε από την επιφάνειά του, μέχρι τα πρώτα 400-500 χλμ., η θερμοκρασία πέφτει, όπως είναι αναμενόμενο. Αυτό, όμως, που προκαλεί έκπληξη στους ερευνητές είναι ότι από εκεί και πέρα αρχίζει μια απότομη αύξηση της θερμοκρασίας. Από τους 4.500 φτάνει στα 2 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Αυτή η αύξηση συχνά αναφέρεται ως «πρόβλημα της θέρμανσης του στέμματος» διότι φαίνεται να

Print: lku Status: 860 - Er PDFet Layout:MEA Red.sek:KG

ενώ άλλα απλώς καταγράφουν το σύνολο της ακτινοβολίας στα διάφορα μήκη κύματος (δίνοντας, όπως λέμε, ένα φάσμα). Οι αστροφυσικοί αξιοποιούν ένα πλήθος οργάνων, προκειμένου να έχουν τη δυνατότητα να συγκρίνουν διαφορετικά δεδομένα ταυτόχρονα. Με αυτό τον τρόπο μπορούν να καταλήξουν σε μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα για τα φαινόμενα που παρατηρούν. Οι φωτογραφίες που παίρνουν είναι πάντα ασπρόμαυρες, καθώς η ακτινοβολία δεν έχει χρώματα, έχει μήκη κύματος. Τα χρώματα είναι αποτέλεσμα του πώς αντιλαμβανόμαστε εμείς την πραγματικότητα, μια πραγματικότητα που έχει να κάνει μόνο με το ορατό φως. Οι φωτογραφίες που παίρνουν οι αστροφυσικοί είναι πίνακες με νούμερα.

Ο Δρ. Γιάννης Κοντογιάννης είναι διδάκτορας του Τομέα Αστροφυσικής, του Τμήματος Φυσικής του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Εκπόνησε τη διδακτορική του διατριβή σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ) του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών. Εργάζεται ως επιστημονικός συνεργάτης στο Ίδρυμα Ευγενίδου.

5 Science Illustrated Μάιος 2013

SI 16-17_GR88_Ereuna 2RE.indd 17

4/18/2013 1:43:07 PM

Ο άνθρωπος έχει μόνο 25.000 γονίδια, ενώ τα βακτήρια με τα οποία συζούμε έχουν 2,5 εκατομμύρια. Το σώμα μας είναι ένα οικοσύστημα με χιλιάδες είδη. J. CAVALLINI/SCANPIX, EYE OF SCIENCE/SPL/SCANPIX

SI 18-25_GR88_160806_Vaktiria2RE.indd 18

4/17/2013 2:49:43 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:PGH Red.sek:LNI

Δισεκατομμύρια βακτήρια ζουν σε μικρές αποικίες παντού μέσα μας – από την κορυφή ως τα νύχια. Είναι τόσα πολλά που από γενετικής άποψης αποτελούμε μόνο το 1% του σώματός μας. Οι μικροοργανισμοί μπορεί να κουβαλούν μέσα τους το κλειδί μελλοντικών θεραπειών, οι οποίες αρχίζουν με συστηματική καταγραφή της βακτηριακής χλωρίδας. Το Science Illustrated έστειλε ρεπόρτερ να συμμετάσχει σε πείραμα κάνοντας το πρώτο βήμα.

5 Του Rasmus Kragh Jakobsen. Εικονογράφηση: Mikkel Juul Jensen

SI 18-25_GR88_160806_Vaktiria2RE.indd 19

4/18/2013 1:51:48 PM

1 2 3 4

α στο πείραμ O μετέχων Science Illustrated σμό του για λογαρια

5 6 7 8

Το Science Illustrated έκανε δας το τεστ της εντερικής χλωρί Science

9 10 11 12 13

αριασμό του O μετέχων στο πείραμα για λογ εις ύστερα από λήξ Illustrated γνώρισε πολλές εκπ σα εικόνα του χου τρέ ένα τεστ που φανέρωσε την ύπαρξη βλαβετην υψε εντέρου του. Το τεστ αποκάλ τητα να γίνει ανό πιθ ρών βακτηρίων καθώς και την του έντερο ύ παχ το παχύσαρκος, έδειξε όμως ότι . είναι σε εξαιρετική κατάσταση

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

ακτήριο Επιβλαβές β

βακτηρίων Τα εννιά πολυπληθέστερα είδη αι κοντ βρίσ να ει πρέπ θα ρου του εντέ σε ισορροπία.

25 26 27

Κατάσταση εντός του σώματος των βατου μετέχοντος στο τεστ: Το πλήθος

ξύ των ειδών κτηρίων του δείγματος και η μετα ς πρέπει. όπω είναι η σχέσ ν) ηρίω (των βακτ μπορεί Ένα βακτήριο, το Klebsiella oxytoca, η εξανα προκαλέσει διάρροια σε περίπτωσ ος. ήματ σθένησης του ανοσοποιητικού συστ

29 30 31 32 33

Ποιος: 41 ετών, άντρας.

Τρώει πολύ. Δεν ασκείται.

Τι: Ανάλυση γονιδίων

από δείγμα κοπράνων, ς προσδιορισμός ταυτότητα . βακτηρίων Απάντηση

ράνων. Πώς: Αποστολή δείγματος κοπ ή: περίπου 300 ευρώ. έπειτα από 3 εβδομάδες. Τιμ

χυσαρκίας Κίνδυνος πα

s και Οι ομάδες βακτηρίων Firmicute μα της Bacteroidetes επιδρούν στο ζήτη etes παχυσαρκίας. Η αναλογία Bacteroid που και Firmicutes πρέπει να είναι περί 2 προς 1.

Κατάσταση εντός του σώματος του μετέχοντος: Η αναλογία είναι 1 . προς 2 – αντίστροφη της ιδανικής Μπορεί να αυξηθεί έτσι ο κίνδυνος εμφάνισης παχυσαρκίας.

ά οξέα Καλά λιπαρ

34 35

συΛιπαρά οξέα βραχέων αλυσίδων ος ντηρούν τα τοιχώματα του παχέ στατεύεντέρου. Το βουτυρικό οξύ προ εντέρου. ει από τον καρκίνο του παχέος

36 37 38

Κατάσταση εντός του σώματος ι του μετέχοντος: Το παχύ έντερο είνα

39 40

λό επίσε εξαιρετική κατάσταση. Υψη αλυσίπεδο λιπαρών οξέων βραχέων οξέος. δων. Καλά επίπεδα βουτυρικού

41 42 43

μαγιά νου από τη Σήμα κινδύ

ρο Οι πολλοί μύκητες μαγιάς στο έντε καείναι κακό σημάδι. Μπορεί να προ , λέσουν πονοκεφάλους, διάρροια . αση κούρ και μα φούσκω

Κατάσταση εντός του σώματος του μετέχοντος: Το τεστ αποκάλυψε

οσανησυχητικά υψηλό επίπεδο απρ διόριστων μυκήτων μαγιάς.

ακτήρια Ανθεκτικά β

που Τα βακτήρια μεταδίδουν γονίδια ν δημιουργούν ανθεκτικότητα άλλω ικά. βιοτ αντι στα ων τηρί βακ

Κατάσταση εντός του σώματος του μετέχοντος: Τα βακτήρια είναι

ικά ανθεκτικά σ’ ένα από τα αντιβιοτ προέρτου τεστ. Η ανθεκτικότητα αυτή βρίσκοχεται ίσως από αντιβιοτικά που εται. τρέφ ία οπο τα με τα κρέα νται στα

44 45

Τι πρέπει να κάνει;

46 47 48 50 51 52 53

J. VARNEY/SPL/SCANPIX

54 55 56

Να τρώει λιγότερο λευκό ψωμί και να αποφεύγει τη γλουτένη.

Να τρώει περισσότερο γιαούρτι και να κάνει θεραπεία κατά των μυκήτων. Να επιλέγει βιολογικό κρέας.

57 58 59

SI 18-25_GR88_160806_Vaktiria2RE.indd 20

4/18/2013 1:52:35 PM

PHOTOTAKE

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:PGH Red.sek:LNI

Γιατροί διοχετεύουν με ένεση στο έντερο ενός ασθενούς κόπρανα υγιούς ατόμου. Η θεραπευτική αγωγή μπορεί να τον θεραπεύσει από μια θανάσιμη διάρροια.

ο πακέτο φτάνει μια μέρα κιόλας μετά την παραγγελία μου. Το μικρό, ανώνυμο κουτί δεν αποκαλύπτει κάτι για το περιεχόμενό του: μια πλαστική σακούλα, τρία σωληνάρια με χημικά, γάντια μιας χρήσης κι ένα σκεύος. Το έργο μου είναι απλό: να μαζέψω τα κόπρανά μου στο σκεύος, να πάρω δείγματα και να τα τοποθετήσω στα σωληνάρια. Η δυσπιστία είναι το μικρό μου όνομα, αλλά και τι δεν κάνει κανείς για την επιστήμη; Για δεκαετίες τα βακτήρια θεωρούνταν, ως επί το πλείστον, αιτία ασθενειών και κάτι που πρέπει να αφαιρέσει κανείς από τον οργανισμό του. Ωστόσο τα τελευταία χρόνια η σχετική με τα βακτήρια του σώματος έρευνα έχει γνωρίσει σχεδόν εκρηκτική ανάπτυξη. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας δίνουν μια εντελώς διαφορετική εικόνα που φανερώνει ότι τα βακτήρια είναι άκρως καθοριστικής σημασίας για την υγεία μας. Οι ερευνητές, αντί να βλέπουν τα βακτήρια σαν λαθρεπιβάτες, τα θεωρούν όργανο του σώματός μας. Είναι τόσο πολυπληθή ώστε κάθε κύτταρό μας έχει τουλάχιστον δέκα βακτήρια. Οι ερευνητές καλούν το σύνολο αυτό «μικροβίωμα» και το θεωρούν οικοσύστημα με το οποίο αλληλεπιδρούν τα κύτταρά μας στο πλαίσιο μιας συνεργασίας που αναπτύχθηκε μέσα από εξελικτική διαδικασία χιλιετιών. Κάποιες ανισορροπίες στη σύνθεση του μικροβιώματος επηρεάζουν την υγεία μας και μπορούν –σύμφωνα με νέα ευρήματα– να οδηγήσουν στην εμφάνιση μιας σειράς παθήσεων όπως η παχυσαρκία, το άσθμα, ο διαβήτης, ο καρκίνος, τα καρδιαγγειακά νοσήματα, οι στομαχικές νόσοι και η σκλήρυνση κατά πλάκας.

SI 18-25_GR88_160806_Vaktiria2RE.indd 21

βακτήρια σε κόπρανα

Η τροφή μετατρέπεται σε κόπρανα (σκούρα περιοχή) μέσα στο παχύ έντερο και το απευθυσμένο.

EYE OF SCIENCE/SPL/SCANPIX, CNRI/SPL/SCANPIX

ruts, από το πανεπιστήμιο της Μινεσότα των ΗΠΑ, και το 2010 δημοσίευσε τα πρωτοποριακά αποτελέσματα μιας ιδιαίτερης μεταμόσχευσης. Περιγράφει την περίπτωση μιας ασθενούς που είχε σοβαρότατη διάρροια. Παρά το οπλοστάσιο των αντιβιοτικών που χρησιμοποιήθηκαν, οι γιατροί δεν κατάφερναν να εξαλείψουν την οφειλόμενη στο Clostridium difficile φλεγμονή που προξενούσε τη διάρροια. Μέσα σε οκτώ

των κοπράνων μας δεν είναι Το % υπολείμματα τροφών αλλά βακτήρια για τα οποία δεν διαθέτουμε πλέον χώρο.

Οι γιατροί γίνονται «κηπουροί» Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι οι γιατροί δεν θα έπρεπε να βομβαρδίζουν όλα τα βακτήρια με αντιβιοτικά αλλά να λειτουργούν ως «κηπουροί» – να διώχνουν τα βακτήρια που λειτουργούν σαν ζιζάνια και να τρέφουν τα ωφέλιμα. Την υπόδειξη αυτή την ασπάστηκε ο γιατρός Alexander Kho-

μήνες η ασθενής είχε χάσει 30 κιλά. Κυριολεκτικά είχε χαθεί μέσα στην τουαλέτα και σύμφωνα με τον Khoruts η γυναίκα θα πέθαινε – ήταν απλώς ζήτημα χρόνου. Ο γιατρός χαρτογράφησε την εντερική της χλωρίδα και αποδείχτηκε ότι ήταν γεμάτη βακτήρια

που κανονικά δεν ανήκαν στο έντερο. Οι ξένοι οργανισμοί είχαν αφανίσει τους φυσιολογικούς κατοίκους του εντέρου. Ο Khoruts αποφάσισε να μεταμοσχεύσει στην ασθενή την εντερική χλωρίδα ενός υγιούς ατόμου. Την επομένη κιόλας της μεταμόσχευσης (ενός αλατούχου διαλύματος με λίγα κόπρανα του συζύγου της ασθενούς) σταμάτησε η διάρροια. Έπειτα από δύο εβδομάδες τα φυσιολογικά βακτήρια είχαν απωθήσει τα Clostridium difficile. Από τότε ο Khoruts επανέλαβε την επιτυχή αυτή διαδικασία με 13 ασθενείς, έτσι το αποτέλεσμα δεν ήταν ένα και μοναδικό. Προσφέρει μια ματιά σ’ ένα μέλλον όπου θα είναι καθοριστική η «μέτρηση» του μικροβιώματος.

Γονίδια αντικαθιστούν μικροσκόπιο Από τότε που ο Ολλανδός Antoni van Leeuwenhoek, στα μέσα του 17ου αιώνα, διέκρινε για πρώτη φορά ένα βακτήριο με το μικροσκόπιό του, τα βακτήρια έχουν μελετηθεί από πολλές γενιές

4/18/2013 1:52:49 PM

1 2 3 4 5 6 7 8

Τέσσερις ομάδες βακτηρίων κυβερνούν το σώμα Το σώμα μας κυριαρχείται από τέσσερις ομάδες (φύλα) βακτηρίων –τα Actinobacteria, τα Bacteroidetes, τα Firmicutes και τα Proteobacteria– και μέσα σε κάθε ομάδα υπάρχει ένα πλήθος ειδών. Τα βακτήρια βρίσκονται σε διάφορα μέρη του σώματος αναλόγως των προβλημάτων που επιλύουν για λογαριασμό μας.

Firmicutes

Streptococcus sanguinis

Firmicutes Lactobacillus reuteri

Firmicutes

Streptococcus salivarius

SPL/SCANPIX, SCIMAT, EYE OF SCIENCE/SPL/SCANPIX, STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO, SCANPIX, DR. GARY D. GAUGLER

9 10 11

ΣΤΟΜΑ

12 13

Προστατεύουν τα δόντια

14 15

Το ιδανικό για τη στοματική κοιλότητα είναι να κυριαρχείται από βακτήρια Firmicutes. Το είδος S. sanguinis ζει πάνω στα δόντια όπου ανταγωνίζεται και εξαφανίζει μερικά από τα βακτήρια που προξενούν οπές στα δόντια.

16 17 18 19 20 21 22

Firmicutes Proteobacteria Bacteroidetes Actinobacteria Fusobacteria

42 % 28 % 21 % 5% 4%

23 24 25 26 27

ΠΑΧΥ ΕΝΤΕΡΟ

28 29 30

Βοηθά στη διάλυση της τροφής

31 32

Proteobacteria

Helicobacter pylori

34 35 36 37 38 39

Bacteroidetes

Τα βακτήρια άλεσης των Firmicutes 55 % φυτών, όπως ο Bacteroides Bacteroidetes 36 % thetaiotaomicron, έχουν εκαActinobacteria 8 % τοντάδες γονίδια για τη διάλυ- Proteobacteria 1 % ση πολύπλοκων υδατανθράκων, ένα έργο που δεν μπορούν να επιτελέσουν τα κύτταρά μας. Κάποια άλλα συμβάλλουν στο σχηματισμό βιταμινών.

41 42 43 44 45 46 47 48 49

Proteobacteria

Escherichia coli

51 52 53

E. coli (σκοτωμένο από αντιβιοτικά)

Proteobacteria

ΠΟΣ ΓΥΝΑΙΚΕΙΟΣ ΚΟΛ Δημιουργούν όξινο περιβάλλον

Τα βακτήρια Firmicutes, όπως Firmicutes 91 % ο Lactobacillus acidophilus, Bacteroidetes 6% δημιουργούν όξινο περιβάλActinobacteria 2% λον που εμποδίζει την ανάΆλλα 1% πτυξη επιβλαβών βακτηρίων. Έτσι ο Lactobacillus προστατεύει από τις μολύνσεις.

Pseudomonas aeruginosa

56 57 58 59

SI 18-25_GR88_160806_Vaktiria2RE.indd 22

4/18/2013 1:55:36 PM

Moraxella osloensis

Actinobacteria

Propionibacterium acnes

Actinobacteria Propionibacterium acidipropionici

Firmicutes Staphylococcus epidermidis

ΔΕΡΜΑ Προστατεύουν κατά των μυκήτων Τα ακτινοβακτήρια του δέρμαActinobacteria 52 % τος, για παράδειγμα ο Firmicutes 25 % Propionibacterium acnes, μποProteobacteria 15 % ρούν να δημιουργούν υγιή χλω- Bacteroidetes 8% ρίδα δέρματος, μεταξύ άλλων εμποδίζοντας την εξάπλωση μυκήτων. Ωστόσο το βακτήριο αυτό εμπλέκεται στη δημιουργία ακμής. Ο Staphylococcus epidermidis εκκρίνει δηλητήριο που σκοτώνει μύκητες εντός του δέρματος.

1-2,5

Lactobacillus acidophilus

Firmicutes Staphylococcus aureus

κιλά είναι το βάρος του συνόλου των βακτηρίων ενός ενήλικα.

Το πρόγραμμα Microbiome οδήγησε σε μεγάλες εκπλήξεις. Οι ερευνητές έχουν βρει πολύ περισσότερα βακτηριακά στελέχη απ’ όσα φαντάζονταν ότι υπήρχαν, ακόμα και σε μέρη που τα θεωρούσαν άγονα. Το μικροβίωμα διαφέρει απροσδόκητα από άνθρωπο σε άνθρωπο, πολύ περισσότερο απ’ όσο διαφέρουν τα γονίδια. Ακόμα πιο απροσδόκητο είναι το γεγονός ότι οι ερευνητές βρίσκουν σε όλους μας επικίνδυνα, νοσογόνα βακτηριακά στελέχη. Ωστόσο ζουν ειρηνικά μέσα μας ανάμεσα στα άλλα βακτήρια και για ανεξήγητους λόγους δεν μας αρρωσταίνουν.

Γεννιόμαστε χωρίς βακτήρια

Firmicutes

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:PGH Red.sek:LNI

Proteobacteria

μικροβιολόγων. Σήμερα το μικροσκόπιο έχει αντικατασταθεί από ακόμα καλύτερα εργαλεία, τα γονίδια. Με την επανάσταση των τελευταίων ετών στη γενετική τεχνολογία, οι ερευνητές άνοιξαν ένα παράθυρο που βλέπει στο μικροβίωμά μας. Σήμερα είναι σε θέση να χαρτογραφήσουν φτηνά και γρήγορα τα είδη των βακτηρίων με βάση το DNA τους – και επομένως να δουν ποια είναι τα βακτήρια ενός υγιούς ατόμου και ποια είναι τα βακτήρια ενός ασθενούς, καθώς και πώς ποικίλλουν τα βακτήρια από άνθρωπο σε άνθρωπο. Πολλά διεθνή προγράμματα έχουν ως στόχο τους τη χαρτογράφηση των βακτηρίων. Το μεγαλύτερο εξ αυτών είναι το πρόγραμμα Human Microbiome. Από το 2007 και μετά το κέντρο National Institutes of Health στις ΗΠΑ συντονίζει έρευνες συνολικού κόστους 170 εκατομμυρίων δολαρίων, που γίνονται σε πάνω από 80 εργαστήρια ανά τον κόσμο. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι θα μπορέσουν να μάθουν πώς να χρησιμοποιούν τα βακτήρια στον αγώνα κατά των ασθενειών, όπως έγινε με τη μεταμόσχευση κοπράνων. Ο Alexander Khoruts εργάζεται τώρα με σκοπό να αναπτύξει βακτήρια που να λαμβάνονται υπό τη μορφή χαπιού.

Eίχαμε υποτιμήσει πολύ την ποικιλομορφία και τον πλούτο ειδών που έχει μέσα του το μικροβίωμα. Σήμερα είναι ολοκάθαρο ότι οι μικροί, αθέατοι οργανισμοί κατοικούν παντού μέσα μας και πάνω μας. Το σώμα μας μοιάζει σαν μεγάλος πλανήτης με πολλά μικρά, τοπικά οικοσυστήματα. Για παράδειγμα, στο στόμα η σύνθεση των βακτηρίων είναι άλλη στη γλώσσα, άλλη στον ουρανίσκο και άλλη στη σταφυλή – στα δόντια μάλιστα διαφέρει από τη μια πλευρά τους στην άλλη. Δεν γεννιόμαστε με μικροβίωμα, αλλά τα νεογνά είναι σαν μαγνήτες βακτηρίων. Αμέσως μόλις ερχόμαστε στον κόσμο, κολλάνε πάνω μας τα βακτήρια της μητέρας μας, του πατέρα μας, των αδελφών μας, των γονιών της μητέρας και του πατέρα μας, των κατοικίδιων ζώων και του περιβάλλοντός μας – κι έτσι αποκτούμε το εντελώς προσωπικό μας μικροβίωμα.

SI 18-25_GR88_160806_Vaktiria2RE.indd 23

4/18/2013 1:57:25 PM

Τα βακτήρια ελέγχουν τη συμπεριφορά των ζώων 1 2 3 4 5 6 7 8

Όλα τα ζώα έχουν βακτηριακή χλωρίδα και νέες έρευνες αποδεικνύουν ότι τα βακτήρια δεν επηρεάζουν μόνο την υγεία των ζώων αλλά και τη συμπεριφορά τους – από φρουτόμυγα την επιλογή τροφής μέχρι την επιλογή συντρόφου. WIKIPEDIA, THINKSTOCK

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

Εφόσον η χαρτογράφηση των γονιδίων έχει χαμηλό κόστος, ο καθένας από εμάς μπορεί να έχει καταγεγραμμένο το μικροβίωμά του, ακριβώς όπως όλοι θα μπορούσαμε να είχαμε στη διάθεσή μας το γονιδίωμά μας. Η αμερικανική εταιρεία Metametrix είναι μια από τις πολλές εταιρείες που προσφέρουν ανάλυση DNA από δείγματα κοπράνων και φανερώνουν την κατάσταση της βακτηριακής χλωρίδας του εντερικού συστήματος ενός ατόμου. Την εταιρεία αυτή επέλεξα για την ανάλυση των τριών δειγμάτων των κοπράνων μου. Ακολούθησα τις οδηγίες, έκλεισα το καπάκι, έβαλα στη σακούλα τα σωληνάρια κι έστειλα το πακέτο. Στη συνέχεια απλώς περίμενα τρεις εβδομάδες για τα αποτελέσματα.

Νέες συνήθειες, υγιή βακτήρια Περιμένω μια σαφή καταδικαστική απόφαση για την κακή φροντίδα του μικροβιώματός μου. Η εντερική χλωρίδα ζει απ’ ό,τι τρώει κανείς, κι όπως κάνουν πολλοί άλλοι στο ξεκίνημα της πέμπτης δεκαετίας της ζωής τους, έτσι κι εγώ τρώω πολύ και λάθος πράγματα και κινούμαι πολύ λίγο. Συνεπώς δεν είναι αβάσιμα τα κακά μου προαισθήματα. Παρηγορώ τον εαυτό μου σκεπτόμενος ότι

42 43 44 45

48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

ΒΡΙΣΚΟΥΝ ΤΗ ΛΕΙΑ. Τα κουνούπια βρίσκουν τα θύματά τους (στα οποία συμπεριλαμβάνονται οι άνθρωποι) μέσω της όσφρησης. Αν το δέρμα έχει πολλούς τύπους βακτηρίων, το κουνούπι δεν τσιμπάει.

ΑΠΟΦΑΣΙΖΟΥΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΣΥΝΤΡΟΦΟΥ. Η φρουτόμυγα προτιμά σύντροφο που να έχει την ίδια μ’ αυτήν εντερική χλωρίδα. Τα βακτήρια ίσως ελέγχουν τη συμπεριφορά των μυγών μεταβάλοικιακό ποντίκι λοντας μέσα τους τις σηματοδοτικές ουσίες. ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΟΥΝ ΑΠΟ ΤΟ ΑΓΧΟΣ. Νέες έρευνες δείχνουν ότι κάποια συγκεκριμένα βακτήρια μέσα στην εντερική χλωρίδα των ποντικιών μειώνουν το άγχος των ζώων αυτών καθώς και το φόβο και την κατάθλιψη. Για παράδειγμα, το βακτήριο Lactobacillus rhamnosus μειώνει το άγχος των ποντικιών στη διάρκεια πειραμάτων. Οι ερευνητές διαπιστώνουν ότι τα βακτήρια αυξάνουν τον αριθμό σύμφωνα με τις τελευταίες έρευνες, αν αλτων υποδοχέων στον εγκέφαλο. λάξω διατροφικές συνήθειες, θα γίνει υγιέστερο και καλύτερο το μικροβίωμά μου μιας και θα αποκτήσω τις βιταμίνες και τους θεμέλιους λίθους που χρειάζεται το σώμα μου. Ίσως καλέσω μορίων. Χωρίς τα βακτήρια, το 10-30% των θρεπτικαι διαιτητικές μονάδες που θα κάνουν πιο δρα- κών ουσιών της τροφής απλώς θα περνούσε από στήριο το μεταβολισμό μου και θα με βοηθή- μέσα μας ανέπαφο. Γι’ αυτό και φαίνεται λογικό το σουν να ξεφορτωθώ το υπερβολικό βάρος. μικροβίωμα να επιδρά στο σωματικό μας βάρος. Η εντερική χλωρίδα αποτελεί το μεγαλύτερο Πολλές αμερικανικές έρευνες έχουν δείξει ότι αδύνατα τμήμα του μικροβιώματός μας. Προσφάτως οι ποντίκια παχαίνουν όταν οι ερευνητές τους δίνουν βαερευνητές κατέγραψαν όχι λιγότερα από 3,3 κτηριακή χλωρίδα χοντρών ποντικιών. Ακόμα και οι εκατομμύρια διαφορετικά γονίδια βακτηρίων παχύσαρκοι Αμερικανοί έχουν διαφορετική εντερική στην εντερική χλωρίδα 124 ανθρώπων. Ο αριθ- χλωρίδα από εκείνη των αδύνατων. Επίσης, όταν οι μός αυτός είναι πάνω από 150 φορές μεγαλύτε- παχείς άνθρωποι χάνουν βάρος, αλλάζει η εντερική ρος από εκείνον των γονιδίων των κυττάρων τους χλωρίδα και γίνεται σαν αυτή των αδύνατων ανμας, που φτάνουν τις 20.000 με 25.000. Πρόκει- θρώπων. Εξακολουθεί να είναι θέμα συζήτησης το ται για μια γιγάντια διεύρυνση της γονιδιακής κατά πόσο τα βακτήρια είναι η κύρια ή η δευτερεύουμας εργαλειοθήκης. Είναι εργαλεία που χρησι- σα αιτία, ή απλώς η συνέπεια όλων αυτών. μοποιούμε, για παράδειγμα, για να σχηματίζουν Η σχετική με το μικροβίωμα έρευνα έχει μόλις αρχίβιταμίνες και λιπαρά οξέα – ουσίες που μας είναι σει, αλλά ο σημερινός τρόπος καταπολέμησης ασθεαπαραίτητες αλλά που δεν μπορούν να σχημα- νειών μέσω αντιβιοτικών είναι σαν να ραντίζουμε με τιστούν από τα δικά μας κύτταρα. Επίσης τα βα- δηλητήριο έναν αγρό γεμάτο ζιζάνια, να τον αφήνουκτήρια μεταβολίζουν πολύπλοκους υδατάνθρα- με ακαλλιέργητο και στη συνέχεια να ελπίζουμε ότι τα κες και μας επιτρέπουν έτσι να απολαμβάνουμε λαχανικά των ονείρων μας θα ριζώσουν και θα φυτα θρύμματά τους υπό τη μορφή μικρότερων τρώσουν από μόνα τους. Γι’ αυτό και αν αποκτηθούν περισσότερες γνώσεις για το μικροβίωμα θα υπάρχει η δυνατότητα να ρυθμίζεται το είδος και ο αριθμός των προς χρήση βακτηρίων που θα έχουν προσδιορισμένο στόχο – για παράδειγμα, υπό τη μορφή ακριβέστερων αντιβιοτικών και εμβολίων κατά συγκεκριμένων βακτηριακών στελεχών. Ποιος θα γνωρίζει γι’ αυτά; Οι απαντήσεις του τεστ έρχονται με e-mail. Με κάποια Η βακτηριακή χλωρίδα των ασθενών διανευρικότητα ανοίγω το μήνυμα. Το αποτέλεσμα φαίφέρει από εκείνη των υγιών και μπορεί να νεται καλύτερο απ’ όσο το περίμενα αλλά τα κακά μου αποκαλύψει πληροφορίες ευαίσθητες για προαισθήματα σχετικά με το βάρος μου δεν είναι εμάς, χρήσιμες για τους γιατρούς και την αβάσιμα. Το τεστ αποκαλύπτει μια στρεβλή κατανομή ιατρική περίθαλψη. Υπάρχει όμως κίνδυτων βακτηρίων που βοηθούν στη διάλυση της τρονος να καταλήξουν σε λάθος χέρια οι φής. Αυτό σημαίνει πως υπάρχει κίνδυνος ανάπτυξης πληροφορίες αυτές. Θα πρέπει άραγε οι παχυσαρκίας και άλλων συγγενών παθήσεων. Ευτυεργοδότες και οι ασφαλιστικές εταιρείες χώς τώρα έχω τις κατάλληλες γνώσεις ώστε να γίνω ο να γνωρίζουν οτιδήποτε σχετικό με τη κηπουρός του μικροβιώματός μου και να θρέψω καλά βακτηριακή σας χλωρίδα και να ξέρουν αν βακτήρια. Μπορεί πια να ξεκινήσει η ρύθμιση του πάσχετε από συγκεκριμένες ασθένειες; εσωτερικού μου βοτανόκηπου.

Ζητήματα ηθικής φύσεως

46 47

κουνούπι της ελονοσία ς

Σε ποιον ανήκουν τα βακτήριά σας; Μέσα στη μύτη μας έχουμε βακτήρια που παράγουν αντιβιοτικά. Φανταστείτε ότι ένας ερευνητής ανακαλύπτει ένα άγνωστο βακτήριο στο ρουθούνι σας και ότι το βακτήριο αυτό παράγει ένα νέο αντιβιοτικό. Ο ερευνητής πουλάει την ανακάλυψή του σε μια φαρμακευτική εταιρεία η οποία δημιουργεί ένα πρωτοποριακό φάρμακο και κερδίζει εκατομμύρια από αυτό. Το βακτήριο αποτελεί μέρος του δικού σας σώματος – θα έχετε ποσοστά από τα κέρδη;

SI 18-25_GR88_160806_Vaktiria2RE.indd 24

4/18/2013 1:57:38 PM

Στη διάρκεια της εγκυμοσύνης τα βακτήρια βοηθούν τη γυναίκα να ετοιμαστεί για την υποδοχή του παιδιού. Ακόμα και ο τοκετός και ο θηλασμός είναι καθοριστικής σημασίας.

MΗΤΕΡΑ

Εγκυμοσύνη Η βακτηριακή χλωρίδα του γυναικείου κόλπου αλλάζει δραματικά στη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Πολλά συνηθισμένα βακτήρια γίνονται σπάνια, ενώ κάποια σπάνια είδη αυξάνονται. Ένα από αυτά είναι ο Lactobacillus johnsonii, που συνήθως βρίσκεται στο έντερο και παράγει ένζυμα που βοηθούν στην έκκριση του γάλακτος. Η εξήγηση βρίσκεται μάλλον στο ότι το κανάλι τοκετού της γυναίκας ετοιμάζεται ώστε να δώσει στο παιδί μια ευνοϊκή εντερική χλωρίδα.

ΠΑΙΔΙ

Θηλασμός Μια νέα έρευνα δείχνει ότι το μητρικό γάλα –το οποίο παλαιότερα οι ερευνητές θεωρούσαν στείρο– βρίθει βακτηρίων. Τα βακτήρια αυτά μπορούν να εποικίσουν το εντερικό σύστημα του παιδιού που θηλάζει και να βοηθήσουν ώστε να διαλυθούν οι πολύπλοκες δομές σακχάρων του γάλακτος, που το ίδιο το παιδί δεν μπορεί να χωνέψει. Γέννηση Η φυσιολογική γέννηση και η γέννηση με καισαρική τομή επηρεάζουν

Νεογέννητο 1 εβδομάδας 12 εβδομάδων 53 εβδομάδων 59 εβδομάδων 61 εβδομάδων 63 εβδομάδων 65 εβδομάδων Firmicutes

διαφορετικά η καθεμία τη βακτηριακή χλωρίδα του παιδιού. Επίσης, ο τοκετός στο σπίτι επηρεάζει τη βακτηριακή χλωρίδα με άλλο τρόπο από τον τοκετό σε νοσοκομείο. Τα παιδιά που έχουν γεννηθεί με καισαρική δεν προσλαμβάνουν τα βακτήρια Lactobacillus που βρίσκονται στο κανάλι του τοκετού κι έτσι η πρώτη εντερική χλωρίδα του παιδιού σφραγίζεται από βακτήρια που βρίσκονται στο δέρμα της μητέρας, όπως είναι οι σταφυλόκοκκοι και τα Acinetobacter. Οι γιατροί μελετούν το αν εξηγείται έτσι ότι τα παιδιά που έχουν γεννηθεί με καισαρική τομή κινδυνεύουν περισσότερο να εκδηλώσουν άσθμα και αλλεργίες.

Bacteroidetes

Proteobacteria

Άλλα

ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΜΕΝΟ ΣΤΟΜΑΧΙ Στη διάρκεια των πρώτων ετών του παιδιού ποικίλλει η σύνθεση των βακτηρίων μέσα στο στομάχι του. Στην αρχή κυριαρχούν τα βακτήρια Firmicutes που είναι σημαντικά για την πρόσληψη γάλακτος, ενώ στη συνέχεια κυριαρχούν τα βακτήρια Bacteroidetes που βοηθούν στη διάλυση των δημητριακών και των λαχανικών.

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:PGH Red.sek:LNI

Βακτήρια προστατεύουν το νεογέννητο

Τα νεογέννητα είναι στην κυριολεξία αλειμμένα με βακτήρια Lactobacillus από το κανάλι του τοκετού.

THINKSTOCK, G.D. GAUGLER/SCANPIX

SI 18-25_GR88_160806_Vaktiria2RE.indd 25

4/18/2013 1:57:57 PM

ΤΑ ΑΚΡΑΙΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΤΗΣ ΓΗΣ IRON MOUNTAIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Η πιο όξινη περιοχή του κόσμου pH -3,6

Τόσο όξινο ήταν το νερό που συνέλεξαν το 1990 οι γεωλόγοι από το ορυχείο Richmond του Iron Mountain (Σιδηρούν Όρος) της Καλιφόρνια. Είναι 12.000 φορές πιο όξινο από τα υγρά της μπαταρίας (pΗ 0,5). Πρόκειται για το χαμηλότερο ph που έχει καταγραφεί στη φύση. Η οξύτητα οφείλεται στην εξόρυξη χρυσού, αργύρου, ψευδαργύρου, χαλκού και σιδηροπυρίτη στην περιοχή μεταξύ του 1879 και του 1962. Η εξόρυξη έφερε βαριά μέταλλα και ορυκτά σε επαφή με το νερό, τον αέρα και τα βακτήρια και το ορυχείο μεταβλήθηκε σε μια χημική, μαγική χύτρα. Οι ερευνητές θεωρούν ότι το νερό οφείλει την οξύτητά του –η οποία έχει φτάσει σε επίπεδα-ρεκόρ– σε ένα συνδυασμό θειικού οξέος και ισχυρής εξάτμισης. Το θειικό οξύ δημιουργείται όταν ο ασταθής σιδηροπυρίτης έρχεται σ’ επαφή με τον αέρα. Η θερμότητα των χημικών αντιδράσεων προκαλεί τη συνεχή εξάτμιση του νερού του ορυχείου και γι’ αυτό στο νερό που απομένει αυξάνεται η συγκέντρωση του οξέος.

Oι πιο όξινες και δηλητηριώδεις από τις σήραγγες του ορυχείου Richmond διεισδύουν στις απότομες και άγονες βουνοπλαγιές του Iron Mountain.

29 30 31 32 33 34 35 36 37

Ορυχείο Richmond στο όρος Iron Mountain

Οι σταλακτίτες που αποτελούνται από θειικό χαλκό, θειικό σίδηρο και θειικό ψευδάργυρο, κρέμονται από την οροφή σαν λαμπερά μαχαίρια.

39 40 41 42 43 44 45

Ένα κοντέινερ γεμάτο δηλητήριο

46 47 48 49 50 51 52 53

Iron Mountain

Καλιφόρνια

55 56 57 58 59

ΗΠΑ

Ένα βουνό σιδηροπυρίτη

Δηλητήριο διαρρέει στο ποτάμι

Εργάτες επεξεργάζονταν μια φλέβα σιδηροπυρίτη έκτασης 60x900 μέτρων, γεγονός που καθιστά το Iron Mountain 500 φορές πιο δηλητηριώδες από άλλα ορυχεία.

Το νερό που διαρρέει από το Iron Mountain συνιστά μεγάλο περιβαλλοντικό πρόβλημα. Το 1967, μέσα σε μία μόνο εβδομάδα, ψόφησαν 47.000 πέστροφες στον ποταμό Sacramento.

Το χειρότερο νερό στον κόσμο

Η πανίδα της περιοχής

Το Iron Mountain σιγοβράζει και κοχλάζει. Δηλητηριώδες νερό στάζει διαρκώς από την οροφή του ορυχείου Richmond. Μια σταγόνα μπορεί να χαράξει και να διαπεράσει ρούχα και δέρμα.

Σε μια σήραγγα του ορυχείου ζει το σιδηροφάγο βακτήριο Leptospirillum. Συμβάλλει στην παραγωγή θειικού οξέος στο πλαίσιο ενός βιοχημικού κύκλου που δεν έχει γίνει ακόμη κατανοητός στους ερευνητές.

Toυ Bjørn A. Bojesen Φωτογραφίες: Environment Images/Getty, Peter Essick/Aurora Photos, ecosystem.ru, University of Göttingen, Shutterstock, Alamy, Getty Images

SI 26-27_GR88__160810_Oxino3.indd 26

4/18/2013 1:59:45 PM

ρο, αν

Το Iron Mountain είναι το πιο όξινο μέρος στον κόσμο. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά ακόμη μέρη, ζώα και πλανήτες που τα χαρακτηρίζει ακραία οξύτητα. Το πιο όξινο ψάρι ενυδρείου είναι το Paracheirodon axelrodi. Το ψάρι αυτό της Νότιας Αμερικής μπορεί να επιβιώσει σε νερό με pH 3,5.

H πιο όξινη θερμή πηγή βρίσκεται στο

14 υδροξείδιο του να τρίου 13 συμπυκνωμένη αμ μωνία 12 αμμωνία οικιακής χρήσης 11 απορρυπαντικό 10 σαπούνι 9 νιφάδες σαπουνιού 8 θαλασσινό νερό 7 πόσιμο νερό 6 κρόκος αυγού 5 αναψυκτικά και μπίρ α 4 ξινόγαλο 3 ξίδι οικιακής χρήσης 2 γαστρικά υγρά 1 αιθανικό οξύ ή οξικ ό οξύ 0 οξύ μπαταρίας -3,6 Iron M ou

ntain

Το Iron Mounta in σπάει την κλ Η κλίμακα μέτρησ ίμακα ης της

οξύτητας, pH, ξε από το 0 και φτάν κινά ει στο 14. Το καθα ρό νερό έχει pH 7. Με κάθε σκ αλοπάτι προς τα κάτω αυξάνεται η οξύτητα κα τά 10 φορές. Επομ ένως το pH 0 είναι 1.000 φορέ ς πιο όξινο από το pH 3. Ωστόσο μέρη όπως το Iron Mountain έχ ουν σπάσει τα όρια της κλίμ ακας.

