Dėl nematomų bangų matome vaiduoklius
Ar akmenys gali judėti?
2014 VASARIS KAINA 13 Lt
Tvirtas betonas, nauji liftai ir 3D modeliai augina dangoraižius
Karalystėss bokšta
1 000 M
„Burdž Chalifa“
„Dangaus miestas“
829 M
838 M
Uhano nd“ „Greentrlaas cen
„Ping an“ finansų centras
636 M
660 M “ „Signatuare bokšt s
638 M
„Goldin“ finansų 7 centras 11
s Šanchajasu bokšta
632 M
597 M
Mekos is karališkaos bokšt laikrodžios viešbuti
601 M
„Menara Warisan Merdeka“
600 M
Mokslininkai kopijuoja voratinklį:
TVIRTAS IT PLIENAS, MINKŠTAS IT ŠILKAS
ISSN- 1822-8003 24.10.13 13.11.13
www.iliustruotasismokslas.lt
NEPRALEISKITE Fermentai atliekas paverčia nafta Didžiausios mokslo paslaptys Tamsiosios Visatos jėgos
LAIMĖJIMAS
Nauji CHOLERA TUBERKU ginklai ŠILTINĖ LIOZĖ DIZENTER IJA MRS A kovoje su bakterijomis
VV Matt Matt DAMON DAMON George GeorgeCLOONEY CLOONEY Bill MURRAY MURRAY John John GOODMAN GOODMAN
eiksmo drama „BRANGENYBIŲ MEDŽIOTOJAI“ eiksmo drama „BRANGENYBIŲ MEDŽIOTOJAI“ sukurta pagal tikrus įvykius. Antrojo Pasaulinio sukurta pagal tikrus įvykius. Antrojo Pasaulinio karo metais naciai iš žmonių ir muziejų grobė karo metais naciai iš žmonių ir muziejų grobė vertingiausius meno kūrinius. Didžiąją dalįdalį turto, vertingiausius meno kūrinius. Didžiąją turto, nesuprasdami jo jo vertės, vokiečiai sunaikindavo. nesuprasdami vertės, vokiečiai sunaikindavo.
SS
iekdami išsaugoti reikšmingiausius žmonijos iekdami išsaugoti reikšmingiausius žmonijos kūrinius septyni paprasti vyrai – meno kūrinius septyni paprasti vyrai – meno kuratoriai, istorikai ir muziejų direktoriai – kuratoriai, istorikai ir muziejų direktoriai – sudarė gelbėjimo grupę. sudarė gelbėjimo grupę.
RR KK
izikuodami savo gyvybėmis šie “brangenybių izikuodami savo gyvybėmis šie “brangenybių medžiotojai” turėjo surasti ir pavogti karokaro medžiotojai” turėjo surasti ir pavogti metu nacių pavogtus meno kūrinius. metu nacių pavogtus meno kūrinius. INO KRITIKAI ŠĮ FILMĄ VADINA INO KRITIKAI ŠĮ FILMĄ VADINA VIENU REALIAUSIŲ VIENU REALIAUSIŲ PRETENDENTŲ Į „OSKARUS“. PRETENDENTŲ Į „OSKARUS“.
Jean DUJARDIN Jean DUJARDIN BobBob BALABAN BALABAN
Hugh BONNEVILLE Hugh BONNEVILLE Cate BLANCHETT Cate BLANCHETT
E
Aleksandras Ikamas
48
60
D I D Ž I O S I O S M O KS LO
PASL APT YS Biologai, fizikai ir geologai dar niekada nebuvo taip priartėję prie didžiųjų mokslo paslapčių atskleidimo. Plačiau skaitykite 36 puslapyje.
DiDžiosios mokslo paslaptys • megapastatų Dešimtmetis • kova su bakterijomis • energija gamtoje • vaiDuokliai • voratinkliai • po Higgso: tamsioji energija • jungiamoji gija
K
ol skaitote šias eilutes, gydytojai atkakliai kovoja su sunkiai įveikiamu priešu – vaistams atspariomis bakterijomis. Efektyviausias mūsų ginklas – antibiotikai – tokių bakterijų neveikia, tad vėl įsigali ligos, pavyzdžiui, tuberkuliozė, dizenterija, šiltinė ir MRSA. Laimei, pagalba netoliese. Naujausi eksperimentai parodė, kad pakeisti virusai žudikai ir nanotechnologijos gali tapti pažangiais gydytojų ginklais kovoje su bakterijomis. Daugiau skaitykite 30 puslapyje.
iLiUsTrUOTasis MOKsLas · 2014 vasaris (76)
SVEIKI,
Ar akmenys gali judėti?
