Pięciu bloggerów podziwia klocek

Dzisiaj będę zachwycał się Internetem na przykładzie jednego filmiku. Jestem urzeczony tym, że w sieci tak wielu ludzi odczuwa zafascynowanie nauką, co jednocześnie oznacza po prostu fascynację światem dookoła. Facebookowy profil I fucking love science ma już ponad sześć i pół miliona polubień. Na youtube roi się od programów dokumentalnych, nagrań wykładów, dyskusji i temu podobnych. Istnieją też kanały w całości poświęcone popularyzacji nauki, publikujące materiały stworzone specjalnie na ich potrzeby.

Co więcej, aż przyjemnie popatrzeć jak ci pasjonaci nawiązują ze sobą współpracę. “Bullet Block Experiment” kapitalnie buduje ciekawość. Prezentuje eksperyment oraz domysły innych popularyzatorów nauki, przez co angażuje widza. Pod koniec filmu znajdują się trzy linki służące jako głosowanie, którego wynik poznamy pewnie wraz z wyjaśnieniem wyników (już jutro). Oto nagranie, które wywołało u mnie tyle pozytywnych emocji:

Jakie było moje przewidywanie? Że bloczek poleci niżej. Część energii kinetycznej pocisku zostanie wytracona na nadanie klockowi momentu obrotowego, więc pozostała część wystarczy na wyniesienie go na mniejszą wysokość. Co Wy obstawiacie?

Jeśli jeszcze tego nie zrobiliście, kliknijcie w jeden z linków by się przekonać jaki był efekt:
Wyżej: http://bit.ly/blockhigher
Ta sama wysokość: http://bit.ly/SameHeight
Niżej: http://bit.ly/BlockLower


Kiedy piszę ten tekst nie ma jeszcze odpowiedzi. Ale mój domysł, dlaczego dzieje się tak a nie inaczej jest następujący... Prześledźmy eksperyment od tyłu:

Strzał2: Energia kinetyczna pocisku = Energia potencjalna na wysokości X + Energia momentu obrotowego
Strzał1: Energia kinetyczna pocisku = Energia potencjalna na wysokości X + ???

Takie są obserwacje. Teraz trzeba do tego dopasować teorię :). Tak działa nauka. Moja teoria jest taka, że gdy pocisk trafia w środek, bloczek nie ma “swobody” do obrotu, więc ta dodatkowa energia wytracana jest na ciepło i/lub głębszą penetrację bloczka. Ale czemu dokładnie tyle samo energii idzie na obrót i penetrację?

To czas na ulubione hasło naukowców “more study is needed”. Chciałbym zobaczyć trzecią próbę, gdzie bloczek jest trafiony trochę dalej od centrum masy. Czy efekt będzie taki sam? To pozwoliłoby lepiej przeanalizować domysły. Chciałbym zobaczyć przekrój. Jak głęboko weszła kula. Za mało danych!


Popularyzatorzy, którzy dołączyli do Veritasium:
Henry (MinutePhysics): http://www.youtube.com/minutephysics
Destin (Smarter Every Day): http://www.youtube.com/smartereveryday
Greg and Mitch (ASAP Science): http://youtube.com/asapscience
Elise Andrew (I F***ing Love Science): http://youtube.com/iflscience

Wyjaśnienie powinno pojawić się na kanale Veritasium już w poniedziałek.

Osiem powodów dla których głowonogi są w dechę

Mr. Bungle Sweet Charity


Ośmiornice, dziesięciornice (kałamarnice i mątwy) na pierwszy rzut oka są całkowicie obce i niesamowite. Ale to tylko wierzchołek góry lodowej. Poniższa lista to tylko kilka wybranych powodów, by zafascynować się tymi stworzonkami.