ηφαίστειο Ebeko της Ρωσίας. Με pH -1,7 -1,7, η πηγή αυτή έχει το οξύτερο φυσικό νερό που υπάρχει.

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:MV Red.sek:MKP

ύ-

6 ρεκόρ οξύτητας

Το πιο όξινο έδαφος

βρίσκεται στο Pygmy Forest του Mendocino της Καλιφόρνια. Τα δέντρα εκεί έχουν μέγεθος μπονζάι γιατί αναπτύσσονται σε pH 2,8.

Ο πιο όξινος μικροοργανισμός

είναι ο Picrophilus oshimae.. Μπορεί να επιβιώσει σε θερμές πηγές που έχουν pH -0,06.

Η πιο όξινη βροχή

έπεσε –σύμφωνα με το βιβλίο των ρεκόρ Guiness– στο Inverpolly Forest της Σκοτίας το 1983, και είχε pH 1,87.

Το πιο όξινο φρούτο είναι

το lime με pH 2,1 – όσο έχουν και τα οξέα του στομάχου.

SI 26-27_GR88__160810_Oxino3.indd 27

4/18/2013 2:00:41 PM

1 2

Τα αρσενικά ψάρια του κοραλλιογενούς υφάλου διεξάγουν μια σκληρή μάχη χρωμάτων για να εντυπωσιάσουν τα θηλυκά που επιθυμούν να ζεγαρώσουν.

3 4 5 6

αρσενικό σε εξόρμηση

7 8

Αρσενική χειλού (Cheilinus): ένας μνηστήρας σε εξόρμηση Μία ώρα προτού χαθεί ο ήλιος από τον ορίζοντα στα ανοιχτά της Νέας Γουινέας, τα αρσενικά του ψαριού χειλού φανερώνονται με τα οργιαστικά χρώματά τους. Τα αρσενικά χορεύουν μέσα στα νερά επιδεικνύοντας τα πλούσια χρώματά τους για να προσελκύσουν τα θηλυκά που λαχταρούν να ζευγαρώσουν. Όσο πιο έντονα είναι τα χρώματα τόσο μεγαλύτερη είναι η έλξη. Έπειτα από μία ώρα επίδειξης με χρώματα που θυμίζουν νέον χρωματισμούς, το αρσενικό ησυχάζει αποκτώντας πιο διακριτικές αποχρώσεις.

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

συνηθισμένο αρσενικό

22 23

TIM LAMAN

Η μεταμόρφωση είναι ολοκληρωτική. Μέσα σ’ ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου η αρσενική χειλού γοητεύει τη θηλυκή με τη λάμψη που της χαρίζουν τα νέον χρώματα.

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

ΣΕΞ, ΠΟΛΕΜΟΣ Κ

51 52 53 54 55 56 57 58 59

Οι τροπικοί κοραλλιογενείς ύφαλοι συγκαταλέγονται στα πιο πολύχρωμα οικοσυστήματα της Γης. Στον καθημερινό αγώνα που κάνουν τα ζώα για σεξ, τροφή και επιβίωση, ξεπερνούν το ένα το άλλο επιδεικνύοντας τα φανταστικά τους χρώματα που φέρνουν στο νου πυροτεχνήματα. Τα χρώματα είναι απαραίτητα για τα ζώα κάθε φορά που πρέπει να προστατευτούν από τα σαρκοφάγα ή να ξεγελάσουν τον εχθρό ή όποτε τα αρσενικά θέλουν να εντυπωσιάσουν τα θηλυκά. 28

Του Anders Priemé

SI 28-33_GR88_160805_Korallia_Sex_Psaria3RΕ.indd 28

4/17/2013 3:44:33 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:MEA Red.sek:TF

Τα κοράλλια έχουν όλα τα χρώματα του κόσμου. Αυτό συμβαίνει, εκτός των άλλων, επειδή αποτελούνται από φθορίζουσες πρωτεΐνες που τα προστατεύουν από την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία. TIM LAMAN

Σ ΚΑΙ ΜΠΛΟΦΕΣ ώµα

ρ χ ν υ ο δίν λλιογενή ύφαλο α ρ ο κ ν ο στ

SI 28-33_GR88_160805_Korallia_Sex_Psaria3RΕ.indd 29

4/17/2013 3:44:39 PM

Έντονα χρώματα και περίτεχνα σχέδια προειδοποιούν τα σαρκοφάγα που βρίσκονται κοντά ότι τυχόν επίθεση θα απαντηθεί με χρήση δηλητηρίου ή αιχμηρών όπλων.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Θανατηφόρο δηλητήριο

22 23 24

Οι λαμπεροί δακτύλιοι είναι μια σαφής προειδοποίηση ότι αυτό το είδος χταποδιού (Hapalochlaena lunulata) είναι θανάσιμο και πρέπει να αντιμετωπιστεί με ιδιαίτερη προσοχή.

25 26 27 28 29

Αυτό το χταπόδι, που ζει στον Ειρηνικό και στον Ινδικό Ωκεανό, συνήθως είναι καλά καμουφλαρισμένο, αλλά όταν αισθάνεται να απειλείται εμφανίζονται μέσα σ’ ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου λαμπεροί μπλε δακτύλιοι πάνω σ’ όλο του το σώμα. Η ταχύτατη αλλαγή χρώματος συμβαίνει όταν οι εντός του δέρματος μύες χαλαρώνουν με αποτέλεσμα να γίνονται ορατοί οι δακτύλιοι. Τα βακτήρια μέσα στους σιελογόνους αδένες του χταποδιού λειτουργούν σαν εργαστήρια παρασκευής δηλητηρίου. Παράγουν ένα θανάσιμο κοκτέιλ το οποίο μεταξύ άλλων περιλαμβάνει τετροδοτοξίνη. Η τετροδοτοξίνη είναι νευροτοξίνη που εμποδίζει τα εγκεφαλικά σήματα να φτάσουν στους μυς του θύματος. Το αποτέλεσμα είναι η ολοκληρωτική παράλυση.

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

Ψάρι-χειρουργός επιδεικνύει τα όπλα του

47 48

Τα ψάρια-χειρουργοί (Acanthurus sohal) διαθέτουν και πλούσια χρώματα και όπλα. Σε πολλά είδη η ρίζα της ουράς είναι χρωματισμένη με ιδιαίτερα έντονα χρώματα που προειδοποιούν ότι το ψάρι είναι οπλισμένο με ένα ή

49 50 51 52 53 54 55 56

αιχμηρό αγκάθι

58 59

TIM LAMAN

Το κίτρινο χρώμα στην ουρά προειδοποιεί τα σαρκοφάγα ότι το ψάρι διαθέτει αιχμηρότατα όπλα.

περισσότερα αγκάθια που μοιάζουν με νυστέρι και βρίσκονται στην ουρά του. Με ένα απότομο χτύπημα της ουράς, το ψάρι-χειρουργός μπορεί να καταφέρει βαθιά τραύματα στους εχθρούς του. Πιθανόν το ψάρι να χρησιμοποιεί τα αγκάθια του στη μάχη εναντίον άλλων ειδών ψαριών για την κατάκτηση των καλύτερων περιοχών τροφής στον κοραλλιογενή ύφαλο.

SI 28-33_GR88_160805_Korallia_Sex_Psaria3RΕ.indd 30

4/17/2013 3:44:49 PM

Το δηλητηριώδες δάγκωμα του δακτυλιωτού χταποδιού παραλύει το νευρικό σύστημα και μπορεί να σκοτώσει έναν ενήλικο άντρα μέσα σε δεκαπέντε λεπτά.

TIM LAMAN

R. MERRITT/GETTY IMAGES

Την ημέρα το ψάρι-σκορπιός (Scorpaenopsis macrochir) της νοτιοανατολικής Ασίας κρύβεται στο βυθό της θάλασσας ή σ’ ένα κοράλλι σκεπασμένο με άμμο. Είναι σχεδόν αόρατος. Όταν ένα σαρκοφάγο πλησιάζει εκεί, ο σκορπιός ανοίγει και τα δυο στηθαία πτερύγιά του και επιδεικνύει ένα κίτρινο σχήμα που προειδοποιεί πως είναι δηλητηριώδης. Ο σκορπιός έχει πολλά δηλητηριώδη αγκάθια, και τα σαφή χρώματα προειδοποίησης των πτερυγίων του συνήθως αρκούν για να τρομάξουν και να απωθήσουν τα σαρκοφάγα. Συνήθως ούτε τα μεγάλα σαρκοφάγα μπορούν να διώξουν το σκορπιό από την κρυψώνα του γιατί το μήκους 25 εκατοστών ψάρι δεν θέλει να κινείται πολύ. Αν παρ’ όλα αυτά μετακινηθεί, το κάνει κατά έναν αξιοπερίεργο τρόπο. Δεν κολυμπά, αλλά μπουσουλάει με κόπο χρησιμοποιώντας τα στηθαία πτερύγιά του.

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:MEA Red.sek:TF

Σοκαριστικό εφέ

καμουφλαρισμένο ψάρι-σκορπιός

σοκαριστικό εφέ

Όταν το ψάρι-σκορπιός ανοίγει τα στηθαία πτερύγιά του, μεταμορφώνεται από σχεδόν αόρατος σε τρομακτικός.

Μια ομορφιά, χημικό εργοστάσιο

TIM LAMAN

Το γυμνοβράγχιο (θαλάσσιο γυμνοσαλιγκάρι) Hypselodoris elegans, παρ’ όλη τη χρωματική του πανδαισία, μπορεί και κινείται στον κοραλλιογενή ύφαλο χωρίς να το ενοχλούν άλλα ζώα. Αυτό συμβαίνει γιατί τα έντονα πρασινόμαυρα χρώματα προειδοποιούν τους εχθρούς πως είναι από τα πιο δηλητηριώδη ζώα στον κόσμο. Το μαλάκιο δημιουργεί το δικό του δηλητήριο ή προσλαμβάνει δηλητήριο από τα θαλασσινά σφουγγάρια και τα κνιδοκύτταρα των πολυπόδων, με τα οποία τρέφεται. Τα κνιδοκύτταρα της λείας μετακινούνται μέσα στον εντερικό σωλήνα του μαλακίου χωρίς να το βλάψουν. Όταν φτάσουν στο οπίσθιο μέρος του σώματος του μαλακίου, το περιεχόμενό τους Τα χρώματα του γυμνοβράγχιου Hypselodoris elegans φανερώνουν συγκεντρώνεται και δημιότι το μαλάκιο είναι μια δηλητηριώ- ουργεί ένα από τα ισχυρότερα δηλητήρια της φύσης. δης αποθήκη.

SI 28-33_GR88_160805_Korallia_Sex_Psaria3RΕ.indd 31

4/17/2013 3:45:00 PM

Η μπλόφα και η απάτη με όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου κάνουν τη διαφορά μεταξύ ζωής και θανάτου για τα ζώα που ζουν στον κοραλλιογενή ύφαλο.

1 2 3 4 5

Τα χρώματα και τα σχήματα του ιππόκαμπου ταιριάζουν με αυτά του ροζ κοραλλιού δημιουργώντας έτσι μια τέλεια μεταμφίεση.

6 7 8 9 10

TIM LAMAN

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Ιππόκαμπος μιμείται κοράλλια

26 27 28

Ο ανοιχτοκόκκινος ιππόκαμπος-νάνος (Hippocampus bargibanti) είναι ένας ανίσχυρος κυνηγός που ξεγελά τους εχθρούς του παίρνοντας την όψη ροζ κοραλλιών.

29 30 31 32

Ο ιππόκαμπος-νάνος της νοτιοανατολικής Ασίας έχει μήκος μόλις δύο εκατοστά και αποφεύγει τα σαρκοφάγα του κοραλλιογενούς υφάλου αποκλειστικά χάρη στην ικανότητά του να μοιάζει με τα ροζ κοράλλια Muricella. Ο ιππόκαμπος έχει τα χρώματα του κοραλλιού, και οι κόμποι του δέρματός του μοιάζουν με τους πολύποδες των κλάδων του κοραλλιού. Ο μικρός κυνηγός είναι τόσο καλά καμουφλαρισμένος ώστε ανακαλύφθηκε όταν κάποιοι θαλάσσιοι βιολόγοι στο εργαστήριό τους μελετούσαν για άλλους λόγους ένα κοράλλι Muricella. Είδαν τότε ξαφνικά έναν άγνωστο μικροσκοπικό ιππόκαμπο να κοιτάζει πίσω από έναν κλάδο του κοραλλιού. Ο ιππόκαμπος-νάνος γνωρίζει τα όριά του και δεν εγκαταλείπει σχεδόν ποτέ την ασφαλή ζωή ανάμεσα στα ροζ κοράλλια.

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

Οι ρίγες προκαλούν σύγχυση

46 47

Με τις φαρδιές, άσπρες ρίγες τους, τα ψάρια του γένους Heniochus, που κινούνται κατά κοπάδια στον Ινδικό Ωκεανό, θα έπρεπε να αποτελούν εύκολη λεία για ένα σαρκο-

48 49 50 51 52 53 54 55 56 58 59

TIM LAMAN

SI 28-33_GR88_160805_Korallia_Sex_Psaria3RΕ.indd 32

Τα ψάρια του γένους Heniochus είναι πολύ ευάλωτα, αλλά οι ρίγες τους αποπροσανατολίζουν τον αντίπαλο.

φάγο. Αλλά οι ρίγες, αντί να καταδικάζουν το ψάρι αυτό, αποτελούν το κλειδί της επιβίωσής του. Όταν τα ψάρια αυτά κολυμπούν κοπαδιαστά ή με ταχύτητα μέσα στη θάλασσα, προξενούν σύγχυση στους εχθρούς τους καθώς οι τελευταίοι δυσκολεύονται να εστιάσουν σε κάποιο συγκεκριμένο ψάρι και γι’ αυτό δεν μπορούν να πραγματοποιήσουν επίθεση.

4/17/2013 3:45:05 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:MEA Red.sek:TF

Η πιτσιλωτή σμέρνα (Gymnothorax moringa) είναι επικίνδυνη για τη ζωή σχεδόν όλων των ψαριών.

Η σμέρνα που ήταν πέρκα Η πέρκα-κομήτης (Calloplesiops altivelis) ζει τη νύχτα μια διακριτική ζωή ενώ την ημέρα κρύβεται κάτω από πέτρες ή μέσα σε τρύπες. Όποτε αισθάνεται απειλή καθώς κυνηγά μικρά ζώα, κρύβει γρήγορα το εμπρόσθιο μέρος του σώματός της μέσα σε μια ρωγμή του υφάλου κι αφήνει εκτεθειμένο στα σαρκοφάγα το οπίσθιο μέρος της. Ωστόσο τα σαρκοφάγα κρατιούνται μακριά από την πέρκα, καθώς πέφτουν θύματα μιας ιδιοφυούς οφθαλμαπάτης. Η πέρκα-κομήτης έχει και στις δυο πλευρές του σώματός της κηλίδες που μοιάζουν με μάτια, οι οποίες σε συνδυασμό με την αιχμηρή ουρά δημιουργούν την εντύπωση πως πρόκειται για ένα από τα πιο τρομερά σαρκοφάγα του κοραλλιογενούς υφάλου: την πιτσιλωτή σμέρνα.

αληθινό μάτι

Κηλίδες που μοιάζουν με μάτια κάνουν την πέρκα να μοιάζει με σμέρνα.

TIM LAMAN

Παπαγαλόψαρο αλλάζει χρώμα και φύλο Το δίχρωμο παπαγαλόψαρο (Cetoscarus bicolor) είναι ερμαφρόδιτο. Αλλάζει χρώμα αλλά και φύλο πολλές φορές στη διάρκεια της ζωής του. Τα μικρά του είναι άσπρα και ασήμαντα, με μια πλατιά πορτοκαλί λωρίδα

στο κεφάλι και στο εμπρόσθιο μέρος του σώματός τους. Με την πάροδο του χρόνου εξελίσσονται σε καφετιά θηλυκά. Όταν τα θηλυκά ενηλικιώνονται και φτάνουν σε ορισμένο μέγεθος, δεν αλλάζουν μόνο χρώμα

αλλά και φύλο. Μεταμορφώνονται σε πράσινα αρσενικά με κίτρινες κηλίδες και γραμμές. Τα πολύχρωμα αρσενικά είναι κάποια από τα μεγαλύτερα παπαγαλόψαρα του κοραλλιογενούς υφάλου.

ΝΕΑΡΟ

ΑΡΣΕΝΙΚΟ

ΘΗΛΥΚΟ

TIM LAMAN

Το δίχρωμο παπαγαλόψαρο αλλάζει χρώμα σε καθένα από τα τρία στάδια της ζωής του.

SI 28-33_GR88_160805_Korallia_Sex_Psaria3RΕ.indd 33

4/17/2013 3:46:14 PM

ΣΠΡΕΪ ΑΝΟΙΓΕΙ ΤΗΝ ΟΡΕΞΗ ΓΙΑ ΣΕΞ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ένα φύσημα προς το εσωτερικό της μύτης ενισχύει τη σεξουαλική διάθεση, αυξάνει τη σεξουαλική ικανότητα και χαρίζει εντονότερους οργασμούς. Το ειδικό σπρέι μύτης, το οποίο αρχικά δημιουργήθηκε για τις γυναίκες που θηλάζουν, μπορεί να γίνει η ουσία-θαύμα του μέλλοντος για άντρες που έχουν πρόβλημα στη σεξουαλική τους ζωή. Το μυστικό είναι η ορμόνη ωκυτοκίνη.

12 13 14 15 16 17 18

Μια ημέρα του 2012 ο 32χρονος οικογενειάρχης κύριος Β συναντά τον ψυχίατρο Kai MacDonald του πανεπιστημίου της Καλιφόρνια. Ο κύριος Β πάσχει από κοινωνική φοβία και δυσκολεύεται να συνάπτει κοινωνικές σχέσεις στην εργασία του και στην ιδιωτική του ζωή. Ο ψυχίατρος έχει μόλις διαβάσει για κάποια πειράματα με την ορμόνη ωκυτοκίνη που είναι περισσότερο γνωστή επειδή επισπεύδει τον τοκετό και ενεργοποιεί την έκκριση του μητρικού γάλακτος στις γυναίκες που έχουν γεννήσει. Επίσης φαίνεται ότι βελτιώνει τις κοινωνικές δεξιότητες. Γι’ αυτό ο MacDonald δίνει μια συνταγή για σπρέι ωκυτοκίνης, το οποίο ο κύριος Β θα χρησιμοποιεί πρωί και βράδυ. Μέχρι εκείνη τη στιγμή ο κύριος Β δεν είχε αισθανθεί κάποιο μεγάλο σεξουαλικό

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

πόθο, κι όποτε έκανε έρωτα με τη γυναίκα του δεν είχε έντονη στύση, ενώ ο οργασμός δεν του προκαλούσε ιδιαίτερη ευχαρίστηση. Μετά την εφαρμογή της θεραπείας με ωκυτοκίνη, φλερτάρει με τις γυναίκες συναδέλφους του – είναι κάτι που διαπιστώνουν και οι ίδιες αφού βιώνουν μια μέχρι πρόσφατα άγνωστη πτυχή της συμπεριφοράς του. Ο κύριος Β λέει στον ψυχίατρό του ότι ξαφνικά όλες οι πλευρές της σεξουαλικότητάς του λειτουργούν σημαντικά καλύτερα: ο πόθος, η διέγερση, η στύση και ο οργασμός.

Συμμετέχοντες σε πείραμα με πορνό Το πείραμα με τον κύριο Β είναι μέρος μιας σειράς νέων αποτελεσμάτων από έρευνες που όλες τους δείχνουν ότι η θεραπεία με ωκυτοκίνη αποτελεί μια πιθανή αντιμετώπιση του προβλήματος που έχουν ορισμένοι άντρες στην ερωτική τους ζωή. Σήμερα τα προβλήματα στύσης λύνονται με το Viagra. Ωστόσο αυτά τα μικρά, γαλάζια χάπια βοηθούν τον άντρα μόνο στο να έχει στύση όταν

Πολλές οι αιτίες του κακού σεξ

43 44

Όταν οι άντρες έχουν πρόβλημα με τη σεξουαλική τους ζωή οι αιτίες μπορεί να είναι πολλές

45 46 47 48 49 50 51 53 55

Συχνά, χαμηλό επίπεδο της ανδρικής γεννητικής ορμόνης – της τεστοστερόνης.

Απουσία οργασμού και εκσπερμάτισης

SHUT TE

RSTOCK

/ CLAUS

LUNAU

Μειωμένος σεξουαλικός πόθος

Πρόωρη εκσπερμάτιση

ΑΙΤΙΑ

Πρόβλημα στύσης

ΣΥΜΠΤΩΜΑ

SI 34-35_GR88_160809_Spray3RE.indd 34

Συχνά, ελαττωμένη ροή αίματος προς το πέος ή συναισθηματικά προβλήματα. Σωματικά και ψυχολογικά αίτια. Μπορεί να οφείλεται σε παρενέργειες αντικαταθλιπτικών φαρμάκων αλλά και σε άλλα αίτια.

Science Illustrated Μάιος 2013

4/17/2013 3:37:00 PM

ΕΓΚΕΦΑΛΟΣ

Η ωκυτοκίνη έχει μια σειρά ευεργετικών δράσεων σε άντρες και γυναίκες. Στους άντρες η ορμόνη αυτή είναι αθοριστικής σημασίας για τη σεξουαλική λειτουργία.

• Ενισχύει τον ερωτικό πόθο. • Ενισχύει τον οργασμό. • Δημιουργεί την αίσθηση της λαχτάρας μεταξύ των αγαπημένων. Δημιουργεί ισχυρούς δεσμούς μεταξύ των συντρόφων. Ενισχύει το μητρικό και το πατρικό ένστικτο. Δημιουργεί την αίσθηση της εμπιστοσύνης προς τρίτους. Ελαττώνει το φόβο.

• • •

ΣΤΗΘΟΣ Προκαλεί την έκκριση του γάλακτος κατά το θηλασμό.

•

ΜΗΤΡΑ Κάνει τη μήτρα να συστέλλεται κατά τον τοκετό.

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:NB Red.sek:JB

SI 34-35_GR88_160809_Spray3RE.indd 35

PHOTOALTO

Science Illustrated Μάιος 2013

ΟΙ ΠΟΛΛΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΩΚΥΤΟΚΙΝΗΣ

ΝΕΦΡΑ Προκαλεί κατακράτηση ούρων.

ΠΕΟΣ Αυξάνει τη στύση. Καταπολεμά την πρόωρη εκσπερμάτιση.

• •

Η επαφή κοιλιά με κοιλιά οδηγεί τον εγκέφαλο να παράγει μεγάλη ποσότητα ωκυτοκίνης.

φόρα αγγεία των στυτικών ιστών καθώς και στα κύτταρα των μυών που εγγυώνται τη ροή του αίματος στα αιμοφόρα αγγεία.

ότι η ορμόνη αυτή επενεργεί απευθείας επί των ιστών του πέους. Το 2011 ο Fatih Tarhan, από το Kartal Training and Research Hospital στην Κωνσταντινούπολη της Τουρκίας, πήρε δείγματα ιστού από το πέος 31 αντρών και το μελέτησε με τη βοήθεια αντισωμάτων που εξακριβώνουν την ύπαρξη ωκυτοκίνης. Οι ερευνητές απέδειξαν ότι η ορμόνη δεσμεύεται σ’ έναν υποδοχέα επί της επιφάνειας των κυττάρων που βρίσκονται γύρω από τα αιμο-

ΣΤΥΤΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ

Η ωκυτοκίνη δεσμεύεται σε κύτταρα του βλεννογόνου

Η ωκυτοκίνη δεσμεύεται σε κύτταρα των μυών

Η ωκυτοκίνη δεσμεύεται απευθείας στα κύτταρα των μυών και των βλεννογόνων μέσα στους στυτικούς ιστούς οι οποίοι προκαλούν στύση όποτε γεμίζουν με αίμα.

Ορμόνη χωρίς παρενέργειες

S. KARGER AG

είναι ήδη σεξουαλικά ερεθισμένος. Η ωκυτοκίνη, από την άλλη, παρέχει ένα πλήρες πακέτο. Με μια απλή εμφύσηση στο εσωτερικό της μύτης βελτιώνεται όλη η ερωτική ζωή – από τη φάση του φλερτ μέχρι κι έναν οργασμό που προσφέρει ικανοποίηση. Το Viagra λειτουργεί αποκλειστικά τοπικά διευρύνοντας τα αιμοφόρα αγγεία εντός του πέους. Έτσι το πέος γεμίζει με αίμα και διογκώνεται. Από την άλλη πλευρά, η ωκυτοκίνη πηγαίνει κατευθείαν μέσα στον εγκέφαλο. Η ορμόνη, που δημιουργείται στη μικρή εγκεφαλική περιοχή η οποία ονομάζεται υποθάλαμος, διεγείρει πολλά εγκεφαλικά κέντρα αντρών και γυναικών. Μεταξύ άλλων η ωκυτοκίνη ελέγχει το θεμελιώδες μητρικό και πατρικό ένστικτο. Επίσης, η ορμόνη αυτή ενισχύει το δεσμό μεταξύ των αγαπημένων και δημιουργεί μεγαλύτερη εμπιστοσύνη προς άλλους ανθρώπους. Επιπλέον, υπάρχει και η επίδραση στην αντρική σεξουαλικότητα. Το 2008 ο ψυχίατρος Tillmann Krüger, της ιατρικής σχολής του Ανόβερο, μελέτησε την επίδραση της ωκυτοκίνης σε δέκα συμμετέχοντες σε πείραμα, οι οποίοι αυνανίστηκαν βλέποντας πορνογραφική ταινία. Ο ερευνητής είχε παρατηρήσει σε προηγούμενο πείραμα μια ελαφρά αύξηση της ποσότητας της ωκυτοκίνης στο αίμα στη διάρκεια του οργασμού κι αμέσως έπειτα από αυτόν. Με το νέο πείραμα ήθελε να εξετάσει τι θα συνέβαινε αν οι άντρες έπαιρναν περίσσειες ποσότητες της ορμόνης αυτής με τη βοήθεια ενός απλού σπρέι μύτης. Αποδείχτηκε ότι η ορμόνη αύξησε τους σφυγμούς πριν από τον οργασμό, στη διάρκειά του αλλά και έπειτα από αυτόν. Αξίζει να σημειωθεί όμως ότι η αντίδραση αυτή οφειλόταν στο ότι οι άντρες αυνανίστηκαν βλέποντας πορνογραφική ταινία. Αν απλώς κάθονταν με τα χέρια στα μπράτσα της καρέκλας βλέποντας κάποιο σοβαρό ντοκιμαντέρ, τότε η ορμόνη δεν θα επηρέαζε καθόλου το σφυγμό τους. Αυτό σήμαινε ότι η ωκυτοκίνη δεν προκαλούσε από μόνη της διέγερση. Το συμπέρασμα αυτό επιβεβαιώθηκε όταν οι άντρες συμπλήρωσαν στη συνέχεια ένα ερωτηματολόγιο σχετικά με την ερωτική τους διάθεση κατά τη διάρκεια του πειράματος. Οι ερευνητές ακόμα δεν έχουν μια γενική εικόνα για το πώς η ωκυτοκίνη θα μπορούσε να λειτουργήσει σαν super-Viagra, ως μια ουσία που θα ενίσχυε κάθε όψη της ερωτικής ζωής του άντρα. Πιθανότατα, πολλές από τις επιδράσεις αυτές προξενούνται μέσα στον εγκέφαλο, ο οποίος στη συνέχεια επηρεάζει άλλα μέρη του σώματος. Ωστόσο πολλά δείχνουν

Παρ’ όλο που η έρευνα δεν παρείχε κάποια απάντηση για το τι ακριβώς συμβαίνει, όταν η ωκυτοκίνη δεσμεύεται στους υποδοχείς εντός του πέους συμβάλλει στην τόνωση όλων εκείνων των στοιχείων που βελτιώνουν τη σεξουαλική ζωή του άντρα. Ο κύριος Β απολαμβάνει εδώ και πολλούς μήνες τις επιδράσεις της ορμόνης και οι γιατροί δεν έχουν ακόμα παρατηρήσει παρενέργειες από τη θεραπευτική αγωγή. Η ωκυτοκίνη έχει ήδη εγκριθεί και βρίσκεται στα ράφια των φαρμακείων ως ορμόνη της γαλουχίας. Δίνεται σε μητέρες που μόλις έχουν γεννήσει και των οποίων το γάλα δεν ρέει σωστά ώστε να μπορούν να θηλάζουν τα μωρά τους. Το επόμενο βήμα μπορεί να είναι ένα σπρέι μύτης που θα περιέχει ωκυτοκίνη και θα ξυπνά στον άντρα μεγαλύτερο σεξουαλικό πόθο, συμβάλλοντας έτσι στο να συνεχίζονται να γεννιούνται παιδιά. Του Gorm Palmgren

4/17/2013 3:37:16 PM

Οι πρώτοι

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Μια νέα γενιά επιστημόνων ξαναγράφει σήμερα την ιστορία του αποικισμού της Αμερικής. Υποστηρίζουν ότι οι πρώτοι κάτοικοι της ηπείρου εγκαταστάθηκαν εκεί πολύ νωρίτερα από τις εκτιμήσεις των παλαιότερων επιστημόνων και προέρχονταν από περισσότερες φυλές. Το κυριότερο αποδεικτικό στοιχείο που έχουν οι κοπρόλιθοι.

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

ΠΡΙΝ ΑΠΟ

13.500 ΧΡ

ΟΝΙΑ

τοι οι Clovis Μύθος: Πρώ Μεξικό, 1920

29 30

er, Νέο γοι είχαν Black Wat οι αρχαιολό ία του 1920 ετ κα τοι ώ δε πρ τη Από μα ότι οι ο συμπέρασ ό τη απ ν τα ον καταλήξει στ ρικής προέρχ με Α ς απ τη οι κή ό μια κάτοικ στην Αμερι χαν φτάσει εί κι ειο πορθμό α ρί γγ ρί βη Σι γο στον Βε πά ς ρί μαχω ς χρόνια. Ονό λωρίδα γη ιν από 13.500 ες πρ κτ ρο λέ τε υλ ρί το νω ύς-τροφοσ να τους κυνηγο θι λί κά τι ισ σαν αυτούς κτηρ ισμένα χαρα Clovis από ορ εί κοντά στην εθ βρ ν χα εί υ εργαλεία πο Μεξικού. λη του Νέου ομώνυμη πό

31 32 33 34 35 36 37

CK/AlAMY

AlASKA STO

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

Του Rasmus Kragh Jacobsen

SI 36-41_GR88_160712_Amerika3RE.indd 36

4/17/2013 3:11:38 PM

κ τ

εν ζούσαν με ιδιαίτερες ανέσεις οι πρώτοι κάτοικοι της αμερικανικής ηπείρου. Σε οκτώ μικρές σπηλιές κοντά στην πόλη Paisley του Όρεγκον, ο αρχαιολόγος Dennis Jenkins του πανεπιστημίου της πόλης βρήκε απολιθωμένα κόπρανα σκορπισμένα παντού, ακόμη και μέσα στην εστία της φωτιάς όπου λογικά οι γυναίκες μα-

γείρευαν και γύρω από την οποία έπαιζαν παιδιά. «Η δυσοσμία από τον καπνό της φωτιάς αναμειγμένο με αναθυμιάσεις ούρων, κοπράνων και αίματος θα πρέπει να ήταν ανυπόφορη», περιγράφει ο αρχαιολόγος. Οι συνθήκες υγιεινής μάς φαίνονται σήμερα εξωπραγματικές, αλλά σκεφτείτε πόσο θα παραξενεύονταν αυτοί οι άνθρωποι που

αφόδευαν στις σπηλιές αν μάθαιναν ότι 14.000 χρόνια αργότερα επιστήμονες από όλο τον κόσμο θα μελετούσαν επισταμένα τα κόπρανά τους. Οι κοπρόλιθοι σε συνδυασμό με άλλα ευρήματα ανατρέπουν την ισχύουσα θεωρία ότι οι Clovis ήταν οι πρώτοι που έφτασαν στην αμερικανική ήπειρο πριν από 13.500 χρόνια.

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:PGh Red.sek:KG

κάτοικοι της Αμερικής

2.000 χρόνια νωρίτερα ο αποικισμός Πολλά ευρήματα έρχονται σήμερα να ανατρέψουν την ισχύουσα θεωρία ότι η Αμερική κατοικήθηκε πριν από 13.500 χρόνια. Η χρονολόγηση των ευρημάτων έχει προκαλέσει ζωηρές συζητήσεις, κι ίσως απολιθωμένα κόπρανα 14.300 ετών δώσουν την τελική απάντηση.

ΠΡΙΝ ΑΠΟ 14.000 ΧΡΟΝΙΑ

Αιχμή βέλους

Manis, Ουάσιγκτον, 2011 Αιχμή βέλους σφηνωμένη στα πλευρά μαστόδοντα δείχνει ότι κυνηγοί οπλισμένοι με βέλη σκότωναν προϊστορικά προβοσκιδωτά στην αμερικανική ήπειρο πριν από 14.000 χρόνια.

ΠΡΙΝ ΑΠΟ 14.300 ΧΡΟΝΙΑ

Ουάσιγκτον

Κοπρόλιθοι

Paisley, Όρεγκον 2012 Λίθινα εργαλεία και απολιθωμένα κόπρανα 14.300 ετών αποκαλύπτουν ότι ένας λαός με «δυτική προέλευση» είχε φτάσει στην αμερικανική ήπειρο πριν από τους Clovis.

Όρεγκον

ΠΡΙΝ ΑΠΟ 15.000 ΧΡΟΝΙΑ

ΠΡΙΝ ΑΠΟ 15.500 ΧΡΟΝΙΑ

Γονιδιακό υλικό

Λίθινα εργαλεία

Καταυλισμός

Σύγχρονα φύλα, 2011 O αποικισμός της Αμερικής έγινε σε τρία τουλάχιστον μεταναστευτικά κύματα. Το πρώτο και μεγαλύτερο εξ αυτών ήταν πριν από 15.000 χρόνια περίπου και ακολούθησαν δύο μικρότερα.

Buttermilk Creek, Τέξας Μερικές χιλιάδες λίθινα εργαλεία ηλικίας 15.500 ετών αποδεικνύουν ότι η Αμερική κατοικήθηκε από άλλους λαούς προτού εμφανιστούν οι Clovis.

Monte Verde, Χιλή, 1975 Τα απανθρακωμένα κατάλοιπα καταυλισμού δείχνουν ότι άνθρωποι είχαν φτάσει σχεδόν στο νοτιότερο άκρο της αμερικανικής ήπειρου πριν από 14.600 χρόνια.

SI 36-41_GR88_160712_Amerika3RE.indd 37

ΠΡΙΝ ΑΠΟ 14.600 ΧΡΟΝΙΑ

Τέξας

4/17/2013 3:11:52 PM

Τα απολιθωμένα κόπρανα στις σπηλιές του Paisley είναι το λιγότερο κατά 1.000 χρόνια αρχαιότερα των ευρημάτων των Clovis και αλλάζουν ριζικά την εικόνα του αποικισμού της αμερικανικής ηπείρου.

1 2 3 4 5 6 7

Από τα 1.500 απολιθώματα κοπράνων τα οποία εντόπισαν οι αρχαιολόγοι, τα 750 προέρχονται από ανθρώπους.

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ChENG lI/KU

UNI. OF OrEGON

20 22 23 24

Η ξηρασία διατήρησε τους κοπρόλιθους

25 26

Τα κόπρανα έχουν ιδιαίτερη σημασία για την ανασύσταση της ιστορίας επειδή όχι μόνο αποδεικνύουν ανθρώπινη παρουσία τη συγκεκριμένη χρονική περίοδο, αλλά μας δίνουν και πλήθος άλλων πληροφοριών για τη διατροφή, την υγεία, τις συνθήκες ζωής των ανθρώπων. Το πρόβλημα είναι ότι σώζονται ελάχιστα. Το γεγονός ότι στις σπηλιές του Paisley τα απολιθωμένα κόπρανα είναι ηλικίας άνω των 14.000 ετών θεωρείται σπάνιο. Για να διατηρηθούν τα κόπρανα τόσες χιλιάδες χρόνια πρέπει πρώτα απ’ όλα το περιβάλλον να είναι εντελώς ξηρό.

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Μικροοργανισμοί όπως βακτήρια διασπούν ταχύτατα υγρό οργανικό υλικό, η διαδικασία όμως διακόπτεται αν δεν υπάρχει υγρασία στο περιβάλλον. Οι σπηλιές είναι κατά κανόνα πολύ ξηροί χώροι κι αν δεν στάζει μέσα νερό βροχής είναι ιδεώδεις για τη διατήρηση κοπράνων. Στις σπηλιές του Paisley τα κόπρανα στεγνώνουν ύστερα από μερικές ημέρες κι όταν παραμείνουν στο έδαφος 2.000 χρόνια καλύπτονται από σκόνη και πέτρες. Ο αρχαιολόγος Dennis Jenkins έφερε στο φως 1.500 κοπρόλιθους.

41 42 43 44 45 46 47 49 50 51 52

Η δυσοσμία από τον καπνό της φωτιάς αναμειγμένο με αναθυμιάσεις ούρων, κοπράνων και αίματος θα πρέπει να ήταν ανυπόφορη».

J. BArNArD/AP/POlFOTO

Dennis Jenkins, αρχαιολόγος

54 55 56 57 58 59

SI 36-41_GR88_160712_Amerika3RE.indd 38

Διχασμένοι οι αρχαιολόγοι Πάνω από μισό αιώνα οι Αμερικανοί αρχαιολόγοι επέμεναν ότι οι Clovis ήταν οι πρώτοι άποικοι της αμερικανικής ηπείρου. Η μετανάστευσή τους είχε γίνει στα τέλη της τελευταίας περιόδου παγετώνων. Η στάθμη της θάλασσας ήταν τότε γύρω στα 100 μέτρα χαμηλότερη από τη σημερινή και μεγάλο τμήμα της Βόρειας Αμερικής ήταν καλυμμένο με πάγους. Όταν άρχισαν να λιώνουν οι πάγοι, δημιουργήθηκε ένα πέρασμα προς τα νότια που άρχιζε στον Βερίγγειο πορθμό. Μια στενή λωρίδα γης επέτρεψε σε κυνηγούς της Σιβηρίας να φτάσουν στην Αλάσκα. Οι πρώτοι κάτοικοι έφτασαν στην Αμερική μέσω του σημερινού Καναδά, ακολουθώντας κοπάδια ζώων που έπαιρναν αυτόν το δρόμο. Οι αρχαιολόγοι έδωσαν το όνομα Clovis στους πρώτους κατοίκους του Νέου Κόσμου από τα χαρακτηριστικά λίθινα εργαλεία που είχαν βρεθεί κοντά στην πόλη Clovis του Νέου Μεξικού τη δεκαετία του 1920. Άλλα ευρήματα στη συνέχεια επιβεβαίωναν την παρουσία τους και μαρτυρούσαν ότι μέσα σε 500 χρόνια ο αριθμός τους είχε αυξηθεί εντυπωσιακά και είχαν εξαπλωθεί σε όλη την Αμερική, στα παρθένα εδάφη της οποίας αφθονούσαν άγρια ζώα, βίσονες, προϊστορικοί ελέφαντες και μαμούθ, που οι Clovis τα κυνηγούσαν με ακόντια και βέλη. Από τη δεκαετία του 1970, όμως, όλο και περισσότεροι αρχαιολόγοι άρχισαν να αμφισβητούν τα πρωτεία των Clovis. Ένας από αυτούς, ο Tom Dillehay του πανεπιστημίου Vanderbilt στο Τενεσί, είχε ανακαλύψει εντελώς τυχαία έναν καταυλισμό στη νότια Χιλή, ο οποίος σύμφωνα τους υπολογισμούς του ήταν κατά 1.000 χρόνια αρχαιότερος των παλαιοτέρων ευρημάτων των Clovis. Οι συνάδελφοί του, όμως, απέρριψαν τα συμπεράσματά του κι η χρονολόγηση δεν έγινε αποδεκτή. Την εποχή εκείνη δεν είχαν μελετηθεί τα περισσότερα ευρήματα κι οι υπόλοιποι επιστήμονες επέμεναν στην αρχική θεωρία τους.