26
Dėl nematomų bangų matome vaiduoklius
2014 vasaris KaiNa 13 Lt
Tvirtas betonas, nauji liftai ir 3D modeliai augina dangoraižius
Karalystės bokštas
1 000 M
„Burdž Chalifa“
„Dangaus miestas“
829 M
838 M
Uhano „Greenland“ centras
„Ping an“ finansų centras
636 M
660 M “ „Signature bokštas
638 M
„Goldin“ finansų centras 117
s Šanchajau bokštas
632 M
597 M
Mekos is karališkas bokšto laikrodžio viešbutis
601 M
„Menara Warisan Merdeka“
600 M
Mokslininkai kopijuoja voratinklį:
TVIRTAS IT PLIENAS, MINKŠTAS IT ŠILKAS
ISSN- 1822-8003 24.10.13 13.11.13
www.iliustruotasismokslas.lt
NEPRALEISKITE Fermentai atliekas paverčia nafta Didžiausios mokslo paslaptys Tamsiosios Visatos jėgos
LAIMĖJIMAS
Nauji cholera TUBERKULIO ginklai ŠILTINĖ ZĖ DIZeNTerIJa MrSa kovoje su bakterijomis
18 30
DONG ENERGY • J. KRECHOWICZ/THINKSTOCK • ALAMY/IMAGESELECT
TURINYS 6
KLAUSKITE
Moksliniai atsakymai į skaitytojų klausimus
12
NAUJIENOS
Nauji rezultatai ir atradimai iš viso pasaulio
18 Fermentai atliekas paverčia nafta 26 Dėl infragarso matome vaiduoklius 30 Nauji ginklai kovoje su bakterijomis 36 Dar liko neatskleistų mokslo paslapčių 46 JUNGIAMOJI GIJA: nuo akvedukų
NASA, SPL/SCANPIX, GETTY IMAGES
iki mikrobangų krosnelių
Ų O ARCHYV IŠ MOKSL
48 Dangoraižiai stiebsis virš debesų 56 Po Higgso: tamsioji energija 60 Penkios unikalios voratinklių savybės
Trumpesnis kelias į Rytus Tiesiant Panamos kanalą, buvo pašalinta 200 mln. m3 žemės. 66 puslapis.
66 IŠ MOKSLO ARCHYVŲ: Panamos kanalas
CORBIS/POLFOTO
J. RAEDLE/GETTY IMAGES/ALL OVER
Kova su bakterijomis Mokslininkai sukūrė naujų ginklų, padedančių įveikti bakterines ligas. Pavyzdžiui, jiems pavyko choleros bakterijas užkrėsti mirtina liga. 30 puslapis.
70
IŠRADIMAI IR GAMINIAI
72
PASITIKRINKITE ŽINIAS
Technologijos įdomybės IQ ir testai
Ką daryti su QR kodais: 1. Į išmanųjį telefoną ar planšetinį kompiuterį atsisiųskite nemokamą kodo nuskaitymo programėlę, pvz., „i-nigma“. 2. Paleiskite programėlę ir nuskaitykite žurnale esantį kodą. 3. Mėgaukitės vaizdo klipais, garso įrašais ir programėlėmis.
Iliustruotasis mokslas • 2014 Vasaris (76)
5
KLAUSKITE
I TSAKYMA A I A I N I L MOKS OJŲ Į SKAIT Y T US KLAUSIM
Parengė Mortenas Kjerside Poulsenas
ŽEMĖ
b
2. Norėdamas apskaičiuoti atstumą nuo Žemės iki Mėnulio ir Saulės, Aristarchas Samietis išmatavo tiesioginio matomumo linijas nuo Žemės iki Saulės ir nuo Žemės iki Mėnulio (b) ir apskaičiavo, kad kampas yra 87 laipsniai.
19 kartų toliau nei atstumas iki Mėnulio (390 kartų toliau nei atstumas iki Mėnulio)
87° (89,85°)
a
3. Trikampio kampų suma yra 180 laipsnių, tad smailusis kampas tarp Saulės–Mėnulio ir Saulės–Žemės (c) turi būti 3 laipsniai, t. y. Saulė nuo Žemės nutolusi 19 kartų toliau nei Mėnulis.
90°
(90°
)
3° (
°) 0,15
c
SAULĖ
Aristarchas (Šiuolaikiniai skaičiavimai)
MĖNULIS
1. Kai matomas pusmėnulis, reiškia, kad Saulė šviečia tiesiai į Mėnulį. Todėl kampas tarp Mėnulio–Saulės ir Mėnulio–Žemės (a) tiesioginio matomumo linijų turi būti 90 laipsnių.
Graikas taikė geometriją Aristarchas Samietis pirmas įrodė, kad Saulė daug didesnė už Žemę ir yra daug toliau negu Mėnulis. Jam tai pavyko apskaičiavus tiesioginio matomumo linijas ir kampus tarp kosminių kūnų.
Kaip antikoje buvo išmatuotas atstumas iki Saulės? CLAUS LUNAU & NASA
Kas pirmasis bandė išmatuoti Visatos atstumus, kokią techniką jis naudojo?
6
Manoma, kad senovės graikas Aristarchas Samietis pirmas pabandė nustatyti atstumus kosmose, taip pat ir atstumą nuo Žemės iki Mėnulio ir Saulės. Jis tai darė apskaičiuodamas tik kampus. Nenaudojant jokios tinkamos matavimo įrangos, jo gauti rezultatai buvo gana netikslūs, nors principas pasitvirtino. Aristarchas padarė išvadą, kad atstumas nuo Žemės iki Saulės yra 19 kartų didesnis nei atstumas
Iliustruotasis mokslas 2014 Vasaris 76
nuo Žemės iki Mėnulio. Vėliau nustatyta, kad tikrasis mastelis yra apie 1:390. Gyvenęs III a. pr. Kr., Aristarchas, atlikdamas matavimus, darė prielaidą, kad kampas tarp Mėnulio–Saulės ir Mėnulio–Žemės tiesioginio matomumo linijų esant pusmėnuliui yra 90 laipsnių. Išmatavus kampą tarp Žemės–Saulės ir Žemės–Mėnulio tiesioginio matomumo linijų, jam pavyko nustatyti santykį tarp atstumo iki Mėnulio ir Saulės. Aristarchas apskaičiavo, kad kampas yra 87 laipsniai, tačiau šiandien žinome, kad tikslus kampo dydis yra 89,85 laipsnio. Ne-
didelis 2,85 laipsnio neatitikimas turėjo ryškių padarinių, nes rezultatas itin priklauso ir nuo menkų kampo matavimo klaidų. Žinant tikslų kampo dydį, mastelis tampa apie 20 kartų didesnis, nei apskaičiavo Aristarchas. Kampą graikas neteisingai apskaičiavo tikriausiai todėl, kad pusmėnulio fazė trunka tik akimirką, tad be šiuolaikinių matavimo prietaisų tiksliai išmatuoti sunku. Mėnulis nuolat skrieja aplink Žemę, o Žemė tuo pačiu metu skrieja aplink Saulę. Todėl kampas, kurį turėjo išmatuoti Aristarchas, nuolat kito.