1. Genialny mózg w kształcie bajgla
Mątwy (te wyglądające jak sterowce), kałamarnice (te z dwiema dłuższymi mackami, co wyglądają jak krakeny) i ośmiornice (te z chińskich bajek ;) ) uznaje się za najinteligentniejsze bezkręgowce. Naukowcy bardzo chętnie badają intelekt zwierząt tak bardzo odmiennych od ssaków. Ta odmienność właśnie sprawia, że tak trudno je badać. Również dlatego, że jako istoty inteligentne, bywają kapryśne i niechętne do współpracy. Pomijając zupełnie inny kształt samego mózgu, większość neuronów ośmiornic rezyduje w mackach, które nie bez powodu zdają się żyć własnym życiem. Jak się okazuje mają sporo autonomii i jeśli odciąć ośmiornicy mackę, ta będzie szukać jedzenia i jeśli na nie trafi, chwyci je i spróbuje umieścić tam gdzie powinna być paszcza.

2. Niebieska krew, trzy serca
Jakby ich zewnętrzny wygląd nie był wystarczająco dziwny, w środku też czeka nas trochę niespodzianek. Głowonogi mają aż trzy serca. Dwa wtłaczają krew w skrzela, jedno w resztę ciała. Niebieską krew. Hemoglobina transportuje tlen wiążąc go z żelazem. Hemocyjanina używa w tym celu miedzi, stąd inny kolor.

3. Mistrzowie kamuflażu
Kameleony zzieleniałyby ze wstydu gdyby wiedziały do czego zdolne są mackowate zwierzęta. Myślę, że obrazek obok mówi sam za siebie. Głowonogi potrafią błyskawiczne zmieniać kształt ciała, jego fakturę i kolory. Gładka biała mątwa może momentalnie zmienić się w pstrokaty najeżony koralowiec. U niektórych gatunków kałamarnic zaobserwowano komunikację za pomocą „migotania”.

4. Mimic octopus
Na osobny punkt zasługuje Thaumoctopus mimicus - gatunek ośmiornicy o niezwykłym repertuarze „przebrań”. Na tym filmiku można zobaczyć niektóre z jej wyczynów. Wśród co najmniej piętnastu „trików” znajdziemy udawanie flądry, skrzydlicy, węża morskiego, ukwiału, czarnego dziwadełka i koralowca biegającego na dwóch nóżkach. Ten gatunek nieźle podsumował również xkcd.

5. Kreatywne w ataku i obronie
Jakby szybkość, siła i atak z zaskoczenia im nie wystarczały, mątwy wymyśliły dziwaczną metodę polowania. Czasem „hipnotyzują” swoje ofiary układając się w symetryczny kształt i okrążają ofiarę migocząc, by następnie nagle ją porwać i pożreć. Oto nagranie. Również w defensywie bywają groteskowo pomysłowe. Szczególnie jeden z gatunków tak zwanych „szklanych kałamarnic” – znanych z tego, że poza oczami i gruczołem trawiennym są praktycznie przezroczyste. Ten jeden gatunek, gdy zaniepokoić go kilkukrotnie, stwierdza, że samo siknięcie atramentem to za mało. Nadyma się wtedy, wciągając wodę, głowę, macki do środka, zmieniając się w przezroczystą kulkę z parą oczek (fot. David Shale). Jeśli napastnik nie umrze ze śmiechu i zaczepi ją znowu, znowu wypuszcza atrament, tym razem do środka, przez co zmienia się w nadętą czarną kulkę.

6. Oczy
Pomimo obcości tych stworzeń, fascynujące jest podobieństwo ich oczu do naszych. Jak dla mnie to naczelny argument za tym, że obcy, jeśli tylko w ich środowisku mają dostęp do światła, niemal na pewno mają oczy, a ci bardziej rozwinięci mają podobne do naszych. Choć głowonogi ewoluowały osobno, choć funkcjonują w innym środowisku, osiągnęły podobny mechanizm. Są pewne drobne różnice – zamiast zmieniać kształt soczewki, przesuwają ją w ciele szklistym podobnie do teleskopu. Nie mają plamki ślepej i co zaskakujące – w większości nie rozróżniają kolorów. Jednocześnie w przeciwieństwie do nas potrafią rozróżniać polaryzację światła. Żeby było zabawniej mątwy mają oczy wyglądające jak łotrowski wąsik.