Οι κοπρόλιθοι αποκαλύπτουν Η κατάσταση άλλαξε ριζικά όταν το 2002 ο αρχαιολόγος Dennis Jenkins ανακάλυψε απολιθώματα ανθρώπινων κοπράνων (κοπρόλιθους) ανάμεσα σε όστρακα και οστά ζώων χωμένα δύο μέτρα μέσα στο χώμα σε σπηλιές κοντά στην πόλη Paisley του Όρεγκον. Μερικούς μήνες αργότερα ένας Άγγλος Science Illustrated Μάιος 2013

4/17/2013 3:12:02 PM

PAUl BAUMAN

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:PGH Red.sek:KG

Πριν από 14.300 χρόνια ο λαός «δυτικής προέλευσης» ζούσε στις σπηλιές του Paisley.

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 36-41_GR88_160712_Amerika3RE.indd 39

της Αμερικής από τους Clovis προκάλεσε έντονες αντιδράσεις από τη μεριά των παλαιότερων αρχαιολόγων, οι οποίοι είχαν στηρίξει τη σταδιοδρομία τους σ’ αυτήν τη θεωρία. Υποστήριζαν ότι είχαν γίνει σημαντικά σφάλματα στη νέα έρευνα και παρουσίαζαν εναλλακτικές ερμηνείες. Σύμφωνα με μία από αυτές, τα κόπρανα προέρχονταν από

KENNETh GArrETT

ερευνητής του πανεπιστημίου της Οξφόρδης επικοινώνησε μαζί του και του πρότεινε να αναλάβει εκείνος την αποκρυπτογράφηση γενετικού υλικού από τους κοπρόλιθους. Κανείς δεν είχε επιχειρήσει κάτι παρόμοιο, ο Dennis Jenkins όμως δέχτηκε, αν και θεώρησε τραβηγμένο το όλο εγχείρημα. Ο Άγγλος ερευνητής λέγεται Eske Willerslev, είναι εξελικτικός βιολόγος με ιδιαίτερο πάθος από τα παιδικά του χρόνια για τους ιθαγενείς πληθυσμούς της Βόρειας Αμερικής. Οι συνάδελφοί του τον χαρακτηρίζουν καλόψυχο άνθρωπο με εξαιρετικό έργο στην έρευνα και λεξιλόγιο λιμενεργάτη. Σήμερα είναι από τους γνωστότερους ειδικούς σε αναλύσεις απολιθωμένου DNA κι έχει, μεταξύ άλλων, αποκρυπτογραφήσει γονιδίωμα μαμούθ που βρέθηκε στο μόνιμο υπόγειο στρώμα πάγου (permafrost) της Σιβηρίας αλλά και όλο το γονιδίωμα ενός άντρα που είχε ζήσει πριν από 4.500 χρόνια στη Γροιλανδία. Οι κοπρόλιθοι παρέμειναν στον καταψύκτη του Eske Willerslev μέχρι το 2008, οπότε οι δύο ερευνητές παρουσίασαν τη γενετική ταυτότητα των απολιθωμένων κοπράνων. Η ηλικία τους είναι 14.300 χρόνια και προέρχονται από φύλο που είχε εγκατασταθεί στην Αμερική πολύ προτού φτάσουν οι Clovis. Η κατάρρευση της θεωρίας του αποικισμού

Στο Τέξας ο αρχαιολόγος Michael Waters έφερε στο φως 15.000 λίθινα εργαλεία που ήταν κατά 2.000 χρόνια παλαιότερα των αρχαιότερων ευρημάτων των Clovis. λύκους, ενώ το ανθρώπινο γονιδίωμα ανήκε σε ιθαγενείς που χρησιμοποιούσαν πολύ αργότερα τις σπηλιές για αφόδευση, με αποτέλεσμα το DNA τους να ανακατευτεί με το χώμα και να ανιχνεύεται στους κοπρόλιθους. Οι νεότεροι αρχαιολόγοι, όμως, είχαν το θάρ-

ρος να διατυπώσουν διαφορετικές απόψεις χωρίς αυτό να αποβεί σε βάρος της επαγγελματικής τους σταδιοδρομίας. Σύμφωνα με μία από αυτές, δεν υπήρξε μόνο ένα αλλά περισσότερα μεταναστευτικά ρεύματα προς την αμερικανική ήπειρο.

Η θεωρία τεκμηριώνεται

Η νεότερη γενιά αρχαιολόγων σχεδιάζει νέες ανασκαφές, ξανανοίγει παλαιότερες και αξιοποιεί τις προόδους της βιοτεχνολογίας, όπως για παράδειγμα το προφίλ αμινοξέων της πρωτεΐνης και το απολιθωμένο γονιδίωμα. Ο δρ Michael Waters του Texas A&M University δημοσίευσε το 2011 εργασία του σχετικά με λίθινα εργαλεία ηλικίας άνω των 15.000 ετών από το Buttermilk Creek, τα οποία, όπως ακριβώς και οι κοπρόλιθοι, επιβεβαιώνουν ότι οι Clovis δεν ήταν οι πρώτοι κάτοικοι της αμερικανικής ηπείρου. Αργότερα τον ίδιο χρόνο, ο Michael Waters σε συνεργασία με τον Eske Willerslev και άλλους ειδικούς δημοσίευσε τα αποτελέσματα άλλης έρευνας σε μαστόδοντα ο οποίος είχε ανακαλυφθεί στα τέλη της δεκαετίας του 1970 στην πολιτεία Ουάσιγκτον. Το ζώο είχε σκοτωθεί με βέλος. Γονιδιακή ανάλυση και βελτιωμένη μέθοδος χρονολόγησης έδειξε ότι το βέλος που είχε σφηνώσει στα πλευρά

4/17/2013 3:12:08 PM

ΘΕΩΡΙΑ 1

Νωρίτερα το πέρασμα χωρίς πάγους Οι πρώτοι κάτοικοι της Αμερικής μετακινήθηκαν από τη Σιβηρία στο σημερινό Καναδά πριν από 15.000 χρόνια διασχίζοντας μια λωρίδα γης χωρίς πάγους. Ακολούθησαν την ίδια διαδρομή με τους Clovis, που έφτασαν όμως πολύ αργότερα. Ο αποικισμός της αμερικανικής ηπείρου έγινε πολύ νωρίτερα απ’ ό,τι υπέθεταν οι αρχαιολόγοι.

1 2 3 4

TEO

RI 1

5 6

ΘΕΩΡΙΑ 2

7 8

Ασιάτες έφτασαν με πλωτό μέσο

Από νέα στοιχεία προκύπτει ότι πριν από 16.000 χρόνια υπήρχε μια μικρή ζώνη χωρίς πάγους κατά μήκος των ακτών της Αλάσκας. Θα μπορούσε να υποθέσει κανείς ότι οι αποικιστές είχαν φτάσει στις ακτές με πρωτόγονα πλωτά μέσα. Δεν υπάρχουν όμως αποδεικτικά στοιχεία όπως λίθινα εργαλεία ή ίχνη καταλυμάτων. Δεν αποκλείεται πάντως να έχουν χαθεί αφού η στάθμη της θάλασσας ήταν τότε κατά 100 μέτρα χαμηλότερη.

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Τρεις δρόμοι οδήγησαν στην Αμερική

Οι αρχαιολόγοι πιστεύουν σήμερα ότι ο αποικισμός της Αμερικής δεν έγινε με ένα μεταναστευτικό ρεύμα πριν από 13.500 χρόνια. Αντίθετα η μετανάστευση των πρώτων κατοίκων είχε γίνει σταδιακά και πολύ νωρίτερα απ’ ό,τι υπέθεταν οι αρχαιολόγοι. Τα ευρήματα δείχνουν τρία διαφορετικά μεταναστευτικά ρεύματα.

GETTY IMAGES & ClAUS lUNAU

23 24 25

28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

του μαστόδοντα ήταν 13.800 ετών, δηλαδή προτού φτάσουν οι Clovis στην Αμερική. Δεν ήταν η πρώτη φορά που η νέα γενιά αρχαιολόγων ανέτρεπε την ιστορία αποικισμού της Αμερικής. Ο γενετιστής David reich της Ιατρικής Σχολής του harvard απέδειξε συγκρίνοντας γονιδιακούς δείκτες με σύγχρονες φυλές στην Αμερική και τη Σιβηρία ότι η πρώτη κατοίκηση της Αμερικής έγινε σε τουλάχιστον τρία μεταναστευτικά ρεύματα. Οι νέες έρευνες δείχνουν επιπλέον ότι το μεγαλύτερο ποσοστό των σύγχρονων Ινδιάνων της Αμερικής προέρχεται από μεταναστευτικό ρεύμα το οποίο είχε ακολουθήσει παράκτια πορεία με μερικές στάσεις προς το εσωτερικό της χώρας. Στα ίδια συμπεράσματα έχουν καταλήξει και γλωσσολόγοι ύστερα από συγκριτικές αναλύσεις.

Βέλος δικαιώνει τους ερευνητές Το τελειωτικό χτύπημα στα πρωτεία των Clovis έδωσε το τελευταίο εύρημα των Eske Willerslev και Dennis Jenkins. Ο πόλεμος που είχαν κάνει στον Dennis Jenkins οι γηραιότεροι συνάδελφοί του τον οδήγησε πίσω στις σπηλιές Paisley όπου ξανάρχισε με την ομάδα του ανασκαφές το 2009, αυτήν τη φορά με αποστειρωμένες στολές που χρησιμοποιούνται στα εργαστήρια υψηλού μικροβιακού κινδύνου. Βρέθηκαν και αναλύθηκαν πάνω

SI 36-41_GR88_160712_Amerika3RE.indd 40

από 150 κοπρόλιθοι και εξετάστηκε κάθε χιλιοστό του εδάφους – χωρίς αμφιβολία θα μπορούσε να ισχυριστεί κάποιος ότι πρόκειται για την πιο τεκμηριωμένη αρχαιολογική ανασκαφή της Αμερικής. Ο Eske Willerslev κατέγραψε ξανά ανθρώπινα γονίδια στους κοπρόλιθους επιβεβαιώνοντας ότι δεν πρόκειται για DNA που είχε

Υποχρεωθήκαμε να περάσουμε το μεγαλύτερο μέρος του 2009 επιχειρηματολογώντας απέναντι σε δύσπιστους αρχαιολόγους». Eske Willerslev, εξελικτικός βιολόγος

ανακατευτεί με το χώμα. Η καλύτερη απόδειξη ήρθε λίγο αργότερα, όταν στις σπηλιές βρέθηκαν οι πρώτες αιχμές βέλους στο ίδιο στρώμα γης με τα απολιθωμένα κόπρανα. Οι αιχμές βέλους συνδέουν άμεσα το εύρημα με μια κουλτούρα της λίθινης περιόδου που ονόμασαν «δυτικής προέλευσης» η οποία είναι τελείως διαφορετική από την κουλτούρα των Clovis και προέρχεται από

λαό που ζούσε δυτικά από τα Βραχώδη Όρη. Οι αρχαιολόγοι υπέθεταν παλαιότερα ότι ο λαός «δυτικής προέλευσης» είχε διαδεχτεί τους Clovis, η νέα χρονολόγηση αποκαλύπτει όμως ότι είχε προηγηθεί.

Τα νέα ευρήματα Ευρήματα των τελευταίων ετών επιβεβαιώνουν ότι οι πρώτοι κάτοικοι της Αμερικής μετανάστευσαν εκεί όχι νωρίτερα από 15.000 χρόνια πριν. Την εποχή εκείνη το πέρασμα ήταν καλυμμένο από τεράστιες μάζες πάγου, το ερώτημα λοιπόν είναι ποιο δρόμο είχαν ακολουθήσει οι πρώτοι μετανάστες. Οι ερευνητές είναι πολύ προσεκτικοί και δεν θέλουν να διακινδυνεύσουν λανθασμένες υποθέσεις. Οι Clovis ακολούθησαν τη διαδρομή προς το εσωτερικό της χώρας πριν από 13.500 χρόνια, όταν πια είχε δημιουργηθεί μια λωρίδα γης χωρίς πάγο. Από την άλλη το φύλο «δυτικής προέλευσης» κατά τον Dennis Jenkins θα μπορούσε να είχε φτάσει στις ακτές με τα πόδια ή με πρωτόγονα πλωτά μέσα. Η θεωρία αυτή ενισχύεται από νέα ευρήματα σε νησιά έξω από τις ακτές της Αλάσκας. Ευρήματα φυτών από την εποχή των παγετώνων μαρτυρούν ότι περιοδικά υπήρχε μια ζώνη γης χωρίς πάγους κατά μήκος Science Illustrated Μάιος 2013

4/17/2013 3:12:23 PM

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:PGh Red.sek:KG

ΘΕΩΡΙΑ 3

Ευρωπαίοι διέσχισαν τον Ατλαντικό Σύμφωνα με άλλη θεωρία, οι Clovis δεν προέρχονται από την Ασία, αλλά από την Ευρώπη. Οι Ευρωπαίοι ήταν ικανοί θαλασσοπόροι και μπορούσαν να διασχίσουν τον Ατλαντικό και να φτάσουν στην Αμερική πριν από 20.000 χρόνια. Η εντυπωσιακή θεωρία επικαλείται χαρακτηριστικές ομοιότητες των λίθινων εργαλείων των Clovis με αντίστοιχα που έχουν έρθει στο φως στη Γαλλία και την Ισπανία.

των ακτών. Ο Dennis Jenkins υποθέτει ότι τα δύο φύλα έχουν την ίδια ασιατική προέλευση κι έφτασαν καθένα τους χωριστά σε άλλη περιοχή της Αμερικής. Τα νέα ευρήματα στο Paisley δείχνουν ότι οι άνθρωποι που ζούσαν στις σπηλιές ήταν τελείως διαφορετικοί. Ο Αμερικανός αρχαιολόγος υποθέτει ότι πρόκειται για ντόπιο πληθυ-

σμό που είχε προσαρμοστεί στο ξηρό κλίμα της ερήμου. Υπολείμματα φυτών σε λίθινα γουδιά όπως και αναλύσεις κοπρόλιθων μαρτυρούν ότι οι ντόπιοι έτρωγαν χόρτα και ένα τοπικό είδος ρίζας. Η ρίζα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον επειδή βρίσκεται 15 εκατοστά κάτω από τη γη και το μάζεμά της πρέπει να γίνει τη σωστή εποχή, επομένως οι

αιχμή βέλους φορά του βέλους

UNIVErSITY OF COPENhAGEN

μαστόδοντας

άνθρωποι θα έπρεπε να είχαν ζήσει στην ίδια περιοχή επί αρκετές γενιές.

Το DNA αποκαλύπτει τη διαδρομή

Ο Eske Willerslev προσπαθεί σήμερα να εντοπίσει κι άλλα δείγματα γονιδιώματος στις σπηλιές Paisley. Ελπίζει να χαρτογραφήσει όλο το DNA αναλύοντας τους κοπρόλιθους και να αποκαλύψει ποιοι ήταν οι κάτοικοι των σπηλαίων. Γενετικοί δείκτες δείχνουν ότι πρόκειται για Ασιάτες που ενδεχομένως είναι πρόγονοι ιθαγενών Αμερικανών. Την υπόθεση ενισχύουν μελέτες λίθινων εργαλείων που ήρθαν στο φως στη Σιβηρία και την ανατολική Ασία από τα οποία ίσως να είχε εξελιχθεί η τεχνολογία του λαού «δυτικής προέλευσης». Μυστήριο παραμένουν οι Clovis, οι πρόγονοι των οποίων δεν έχουν εντοπιστεί. Ίσως τα αποδεικτικά στοιχεία να είναι θαμμένα στην Αλάσκα και δεν έχουν έρθει ακόμη στο φως, ίσως και να προέρχονται από την Ευρώπη. Τα εργαλεία τους παρουσιάζουν μεγάλες ομοιότητες με τις λίθινες αιχμές της πρωτόγονης Ο θάνατος του κουλτούρας των Solutréen πριν από 20.000 μαστόδοντα χρόνια. Ο Eske Willerslev που μελετά το μοναπροήλθε από δικό εναπομείναντα σκελετό Clovis ευελπιστεί βέλος προτού οι Clovis φτάσουν να αποδείξει ποια ήταν η καταγωγή του φύλου αυτού και πώς τελικά έφτασε στην Αμερική. στην Αμερική.

5 Science Illustrated Μάιος 2013

SI 36-41_GR88_160712_Amerika3RE.indd 41

4/17/2013 3:12:33 PM

Η ΡΩΜΑΪΚΗ ΑΥΤΟΚΡΑΤΟΡΙΑ Μέσα σε λίγους αιώνες μια μικρή πόλη-κράτος χτισμένη σε επτά λόφους μεταμορφώθηκε σε αυτοκρατορία με επαρχίες σε τρεις ηπείρους. Η μεγαλύτερη έκταση που είχε ποτέ η Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία ήταν γύρω στο έτος 100, όταν αυτοκράτορας ήταν ο Τραϊανός.

ΑΡΧΑΙΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ΟΔΗΓΟΥΣΑΝ ΝΕΡΟ ΣΤΗ ΡΩΜΗ

1.000

λίτρα νερό ανά κάτοικο κυλούσαν καθημερινά προς τη Ρώμη. Σήμερα ο κάτοικος μιας μεγάλης πόλης καταναλώνει 130 λίτρα νερό την ημέρα.

1 EKATOMMYΡΙΟ κατοίκους είχε η Ρώμη το 100 μ.Χ. Την ξεπέρασε σε πληθυσμό το Λονδίνο το 1825.

Ρώμη ΙΤΑΛΙΑ

500.000

κατάδικοι και μονομάχοι σκοτώθηκαν στην πάροδο του χρόνου στην αμμώδη αρένα του Κολοσσαίου.

3,2

μέτρα πλάτος και 4,2 μέτρα ύψος είχε ένας από τους παλαιότερους υπόγειους αγωγούς της Ρώμης, ο Cloaca Maxima. Μέρη του αγωγού αυτού χρησιμοποιούνται και σήμερα.

50.000

τόνοι πέτρας χρειάστηκαν για την κατασκευή του Pont du Gard, ενός υδραγωγείου ύψους 48 μέτρων στη νότια Γαλλία.

μέτρα ύψος είχαν τα εξωτερικά τείχη του Κολοσσαίου. Αντιστοιχεί στο ύψος μιας 16ώροφης πολυκατοικίας.

άγρια ζώα εξοντώθηκαν στο Κολοσσαίο. Πολλά ζώα, από λιοντάρια μέχρι και ελέφαντες, ανυψώνονταν με δίχτυα από υπόγειους διαδρόμους που ονομάζονταν hypogeum και αφήνονταν ελεύθερα να επιτεθούν σε σκλάβους και μονομάχους μέσα στην αρένα.

SI 42-43_GR88_160585_Romaioi se arithmous3RΕ.indd 42

4/17/2013 3:53:30 PM

Για την απόδοση των αριθμών οι Ρωμαίοι χρησιμοποιούσαν γράμματα:

I V X L C D M

= = = = = = =

1 5 10 50 100 500 1.000

2013 = MMXIII

ΤΟ ΟΔΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΤΗΣ ΑΥΤΟΚΡΑΤΟΡΙΑΣ Την εποχή του μεγαλείου της, η Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία είχε 65 εκατομμύρια κατοίκους – ένας στους πέντε κατοίκους του πλανήτη ζούσε μέσα στα σύνορά της. Ένα τεράστιο οδικό δίκτυο απλωνόταν απ’ άκρου εις άκρον της αυτοκρατορίας.

117,5 XΛΜ.

μήκος είχε το τείχος του Αδριανού, το οποίο σηματοδοτούσε το σύνορο της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας στη βόρεια Αγγλία. Οι πύργοι, ένας κάθε 500 μέτρα, αποτελούσαν καλά παρατηρητήρια προς τις περιοχές των βαρβάρων στον Βορρά.

από τους πρώτους 12 αυτοκράτορες είχαν βίαιο θάνατο. Πέντε δολοφονήθηκαν, ενώ οι άλλοι τρεις αυτοκτόνησαν.

∆ρόμοι Εξάπλωση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας

Ατλαντικός

Μαύρη θάλασσα

Mεσόγειος

ΠΕΡΙΠΟΥ 8.000 ΧΛΜ. σταθερού οδικού δικτύου δημιούργησαν οι Ρωμαίοι – μήκος που αντιστοιχεί στην περίμετρο της Γης επί δύο.

Η Αππία Οδός είχε μήκος

550 ΧΛΜ.

– μεταξύ άλλων συνέδεε τη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία με την Ελλάδα προς Ανατολάς.

ΟΙ ΥΠΕΡ-ΣΤΡΑΤΙΩΤΕΣ ΤΗΣ ΑΡΧΑΙΟΤΗΤΑΣ Ο ρωμαϊκός στρατός αποτελούνταν από επαγγελματίες στρατιώτες που ονομάζονταν λεγεωνάριοι. Υπηρετούσαν 20 με 25 χρόνια.

5-6.000

άρτια εκπαιδευμένοι στρατιώτες σχημάτιζαν μία λεγεώνα. Οι λεγεώνες χωρίζονταν σε μικρότερα τμήματα.

Οι Ρωμαίοι κατασκεύαζαν ευθείς δρόμους αλλά και με μεγάλη κλίση. Στα βουνά υπήρχαν συχνά ανωφέρειες 15-20%. Στον Γύρο της Γαλλίας (Tour de France) οι ανωφέρειες σπανίως ξεπερνούν το 8%.

Δρόμοι ηλικίας 2.000 ετών Οι ρωμαϊκοί δρόμοι, όπως η Αππία Οδός, ήταν κατασκευασμένοι με τέσσερις στρώσεις υλικών και διέθεταν σύστημα αποστράγγισης. Οι δρόμοι είχαν βάθος 90 εκατοστά, ώστε να αποφεύγεται ο παγετός, και πολύ συχνά καλύπτονταν από επίπεδες πέτρες.

κιλά εξοπλισμό έφερε πάνω του ένας λεγεωνάριος με πλήρη εξάρτυση. Σήμερα, ένας σύγχρονος πεζοναύτης είναι φορτωμένος με εξοπλισμό περίπου 35 κιλών. Μέρος του εξοπλισμού ήταν δύο δόρατα που ονομάζονταν pilum, μήκους 213 εκατοστών.

αγωγός αποστράγγισης

πέτρα 90 εκατοστά άμμος με κομμάτια πέτρας άμμος

άμμος με χαλίκι

Του Ib Salomon. Εικονογράφηση: Claus Lunau Φωτογραφίες: Thinkstock, Shutterstock, Imageselect, AFP/Scanpix, Alamy & Getty Images

SI 42-43_GR88_160585_Romaioi se arithmous3RΕ.indd 43

4/17/2013 3:53:50 PM

Print: lku Status: 860 - Er PDFet Layout:MV Red.sek:SBH

7 ΡΩΜΑΪΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Το σχήμα του σύμπαντος

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Ένα σωσίβιο, μια μπάλα ποδοσφαίρου, μια βουβουζέλα. Αυτές είναι κάποιες από τις υποθέσεις των ειδικών σχετικά με το σχήμα του σύμπαντος. Τώρα οι μαθηματικοί θα προσπαθήσουν να ελέγξουν τις υποθέσεις τους αυτές βοηθούμενοι από τις μετρήσεις της κοσμικής ακτινοβολίας που γίνονται από το δορυφόρο Planck.

32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

ύρω μας εκτείνεται προς κάθε κατεύθυνση ένα απέραντο σύμπαν γεμάτο γαλαξίες. Ίσως όμως πρόκειται για ψευδαίσθηση. Ίσως αυτό που βλέπουμε να μοιάζει στην πραγματικότητα με μια αίθουσα κατόπτρων όπου σχηματίζονται αναρίθμητες εικόνες κάθε υπαρκτού γαλαξία. Δεν ξέρουμε αν είμαστε θύματα μιας τέτοιας ψευδαίσθησης, αλλά σήμερα ένας ειδικός κλάδος της επιστήμης προσπαθεί να βρει μια απάντηση δημιουργώντας μοντέλα που περιγράφουν το σύμπαν ως μια γεωμετρική μορφή. Ποιο είναι όμως το σχήμα και η γεωμετρία του «όλου» σύμπαντος; Όπως θα δούμε στη συνέχεια, η απάντηση σε αυτό το ερώτημα προϋποθέτει την απάντηση σε τρεις επιμέρους ερωτήσεις: Ποια είναι η καμπυλότητα του χώρου; Είναι ο χώρος πεπερασμένος ή άπειρος; Και ποια είναι η τοπολογία του σύμπαντος;

Aπαντήσεις στα τρία αυτά ερωτήματα δεν μπορούν να δοθούν μόνο μέσα από τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, επειδή η θεωρία αυτή σχετίζεται με την «τοπική» μόνο γεωμετρία του σύμπαντος. Γι’ αυτό και οι επιστήμονες που μελετούν την «ολική» μορφή, το σχήμα και το μέγεθος του σύμπαντος χρησιμοποιούν όλο και συχνότερα την τοπολογία, δηλαδή τον κλάδο εκείνο της γεωμετρίας με τη βοήθεια του οποίου κατηγοριοποιούνται οι διαφορετικές «μορφές» του χώρου με βάση το «ολικό» σχήμα τους. Αναφορικά με το δεύτερο ερώτημα, θα πρέπει από την αρχή να διευκρινιστεί η διαφορά μεταξύ του παρατηρήσιμου σύμπαντος και του φυσικού χώρου. Το παρατηρήσιμο σύμπαν σχετίζεται με το πόσο πίσω στο χρόνο μπορούμε να δούμε και φτάνει μέχρι τα 380.000 χρόνια

Των Helle & Henrik Stub. Εικονογράφηση: Henning Dalhoff

SI 44-51_GR88_160454_UNIVERSE2RΕ.indd 44

μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, την εποχή δηλαδή που το φως αποδεσμεύτηκε από την ύλη. Εάν τώρα ο φυσικός χώρος είναι άπειρος, το παρατηρήσιμο σύμπαν δεν είναι παρά ένα απειροελάχιστο μέρος του. Στην περίπτωση όμως που ο φυσικός χώρος είναι πεπερασμένος, υπάρχουν δύο πιθανότητες: πρώτον ο χώρος να είναι πεπερασμένος και μεγαλύτερος από το παρατηρήσιμο σύμπαν και δεύτερον η παράδοξη περίπτωση ο χώρος να είναι μικρότερος από το παρατηρήσιμο σύμπαν. Μπορεί όλα αυτά να ακούγονται υπερβολικά «θεωρητικά» και δυσνόητα, αλλά είναι δυνατόν να ελεγχθούν, εν μέρει τουλάχιστον, μέσα από τη μελέτη της κοσμικής ακτινοβολίας. Η ακτινοβολία αυτή καταγράφεται λεπτομερώς από δύο δορυφόρους, τον αμερικανικό WMAP και τον ευρωπαϊκό Planck, οι οποίοι εκτοξεύτηκαν το 2001 και το 2009 αντίστοιχα. Ειδικότερα τα Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 2:48:18 PM

MEHAU KULYK/SPL/SCANPIX

Η προέλευση

Λύση στο αίνιγμα Πολλοί επιστημονικοί κλάδοι συνεργάζονται ώστε να γίνει δυνατή η κατανόηση του σύμπαντος αλλά ο κάθε κλάδος αντιμετωπίζει το θέμα με το δικό του τρόπο.

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:MEA Red.sek:CB

Ένα από τα απλούστερα σχήματα που θα μπορούσε να έχει το σύμπαν είναι εκείνο του σωσίβιου. Υπάρχουν ωστόσο κι άλλες πιθανότητες.

Η ΦΥΣΙΚΗ ασχολείται με τους φυσικούς νόμους που κυβερνούν το σύμπαν. Η ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ μελετά τη γέννηση, την εξέλιξη και τη δομή του σύμπαντος. Η ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ χαρτογραφεί το περιεχόμενο του σύμπαντος, δηλαδή τα άστρα, τους γαλαξίες και τις μαύρες τρύπες. Η ΤΟΠΟΛΟΓΙΑ προσπαθεί να περιγράψει τη γεωμετρία του σύμπαντος και το σχήμα του.

αποτελέσματα του Planck αναμένονται με ανυπομονησία γιατί θεωρούνται τόσο λεπτομερή ώστε να παρέχουν καθοριστικής σημασίας γνώσεις στο θέμα της αναζήτησης της μορφής του σύμπαντος. Αυτή η δυνατότητα ελέγχου των διαφόρων θεωρητικών μοντέλων που έχουν προταθεί για τη μορφή του σύμπαντος καθιστά πλέον την τοπολογία σημαντικό μέρος της κοσμολογίας.

Η γεωμετρία κάμπτεται Η συνηθισμένη σχολική γεωμετρία αφορά τα γεωμετρικά σχήματα όπως είναι τα τρίγωνα, οι σφαίρες και οι πυραμίδες. Με τη γεωμετρία μαθαίνουμε να υπολογίζουμε πλευρές, γωνίες, επιφάνειες και περιφέρειες. Βάση της είναι οι κανόνες που διατύπωσε ο Ευκλείδης πριν από 2.300 χρόνια. Παραδείγματα: α) οι Science Illustrated Μάιος 2013

SI 44-51_GR88_160454_UNIVERSE2RΕ.indd 45

παράλληλες γραμμές δεν τέμνονται ποτέ, β) το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου είναι 180 μοίρες. Η ευκλείδεια γεωμετρία περιγράφει την πραγματικότητα που αντικρίζουμε γύρω μας. Γι’ αυτό ονομάζεται και τοπική γεωμετρία. Η τοπολογία μπορεί να περιγραφεί σαν «γεωμετρία λαστιχένιων φύλλων». Εν συντομία θα λέγαμε πως πρόκειται για οτιδήποτε μπορεί να κάνει κάποιος με μια γεωμετρική μορφή σχεδιασμένη πάνω σε λαστιχένιο φύλλο – ο μόνος κανόνας είναι αυτό να μη σκίζεται. Για να το θέσουμε διαφορετικά, διαφορετικοί χώροι ανήκουν στην ίδια «τοπολογική οικογένεια» εάν μπορούν να προκύψουν ο ένας από τον άλλον με μια σειρά συνεχών παραμορφώσεων, οι οποίες δεν περιλαμβάνουν σκίσιμο ή κόψιμο. Στην περίπτωση των δισδιάστατων χώρων, για παράδειγμα, το επίπεδο έχει διαφο-

ρετική τοπολογία από τη σφαίρα γιατί κανενός είδους συνεχής παραμόρφωση δεν θα του δώσει το σχήμα της σφαίρας. Ίσως ακούγεται περίεργο αλλά η τοπολογία είναι που καθιστά δυνατό το επόμενο βήμα, αυτό της γεωμετρικής περιγραφής του όλου σύμπαντος, οδηγώντας μας έτσι στην εικόνα της μορφής του. Για να φτάσουμε στις θεωρίες περί σύμπαντος οι οποίες συζητιούνται στις μέρες μας, πρέπει να ξεκινήσουμε από τη στιγμή εκείνη που ο Αϊνστάιν μας έδωσε μια νέα αντίληψη για το ρόλο της γεωμετρίας στην κατανόηση του σύμπαντος.

Η καμπυλότητα του σύμπαντος

Οδηγηθήκαμε έτσι στην ευρέως διαδεδομένη παρομοίωση του τρισδιάστατου χώρου με ένα επίπεδο λαστιχένιο φύλλο, το οποίο καμπυλώνει εάν τοποθετήσουμε

4/18/2013 2:48:20 PM

δορυφόρος WMAP 1

Η θερμοκρασία του σύμπαντος

2 3 4 5

Όταν το σύμπαν βρισκόταν στη νηπιακή του ηλικία, ήταν γεμάτο θερμό, πυρακτωμένο πλάσμα. Μέσα σ’ αυτή την πυρακτωμένη ομίχλη μπορούσαν να απλωθούν ηχητικά κύματα. Στη διαδικασία αυτή δημιουργήθηκαν εντός του πλάσματος διαφορές πυκνότητας και θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Το σύμπαν έγινε διαφανές μόνο έπειτα από 380.000 χρόνια. Η ακτινοβολία αποδεσμεύτηκε από την ύλη και την ανιχνεύουμε σήμερα ως κοσμική ακτινοβολία. Δορυφόροι όπως ο WMAP και ο Planck καταγράφουν τις θερμοκρασιακές διαφορές στους χάρτες τους, όπου οι θερμές περιοχές αντιστοιχούν σε κόκκινο και κίτρινο και οι ψυχρές σε πράσινο και μπλε χρώμα. Εμπεριστατωμένες μελέτες των δεδομένων που συλλέγουν οι δύο δορυ-

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 25

WMAP SCIENCE TEAM/NASA

φόροι μπορούν να παρέχουν καθοριστικές πληροφορίες για το σχήμα του σύμπαντος. Οι μετρήσεις των ηχητικών κυμάτων που διενεργεί ο WMAP δείχνουν ότι απουσιάζουν οι πιο βαθιοί τόνοι. Αυτό ίσως να είναι ένδειξη του ότι το νεαρό σύμπαν δεν είχε αρκετό χώρο για τα μεγαλύτερα μήκη κύματος, και κατά συνέπεια ένδειξη του ότι το σύμπαν δεν είναι

Οι χάρτες του WMAP δείχνουν τις θερμοκρασιακές διακυμάνσεις της κοσμικής ακτινοβολίας. άπειρο. Την τελική απάντηση εξακολουθούμε να την αγνοούμε, γι’ αυτό και οι τελευταίες μετρήσεις του Planck αναμένονται με ιδιαίτερο ενδιαφέρον.

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

πάνω του μια μεταλλική σφαίρα. Σώματα με μάζα όπως ένα άστρο ή ένας πλανήτης, μεταβάλλουν τοπικά το σχήμα του χωροχρόνου γύρω τους, περίπου όπως μια μεταλλική σφαίρα θα μετέβαλλε το σχήμα ενός επίπεδου λαστιχένιου φύλλου. Με άλλα λόγια η παρουσία της ύλης καμπυλώνει τοπικά το χώρο. Ο Αϊνστάιν κατέληξε στη γενική θεωρία της σχετικότητας βασισμένος στις μαθηματικές θεωρίες που διατύπωσε το 1854 ο σπουδαίος μαθηματικός Bernhard Riemann (1826-1866). Σύμφωνα με αυτές, εκτός από την ευκλείδεια γεωμετρία υπάρχουν και άλλες γεωμετρίες, όπως η σφαιρική και η υπερβολική γεωμετρία. Σύμφωνα με τη γενική θεωρία της σχετικότητας υπάρχουν τρεις «τύποι» ή τρεις τοπικές γεωμετρίες του σύμπαντος, οι οποίες καθορίζονται από τη συνολική ποσότητα ύλης και ενέργειας που εμπεριέχει. Προκειμένου να διακρίνουν μεταξύ των τριών αυτών γεωμετριών, οι κοσμολόγοι χρησιμοποιούν την αδιάστατη παράμετρο Ω, η οποία ισούται με την πραγματική πυκνότητα ύλης και ενέργειας που περιέχει το σύμπαν διαιρούμενη ως προς μια «κρίσιμη» πυκνότητα. Εάν, λοιπόν, η πραγματική ενεργειακή πυκνότητα του σύμπαντος είναι ίση με την κρίσιμη πυκνότητα, τότε Ω=1 και λέμε ότι το σύμπαν είναι επίπεδο. Αυτό σημαίνει ότι ο χώρος είναι επίπεδος, ότι δηλαδή έχει μηδενική καμπυλότητα και περιγράφεται από την ευκλείδεια γεωμετρία, έτσι ώστε το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου να είναι πάντα 180 μοίρες και δύο παράλληλες ευθείες να είναι για πάντα παράλληλες. Ένα τέτοιο σύμπαν θα διαστέλλεται επ’ άπειρον, η ταχύτητα διαστολής του, όμως, σε άπειρο χρόνο θα

SI 44-51_GR88_160454_UNIVERSE2RΕ.indd 46

πλησιάζει το μηδέν. Εάν η πυκνότητα ύλης του σύμπαντος είναι μεγαλύτερη από την κρίσιμη πυκνότητα, τότε Ω>1 και λέμε ότι το σύμπαν είναι κλειστό. Ένα κλειστό σύμπαν έχει θετική καμπυλότητα και η γεωμετρία που το περιγράφει είναι σφαιρική, έτσι ώστε το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου να είναι μεγαλύτερο από 180 μοίρες, ενώ οι παράλληλες γραμμές να τέμνονται. Σε αυτή την περίπτωση ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος θα μηδενιστεί σε πεπερασμένο χρόνο και θα ακολουθήσει συστολή. Τέλος, εάν η πυκνότητα του σύμπαντος είναι μικρότερη από την κρίσιμη πυκνότητα, τότε Ω<1 και ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος μειώνεται συνεχώς αλλά δεν μηδενίζεται ποτέ. Στην περίπτωση αυτή η γεωμετρία του σύμπαντος είναι υπερβολική και το σύμπαν έχει αρνητική καμπυλότητα όπως η επιφάνεια μιας σέλας. Σε αυτή την περίπτωση το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου είναι μικρότερο από 180 μοίρες και δύο αρχικά παράλληλες ευθείες αποκλίνουν. Εάν αγνοήσουμε την τοπολογία του σύμπαντος, η καμπυλότητά του προσδιορίζει και το εάν ο χώρος είναι πεπερασμένος ή άπειρος: είναι πεπερασμένος στην περίπτωση της σφαιρικής γεωμετρίας και άπειρος στις άλλες δύο. Εάν, μάλιστα, υποθέσουμε ότι η κατανομή της ύλης και της ενέργειας στο χώρο είναι ομοιόμορφη, το εάν ο χώρος είναι πεπερασμένος ή άπειρος ισοδυναμεί με το εάν εμπεριέχει πεπερασμένη ή άπειρη ποσότητα ύλης και ενέργειας. Όλα τα παραπάνω αναφέρονται στην τοπική γεωμετρία του χώρου, ωστόσο δεν μας αποκαλύπτουν πολλά για την ολική γεωμετρία και τη μορφή του σύμπαντος. Γι’

αυτόν το σκοπό έχουν αναπτυχθεί μοντέλα του σύμπαντος με σύνθετη τοπολογία, στα οποία ο χώρος είναι πεπερασμένος ανεξάρτητα από την καμπυλότητά του, ακόμη δηλαδή και στην περίπτωση που είναι επίπεδος ή υπερβολικός.