KLAUSIMUS SIŲSKITE: „ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“
J. Jasinskio g. 16A, LT-01112 Vilnius. Arba atsiųskite elektroninį laišką, prisijungę adresu im@verslozinios.lt. Atsakysime tik į tuos klausimus, kurie bus išrinkti spausdinti žurnale.
4 3
1
5
Aristarc h Samietis as G
raikų astron omas, gyven ęs Samo saloje apie 310–23 0 m. pr. Kr.
265 m. pr. Kr. pirmasis pas iūlė mintį, kad Sa ulė yra centr inis Saulės sistem os elementa s. Jis taip pat m anė, kad skirtumas ta rp dienos ir n akties atsiranda dėl Žemės sukim osi aplink ašį.
Jei aplink kūnus, esančius po vandeniu, susidaro dujų apvalkalas, jie gali viršyti garso greitį.
2. Australija Per metus 250 000 kg Pasaulinė dalis 9,3 % 3. JAV Per metus 230 000 kg Pasaulinė dalis 8,5 %
Ar po vandeniu galimas viršgarsinis greitis? Ore garsas juda apie 330 m/sek. greičiu. Vandenyje garso greitis gerokai didesnis, ten jis sklinda apie 1 500 m/sek., arba 5 400 km/val., greičiu. Todėl vandenyje garso greitį viršyti gerokai sunkiau. Vis dėlto JAV mokslininkams 1997 m. pavyko sukurti kulkos formos kūną, kuris po vandeniu trumpam viršijo garso barjerą. Viena pagrindinių problemų – pasipriešinimas, kuris sumažina kūno greitį vandenyje. Problemą galima išspręsti sukūrus tam tikrą „kišenę“ – dujų apvalkalą aplink vandenyje judantį kūną. Šis superkavitacija vadinamas metodas pasipriešinimą kūno judėjimui gali sumažinti 60–70 procentų. Šiandien panašią „kišenę“ turi kai kurios torpedos, tačiau jos pasiekia tik 370 km/val. greitį.
Daugiausia aukso išgaunančios valstybės
1. Kinija Per metus 370 000 kg Pasaulinė dalis 13,7 %
„Kišenė“
4. Rusija Per metus 205 000 kg Pasaulinė dalis 7,6 % 5. PAR Per metus 170 000 kg Pasaulinė dalis 6,3 %
CORBIS/POLFOTO
ut pelignam eumquam, vo lut lam andebis etur apello berorpos dolum, conseratiis erum lat unt atem elit qu.
UNIVERSITY OF MINNESOTA
GEORGE CHATZIMICHALIS
1. MumleBis repernatur,
5
Kulkos formos kūnas
2
2012 m. duomenimis, daugiausia aukso iškasa Kinijos kalnakasiai.
Kas yra žeodos? Žeodos yra apie 2,5–30 cm skersmens karbonatinių arba vulkaninių uolienų tuštumos, kuriose gausu kristalų. Uolienai formuojantis, atsiradę dujų burbuliukai uolienos viduje sudarė tuštumą. Vėliau per uolieną prasisunkė lietaus vanduo, ėmė kauptis mineralai ir per milijonus metų pripildė visą arba beveik visą uolieną. SHUTTERSTOCK
X/2013
Illustreret Videnskab
7
THINKSTOCK
Anksčiau ar vėliau nafta Žemėje baigsis. Alternatyvos toli ieškoti nereikia – gamta gamina daugybę energijos. Jei pavyktų išsiaiškinti, kaip ji skaido atliekas, kuria naftą ir išnaudoja saulės energiją, mokslininkai galėtų gaminti ateities kurą.