7. Kreatywne podczas godów
Samiczek mątw jest cztery razy mniej niż samców. Więc samce zbyt małe by przemocą trzymać rywali z dala od samiczki muszą kombinować. Mali spryciarze stosując cwany fortel – upodobniają się do samic, dzięki czemu unikają agresji osiłków. Gdy ich ominą, zaczynają zalecać się do samiczki. Tu robi się ciekawie. Są one wybredne i z reguły odrzucają około 70% dużych samców, ale jedynie 30% „przebierańców”. Czy imponują im intelektem, czy po prostu rozśmieszone są bardziej rozochocone? Jako, że samice kolekcjonują nasienie od wielu samców w czasie godów a dopiero później same zapładniają nimi jajeczka, można sprawdzić na kogo pada, gdy już podejmują decyzję „na chłodno”. Przeprowadzono stosowne badania i... okazuje się, że częściej pada na spryciarzy. Warto też wspomnieć, że czasem dochodzi do zabawnych sytuacji – duże samce nie atakują „samiczek”, ale czasem próbują czegoś innego i bardzo się gniewają gdy wychodzi szydło z worka.

8. Ośmiornice potrafią być urocze
A tak poza tym, to niekoniecznie są oślizgłymi, obrzydliwymi, mackowatymi potworami z odrażających głębin. Potrafią być całkiem urocze. Mimo ich kompletnej odmienności, nawiązanie pewnego kontaktu, czy nawet porozumienia nie jest wykluczone. Gorąco polecam lekturę artykułu „Inside the mind of the octopus”, w którym Sy Montgomery podzieliła się swoimi wspomnieniami ze spotkań z Ateną – 18 kilogramową ośmiornicą olbrzymią.

Rodzina Hildy - asteroidy o trójkątnej orbicie

Nine Inch Nails – Just Like You Imagined


Saturn ma heksagon na biegunie, Jowisz ma trójkąt na orbicie. Hilda family, Hildan asteroids, rodzina planetoidy Hilda – to dość niezwykły twór składający się z ponad tysiąca obiektów, tak zwana grupa dynamiczna. Być może słyszeliście o dwóch grupach asteroid – Trojanach i Grekach. Obiekty te znajdują się na orbicie Jowisza sześćdziesiąt stopni za i sześćdziesiąt stopni przed gigantem i obracają wraz z nim dookoła Słońca. Termin „trojanie” obecnie używany jest jako nazwa analogicznych planetoid na orbitach innych planet, w 2010 odkryliśmy nawet pierwszy taki obiekt na orbicie Ziemi.

Hildy to jednak zupełnie inna historia. Nie tkwią one nieruchomo w odniesieniu do Jowisza. Są w rezonansie orbitalnym 2:3, czyli w ciągu dwóch jupiterowych lat, okrążają one Słońce trzykrotnie. Wspólnie zakreślają trójkąt o nieznacznie zwiększonej gęstości w wierzchołkach. To jednak nie wszystko - figura jako całość obraca się wraz z Jowiszem, ale dana planetoida nie tkwi w jednym miejscu figury, tylko po niej wędruje.

(wersja z nieruchomym Jowiszem i bez małych orbit)

Podziwiając tę dynamiczną równowagę można zauważyć jak niektóre obiekty zbliżają się do Słońca, inne oddalają się jakby miały być wyrzucone w przestrzeń, jak przechodzą przez gęściejsze wierzchołki i śmigają przez mniej zaludnione krawędzie. Pozorny nieład tworzy konkretny wzór. Nie wiem czy ktoś sam wymyśliłby taki układ. Nawet jeśli, to pewnie krytycy wątpiliby w możliwość stabilnego istnienia czegoś takiego.