Το άπειρο είναι μία ψευδαίσθηση; Το σύμπαν είτε είναι άπειρο είτε πεπερασμένο. Οι περισσότεροι υιοθετούν την άποψη ότι το σύμπαν είναι άπειρο, αλλά μετά την ανάλυση της κοσμικής ακτινοβολίας από το δορυφόρο WMAP άρχισε να διερευνάται η δυνατότητα ύπαρξης ενός πεπερασμένου σύμπαντος, αφού η ανάλυση των δεδομένων του WMAP είναι συμβατή, έστω και οριακά, με ένα σύμπαν που έχει θετική καμπυλότητα. Η κοσμική ακτινοβολία προέρχεται από μια εποχή κατά την οποία το σύμπαν είχε ηλικία μόλις 380.000 ετών. Μέχρι εκείνη τη χρονική στιγμή το σύμπαν ήταν γεμάτο με πλάσμα θερμοκρασίας πολλών χιλιάδων βαθμών Κελσίου, το οποίο ήταν αδιαφανές στην ακτινοβολία. Είχε τόσο μεγάλη πυκνότητα ώστε το πλάσμα να είναι σχεδόν σαν ατμόσφαιρα μέσα στην οποία μπορούσαν να μεταδοθούν ηχητικά κύματα. Ειδικότερα, όταν ακόμη η ακτινοβολία δεν είχε απελευθερωθεί από την ύλη, η «σούπα» των ηλεκτρονίων, φωτονίων και πρωτονίων του αρχέγονου πλάσματος θα συμπεριφερόταν περίπου όπως ένα αέριο. Κατά αντίστοιχο τρόπο με τη γήινη ατμόσφαιρα, όπου μικρές διακυμάνσεις στην πυκνότητα του αέρα διαδίδονται σαν ένα ηχητικό κύμα, δηλαδή σαν μια σειρά συμπιέσεων και αραιώσεων της ύλης, το ίδιο περίπου θα έπρεπε να συμβαίνει και στο νεαρό σύμπαν. Καθώς οι συμπιέσεις θερμαίνουν το αέριο και Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 2:48:26 PM

οι αραιώσεις το ψυχραίνουν, κάθε τέτοια διακύμανση στο νεαρό σύμπαν θα οδηγούσε σε μια σειρά θερμοκρασιακών διακυμάνσεων στο πλάσμα. Όταν πια το σύμπαν έφτασε σε ηλικία 380.000 ετών και η θερμοκρασία του έπεσε στους περίπου 3.000 βαθμούς Κελσίου, τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια ενώθηκαν μεταξύ τους σχηματίζοντας ουδέτερο υδρογόνο. Τότε, το σύμπαν έγινε «διαφανές» στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και τα φωτόνια της ακτινοβολίας μπορούσαν πλέον να διαφύγουν ελεύθερα. Αυτά τα φωτόνια τα ανιχνεύουμε σήμερα ως την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου. Τα φωτόνια που προέρχονταν από θερμότερες και πυκνότερες περιοχές έχουν διαφορετική ενέργεια από εκείνα που προέρχονταν από ψυχρότερες και αραιότερες περιοχές και έτσι η κατανομή αυτών των θερμότερων και ψυχρότερων περιοχών «αποτυπώθηκε» στην κοσμική ακτινοβολία. Όπως υπολογίστηκε αρχικά από το δορυφόρο COBE και αργότερα από το WMAP, παρ’ όλο που η κοσμική ακτινοβολία είναι εντυπωσιακά ομοιόμορφη, εμπεριέχει μικροσκοπικές θερμοκρασιακές διαφορές της τάξης του 1/100.000 βαθμών, οι οποίες «χρωματίζονται» στους χάρτες της ακτινοβολίας του WMAP με κόκκινο για τις θερμότερες και μπλε για τις ψυχρότερες. Η ανάλυση των δεδομένων που συγκέντρωσε ο WMAP επέτρεψε στους επιστήμονες να προσδιορίσουν ότι το σύμπαν είναι επίπεδο και άπειρο σε έκταση και ότι διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό εξαιτίας της σκοτεινής ενέργειας. Και όμως, τα περιθώρια σφάλματος των μετρήσεων του WMAP επιτρέπουν, έστω και οριακά, την περίπτωση να έχει το σύμπαν θετική καμπυλότητα και ως εκ τούτου να είναι πεπερασμένο. Η ανάλυση των δεδομένων του WMAP επέτρεψε τη μελέτη των μηκών κύματος και των συχνοτήτων των ηχητικών κυμάτων που διαδίδονταν στο νεαρό σύμπαν. Ακριβώς όπως συμβαίνει με κάθε μουσικό όργανο, το σύμπαν έχει ένα βασικό τόνο με τη χαμηλότερη συχνότητα και κατά συνέπεια το μεγαλύτερο μήκος κύματος, καθώς και μια σειρά αρμονικών ήχων με μικρότερο μήκος κύματος και υψηλότερη συχνότητα. Αν εξαιρέσουμε το γεγονός ότι απουσιάζουν οι βαθύτεροι τόνοι με τα μεγαλύτερα μήκη κύματος, το φάσμα συχνοτήτων του WMAP συμφωνεί σχεδόν εντελώς με ό,τι θα περίμενε κανείς σ’ ένα άπειρο σύμπαν. Η απουσία όμως βαθέων τόνων στο σύμπαν ίσως να είναι ένδειξη ότι το σύμπαν δεν ήταν αρκετά μεγάλο ώστε να χωράει τόσο μεγάλα μήκη κύματος. Με βάση αυτά τα δεδομένα, φαίνεται φυσικό το να διερευνούν οι τοπολόγοι τη δυνατότητα περιγραφής του σύμπαντος μέσω μιας πεπερασμένης γεωμετρικής μορφής. Ίσως να είναι λάθος κατεύθυνση αλλά ως δυνατότητα δεν μπορεί να απορριφθεί.

Ο ρόλος της τέταρτης διάστασης Όταν οι τοπολόγοι κάνουν λόγο για γεωμετρικές μορφές, δεν εννοούν πάντα μορφές που να είμαστε σε θέση να σχεδιάσουμε. Όταν δημιουργούμε μια εικόνα του χώρου αναπαριστώντας το σαν ένα κουτί, έχει μια επιφάνεια και μπορούμε να κάνουμε ένα βήμα πίσω και να το κοιτάξουμε

Η απλούστερη δυνατή γεωμετρία του σύμπαντος είναι εκείνη του επίπεδου σύμπαντος. Σήμερα θεωρείται ως η πιθανότερη. Μπορεί επίσης το σύμπαν να έχει θετική καμπύλωση, όπως μια σφαίρα, ή και αρνητική, όπως η επιφάνεια μιας σέλας. Ο βαθμός καμπύλωσης του χώρου εξαρτάται από τη συνολική ποσότητα υλοενέργειας που εμπεριέχει, ανάλογα με το εάν η παράμετρος Ω είναι ίση, μεγαλύτερη ή μικρότερη από τη μονάδα.

Το επίπεδο σύμπαν Αν Ω=1, το σύμπαν είναι επίπεδο. Οι παράλληλες γραμμές δεν συναντιούνται ποτέ.

Το θετικά καμπύλο σύμπαν

Αν Ω>1, το σύμπαν είναι θετικά καμπύλο σαν σφαίρα. Παράλληλες γραμμές τέμνονται.

Το αρνητικά καμπύλο σύμπαν

Αν Ω<1, το σύμπαν είναι αρνητικά καμπύλο σαν μια σέλα. Παράλληλες γραμμές αποκλίνουν.

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 44-51_GR88_160454_UNIVERSE2RΕ.indd 47

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:MEA Red.sek:CB

Τρεις πιθανές γεωμετρίες

4/18/2013 2:48:28 PM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

απ’ έξω. Μια επιφάνεια έχει πάντα δύο διαστάσεις, κι αν μια επιφάνεια είναι από λάστιχο μπορούμε να αλλάζουμε τη μορφή της – μ’ αυτό ακριβώς ασχολούνται οι τοπολόγοι. Προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η τοπολογία για την περιγραφή του σύμπαντος, είμαστε αναγκασμένοι να ανέβουμε κατά μία διάσταση. Οι μορφές γίνονται τετραδιάστατες με επιφάνειες που διαθέτουν τρεις διαστάσεις. Για παράδειγμα, ο απλούστερος θετικά καμπυλωμένος σφαιρικός χώρος είναι η επονομαζόμενη υπερσφαίρα, που μπορεί να θεωρη-

θεί ως η τρισδιάστατη επιφάνεια μιας τετραδιάστατης σφαίρας, όπως περίπου η συνηθισμένη σφαίρα είναι η δισδιάστατη επιφάνεια μιας τρισδιάστατης μπάλας. Φυσικά δεν μπορούμε να τις σχεδιάσουμε, αλλά είναι σημαντικό να αποσαφηνίσουμε ότι οι επιφάνειες είναι τώρα «χώροι» μέσα στους οποίους μπορεί κανείς να κινηθεί. Θα μπορούσαμε κάλλιστα να ζήσουμε και να κατοικήσουμε σε μια τέτοια επιφάνεια, την οποία θα αντιλαμβανόμασταν ως το δικό μας σύμπαν. Ωστόσο δεν έχουμε καμία δυνατότητα να αφήσουμε

11 12

Επικαλύπτει το σύμπαν τον εαυτό του;

13 14

περίπτωση θα πρέπει η σφαίρα να κάμπτεται μέσα στην ίδια τη μορφή του σύμπαντος, κόβοντας έτσι τον εαυτό της κατά μήκος ζευγαριών κύκλων. Αυτό σημαίνει ότι σε αντίθετες κατευθύνσεις στον ουρανό θα βρίσκονται δυο πανομοιότυποι κύκλοι που περιέχουν ακριβώς τον ίδιο τύπο κοσμικής ακτινοβολίας. Αυτός ο χάρτης είναι το αποτέλεσμα μιας προσομοίωσης της περίπτωσης ενός κυβικού υπερτόρου, το μήκος του οποίου είναι 3,17 φορές μικρότερο από την ακτίνα του παρατηρήσιμου σύμπαντος, ενώ παρουσιάζονται δύο μόνο «αντίγραφα» του χάρτη της κοσμικής ακτινοβολίας. Ακριβώς με αυτά τα διπλωμένα σύμπαντα ασχολούνται οι τοπολόγοι. Αν οι ερευνητές βρουν είδωλα στην κοσμική ακτινοβολία, τότε η δομή των ειδώλων θα φανερώσει τη μορφή του σύμπαντος.

Αν το σύμπαν είναι πεπερασμένο, είμαστε σε θέση χάρη στην κοσμική ακτινοβολία να υπολογίσουμε ποιο είναι το σχήμα του. Η κοσμική ακτινοβολία που απελευθερώθηκε κάπου 13,3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν φτάνει στη Γη από διαφορετικές περιοχές του σύμπαντος που βρίσκονται στην ίδια απόσταση από αυτήν, σχηματίζοντας γύρω της μια σφαιρική επιφάνεια. Το πιο απομακρυσμένο φως που φτάνει μέχρι εμάς είναι το φως της κοσμικής ακτινοβολίας που έχει εκπεμφθεί πριν από 13,3 δισεκατομμύρια χρόνια. Στο χρονικό αυτό διάστημα το σύμπαν έχει διασταλεί, έτσι ώστε η κοσμική ακτινοβολία να μας έρχεται από τα σημεία μιας σφαίρας που έχει ακτίνα 45,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Εάν το σύμπαν είναι πεπερασμένο, ίσως να μην είναι αρκετά μεγάλο ώστε να χωράει όλη τη σφαιρική επιφάνεια. Σε μια τέτοια

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Ένα διπλωμένο σύμπαν δίνει είδωλα

36 37

Αν το σύμπαν επικαλύπτει τον εαυτό του, θα έχει περιοχές από όπου το φως της ίδιας φωτεινής πηγής θα φτάνει στη Γη από διαφορετικές μεριές.

38 39 40

ΣΥΜΠΑΝ

41 42 43 44 45 46 48 49 50

ΓΗ MAX TEGMARK/MIT

51 52 53 54 55 56

Αν εμείς στη Γη βλέπουμε την κοσμική ακτινοβολία σε μια συγκεκριμένη περιοχή...

57 58

SI 44-51_GR88_160454_UNIVERSE2RΕ.indd 48

Σ’ αυτούς τους κύκλους βλέπουμε το ίδιο είδωλο κοσμικής ακτινοβολίας

...θα μπορούμε να βλέπουμε την ίδια περιοχή στην ακριβώς αντίθετη κατεύθυνση.

πίσω μας την επιφάνεια και να εξέλθουμε στην τέταρτη διάσταση για να δούμε την επιφάνεια απ’ έξω – θα είμαστε για πάντα προσδεδεμένοι στην τρισδιάστατη επιφάνεια. Όμως το γεγονός πως έχουμε μια τρισδιάστατη μορφή δεν σημαίνει αναγκαστικά ότι η μορφή αυτή βρίσκεται σ’ ένα μεγάλο, τρισδιάστατο Διάστημα. Είναι δυνατό να διατυπώσει κανείς την τοπολογία κατά τρόπο ώστε να καθίσταται εφικτή η περιγραφή μιας μορφής χωρίς να χρειάζεται να κάνουμε ένα βήμα πίσω και να την παρατηρήσουμε απ’ έξω. Μια τέτοια μορφή είναι μη παρατηρήσιμη και γι’ αυτό δεν έχουμε καμία δυνατότητα να την εικονογραφήσουμε – η (βασική) αρχή πάντως είναι ορθή από μαθηματική άποψη.

Μια κοσμική οφθαλμαπάτη Τα μέχρι τώρα δεδομένα για την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου που συνέλεξε ο WMAP και αφορούν τα ηχητικά κύματα του νεαρού σύμπαντος υποδεικνύουν την ύπαρξη ενός πεπερασμένου σύμπαντος. Αυτό, όμως, δεν αποτελεί και απόδειξη του ότι το σύμπαν είναι πεπερασμένο. Πραγματικά, αρκετοί τοπολόγοι θεωρούν ότι θα μπορούσαμε να καταλήξουμε σε ένα συμπέρασμα όσον αφορά το πεπερασμένο ή άπειρο του σύμπαντος μέσα από την παρατήρηση. Κι όχι μόνο αυτό, αλλά θεωρούν ότι αν το σύμπαν είναι πεπερασμένο τότε είναι εφικτός ο προσδιορισμός της μορφής του. Όπως αναφέρθηκε και νωρίτερα δεν υπάρχει τίποτα που να επιβάλλει την προϋπόθεση ότι ο χώρος πρέπει να έχει την απλούστερη τοπολογία (simply connected). Έχουν ήδη αναπτυχθεί κοσμολογικά μοντέλα με «σύνθετες» τοπολογίες (multiconnected), όπου ο χώρος μπορεί να είναι πεπερασμένος οποιαδήποτε και αν είναι η καμπυλότητά του. Τέτοιου είδους μοντέλα προκαλούν την ψευδαίσθηση του απείρου. Αν φέρουμε στο νου μας ένα πεπερασμένο σύμπαν ως επιφάνεια μιας γεωμετρικής μορφής, θα πρέπει το φως να ακολουθεί αυτή την επιφάνεια, όσο περίεργο κι αν φαίνεται αυτό. Οι περισσότεροι κοσμολόγοι υποθέτουν συνήθως ότι το σύμπαν έχει την απλούστερη τοπολογία, έτσι ώστε το φως κάθε φωτεινής πηγής να ακολουθεί μία και μόνο συγκεκριμένη διαδρομή μέχρι τον παρατηρητή. Ένα «απλό» ευκλείδειο ή υπερβολικό σύμπαν θα ήταν όντως άπειρο σε έκταση. Εάν, όμως, η τοπολογία του σύμπαντος είναι σύνθετη, όπως αυτή ενός υπερτόρου (δείτε παρακάτω), το φως θα ακολουθούσε πολλαπλές διαδρομές και ένας παρατηρητής θα έβλεπε πολλαπλές εικόνες του ίδιου γαλαξία, τις οποίες όμως θα προσλάμβανε ως διαφορετικούς γαλαξίες σε άπειρο χώρο. Για παράδειγμα, σε ένα πεπερασμένο σύμπαν με την τοπολογία του υπερτόρου και με ακτίνα μικρότερη των 5 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, το φως μιας φωτεινής πηγής θα είχε το χρόνο να ταξιδέψει τρεις φορές γύρω από ολόκληρο το σύμπαν και ως εκ τούτου κάθε γαλαξίας θα συνοδευόταν από τρεις «ψευδοεικόνες» του, οι οποίες θα φαίνονταν σε διαφορετικές περιοχές του ουρανού και με διαφορετική φωτεινότητα.

4/18/2013 2:48:31 PM

Το γεγονός ότι το σύμπαν μπορεί να είναι επίπεδο ή αρνητικά καμπύλο ή θετικά καμπύλο, λέει κάτι για τη μορφή του. Εδώ είναι που εμφανίζεται η τοπολογία στο προσκήνιο. Καθεμιά από τις τρεις παραλλαγές παρέχει αναρίθμητα σχήματα, τις τοπολογίες. Αν κοιτάξουμε πρώτα το επίπεδο σύμπαν, η απλούστερη τοπολογία που μπορεί να έχει είναι εκείνη του τόρου (το σχήμα του σωσίβιου).

ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ Μ

ΟΝΤΕ

ΛΟΥ Από τη στιγμή που το πιθανότε ρο είναι να έχουμε εντελώ ς επίπεδο σύμπ αν, όλες οι τοπολογίες που έχουν βασιστεί στην ύπαρξη ενός επίπεδ ου σύμπαντος έχουν ένα προβάδισμα σε σχέση με άλλες θεωρίες.

Το φως κυκλοφορεί σε δακτύλιο

4. Αν το σωσίβιο είναι αρκετά μικρό, ο αστρονόμος στο γαλαξία Α θα βλέπει ένα σύμπαν όπου θα υπάρχει μια μακρά σειρά «κυττάρων» τα οποία θα επαναλαμβάνονται. Γι’ αυτό και το σύμπαν θα φαίνεται πολύ μεγαλύτερο απ’ ό,τι είναι στην πραγματικότητα.

Ο Γάλλος μαθηματικός Jean-Pierre Luminet έχει δείξει τον τρόπο με τον οποίο ένας αστρονόμος που ζει στο γαλαξία Α, σ’ ένα σύμπαν σχήματος σωσίβιου, μπορεί να δει το προερχόμενο από το γαλαξία Β φως από πολλές μεριές.

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:MEA Red.sek:CB

Το σύμπαν σαν ΣΩΣΙΒΙΟ

1. Ένα «απλό» σύμπαν σχήματος σωσίβιου σε δύο διαστάσεις «προκύπτει» ξεκινώντας από ένα επίπεδο τετράγωνο. Εδώ το φως από το γαλαξία Β φτάνει στο γαλαξία Α ακολουθώντας μία μόνο συγκεκριμένη διαδρομή.

2. Όταν ενώσουμε τις δύο πλευρές του, δημιουργώντας έναν κύλινδρο, βλέπουμε ότι το φως ακολουθεί τώρα και μια δεύτερη διαδρομή (με κόκκινο) από τον ένα γαλαξία στον άλλο.

Αίθουσα με καθρέφτες

Εάν επεκτείνουμε στις τρεις διαστάσεις όσα είπαμε προηγουμένως για τις δύο και το σύμπαν-σωσίβιο, καταλήγουμε σε ένα σύμπαν με την τοπολογία του υπερτόρου. Αυτό προκύπτει εάν πάρουμε έναν τρισδιάστατο κύβο και ενώσουμε τις απέναντι πλευρές του. Σε ένα τέτοιο σύμπαν θα βλέπουμε τους εαυτούς μας απ’ όλες τις πλευρές. Τα σκίτσα επάνω δείχνουν το πώς.

SI 44-51_GR88_160454_UNIVERSE2RΕ.indd 49

3. Όταν ενώνονται τα άκρα του κυλίνδρου, το σωσίβιο είναι πια ολοκληρωμένο και βλέπουμε ότι το φως από το γαλαξία Β φτάνει στο γαλαξία Α από περισσότερες διαφορετικές κατευθύνσεις (τρεις στο παράδειγμα αυτό). Γι’ αυτό και ένας αστρονόμος στο γαλαξία Α θα έβλεπε τρεις διαφορετικές εικόνες του Β, τις οποίες θα «ερμήνευε» ως τρεις διαφορετικούς γαλαξίες και όχι ως τρεις εικόνες του ίδιου γαλαξία.

Σ’ ένα σύμπαν-υπερτόρο και τα τρία ζεύγη αντιμέτωπων πλευρών είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι θα βλέπαμε τις ίδιες μας τις πλάτες εάν κοιτάζαμε μπροστά, τα πόδια μας εάν κοιτάζαμε πάνω και τη δεξιά μας πλευρά εάν κοιτάζαμε προς τα αριστερά. Αν ένα τέτοιο σύμπαν περιείχε μόνο τη Γη, θα έμοιαζε με τεράστια αίθουσα κατόπτρων όπου ο πλανήτης μας θα καθρεφτιζόταν αενάως προς όλες τις κατευθύνσεις.

4/18/2013 2:48:33 PM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ένα τέτοιο σύμπαν θα φαινόταν να εμπεριέχει πολλούς περισσότερους γαλαξίες απ’ ό,τι στην πραγματικότητα, ενώ θα φαινόταν και πολύ μεγαλύτερο από ό,τι είναι. Δηλαδή μια κοσμική οφθαλμαπάτη. Εκτός αυτού, σε ένα σύμπαν με την τοπολογία του υπερτόρου, κοιτώντας μπροστά θα βλέπαμε την πλάτη μας, κοιτώντας πάνω θα βλέπαμε τα πόδια μας και κοιτώντας αριστερά θα βλέπαμε τη δεξιά μας πλευρά. Στην περίπτωση δηλαδή που το σύμπαν είναι πεπερασμένο και με αρκετά μικρό μέγεθος θα λειτουργεί περίπου σαν μια αίθουσα κατόπτρων όπου μέσα της θα σχηματίζονται πολλαπλά είδωλα της ίδιας φωτεινής πηγής. Θα δινόταν έτσι η εντύπωση πως ζούμε σ’ ένα σύμπαν κατά πολύ μεγαλύτερο από αυτό που υπάρχει στην πραγματικότητα. Βέβαια, το τμήμα εκείνο του σύμπαντος που είναι ορατό σ’ εμάς είναι αρκετά μεγάλο και σίγουρα μεγαλύτερο από ορισμένα τοπολογικά μοντέλα πεπερασμένου σύμπαντος. Και πραγματικά, με τη βοήθεια των αστρονομικών παρατηρήσεων, οι επιστήμονες έχουν ήδη απορρίψει την πιθανότητα να είναι το σύμπαν υπερβολικά μικρό. Μπορούμε να δούμε τόσο μακριά όσο μας επιτρέπει η κοσμική ακτινοβολία, δηλαδή η ακτινοβολία που είχε εκπέμψει πριν από 13,3 δισεκατομμύρια χρόνια.

Επειδή όμως σε όλο αυτό το χρονικό διάστημα το σύμπαν διαστέλλεται συνεχώς, το ορατό σύμπαν έχει τώρα μια ακτίνα 45,7 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Επομένως η κοσμική ακτινοβολία μάς έρχεται από μία σφαιρική επιφάνεια που μας περιβάλλει σε απόσταση 45,7 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Αν αντιλαμβανόμαστε το σύμπαν ως μια πεπερασμένη γεωμετρική μορφή και εάν όντως ο χώρος είναι μικρότερος από το παρατηρήσιμο σύμπαν, ίσως να μην υπάρχει χώρος γι’ αυτήν τη σφαιρική επιφάνεια, η οποία –για το λόγο αυτό– θα πρέπει να καμπυλώνει ώστε να «επικαλύπτει» τον εαυτό της – ίσως μάλιστα να συμβαίνει πολλαπλή αλληλοεπικάλυψη, σχηματίζοντας έτσι πολλαπλά είδωλα του εαυτού της. Σε αυτή την περίπτωση η σφαίρα συναντά, «διασταυρώνεται» ή «τέμνεται» με τον εαυτό της κατά μήκος ζευγαριών κύκλων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να βλέπουμε την ίδια περιοχή του σύμπαντος και τις ίδιες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις της κοσμικής ακτινοβολίας από αντίθετες διευθύνσεις. Το 2003 ορισμένοι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι στην περίπτωση που το σύμπαν είναι πεπερασμένο και έχει σύνθετη τοπολογία, το μικρότερο μέγεθος που θα μπορούσε να έχει (ολόκληρο το σύ-

μπαν και όχι μόνο το παρατηρήσιμο) είναι τα 78 δισεκατομμύρια έτη φωτός – ή λίγο μικρότερο από το ορατό σύμπαν που έχει διάμετρο κάτι λιγότερο από 92 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Το αποτέλεσμα θεωρείται αμφιλεγόμενο, αλλά είναι πιθανό το σύμπαν να είναι μικρότερο από το ορατό σύμπαν. Ίσως όμως να είναι και πολύ μεγαλύτερο, ίσως μάλιστα να είναι και άπειρο. Δεν είμαστε σε θέση να φτάσουμε πιο μακριά προτού να έχουμε στη διάθεσή μας πιο ακριβείς χάρτες θερμοκρασιών, σαν αυτούς που δημιουργεί στις μέρες μας ο δορυφόρος Planck.

Ένα σύμπαν με μορφή σωσιβίου Η τοπολογία δίνει δυνατότητες να μιλάμε για το μέγεθος και το σχήμα του σύμπαντος. Μπορούμε να κατασκευάσουμε πολλά τοπολογικά μοντέλα του σύμπαντος αλλά προς το παρόν δεν ξέρουμε αν υπάρχει τοπολογικό μοντέλο που να περιγράφει το πραγματικό σύμπαν. Ο Αϊνστάιν μας δίνει τρεις δυνατότητες τοπικής γεωμετρίας: ένα αρνητικά καμπύλο, ένα επίπεδο και ένα θετικά καμπύλο σύμπαν. Θα σκεφτεί κανείς ότι αυτό που έχουμε κάνει είναι να περιγράψουμε τη γεωμετρία του σύμπαντος καταλήγοντας σε τρεις δυνατότητες: επίπεδο, υπό μορφή σέλας, σφαιρικό.

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Το σύμπαν σαν ΜΠΑΛΑ ΠΟΔΟΣΦΑΙΡΟΥ Μια από τις τοπολογίες που μπορούν να δημιουργηθούν με βάση ένα θετικά καμπύλο σύμπαν ονομάζεται δωδεκάεδρο του Poincaré που θα μπορούσαμε να το παραλληλίσουμε με μπάλα ποδοσφαίρου. Ένα δωδεκάεδρο είναι ένα σχήμα με 12 πενταγωνικές πλευρές. Κατασκευάζεται σε τέσσερις διαστάσεις, αν κολλήσουμε μεταξύ τους τις αντιμέτωπες τρισδιάστατες πλευρές, αφού τις στρέψουμε κατά 36 μοίρες.

37 38 39 40

ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ Μ ΟΝΤΕΛΟΥ Το δωδεκάεδρο του Poincaré συμφωνεί με εκ πληκτικό τρόπο με τις προσ ωρινές μετρήσεις των ηχητικ ών κυμάτων του πολύ νεαρ ού σύμπαντος.

Εύκολο στην αναζήτηση

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 IMPERIAL COLLEGE

55 56 57 58

SI 44-51_GR88_160454_UNIVERSE2RΕ.indd 50

Κάθε τοπολογία που δημιουργούν οι ερευνητές αφήνει το δικό της ιδιαίτερο αποτύπωμα στην κοσμική ακτινοβολία. Ακριβώς όπως η αστυνομία κάνει σκίτσα των καταζητούμενων, έτσι και οι μαθηματικοί μπορούν να προσομοιώσουν το προφίλ που δημιουργεί μια τοπολογία στην κοσμική ακτινοβολία σε διαφορετικούς βαθμούς ανάλυσης. Ερευνητές του Imperial College του Λονδίνου έχουν προσομοιώσει εδώ στον υπολογιστή τα προφίλ ενός δωδεκάεδρου του Poincaré.

90°

60°

45°

4/18/2013 2:48:35 PM

Μια πιθανή τοπολογία που βασίζεται στην ύπαρξη ενός αρνητικά καμπύλου σύμπαντος είναι η ονομαζόμενη χοάνη του Picard που μοιάζει με αφρικανική βουβουζέλα.

Δύσκολο στην αναζήτηση Ακόμα και σ’ ένα σύμπαν σχήματος χοάνης αναμένεται να έχουμε είδωλα, αλλά οι τοπολόγοι δυσκολεύονται να κάνουν την προσομοίωσή τους, γιατί η δομή των ειδώλων εξαρτάται από το πού βρίσκεται ο παρατηρητής στη χοάνη. Γι’ αυτό και είναι πολύ δυσκολότερο να βρούμε είδωλα που να «αποκαλύπτουν» σχήμα χοάνης στην κοσμική ακτινοβολία.

Οι τοπολόγοι όμως διερευνούν και άλλες δυνατότητες σχετικά με το σχήμα του σύμπαντος. Καθεμιά από τις τρεις δυνατότητες που παρουσίασε ο Αϊνστάιν παρέχει τη δυνατότητα ύπαρξης τοπολογιών θεμελιωδώς αντίθετων μεταξύ τους. Σήμερα γνωρίζουμε ότι το Ω έχει τιμή πολύ κοντινή στο 1 και για το λόγο αυτό το πιθανότερο είναι ότι το σύμπαν είναι ολοκληρωτικά επίπεδο – δεν μπορούμε όμως να απορρίψουμε την πιθανότητα να έχει μια ελαφρώς αρνητική ή ελαφρώς θετική καμπύλωση. Γι’ αυτό βλέπουμε εδώ τρεις διαφορετικές τοπολογίες που η καθεμία βασίζεται στη δική της τοπική γεωμετρία. Ας υποθέσουμε ότι ξεκινάμε με ένα κλασικό ευκλείδειο επίπεδο, δηλαδή μια δισδιάστατη επιφάνεια άπειρου μήκους και πλάτους, που θεωρούμε συνήθως ότι εμπεριέχεται ή είναι εμβαπτισμένη στον κλασικό τρισδιάστατο χώρο. Εάν «κόψουμε» τώρα μια λωρίδα άπειρου μήκους αλλά πεπερασμένου πλάτους και «ταυτοποιήσουμε» ή ενώσουμε τις δύο πλευρές του, προκύπτει ένας κύλινδρος, δηλαδή μια επιφάνεια με τοπολογία διαφορετική από εκείνη του αρχικού επιπέδου. Εάν τώρα κόψουμε ένα ορθογώνιο κομμάτι από το «άπειρο» επίπεδο και ενώσουμε τις απέναντι πλευρές του, προκύπτει μια κλειστή ή πεπερασμένη επιφάνεια που αντιστοιχεί σε έναν επίπεδο τόρο (το σχήμα της σαμπρέλας), που κι αυτή έχει διαφορετική τοπολογία από τις άλλες δύο επιφάνειες, αλλά ανήκει στην ίδια οικογένεια των τοπικά επίπεδων επιφανειών. Με τον ίδιο τρόπο που μεταβάλλουμε την τοπολογία επίπεδων επιφανειών, μπορούμε να μεταβάλλουμε και την τοπολογία τρισδιάστατων χώρων, αν και τώρα η «οπτικοποίηση» γίνεται πολύ δυσκολότερη. Ο υπερτόρος, για παράδειγμα, γενικεύει σε τρεις διαστάσεις τα όσα είπαμε για τον τόρο στις δύο. Ο υπερτόρος, δηλαδή, μπορεί να θεωρηθεί ως το εσωτερικό ενός απλού κύβου

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:MEA Red.sek:CB

Το σύμπαν σαν ΒΟΥΒΟΥΖΕΛΑ

ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ Μ ΟΝΤΕΛΟΥ Το μοντέλο αυτό μπορεί να εξηγ ήσει την απουσία τω ν μεγαλύτερων μη κών κύματος εντός του νεαρού σύμπ αντος, καθώς και για πο ιο λόγο είναι ελ λειπτικές οι μικρότερ ες δομές της κο σμ ικής ακτινοβολίας. Δεν συμφωνεί ωστόσο με τους περιορ ισμούς που θέτο υν οι μέχρι τώρα πα ρατηρήσεις όσ ον αφορά την καμπυλότητ α του σύμπαντο ς.

που οι απέναντι πλευρές του έχουν «ταυτιστεί» ή ενωθεί η μία με την άλλη. Σε αυτή την περίπτωση εάν με κάποιον τρόπο «φεύγαμε» από τη μία του πλευρά, θα επανεισερχόμασταν από την ακριβώς απέναντι. Αυτού του είδους ο χώρος είναι πεπερασμένος. Ένα σύμπαν με μορφή σωσίβιου θα το αντιλαμβανόμασταν ως τεράστιο γιατί το φως ενός γαλαξία μπορεί να φτάσει σ’ εμάς από πολλές διαφορετικές κατευθύνσεις. Για το λόγο αυτό, ακόμα κι ένας πεπερασμένος υπερτόρος θα δημιουργούσε –σαν μια αίθουσα κατόπτρων– την ψευδαίσθηση ύπαρξης ενός σχεδόν απέραντου σύμπαντος.

Μέσα σε μια μπάλα ποδοσφαίρου Μια από τις τοπολογίες που μπορεί να κατασκευαστούν με βάση την περίπτωση ενός θετικά καμπύλου σύμπαντος είναι εκείνη του δωδεκάεδρου του Poincaré (Πουανκαρέ), που μοιάζει σχεδόν με μπάλα ποδοσφαίρου. Ένα δωδεκάεδρο είναι ένα σώμα με 12 πλευρές πενταγωνικού σχήματος. Στις τέσσερις διαστάσεις ο δωδεκάεδρος χώρος του Poincaré προκύπτει εάν κολλήσουμε μεταξύ τους όλες τις αντιμέτωπες τρισδιάστατες πλευρές του, αφού τις στρέψουμε κατά 36 μοίρες. Όταν κυκλοφορούμε μέσα σ’ ένα δωδεκάεδρο του Poincaré, μπορούμε να πετάμε ελεύθερα σε καθένα από τα 12 πεντάγωνα που είναι βέβαια τρισδιάστατα. Μπορούμε επίσης να φύγουμε από ένα πεντάγωνο καταλήγοντας σ’ ένα γειτονικό πεντάγωνο στραμμένο 36 μοίρες σε σχέση με το διάστημα που έχουμε αφήσει πίσω μας. Ακόμη, εάν ένας πύραυλος έβγαινε έξω από τον δωδεκάεδρο χώρο, διασχίζοντας μία πλευρά του, θα ξαναέμπαινε μέσα του από την απέναντι πλευρά. Ένα σύμπαν του Poincaré πρέπει να έχει έκταση τουλάχιστον 43 δισεκατομμυρίων ετών φωτός έτσι ώστε να μην υπάρχει αντίφαση σε σχέση με ό,τι γνωρίζουμε για το σύμπαν μας. Ακόμα και εδώ θα βλέπου-

με είδωλα της κοσμικής ακτινοβολίας. Μια από τις πιθανές τοπολογίες που βασίζονται στο αρνητικά καμπύλο σύμπαν είναι εκείνη της χοάνης του Picard (Πικάρ). Η χοάνη είναι απείρως μακριά, αλλά στενεύει έτσι ώστε να έχει πεπερασμένο όγκο. Ακόμα και εδώ σχηματίζονται είδωλα, αλλά δεν είναι και τόσο εύκολο να μετρηθούν γιατί εξαρτώνται από το πού βρίσκεται κανείς στο σύμπαν – στο στενό ή στο πλατύ μέρος της χοάνης. Σε αντιστάθμισμα, όμως, η αρνητική καμπύλωση του μοντέλου μπορεί να εξηγήσει γιατί οι μικρότερες δομές της μικροκυματικής ακτινοβολίας είναι ελλειπτικές και όχι στρογγυλές μια και οι εικόνες διαστρεβλώνονται με τρόπο ώστε οι στρογγυλές περιοχές να φαίνονται ελλειπτικές. Τα προαναφερθέντα τοπολογικά μοντέλα περί του σχήματος του σύμπαντος είναι παρά την ασάφειά τους μόνο τρία από τα πολλά πιθανά μοντέλα. Οι απαντήσεις στα ερωτήματα περί του σχήματος και του μεγέθους του σύμπαντος θα είναι μετέωρες μέχρι να δούμε τους νέους χάρτες του δορυφόρου Planck.

Οι τοπολόγοι αναμένουν τα δεδομένα των μετρήσεων που διενεργεί ο δορυφόρος Planck.

AOES MEDIALAB/ESA

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 44-51_GR88_160454_UNIVERSE2RΕ.indd 51

4/18/2013 2:05:22 PM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Ο ΧΡΥΣΟΣ ΑΠΟΚΑΛΥΠΤΕΙ ΤΟΝ ΚΑΡΚΙΝΟ Μερικοί όγκοι μετακινούνται, για παράδειγμα, όταν αναπνέει ο ασθενής. Εφόσον ο σαρωτής της ακτινοθεραπευτικής συσκευής δεν μπορεί να ακολουθήσει αυτές τις κινήσεις, οι γιατροί είναι αναγκασμένοι να στοχεύουν σε μια ευρύτερη περιοχή με αποτέλεσμα η ακτινοβολία να πλήττει και υγιείς ιστούς. Σήμερα οι ερευνητές έχουν αναπτύξει μια τεχνική με την οποία τα νανοσωματίδια βρίσκουν τον όγκο και τον καθιστούν ορατό έτσι ώστε οι ακτίνες να στοχεύουν αποκλειστικά αυτόν.

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Τα νανοσωματίδια χρυσού μπορούν να εφαρμόσουν ακριβέστατη ακτινοθεραπεία όταν ο ασθενής έχει «κινούμενο» όγκο. D. MARTIN/GETTY IMAGES

55 56 57 58

Του Rolf Haugaard Nielsen

SI 52-55_GR88_160453_Karkinos apo xryso3RΕ.indd 52

4/17/2013 3:58:54 PM

THOMAS L. ANDRESEN/NANOTECH DTU

Οι ασθενείς που έχουν καρκίνο του προστάτη υποβάλλονται συχνά σε θεραπευτική αγωγή με ακτινοβολία. Ωστόσο οι γιατροί πρέπει να είναι προσεκτικοί επειδή ο προστάτης βρίσκεται δίπλα στο απευθυσμένο έντερο το οποίο είναι ευαίσθητο στην ακτινοβολία. Εφόσον οι όγκοι στον προστάτη μετακινούνται, οι γιατροί συχνά ενίουν κομμάτια χρυσού γύρω από τον προστάτη έτσι ώστε η ακτινοθεραπευτική συσκευή να έχει ορατό στόχο. Έτσι έχει τη δυνατότητα να πετύχει τον όγκο και ταυτόχρονα να περιορίσει τη δόση που δέχεται ο υγιής ιστός. Σήμερα οι ερευνητές διεξάγουν πειράματα σε ποντίκια με μια νέα μέθοδο που συνίσταται στη μέσω ενέσεως έγχυση διαλύματος νανοσωματιδίων χρυσού στον όγκο. Εκεί η θερμότητα του σώματος μεταβάλλει το υγρό σε ζελέ που συγκρατεί τα νανοσωματίδια στον όγκο έτσι ώστε αυτός να φαίνεται στο σαρωτή. Αναμένεται ότι το 2014 οι ερευνητές θα κάνουν τα πρώτα πειράματα σε ανθρώπους.

Χωρίς νανοσωματίδια

Σωματίδια μέσω αίματος Απευθείας στον όγκο

Η σάρωση με αξονικό τομογράφο δείχνει ένα ποντίκι με όγκο στο πλευρό. Ο όγκος, που δημιουργήθηκε διά της έγχυσης καρκινικών κυττάρων ανθρώπου, δεν φαίνεται στο σαρωτή.

Ο όγκος έγινε ορατός μετά την έγχυση νανοσωματιδίων χρυσού στο ποντίκι. Μέσω του αίματος βρήκαν τον όγκο και τον τύλιξαν σχηματίζοντας κάτι σαν φωτεινό δαχτυλίδι.

Υγρό με νανοσωματίδια χρυσού εγχύεται στον όγκο, ο οποίος με τον τρόπο αυτό γίνεται ορατός. Η θερμοκρασία του ποντικού μεταβάλλει το υγρό σε ζελέ κι έτσι τα σωματίδια παραμένουν στον όγκο.