18
Ibas Salomonas
ATEITYJE KURĄ GAMINSIME IŠ ORO Fermentai atliekas paverčia nafta l. a v ,5 0 r e p a t s ę br u s a t f a n e j u i r o Reakt ru u k ia rč e v a p ą s ie v š s lė Nanomiškas sau Iliustruotasis mokslas 2014 Vasaris 76
19
K L O A I V D U I US DĖL NEMATOMŲ BANGŲ MATOME
Apytiksliai kas trečias žmogus tiki vaiduokliais. Psichologijos profesorius iš Anglijos pasiryžęs nustatyti mokslinę šių paranormalių potyrių priežastį. Pasitelkus akustikos specialistus ir drėgmės matuoklį, jam, atrodo, pavyko rasti paaiškinimą. J. KRECHOWICZ/THINKSTOCK
26
Henrikas Ellingas
M
izoliuotais namais ir visiškai natūraliu miego sutrikimu.
okslininkai daugiau kaip šimtmetį stengėsi rasti gamtišką antgamtinių reiškinių paaiškinimą. Panašu, kad ši misija jau baigta. Taip teigia Harfordšyro universiteto (Anglija) psichologijos profesorius Richardas Wisemanas. Pastarąjį dešimtmetį jis stengėsi moksliškai paaiškinti tūkstančius pranešimų apie vaiduoklius, ir jam pavyko rasti gamtinį dažniausiai pasitaikančių atvejų paaiškinimą. R. Wisemano teigimu, labiausiai paplitusiuose pasakojimuose apie vaiduoklius minimas nepaaiškinamas jausmas, kad kažkas gyvas ar negyvas stovi už tavęs. Kiti pasakoja apie šaltkrėčio pojūtį arba šiurpstančią nugarą. Treti teigia matę kažką, ką galima interpretuoti kaip vaiduoklį. Siekdamas moksliškai paaiškinti šiuos reiškinius, R. Wisemanas sistemingai tyrė mokslo ataskaitas, ne vieną savaitę praleido Anglijos vietovėse, kur daugiausia vaidenasi, ir išnagrinėjo daugybę nepriklausomų mokslinių eksperimentų. Pasirodo, šią paslaptį galima paaiškinti žemojo dažnio bangomis, prastai
POJŪTIS NR. 1: KAMBARYJE ESAME NE VIENI
Daugeliui mūsų pažįstamas jausmas, kad kažkas gyvas ar negyvas stovi už nugaros. Dabar esama svarių įrodymų, kad šį nepatogumą galima paaiškinti nematomomis žemojo dažnio bangomis, vadinamomis infragarsu. Infragarso bangos sklinda labai žemais dažniais ir žmogaus ausiai yra negirdimos. Vis dėlto mokslininkai jau seniai žino, kad jos gali paveikti mūsų organizmą. Šios bangos labai galingos – jos gali judinti sunkius daiktus, daužyti langus ir veikti mūsų vidaus organus. Su infragarso bangomis susiduriame nuolat, laimei, dažniausiai pasitaiko silpnos bangos, tačiau jos vis tiek daro mums įtaką. Šis fizinis poveikis gali būti tiesiogiai susietas su antgamtiniais pojūčiais, teigia R. Wisemanas. Per vieną eksperimentą JAV mokslininkai 70 žmonių suskirstė į dvi grupes. Viena grupė turėjo būti kambaryje, kuris buvo nuolat atakuojamas silpnomis inf-
RYTŲ VALSTIJOS PATAISOS NAMAI, FILADELFIJA, JAV
i praXX a. 5 dešimtmetyje kalinia idokor o dėjo pasakoti apie kalėjim šmė as ting riuose matomas paslap siai gau ą jim klas. Šiandien kalė ojų lanko turistai, dauguma lankyt čia ia teig au vėli o , erą kam 4 į skuba matę negyvą kalinį.
ragarso bangomis. Vėliau mokslininkai abi grupes apklausė apie jų pojūčius. Rezultatas nepaliko abejonių. Dauguma tiriamųjų, paveiktų infragarso bangomis, aiškino jautę šiurpstančią nugarą ir kažką esant kambaryje. Keletas net tvirtino jautę šleikštulį ir silpnumą. Šis eksperimentas patvirtina akustikos
ŽEMŲJŲ DAŽNIŲ BANGOS TRIKDO ORGANIZMĄ 10
Stiprus
Įprastas žaibo išlydis sukuria stiprų infragarsą.
Infragarso stiprumas
8
Dažnis (Hz)
Infragarsas, mokslininkų siejamas su paranormaliais reiškiniais, yra garso bangos, kurių dažnis žemesnis nei 20 Hz. Žmogaus ausis jų negirdi, tačiau eksperimentai parodė, kad organizmas jas jaučia. Profesorius Richardas Wisemanas iš Anglijos pademonstravo, pavyzdžiui, kaip žaibo išlydžių sukeltas infragarsas (žr. paveikslą) gali sutrikdyti tiriamuosius arba net sukelti šleikštulį ar sutrikdyti regėjimą.
6
4
Nuo infragarso galime jaustis prastai ir nuliūdę Richardas Wisemanas, psichologijos profesorius
2 Silpnas 5
10
15 Laikas (minutės)
20
25
30
Iliustruotasis mokslas • 2014 Vasaris (76)
27
EASTERN STATE PENITENTIARY
Vietos, kur daugiausia vaidenasi
Didysis priešas
Vienas didžiausių iššūkių sveikatos apsaugos specialistams yra MRSA bakterijos – mutavusi auksinio stafilokoko atmaina.
E V Į I A L INK
THINKSTOCK OG DAVID MACK/ SCIENCE PHOTO LIBRARY
THINKSTOCK
S Ą I R A P S T A I R E T K A B 30
G I J NAU
Illustreret Videnskab
16/2013
Antibiotikų naudojimas gyvulininkystėje yra viena iš bakterijų atsparumo gydymui vaistais priežasčių.