Dla mnie rodzina Hildy to świetny odpowiednik sytuacji obserwowanej w galaktykach spiralnych. Gdy zaczęto je badać sądzono, że jaśniejsze ramiona zawierają więcej gwiazd (co jest to prawdą) i że gwiazdy te obracają się wraz z galaktyką (co nie jest prawdą). Modele pokazywały, że taki układ nie mógł być stabilny. Pomijając pytanie jak coś takiego w ogóle mogło powstać, gdy symulacje rozpoczynano od spiralnego układu, bardzo szybko rozmywał się on i galaktyki stawały się jednolitymi dyskami. Wyjaśnieniem okazała się właśnie taka dynamiczna równowaga, gdzie ramiona galaktyki obracają się z inną prędkością niż gwiazdy w galaktyce. Tak jak obiekty w rodzinie Hildy nie są częścią danego rogu czy krawędzi, tak gwiazdy obiegając centrum galaktyki przechodzą przez rzadsze i gęściejsze obszary.


Źródła:
http://sajri.astronomy.cz/asteroidgroups/groups.htm - Źródło animacji, Petr Scheirich
http://en.wikipedia.org/wiki/Hilda_family - Rodzina Hildy
http://pl.wikipedia.org/wiki/2010_TK7 - Ziemski Trojańczyk

Elysium

Clinton Shorter – District 9


Na nowy film Neilla Blomkampa przyszło nam czekać aż cztery lata. Dystrykt 9 był nową jakością. Krwawy, brutalny, ciekawie opowiedziany, niskobudżetowy a jednocześnie zachwycający efektami film SF. W moim odczuciu, razem z Avatarem i Moon, to trio przetarło szlak dla fali science-fiction, którą możemy się teraz cieszyć. Jak w porównaniu z tym wielkoekranowym debiutem wypada Elizjum?

Dystopia roku 2154 wita nas zdecydowanie większym rozmachem. Obrazek nakręcono za ponad 100 milionów, ale wygląda jak najdroższe produkcje kosztujące nawet dwa razy tyle. Jednocześnie zachowuje styl, którym zachwycał Dystrykt 9. Wszystko jest funkcjonalne, brudne, zużyte i pokryte kurzem. Egzoszkielet w którym ugania się Matt Damon jest krwawo wwiercony w jego kości, futurystyczne pojazdy pokryte są graffiti, a porządku pilnują humanoidalne roboty wyglądające na wnuki współczesnych maszyn Boston Dynamics. Ziemia przyszłości przypomina wielki, zrujnowany Meksyk. Inaczej wygląda tytułowe Elizjum, gdzie dominuje elegancja i przepych na wewnętrznej powierzchni kosmicznego torusa. W jego trybach natomiast tylko miejscami czuć sterylność - większość wnętrz zaprojektowano z przekonującą funkcjonalnością, którą można znaleźć chyba tylko u Camerona.

Tym razem Blomkamp nie kombinuje już z ciekawą formułą found footage, zamiast tego dostajemy klasyczną narrację. I tu leży największa słabość filmu, czyli boleśnie tandetne scenki zawiązujące całość w prologu i finale. Przyznam jednak, że obawiałem się, że takich elementów będzie więcej. Nie było, a dzięki całej reszcie z łatwością łyknąłem te momenty, włącznie z końcówką tak naiwną, że aż popadającą w komizm.Tak więc zostaliście ostrzeżeni – są momenty w Elysium, które mogą wywołać niezamierzony śmiech lub zażenowanie. Przez większość czasu jednak mamy do czynienia z dynamicznym i wciągającym filmem akcji. Można mieć ogromne wątpliwości co do wiarygodności wykreowanej sytuacji – biedna Ziemia i bogata enklawa w kosmosie. Trzeba jednak przyznać, że fabułę skonstruowano bardzo dobrze. Trailer jasno przedstawiał sytuację – główny bohater ulega wypadkowi i jedynym ratunkiem dla niego jest aparatura medyczna na Elizjum. Film jednakże ciekawie uatrakcyjnia i komplikuje tę sytuację, co chwila podnosząc stawki, dodając kolejne przeszkody na drodze bohatera, które mają jednak swoje uzasadnienie.

