Archive for December 2010

Πώς μετράμε την ταχύτητα ενός σερβίς;

Στα τουρνουά τένις βλέπουμε συχνά σε ένα φωτεινό πίνακα την ταχύτητα του σερβίς ενός παίκτη. Πώς υπολογίζεται η ταχύτητα της μπάλας και ποιος κατέχει το ρεκόρ;

Η ταχύτητα του σερβίς μετράται από ένα ραντάρ που εκπέμπει ένα ραδιοσήμα μικρού κύματος. Όταν το ραδιοσήμα συναντήσει τo μπαλάκι, ανακλάται σε έναν αισθητήρα. Επειδή, όμως, το μπαλάκι βρίσκεται σε κίνηση, τα ραδιοκύματα συμπιέζονται. Αυτό σημαίνει πως τα ραδιοκύματα που συναντούν το μπαλάκι επιστρέφουν με λίγο υψηλότερη συχνότητα. Από αυτήν τη διαφορά στη συχνότητα, ένας υπολογιστής μπορεί να καταγράψει την ταχύτητα της μπάλας.

Η μέτρηση βασίζεται σε ένα φυσικό φαινόμενο που είναι γνωστό ως φαινόμενο Doppler και συναντάται επίσης στα ηχητικά κύματα. Για παράδειγμα, όταν ένα ασθενοφόρο πλησιάζει, η σειρήνα του ακούγεται διαφορετικά απ’ ό,τι όταν απομακρύνεται. Τα ραντάρ είναι τοποθετημένα διακριτικά στις δύο άκρες του γηπέδου, ώστε να μην τα αντιλαμβάνονται οι θεατές.

Το σχετικό ρεκόρ ανήκει σε έναν από τους καλύτερους τενίστες του κόσμου, τον Αμερικανό Andy Roddick, που πέτυχε χτύπημα με ταχύτητα 249,4 χιλιομέτρων την ώρα.

Ποιος μπορεί να δει πιο πίσω στο γενεαλογικό του δέντρο;

Πολλοί άνθρωποι ερευνούν τις οικογενειακές τους ρίζες, αλλά ποιος άνθρωπος μπορεί σήμερα να γνωρίζει περισσότερους προγόνους του;

Οι επιστήμονες δεν μπορούν να έχουν μια σαφή απάντηση για το ποιοι είναι αυτοί που γνωρίζουν τους περισσότερους προγόνους τους, γιατί αυτό εξαρτάται από το πώς ορίζει κανείς τη συγγένεια και πόσο υψηλές είναι οι απαιτήσεις τεκμηρίωσής της.

Τα γενεαλογικά δέντρα των βασιλικών οίκων της Αγγλίας και της Δανίας φτάνουν περίπου 1.000 χρόνια πίσω. Πρόκειται για πρότυπα επαρκώς τεκμηριωμένων γενεαλογικών δέντρων. Τα σημερινά μέλη της βασιλικής οικογένειας της Δανίας έλκουν την καταγωγή τους από το βασιλιά Γκορμ τον Πρεσβύτερο, που πέθανε το 958. Ο Δανός πρίγκιπας Κρίστιαν μπορεί να πάει 53 γενεές πίσω – αν και με κάποια κενά.

Όταν κανείς δεν ενδιαφέρεται να αναζητήσει πληροφορίες για όλους τους ανιόντες συγγενείς του, αλλά θέλει να τεκμηριώσει τη συγγένειά του με κάποιο προϊστορικό πρόσωπο, αυτό μπορεί να γίνει με μια ανάλυση DNA. Το 1997, επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης ανακάλυψαν πως ο καθηγητής ιστορίας Adrian Targett συγγενεύει με τον Άνθρωπο του Cheddar, ένα σκελετό ηλικίας 9.000 ετών που βρέθηκε κοντά στο ομώνυμο χωριό το 1903. Ανάμεσα στον Targett και τον Άνθρωπο του Cheddar μεσολαβούν τουλάχιστον 300 γενεές.