IKIA
RIA NOVOSTI/SCIENCE PHOTO LIBRARY
S A I S A J
ymui am gyd i n i n i c i is labiau v s Med o j i r e s s bakt stos ligo a atspario r p į s u s etruk . Dėl šio s p l i nt a . N o m o d beišgy ai taps ne kslinink o m s e i priežast a naujus ir s. kuri metodu skubiai o m y d y ius g efektyv
Antibiotikų gausa kelia sveikatos problemų P
irminė daugybiniu atsparumu pasižyminčių bakterijų atsiradimo priežastis yra metų metais per dažnai gydytojų ir veterinarų išrašomi antibiotikai. Veterinarai vaistus dažnai skiria kaip prevencinę priemonę kiaulėms, karvėms ar naminiams paukščiams gydyti, dar iki jiems susergant. Pradėjus gydymą antibiotikais,
D Biologinis ginklas Mokslininkai ketina įveikti bakterijas infekuodami jas virusais. EYE OF SCIENCE/SCIENCE PHOTO LIB
ešimtmečiais antibiotikai buvo laikomi stebuklingais vaistais, galinčiais paprastai ir pigiai išgydyti daugybę sunkių ligų, kurios kitu atveju būtų nusinešusios daugelio žmonių gyvybę. Vis dėlto ši unikali vaistų rūšis greičiausiai buvo per pigi ir per daug efektyvi. Dėl šių savybių gydytojai ir veterinarai pradėjo per dažnai skirti antibiotikų, tad galiausiai jie jau nėra veiksminga kovos su daugeliu patogeninių bakterijų priemonė. Ir tai dar ne viskas – dėl skurdaus iš antibiotikų gamybos gaunamo pelno vaistų gamintojai jau ilgą laiką nėra linkę kurti naujų antibiotikų rūšių. Šiuo metu jau juntame viso to padarinius. Vis sunkiau įveikti tokias gy-
pirmiausia žūsta jautriausios bakterijos. Tęsiantis gydymo procesui galiausiai išlieka stipriausios ir atspariausios ligų sukėlėjos. Taigi antibiotikų vartojimas dideliais kiekiais (nesvarbu, tikslingas ar ne) leidžia atspariausioms bakterijoms laimėti išlikimo mūšį, o jų išlikimą lemiantys genai perduodami būsimoms bakterijų kartoms.
vybei pavojingas infekcines ligas kaip dėmėtoji šiltinė, tuberkuliozė ir dizenterija, o kai kurios jų greitu metu gali būti nebeišgydomos. Dėl šios priežasties įvairių šalių mokslininkai kuria naujas priemones sunkiai išnaikinamoms bakterijoms nukenksminti. Daugybiniu atsparumu pasižyminčių bakterijų neveikia net kelios antibiotikų rūšys. 2013 m. Pasaulinė sveikatos organizacija paskelbė, kad apie 10 proc. naujų tuberkuliozės atvejų sukelia daugybiniu atsparumu pasižyminčios Mycobacterium tuberculosis bakterijos. Kovoti su šiais mikroorganizmais ir taip yra sunku dėl juos supančios lipidų sienelės. Jei jie įgauna dar ir atsparumą geriausioms antibioGormas Palmgrenas
31
O M S O I S S DDIIDDŽŽIIOO
A L S PA sukanti planeta, Priešinga kryptimi besi ki gy vūnai ir naktį staiga pranykę milžiniš akmenys. per dykumą slenkantys atskleidė Mokslininkai kol kas ne d jiems dar tikrai didžiausių paslapčių, ta sų gamtos nepavyko paaiškinti vi stebuklų.
Kodėl juda žemyninės
plokštės?
Kaip atsirado gyvybė?
ėti? d u j i l a g s y n Ar a k m e
? e m a t s n e s s Kaip me
Kas yra kosminis gaudesys? 2009 m. NASA zondas „ARCADE“ (angl. Absolute Radiometer for Cosmology, Astrophysics, and Diffuse Emission) užfiksavo paslaptingą radijo signalą, kuris buvo šešiskart stipresnis už kitus Visatoje sklindančius radijo garsus. Zondo tikslas buvo ieškoti tolimose galaktikose esančių žvaigždžių skleidžiamo radijo triukšmo. Kosminis radijo triukšmas iš tiesų yra labai ilga šviesos banga, pagal kurią mokslininkai tyrinėja ankstyvąsias žvaigždes toliausiai Visatos kampuose esančiose galaktikose. Vietoje ankstyvųjų žvaigždžių signalo
O KS LO
S Y T AP
BALIONAS
Signalą aptiko zondas „ARCADE“ ZONDAS „ARCADE“ Radijo triukšmas
RIAUMOJANTIS DANGUS Paslaptinga sritis, skleidžianti galingą kosminį radijo triukšmą, pavadinta kosminiu gaudesiu.
foninio triukšmo dangaus dalyje, kurią tyrinėjo zondas „ARCADE“. Kosminiu gaudesiu pavadintas signalas tęsiasi iki šiol. Iki šiol niekam nepavyko nustatyti jo šaltinio.
ANTENA fiksuoja radijo triukšmą.
APSAUGINIS SKYDAS sukuria nuo baliono spinduliuotės saugantį pavėsį. ANGA dangui stebėti. TALPYKLA su 1 892 litrais skysto helio instrumentus atšaldo iki –270 °C temperatūros. Viskas, kieno temperatūra aukštesnė nei absoliutus nulis (–273 °C), skleidžia spinduliuotę. Atvėsintas zondas nebeišskiria spinduliuotės.