Print: lku Status: 860 - Er PDFet Layout:MV Red.sek:TF

Ο χρυσός «βλέπει» τον όγκο

άθε χρόνο προσβάλλονται από καρκίνο 12 εκατομμύρια άνθρωποι σ’ όλο τον κόσμο και πάνω από 7,5 εκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν από αυτή την ασθένεια. Οι σημαντικότερες θεραπευτικές αγωγές είναι η χημειοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία που εφαρμόζονται στους μισούς ασθενείς. Οι συσκευές ακτινοθεραπείας εκπέμπουν ακτίνες Χ και ο στόχος είναι να χτυπηθεί ο όγκος με τη μεγαλύτερη δυνατή δόση ακτινοβολίας έτσι ώστε να εξοντωθούν τα καρκινικά κύτταρα και ταυτόχρονα να πέσει η μικρότερη δυνατή δόση στους περιβάλλοντες υγιείς ιστούς έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι παρενέργειες. Προηγμένοι σαρωτές, όπως οι συνδυαστικοί PET-CT σαρωτές, εντοπίζουν με μεγάλη ακρίβεια πολύ μικρούς καρκινικούς όγκους. Με την PET σάρωση γίνεται ένεση ραδιενεργά σημασμένης γλυκόζης στο αίμα και εφόσον τα καρκινικά κύτταρα χρησιμοποιούν περισσότερη γλυκόζη από αυτή που χρησιμοποιούν τα υγιή κύτταρα, ο όγκος «ανάβει» στο σαρωτή. Με τη σάρωση με αξονικό τομογράφο συνδέονται δισδιάστατα αποσπάσματα εικόνων Χ και σχηματίζουν μια τρισδιάστατη εικόνα που δείχνει την ανατομία γύρω από τον όγκο. Η σάρωση μπορεί να προσφέρει μια έγκαιρη διάγνωση που αυξάνει την πιθανότητα θεραπείας. Επίσης η εξέταση αυτή δίνει τη δυνατότητα να σχεδιαστούν οι επόμενες θεραπευτικές αγωγές που περιλαμβάνουν ακτινοθεραπεία. Σε ορισμένους τύπους καρκίνου η συσκευή ακτινοθεραπείας μπορεί να τοποθετηθεί με ακρίβεια σύμφωνα με τα στοιχεία των αρχικών εξετάσεων. Αυτό συμβαίνει στην περίπτωση του καρκίνου στον εγκέφαλο γιατί εκεί ο όγκος βρίσκεται ακίνητος κατά τη διάρκεια της θεραπευτικής αγωγής. Ωστόσο μερικοί όγκοι, όπως εκείνοι των πνευμόνων, μετακινούνται με κάθε εισπνοή και εκπνοή του ασθε-

νούς. Γι’ αυτό οι γιατροί πρέπει να ρίξουν ακτινοβολία σε μια σχετικά μεγάλη περιοχή γύρω από τον όγκο ώστε να σιγουρευτούν ότι θα πετύχουν τα καρκινικά κύτταρα με αρκετά υψηλή δόση ακτινοβολίας. Οι «κινούμενοι» όγκοι δημιουργούν επίσης προβλήματα και κατά την ακτινοβολία του καρκίνου του στήθους όπου λόγω της αναπνοής μετακινείται ο όγκος. Η μετακίνηση των όγκων γίνεται και στις περιπτώσεις του καρκίνου της ουροδόχου κύστεως, του τραχήλου της μήτρας και του προστάτη, όπου ο όγκος αλλάζει θέση ανάλογα με το πόσο γεμάτα είναι η κύστη και το έντερο του ασθενούς. Κατά τη θεραπευτική αγωγή του καρκίνου του πνεύμονα η κλασική λύση είναι να σχεδιάζεται ένας σταυρός στο στήθος του ασθενούς ώστε να μαρκάρεται το σημείο που βρίσκεται ο όγκος. Έτσι οι γιατροί μπορούν να στοχεύσουν κατάλληλα με τη συσκευή ακτινοθεραπείας. Κατά τη θεραπευτική αγωγή του καρκίνου του προστάτη είναι δυνατόν να επιτευχθεί καλύτερο μαρκάρισμα διά της εισαγωγής κομματιών χρυσού πάχους λίγων χιλιοστών στον ιστό γύρω από τον προστάτη. Με τον τρόπο αυτό φαίνεται στον αξονικό τομογράφο. Η μέθοδος έχει επίσης δοκιμαστεί κατά την ακτινοβόληση καρκίνου του πνεύμονα όπου τα μικρά κομμάτια χρυσού έχουν εισαχθεί με βελόνα.

Τα σωματίδια χρυσού έχουν μέγεθος μόλις 15 με 80 νανόμετρα. THOMAS L. ANDRESEN/NANOTECH DTU

Η συσκευή παρακολουθεί κινούμενο στόχο

Ωστόσο μια καινοτομία βρίσκεται προ των πυλών. Ερευνητές του DT Nano Tech στη Δανία έχουν δημιουργήσει νανοσωματίδια χρυσού τα οποία εισχωρούν με ένεση στο αίμα και συγκεντρώνονται στους όγκους καθιστώντας τους ορατούς στο σαρωτή της συσκευής ακτινοθεραπείας. Μέχρι τώρα η μέθοδος έχει δοκιμαστεί μόνο σε ποντίκια. Ωστόσο οι σχεδιαζόμενες κλινικές δοκιμές θα δείξουν αν είναι

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 52-55_GR88_160453_Karkinos apo xryso3RΕ.indd 53

4/17/2013 3:58:57 PM

δυνατή η εισαγωγή μεγάλου αριθμού νανοσωματιδίων σε πνεύμονα, έτσι ώστε οι γιατροί να μπορούν να παρακολουθήσουν μέσω του σαρωτή της συσκευής τις κινήσεις του όγκου στη διάρκεια της αναπνοής. Στην περίπτωση αυτή θα είναι σε θέση να στοχεύσουν απευθείας πάνω στον κινούμενο στόχο και να πετύχουν με μεγάλη ακρίβεια τον όγκο. Αυτό σημαίνει ότι θα είναι δυνατή η αύξηση της δόσης, μιας και θα επιβαρύνεται λιγότερο ο υγιής ιστός γύρω από τον όγκο. Έτσι αυξάνεται η πιθανότητα να χτυπηθεί αποτελεσματικά ο καρκίνος και να θεραπευτεί ο ασθενής. «Η μέθοδος είναι φθηνή γιατί τα νανοσωματίδια χρυσού μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο νοσοκομείο χωρίς να απαιτούνται νέες συσκευές ακτινοθεραπείας. Αν πετύχουν οι κλινικές δοκιμές, θα είναι εφικτή η θεραπευτική αγωγή πε-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

ρισσότερων ασθενών που θα έχουν μετακινούμενους όγκους – αγωγή που θα εστιάζει στη χρήση ακτινοβολίας και όχι στη χημειοθεραπεία που συχνά επιφέρει σοβαρές παρενέργειες», λέει ο Thomas Andersen, επικεφαλής του προγράμματος στο DT Nano Tech.

Τα νανοσωματίδια απεκκρίνονται Ακόμη δεν έχει καθοριστεί το τελικό μέγεθος που θα έχουν τα νανοσωματίδια χρυσού, πάντως η διάμετρός τους θα κυμαίνεται μεταξύ 15 και 80 νανομέτρων. Το ανοσοποιητικό σύστημα θα απομάκρυνε από το αίμα χρυσό σε καθαρή μορφή, γι’ αυτό τα νανοσωματίδια θα βρίσκονται μέσα σ’ ένα υδρόφιλο πολυμερές. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούν να κυκλοφορούν ανεμπόδιστα μέσα στο αίμα. Στα τοιχώματα

Ο όγκος απορροφά το χρυσό

16 17

Οι ερευνητές δημιούργησαν νανοσωματίδια χρυσού που, αφού ενύονται στο αίμα, συγκεντρώνονται σ’ έναν όγκο. Εκεί λειτουργούν ως χρωστικό υγρό το οποίο «ανάβει» και στον αξονικό τομογράφο της συσκευής ακτινοθεραπείας φαίνεται σαν ένα σύννεφο που τυλίγει τον όγκο. Έτσι οι γιατροί μπορούν να στοχεύσουν απευθείας πάνω στον συχνά μετακινούμενο όγκο και να αποφύγουν τον υγιή ιστό. Αυτό σημαίνει πως είναι δυνατή η αύξηση της δόσης ακτινοβολίας κατά των καρκινικών κυττάρων.

18 19 20 21 22 23

CLAUS LUNAU & SHUTTERSTOCK

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

ΟΓΚΟΣ

34 35 36 37 38 39

ΑΙΜΟΦΟΡΟ ΑΓΓΕΙΟ

40 41 42 43

εισχωρούν στον όγκο

45 46

αλυσίδα πολυμερούς

ενδοθηλιακά κύτταρα

48 49 50 52 53 55 56 57 58

Στα αιμοφόρα αγγεία του καρκινικού ιστού υπάρχουν διάκενα μεταξύ των ενδοθηλιακών κυττάρων. Έτσι τα νανοσωματίδια χρυσού μπορούν να φτάσουν στον όγκο όπου και συγκεντρώνονται.

2. Τα νανοσωματίδια μένουν αποκλεισμένα

Η συγκέντρωση των νανοσωματιδίων χρυσού στον όγκο μπορεί να αυξηθεί με δύο τρόπους:

3. Τα νανοσωματίδια

νανοσωματίδιο χρυσού

Στον υγιή ιστό το εσωτερικό τοίχωμα των αιμοφόρων αγγείων αποτελείται από ενδοθηλιακά κύτταρα τα οποία βρίσκονται σφιχτά το ένα δίπλα στο άλλο. Τα κύτταρα σχηματίζουν ένα φράγμα που δεν αφήνει τα νανοσωματίδια να το διαπεράσουν.

1. Ξεγελιέται το ανοσοποιητικό σύστημα Τα νανοσωματίδια χρυσού είναι συγκεντρωμένα μέσα σ’ ένα υδρόφιλο πολυμερές όταν ενύονται στο αίμα. Έτσι καθίστανται αόρατα για το ανοσοποιητικό σύστημα.

SI 52-55_GR88_160453_Karkinos apo xryso3RΕ.indd 54

αντισώματα

Με αντισώματα

Με κόλλα

Αντισώματα που δεσμεύονται σε υποδοχείς των καρκινικών κυττάρων τοποθετούνται στις αλυσίδες του πολυμερούς. Έτσι τα νανοσωματίδια χρυσού οδηγούνται μέσα στα κύτταρα.

Τα νανοσωματίδια χρυσού μπορεί επίσης να εφοδιαστούν με ουσίες που τα κάνουν να «κολλάνε» κοντά στα ενδοθήλια κύτταρα στις παρυφές του όγκου καθιστώντας τον έτσι ορατό.

4/17/2013 3:58:58 PM

Η ομάδα των ερευνητών δημιουργεί περίπλοκα νανοσωματίδια. Εκεί στερεώνονται στις αλυσίδες του πολυμερούς μικρά κομμάτια πρωτεΐνης ή αντισώματα με σκοπό να καμουφλάρεται το νανοσωματίδιο χρυσού για να μην το αντιλαμβάνεται το ανοσοποιητικό σύστημα. Ο στόχος είναι να αυξάνεται η από τον όγκο προσλαμβανόμενη ποσότητα σωματιδίων χρυσού. Τα συνήθη νανοσωματίδια περνούν ανάμεσα από τα καρκινικά κύτταρα. Όταν προστίθεται μια ουσία που δεσμεύεται σε ορισμένους υποδοχείς των καρκινικών κυττάρων, τα σωματίδια χρυσού οδηγούνται στο εσωτερικό των κυττάρων – κι έτσι υπάρχει χώρος για να περάσει μια νέα ομάδα νανοσωματιδίων μεταξύ των καρκινικών κυττάρων. Τα πιο προηγμένα νανοσωματίδια χρυσού είναι σημαδεμένα με ραδιενεργό χαλκό που έχει χρόνο ημιζωής 13 ώρες. Τα σωματίδια αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ουσίες ανίχνευσης κατά την εισαγωγική PET σάρωση. Όσο στη συνέχεια μειώνεται η ραδιενέργεια, τα σωματίδια χρυσού θα δείχνουν τη θέση που έχει ο όγκος ανά πάσα στιγμή στις σαρώσεις που θα ακολουθήσουν, όχι μόνο κατά το σχεδιασμό της θεραπευτικής αγωγής με ακτινοβολία αλλά και στις επαναληπτικές θεραπείες. Επομένως μία και μοναδική ένεση νανοσωματιδίων χρυσού θα κάνει ορατούς τους κινούμενους όγκους μέσα από μια πλήρη θεραπευτική διαδικασία που συνήθως διαρκεί ένα μήνα. Προς το παρόν οι ερευνητές βελτιώνουν όσο το δυνατόν περισσότερο τα πειράματα σε ποντίκια προτού ξεκινήσουν το 2014 τα πρώτα πειράματα σε ασθενείς που πάσχουν από καρκίνο των πνευμόνων. Τα πειράματα θα ανοίξουν δρόμο για μια αποτελεσματικότερη θεραπευτική αγωγή με ακτινοβολία των μετακινούμενων όγκων, με την ελπίδα ότι θα υπάρξει καλύτερη θεραπεία και λιγότερες παρενέργειες.

ήπαρ

σπλήνας

Υγιές ποντίκι

Ποντίκι με όγκους

Έχει γίνει ένεση σε υγιές ποντίκι η οποία περιείχε λιποσώματα σημαδεμένα με ραδιενέργεια. Έπειτα από 24 ώρες η σάρωση δείχνει ότι τα λιποσώματα βρίσκονται κυρίως στο ήπαρ και στον σπλήνα απ’ όπου και μεταβολίζονται.

Έχει γίνει ένεση σε άρρωστο ποντίκι η οποία περιείχε λιποσώματα σημαδεμένα με ραδιενέργεια. Έπειτα από 24 ώρες τα περισσότερα λιποσώματα έχουν καταλήξει στο ήπαρ και στο σπλήνα αλλά φανερώνουν επίσης την ύπαρξη δύο όγκων, από έναν στο κάθε πίσω πόδι.

Χαλκός σε νέες θεραπείες Η συνηθέστερη νανοφαρμακευτική αγωγή κατά του καρκίνου βασίζεται στα λιποσώματα. Πρόκειται για μικρά, ανθεκτικά λιποσφαιρίδια που μεταφέρουν μέσα στους όγκους χημειοθεραπευτικά φάρμακα που εξοντώνουν τα καρκινικά κύτταρα. Τα λιποσώματα διεισδύουν στον όγκο με τον ίδιο τρόπο που το κάνουν τα νανοσωματίδια χρυσού. Το πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ότι περισσότερο φάρμακο καταλήγει στον όγκο και λιγότερο στον υγιή ιστό. Χάρη σ’ αυτό αυξάνεται η αποτελεσματικότητα της θεραπείας και μειώνονται οι παρενέργειες. Ωστόσο δεν υπάρχει μέθοδος που να κρίνει πόσο καλά λειτουργεί η στρατηγική αυτή για ένα συγκεκριμένο ασθενή. Γι’ αυτό οι ερευνητές του DT Nano Tech στη Δανία ανέπτυξαν ειδικά λιποσώματα που περιέχουν ραδιενεργό

χαλκό. Έτσι καθίστανται ορατά στο σαρωτή. Πειράματα σε ζώα έδειξαν ότι αν είναι σημαδεμένο με ραδιενέργεια το 0,5% των λιποσωμάτων, φαίνεται σε μια σάρωση αν διεισδύουν στον όγκο. Έτσι είναι δυνατό να εκτιμήσει κανείς αν ο ασθενής έχει ανάγκη από θεραπεία ή όχι. Σε περίπτωση που δεν λειτουργεί η χημειοθεραπεία, σταματά έτσι ώστε να μην παρουσιάζει ο ασθενής ανώφελες παρενέργειες. Αν τα νανοφάρμακα εισχωρούν όπως έχει προγραμματιστεί στον όγκο, τα σκαναρίσματα που θα γίνουν αργότερα θα δείξουν το αν έχει μικρύνει ο όγκος χάρη στη θεραπευτική αγωγή. Η δυνατότητά του να παρακολουθείται η όλη εξέλιξη στο σκάνερ μπορεί να ανοίξει το δρόμο σε θεραπευτικές αγωγές προσαρμοσμένες σε κάθε ασθενή ξεχωριστά.

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 52-55_GR88_160453_Karkinos apo xryso3RΕ.indd 55

Print: lku Status: 860 - Er PDFet Layout:MV Red.sek:TF

Δοκιμή σε ανθρώπους

THOMAS L. ANDRESEN/NANOTECH DTU

των αιμοφόρων αγγείων που τροφοδοτούν με αίμα τον υγιή ιστό βρίσκονται τα ενδοθήλια κύτταρα σφιχτά το ένα δίπλα στο άλλο και εμποδίζουν τη διείσδυση των νανοσωματιδίων μέσα στον ιστό. Στα αιμοφόρα αγγεία που τροφοδοτούν με αίμα τον όγκο υπάρχουν διάκενα μεταξύ των κυττάρων κι έτσι περνούν τα νανοσωματίδια που καταλήγουν στον όγκο. Σε πειράματα που έγιναν σε ποντίκια περίπου το 15% της δόσης των νανοσωματιδίων χρυσού καταλήγει στον όγκο, κάτι που αρκεί για να γίνει αυτός ορατός από τον αξονικό τομογράφο του μηχανήματος ακτινοθεραπείας. Ο χρυσός είναι ευγενές μέταλλο και οι τοξικολόγοι θεωρούν ότι τα σωματίδια χρυσού δεν είναι δηλητηριώδη αν η δόση είναι δύο τρία γραμμάρια ανά κιλό σωματικού βάρους. Η ποσότητα αυτή είναι κατά πολύ μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση (νανοσωματιδίων χρυσού) που απαιτείται για να φανεί στον αξονικό τομογράφο ένας όγκος πνευμόνων. Σήμερα δεν υπάρχουν μελέτες για τυχόν μακροπρόθεσμες παρενέργειες, αλλά οι τοξικολόγοι δεν έχουν στη διάθεσή τους ολόκληρη σειρά δεδομένων. Κι έτσι δεν μπορεί να αποκλειστεί το ενδεχόμενο να εμφανιστούν απρόσμενες βλάβες δέκα ή είκοσι χρόνια μετά τη θεραπευτική αγωγή. Το πιθανότερο είναι να απεκκριθούν από το σώμα τα νανοσωματίδια χρυσού μέσα σε λίγους μήνες. Τα μικρά νανοσωματίδια θα απομακρύνονται με τα ούρα, ενώ αυτά που θα είναι λίγο μεγαλύτερα θα προσλαμβάνονται από το έντερο και θα αποβάλλονται με την αφόδευση.

4/17/2013 3:59:01 PM

ΔΑΜΑΖΟΝΤΑΣ ΤΟΥΣ ΚΕΡΑΥΝΟΥΣ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Μια ομάδα ερευνητών στη Φλόριντα προσπαθεί να θέσει υπό έλεγχο μερικές από τις ισχυρότερες δυνάμεις της φύσης. Οι ερευνητές εκτοξεύουν πυραύλους μέσα στην καταιγίδα για να κάνουν τον κεραυνό να χτυπήσει κατά τη δική τους βούληση και να μπορέσουν έτσι να τον μελετήσουν. Ωστόσο το εγχείρημα δεν είναι ακίνδυνο.

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΚΕΡΑΥΝΟΣ Η πράσινη, ίσια γραμμή στα δεξιά είναι τα υπολείμματα ενός χάλκινου σύρματος το οποίο ο πύραυλος φέρει μαζί του προς το σύννεφο. Το κονιορτοποιημένο σύρμα οδηγεί τον κεραυνό προς το έδαφος και δημιουργείται μια σειρά κεραυνών μεταξύ του εδάφους και του σύννεφου. Ο ισχυρός άνεμος δημιουργεί ένα πέπλο μικρών κεραυνών.

46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

UNIVERSITY OF FLORIDA

2. Ένας κεραυνός

χτυπάει τον πύραυλο.

1. Ένας

πύραυλος εκτοξεύεται και εισέρχεται σε σύννεφο καταιγίδας.

3. Ο κεραυνός

οδηγείται προς το έδαφος από ένα χάλκινο σύρμα.

Του Sole Bugge Møller

SI 56-59_GR88_160697_Keraunoi3RΕ.indd 56

4/17/2013 4:22:09 PM

Ένα δημιουργικό καλοκαίρι Ήδη από τη δεκαετία του 1930 ορισμένοι επιστήμονες παρουσίασαν τη θεωρία ότι οι κεραυνοί εκπέμπουν ακτίνες Χ, αλλά δεν είχαν κάποια μέθοδο που να το επιβεβαιώνει. Τώρα πια όμως οι ερευνητές του κέντρου αυτού της Φλόριντα πραγματοποίησαν την ανατομία του

Ορισμένοι πύραυλοι εκτοξεύονται απευθείας από το έδαφος προς τα σύννεφα.

κεραυνού και με τη βοήθεια ειδικών καμερών εξακρίβωσαν την ύπαρξη ακτίνων Χ. Η ανακάλυψη είναι εντυπωσιακή. Η θερμοκρασία ενός κεραυνού είναι μόνο ένα μικρό ποσοστό της θερμότητας που φυσιολογικά απαιτείται για τη δημιουργία ακτινοβολίας Χ. Ο κεραυνός δεν εκπέμπει από μόνος του ακτίνες Χ αλλά αυτό συμβαίνει κάθε φορά που ο κεραυνός προωθείται. Αν οι ερευνητές αρχίσουν να κατανοούν τι συμβαίνει, θα καταφέρουν να αποσαφηνίσουν το μυστήριο της διάδοσης του κεραυνού, και τελικά της

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:NB Red.sek:CN

όρο δώδεκα κεραυνοί. Παρ’ όλο που οι κεραυνοί είναι πολύ συχνοί, γνωρίζουμε πολύ λίγα γι’ αυτούς – πώς είναι δυνατό να μελετά κανείς κάτι τόσο εφήμερο; Κανείς δεν μπορεί να προβλέψει σε ποιο σημείο θα χτυπήσει κεραυνός. Ακόμη κι αν οι ερευνητές βρίσκονται στην καρδιά της κακοκαιρίας, δεν υπάρχει καμιά εγγύηση ότι ο κεραυνός θα χτυπήσει αρκετά κοντά τους ώστε να είναι σε θέση να κάνουν τις μετρήσεις τους. Εξάλλου, αν όντως πέσει κοντά τους, είναι κίνδυνος-θάνατος το να βρίσκονται εκεί. Το κυνήγι των κεραυνών είναι, από άποψη κινδύνου, ένα είδος ρώσικης ρουλέτας. Για το λόγο αυτό ο Martin Uman και οι συνάδελφοί του έχουν αλλάξει τους όρους του παιχνιδιού. Προκαλούν το σχηματισμό κεραυνών και τους εξαναγκάζουν να πέφτουν πάνω σε μια στρατιά αισθητήρων. Για πρώτη φορά η επιστήμη προφταίνει τον κεραυνό, αρχίζουν έτσι να απαντώνται τα ερωτήματα που ταλάνιζαν τους ερευνητές κατά το μεγαλύτερο μέρος του αιώνα που μας πέρασε.

P. MENZEL/SPL/SCANPIX

αύρα σύννεφα σκεπάζουν τον ουρανό της κεντρικής Φλόριντα. Στο έδαφος μια μικρή ομάδα ερευνητών τρέχει με ζέση δεξιά κι αριστερά για να θέσει σε λειτουργία τα όργανα μετρήσεων. Χτυπάει ο πρώτος κεραυνός, ο αέρας δονείται και τα όργανα μέτρησης δείχνουν ότι η τάση του ηλεκτρικού πεδίου του αέρα πλησιάζει τα 5.000 βολτ. Οι ερευνητές ξέρουν πως έφτασε η ώρα. Έπειτα από λίγο εκτοξεύουν έναν πύραυλο που κατευθύνεται με ιλιγγιώδη ταχύτητα προς τον ουρανό, κουβαλώντας ένα χάλκινο σύρμα επιστρωμένο με κέβλαρ. Για λίγα δευτερόλεπτα οι ερευνητές κοιτούν προς τη ράμπα εκτόξευσης και ξαφνικά ακούγεται ένας ισχυρός κρότος. Ηλεκτρική τάση θερμαίνει τον αέρα ο οποίος διαστέλλεται και δημιουργεί ένα ηχητικό κύμα. Όλα φωτίζονται και μια κατακόρυφη αστραπή φτάνει στο έδαφος. Όλοι πανηγυρίζουν. «Όταν τα πάντα λειτουργούν, πρόκειται για αληθινό θρίαμβο – είναι σαν να προσεδαφίζεις διαστημόπλοιο στον Άρη», λέει ο Martin Uman. Ο Uman είναι ερευνητής του φαινομένου των κεραυνών στο International Center for Lightning Research and Testing του πανεπιστημίου της Φλόριντα. Το κέντρο βρίσκεται σε μια περιοχή γνωστή ως «Lightning Alley». Εκεί ο θερμός και υγρός καιρός του καλοκαιριού προκαλεί αμέτρητες καταιγίδες. Κάθε χρόνο σε κάθε τετραγωνικό χιλιόμετρο πέφτουν κατά μέσο

3 D.E. WALKER/GETTY

ΕΤΣΙ ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥΝΤΑΙ ΟΙ ΑΣΤΡΑΠΕΣ

Μια αστραπή είναι ένας μεγάλος σπινθήρας που δημιουργείται ως επακόλουθο των διαφορών τάσης μεταξύ των σωματιδίων που βρίσκονται μέσα στο σύννεφο της καταιγίδας.

2. Κατά κανόνα, τα θετικώς

φορτισμένα σωματίδια συγκεντρώνονται στην κορυφή του σύννεφου. Οι κεραυνοί που ξεκινούν από εκεί για να καταλήξουν στο έδαφος είναι σπάνιοι και ισχυροί.

1. Παγοκρύσταλλοι και χαλάζι

στροβιλίζονται μέσα στο σύννεφο και απελευθερώνουν ηλεκτρόνια τα οποία δημιουργούν μια ηλεκτρική ανισορροπία θετικά και αρνητικά φορτισμένων περιοχών. κεραυνός από το σύννεφο προς το έδαφος

αστραπή μέσα στο σύννεφο

αστραπή από σύννεφο σε σύννεφο

3. Τα αρνητικά φορτισμένα

σωματίδια τα βρίσκουμε στο κάτω μέρος του σύννεφου. Το 90% των κεραυνών που φτάνουν στο έδαφος είναι αρνητικώς φορτισμένοι.

4. Ο κεραυνός προχωρά μέσα στον αέρα

βαθμηδόν, μέσω διόδων φορτισμένων μορίων που λέγονται ιονισμένες δίοδοι. Όταν ο κεραυνός συναντά μια άλλη ιονισμένη δίοδο –προερχόμενη ίσως από το έδαφος– γίνεται ένα βραχυκύκλωμα.

SI 56-59_GR88_160697_Keraunoi3RΕ.indd 57

4/17/2013 4:22:18 PM

Ο ΚΕΡΑΥΝΟΣ ΧΤΥΠΑ ΣΤΗ ΡΑΜΠΑ

Μια ράμπα εκτόξευσης, από την οποία οι ερευνητές στέλνουν πυραύλους προς τα σύννεφα, τροφοδοτεί τους αισθητήρες με πληροφορίες για τους προσπίπτοντες στη ράμπα κεραυνούς.

3 4 5 6

3. Συρματόσχοινο αιχμαλω-

τίζει κεραυνούς. Πάνω από τη ράμπα εκτόξευσης κρέμεται συρματόσχοινο σε σχήμα τετραπλεύρου, το οποίο θα αρπάξει τους κεραυνούς που ξεσπούν μεταξύ του σύννεφου της καταιγίδας και του εδάφους. Το συρματόσχοινο συλλαμβάνει τους κεραυνούς έτσι ώστε να μη χτυπήσουν άλλα αντικείμενα.

8 9 10 11 12 13 14 15 16

UNIVERSITY OF FLORIDA

Ο πύραυλος είναι το δόλωμα Ένα χάλκινο σύρμα μήκους 30 μέτρων, επιστρωμένο με κέβλαρ, είναι συνδεδεμένο με ένα πηνίο που βρίσκεται στο έδαφος. Ο κεραυνός έλκεται όταν το σύρμα είναι αγώγιμο. Όταν ο κεραυνός χτυπά τον πύραυλο, το χάλκινο σύρμα κονιορτοποιείται και σχηματίζει μια θερμή δίοδο την οποία μπορεί να ακολουθήσει ο κεραυνός.

2. Σωλήνας εκτόξευσης κατευθύνει

τον πύραυλο. Μια σειρά μακριών σωλήνων εκτόξευσης κάνουν τον πύραυλο να πετάει ευθεία. Ο πύραυλος μπορεί να εκτοξευθεί και από το έδαφος – αυτό εξαρτάται από τα αποτελέσματα του πειράματος.

4. Υπολογίζεται

η ισχύς. Από το συρματόσχοινο ξεκινά ένα κομμάτι μεταλλικού σύρματος που κατευθύνει την προκύπτουσα από τον κεραυνό τάση προς ένα μετρητή τάσης ο οποίος βρίσκεται κάτω από τη ράμπα. Έτσι, οι ερευνητές είναι σε θέση να δουν πόσα βολτ έχει ο κεραυνός.

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

1. Αέρας ως σκανδάλη. Μια δεξαμενή παρέχει πεπιεσμένο αέρα που χρησιμοποιείται ώστε να εκτοξευθεί ο πύραυλος. Έτσι οι ερευνητές αποφεύγουν τη χρήση ηλεκτρικών καλωδίων που θα μπορούσε να χτυπήσει ο κεραυνός.

5,4 μέτρα

29 30 31 32 34 35 36 37

UNIVERSITY OF FLORIDA

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

πρόβλεψης του μέρους στο οποίο θα εκδηλωθεί. «Στη διάρκεια ενός μόνο καλοκαιριού επιβεβαιώσαμε αυτό που οι ερευνητές μελετούσαν επί 70 χρόνια, καθώς παρατηρούσαν τους με φυσικό τρόπο κατασκευασμένους κεραυνούς», λέει ο Joe Dwyer, ένας άλλος εκ των συμμετεχόντων στο πρόγραμμα. Ως καθηγητής φυσικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Φλόριντα και από τους επικεφαλής ειδικούς της έρευνας στον τομέα των κεραυνών, έχει καταγοητευτεί από τις νέες δυνατότητες που παρουσιάζονται. «Παρ’ όλο που ερευνούμε τους κεραυνούς από την εποχή των πειραμάτων του Βενιαμίν Φραγκλίνου με τους χαρταετούς, πριν από 250 χρόνια, μόλις τώρα η έρευνα κάνει πραγματικά βήματα προς τα μπρος», λέει ο ίδιος. Τα πειράματα με τους κεραυνούς γίνονται σε μια πρώην στρατιωτική βάση, το Camp Blanding. Στην περιοχή βρίσκονται πάνω από 100 όργανα τα οποία καταγράφουν δεδομένα

από όλες τις κατευθύνσεις. Μετρούν τα πάντα: από το ηλεκτρικό πεδίο (μια περιοχή με ηλεκτρικώς φορτισμένα σωματίδια) και το μαγνητικό πεδίο (που σχηματίζεται όταν κινείται ένα ηλεκτρικό πεδίο) μέχρι και την ακτινοβολία, την τάση του κεραυνού, την ισχύ των ηχητικών κυμάτων και την έντασή του. Κάθε χρόνο οι ερευνητές προκαλούν τη δημιουργία 15-30 κεραυνών, αλλά εκτοξεύουν τουλάχιστον διπλάσιο αριθμό πυραύλων που καθεμία κοστίζει 700 δολάρια. Παρ’ όλα αυτά το κατά πόσο μια δεδομένη κακοκαιρία θα καταλήξει σε δημιουργία κεραυνών είναι ακόμη στο επίπεδο της εικασίας, παρά τις γνώσεις των ερευνητών. «Όποτε περιμένουμε να είναι τέλειες όλες οι συνθήκες, έχουμε επιτυχία μόνο στις μισές περιπτώσεις», λέει ο Martin Uman.

Πρώτα η ασφάλεια Σε γενικές γραμμές ο πύραυλος κατευθύνει

τον κεραυνό, αλλά όταν εκδηλώνονται οι δυνάμεις της φύσης δεν υπάρχουν εγγυήσεις, έτσι οι διαδικασίες ασφαλείας είναι αυστηρότατες. Στη διάρκεια των πειραμάτων απαγορεύεται αυστηρά η παραμονή σε εξωτερικό χώρο. Αντί γι’ αυτό οι ερευνητές κάθονται μέσα σε ασφαλή από τους κεραυνούς τρέιλερ. Η εκτόξευση του πυραύλου ελέγχεται με τη βοήθεια πεπιεσμένου αέρα, και όλη η επικοινωνία γίνεται μέσω καλωδίων οπτικών ινών γιατί το μέταλλο των συνηθισμένων καλωδίων μπορεί να οδηγήσει τον κεραυνό από το σημείο πρόσπτωσης προς το τρέιλερ. Η διαδικασία δεν ήταν σε τέτοιο βαθμό ελεγχόμενη όταν τη δεκαετία του 1960 Αμερικανοί ερευνητές δημιούργησαν για πρώτη φορά κεραυνό με πυραύλους που είχαν εκτοξευθεί από πλοίο στη θάλασσα. Η μέθοδος έγινε πιο ακριβής κατά τη δεκαετία του 1970, αλλά η έρευνα γνώρισε πραγματική ώθηση μόνο τα τελευταία 10 με 15 χρόνια. Παρ’ όλο που οι

SI 56-59_GR88_160697_Keraunoi3RΕ.indd 58

4/17/2013 4:22:25 PM

C. HOLMES/CORBIS/POLFOTO

Κάμερες συλλαμβάνουν τους κεραυνούς. Ένας κεραυνός διαρκεί ένα τέταρτο του δευτερολέπτου, κι έτσι οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει ειδικές κάμερες αρκετά υψηλών ταχυτήτων ώστε να τον συλλαμβάνουν. Οι μεγαλύτερες κάμερες χρησιμοποιούνται για τη φωτογράφηση της ακτινοβολίας Χ. Έχουν μέγεθος ψυγείου, βάρος 680 κιλά και μπορούν να τραβούν 10 εκατομμύρια φωτογραφίες ανά δευτερόλεπτο. Κατά συνέπεια, συλλαμβάνουν λεπτομέρειες που δεν φαίνονται με γυμνό μάτι. Η κάμερα είναι καλυμμένη με παχιές μολύβδινες πλάκες, ως προστασία από τις ακτίνες Χ. Οι ακτίνες αυτές μπορούν να εισέλθουν στην κάμερα μέσω μιας μικρής οπής διαμέτρου 7,5 εκατοστών, η οποία εστιάζει σαν μια παλαιού τύπου φωτογραφική μηχανή οπής.

ερευνητές σημείωσαν σημαντική πρόοδο σε σύντομο χρονικό διάστημα, παρά το γεγονός πως οι κεραυνοί έχουν αφαιρέσει χιλιάδες ανθρώπινες ζωές και κάθε χρόνο προξενούν ζημιές δισεκατομμυρίων, οι σχετικές με αυτούς γνώσεις μας εξακολουθούν να είναι πολύ επιφανειακές. Οι ερευνητές θα προσπαθήσουν να δώσουν απαντήσεις σε ερωτήματα όπως: «Πώς δημιουργείται ο κεραυνός;», «Πώς κινείται εντός του αέρα;» και «Πώς “διαλέγει” σε ποιο σημείο θα χτυπήσει;». Τα αποτελέσματα από τη Φλόριντα είναι το πρώτο βήμα που ανοίγει δρόμο στην προστασία κτιρίων, ηλεκτρικών καλωδίων και αεροδρομίων από τους κεραυνούς, ενώ παρουσιάζεται η δυνατότητα να ελέγχεται το σημείο πρόσπτωσης. Πιστεύω ότι θα έρθει η ώρα που θα προβλέπουμε πού θα πέφτει ο κεραυνός, αλλά απ’ ό,τι προβλέπω όχι νωρίτερα από 50 χρόνια», λέει ο Martin Uman.

ΟΣ

Μόλις ο κεραυνός έρχεται σε επαφή με το έδαφος δημιουργείται ένας «επιστρεφόμενος» κεραυνός ο οποίος κατευθύνεται προς τα επάνω. Σε σπάνιες περιπτώσεις δημιουργούνται αστραπές που ξεκινούν από την κορυφή ψηλών κτιρίων ή από τηλεοπτικές κεραίες και κινούνται προς τα επάνω. Ο κεραυνός δεν χτυπά ποτέ δύο φορές στο ίδιο σημείο.

ΛΑΘ

ΟΣ

Οι κεραυνοί χτυπούν συχνά στο ίδιο σημείο και ειδικά όπου υπάρχει ψηλό κτίριο, όπως είναι το Empire State Building που το χτυπά κεραυνός περίπου 100 φορές ανά έτος.

ΣΩΣΤ Δεν πρέπει να μιλάμε σε Ο τηλέφωνο σταθερής τηλεφωνίας όταν ξεσπούν κεραυνοί. Όταν ο κεραυνός χτυπά σπίτι, κινείται μέσα από όλα τα συνδεδεμένα με ρεύμα καλώδια. Συνήθως η ενέργεια αυτή απορροφάται, αλλά τα τελευταία 25 χρόνια, και μόνο στις ΗΠΑ, έχουν σκοτωθεί 25 άνθρωποι επειδή μιλούσαν στο σταθερό τηλέφωνο. Ο κεραυνός χτυπά μόνο όταν βρέχει κι έχει σύννεφα.

ΛΑΘ

ΟΣ

Ο κεραυνός μπορεί να χτυπήσει πολλά χιλιόμετρα μακριά από την κακοκαιρία. Το φαινόμενο είναι γνωστό ως «κεραυνός εν αιθρία». Στην περίπτωση αυτή, η αστραπή δημιουργείται στην πάνω μεριά του σύννεφου αλλά κινείται οριζόντια μέχρι και δέκα χιλιόμετρα και στη συνέχεια χτυπά στο έδαφος.

ΛΑΘ

Τα λάστιχα του αυτοκινήτου το προστατεύουν από τον κεραυνό.

ΟΣ

Ένα αυτοκίνητο αποτελεί προστασία κατά του κεραυνού αλλά δεν είναι τα λάστιχα των τροχών αυτά που προστατεύουν τους επιβάτες. Τους προστατεύουν η οροφή και οι πλευρές του αυτοκινήτου γιατί ο κεραυνός θα κινηθεί μέσω του μεταλλικού αμαξώματος και από εκεί θα περάσει στο έδαφος.

Κ ΣΤΟΝΑΝΕ ΤΕΣΤ ΕΑΥΤΟ ΣΟΥ 1. Πόσο υ τίζουν ος κεραυνούς αιχ ι ερευνη μ τές ετησ αλω5–10 ίως; 10–20 2. Πόσε 15–30 ςφ χτυπά κ ορές το χρόνο το Emp εραυνός ire State Buildin g; 50 100 200 φορ 3. Συνή ές θω ένας κε ς πόσο διαρκ ραυνός εί ; 0,25

SI 56-59_GR88_160697_Keraunoi3RΕ.indd 59

ΛΑΘ

Η αστραπή κινείται πάντα από επάνω προς τα κάτω.

Στη Νέα Υόρκη, το ύψους 443 μέτρων ύψους Empire State Building χτυπιέται από κεραυνούς 100 φορές το χρόνο. Ειδικά κατασκευασμένες κάμερες φιλμάρουν τους κεραυνούς από ένα παρατηρητήριο.

μύθοι για τις αστραπές

Print: lku Status: 862 - Generer PDF + Print Layout:NB Red.sek:CN

UNIVERSITY OF FLORIDA

1,0

1,5 δευτε

ρόλεπτα

4/17/2013 4:22:33 PM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

3D ΕΚΤΥΠΩΤΗΣ Μοιάζει με καθαρή μαγεία όταν ένας 3D εκτυπωτής μετατρέπει σχέδια σε απτά αντικείμενα. Με σκόνη, κάποιο συνδετικό μέσο, λέιζερ και μεταλλικό σύρμα, ο τρισδιάστατος εκτυπωτής μπορεί να δημιουργεί αντικείμενα με βάση ένα σκίτσο ηλεκτρονικού υπολογιστή. Σήμερα τα πάντα σχεδόν μπορούν να εκτυπωθούν σε 3D. Από εξαρτήματα ακουστικών βαρηκοΐας μέχρι συνθετικά όργανα ή τμήματα αεροπλάνου.

προστατευτικό κάλυμμα

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1. ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΕ Η/Υ Ένα μοντέλο του προς εκτύπωση αντικειμένου σχεδιάζεται με ένα 3D πρόγραμμα. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής μετατρέπει το σχέδιο σε format STL, το οποίο χρησιμοποιεί έναν τύπο τριγώνων για να διαιρέσει το σχέδιο σε λεπτούς δίσκους που μπορεί να «κατανοήσει» ο 3D εκτυπωτής. Κάθε δίσκος του σχεδίου λειτουργεί ως οδηγία για το στόμιο του εκτυπωτή, ο οποίος διευθύνεται με τρόπο ώστε να φτιάχνει ένα στρώμα κάθε φορά.