Αργότερα, ωστόσο, αποδείχτηκε ότι ο Targett δεν ήταν ο μόνος εν ζωή άνθρωπος που το προφίλ του DNA του ταυτιζόταν με εκείνο του Ανθρώπου του Cheddar. Μεταξύ άλλων, δύο μαθητές από το Cheddar αποδείχθηκε ότι συγγενεύουν επίσης με τον Άνθρωπο του Cheddar, και ορισμένοι ερευνητές πιστεύουν ότι το DNA του 1% των Άγγλων θα πρέπει να ταυτίζεται με το DNA του Ανθρώπου του Cheddar.

Πώς προκύπτουν οι έμμονες ιδέες;

Τι συμβαίνει όταν αισθανόμαστε ότι πρέπει οπωσδήποτε να κάνουμε κάτι που δεν έχουμε καμιά όρεξη να το κάνουμε;

Οι έμμονες ιδέες είναι σκέψεις ή παραστάσεις που στριφογυρίζουν στο μυαλό μας προκαλώντας άγχος. Συχνά, προσπαθούμε να αντιμετωπίσουμε το άγχος αυτό με ψυχαναγκαστικές πράξεις. Το πιο κλασσικό παράδειγμα είναι ο φόβος για τα μικρόβια, που οδηγεί στην έμμονη ιδέα της μόλυνσης, η οποία με τη σειρά της έχει σαν αποτέλεσμα να πλένουμε συνεχώς τα χέρια μας ή να κάνουμε συνεχώς καθαριότητα στο σπίτι.

Επί πολλά χρόνια, οι επιστήμονες συνέδεαν τις έμμονες ιδέες με τα χαμηλά επίπεδα του νευροδιαβιβαστή σεροτονίνη στον εγκέφαλο, αλλά πρόσφατες τομογραφίες PET μας έδωσαν νέες, εντελώς διαφορετικές ενδείξεις. Ο Lewis Baxter Jr του Πανεπιστημίου της Φλόριντα παρατήρησε ότι άτομα με ιδεοψυχαναγκαστική διαταραχή είχαν αυξημένη εγκεφαλική δραστηριότητα στα λεγόμενα βασικά γάγγλια του εγκεφάλου. Η Judith Rapoport του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας των ΗΠΑ ανέπτυξε τη θεωρία ότι αυτή η αυξημένη δραστηριότητα των βασικών γαγγλίων ενεργοποιεί ανεπιθύμητα πρότυπα συμπεριφοράς, που είχαν απωθηθεί σαν κατάλοιπα του παρελθόντος μας. Επειδή τα βασικά γάγγλια δεν ελέγχονται από τα κέντρα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνα για τις συνειδητές λειτουργίες μας, οι ψυχαναγκαστικές πράξεις έχουν την τάση να επιμένουν και να επεκτείνονται.

Πόσο μυτερό μπορεί να γίνει ένα αντικείμενο;

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Αλμπέρτα στον Καναδά κατασκεύασαν μια βελόνα, η μύτη της οποίας αποτελείται από ένα μόλις άτομο βολφραμίου. Δύσκολα μπορεί να γίνει ένα αντικείμενο ακόμη πιο αιχμηρό. Οι βελόνες βολφραμίου χρησιμοποιούνται σε μικροσκόπια με τα οποία παρατηρούμε αντικείμενα σε μέγεθος ατόμου.

Βλέπουν οι πίθηκοι χρώματα;

Έχουν όλα τα πρωτεύοντα θηλαστικά την ικανότητα να διακρίνουν χρώματα;

Όλα τα πρωτεύοντα θηλαστικά έχουν καλή χρωματική όραση, η οποία τα βοηθά να ξεχωρίζουν πιο εύκολα αντικείμενα και τροφή στο περιβάλλον τους. Έχει μεγάλη σημασία για την επιβίωσή τους να μπορούν, για παράδειγμα, να διακρίνουν κόκκινα φρούτα μέσα σε πράσινα φύλλα.