Szkoda, że część scenografii, efektów specjalnych i scen akcji marnuje się przez kompletnie roztrzęsioną kamerę. Nigdy nie lubiłem takich zabiegów choć rozumiem, że czasem dodaje to realizmu, ale tu można odnieść wrażenie, że kamerzysta cierpiał na Parkinsona a czasem do tego dochodził atak epilepsji. Ładnym, choć chwilami roztrzęsionym obrazkom towarzyszy całkiem niezły soundtrack debiutującego Ryana Amona.

Na koniec kilka słów o postaciach – nie są tak przerysowane jak straszą niektórzy recenzenci, ale na próżno szukać w nich jakiejś głębi. Jodie Foster nie ma okazji by zabłysnąć - głównie zaciska usta, Matt Damon sami wiecie... bardzo fajny, mały występ zalicza William Fichtner. Jedynym przerysowanym bohaterem jest Kruger, grany przez Sharlto Copley’a, którego odkrył właśnie Blomkamp. Jednak jego przerysowanie to największa zaleta – jest tak porąbany, że aż miło.

I tak to wygląda. Przyznam, że kończąc tekst mam trochę gorszą opinię o filmie niż gdy wczoraj wychodziłem z kina. Wady są dość wyraźne, ale nie mam najmniejszych wątpliwości, że chętnie zobaczę ponownie Elysium i będę wyczekiwał kolejnego SF utrzymanego w takiej stylistyce - grim and gritty, pełnej przekonującego designu. Mam nadzieję, że film dobrze się sprzeda mimo kategorii wiekowej R i dostaniemy więcej filmów, gdzie scenarzysta i reżyser nie mają nałożonego kagańca.

Jak zatrzymać światło?

Shine On You Crazy Diamond

Niedawno sieć obiegła informacja o zatrzymaniu światła na minutę przez naukowców z Technische Universität Darmstadt. Otrzymałem prośbę o napisanie notki na ten temat. Nie ukrywam, przeszło mi to przez myśl wcześniej, ale zbierałem się do tego jak pies do jeża. Ostatecznie wyszła notka o tym, że fotony zawsze poruszają się z tą samą prędkością. Nie zwalniają, nie zatrzymują się.

Co zatem zaszło w Darmstadt? I jakim sposobem światło ma zawsze stałą prędkość skoro mówi się o jego prędkości w próżni czy o współczynnikach załamania? Zacznijmy od prędkości światła w różnych ośrodkach. Jest stała. Zawsze. 299 792 458 metrów w ciągu sekundy. W świecie fizycznym, pełnym względności i drobnych niuansów, powinno to być pocieszające. Ale kiedy dowiadujemy się, że c jest tak stała, że nawet zbliżające się ku sobie dwie wiązki światła poruszają się względem siebie z prędkością c a nie 2c robi się dziwnie. Na szczęście ta notka nie jest o relatywistyce.

Prędkość światła w ośrodku, inna od tak zwanej prędkości światła w próżni, to w rzeczywistości uproszczenie. Fotony, podróżując przez ośrodek materialny natrafiają na atomy. Foton to kwant pola elektromagnetycznego o energii odpowiadającej długości jego fali (barwie). Gdy uderza w atom przestaje istnieć, zostaje zaabsorbowany. Atomy nie lubią być podekscytowane, więc wkrótce zaabsorbowana energia zostaje ponownie wyemitowana. Foton wędruje dalej. Nowy foton „kontynuuje” podróż poprzednika. Opóźnienie wynikające z przygody z atomem sprawia, że pozornie prędkość światła jest mniejsza.

To pozorne zmniejszenie prędkości w ostatnich latach doprowadzono do niecałego milimetra na sekundę wykorzystując egzotyczny stan skupienia ekstremalnie schłodzonej materii – kondensat Bosego-Einsteina. Ale jak „zatrzymano” je całkowicie? Sprytnym trikiem. Nieprzezroczysty kondensat uczyniono przezroczystym (dla światła z lasera A) oświetlając go laserem B. Gdy laser A nadał trzy impulsy światła, wyłączono laser B. Kondensat nagle stał się nieprzezroczysty i „uwięził” światło w sobie.

