niedziela, 31 stycznia 2016

Planeta X - komentarz Węglowego

Newsy o odkryciu nowej planety pojawiają się z pewną regularnością i przyznam, że ignoruję je jak chłopców krzyczących “wilk!”. Dlatego dopiero po tym jak część czytelników mnie zaczepiła zapoznałem się z “odkryciem” M. Browna i K. Batygina. I słusznie, bo chyba coś jest na rzeczy. Nawet jeśli nie można mówić (jak robi to ogromna część prasy) o odkryciu.

W swojej głośnej publikacji analizują oni orbity obiektów w pasie Kuipera. Naturalnie spodziewalibyśmy się, że ich elipsy będą przypadkowo rozłożone w Układzie Słonecznym. Tymczasem wiele z nich jest podobnie zorientowanych. Kluczowa liczba, która przewija się przez prasowe publikacje, to 0,007%. Brown i Batygin twierdzą, że takie właśnie jest prawdopodobieństwo, by taki rozkład powstał przypadkowo. W związku z tym postulują, że planeta, około dziesięciokrotnie cięższa od Ziemi, mogłaby być odpowiedzialna za takie orbity mniejszych obiektów.

Nie znaczy to, że odkryto dziewiątą planetę. Nie znaczy to, że istnieje 99,993% szans, że dziewiąta planeta istnieje. Tylko, że przy odpowiednich założeniach, taki rozkład orbit ma tak małe szanse na powstanie przypadkiem. Naukowcy twierdzą, że to nie przypadek, tylko planeta. To ich hipoteza. Mogą istnieć inne hipotezy - na przykład, że Słońce miliony (setki milionów?) lat temu minęła inna gwiazda i jej oddziaływanie grawitacyjne wpłynęło na te obiekty.


A skoro jesteśmy już przy liczbach, to warto uświadomić sobie o jakich odległościach mówimy. Gdyby Słońce umieścić w miejscu pomnika Adasia na Rynku Głównym, w takiej skali Ziemia byłaby metr dalej (miałaby wtedy rozmiar bakterii), a Jowisz znalazłby się jakieś pięć metrów dalej. Pluton znalazłby się przy wejściu do Sukiennic. Planety X musielibyśmy szukać kilkadziesiąt razy dalej - gdzieś w okolicy biblioteki AGH (1200 jednostek astronomicznych). Nawet jeśli jest ona porównywalnej wielkości z gazowymi gigantami, jej znalezienie będzie nie lada wyzwaniem. To nawet dalej niż pas Kuipera. Planeta X byłaby częścią hipotetycznego obłoku Oorta, z którego mają pochodzić komety długookresowe. Ten najdalszy region Układu Słonecznego sięga aż do Kielc. Dla porównania Alfa Centauri znajduje się trochę dalej niż Warszawa.

Podsumowując, sprawa wygląda tak - mamy coś co nie wygląda na przypadek, więc wypada to zbadać. Na ten moment seksowna hipoteza brzmi - gdzieś tam kryje się nieodkryta planeta. Trzeba jej poszukać. O ile reakcje mediów mogą być irytujące, to w całej sprawie podoba mi się analogia do historii, o której od dawna miałem napisać na blogu. Mówię tu o odkryciu Neptuna.

Ruchy orbitalne Urana nie pokrywały się z przewidywaniami. Dlatego astronomowie zaczęli kalkulować jakiej wielkości i jak daleko położona planeta mogłaby zakłócać ruch Urana w obserwowany sposób. Zanim zaobserwowano ósmą planetę, jej położenie zostało wyznaczone w oparciu o newtonowskie prawo grawitacji. W moim przekonaniu to jeden z najbardziej imponujących tiumfów nauki. Jasnowidze czasem istnieją, ale nie używają kryształowej kuli, tylko metody naukowej. Może tym razem będziemy mieć do czynienia z podobną sytuacją?


Źródła:
Publikacja Browna i Batygina
Kwantowo o planecie X
Evidence found of a posible planet in the outer solar system
Odkryto planetę oddaloną o 6900 AU od swojej gwiazdy - to trzykrotnie dalej niż hipotetyczna planeta X.