Ωστόσο, η ικανότητα των πρωτευόντων θηλαστικών να διακρίνουν τα χρώματα διαφέρει, και αυτό σχετίζεται με το ότι αυτή η εξελιγμένη χρωματική όραση ειδικά στα ανώτερα πρωτεύοντα εξελίχθηκε για να μπορούν να βλέπουν κοκκινίλες στο δέρμα των ομοειδών τους. Κι αυτό γιατί είναι σημαντικό για τα πιο κοινωνικά ζώα να μπορούν να αποκωδικοποιήσουν τα εξωτερικά σημάδια που δείχνουν τι συμβαίνει στο σώμα των μελών της ομάδας. Στους χιμπαντζήδες, για παράδειγμα, τα κόκκινα οπίσθια των θηλυκών υποδηλώνουν περίοδο οργασμού, ενώ σε πολλά πρωτεύοντα ένα κοκκινισμένο πρόσωπο μπορεί να υποδηλώνει θυμό και εκνευρισμό. Ιδιαίτερη ικανότητα να ξεχωρίζουν το κόκκινο χρώμα έχουν τα πρωτεύοντα με άτριχες περιοχές στο σώμα τους.

Πόσο γρήγορα μεγαλώνει ένα νύχι;

Ένα νύχι μεγαλώνει, κατά μέσο όρο, 0,125 χιλιοστά την ημέρα. Αυτό τεκμηριώθηκε από τον Αμερικανό γιατρό William Bean, ο οποίος μελέτησε ενδελεχώς για 35 ολόκληρα χρόνια την ανάπτυξη του νυχιού του αντίχειρά του. Συμπέρανε, επίσης, ότι ο ρυθμός ανάπτυξης των νυχιών μειώνεται όσο γεράζουμε. Μετά τα 60, τα νύχια μεγαλώνουν κατά 0,1 χιλιοστό την ημέρα. Επίσης, τα νύχια των ποδιών μεγαλώνουν πιο αργά απ’ ό,τι των χεριών.

Τι είναι το «πρόσωπο» στο φεγγάρι;

Εδώ και χιλιάδες χρόνια, οι άνθρωποι κοίταζαν το φεγγάρι και έβλεπαν σκοτεινές σκιές που τους θύμιζαν διάφορες μορφές. Οι κάτοικοι της Χαβάης «έβλεπαν» μια γυναίκα, άλλοι «έβλεπαν» ζώα ή μυθικά όντα, ενώ στο δικό μας πολιτισμό αναφερόμαστε συχνά σε ένα «πρόσωπο».

Παρ’ όλο που οι σκοτεινές περιοχές έχουν πάρει ονόματα όπως «Θάλασσα της Γαλήνης», επειδή κάποτε επικρατούσε η άποψη ότι εκεί υπάρχουν μεγάλες ποσότητες νερού, στην εποχή μας είναι σαφές ότι, στην πραγματικότητα, πρόκειται για έρημες πεδιάδες στερεοποιημένης λάβας. Ωστόσο, εξακολουθεί να παραμένει μυστήριο πώς το γεωλογικά ανενεργό φεγγάρι είναι δυνατόν να έχει πεδιάδες λάβας στην επιφάνειά του.

Τώρα, μπορεί να θεωρήσει κανείς ότι η εξήγηση έχει βρεθεί. Με τη βοήθεια βαρυτικών μετρήσεων που διεξήγαγαν οι διαστημοσυσκευές Clementine και Lunar Prospector της NASA, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Οχάιο δημιούργησαν έναν τοπογραφικό χάρτη, που δείχνει τα διάφορα στρώματα της Σελήνης από τον πυρήνα ως την επιφάνειά της. Ο χάρτης αποκαλύπτει ότι η πίσω πλευρά της Σελήνης –αυτή που δε φαίνεται ποτέ από τη Γη– χτυπήθηκε από ένα μεγάλο ουράνιο σώμα, π.χ. από έναν αστεροειδή, πριν από περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, όταν το φεγγάρι ήταν ακόμα γεωλογικά ενεργό και ο πυρήνας και μανδύας του ήταν σε κατάσταση ρευστού μάγματος.