κεφαλή εκτύπωσης δίσκος πυθμένα

31 32 33

ΠΟΡΤ

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

Επαναστατική εφεύρεση

ΡΕΤΟ

Το 1984 ο 45χρονος Αμερικανός Chuck Hull εργάζεται στον ελεύθερο χρόνο του για την ανάπτυξη μιας τεχνολογίας η οποία θα επιτρέπει να εκτυπώνονται αντικείμενα με βάση μια ψηφιακή εικόνα. Το 1986 κατοχυρώνει την ευρεσιτεχνία για μια πρωτόλεια μέθοδο που την ονομάζει στερεολιθογραφία. Στην αίτηση που κατοχυρώνει την ευρεσιτεχνία περιγράφει την εφεύρεση ως «μια συσκευή παραγωγής τρισδιάστατων προϊόντων». Στη συνέχεια ιδρύει την εταιρεία 3D Systems και αρχίζει να πουλά 3D εκτυπωτές. Σήμερα ανήκουν στον Hull πάνω από 60 πατέντες, ενώ η 3D Systems }είναι μια από τις μεγαλύτερες εταιρείες εκτυπωτών 3D στον κόσμο.

αποθήκη

46 47 48 49 50 51 52 53 54

Από την ιδέα στην πράξη 1984: Ο Αμερικανός Chuck Hull δημιουργεί τη στερεολιθογραφία, την πρώτη μέθοδο εκτύπωσης αντικειμένων σε 3D.

55 56 57 58

1993: Το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης στις ΗΠΑ αποκτά την ευρεσιτεχνία μιας νέας μεθόδου εκτύπωσης σε τρεις διαστάσεις. Θυμίζει αυτήν που χρησιμοποιείται σε εκτυπωτές μελανιού.

1996: Ξεκινά το πρόγραμμα RepRap. Η σκέψη είναι να κατασκευαστεί ένας 3D εκτυπωτής που να εκτυπώνει ρεπλίκες του εαυτού του. Το πρόγραμμα αυτό συνεχίζεται.

2005: Λανσάρισμα του πρώτου εκτυπωτή 3D που παράγει αντικείμενα διαφόρων χρωμάτων. 2009: Η εταιρεία 3D Systems λανσάρει ένα νέο και σημαντικά μικρότερο 3D εκτυπωτή, που έχει σχεδόν το μέγεθος ενός φούρνου μικροκυμάτων. Είναι απλός στη χρήση και γίνεται σύντομα δημοφιλής σε πολλές εταιρείες.

Του Ib Salomon. Εικονογράφηση: Allan Højen/Frame One. Φωτογραφίες: Todd May/ZCorp, 3D Systems Corp, Universiteit Hasselt, Bathsheba Grossman, Oskay, WFIRM, Adrian Bowyer, Organovo

SI 60-61_GR88_160519_3Dektypotis3R.indd 60

4/17/2013 3:50:41 PM

κεφαλή εκτυπωτή

σκόνη

Ο εκτυπωτής 3D μπορεί να χρησιμοποιεί τα πάντα, από πλαστικό μέχρι ατσάλι και τιτάνιο. Ο εκτυπωτής παίρνει το υλικό από την στρώση σκόνης αποθήκη του. Εκεί το πλαστικό βρίσκεται έτοιμο υπό τη μορφή σκόνης και το μέταλλο συνήθως σε ρολά λεπτών συρμάτων. Όταν ο εκτυπωτής είναι έτοιμος να φτιάξει το πρωτότυπο από σκόνη πλαστικού, η κεφαλή του τοποθετεί την πρώτη στρώση και αρχίζει να «γράφει». 3. ΤΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΖΕΤΑΙ ΣΕ ΣΤΡΩΣΕΙΣ Ο εκτυπωτής «γράφει» σε δύο βήματα. Πρώτα τοποθετεί μια στρώση σκόνης και στη συνέχεια γράφει μέσα της με ένα συνδετικό μέσο που καθιστά τη σκόνη άκαμπτη. Ο δίσκος του πυθμένα χαμηλώνει και ο εκτυπωτής φτιάχνει μια νέα στρώση σκόνης. σκόνη

πρωτότυπο

δίσκος πυθμένα θάλαμος καθαρισμού

4. Ο ΕΚΤΥΠΩΤΗΣ ΕΡΓΑΖΕΤΑΙ Κάθε φορά που γράφεται μια στρώση, ο δίσκος του πυθμένα χαμηλώνει και αφήνει χώρο για μια νέα στρώση. Η διαδικασία μπορεί να διαρκέσει πολλές ημέρες αν το αντικείμενο έχει, για παράδειγμα, πολλά χρώματα. Στο τέλος, αποβάλλεται η σκόνη που δεν έχει χρησιμοποιηθεί και είναι έτοιμη για χρήση την επόμενη φορά.

Αξιοπερίεργα γεγονότα

Το 2011 μια 83χρονη Βελγίδα απόκτησε ολοκαίνουργια γνάθο η οποία είχε εκτυπωθεί με τη βοήθεια σκόνης τιτανίου. Η δική της γνάθος ήταν τόσο κατεστραμμένη από μια ασθένεια ώστε η γυναίκα δεν μπορούσε ούτε να μασήσει ούτε να μιλήσει. Η τετράωρη χειρουργική επέμβαση έγινε στο πανεπιστήμιο Hasselt του Βελγίου. Candyfab 4000 είναι το όνομα ενός εκτυπωτή 3D που χρησιμοποιεί θερμό αέρα για να εκτυπώνει φιγούρες από ζάχαρη. Οι φιγούρες είναι λίγο χοντροκομμένες αλλά η πρώτη ύλη είναι πολύ φθηνότερη από τη σκόνη μετάλλου, πλαστικού και ρητίνης. Το 2011 Άγγλοι ερευνητές δημιούργησαν μια παραλλαγή: έναν εκτυπωτή που χρησιμοποιεί σοκολάτα ως δομικό υλικό.

Print: hb Status: 860 - Er PDFet Layout:NB Red.sek:SBH

2. Ο ΕΚΤΥΠΩΤΗΣ ΓΡΑΦΕΙ ΜΕ ΤΑ ΠΑΝΤΑ

Σε 15-20 χρόνια οι εταιρείες βιοτεχνολογίας ίσως να μπορούν να λαμβάνουν ζωντανά κύτταρα και να τα χρησιμοποιούν για να εκτυπώνουν, για παράδειγμα, νέα όργανα. Το πλεονέκτημα είναι ότι το σώμα δεν θα αποβάλλει το όργανο γιατί αυτό θα φτιάχνεται από τα ίδια τα κύτταρά του.

5. ΤΟ ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΚΑΘΑΡΙΖΕΤΑΙ Το πρωτότυπο καθαρίζεται όταν πια έχει ολοκληρωθεί η εκτύπωση – τις περισσότερες φορές ο καθαρισμός γίνεται με διαβρωτικό υγρό το οποίο απομακρύνει τα υπολείμματα σκόνης. Στη συνέχεια, τα εκτυπωμένα αντικείμενα συχνά πρέπει να υφίστανται σκλήρυνση. Στο τέλος, ο εκτυπωτής καθαρίζεται και είναι έτοιμος για την επόμενη εκτύπωση.

Η Bathsheba Grossman είναι μια καλλιτέχνιδα που έχει ασπαστεί στο έργο της τους 3D εκτυπωτές. Εκτυπώνει γλυπτά και κοσμήματα χρησιμοποιώντας, μεταξύ άλλων, μπρούντζο και ατσάλι. Εκτυπώνει σε 3D γιατί μπορεί να δημιουργεί μορφές που διαφορετικά είναι αδύνατον να κατασκευάσει.

2010: Η αμερικανική εταιρεία Organovo παρουσιάζει αιμοφόρα αγγεία που με τη βοήθεια ζωντανών κυττάρων εκτυπώνονται σε βιοεκτυπωτή. Το όραμα είναι να γίνει εφικτή η εκτύπωση «ανταλλακτικών» για ανθρώπους.

2011: Μηχανικοί του βρετανικού πανεπιστημίου του Southampton παρουσιάζουν ένα αεροπλάνο-μοντέλο που μπορεί να πετάει. Όλα τα μέρη του αεροπλάνου έχουν δημιουργηθεί με 3D εκτυπωτή.

SI 60-61_GR88_160519_3Dektypotis3R.indd 61

4/17/2013 3:51:01 PM

1 2 3 4 5

Το μητρικό γάλα εξελίχθηκε στη διάρκεια εκατομμυρίων ετών ώστε να ανταποκρίνεται ακριβώς στις ανάγκες του νεογνού. THINKSTOCK

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Το καλύτερο

ενεργειακότουποτό κόσμου Το μητρικό γάλα είναι μια καταπληκτική εφεύρεση της εξέλιξης που προστατεύει το βρέφος από πολλές ασθένειες. Στις ΗΠΑ μάλιστα έχει στηθεί ολόκληρη βιομηχανία, με ορισμένες μητέρες να πουλούν γάλα σε άλλες υπό συνθήκες σκληρού ανταγωνισμού με τις τράπεζες γάλακτος.

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

Στη διάρκεια της εξέλιξης του ανθρώπου η φύση προσάρμοσε το μητρικό γάλα στις ιδιαίτερες ανάγκες των νεογνών. Το περιεχόμενό του σε θρεπτικές ουσίες είναι καθορισμένο έτσι ώστε η μητέρα να προσφέρει στο παιδί της το καλύτερο δυνατό ξεκίνημα στη ζωή του. Καμιά συνθετική ουσία δεν παρέχει στο παιδί την προστασία που του παρέχει το μητρικό γάλα. Παρ’ όλο που οι γαλακτοπαραγωγοί έχουν επενδύσει πολλά χρήματα στην ανάπτυξη του γάλακτος ως προϊόντος, δεν κατάφεραν να αντιγράψουν τη σύσταση του μητρικού γάλακτος σε θρεπτικές και ανοσοποιητικές ουσίες. «Το μητρικό γάλα είναι γεμάτο πρωτεΐνες και ορμόνες που θρέφουν και ταυτόχρονα προστατεύουν το βρέφος από τις ασθένειες. Περιέχει χιλιάδες “καλά βακτήρια” που θέτουν αμέσως σε λειτουργία ολόκληρο το πεπτικό σύστημα – κάθε συστατικό του μοναδικού αυτού κοκτέιλ ωφελεί με πολλούς τρόπους το παιδί», υποστηρίζει η Michelle McGuire, ερευνήτρια του πανεπιστημίου Washington State,

Της Lennart Kiil

SI 62-65_GR88_160385_Mitriko gala3RΕ.indd 62

με αντικείμενο τη διατροφή και τα οφέλη του μητρικού γάλακτος. Το μητρικό γάλα παρέχει στο παιδί υγιέστερη εντερική χλωρίδα από εκείνη που δημιουργεί-

Κάθε συστατικό του μοναδικού αυτού κοκτέιλ ωφελεί με πολλούς τρόπους το παιδί». Michelle McGuire, ερευνήτρια με αντικείμενο το μητρικό γάλα ται με τα υποκατάστατά του. Επίσης μειώνει τον κίνδυνο εκδήλωσης αλλεργιών. Nεότερες έρευνες δείχνουν ότι μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο να γίνει κανείς αργότερα στη ζωή του υπέρβαρος ή να εκδηλώσει διαβήτη. Το σημαντικότερο όμως είναι ότι το μητρικό γάλα παρέχει την καλύτερη δυνατή προστασία εναντίον όλων των ειδών μολύνσεων κατά την πρώτη περίοδο μετά τη γέννηση που το παιδί είναι πιο ευάλωτο σε ασθένειες.

Ένα τέτοιο θαυματουργό ρόφημα έχει εξαιρετικά μεγάλη ζήτηση σε μια εποχή που ορισμένες μητέρες είναι αρκετά πολυάσχολες ώστε να θηλάζουν ή δεν είναι σε θέση να θηλάσουν επειδή τα παιδιά τους γεννήθηκαν πρόωρα. Για πολλούς αιώνες οι πλούσιες γυναίκες άφηναν τη διαδικασία του θηλασμού των παιδιών τους σε γυναίκες που προσλάμβαναν. Σήμερα όμως υπάρχουν τράπεζες γάλακτος που παρέχουν γάλα κυρίως σε πρόωρα γεννημένα ή ασθενή παιδιά. Η τελευταία εξέλιξη είναι οι ιστοσελίδες του διαδικτύου όπου γυναίκες πουλούν μητρικό γάλα απευθείας σε γυναίκες που το χρειάζονται. Ορισμένες γυναίκες παράγουν πολύ περισσότερο γάλα από αυτό που χρειάζονται τα παιδιά τους κι έτσι στις ΗΠΑ έχει στηθεί μια ολόκληρη βιομηχανία γύρω από αυτό το αγαθό.

Η μάχη για το μητρικό γάλα Το 2009 οι τράπεζες γάλακτος της Βόρειας Αμερικής προμήθευσαν τις ενδιαφερόμενες μητέρες με πάνω από 44.000 λίτρα μητρικού Science Illustrated Μάιος 2013

4/17/2013 4:17:28 PM

Μια μακρά σειρά ουσιών βρίσκονται σε πολύ υψηλότερη συγκέντρωση στο μητρικό γάλα απ’ ό,τι σε άλλους τύπους γάλακτος. Μεταξύ άλλων, αυτό σημαίνει πως το μητρικό γάλα: ΤΥ Ξ Η Σ ΤΗ Ν Α Ν Α Π Σ ΥΜ Β Α Λ Λ ΕΙ Ο Υ Κ Α Ι ΤΗ Σ Ο ΡΑ Σ Η Σ Λ ΤΟ Υ ΕΓ Κ ΕΦΑ

Το δοκοσαεξανοϊκό οξύ και το αραχιδονικό οξύ, DHA και AA αντιστοίχως, είναι σημαντικές λιπαρές ουσίες του μητρικού γάλακτος που βοηθούν στη σωστή ανάπτυξη της όρασης, του εγκεφάλου και του νευρικού συστήματος κατά το πρώτο χρονικό διάστημα της ζωής του παιδιού. Επίσης, τα λιπαρά αυτά οξέα είναι καθοριστικής σημασίας συστατικά σε όλες τις κυτταρικές μεμβράνες του σώματος του παιδιού.

ΝΟΥ Σ ΕΙ Β Λ ΕΝ Ν Ο ΓΟ Π Ρ Ο Σ ΤΑΤΕ Υ Ι ΕΝ ΤΕ ΡΑ ΚΑ

ΕΞ Ο Ν ΤΩ Ν ΕΙ

ΗΣΗ ΕΙ Σ ΤΗ ΔΟ Μ Σ YΝ ΕΙ Σ Φ ΕΡ Ο Υ Σ Υ Σ ΤΗ Μ ΑΤΟ Σ ΤΟ Υ Ν ΕΥ Ρ ΙΚ

Β Α Κ ΤΗ Ρ ΙΑ

Η λυσοζύμη και η λακτοφερίνη είναι ένζυ-

Η λακτόζη είναι ο σημαντικότερος και συ-

μα που βρίσκονται στο μητρικό γάλα σε πολύ μεγαλύτερη συγκέντρωση απ’ ό,τι σε άλλους τύπους γάλακτος. Εξοντώνουν βακτήρια καταστρέφοντας τα κυτταρικά τους τοιχώματα. Ειδικά η λακτοφερίνη βρίσκεται στο ωμό γάλα που παράγεται αμέσως μετά τη γέννηση.

χνότερα απαντώμενος υδατάνθρακας στο μητρικό γάλα. Δίνει ενέργεια στο παιδί και επενεργεί στη δόμηση του νευρικού συστήματος. Το ανθρώπινο μητρικό γάλα έχει σχεδόν τη διπλάσια συγκέντρωση λακτόζης σε σύγκριση με το αγελαδινό.

Ν ΕΙ ΤΟ Ν Κ Π Ρ ΟΛ Α Μ Β Α

Α Ρ Κ ΙΝ Ο

ΕΝ ΙΣ ΧΥ ΕΙ ΤΗ

Ν Α Ν Α Π ΤΥ Ξ

Print: lku Status: 860 - Er PDFet Layout:CEB Red.sek:RBP

CLAUS LUNAU

Το μητρικό γάλα εξοπλίζει το παιδί για όλη του τη ζωή

Η ανοσοσφαιρίνη Α (IgA) είναι μια ομάδα αντισω-

Η α-λακταλβουμίνη είναι μια πρωτεΐνη σε

μάτων που προστατεύουν βλεννογόνους και έντερα κατά των βλαβερών μικροοργανισμών. Η IgA βρίσκεται σε μεγάλη ποσότητα στο ωμό μητρικό γάλα τις ημέρες μετά τη γέννηση του παιδιού. Δημιουργεί ένα προστατευτικό στρώμα στο εντερικό του σύστημα μέχρι μέχρι να δομηθεί το ανοσοποιητικό του σύστημα το οποίο και θα αναλάβει την παραγωγή IgA. Μεταξύ άλλων, η ουσία αυτή προστατεύει από μολύνσεις των αυτιών και από την πνευμονία.

υψηλή συγκέντρωση στο μητρικό γάλα και μαζί με το ολεανικό οξύ στο στομάχι του παιδιού λαμβάνει μια μορφή που ονομάζεται HAMLET. Υπό τη μορφή αυτή η ουσία προσβάλλει καρκίνους σε πρωταρχική φάση της ανάπτυξής τους ενόσω το παιδί είναι μικρό. Το νεογνό που τρέφεται με μητρικό γάλα κινδυνεύει λιγότερο να εκδηλώσει λευχαιμία. Η πρωτεΐνη αυτή περιέχει και σημαντικά αμινοξέα.

O Επιδερμικός Αναπτυξιακός Παράγοντας (Epidermal Growth Factor) είναι μια κεντρική ορμόνη του μητρικού γάλακτος και παίζει σπουδαίο ρόλο στην ανάπτυξη πολλών τύπων ιστών. Η ορμόνη αυτή βοηθά επίσης στην επούλωση τραυμάτων όπως αυτά του κερατοειδούς χιτώνα. Η παρουσία EGF καθιστά ταχύτερο το μεταβολισμό της λακτόζης. Οι ερευνητές έχουν επίσης αποδείξει ότι η συγκέντρωση EGF αυξάνεται στο μητρικό γάλα γυναικών που έχουν γεννήσει πρόωρα.

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 62-65_GR88_160385_Mitriko gala3RΕ.indd 63

TONICTHEBROWN

γάλακτος –τέσσερις φορές μεγαλύτερη ποσότητα από εκείνη του 2000– και η ζήτηση αυξάνεται ραγδαία. Δεν μπορούμε να γνωρίζουμε πόσο μητρικό γάλα κυκλοφορεί στη μαύρη αγορά μέσω διαδικτύου, αλλά σήμερα χιλιάδες γυναίκες πουλούν ή δωρίζουν το δικό τους γάλα. Για τα περισσότερα σωματικά υγρά, όπως είναι το αίμα και το σπέρμα, ισχύει αυστηρή νομοθεσία σύμφωνα με την οποία απαγορεύεται να πωλούνται χωρίς να έχουν ελεγχθεί εργαστηριακά – αυτό ωστόσο δεν ισχύει για το μητρικό γάλα. Για το λόγο αυτό οι τράπεζες γάλακτος έχουν ανταγωνιστές που εμφανίζονται σε ιστοσελίδες όπως «Only The Breast» και «Eats On Feets», μέσω όπως οι γυναίκες μπορούν ελεύθερα να πουλούν ή να δωρίζουν το γάλα τους σε γυναίκες που δεν μπορούν να θηλάσουν. Έτσι οι τράπεζες γάλακτος δυσκολεύονται να βρουν δωρή-

ΩΜΟ ΓΑΛΑ

ΜΗΤΡΙΚΟ ΓΑΛΑ

Το μητρικό γάλα είναι λευκό και μοιάζει με το αγελαδινό, αλλά τις πρώτες μετά τον τοκετό ημέρες η μητέρα παράγει ωμό γάλα που είναι γεμάτο αντισώματα και καλείται «ρευστό χρυσάφι» λόγω του χρώματός του.

τριες. Το 2011 οι τράπεζες γάλακτος έκαναν από κοινού έκκληση στις μητέρες ώστε αυτές να δωρίζουν το γάλα τους μόνο στις τράπεζες. Ωστόσο η δωρεά γάλακτος από τις μητέρες προς τις τράπεζες απαιτεί μια δαιδαλώδη διαδικασία. Επίσης, ο βασικός εργαστηριακός έλεγχος και τα διοικητικά ζητήματα έχουν υψηλό κόστος για τις τράπεζες γάλακτος. Αυτό σημαίνει ότι ακόμα κι αν δεν πληρώνουν το γάλα που παρέχουν οι μητέρες, το γάλα των τραπεζών γάλακτος εξακολουθεί να είναι πιο ακριβό από εκείνο που αγοράζει κανείς απευθείας από τις μητέρες. Το 2010 η αμερικανική Yπηρεσία Tροφίμων και Ποτών (Food and Drug Administration) προειδοποίησε τους γονείς για τους κινδύνους του μη ελεγμένου γάλακτος από ομάδες προμήθειας μητρικού γάλακτος γιατί αυτό μπορεί να

4/17/2013 4:17:54 PM

«Μέχρι τώρα δεν έχουμε ενημερωθεί σχετικά με σοβαρά προβλήματα στο ζήτημα αυτό», λέει η Maria Armstrong.

1 2 3 4

Η ποιότητα του γάλακτος

5 6 7 8 9 10 11 12 13 D. SABANGAN/EPA/SCANPIX

14 15 16 17 18 19 20 21

Οι τράπεζες γάλακτος βρίσκονται κυρίως σε νοσοκομεία και έχουν σταθερές διαδικασίες χειρισμού του μητρικού γάλακτος σε ό,τι σχετίζεται με τη συγκέντρωση, τον έλεγχο την αποθήκευσή του.

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

περιέχει μικρόβια και να έχει αποθηκευτεί με λανθασμένο τρόπο. «Επικίνδυνοι ιοί όπως ο HIV μπορεί να μεταδοθούν μέσω του μητρικού γάλακτος, και είναι αδύνατον να γνωρίζουμε αν μια άγνωστη δωρήτρια είναι τοξικομανής ή κάνει χρήση φαρμάκων που μπορεί να βλάψουν το παιδί. Ως μητέρα, ερευνήτρια και υποστηρίκτρια του μητρικού γάλακτος δεν θα συνιστούσα την αγορά μη ελεγμένου μητρικού γάλακτος μέσω διαδικτύου. Είναι αρκετά εύκολο να αγοράσει κάποιος –ακόμα και μέσω διαδικτύου– από αξιόπιστες πηγές όπως είναι οι τράπεζες γάλα-

κτος που ελέγχουν τις δωρήτριες», λέει η Sandra Urdaneta-Hartmann, επικεφαλής του κέντρου έρευνας υγείας των γυναικών στο Drexel University College of Medicine. Η Maria Armstrong της οργάνωσης εθελοντών «Eats Οn Feets» υπογραμμίζει ότι ενημερώνουν τις μητέρες σχετικά με την προστασία τους από πιθανούς κινδύνους. Οι μητέρες πρέπει να ακολουθούν τους απαραίτητους κανόνες έτσι ώστε να εγγυώνται πως είναι ασφαλές το γάλα που δίνουν στα παιδιά τους, ανεξάρτητα από το αν είναι μητρικό γάλα άλλης γυναίκας ή κάποιο προϊόν που να το αντικαθιστά.

36 38

Μητρικό γάλα σε σούπα και παγωτό

39 40 41

Ακόμα και οι γαστρονόμοι ενδιαφέρονται για το μητρικό γάλα. Το 2008 ένα ελβετικό εστιατόριο έβαλε στο μενού του πολλές σος και σούπες μαγειρεμένες με μητρικό γάλα. Μητέρες πληρώθηκαν για να δώσουν το γάλα τους και το εστιατόριο παρουσιάστηκε ευρέως από τα μέσα ενημέρωσης. Οι υπηρεσίες τροφίμων δεν σταμάτησαν την πώληση μιας και το μητρικό γάλα δεν βρίσκεται στη λίστα των απαγορευμένων συστατικών. Ακόμα και στην Κίνα ή στις ΗΠΑ υπάρχουν εστιατόρια που έχουν χρησιμοποιήσει μητρικό γάλα. Το 2011 υπήρχε δυνατότητα ν’ αγοράσει κανείς παγωτό φτιαγμένο από μητριΒρετανός ζαχαροπλάστης πουλούσε κό γάλα. Ωστόσο αποσύρθηκε σύντομα το παγωτό «Baby Gaga», φτιαγμένο λόγω των παραπόνων που υπήρξαν. από μητρικό γάλα.

42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

SI 62-65_GR88_160385_Mitriko gala3RΕ.indd 64

C. DONHAUSER/EPA/SCANPIX

Η ζήτηση μητρικού γάλακτος οφείλεται σε πολλούς παράγοντες – μεταξύ αυτών είναι και η παραδοχή των επιστημόνων για τις αναρίθμητες επωφελείς ιδιότητές του. Εξάλλου, επίσημοι φορείς όπως η Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA), ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO) και άλλες υπηρεσίες συνιστούν να δίνεται στο παιδί αποκλειστικά μητρικό γάλα κατά τους πρώτους έξι μήνες της ζωής του, να συνεχίζουν με το θηλασμό οι γυναίκες μέχρι τη συμπλήρωση του πρώτου έτους του παιδιού τους και ν’ αρχίζουν να συμπληρώνουν σταδιακά τη διατροφή του και με άλλα τρόφιμα. Ωστόσο το ενδιαφέρον για το μητρικό γάλα αποτελεί μέρος μιας μεγαλύτερης κίνησης που εμμένει στο ότι το φυσικό είναι καλύτερο από το τεχνητό. Γι’ αυτό και οι μητέρες που πουλούν ή δωρίζουν το γάλα τους τονίζουν με έμφαση ότι τρέφονται υγιεινά μιας και οι διατροφικές συνήθειες σημαίνουν πολλά για τη σύσταση του γάλακτος. Για παράδειγμα, οι μητέρες που τρώνε συχνά λιπαρό ψάρι παράγουν γάλα με υψηλή περιεκτικότητα σε μακρά, πολυακόρεστα λιπαρά που είναι πολύ σημαντικά για την ανάπτυξη του εγκεφάλου του παιδιού. Πολλοί αγοραστές προτιμούν να θηλάζει η δωρήτρια το ίδιο το παιδί της, κάτι που τους εγγυάται ως ένα βαθμό ότι το γάλα θα είναι καθαρό και καλής ποιότητας. Παρά τον κίνδυνο που προκύπτει από την αγορά ή τη δωρεά του γάλακτος, υπάρχουν και αρκετά πλεονεκτήματα. Υπάρχει το επιχείρημα ότι το γάλα που προέρχεται από ομάδες ανταλλαγής μητρικού γάλακτος υπερέχει κατά πολύ του γάλακτος που προμηθεύουν οι τράπεζες γάλακτος. Επειδή αφενός αναμειγνύουν το γάλα πολλών γυναικών, έτσι ο αγοραστής δεν είναι σίγουρος για το αν οι δωρήτριες τρέφονται υγιεινά ή αν τρώνε πολύ ψάρι, αφετέρου παστεριώνουν το γάλα εξοντώνοντας έτσι και τα καλά βακτήρια. Τα βακτήρια του γάλακτος είναι εξίσου σημαντικά με τα άλλα συστατικά του. Στη διάρκεια εκατομμυρίων ετών το μητρικό γάλα εξελισσόταν ώστε να ικανοποιεί πλήρως τις ανάγκες του νεογνού – και μάλιστα έχει εξελιχθεί σε τέτοιο βαθμό ώστε η σύστασή του να αλλάζει σύμφωνα με το χρονικό διάστημα που περνάει από τη γέννηση του παιδιού. Οι ανάγκες του παιδιού αλλάζουν, δεν παραμένουν ίδιες με εκείνες των πρώτων ημερών όσο περνούν οι μήνες. Η περιεκτικότητα του μητρικού γάλακτος σε πρωτεΐνες είναι πολύ υψηλή τις πρώτες εβδομάδες και Science Illustrated Μάιος 2013

4/17/2013 4:17:58 PM

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 62-65_GR88_160385_Mitriko gala3RΕ.indd 65

Προοπτικές Αγελάδες παράγουν «μητρικό γάλα» Η επιστημονική ανακάλυψη των πολλών πλεονεκτημάτων του μητρικού γάλακτος άνοιξε τα μάτια των ερευνητών, οι οποίοι θέλησαν να συνδυάσουν την υψηλή παραγωγή αγελαδινού γάλακτος με τις ιδιότητες του ανθρώπινου μητρικού γάλακτος. Το 2011 μια κινεζική ερευνητική ομάδα κατάφερε να εισαγάγει ένα ανθρώπινο γονίδιο στο DNA μιας αγελάδας, και αργότερα μέσα στην ίδια χρονιά μια ομάδα Αργεντινών ερευνητών εισήγαγε δύο γονίδια. Ο τομέας αυτός της έρευνας είναι εντελώς καινούργιος, αλλά η μεγάλη ζήτηση μητρικού γάλακτος μπορεί να επιταχύνει τις εξελίξεις, καθώς αναμένονται μεγάλα κέρδη από τη δημιουργία αγελαδινού γάλακτος που θα θυμίζει το ανθρώπινο μητρικό γάλα. Η κινεζική ομάδα τοποθέτησε μέσα στο DNA της αγελάδας ένα ανθρώπινο γονίδιο που κωδικοποιεί το αντιβακτηριακό ένζυμο λυσοζύμη. Αυτό κάνει τις αγελάδες να σχηματίζουν 25 φορές περισσότερη λυσοζύμη απ’ ό,τι πριν. Απέχει πολύ από την παραγωγή λυσοζύμης του μητρικού γάλακτος, το οποίο περιέχει τρεις χιλιάδες φορές περισσότερη λυσοζύμη από το αγελαδινό γάλα, αλλά οι ερευνητές βήμα βήμα πλησιάζουν όλο και πιο πολύ στο να αποκτήσει το αγελαδινό γάλα τις ιδιότητες του μητρικού γάλακτος. Οι Αργεντινοί εισήγαγαν ένα επιπλέον γονίδιο που έχει παρόμοια λειτουργία και τώρα εργάζονται για την υψηλή παραγωγή «μητρικού γάλακτος».

Στο αργεντίνικο μοσχάρι εισήγαγαν δυο ανθρώπινα γονίδια για την παραγωγή λακτοφερίνης και λυσοζύμης οι οποίες καταπολεμούν τα βακτήρια.

5 EPA/SCANPIX

προσοχή τους στην α-λακταλβουμίνη. Η ουσία αυτή βρίσκεται σε μεγάλη ποσότητα στο μητρικό γάλα. Σε μια ειδική μορφή της που ονομάζεται HAMLET, προκύπτει όταν αυτή βρεθεί σε όξινο περιβάλλον και εξοντώνει καρκινικά κύτταρα όπως αυτά των εγκεφαλικών όγκων. Ερευνητές του πανεπιστημίου Western Australia κατάφεραν πρόσφατα να καλλιεργήσουν βλαστοκύτταρα απομονωμένα από μητρικό γάλα. Τα νέα αυτά βλαστοκύτταρα μπορούν, όπως και τα προερχόμενα από έμβρυο βλαστοκύτταρα, να εξελιχθούν σε πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων του οργανισμού. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα βλαστοκύτταρα που προέρχονται από έμβρυο, τα προερχόμενα από μητρικό γάλα βλαστοκύτταρα είναι εύκολο να ληφθούν σε μεγαλύτερη ποσότητα και είναι λιγότερα τα ηθικά διλήμματα που προκύπτουν από τη χρησιμοποίησή τους μιας και αποφεύγεται η σχετιζόμενη με το έμβρυο εργασία. Η προσφάτως ανακαλυΩς μητέρα, ερευνήτρια και υποστηρίκτρια φθείσα δυνατότητα που του μητρικού γάλακτος δεν θα συνιστούσα προκύπτει από το μητριτην αγορά μη ελεγμένου μητρικού γάλακτος». κό γάλα πιθανόν να αυξήσει τη ζήτηση των ζωογόSandra Urdaneta-Hartmann, ερευνήτρια του Drexel University College νων σταγόνων του. Η έρευνα από τη μία πλευρά και, από την άλλη το ενδιαφέρον που δείχνουν οι ασθενείς ενήλικες που περιέχει προβιοτικά, δηλαδή βακτήρια του συμβάλλουν στην αύξηση της ζήτησης μητριτύπου εκείνου που κρατά σε λειτουργία το στοκού γάλακτος. Δεν είναι μόνο ότι ορισμένες μάχι και το έντερο. Οι θρεπτικές ουσίες που ουσίες που περιέχει το γάλα μπορεί να καταυπάρχουν στο ωμό γάλα είναι τέτοιου είδους πολεμήσουν τον καρκίνο. Είναι επίσης πιθαώστε το νεογνό να μπορεί να τις προσλαμβάνει νόν να έχουν ωφέλεια από το μητρικό γάλα απευθείας για να μεγαλώνει σωστά και γρήγορα ασθενείς πριν και μετά τις μεταμοσχεύσεις τον πρώτο καιρό. Το ωμό γάλα, χάρη στις πολλές οργάνων. Ωστόσο δεν έχει γίνει ακόμα εκτεωφέλιμες ιδιότητές του και στο κιτρινωπό χρώμα νής έρευνα πάνω στην επίδραση που έχει το του, ονομάζεται συχνά «ρευστό χρυσάφι». μητρικό γάλα στους ενήλικες, και υπάρχουν λίγες δωρήτριες που θέλουν να παρέχουν To μητρικό γάλα ως φάρμακο γάλα σ’ αυτή την κατηγορία δεκτών. Εφόσον μέσα στο μητρικό γάλα υπάρχουν ουσίες ωφέλιμες όχι μόνο για τα παιδιά αλλά Η μεγαλύτερη ζήτηση για μητρικό γάλα προέρκαι για τους ενήλικες, γίνονται εντατικές έρευχεται από μητέρες που δεν μπορούν ή που δεν νες σε σχέση με τη χρήση του στην καταπολέθέλουν να θηλάσουν τα παιδιά τους. Συχνά πρόμηση διαφόρων ειδών καρκίνου. Εδώ και κειται για βρέφη που έχουν γεννηθεί πρόωρα. πολύ καιρό οι ερευνητές έχουν διαπιστώσει Ορισμένες αμερικανικές ιστοσελίδες μέσα από ότι στα παιδιά που έχουν τραφεί με μητρικό τις οποίες προωθείται το μητρικό γάλα έχουν γάλα εκδηλώνονται λιγότερες περιπτώσεις αρχίσει να απευθύνονται και στην Ευρώπη. λευχαιμίας σε σχέση με τα παιδιά που μεγάΣτην Ευρώπη, όμως, το μητρικό γάλα δεν έχει λωσαν με υποκατάστατα μητρικού γάλακτος. μετατραπεί σε αγαθό προς δωρεά, πώληση ή Παράλληλα, οι γυναίκες που δεν θηλάζουν και αποστολή. Στην Ευρώπη οι περισσότερες γυδεν παράγουν γάλα είναι πιο ευάλωτες στο να ναίκες θηλάζουν τα παιδιά τους ή χρησιμοποιεκδηλώσουν καρκίνο του στήθους σε σχέση ούν υποκατάστατο μητρικού γάλακτος και, σε με τις γυναίκες που θηλάζουν. αντίθεση με ό,τι συμβαίνει με τις αμερικανικές τράπεζες γάλακτος, οι αντίστοιχες ευρωπαϊκές Το γεγονός αυτό οδήγησε τους ερευνητές στα συχνά πληρώνουν τις δωρήτριες. Κι έτσι το ίχνη μιας σειράς δραστικών ουσιών που εισέραμερικανικό μοντέλο δεν φαίνεται να μπορεί χονται απευθείας και καταπολεμούν τα καρκινινα ευδοκιμήσει στην Ευρώπη. κά κύτταρα. Οι ερευνητές εστιάζουν τώρα την

Print: lku Status: 860 - Er PDFet Layout:CEB Red.sek:RBP

οφείλεται κυρίως στα πολλά αντισώματα που προστατεύουν το παιδί από τις ασθένειες. Η ποσότητα αυτή μειώνεται σταδιακά στη διάρκεια της περιόδου του θηλασμού, ενώ ταυτόχρονα αυξάνεται η ποσότητα των υδατανθράκων. Το πρώτο μητρικό γάλα –που αρχίζει να παράγεται από τη μητέρα πριν από τη γέννηση του παιδιού– λέγεται ωμό γάλα ή πιο συχνά με τη λατινική του ονομασία: kolostrum. Το πρώτο αυτό γάλα παρέχει στο παιδί τροφή και προστασία μέχρι να δομηθεί το ανοσοποιητικό του σύστημα. Γι’ αυτό το ωμό γάλα περιέχει μεγάλη ποσότητα αντισωμάτων που προέρχονται από το ανοσοποιητικό σύστημα της μητέρας. Το ωμό γάλα παράγεται μόνο τις πρώτες ημέρες και δεν περιέχει σχεδόν καθόλου λιπαρά επειδή ο οργανισμός του νεογνού δεν μπορεί να τα αφομοιώσει προτού εγκατασταθεί η εντερική χλωρίδα. Σ’ αυτό ακριβώς βοηθάει το ωμό γάλα

4/17/2013 4:18:00 PM

1 2 3 4 5

Ψ Α Ι Δ ΑΑ

Ε Τ Α Τ ΕΥΣ

ΙΑ Ρ Η ΚΜ

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Στις 18 Μαρτίου 1998 ένα αυτοκίνητο της εταιρείας διανομής δεμάτων UPS αγνοώντας το περιεχόμενο παρέδωσε ένα πακέτο στη διεύθυνση του θύματος.

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Ο θάνατος ήρθε με τ ALAMY/THINKSTOCK

36 37 38

Σύμφωνα με τις μαρτυρίες των γειτόνων, ο 17χρονος Chris Marquis και η μητέρα του Sheila Rockwell ζουν στην πιο ασφαλή γειτονιά της περιοχής Fair Haven στην πολιτεία Βερμόντ. Το πράσινο σπίτι τους στον αριθμό 3 της οδού Washington βρίσκεται δίπλα στους σταθμούς της αστυνομίας και της πυροσβεστικής. Μια συννεφιασμένη ημέρα του Μαρτίου του 1998, όμως, θα αποδειχτεί ότι κανείς δεν ξέρει τι μπορεί να του συμβεί από τη μια στιγμή στην άλλη.

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 SPL/SCANPIX

SI 66-71_GR88_160804_Astynomiko4RΕ.indd 66

4/18/2013 2:50:03 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:PGH Red.sek:CN

ΠΑΓΙ∆Α ΘΑΝΑΤΟΥ: Η βόμβα-σωλήνας είναι ένας μεταλλικός κύλινδρος γεμισμένος με εκρηκτικά, όπως το μαύρο μπαρούτι. Ο σωλήνας είναι σφραγισμένος στα δύο άκρα με μπουλόνια ή παξιμάδια κι έχει εκρηκτικό καψούλι το οποίο ίσως είναι συνδεδεμένο με ωρολογιακό μηχανισμό και μια μπαταρία. Κατά την έκρηξη της αυτοσχέδιας βόμβας η πίεση από την εκρηκτική ύλη προκαλεί και την έκρηξη του σωλήνα. Οι βόμβες-σωλήνας είναι εξαιρετικά επικίνδυνες. Μπορεί να εκραγούν από ατύχημα επειδή η εκρηκτική ύλη εύκολα πυροδοτείται μόνη της από την τριβή.