środa, 27 stycznia 2016

Rachunek sumienia 2015

Styczeń prawie uciekł, a blog bez rocznego podsumowania… W minionym roku popełniłem 47 notek. Najpopularniejszą okazała się Moja radioaktywna zabawka. Za nią dość niespodziewanie znalazła się Dlaczego samoloty latają na wysokości 10 000m, potem masochistyczna Zjadłem skorpiona z Trinidadu, x-filesowa Tajemnica jeziora Nyos oraz ostatnia notka 2015 Witamy w epoce rakiet wielokrotnego użytku.

Dział wywiadów zdominowały panie. W tym roku rozmawiałem z ekspertką od perfum Klaudią Heintze, biolog profesor Ewą Bartnik i astronom Carolyn Porco.


Z ponad setki obejrzanych filmów 64 widziałem po raz pierwszy. Ogólnie można powiedzieć, że ten rok nie był zachwycający filmowo. Mój Top 5 w raczej przypadkowej kolejności to:
- Mad Max: Fury Road
- Ant-Man
- Tomorrowland
- Marsjanin
- Star Wars: The Force Awakens

Jeśli idzie o tytuły wcześniejsze niż 2015, to na wzmiankę zasługuje What we do in shadows, który jakimś cudem przeleciał pod moim radarem. Polecam z całych sił.

Prognoza na 2016? Filmowo będzie lepiej m.in. dzięki kolejnym ekranizacjom komiksów. Ale co tam filmy… Naukowo będzie z pewnością interesująco. SpaceX odpali rakietę Falcon Heavy oraz powinno przedstawić projekt MCT - Mars Colonial Transporter. W Szwajcarii ma ruszyć pierwsza komercyjna placówka przechwytująca atmosferyczny CO2. Sonda Juno dotrze do Jowisza a Rosetta powinna rozbić się na komecie i tym samym zakończyć swoją historyczną misję. NASA rozpocznie misję OSIRIS-REx - pozyskania próbki z asteroidy.

Problemy klimatyczne dadzą się we znaki. Następstwa pożarów w Indonezji, huragany po ekstremalnym El Nino, trudno powiedzieć jak wielkie będą niepokoje społeczne gdy do katastrof naturalnych dołączą wysokie ceny żywności. Jednocześnie może doczekamy się czegoś nowego w temacie sztucznej inteligencji, nowej wersji Watsona, może usłyszymy o wynikach testów niemieckiego stellaratora - reaktora fuzyjnego nowej generacji.

Kto wie, może nawet Węglowy zbierze pięć tysięcy kciuków na fanpage?


środa, 20 stycznia 2016

SS#17 - W USA dorastają ludzko-zwierzęce chimery

W chwili gdy czytacie ten tekst, w kilku miejscach USA ciężarne krowy i owce noszą w brzuszkach ludzko-zwierzęce chimery. Dzieje się to mimo zakazu fundowania takich badań przez National Institutes of Health (NIH). Jak widać jest to na tyle pociągające, że i bez ich finansowania udało się zorganizować takie eksperymenty.

W ciągu ostatniego roku, tylko na terenie Stanów Zjednoczonych, rozpoczęto hodowlę co najmniej 20 chimer posiadających ludzkie i nieludzkie DNA… Wystraszeni? Niesłusznie. Nie mogłem się opanować przed potraktowaniem Was odrobiną strasznego tonu. W rzeczywistości nikt nie hoduje potworów. Docelowo chodzi o całkiem normalne zwierzęta, w ciałach których mają rozwinąć się pojedyncze ludzkie organy. Jednak z racji przesadnych według wielu naukowców i oczywistych według opinii publicznej obaw, żadna z tych ciąży nie osiągnie końca.

Przypadki chimeryzmu zdarzają się w naturze. Lydia Fairchild usłyszała, że nie jest matką swoich rodzonych dzieci po badaniach DNA, które miały zweryfikować ojca. Później okazało się, że jej organy rozrodcze były genetycznie odmienne od jej krwi. Jak się okazało, kobieta była swoją własną bliźniaczką - jej organizm wykształcił się z połączenia dwóch zygot. Lydia Fairchild przeżyła całe życie w dobrym zdrowiu.