Το ωστικό κύμα της βίαιης αυτής σύγκρουσης διαπέρασε ολόκληρο το φεγγάρι και προκάλεσε ρωγμές στην επιφάνεια του. Μέσα από αυτές ξεπήδησε μάγμα που πέτρωσε, και σήμερα οι σκοτεινές πεδιάδες λάβας θυμίζουν συνειρμικά μάτια, μύτη και στόμα.

Τι είναι ένα άστρο νετρονίων;

Ένα άστρο νετρονίων είναι –όπως λέει και το όνομά του– ένα άστρο που αποτελείται από νετρόνια. Η πυκνότητα της ύλης ενός τέτοιου άστρου είναι τόσο μεγάλη, που αντιστοιχεί στη μάζα ενός σούπερ τάνκερ που έχει συμπυκνωθεί στο μέγεθος ενός κεφαλιού καρφίτσας. Παρ’ ότι η διάμετρος των άστρων νετρονίου δεν ξεπερνάει, κατά κανόνα, τα 10 με 20 χιλιόμετρα, η μάζα τους είναι συνήθως από ίση έως διπλάσια εκείνης του Ήλιου.

Τα άστρα νετρονίων θεωρούνται κατάλοιπα γιγάντιων άστρων, που στο τέλος της ζωής τους γίνονται υπερκαινοφανείς αστέρες. Όταν εκρήγνυται ένας υπερκαινοφανής αυτού του τύπου, το άστρο εκτινάσσει τα εξωτερικά του στρώματα στο διάστημα, ενώ ο πυρήνας του καταρρέει σχηματίζοντας ένα πολύ συμπαγές άστρο νετρονίων. Άστρα νετρονίων ενδέχεται να σχηματίζονται και με έναν άλλο τρόπο. Εάν, για παράδειγμα, ο λευκός νάνος ενός διπλού αστρικού συστήματος έλκει συνεχώς ύλη από το άστρο συνοδό του, ενδέχεται κάποια στιγμή η μάζα του να υπερβεί ένα κρίσιμο όριο μάζας, το όριο Chandrasekhar. Ο λευκός νάνος τότε καταρρέει, «συνθλίβοντας» τα ηλεκτρόνια μέσα στους ατομικούς πυρήνες και σχηματίζοντας ένα άστρο νετρονίων.

Επειδή τα άστρα νετρονίων είναι πολύ μικρά, δεν είναι εύκολο να εντοπιστούν. Ωστόσο, η ύπαρξή τους επιβεβαιώνεται από την ακτινοβολία που εκπέμπουν περιοδικά, όπως ένας φάρος. Η ποσότητα της ακτινοβολίας που εκπέμπεται σχετίζεται με την ταχύτητα περιστροφής του άστρου, που μπορεί να φτάνει και εκατοντάδες περιστροφές το δευτερόλεπτο.

Ποιο πτηνό κρώζει πιο δυνατά;

Το πτηνό με την ίσως πιο δυνατή κραυγή είναι ο σπάνιος παπαγάλος kakapo της Νέας Ζηλανδίας. Το νυχτερινό σάλπισμα των αρσενικών ακούγεται σε απόσταση έως και πέντε χιλιομέτρων, ενώ αναφέρεται ότι μία φορά ακούστηκε σε απόσταση οκτώ χιλιομέτρων.

Γιατί σβήνει το κερί όταν το φυσάμε;

Ο αέρας που εκπνέει ο άνθρωπος περιέχει πολύ διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο στερεί το οξυγόνο από τη φλόγα. Ταυτόχρονα, το φύσημα μειώνει τη θερμοκρασία και συμβάλλει στο να απομακρυνθεί η φλόγα από το κερί.