NASA & MIKKEL JUUL JENSEN
zondas užfiksavo pabaisišką radijo signalą. Ištyrę signalą, astronomai atmetė galimybę, kad kosminį triukšmą skleidė žinomos žvaigždės ar mūsų galaktikos dulkių ir dujų telkiniai. Jis sklido įvairiomis kryptimis ir sudarė dalį
ANTENŲ KALIBRAVIMO TAIKINYS veikia it nuoroda. Jis juodas, jo temperatūra tokia pati, kaip ir foninės spinduliuotės, t. y. –270°C. Nuolat lygindamos signalą iš Visatos su kalibravimo taikiniu, antenos išlaiko nepaprastą tikslumą.
Lone Djernis Olsen
37
PO HIGGSO
Užpernai fizikams galų gale pavyko rasti Higgso bozoną, paaiškinantį, kodėl visa Visatoje esanti materija turi masę. Tačiau sprendimo laukia dar daugiau fizikos paslapčių.
s o i š s e t i k erijo s i e l ių s a r Nep aipsn str
Ieškant paslòptos energijos
Tamsioji medžiaga
Iš ko sudaryta nematomoji medžiaga, veikianti visą matomąją Visatą? „ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“ NR. 10/2013
Galaktikų spiečių sankaupa
Tamsiosios Visatos jògos V
CLAUS LUNAU
isata nuolat plečiasi, ir astronomai neabejoja, kad šis procesas greitėja. Kita vertus, jie neturi nė menkiausio supratimo, kas Tamsioji energija spartina plėtimąsi. Nerasdami geresnio paaiškinisudaro didžiąją mo, šį reiškinį jie pavadino tamsiąja energija. Visatos dalį. Visatos plėtimasis šiuolaikiniu požiūriu nėra labai keistas – Visata susidarė per Didįjį Sprogimą, Matomoji medžiaga kai viskas prasidėjo iš vienintelio taško, 5% Tamsioji medžiaga kuris staiga išsiplėtė ir tapo milijardų 27 % milijardus kartų didesnis. Visata, toliau besiplėsdama, atvėso, susidarė atomai ir molekulės. GraviTAMSIOJI ENERGIJA tacija privertė medžiagą susijung68 % ti į gabalus, kurie laikui bėgant tapo planetomis, žvaigždėmis ir galaktikomis. Viskas Visatoje viską traukia
56
Lone Djernis Olsen
per gravitaciją, kuo objektai sunkesni ir yra arčiau vienas kito, tuo galingesnė trauka. Todėl akivaizdu manyti, kad abipusė galaktikų trauka turėtų sulėtinti Visatos plėtimąsi. Tuo astronomai tikėjo iki pat XX a. pabaigos.
Supernovos nustebino astronomus Tuomet dvi skirtingos astronomų komandos stengėsi išsiaiškinti galutinį Visatos likimą. Jie įsivaizdavo tris galimus scenarijus: ar gravitacija tarp galaktikų tokia galinga, kad kada nors apgręš procesą ir privers Visatą vėl imti trauktis? Ar šis plėtimasis sulėtės, tačiau nesustos? Ar yra tinkama pusiausvyra tarp plėtimosi ir gravitacijos, kad Visata galų gale nei plėstųsi, nei trauktųsi? Paaiškėjo, kad atsakymas gana stebinantis.
Antistof Antimedžiaga
Supersimetrija
Ar visos elementariosios dalelės turi supersimetrišką partnerę?
„ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“ NR. 11/2013
„ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“ 2014 SAUSIS
Stygų teorija
Tamsioji energija Dėl kurios paslaptingos tamsiosios energijos Visata sparčiai plečiasi?
Fizikai ieško viską paaiškinančios teorijos. Ar jiems pavyko? „ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“ 2014 KOVAS
Su niekuo nesupainiojamai Visatos sandarai būdingos tuštumos ir medžiagos sankaupos. Šios struktūros mokslininkai negali paaiškinti tik gravitacija. Jų teigimu, gravitacijai padėjo tamsioji energija. MAX PLANCK INSTITUTE FOR ASTROPHYSICS
Tuštuma – didelės zonos be galaktikų
Galaktikų sienos
3 ETAPAI
A. Einsteinas galų gale buvo teisus 1915 m.: Kosmologinė konstanta
F. SCHMUTZER
Pristatęs reliatyvumo teoriją, Albertas Einsteinas jos pagrindu sukuria visą Visatą apibūdinantį matematinį modelį. A. Einsteinas tai supranta, prie savo lygčių pridėjęs naują veiksnį – kosmologinę konstantą. Dabar jis gali paaiškinti, kad Visata yra statiška (taip tuomet buvo manoma) ir riboto tūrio.