Oczywiście już wiemy, że fotony zawsze poruszają się z prędkością 299 792 458 metrów na sekundę, zatem w materiale nie uwięziono światła, a „jedynie” utrwalono wzbudzone stany atomów. Ograniczenie czasu do minuty wynika z tego, że materia, nawet schłodzona do niedorzecznie niskiej temperatury, wciąż jest w ruchu i w końcu dojdzie do oddziaływania pomiędzy spinami wzbudzonych atomów. Więc po „odblokowaniu” kondensatu odzyskalibyśmy energię w postaci fotonów, ale trzy impulsy byłyby „rozmyte” a naukowcy z Darmstadt chcieli jednocześnie pokazać, że „zatrzymane” światło może przechować również informację.

Mam nadzieję, że to wyjaśnia sławny eksperyment i różne prędkości światła w różnych materiałach. Jednocześnie jeśli usłyszycie, że foton wydostaje się z jądra Słońca przez tysiące lat, będziecie wiedzieli, że nie chodzi o to, że jest tam tak silne przyciąganie, że nawet fotony „wylatują z niego wolno”. Przy tej gęstości materii, przebycie około 700 000 km z jądra na powierzchnię, oznacza bezustanne absorbowanie przez atomy i tułaczkę nowych fotonów w losowych kierunkach, by w końcu wydostać się na powierzchnię. Więc foton, który dociera na Ziemię powstał jakieś 8 minut temu, nie tysiące lat wcześniej. Ale foton, który zapoczątkował ten łańcuch wydarzeń rzeczywiście powstał zanim narodziła się nasza cywilizacja.


Bardzo dziękuję Maciejowi Pylakowi z NCBJ za pomoc przy przygotowaniu notki.


PS. Profil na facebooku osiągnął ponad 400 polubień. Wielkie dzięki!


Neil deGrasse Tyson on photons and relativity
Light completely stopped for a minute
http://www.badastronomy.com/bitesize/solar_system/#note
http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetically_induced_transparency
Tytułowa fotka - Reddit

Węglowy Szowinista na Polconie

BSG Orchestra - Apocalypse (live)

Wielkimi krokami zbliża się Polcon 2013 (29 sierpnia - 1 września), na którym będę się produkował w ramach Dni Nauki. Konwent odbywa się na terenie Politechniki Warszawskiej. Wstęp na Dni Nauki jest bezpłatny.

Poniżej informacja o punktach programu, które tworzę lub współtworzę. Zaznaczam jednak, że do konwentu zostało jeszcze troszkę czasu, więc terminy mogą ulec zmianie.

My God, it's full of planets! - Piątek, 13:00

Co roku jesteśmy bliżej odkrycia drugiej Ziemi. Węglowy Szowinista opowie jakie dziwne planety już odkryliśmy, jak ich szukamy, skąd wiemy, że tam są, jak wyglądają, ile ich jest i jakimi metodami będziemy szukać na nich życia.


Cyberpunk 2013 - Piątek, 17:00

Co istnieje już dzisiaj a czego nie przewidzieli twórcy SF? Przegląd najnowszych osiągnięć nauki i techniki z minionego roku - roboty, egzoszkielety, medycyna regeneracyjna, terapie genowe, nanoboty, bioniczne implanty i inne.


Panel SF - Piątek, 18:00

Wspólnie z Piotrem Bilskim, Marcinem Zarodem i Janem Żerańskim będziemy dyskutować na kilka tematów, od kontaktu z obcymi, przez osobliwość technologiczną po inżynierię genetyczną, jednocześnie zastanawiając się nad realizmem przedstawienia tych motywów w SF.


Polcon na Facebooku, Dni Nauki na Facebooku.