Τεκμήριο

Χημική ανάλυση στα μπουλόνια

Τεκμήριο

Σύγκριση γραφικού χαρακτήρα

Αδιάψευστο πειστήριο

Διαγραφή του δελτίου αποστολής στον υπολογιστή

ALAMY

ε το ταχυδρομείο με αγορές, πωλήσεις και ανταλλαγές μεταχειρισμένου εξοπλισμού σε ραδιο-ερασιτέχνες. «Βόμβα είναι σίγουρα», του λέει αστειευόμενη η κοπέλα όταν εκείνος αρχίζει με το σουγιά του ν’ ανοίγει το δέμα. Την επόμενη στιγμή μητέρα και γιος έχουν πεταχτεί στο πάτωμα από μια δυνατή έκρηξη. Το δωμάτιο γεμίζει φλόγες και μέσα στους καπνούς η μητέρα προσπαθεί να πλησιάσει το τηλέφωνο και να ζητήσει βοήθεια. Αντιλαμβάνεται ότι το δεξί της πόδι δεν την ακολουθεί και πολλά δάχτυλα από το χέρι της λείπουν. Στρέφει πλάι της και βλέπει το γιο της σωριασμένο μέσα σε μια λίμνη αίματος. Αίμα τρέχει από το στομάχι και το πρόσωπό του, στη μεριά του γοφού του έχει δημιουργηθεί μια μεγάλη τρύπα. Σοκαρισμένη η μητέρα του ρωτά πόσο έχει τραυματιστεί, αλλά δεν παίρνει απάντηση. Ένα πολύ σιγανό βογγητό ακούγεται από το στόμα του. Αυτό που θυμάται στη συνέχεια η μητέρα είναι ότι δύο αστυνομικοί ορμούν στο δωμάτιο που είναι γεμάτο καπνούς. Καλούν ασθενοφόρο και μέχρι να καταφθάσει προσπαθούν να δώσουν τις πρώτες βοήθειες στο νεαρό. Ο υπολογιστής είναι μισολιωμένος, τα έπιπλα έχουν καταστραφεί, δύο μεγάλες τρύπες στο ταβάνι και το

3 PAUL FUSCO/MAGNUM PHOTOS

ο απόγευμα της Πέμπτης 18 Μαρτίου χτυπά το κουδούνι της εξώπορτας κι ένας υπάλληλος της εταιρείας UPS φέρνει ένα δέμα. Ύστερα από λίγο ο παραλήπτης πέφτει νεκρός και όλα γύρω είναι κατεστραμμένα. Ο Chris Marquis είναι ραδιο-ερασιτέχνης, αφοσιωμένος ψυχή και σώματι στο χόμπι του. Επικοινωνεί συνεχώς από το ραδιόφωνο με άλλους ερασιτέχνες από διάφορες αμερικανικές πόλεις, ιδιαίτερα δε με το κορίτσι του Cyndi McDonald που είχε γνωρίσει δυο χρόνια νωρίτερα μέσω του ερασιτεχνικού ραδιοφώνου. Το απόγευμα της 19ης Μαρτίου δεν διαφέρει από όλα τα άλλα απογεύματα. Ο Chris συζητά με το κορίτσι του όταν μπαίνει στο δωμάτιο η μητέρα του για να του αφήσει το πακέτο που του έχουν στείλει. Ο νεαρός ζητά από το κορίτσι του να παραμείνει για λίγο στο ακουστικό: «Περίμενε μια στιγμή, θ’ ανοίξω ένα νέο πακέτο», της λέει. «Τι είναι; Ποιος το έστειλε;» ρωτά με περιέργεια η Cyndi. Ο νεαρός της απαντά ότι δεν γνωρίζει την αποστολέα που λέγεται Samantha Brown από το Bucyrus του Οχάιο, αλλά πιθανώς περιέχει κάποιο ραδιοπομπό που θα πλουτίσει την ήδη μεγάλη συλλογή του. Ο Chris έχει φτιάξει μια μικρή ηλεκτρονική επιχείρηση

Η μητέρα του θύματος Sheila Rockwell κρατά φωτογραφία της με το γιο της Chris Marquis, ο οποίος σκοτώθηκε από αυτοσχέδια βόμβα τον Μάρτιο 1998.

5 Του Stine Overbye

SI 66-71_GR88_160804_Astynomiko4RΕ.indd 67

4/18/2013 2:14:38 PM

πηγή θερμότητας

Τεκμήρ ιο Θάλαμος ιονισμού Faneord

1 2

δείγμα

Η ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΒΟΜΒΑΣ

4 5 6

Με φασματοσκόπιο μάζας η αστυνομία έχει τη δυνατότητα να συγκρίνει θραύσματα βόμβας με υλικό που έχει βρεθεί στο σπίτι του υπόπτου. Το φασματοσκόπιο δείχνει τη μάζα και κατ’ επέκταση την ταυτότητα των ατόμων από τα οποία αποτελείται το υλικό.

ηλεκτρόνια

7 8 9

1. Θερμαίνεται

η ουσία που υπάρχει στο δείγμα και μετατρέπεται κατά κανόνα σε αέριο.

11 12 13 14 15 17

Τα άτομα του δείγματος, τα οποία είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, μετατρέπονται σε ιόντα με ηλεκτρικό φορτίο ώστε να μπορούν να επηρεαστούν από μαγνήτη.

18 19

23 24 25

CLAUS LUNAU/THINKSTOCK

20 22

επιταχυντής

2. Ιονισμός

3. Επιτάχυνση

4. Μαγνητικό πεδίο

5. Αποτέλεσμα

Τα νεοσχηματισμένα ιόντα καθώς βγαίνουν από το θάλαμο επιταχύνονται και η δέσμη τους μετατρέπεται σε ακτίνα με την επίδραση μαγνητικού πεδίου.

Τα ηλεκτρικά φορτισμένα ιόντα επηρεάζονται από το μαγνητικό πεδίο. Η μάζα των ιόντων διαπιστώνεται από το πόσο εύκολα παρεκκλίνουν από την πορεία τους.

Τα ιόντα συλλέγονται στον ανιχνευτή ο οποίος «διαβάζει» πόσα ιόντα έχουν σημειώσει παρέκκλιση και πόσα ιόντα με αντίστοιχη μάζα υπάρχουν στο δείγμα. ανιχνευτής

μαγνητικό πεδίο

4 ελαφρύ ιόν

βαρύ ιόν

26 27 28 29 30 31

Αρκεί μια ματιά από το παράθυρο για να διαπιστώσει κάποιος τις ζημιές που έπαθε το σπίτι του Chris Marquis από την αυτοσχέδια βόμβα.

32 33 34 35 36 37 38 39

πάτωμα δίπλα στο ετοιμοθάνατο αγόρι δείχνουν μεγάλη έκρηξη αυτοσχέδιας βόμβας-σωλήνα. Η μητέρα εξηγεί κλαίγοντας ότι ανατινάχτηκε ένα πακέτο όταν ο γιος της έσκυψε για να το ανοίξει. Ο Chris πεθαίνει από αιμορραγία μέσα στο ασθενοφόρο. Η μητέρα του επιβιώνει αλλά με σοβαρά τραύματα. Οι αστυνομικοί ρωτούν επανειλημμένα τη μητέρα για το όνομα του αποστολέα, αλλά δεν μπορεί να σκεφτεί ότι υπάρχει κάποιος που θα ήθελε το θάνατο του παιδιού της. Ο γιος της τής είχε αναφέρει ότι ένας νεαρός από την Ιντιάνα τον είχε απειλήσει να τον σπάσει στο ξύλο, κάποιον άλλον δεν γνώριζε. Ο φιλικός κύκλος του

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 54 55 56 57 58 59

PAUL FUSCO/MAGNUM PHOTOS

SI 66-71_GR88_160804_Astynomiko4RΕ.indd 68

Chris ήταν πολύ μικρός, σπάνια έβγαινε από το σπίτι. Η μητέρα του εξηγεί ότι έπασχε από σοβαρή πάθηση του αμφιβληστροειδούς και σιγά σιγά θα έχανε το φως του.

Το θύμα είχε πλαστή ταυτότητα

Η αστυνομία διαπιστώνει γρήγορα ότι ο νεαρός ραδιο-ερασιτέχνης είχε πάρα πολλούς εχθρούς. Το ηλεκτρονικό του ταχυδρομείο είναι γεμάτο εχθρικά και απειλητικά μηνύματα που του έχουν στείλει άτομα τα οποία είχε εξαπατήσει. Από την ηλεκτρονική αλληλογραφία προκύπτει ότι σε ιστοσελίδα εμφανιζόταν ως 27χρονος πατέρας, ιδιοκτήτης της επιχείρησης CB Shack. Με αυτή την πλαστή ταυτότητα είχε εξαπατήσει πάρα πολλούς πελάτες στον κύκλο των ερασιτεχνών που αγόραζαν, πουλούσαν ή αντάλλαζαν μεταχειρισμένους πομπούς, κεραίες, μικρόφωνα, αλλά σπανίως ήταν ευχαριστημένοι από τις συναλλαγές τους με την CB Shack. Σε ένα από τα μηνύματα που βρέθηκαν στον υπολογιστή του Chris επαναλαμβανόταν συχνά η ίδια κατηγορία: δεν είχε αποστείλει το προϊόν για το οποίο είχε προπληρωθεί. Πολλοί πελάτες τον αποκαλούσαν απατεώνα κι υπογράμμιζαν ότι τους οφείλει χρήματα. Συνήθως τους υποσχόταν προωθημένο εξοπλισμό αλλά τους έστελνε μεταχειρισμένους πομπούς για πέταμα. Πολλοί που είχαν προπληρώσει δεν είχαν λάβει τίποτε. Οι δυσαρεστημένοι πελάτες, οι οποίοι στα μάτια της αστυνομίας ήταν πιθανοί δράστες, δεν διαμαρτύρονταν μόνο με ηλεκτρονικά μηνύματα αλλά και στο διαδικτυακό φόρουμ των ραδιο-ερασιτεχνών. Πολλοί προειδοποιούσαν τους συναδέλφους τους. «Μη στέλνετε χρήματα σ’ αυτόν τον απατεώνα της CB Shack. Το Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 2:14:49 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:PGH Red.sek:CN

ΥΠΟΘΕΣΗ: Ο τόπος του εγκλήματος είχε καταστραφεί κυριολεκτικά από την έκρηξη της αυτοσχέδιας βόμβας κι αν υπήρχαν δακτυλικά αποτυπώματα είχαν εξαφανιστεί από τη μεγάλη θερμοκρασία της έκρηξης. Γι’ αυτό οι αστυνομικές αρχές μελέτησαν τα μπουλόνια που είχαν χρησιμοποιηθεί για να σφραγιστεί ο σωλήνας στις δύο άκρες. Με φασματομετρία της μάζας οι τεχνικοί διαπίστωσαν ότι η χημική σύνθεση των δύο μπουλονιών ήταν απολύτως η ίδια κι επομένως η πιθανότητα ήταν μεγάλη να προέρχονταν από τον ίδιο κατασκευαστή.

κονιορτοποιημένος άνθρακας

Το δακτυλικό αποτύπωμα εμφανίζεται στον κάλυκα όταν εκτεθεί σε 2.500 βολτ.

μόνο που θα γίνει είναι ότι θα τα χάσετε αλλά ίσως βάλετε μυαλό» έγραφε κάποιος.

Ψεύτικο το όνομα του αποστολέα

SI 66-71_GR88_160804_Astynomiko4RΕ.indd 69

Ανίχνευση αποτυπώματος

Science Illustrated Μάιος 2013

CONSOLITE FORENSICS

Ενώ οι ηλεκτρονικοί ερευνητές της εγκληματολογικής μελετούν τον υπολογιστή του θύματος, οι τεχνικοί εξετάζουν ό,τι έχει απομείνει από το δωμάτιο του νεκρού για να εντοπίσουν φυσικά ίχνη τα οποία θα μπορούσαν να τους οδηγήσουν στο δράστη. Το πάτωμα είναι γεμάτο θραύσματα του μεταλλικού σωλήνα, καλώδια, μπουλόνια της αυτοσχέδιας βόμβας. Το πρόβλημα είναι ότι όλα αυτά μπορεί να τα αγοράσει οποιοσδήποτε σε συνηθισμένα καταστήματα στις ΗΠΑ κι επομένως είναι αδύνατο να συνδεθούν με συγκεκριμένο άτομο. Ούτε η πληροφορία για τον αποστολέα του δέματος βοηθά στον εντοπισμό του δράστη. Το όνομα και η διεύθυνση είναι πλαστά. Επίσης κανένας από τους δυσαρεστημένους πελάτες του νεκρού δεν φαίνεται να μένει στο Mansfield (Οχάιο) από όπου σύμφωνα με τη UPS το δέμα παραδόθηκε γι’ αποστολή στις 18 Μαρτίου 1998. Το Βερμόντ είναι η πολιτεία της Αμερικής με τη χαμηλότερη εγκληματικότητα· δολοφονίες κι εγκλήματα βίας σπανίζουν. Την Παρασκευή 19 Μαρτίου 1998 όλα τα πρωτοσέλιδα αναφέρονται στη βομβιστική ενέργεια και τα συνεργεία των τηλεοπτικών σταθμών έχουν στηθεί έξω από το σπίτι του στον αριθμό 3 της οδού Washington. Όλη η Αμερική συζητά για την τρομερή ενέργεια που αφαίρεσε τη ζωή ενός νεαρού ερασιτέχνη. Η αστυνομία πιστεύει ότι η μεγάλη δημοσιότητα ίσως βοηθήσει στην εξιχνίαση του εγκλήματος. Ανώνυμος οδηγός φορτηγού τηλεφωνεί και λέει ότι ίσως υποπτεύεται ποιος είναι ο δράστης. Σε μπαρ είχε ακούσει

Ο φυσικός John Bond του πανεπιστημίου Leicester (Μ. Βρετανία) έχει εφεύρει αυτή τη μέθοδο. UNIVERSITY OF LEICESTER

Χάρη σε νέα τεχνική οι ειδικοί της εγκληματολογικής υπηρεσίας μπορούν σήμερα να εντοπίσουν δακτυλικά αποτυπώματα π.χ. σε σφαίρες, κάλυκες ή υπολείμματα βόμβας όπως στην περίπτωση της βόμβας-σωλήνα στο Βερμόντ. Τα δακτυλικά αποτυπώματα δημιουργούνται όταν το δέρμα αφήνει ίχνη ιδρώτα και λίπους σε κάποια επιφάνεια. Σε υψηλές θερμοκρασίες τα δακτυλικά αποτυπώματα καταστρέφονται. Η νέα μέθοδος εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι ο ιδρώτας, λόγω της αλατότητας που έχει, διαβρώνει τη μεταλλική επιφάνεια και δημιουργεί δακτυλικό αποτύπωμα το οποίο εμφανίζεται όταν το μέταλλο, π.χ. του κάλυκα, δεχτεί ηλεκτρική τάση 2.500 βολτ, ενώ ταυτόχρονα η επιφάνεια ψεκάζεται με λεπτή σκόνη άνθρακα. Η σκόνη κολλά στα μέρη όπου η υγρασία έχει διαβρώσει το μέταλλο και το δακτυλικό αποτύπωμα κάνει την εμφάνισή του.

συνάδελφό του να διαμαρτύρεται έντονα που τον είχε εξαπατήσει εταιρεία ηλεκτρονικού εμπορίου στο Βερμόντ. Λεγόταν Christopher Dean κι είχε ορκιστεί να εκδικηθεί τον απατεώνα λέγοντας ότι σκέφτεται είτε να πάει αυτοπροσώπως να τον δει «και να του δώσει ένα γερό μάθημα ή να του στείλει πακέτο και να τον αιφνιδιάσει».

Ύποπτος ο οδηγός φορτηγού

Ο 35χρονος Christopher Dean ζει με τη γυναίκα του Diana στο Pierceton της Ιντιάνα σε ένα πολύ περιποιημένο και τακτοποιημένο σπίτι με καλοκουρεμένο γρασίδι. Παρότι έχει πλήρη απασχόληση ως οδηγός φορτηγού,

4/18/2013 2:14:55 PM

ασχολείται και με tae-kwon-do, κυνήγι και παίζει γκολφ. Το αγαπημένο του χόμπι όμως είναι το ερασιτεχνικό ραδιόφωνο. Όπως πολλοί άλλοι ραδιο-ερασιτέχνες το χρησιμοποιεί για να συζητά με τους συναδέλφους του και ν’ ανταλλάζει πληροφορίες για οδικά έργα ή άλλα κυκλοφοριακά προβλήματα. Είναι ευχαριστημένος για τις αγορές ραδιοεξοπλισμού που έχει κάνει εκτός από μία περίπτωση. Τον Μάρτιο του 1998 τον είχε εξαπατήσει η επιχείρηση CB Shack και του είχε στείλει ραδιοπομπό για πέταμα αντί για τον προωθημένο εξοπλισμό που του είχαν υποσχεθεί σε αντάλλαγμα για τη συσκευή που ο ίδιος είχε αποστείλει στο Βερμόντ. Η όλη ιστορία τού είχε κοστίσει 400 δολάρια.

Οι υποψίες ενισχύονται

Μετά το ανώνυμο τηλεφώνημα η αστυνομία στρέφει την προσοχή της στον Christopher Dean. Την επομένη ο εργοδότης του, η εταιρεία μεταφορών Sprint North Supply Company, βεβαιώνει την αστυνομία ότι το δρομολόγιο του Christopher Dean περνούσε στις 18/3 από το Mansfield (Οχάιο) από όπου το δέμα είχε παραδοθεί στη UPS. Οι υποψίες ενισχύονται αλλά οι διωκτικές αρχές δεν έχουν συγκεκριμένες αποδείξεις. Ο Christopher Dean έχει λευκό ποινικό μητρώο, οι γείτονες τον θεωρούν πρόσωπο απόλυτης εμπιστοσύνης, είναι ένας νεαρός εξωστρεφής άντρας που έχει καλές σχέσεις με όλους. Ένας φίλος του διηγείται όμως ότι ο Dean είχε πέσει πρόσφατα θύμα απάτης ηλεκτρονικής επιχείρησης κι είχε γίνει τόσο έξαλλος

PAUL FUSCO/MAGNUM PHOTOS

Ερασιτεχνικό ραδιόφωνο CB Το CB είναι ζώνη ραδιοσυχνοτήτων πολιτών κι αποκαλείται συχνά walkie-talkie επειδή εξασφαλίζει επικοινωνίες διπλής κατεύθυνσης σε μικρές αποστάσεις. Χρησιμοποιείται συχνά από οδηγούς φορτηγών και ραδιοερασιτέχνες. Λειτουργεί κανονικά στα 27 MHz κι έχει 40 κανάλια στα AM και FM. Ήταν πολύ διαδεδομένο κατά τη δεκαετία του 1970 αλλά εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε όλον τον κόσμο.

Το θύμα της έκρηξης, ο Chris Marquis, είχε φτιάξει ένα μικρό συνεργείο επισκευής ραδιοπομπών στο υπόγειο του σπιτιού του. που έψαχνε στο διαδίκτυο να βρει πληροφορίες για την κατασκευή βόμβας. Ο φίλος του πάντως πιστεύει ότι ήταν εκρήξεις θυμού που δεν επρόκειτο να υλοποιηθούν. Οι ενδείξεις είναι τόσο πολλές που η αστυνομία αποφασίζει να κάνει έρευνα στο σπίτι και το γκαράζ του Christopher Dean. Βρίσκει διάφορα πράγματα που ίσως σχετίζονται με τη βομβιστική ενέργεια, όπως ένα πλαστικό χωνί με ίχνη μπαρουτιού, υλικό συσκευασίας παρόμοιο με εκείνο που υπήρχε στο μοιραίο δέμα κι ένα ανοιγμένο πακέτο με μπαταρίες σαν εκείνη που είχε χρησιμοποιηθεί στην αυτοσχέδια βόμβα. Ο Christopher

Τεκμήρ ιο

Ο ΓΡΑΦΙΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΑΣ ΑΠΟΚΑΛΥΠΤΕΙ Ο γραφικός χαρακτήρας είναι ατομικός και μοναδικός. Παρέχει στις αστυνομικές αρχές τη δυνατότητα να συνδέσουν το δράστη με έγγραφο το οποίο έχει βρεθεί στον τόπο του εγκλήματος. Οι ειδικοί μελετούν το σχήμα των γραμμάτων, το ύψος, τη φορά κι άλλα χαρακτηριστικά όπως πόσο μακριές είναι οι γραμμές των μ, ξ, ψ, αν τα γράμματα συνδέονται μεταξύ τους, αν α και ο είναι ανοιχτοί ή κλειστοί κύκλοι κ.λπ. Η απόσταση ανάμεσα στα γράμματα, τις λέξεις και τις γραμμές διαφέρει από άτομο σε άτομο κι αποτελεί ένδειξη ταυτότητας όταν η αστυνομία παραβάλλει το χειρόγραφο του υπόπτου με γραπτά που έχουν κατασχεθεί στο χώρο του εγκλήματος. Η ροπή της γραφής σε σχέση με τη νοητή ή πραγματική οριζόντια γραμμή, π.χ.

SI 66-71_GR88_160804_Astynomiko4RΕ.indd 70

ανοδική ή καθοδική, είναι καθοριστική. Το 19ο αιώνα αποκαλύφθηκαν κατ’ αυτόν τον τρόπο πλαστές υπογραφές του Αμερικανού προέδρου Abraham Lincoln. Οι παραχαράκτες δεν είχαν προσέξει ότι η υπογραφή του προέδρου είχε ανοδική κλίση.

ΥΠΟΘΕΣΗ: Όταν ο Christopher Dean παρέδωσε το πακέτο με την αυτοσχέδια βόμβα στην εταιρεία διανομής UPS στο Mansfield (Οχάιο) υπέγραψε μια απόδειξη. Η υπογραφή ήταν πλαστή, αλλά οι αναλύσεις των γραφολόγων αποκάλυψαν ότι ο γραφικός χαρακτήρας ανήκε στο δράστη.

Ο γραφικός χαρακτήρας είναι μοναδικός για κάθε άνθρωπο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως στοιχείο από τις διωκτικές αρχές. SHUTTERSTOCK

Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 2:15:04 PM

Dean αρνείται κάθε ανάμειξη. Κατά την ανάκριση αναφέρει ότι δεν γνωρίζει τον Chris Marquis ούτε είχε πάει ποτέ στο Βερμόντ, είναι νομοταγής πολίτης που φροντίζει την οικογένειά του και κάνει καλά τη δουλειά του.

Βρίσκεται το τεκμήριο

Οι τεχνικοί της αστυνομίας βρίσκουν στο σπίτι του κουτί με μπουλόνια και τα συγκρίνουν με εκείνα που είχαν χρησιμοποιηθεί στη βομβα-σωλήνα. Ταιριάζουν. Ίχνη από μπαρούτι στα μπουλόνια, την μπαταρία, το πλαστικό υλικό συσκευασίας δείχνουν ότι ο Christopher Dean είναι ο κατασκευαστής της βόμβας. Οι ειδικοί της ηλεκτρονικής έρευνας εγκλήματος βρίσκουν τελικά το αδιάψευστο τεκμήριο. Στον υπολογιστή του δράστη ανακτούν αρχείο με το πλαστό όνομα του αποστολέα της βόμβας: Samantha Brown, Bucyrus, Οχάιο. Ο Christopher Dean είχε συμπληρώσει ηλεκτρονικά το δελτίο αποστολής, είχε τυπώσει το έντυπο και στη συνέχεια είχε διαγράψει το αρχείο. Δεν ήξερε όμως ότι έστω κι αν είχε αδειάσει τον κάδο ανακύκλωσης το αρχείο υπήρχε στο σκληρό δίσκο κι οι ειδικοί της αστυνομίας το έφεραν χωρίς πρόβλημα ξανά στην επιφάνεια. Όταν τον φέρνουν αντιμέτωπο με αυτά τα στοιχεία, ο Christopher Dean ομολογεί το έγκλημα. Καταδικάζεται τον Φεβρουάριο του 2000 σε ισόβια κάθειρξη χωρίς δικαίωμα μείωσης της ποινής και σε αποζημίωση 50.000 δολαρίων στη μητέρα του θύματος Sheila Rockwell για το φόνο του παιδιού της και τις αναπηρίες που της προκάλεσε η βόμβα η οποία κατέστρεψε το γόνατό της και της αφαίρεσε το μεγαλύτερο μέρος του δεξιού χεριού.

Η ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ «ΔΕΙΧΝΕΙ» ΤΟ ΔΡΑΣΤΗ

Είναι πολύ δύσκολο να εξαφανιστούν ηλεκτρονικά αρχεία και μηνύματα έστω κι αν έχουν διαγραφεί. Οι ηλεκτρονικοί ερευνητές της αστυνομίας μπορούν να ανακτήσουν τα δεδομένα και να συλλέξουν ψηφιακά πειστήρια. Έστω κι αν ο χρήστης έχει διαγράψει το αρχείο, ακόμη και αν έχει αδειάσει τον κάδο ανακύκλωσης, δεν μπορεί να είναι βέβαιος ότι το έχει σβήσει. Οι ειδικοί της ηλεκτρονικής έρευνας εγκλήματος μπορούν να ανακτήσουν το αρχείο και ο λόγος είναι ο εξής: Όταν διαγράφουμε ένα αρχείο, δεν διαγράφεται το ίδιο το αρχείο στο σκληρό δίσκο αλλά διαγράφεται η καταχώρισή του από το ευρετήριο των αρχείων στο δίσκο.

Το διαγραμμένο αρχείο εξακολουθεί να βρίσκεται στο σκληρό δίσκο εωσότου, κάποτε στο μέλλον, γραφτούν αυτόματα επάνω του άλλα δεδομένα. Οι ηλεκτρονικοί ερευνητές διαθέτουν διάφορα προγράμματα για την ανάκτηση δεδομένων. Σε ορισμένες περιπτώσεις μάλιστα μπορούν να «ψαρέψουν» σβησμένα αρχεία ακόμη κι αν ο χρήστης έχει κάνει διαμόρφωση δίσκου (format) κι έχουν σβηστεί στοιχεία.

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:PGH Red.sek:CN

Τεκμήρ ιο

Ψηφιακός ντετέκτιβ αποκαλύπτει Με τη βοήθεια νέου ηλεκτρονικού προγράμματος ο ειδικός μπορεί να αναλύσει αν ένα άτομο λέει αλήθεια ή όχι σε γραπτό μήνυμα. Στο χώρο της εγκληματολογικής γραφολογίας έρχεται να προστεθεί νέα μέθοδος η οποία λέγεται ComPet κι έχει αναπτυχθεί από Ισραηλινούς ερευνητές του πανεπιστημίου της Haifa. Το σύστημα καταγράφει μεταξύ άλλων για πόσο διάστημα η γραφίδα παραμένει στον αέρα και αντίστοιχα πιέζει το χαρτί, μετρά το πάχος και το μήκος κάθε γραμμής του γραπτού. Τα χαρακτηριστικά αποκαλύπτουν αν το άτομο έχει γράψει κάτι που δεν αληθεύει.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ανάλυση του γραπτού θα συμπληρώσει το μηχάνημα του «μετρητή της αλήθειας». M. TRIPP/AP/POLFOTO

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 66-71_GR88_160804_Astynomiko4RΕ.indd 71

Ο Christopher Dean πίστευε ότι είχε σβήσει το αρχείο στον υπολογιστή, αλλά ο σκληρός δίσκος τον πρόδωσε.

ALAMY

ΥΠΟΘΕΣΗ: Στον υπολογιστή του Christopher Dean οι ειδικοί της ηλεκτρονικής έρευνας εγκλήματος βρήκαν αρχείο με το πλαστό όνομα του αποστολέα του δέματος όπως και τη διεύθυνση που είχε τυπώσει στο δελτίο αποστολής του δέματος. Ο δράστης το είχε διαγράψει οριστικά και από τον κάδο ανακύκλωσης, αλλά οι ειδικοί κατάφεραν να συλλέξουν το ψηφιακό τεκμήριο το οποίο συνδέει χωρίς αμφιβολία τον Christopher Dean με την αυτοσχέδια βόμβα κι αποτελεί το αδιάψευστο πειστήριο του εγκλήματος.

4/18/2013 2:15:14 PM

ΡΩΤΗΣΤΕ ΜΑΣ

ΝΤΑ ΜΗ ΑΠΑΙΣ Η Τ Σ Ι Π ΗΕ ΩΤΗΣΕ ΣΤΙΣ ΕΡ ΓΝΩΣΤΩΝ Α ΤΩΝ ΑΝ

Συντάκτης: Karen Grubbe & Morten Kjerside Poulsen

Πώς λειτουργεί το ανοσοποιητικό σύστημα; Ποια κύτταρα βοηθούν το σώμα μας να καταπολεμήσει τα βακτήρια; Πολλοί μηχανισμοί συνεργούν στο αμυντικό σύστημα του οργανισμού. «Στρατιώτες» είναι τα λευκά αιμοσφαίρια τα οποία σχηματίζονται από τα βλαστοκύτταρα του μυελού των οστών. Το σύστημα το οποίο υπερασπίζεται τον οργανισμό μας από τα παθογόνα χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: Ο έμφυτος αμυντικός μηχανισμός (έμφυτη ανοσία) είναι γενετικά προγραμματισμένος να αναγνωρίζει λοιμογόνους παράγοντες (αντιγόνα), όπως

τα βακτήρια και οι ιοί, και να τους επιτίθεται μόλις εισβάλλουν στο σώμα. Η προσαρμοσμένη ανοσοαπάντηση (επίκτητη ανοσία) δεν λειτουργεί την πρώτη φορά που παθογόνα επιτίθενται στον οργανισμό. Μετά την πρώτη επίθεση, όμως, ο μηχανισμός θυμάται τον εχθρό κι είναι έτοιμος να του επιτεθεί μόλις τον ξανασυναντήσει. Κατ’ αυτόν τον τρόπο λειτουργούν τα εμβόλια, τα οποία προκαλούν μόνιμη ή πρόσκαιρη ανοσία σε συγκεκριμένο νόσημα, ενεργοποιώντας μηχανισμό ανοσοαπάντησης.

Β-λεμφοκύτταρο

4. Νέο Β-λεμφοκύτταρο καταφθάνει, προσκολλάται στο βακτήριο και διεγείρεται από Βοηθητικά Τ-λεμφοκύτταρα.

SHUTTERSTOCK & HENNING DALHOFF

ΕΙΔΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΟΥΝ ΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ

Έμφυτη ανοσία

Επίκτητη ανοσία

Μακροφάγα κύτταρα απομονώνουν και καταστρέφουν τους εισβολείς.

Βοηθητικά Τ-λεμφοκύτταρα ενεργοποιούν τα Β-λεμφοκύτταρα.

NK κύτταρα (natural killer cells) καταστρέφουν, π.χ. ανοίγοντας τρύπες στη μεμβράνη τους, καρκινικά κύτταρα.

Τα Β-λεμφοκύτταρα παράγουν αντισώματα.

Κοκκιοκύτταρα, μακροφάγα, καταστρέφουν παράσιτα.

Πλασματοκύτταρο ή Β-κύτταρο τελεστής

Τα αντισώματα θυμούνται το λοιμογόνο παράγοντα (π.χ. κάποιον ιό κ.ο.κ.).

Θα αυξηθούν οι κυκλώνες λόγω της υπερθέρμανσης; «Wind shear»

ασθενείς κυκλώνες διασκορπίζονται από τον άνεμο προτού αρχίσουν να αναπτύσσονται

ισχυροί κυκλώνες δεν επηρεάζονται από τον άνεμο

Οι έντονες μεταβολές στην ταχύτητα και διεύθυνση των ανέμων διαλύουν μικρούς κυκλώνες.

Η υπερθέρμανση επηρεάζει την εμφάνιση και την ισχύ των τροπικών κυκλώνων επειδή ενεργοποιούνται από τα θερμά νερά της επιφάνειας των ωκεανών. Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία των νερών, οι κυκλώνες τροφοδοτούνται με περισσότερη ενέργεια και γίνονται ισχυρότεροι. Από ό,τι φαίνεται, όμως, λιγότερες τροπικές καταιγίδες θα έχουν τη δυνατότητα να εξελιχθούν στο μέλλον σε κυκλώνες επειδή όσο θερμαίνεται η θάλασσα τόσο ο ωκεανός αποκτά περισσότερη ενέργεια και επηρεάζει τους τροπικούς ανέμους. Όταν οι κυκλώνες είναι μικροί, διασκορπίζονται εύκολα από ισχυρούς ανέμους αν χτυπήσουν στο άνω και κάτω μέρος του κυκλωνικού συστήματος. Το φαινόμενο λέγεται wind shear (ξύρισμα του ανέμου) και σημαίνει διαφορές στην ένταση του ανέμου καθ’ ύψος, οι οποίες μπορεί να διαλύσουν μικρούς κυκλώνες επειδή εμποδίζουν την περιστροφική κίνηση.

N. LOH/REUTERS/SCANPIX & HENNING DALHOFF

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 72-77_GR88_160811_Rotiste mas3RΕ.indd 72

4/18/2013 2:18:31 PM

κτήριο μπαίνει στον οργανισμό, ο έμφυτος αμυντικός μηχανισμός αντιδρά κι ένα μακροφάγο κύτταρο καταστρέφει (φαγοκυτταρώνει) τον ανεπιθύμητο επισκέπτη.

Βακτήρια

Ποιες πόλεις έχουν το μεγαλύτερο πληθυσμό; 1. Σανγκάη · Κίνα

κάτοικοι: 17.836.133

Τ-λεμφοκύτταρο

2. Καράτσι · Πακιστάν

2. Το μακροφάγο κύτταρο

Κυτοκίνες

τοποθετεί δομή του βακτηρίου στην επιφάνειά του. Η προσαρμοσμένη ανοσοαπάντηση συντονίζεται τότε στην επίθεση.

κάτοικοι: 14.500.000

3. Κωνσταντινούπολη · Τουρκία

Αντισώματα

κάτοικοι: 13.120.596

4. Μουμπάι · Ινδία

Υποδοχέας TCR

κάτοικοι: 12.478.447

3. Ο Τ-κυτταρικός υποδοχέας (TCR) συνδέΒοηθητικό Τ-λεμφοκύτταρο

διαφοροποιείται σε α) κύτταρο μνήμης το οποίο εξασφαλίζει ανοσία στο συγκεκριμένο βακτήριο επειδή κατά την επόμενη επίθεση του εισβολέα θα τον θυμηθεί και θα ενεργήσει πολύ γρήγορα και β) σε Β-κύτταρο τελεστή ή πλασματοκύτταρο το οποίο παράγει αντισώματα για την εξολόθρευση του βακτηρίου.

Γιατί θέλουμε να ουρήσουμε;

SI 72-77_GR88_160811_Rotiste mas3RΕ.indd 73

6. Τα αντισώματα προσκολλώνται στο βακτήριο και το σημαδεύουν ώστε να αναγνωριστεί από μακροφάγα κύτταρα και φυσικούς φονιάδες και να εξολοθρευτεί.

Η Σανγκάη είναι η πολυπληθέστερη πόλη στον κόσμο. Στη μέτρηση του πληθυσμού δεν περιλαμβάνονται τα περίχωρα.

Πώς πετάει η μύγα στη βροχή; Η μύγα ζυγίζει 50 φορές λιγότερο από τη σταγόνα της βροχής αλλά επιβιώνει και σε δυνατές βροχοπτώσεις. Το βάρος της είναι τόσο μικρό που απελευθερώνεται ελάχιστη ενέργεια καθώς συγκρούεται με τη σταγόνα και η ταχύτητά της δεν μειώνεται. Η μύγα παρασύρεται κατά την πτώση αλλά σε κλάσμα του δευτερολέπτου, με φτερά και πόδια, ξαναβρίσκει την ελευθερία της και πετά μακριά.

D. DALE/SPL/SCANPIX

Όταν η ουροδόχος κύστη γεμίζει κατά 25-50% αρχίζει να στέλνει μηνύματα στον εγκέφαλο ότι είναι η ώρα να πάμε στην τουαλέτα. Μας προειδοποιεί ώστε να προλάβουμε προτού γεμίσει, οπότε δεν θα μπορούμε πια να την ελέγξουμε.

κάτοικοι: 11.716.000

SHUTTERSTOCK

ΜΙΚΡΕΣ & ΣΥΝΤΟΜΕΣ

Science Illustrated Μάιος 2013

5. Πεκίνο · Κίνα

εται στη δομή του βακτηρίου. Το Τ-λεμφοκύτταρο ενεργοποιείται και εξελίσσεται σε Βοηθητικό Τ-λεμφοκύτταρο το οποίο εκκρίνει διαβιβαστή, τις κυτοκίνες (πρωτεΐνες), για να ενεργοποιηθούν και να προστρέξουν άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού.

5.Το διεγερμένο Β-λεμφοκύτταρο διαιρείται και

ΤΟΠ

1. Όταν κάποιο βα-

Μακροφάγο κύτταρο

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:MV Red.sek:MKP

4/18/2013 2:19:04 PM

ΡΩΤΗΣΤΕ ΜΑΣ

Πόσο ζει ένα πρωτόνιο; Πειράματα δείχνουν ότι ο χρόνος ημιζωής των πρωτονίων είναι τουλάχιστον 1.034 χρόνια. Η διάρκεια της ζωής τους είναι ασύλληπτη αν αναλογιστεί κανείς ότι το σύμπαν υπάρχει μόλις 13,75 δισεκατομμύρια χρόνια.

Από πού προέρχεται το δηλητήριο των βατράχων;

800° C

SHUTTERSTOCK

Τα τοξικά είδη βατράχων έχουν εντυπωσιακά έντονα χρώματα για να προειδοποιούν τους εχθρούς ότι δεν είναι για φάγωμα! Οι δηλητηριώδεις βάτραχοι τρέφονται καθημερινά με δηλητηριώδη μυρμήγκια, τερμίτες και διάφορα αρθρόποδα. Το δηλητήριο των θυμάτων συγκεντρώνεται στο δέρμα των βατράχων και μπορεί να εκκριθεί σε περίπτωση ανάγκης.

Κοκκινόχρωμη φλόγα Πυρακτωμένα σωματίδια καπνιάς

1.000° C

Πορτοκαλοκίτρινο χρώμα Πυρακτωμένα σωματίδια άνθρακα

1.400° C

Το επίπεδο σύμπαν

Μπλε λάμψη Καύση πλούσια σε οξυγόνο

Σε δύο διαστάσεις η γεωμετρία του είναι επίπεδη, ισχύει δηλαδή η ευκλείδεια ή κλασική γεωμετρία, όπου οι παράλληλες γραμμές δεν τέμνονται ποτέ και το άθροισμα των γωνιών του τριγώνου είναι 180 μοίρες. Το επίπεδο σύμπαν έχει μηδενική καμπυλότητα.

Το κλειστό σύμπαν Η γεωμετρία που το διέπει είναι σφαιρική και έχει θετική καμπυλότητα, όπως η επιφάνεια μιας σφαίρας, όπου οι παράλληλες γραμμές συγκλίνουν και το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου υπερβαίνει τις 180 μοίρες.

Το ανοιχτό σύμπαν

Γιατί η φλόγα του κεριού είναι μπλε;

Η γεωμετρία του ανοιχτού σύμπαντος είναι υπερβολική και έχει αρνητική καμπυλότητα, όπως δηλαδή η επιφάνεια μιας σέλας. Σε αυτή την περίπτωση οι αρχικά παράλληλες γραμμές εντέλει αποκλίνουν, ενώ το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου είναι μικρότερο των 180 μοιρών.

Η γεωμετρία του σύμπαντος, που καθορίζει και τη μετέπειτα εξέλιξή του, εξαρτάται από τη συνολική ποσότητα της ύλης και ενέργειας που περιέχει. Εάν η ποσότητα αυτή είναι ίση με μια συγκεκριμένη «κρίσιμη» τιμή, τότε το σύμπαν είναι επίπεδο και θα διαστέλλεται επ’ άπειρον, με το ρυθμό διαστολής του να πλησιάζει το μηδέν σε

SI 72-77_GR88_160811_Rotiste mas3RΕ.indd 74

άπειρο χρόνο. Εάν η πυκνότητά του είναι μεγαλύτερη απ’ την κρίσιμη πυκνότητα, τότε το σύμπαν είναι κλειστό και σε πεπερασμένο χρόνο η διαστολή του θα σταματήσει και θα επακολουθήσει συστολή. Εάν τέλος η πυκνότητά του είναι μικρότερη απ’ την κρίσιμη πυκνότητα, τότε η διαστολή του θα συνεχίζεται επ’ άπειρον.

SHUTTERSTOCK

MARK GARLICK/SPL/SCANPIX

Ποια είναι η γεωμετρία του σύμπαντος;

Όταν ανάβουμε το κερί οι ατμοί της στεαρίνης αναμειγνύονται με το οξυγόνο του αέρα κι απελευθερώνουν θερμότητα. Ένα μέρος των μορίων που δημιουργούνται κατά τις χημικές αντιδράσεις εκπέμπει το μπλε φως που βλέπουμε σε ορισμένα σημεία της φλόγας. Το κερί μπορεί να καεί μόνο με μπλε λάμψη όταν υπάρχει πολύ οξυγόνο. Αυτό συμβαίνει στα πλάγια της φλόγας και κυρίως στο κάτω μέρος όπου απορροφάται διαρκώς νέο οξυγόνο καθώς τα θερμά προϊόντα της καύσης ανεβαίνουν προς τα επάνω.

Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 2:19:19 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:MV Red.sek:MKP

Ποιο είναι το μικρότερο θηλαστικό του κόσμου; Στη νοτιοδυτική Ταϋλάνδη ζει ένα είδος νυχτερίδας (Craseonycteris thonglongyai) που έχει μήκος 30 χιλιοστά και ζυγίζει 2 γραμμάρια – λόγω του μεγέθους της μάλιστα την αποκαλούν νυχτερίδα-μπάμπουρα.

Μέσα στο σώμα 2 πνευμονογαστρικό νεύρο

1. Μια αριστερή γροθιά επτά εκατοστά κάτω από τη δεξιά θηλή χτυπά το απροφύλακτο τμήμα του ήπατος και πιέζει τα δύο κατώτερα πλευρά επάνω του.

2. Το χτύπημα σπρώχνει με δύναμη προς τα πίσω το ήπαρ που βρίσκει στο πνευμονογαστρικό νεύρο, το οποίο ξεκινά από την κορυφή του νωτιαίου μυελού και εννευρώνει τα κυριότερα όργανα του σώματος. Η δέσμη των νεύρων διεγείρεται κι αρχίζει να εκπέμπει νευρικά σήματα. 3. Τα νευρικά σήματα οδηκαρδιά

γούν στη δραστική μείωση της καρδιακής συχνότητας και της πίεσης του αίματος. Ο πυγμάχος δεν μπορεί να σταθεί όρθιος και πέφτει κάτω.

Γροθιά στο συκώτι και το σπλήνα Το ήπαρ είναι το χημικό εργοστάσιο του σώματος. Βρίσκεται στη δεξιά πλευρά κάτω από το διάφραγμα, στο ίδιο επίπεδο με το κάτω τμήμα του στέρνου. Αν η γροθιά του αντιπάλου το χτυπήσει, το ήπαρ εκτινάσσεται προς τα πίσω και πιέζει τη μεγάλη δέσμη νεύρων που λέγεται πνευμονογαστρικό ή πλανητικό νεύρο, το οποίο μεταξύ άλλων ρυθμίζει τον καρδιακό ρυθμό. Πολλές σωματικές λειτουργίες παραλύουν αμέσως αλλά αντίθετα από άλλα νοκ άουτ το χτύπημα στο συκώτι δεν επηρεάζει τον εγκέφαλο. Ο αντίπαλος καταλαβαίνει αμέσως ότι ο αγώνας έχει λήξει.

SHUTTERSTOCK

ήπαρ

Τι είναι το upper cut;

NASA

Πώς κοιμούνται οι αστροναύτες; Ορισμένοι κοιμούνται αιωρούμενοι ελεύθερα, οι περισσότεροι όμως ξαπλώνουν σε ένα είδος υπνόσακου κυρίως επειδή θέλουν να αποφύγουν συγκρούσεις με διάφορα αντικείμενα ή συναδέλφους τους κατά τη διάρκεια του ύπνου. Οι υπνόσακοι είναι στερεωμένοι στους τοίχους, το πάτωμα ή την οροφή του διαστημόπλοιου ή του διαστημικού σταθμού. Προτού ξαπλώσουν δένουν και το μαξιλάρι στο κεφάλι τους για να μην τους φύγει. Ο διαστημικός σταθμός διαθέτει δύο κρεβατοκάμαρες που χωρούν ένα άτομο, είναι εφοδιασμένες με υπνόσακο κι έχουν ένα παράθυρο.

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 72-77_GR88_160811_Rotiste mas3RΕ.indd 75

ΜΙΚΡΕΣ & ΣΥΝΤΟΜΕΣ

Ποιος εφηύρε το τρακτέρ; Προηγήθηκε η ατμομηχανή, η οποία εμφανίστηκε στην Αγγλία τη δεκαετία του 1830. Το πρώτο σύγχρονο τρακτέρ εμφανίστηκε στην Αμερική το 1892, όταν ο John Froelich πειραματίστηκε με τη βενζινοκίνητη μηχανή ενός κυλίνδρου.

4/18/2013 2:19:33 PM

ΡΩΤΗΣΤΕ ΜΑΣ

Ποιος είναι ο μεγαλύτερος δορυφόρος; Ο μεγαλύτερος δορυφόρος του ηλιακού μας συστήματος είναι ο Γανυμήδης. Ο δορυφόρος του Δία είναι μεγαλύτερος από τον πλανήτη Ερμή κι έχει μέση ακτίνα

2.634 χλμ.

Πώς λειτουργεί η οθόνη αφής του κινητού;

ΜΙΚΡΕΣ & ΣΥΝΤΟΜΕΣ

Σε τι χρησιμεύουν τα φρύδια; Τα φρύδια και οι βλεφαρίδες εμποδίζουν κυρίως την υγρασία του προσώπου, π.χ. τον ιδρώτα, να εισχωρήσει στα μάτια. Τα φρύδια είναι σημαντικά και στην επικοινωνία μας με άλλους επειδή τα χρησιμοποιούμε για να εκφράσουμε συναισθήματα.

SI 72-77_GR88_160811_Rotiste mas3RΕ.indd 76

ηλεκτρικό πεδίο οθόνη αφής

2. Το άγγιγμα μεταβάλλει το ηλεκτρικό πεδίο. Αισθητήρες στις γωνίες καταγράφουν πόση απόσταση έχει καθένας τους από το σημείο επαφής και στέλνουν σήμα. 3. Με βάση τα σήματα των αισθητήρων, ο ελεγκτής υπολογίζει ακριβώς σε ποιο σημείο της οθόνης έγινε η επαφή.

1. Όταν το δάχτυλο αγγίζει

την οθόνη αφής ένα μέρος του ηλεκτρικού φορτίου μεταφέρεται σε αυτό.

σύστημα συντεταγμένων

4. Στέλνει την πληροφορία στο σύστημα το οποίο εκτελεί αυτό που ζητήσαμε.

GRAZVYDAS/THINKSTOCK & HENNING DALHOFF

Τα κινητά της τελευταίας γενιάς, γνωστά και ως έξυπνα τηλέφωνα, χρησιμοποιούν κυρίως οθόνες αφής που στηρίζονται στη λεγόμενη χωρητική τεχνολογία. Η επιφάνεια της οθόνης είναι καλυμμένη με αγώγιμο υλικό, συνήθως οξείδιο ινδίου-κασσίτερου, το οποίο λειτουργεί ως συμπυκνωτής και μπορεί να αποθηκεύσει ηλεκτρικό φορτίο. Όταν το δάχτυλο αγγίζει την οθόνη, ένα μέρος του ηλεκτρικού φορτίου μεταφέρεται σε αυτό, προκαλώντας μεταβολή του ηλεκτρικού πεδίου η οποία καταγράφεται από τους αισθητήρες.

GRAZVYDAS/THINKSTOCK

Τα μυστικά της Τεχνολογίας

Γιατί οι σκύλοι της αστυνομίας ονομάζονται «Κ-9»; Οι σκύλοι ανήκουν στην υποοικογένεια Caninae που περιλαμβάνει και άλλους στενούς συγγενείς τους όπως λύκους, τσακάλια και αλεπούδες. Στα αγγλικά η λέξη προφέρεται σήμερα ως «canine» (κέι νάιν) που σημαίνει και κυνόδοντας. Ο συνδυασμός του γράμματος Κ (κέι) και του αριθμού 9 (νάιν) είναι ηχητικά ο ίδιος. STEPHEN SHAVER

Science Illustrated Μάιος 2013

4/18/2013 2:19:38 PM

Print: slu Status: 860 - Er PDFet Layout:MV Red.sek:MKP

Είναι αλήθεια ότι ... ... κάποτε οι άνθρωποι νοίκιαζαν άλογα; μεία με τη μεγαλύτερη κίνηση εκατοντάδες άλογα άλλαζαν χέρια καθημερινά. Οι ιδιοκτήτες των πανδοχείων δεν είχαν κατά κανόνα δικά τους άλογα αλλά τα νοίκιαζαν από τρίτους που συνήθως δεν είχαν καλή φήμη. Αυτοί με τη σειρά τους νοίκιαζαν τα άλογα από άλλους που είχαν στάβλους σε άλλες διαδρομές. Ο ενοικιαστής είχε πάντα την ευθύνη να επιστρέψει το άλογο, τις περισσότερες φορές όμως το αναλάμβανε άλλος ταξιδιώτης που γύριζε πίσω. Θα λέγαμε ότι υπήρχε συνεργασία μεταξύ πανδοχείων και ενοικιαστών αλόγων, όπως μεταξύ ενοικιαστών αυτοκινήτων και μεγάλων ξενοδοχείων σήμερα. Είχαν δημιουργηθεί και πολλές εταιρείες που εξασφάλιζαν συγκοινωνίες με συγκεκριμένα δρομολόγια, στάσεις και εισιτήρια. Διέθεταν όμως δικά τους άλογα και πλήρωναν στις διανυκτερεύσεις μόνο για την τροφή και περιποίηση των ζώων.

Ο Hobson δεν άφηνε περιθώρια επιλογής Οι Άγγλοι χρησιμοποιούν συχνά την έκφραση Hobson’s choice όταν θέλουν να περιγράψουν μια κατάσταση όπου δεν υπάρχουν περιθώρια επιλογής. Ο Thomas Hobson, ιδιοκτήτης πανδοχείου, είχε αποφασίσει ότι ο ταξιδιώτης που ήθελε να αλλάξει άλογο δεν μπορούσε να διαλέξει αλλά ήταν υποχρεωμένος να πάρει εκείνο που περίμενε στη σειρά.

NATIONAL PORTRAIT GALLERY LONDON

Πώς οι άνθρωποι διένυαν μεγάλες αποστάσεις τα παλιά χρόνια; Πώς άλλαζαν τα άλογά τους; Προτού κάνει την εμφάνισή του ο σιδηρόδρομος οι μετακινήσεις γίνονταν με τα πόδια, με άλογα ή άλλα ζώα που έσερναν άμαξες. Οι Ρωμαίοι, για παράδειγμα, είχαν πανδοχεία και στάβλους κάθε 30-40 χιλιόμετρα, την απόσταση δηλαδή που μπορούσε να διανύσει κάποιος μέσα σε μία ημέρα. Στα πανδοχεία σταματούσαν για να φάνε, να κοιμηθούν και να αλλάξουν άλογα για να συνεχίσουν το ταξίδι την επόμενη ημέρα. Στην Ευρώπη και την Αμερική οι ταχυδρομικές άμαξες ακολουθούσαν συγκεκριμένες διαδρομές και άλλαζαν άλογα σε συγκεκριμένα μέρη, με αποτέλεσμα να ξεφυτρώνουν πάρα πολλά πανδοχεία και στάβλοι στα σταυροδρόμια με τη μεγαλύτερη κίνηση. Για να αποβεί κερδοφόρα η ενοικίαση αλόγων, ήταν σημαντικό να υπάρχουν συνεχώς πελάτες. Στα ση-

Η ταχυδρομική άμαξα δεν σταματούσε στα πανδοχεία, άλλαζε απλώς άλογα και συνέχιζε το ταξίδι. Τα πανδοχεία έκαναν χρυσές δουλειές καθώς πεινασμένοι και κουρασμένοι επιβάτες κατέφθαναν συνεχώς με τις άμαξες. Οι ταξιδιώτες χρησιμοποιούσαν καθημερινά εκατοντάδες άλογα για να μετακινηθούν στις πιο συνηθισμένες διαδρομές.

Science Illustrated Μάιος 2013

SI 72-77_GR88_160811_Rotiste mas3RΕ.indd 77

Οι έμπειροι αμαξάδες μπορούσαν να ζέψουν άλογο μέσα σε πέντε λεπτά.

BRIDGEMAN ART LIBRARY

Οι πλούσιοι είχαν δικά τους άλογα και άμαξες σταθμευμένες στα πανδοχεία απ’ όπου περνούσαν συχνά.

4/18/2013 2:19:55 PM

ΤΕΣΤ 1 2 3 4 5 6

Συντάκτες: Helene Rosenstand & Erik Wied. Εικονογράφηση: Cecilia Brøgger

8 9 10

Ποιοι σπάγκοι σχηματίζουν κόμπο αν τραβηχτούν οι άκρες τους;

3 Πώς συσχετίζονται οι κάτω

11 12

2 Υπάρχουν πολλοί δρόμοι από πάνω

προς τα κάτω που φτιάχνουν τη λέξη ABRACADABRA. Δείχνουμε έναν απ’ αυτούς. Πόσοι είναι συνολικά;

15 16

6 2

18 19

αριθμοί με τους επάνω και ποιος είναι ο τελευταίος αριθμός στην κάτω σειρά;

5 Ποιο ψάρι-δόλωμα θα

21 22 23

Ποιο είναι το κλειστό χαρτί;

είναι στον κενό χώρο; 5

;

24 5

25 26

28 29

Μάντεψε τι παριστάνει η εικόνα

32 33

ΣΥΝΘΕΤΙΚΟ ΔΕΡΜΑ

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 45 46

1 VALENTINA TERESJKOVA

47 48 49 50 51 52 53 ARCHIVE

54 56

ΙΧΝΟΣ ΣΤΗ ΣΕΛΗΝΗ

ΤΑΡΑΤΣΕΣ ΟΡΥΖΩΝΩΝ

Οι «ταράτσες» των ορυζώνων στην περιοχή Cordillera των Φιλιππίνων κατασκευάστηκαν πριν από 2.000 χρόνια και χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα. Το 1995 οι «ταράτσες» αυτές ανακηρύχτηκαν τόπος παγκόσμιας κληρονομιάς.

Μάντεψε ποια είναι η πρωτοπόρος

Το ίχνος της πατημασιάς του Οι γιατροί έχουν αρχίσει να Buzz Aldrin στη Σελήνη το 1969, πειραματίζονται με συνθετι- φωτογραφημένο από τον ίδιο. Ο κό δέρμα, σε ορισμένες πε- Aldrin ήταν ο δεύτερος άνθρωριπτώσεις καλλιεργημένο πος που πάτησε εκεί. Εφόσον η από τα ίδια τα κύτταρα του Σελήνη δεν έχει ούτε εναλλαγές ασθενούς. Ωστόσο η διαδι- καιρικών συνθηκών ούτε νερό, κασία αυτή απέχει πολύ από το ίχνος της πατημασιάς θα φαίτο να ολοκληρωθεί. νεται για εκατομμύρια χρόνια.

THINKSTOCK

AMELIA EARHART

Το 1937 η Amelia Earhart εξαφαΗ Ρωσίδα Teresjkova ήταν νίστηκε χωρίς ν’ αφήσει πίσω της η πρώτη γυναίκα που ταξί- ίχνη. Προτού όμως συμβεί αυτό, δεψε στο Διάστημα – συνέ- είχε διευρύνει πάμπολλα όρια. βη το 1963. Έκανε πολλά Εκτός των άλλων, ήταν η πρώτη πειράματα στον εαυτό της γυναίκα που πέταξε ολομόναχη για να δοκιμάσει την πάνω από τον Ατλαντικό. αντίδραση του γυναικείου Η Earhart ήταν συγγραφέας οργανισμού στην απουσία μπεστ-σέλερ και ακτιβίστρια βαρύτητας. για την ισότητα των δύο φύλων.

MARIE CURIE

Η Marie Curie ήταν η πρώτη γυναίκα που πήρε το βραβείο Νόμπελ. Το 1903 έλαβε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την έρευνά της πάνω στη ραδιενέργεια. Αργότερα έλαβε και το βραβείο Νόμπελ Χημείας.

SI 78-81_GR88_160813_Quiz3RE_Glossa1RE.indd 78

4/17/2013 2:58:26 PM

1 ΣΩΣΤΟ, 2 ΛΑΘΗ

ΝΙΚ ΒΟΤΑ

κού ονησια ού ινδ μέσα από ιβ ρ κ α σει του όκκοι έχουν περά στελίδας. A Οι κ ak ου μ w ς lu i ια μ op καφέ k ικό σύστημα είναι ρ εριού το εντε του πιπ ύ Piper ι ο κ κ το κό αύροι όγες του φυ ριού Β Οι μ ιπε ες ρ π ν ι έ ο μ κ α κ ncius. ρ αποξη . Oι λευκοί κό υτό Piper bla s φ m ο ται pigra από τ υλλέγε χονται πάγια σ ατιές, έτσι α προέρ π ο τ ρού ντομ λυκό φ Όπως και οι ο Μεξικό. Γ Tο γ . ά ότ τ π υ α φ ι ετα ντά από κο άγια προέρχ απ και η π

ΙΑ

ρηυντή μεσ ν ς ιώ γασ Πίζα ν ερ ου της ίση του ω τ λ γ α κ ρ ει υ Πύ 001 η ες. ιάρκ τη δ κλιμένο 0 και 2 ,6 μοίρ Σ A κε ν 199 τά 12 ξύτου ανο ες. α ρ υ ρ σης των ετώ μόνο κ ο λοι στή ύψη ανελκυ κινούταξύ θώθηκε ν α π . α ινοί γορους νουν ν λεπτό διορ μερ ά ι ση ούν γρή ούς φτά ρων αν Ο Β ιτ ό αυτ 0 μέτ ου απα 0 π ge τ στες μένοι α ητα 1.0 Brid ρώθηκε e t τ σ a ι G λη ους Ορ με ταχύ lden ολοκ ιν νται α Go οποία εις κόκκ ρ υ η φ ρ , έ τ γ κο Γ Η ανσίσ ται από τρων. Φρ κρέμε 11 μέ ν α 2 Σ , ους 937 το 1 νες ύψ ώ πυλ

Ρ Κ ΤΙ

Μόνο ένας στους τρεις ισχυρισμούς είναι σωστός, ενώ στους άλλους δύο υπάρχουν ένα ή περισσότερα λάθη.

ΔΙΑΣΗΜΟΤΗΤΕΣ

πρώτη κε έχτη Εκλ . ΗΠΑ των γυναίκα πρόεδρος εβδο14 ις μόλ σε βίω απε ά αλλ 7 το 179 μάδες αργότερα. A Η Martha Washington ήταν η

ε το άδα μον μια από μα όνο του ό χνικ καλλιτε χρη μέτρησης βάθους που σιμοποιούσαν τα ποταμόπλοια στον Μισισιπή. Β Ο συγγραφέας Mark Twain πήρ

Γ Ο πιλότος Manfred

von Richthofen ονομάστηκε «Κόκκινος Βαρόνος» γιατί παρά την αριστοκρατική του προέλευση ήταν κομμουνιστής.

ΙΣΤΟΡΙΑ

μίου Πολέτου Α΄ Παγκοσ A Στη διάρκεια ικά περιστέομ δρ 0.000 ταχυ 50 ό απ νω πά μου ξύ των αρχημηνύματα μετα υ μετώπου. ρια μετέφεραν ς μή το πρώτης γραμ γείων και της του Λουδοτης βασιλείας υ Β Στη διάρκεια τη δεκαετία το συγκεκριμένα ικό λλ γα το ε βίκου XIV, και αν έκ άλιος Ρισελιέ 1660, ο καρδιν ον κόσμο. στ ρο τε λύ γα στόλο το με ουσία όταν ο ν έχασε την εξ Γ Ο Ναπολέω των τριών θηκε στη μάχη ς Τσεχίας, τή ητ υ το ς τό στρα ρλιτς τη ν στο Αούστε αυτοκρατόρω 15. υ 18 στις 19 Ιουνίο

Τ Σ Ι ΧΛ Α

ΙΑΤΡΙ

ΚΗ

A Ε παν

ασυνή αλαμβανό θ μ νης κό ιστης τροπικ ενα ξεσπάσ μ σ ή ανθρώ τισαν τη ζω ς νόσου ομ ατα της ή σε π α πους τ άνω α τροπίο 2012 πό χίλ . ιους Β Η ασθέν εια βο το όνο το μ botulu ά της από τ υλισμός έχε η ι s που σημαίν λατινική λέ πάρει ξη ει «τρο χός». Γ Η λικ ζωστή ιωμένα άτο ρα μπ μα πο ορ υέ γόνια τους α εί να μεταδώ χουν έρπη νεμοβ λογιά. σουν στα εγ -

ΑΡΙΘΜ

ΟΙ

A Έν ας πρ

θεί μόνο ώτος αριθμός μ μ οι πρώτο ε το 1 και με τον πορεί να διαιρεεαυτό το ι αριθμο ί υ όλοι οι ζ υγοί αριθ είναι περιττοί μια . Όλοι μοί διαιρ ς και ο ύνται διά Β Όλ οι έ του 2. των άμε χουν ένα γενεαλ σων προ ο γ ικ ό δ ε γ ντρο μένου το όνων. Συ μ υ προπάπ προπάππου του περιλαμβανοπου μας π είναι συν ροπάππου του ολικά 12 Γ Στ 8 άτομα ην Ιταλία . ο αριθμό κοτυχία ς 17 σημ . Συνήθω αίνει κας δεν υπ φος σε ξ άρ εν αεροπλά οδοχείο, ούτε 1 χει 17ος όρο7η σειρά να της A litalia. στα

XVII 7

A Ένα νέο είδος τσ ίχλας, φτιαγμ από πλαστι ένο κό, χρι και επτά παραμένει στην κοιλιά μέχρόνια αν τύ χει να την κα πιεί κανείς. τα-

THINKSTOCK/SHUTTERSTOCK

Αρχαιολόγο ι έχουν βρει ετών με σημ τσίχλα 5.00 άδ 0 της παλαιολι ια από δόντια ανθρώπ ων θικής εποχή ς. Γ Σύμφ ωνα με το β ιβ λίο Guiness, το 2004 ένας Α των ρεκόρ μερικανός φούσκωσε μια τσιχλόφ ουσκα διαμ 108,4 εκατο έτρου στών.

SI 78-81_GR88_160813_Quiz3RE_Glossa1RE.indd 79

4/17/2013 2:58:44 PM

Print: cbr Status: 5 - InDesign Template Layout:CEB Red.sek:EW

Κ ΟΥ I Z

ΛΥΣΕΙΣ TEΣT

ΚΟΥΙΖ - 1 σωστό, 2 λάθη

Άσκηση 1: Οι σπάγκοι Β και Δ. Άσκηση 2: Υπάρχουν συνολικά 1.024 οδοί. Από το Α στην κορυφή υπάρχουν δύο δυνατότητες για το επόμενο επίπεδο. Για καθεμιά από τις δυνατότητες αυτές υπάρχουν άλλες δύο για το επόμενο επίπεδο και ούτω καθεξής. Συνολικά είναι δέκα σκαλοπάτια και για κάθε σκαλοπάτι διπλασιάζονται οι δυνατότητες. Ο αριθμός προκύπτει ως εξής: 2x2x2x2x2x2x2x2x 2 x 2 = 210 = 1.024 Άσκηση 3: Κάθε αριθμός της κάτω σειράς είναι το τετράγωνο

του αριθμού της επάνω σειράς, αλλά με τα ψηφία σε αντίστροφη διάταξη. Γι’ αυτό, ο τελευταίος αριθμός είναι το 18. Άσκηση 4: Κάθε αριθμός της κάτω σειράς είναι το τετράγωνο του αριθμού της επάνω σειράς, αλλά με τα ψηφία σε αντίστροφη διάταξη. Γι’ αυτό, ο τελευταίος αριθμός είναι το 18. Άσκηση 5: Ψάρι 2. Τα ψάρια έχουν τρεις μύτες, τρία χρώματα στα πτερύγια και τρία χρώματα ματιών – μία φορά ανά σειρά.

Μάντεψε τι παριστάνει η εικόνα: 2. Ίχνος βήματος στη Σελήνη Μάντεψε ποια είναι η πρωτοπόρος: 2. Amelia Earhart

1. ΒΟΤΑΝΙΚΗ Α. ΣΩΣΤΟ. Η μουστελίδα αναζητά τους καλύτερους κόκκους καφέ και τρώει την υγρή σάρκα που τους περιβάλλει. Οι κόκκοι βγαίνουν φυσιολογικά με τα κόπρανα, αποστειρώνονται και καβουρντίζονται. Παράγονται μόνο 500 κιλά το χρόνο και ένα κιλό κοστίζει περίπου 600 ευρώ. Β. Οι μαύροι και οι λευκοί κόκκοι πιπεριού προέρχονται από το ίδιο φυτό, το Piper nigrum. To μαύρο πιπέρι είναι ανώριμα μικρά φρούτα που αποξηραίνονται και μαυρίζουν. Το λευκό πιπέρι είναι ώριμα μικρά φρούτα των οποίων η σάρκα αφαιρείται έτσι ώστε να απομένει ο λευκός σπόρος. Γ. Το φρούτο παπάγια προέρχεται από ένα φυτό που μοιάζει με δέντρο και που έχει ένα μόνο κορμό ύψους 5-10 μέτρων. 2. ΔΙΑΣΗΜΟΤΗΤΕΣ Α. Δεν υπήρξε ποτέ γυναίκα πρόεδρος των ΗΠΑ. Η Martha Washington ήταν σύζυγος του George Washington που ήταν ο πρώτος πρόεδρος των ΗΠΑ, από το 1789 μέχρι το 1797. Β. ΣΩΣΤΟ. Οι καπετάνιοι του ποταμού Μισισιπή μετρούσαν το βάθος μέχρι τον πυθμένα μ’ ένα διαγραμμισμένο σχοινί. Όταν το βάθος ήταν δυο οργιές, κάποιος φώναζε «by the mark twain» – «στο σημείο 2». Γ. Ο βαρόνος Manfred von Richthofen ήταν πιλότος στη διάρκεια του Α΄Παγκοσμίου πολέμου και του δόθηκε ο χαρακτηρισμός αυτός επειδή είχε βάψει κόκκινο το αεροσκάφος του. Ο Richthofen κατάφερε να καταρρίψει 80 αεροσκάφη. 3. ΙΑΤΡΙΚΗ Α. Η οματροπίνη είναι φάρμακο που διευρύνει την κόρη του οφθαλμού. Χρησιμοποιείται σε οφθαλμικές εξετάσεις. Β. Botulus στα λατινικά σημαίνει λουκάνικο, και η νόσος μερικές φορές ονομάζεται αλλαντίαση. Γ. ΣΩΣΤΟ. Ο έρπης ζωστήρ προκαλείται από επαναδραστηριοποίηση του ιού της ανεμοβλογιάς, ο οποίος παραμένει στο σώμα έπειτα από προηγούμενη προσβολή. Μια εξασθένηση του ανοσοποιητικού συστήματος ύστερα από πολλά χρόνια μπορεί να προκαλέσει εκ νέου το ξέσπασμα του ιού, να δημιουργήσει έρπη ζωστήρα και να κολλήσουν ανεμοβλογιά τα εγγόνια.

4. ΚΤΙΡΙΑ Α. Ο κεκλιμένος πύργος δεν έχει γείρει ποτέ τόσο πολύ (κατά 12,6 μοίρες). Η κλίση του έχει ελαττωθεί από τις 5,5 στις 3,99 μοίρες. Β. ΣΩΣΤΟ. Στον Shanghai Tower, ύψους 632 μέτρων, που θα ολοκληρωθεί το 2014, οι ανελκυστήρες που φτάνουν μέχρι το 119ο όροφο θα αναπτύσσουν ταχύτητα 1.078 μέτρα ανά λεπτό. Γ. Οι μπρούτζινοι πύργοι, που ονομάζονται και πυλώνες, έχουν πράγματι ύψος 211 μέτρων αλλά είναι μόνο δύο. 5. ΙΣΤΟΡΙΑ Α. ΣΩΣΤΟ. Κιβώτια με ταχυδρομικά περιστέρια έπεφταν με αλεξίπτωτο στη γραμμή του μετώπου. Τα περιστέρια είχαν εκπαιδευτεί να μεταφέρουν μηνύματα και να πετούν προς το αρχηγείο. Β. Ο καρδινάλιος Ρισελιέ ήταν υπουργός κατά τη βασιλεία του Λουδοβίκου XII και απεβίωσε το 1642. Το στόλο τον δημιούργησε ο Jean-Baptiste Colbert. Γ. Ο Ναπολέων νίκησε στη μάχη του Αούστερλιτς, στις 2 Δεκεμβρίου 1805. Ηττήθηκε στο Βατερλό το 1815. 6. ΑΡΙΘΜΟΙ Α. Δεν είναι περιττοί όλοι οι πρώτοι αριθμοί, επειδή το 2 είναι πρώτος αριθμός που διαιρείται μόνο διά του 1 και διά του εαυτού του. Β. Ο σωστός αριθμός είναι το 126. 2+4+8+16+32+64=126. Γ. ΣΩΣΤΟ. Η εξήγηση πρέπει να αναζητηθεί στη Ρώμη της αρχαιότητας. Τότε ο αριθμός 17 γραφόταν με ρωμαϊκά γράμματα –XVII– αλλά τα τέσσερα αυτά γράμματα με τη διάταξη VIXI δημιουργούν μια λέξη που σημαίνει «έχω ζήσει», κάτι που υπονοεί θάνατο. 7. ΤΣΙΧΛΑ Α. Είναι μύθος το ότι η τσίχλα παραμένει στην κοιλιά. Ωστόσο ορισμένες τσίχλες έχουν ως βάση παρασκευής πλαστικό φτιαγμέ νο από πετρέλαιο. Β. ΣΩΣΤΟ. Η προϊστορική τσίχλα βρέθηκε στο Kierikki της Φινλανδίας. Είχε φτιαχτεί από ρητινούχο φλοιό σημύδας. Γ. Κανένας δεν έχει φουσκώσει ποτέ τόσο μεγάλη τσιχλόφουσκα. Έχει καταγραφεί ένα ρεκόρ το 2004 για φούσκωμα τσιχλόφουσκας διαμέτρου 58,4 εκατοστών.

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΜΟ Σ Ο Κ Ν Ο Τ Ω Π Ε ΕΤΣΙ ΒηΛτου Homo Universalis Η Επιστήμ

Συγγραφείς: Μάνος Δανέζης – Στράτος Θεοδοσίου Εκδόσεις: Δίαυλος Σελίδες: 288 Οι συγγραφείς μάς δίνουν μια σαφή απάντηση στο πώς τα επιτεύγματα της επιστήμης, η θεωρία της σχετικότητας και η κβαντική φυσική ανατρέπουν το μέχρι σήμερα συμπαντικό κοσμοείδωλο. Οι έννοιες ύλη, χρόνος και χώρος αποκτούν νέα εννοιολογική χροιά και σημασία, με αποτέλεσμα να γεννιέται αναπόφευκτα ένας νέος πολιτισμός, όπου η ύλη δεν αποτελεί πρωταρχική αξία. Ο αναγνώστης θα βρει στο βιβλίο αυτό απάντηση στο επίμονο ερώτημα του ανθρώπου για τη φύση αυτού που ονομά-

SI 78-81_GR88_160813_Quiz3RE_Glossa1RE.indd 80

ζουμε πραγματικότητα. Επίσης δίνονται απαντήσεις με τρόπο σαφή και επιστημονικό για τη σχέση ανάμεσα στη σύγχρονη φυσική και τη μεταφυσική, απαντήσεις για τις έννοιες της ζωής και του θανάτου. Το βιβλίο αυτό απευθύνεται σε όλους όσοι ζητούν να κατανοήσουν τις νέες αλήθειες που θα αλλάξουν ουσιαστικά το υπαρξιακό επίπεδο, οδηγώντας την ανθρώπινη κοινωνία στην οποία εντάσσονται σε ένα άλλο επίπεδο πολιτισμού, σε ένα νέο επίπεδο συνειδητότητας.

4/17/2013 2:58:49 PM

Γ Ι Α ΝΑ Ε ΞΕΡΟΥΜΕ ΤΙ ΛΕΜ

Νι

ΓΛΩΣΣΑ

Ναυς (η)

Η ναυς (γενική: της νηός), πανάρχαιη ταξιδιάρικη λέξη, δεμένη με τη μοίρα των Ελλήνων από κάθε άποψη. Η αρχαία ελληνική γλώσσα είχε δύο λέξεις για να υποδηλώσει τα πλεούμενα: το πλοίο, που επιβιώνει και στη νεοελληνική, και τη ναυ, που υποδήλωνε το «πολεμικό πλοίο». Η ναυς, με κοινή ινδοευρωπαϊκή ρίζα (σανσκριτικά nauh και στην αιτιατική navam, αλλά και περσικά nav και αρμενικά naw) που ανιχνεύεται σε πολλές ευρωπαϊκές γλώσσες (λατ. navis, ιταλ. nave, αρχαία ιρλανδικά nau) έχει τρία θέματα: ναυ-, νηο-, νεω-. Και τα τρία επιβιώνουν σήμερα στη νεοελληνική σε πλήθος σύνθετων και παράγωγων λέξεων που σχετίζονται όλες με τα ταξίδια και τα πλοία: ναύτης, ναυτιλία, ναύσταθμος, ναύλος αλλά και νηολόγιο, νηοψία, νεώριο, νεωλκώ κ.ά. Το ταξιδιάρικο άρωμα αποπνέουν, άλλωστε, και όμορφα κύρια ονόματα όπως η ομηρική Ναυσικά, που ερωτεύτηκε το ναυαγό Οδυσσέα, η Ναύπακτος (που σημαίνει ναυπηγείο) και το Ναύπλιο (ναυς και πλέω).

Ναός

Νερό

«Ο τόπος όπου κατοικεί ο Θεός», από το αρχαιοελληνικό ρήμα ναίω, κατοικώ. Πράγματι κατά την αρχαιοελληνική αντίληψη οι ναοί ήταν όντως τα σπίτια των θεών, που φτιάχτηκαν για να στεγάζουν τις επίγειες αναπαραστάσεις τους, τα αγάλματα. Αντίθετα, στη χριστιανική λογική η εκκλησία είναι η συνάθροιση των πιστών (από την αρχαία εκκλησία, τη συνάθροιση των πολιτών) και οι ναοί είναι οι ευκτήριοι οίκοι που στεγάζουν τους πιστούς: Ο Θεός είναι παντού, δεν έχει ανάγκη στέγασης. Ο άνθρωπος που φροντίζει το ναό είναι ο νεωκόρος (νεω- από το ναός και όχι από τη ναυ, και -κόρος από το αρχαίο ρήμα κορέω-ώ που σημαίνει σκουπίζω). Το ρήμα ναίω = κατοικώ δεν υπάρχει στη νεοελληνική, όμως επιβιώνουν απρόσμενα παράγωγά του, όπως η λέξη μετανάστης και μεταναστεύω: Νάστης, από το ναίω, ο οικιστής, ο κατοικών και ο μετανάστης είναι αυτός που αλλάζει τόπο διαμονής, που πάει να κατοικήσει αλλού.

Το αρχαιοελληνικό ύδωρ –κοινής ινδοευρωπαϊκής ρίζας με τα wasser (γερμανικά), water (αγγλικά) αλλά και το λατινικό unde, που σημαίνει κύμα και τα onde (γαλλικά) και onda (ισπανικά) με την ίδια σημασία– έγινε στη νεοελληνική νερό. Πώς προέκυψε αυτή η μετονομασία; Η επικρατέστερη γλωσσολογική εκδοχή είναι ότι το νερό αποτελεί παραφθορά του επιθέτου νηρός, μεσαιωνική εκδοχή του νεαρός. Το νηρόν (νεαρόν) ύδωρ είναι το φρέσκο, γάργαρο νεράκι κι επειδή έτσι θέλουμε να το φανταζόμαστε διαρκώς, το επίθετο επικράτησε ως δηλωτικό και του ουσιαστικού. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλοι συσχετισμοί, κατά πολύ αρχαιότεροι. Ήδη το «νηρός» χρησιμοποιείτο στη μεσαιωνική ελληνική για να χαρακτηρίζει κατ’ εξοχήν τα φρέσκα ψάρια. Η ρίζα νηρ- ανιχνεύεται και σε άλλες αρχαιοελληνικές λέξεις που έχουν σχέση με τη θάλασσα: Τον Νηρέα, τον ομηρικό «θαλάσσιο γέροντα», τον θαλάσσιο θεό με τις 50 πανέμορφες κόρες, τις Νηρηίδες, που επιβίωσαν στη λαϊκή φαντασία –και στη γλώσσα η οποία τη διαμεσολαβεί– ως νεράιδες!

Της Αγγέλικας Σαπουνά

SI 78-81_GR88_160813_Quiz3RE_Glossa1RE.indd 81

4/17/2013 2:59:02 PM

ΕΠΟΜΕΝΟ ΤΕΥΧΟΣ 1 2 3 4 5

Η Κίνα κατακτά τη Σελήνη

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Το πρώτο στάδιο ενός πολύ φιλόδοξου προγράμματος αρχίζει σε λίγους μήνες η Κίνα, στέλνοντας στη Σελήνη αυτοκίνητο ρομπότ. Σύμφωνα με το πρόγραμμα που έχουν εκπονήσει Κινέζοι επιστήμονες, στα επόμενα 20 χρόνια θα έχει δημιουργηθεί στη Σελήνη βάση αστροναυτών και θα έχει μεταφερθεί εξοπλισμός ικανός για υψηλότατου επιπέδου διαστημικές έρευνες.

ΤΟ ΕΞΩΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ Διαμαντένιοι πλανήτες, αθάνατα άστρα, αλλόκοτα αντικείμενα. Το σύμπαν δεν έχει πάψει να εκπλήσσει τους αστρονόμους. Εξετάζουμε 10 φαινόμενα που δείχνουν να πηγαίνουν κόντρα στους νόμους της φυσικής.

30 31 32 33 34

ΕΛΠΙΔΑ

35 36

Π ΑΘ Ο Ι Δ Ρ Α Κ ΓΙΑ

ΕΙΣ

Μια νέα συνθετική καρδιά δεν έχει σφυγμό αλλά στέλνει αίμα στο σώμα μέσω διαρκούς ροής. Μέχρι σήμερα λειτουργούσε απλώς υποστηρικτικά για μια ασθενική καρδιά. Προσφάτως, όμως, οι ερευνητές αφαίρεσαν ολόκληρη καρδιά και την αντικατέστησαν με ηλεκτρομαγνητική. Έτσι μπορούν να σωθούν εκατομμύρια καρδιοπαθείς.

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

SI 82_GR88_EPOMENO_2RE.indd 82

4/17/2013 6:17:40 PM

Κυκλοφορεί στις 23 Μαΐου Τα όρια της νοημοσύνης

>>>

Τα ζώα δείχνουν τα δόντια τους

Τρίτη 14 Μαΐου 2013

Τρίτη 21 Μαΐου 2013

Τρίτη 28

Μαΐου 2013

Τρίτη 4 Ιουνίου 2013

SI 02-83 GR88_2RΕ.indd 1

• Εφαρμογές των Laser σε μοντέρνες τεχνολογίες του 21oυ αιώνα

SEDIBA ο άγνωστος κρίκος της εξέλιξης

4/17/2013 6:17:30 PM

www.scienceillustrated.gr € 4,90 ΓΙΑ ΕΛΛΑΔΑ & ΚΥΠΡΟ

9771790309000

SCIENCE ILLUSTRATED ΤΕΥΧΟΣ 88 • ΜΑΪΟΣ 2013

ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ΑΠ’ ΕΞΩ

ΤΕΥΧΟΣ 88 ΜΑΪΟΣ 2013 ΤΙΜΗ € 4,90

(ΓΙΑ ΕΛΛΑΔΑ & ΚΥΠΡΟ)

Είμαστε1%

ΑΝΘΡΩΠΟΙ

και 99% βακτήρια Η ΖΩΗ ΣΤΟΥΣ ΩΚΕΑΝΟΥΣ

Έρωτας και πόλεμος στους κοραλλιογενείς υφάλους

ΜΗΤΡΙΚΟ ΓΑΛΑ

Η σημαντικότερη εφεύρεση της εξέλιξης ως πολύτιμο εμπόρευμα

ΤΟ ΣΠΡΕΪ ΤΟΥ ΣΕΞ

Ρινικοί ψεκασμοί με ωκυτοκίνη ενισχύουν τη σεξουαλική διάθεση των αντρών SI OPISTHOFYLLO-01_EXOFYLLO_GR88_2.indd 1

4/17/2013 6:55:24 PM