1929 m.: E. Hubble’as išsiaiškina, kad Visata plečiasi
1998 m.: Visata plečiasi vis greičiau Astronomo Adamo G. Riesso iš Johnso Hopkinso universiteto (JAV) vadovaujama mokslininkų komanda tiria supernovų judėjimą ir nustato, kad Visata plečiasi vis greičiau. Kosmologas Michaelis Turneris iš Čikagos universiteto (JAV) pirmasis su greitėjimu susieja tamsiąją energiją. Mokslininkai iš naujo pristato A. Einsteino kosmologinę konstantą ir 2011 m. Adamas Riessas buvo apdovanotas Nobelio fizikos ja remdamiesi aiškina greitėjantį premija. plėtimąsi. Iliustruotasis mokslas 2014 Vasaris 76
NASA
Abi astronomų komandos rėmėsi 1A potipio supernovomis, kurios visuomet šviečia vienodu stiprumu. Ištyrę jų šviesį iš Žemės, mokslininkai gali apskaičiuoti atstumą iki supernovos – taip, kaip galime pažvelgti į automobilio šviesas ir nuspręsti iki jo likusį atstumą. Astronomai buvo apskaičiavę, koks turėtų būti supernovos šviesis iš skirtingų Visatos vietų, jei Visata plėstųsi pastoviu greičiu. Jei plėtimasis būtų sulėtėjęs, kaip buvo manoma, supernovos atrodytų ryškesnės. Tačiau, didelei astronomų nuostabai, supernovos nebuvo ryškesnės už apskaičiavimus, jos buvo blyškesnės. Tai reiškia, kad jos nutolo. Šis atradimas tiesiogiai prieštaravo viskam, ką astronomai manė žiną apie Visatą. Visų pirma net rezultatus gavę mokslininkai buvo nusiteikę skeptiš-
Edwinas Hubble’as išsiaiškina, kad visos galaktikos nuo mūsų tolsta, ir kuo toliau galaktika yra, tuo greičiau ji nuo mūsų tolsta. E. Hubble’as padaro išvadą, kad Visata plečiasi. A. Einsteinas kosmologinę konstantą ir statiškos Visatos idėją laiko didžiausia gyvenimo klaida.
57
CLAUS LUNAU
Kur atsiradus Visatai dingo visa antimedžiaga?
EKTAS IT H C R A S U L IA N E G klį ip voras audžia voratin
i, ka Vaizdo įrašas apie ta s yra lanksčios. gi ir kodėl jo goo.gl/0hme1M
5
Mokslininkai siekia išnaudoti įstabias
voratinklių savybes
Voratinklis – labai unikalus, iš jo galima gaminti dirbtinius raumenis, neperšaunamąsias liemenes ir itin greitus kompiuterius. Be to, JAV mokslininkai neseniai iš coli bakterijų ir tirpiklio atkūrė vorų audžiamą šilką.
K
V&A IMAGES
ai prieš 800 metų Čingischanas užkariavo didžiąją Azijos dalį, už karo laimėjimus jis galėjo dėkoti vorų armijai. Legenda byloja, kad jo kareiviai vilkėjo marškinius, kurių audinyje buvo įausta voratinklio gijų, tad tvirtų marškinių priešo strėlės negalėjo pramušti. Šis pasakojimas yra išgalvotas, ta-
Norint sukurti didžiausią medžiagos skiautę iš vorų šilko, prireikė 1 mln. vorų, 4 metų ir 100 žmonių.
čiau voratinkliai iš tiesų pasižymi neįtikėtinomis fizinėmis savybėmis. Senovės graikai voratinklius naudojo kaip tvarsčius, nes gydomosios gijų savybės padėjo kraujui krešėti ir saugojo žaizdas nuo užkrato. XIX šimtmetyje astronomai teleskopų lęšius dengė voratinkliais, kad matytų ryškesnį vaizdą, – šis sprendimas vėliau pritaikytas ir Antrojo pasaulinio karo metais, kai voratinkliai buvo naudojami optinių taikiklių kryžiams. Pastaraisiais metais mokslininkai aptiko naujų optinių, elektrinių ir hidrologinių voratinklių savybių, slepiančių milžiniškas galimybes.
Sunku pagaminti Bėda ta, kad vorų negalima auginti kaip šilkverpių vikšrų. Jei bandytume steigti
vorų fermas ir rinkti jų gijas, vorai imtų puldinėti vieni kitus ir blogiausiu atveju vieni kitus suėstų. Tad mokslininkų laukia iššūkis – surinkti pakankamai šilko, kad iš jo būtų galima gauti naudos. Vienas galimų sprendimų – perkelti šilko gijų gamybą labiau linkusiems bendradarbiauti gyvūnams, pavyzdžiui, ožkoms ar pelėms. Be to, mokslininkai jau bandė gauti šilko gijų iš genetiškai modifikuoto tabako arba bulvių augalų. Dar 2007 m. Pekino žemės ūkio universiteto (Kinija) mokslininkas Ning Li sėkmingai perkėlė auksinių vorų verpėjų genus pelių patelėms ir jų piene atsirado šilko baltymų. Vis dėlto mokslininkams sunku priversti baltymus jungtis reikiamu būdu, kad gijos įgautų itin trokštamų savybių.
Voratinklis tvirtesnis už plieną Dėl cheminės sudėties voratinklis neįtikėtinai tvirtas, tačiau ne itin standus, tad lengvai naudojamas. STANGRUMAS TVIRTUMAS Voratinklis
10
2,9
Kaulas
20
0,16
Kevlaras
130
3,6
Plienas
200
1,5
Anglies pluoštas
300
4
Stangrumas ir tvirtumas matuojami gigapaskaliais.
Nors voratinklis gerokai lankstesnis, pavyzdžiui, už anglies pluoštą, tvirtumu jam beveik nenusileidžia.
Gormas Palmgrenas
61
PANAM PANAM O KANALAS YVŲ H C R A LO S K O M IŠ
Prieš 100 metų amerikiečiai padarė, regis, neįmanomą darbą. Per Panamą jie sutrumpino kelią šalies prekybiniams laivams. Tam tikslui JAV įtempė pramoninius raumenis ir sutelkė milžiniškų garu varomų ekskavatorių ir 25 000 darbininkų armiją.
Buvo įrengtos didžiausios kada nors pagamintos šliuzų kameros: 305 m ilgio ir 34 m pločio. LIBRARY OF CONGRESS
B
uvo beveik antra valanda popiet, o Gatūno tvenkinio pakrantėje susirinkę žmonės vis labiau jaudinosi. Visų akys buvo nukreiptos į užtvanką, skiriančią tvenkinį nuo naujojo kanalo. Devynerius metus Panamos kanalą tiesusiems inžinieriams ir darbininkams kiekviena sekundė atrodė it amžinybė. Tačiau viskas vyko pagal planą. Lygiai 14.02 val. pasigirdo didžiulis sprogimas ir į orą pakilo vandens siena. Žiūrovams džiūgaujant, riaumojantis vanduo pliūptelėjo į kanalą. Gamtos jėgas pavyko suvaldyti, darbininkai sutrumpino kelią per Amerikos žemyną – iš Ramiojo vandenyno į Atlantą. Pats sprogimas irgi buvo technikos laimėjimas. Dinamitą, kuriuo užtvanka buvo susprogdinta, nuotoliniu būdu uždegė JAV prezidentas Woodrowas Wilso-
66
Else Christensen
TH
INK
STO
CK
4,5 mln. kg
– tiek dinamito per metus sunaudodavo kanalo darbininkai uolienai skaldyti. nas. Daugiau kaip už 3 tūkstančių kilometrų esančiame Vašingtone jis paspaudė mygtuką ir susiejo telegrafą su paleidimo mechanizmu prie Gatūno tvenkinio. Žiežirba sukėlė sprogimą, o šis sugriovė užtvanką, kad kanalo vanduo galėtų laisvai tekėti. Šis paskutinis žingsnis buvo gerai apmąstytas. Nuotoliniu būdu valdomas sprogimas simbolizavo techninį novato-
riškumą, žmogaus išradingumą ir įspūdingas fizines galias – savybes, be kurių didžiausias pasaulyje inžinerinis žygdarbis tuo metu buvo neįmanomas.
Prancūzai pasidavė 1881 m. prancūzai pirmieji pabandė per Panamą nutiesti kanalą. Projektui vadovavo inžinierius Ferdinandas de Lessensas, prieš 12 metų nutiesęs Sueco kanalą Egipte. Kitaip nei Sueco kanalas, besidriekiantis per plokščią ir sausą dykumą, Panamos sąsmauka buvo kalvota ir pelkėta. Per aštuonerius metus tropinės ligos, potvyniai ir purvo nuošliaužos itin apsunkino prancūzams gyvenimą ir statybas, jie pasidavė ir iškeliavo namo, taip beveik nieko ir nepasiekę. Dirbdami sunkiomis Panamos gamtos sąlygomis žuvo ne mažiau kaip 20 tūkstančių žmonių, o Ferdi-
OS
Panamos kanalas sutaupo 13 000 km
Kai ispanai XVI a. pirmąkart kirto Panamos sąsmauką, gimė svajonė sutrumpinti kelią per Ameriką ir sutaupyti laivams tūkstančius kilometrų. Tai tapo įmanoma tik XIX a., kai įvyko pramonės revoliucija ir atsirado garo variklių.
TRUMPESNIS KELIAS driekiasi 77 km per Panamos sąsmauką. Pirmąkart ji buvo įveikta per 9 valandas ir 40 minučių.
200 310 000 m3
– tiek žemės buvo pašalinta tiesiant Panamos kanalą, tai triskart daugiau nei tiesiant Sueco kanalą. nandas de Lessensas buvo palaužtas ir susirgo protine liga. Prabėgo 10 metų, kol atsirado drąsos vėl pamėginti. Tuomet pasaulis keitėsi, o technologijų plėtra spartėjo. Europoje ir JAV kaip grybai po lietaus dygo gamyklos, per žemynus driekėsi geležinkeliai. Be to, iškilo nauja finansinė supervalstybė. Milžiniški ištekliai ir darbo jėga teikė Jungtinėms Amerikos Valstijoms beprecedenčių galimybių, o ir šalies siekiai buvo
dideli. Prezidento Theodore’o Roosevelto teigimu, JAV nieko nebuvo neįmanomo, ir jis nusprendė šalį paversti pirmaujančia pasaulyje pramonine valstybe. Kad tai pasiektų, prekėms ir žaliavoms reikėjo laisviau keliauti po pasaulį. Buvo gyvybiškai svarbu rasti trumpesnį kelią iš gamyklų JAV šiaurės rytuose į rinkas Vakarų pakrantėje ir Azijoje.
Reikalinga technologijų plėtra Prezidentas Theodore’as Rooseveltas ne itin jaudinosi dėl to, kad regionas, per kurį jis norėjo trumpinti kelią, priklausė Kolumbijai. Jo manymu, JAV darė pasauliui paslaugą, dalydamasi technologijų ir civilizacijos
KELIONĖ APLINK Pietų Amerikos kranto linijos ilgį sudaro apie 28 700 kilometrų. Nutiesus Panamos kanalą, kelionė laivu iš San Fransisko į Niujorką sutrumpėjo 30 dienų. Iliustruotasis mokslas 2014 Vasaris 76
67