W przypadku prowadzonych właśnie eksperymentów zjawisko takie wymusza się manipulując kilkudniowymi embrionami zwierząt. Już w poprzedniej dekadzie naukowcy pokazali jak wyhodować dodatkowe oczy lub kończyny u płazów (wybranych ze względu na ich zdolności regeneracji). Polegało to na wszczepieniu komórek macierzystych w odpowiedni punkt ciała lub embrionu i “programowaniu” ich tak by odpowiednio się rozwijały. Przez programowanie, w wielkim uproszczeniu rozumiem wstrzykiwanie białek, które włączają partie DNA odpowiedzialne za rozwijanie oka lub nogi.

Teraz naukowcy modyfikują DNA świni lub owcy tak, by były genetycznie niezdolne do wykształcenia np. wątroby, po czym umieszczają w embrionie ludzkie komórki, które mają wykształcić brakujacy organ. Mam nadzieję, że nie muszę podkreślać ani ogromnego niedoboru organów do przeszczepu, ani tego jak kłopotliwe jest życie po przeszczepie. W idealnym układzie mówimy o śwince, w której np. bije serce, które będzie zgodne z docelowym biorcą. Nie jest to idealne rozwiązanie, ale wydaje się realne i najlepsze na ten moment.

W tym kontekście, etyk NIH bijący na alarm i mówiący o widmie inteligentnej myszy, siedzącej gdzieś w laboratorium i krzyczącej “chcę wyjść” jest delikatnie mówiąc niepoważny. Nie mam nic przeciwko ich obawom wobec zmian “stanu kognitywnego” zwierząt. Ale już ponad dwa tysiące lat temu Hipokrates napisał “Trzeba wiedzieć, że z mózgu samego płyną nasze przyjemności, radość, śmiech, wesołość, a także nasze smutki, ból, żałość i łzy...”, więc utrudnianie tych konkretnych badań wydaje się niestosowne.

Jednocześnie MIT Technology Review słusznie zwraca uwagę, że w badaniach już od jakiegoś czasu używa się “zhumanizowanych” zwierząt. Na przykład myszy z ludzkim systemem immunologicznym, na których można badać różne leki i terapie. Myszy takie tworzy się poprzez przeszczepianie fragmentów ludzkiej grasicy i wątroby do nowonarodzonych zwierząt. Powstają po to by chorować i być leczonymi na różne sposoby, często nieskuteczne lub szkodliwe.

Miliony zwierząt na całym świecie jest hodowanych z myślą o wylądowaniu w naszych żołądkach, teraz niektóre z nich mogą być hodowane z myślą o tym by skończyć częściowo w naszych klatkach piersiowych. Zanim jednak do tego dojdzie naukowcy muszą się upewnić, że świnia, oddzielona od człowieka 90 milionami lat ewolucji może przetrwać z ludzkim sercem. Samo badanie niedonoszonych płodów nie wystarczy.


Źródła:
MIT Technology Review
Daily Tech


środa, 13 stycznia 2016

Dlaczego odkrycie fal grawitacyjnych jest tak ważne

W zeszłym roku ukończono trwające pięć lat ulepszenia LIGO - detektora fal grawitacyjnych. Inwestycja opłaciła się. Potrzebowaliśmy stu lat by potwierdzić ten aspekt teorii Einsteina. Odkrycie nie jest jeszcze oficjalne, ale plotki* się nasilają i nikt ich oficjalnie nie odwołuje. Podobno ekipa LIGO właśnie szykuje publikację i są w trakcie “dmuchania na zimne”. Uznałem więc, że warto już poruszyć temat, naciskając na to dlaczego to odkrycie jest tak istotne.

Fale grawitacyjne mają być generowane przez eksplozje gwiazd i zderzenia czarnych dziur. Sama idea ich wykrycia jest prosta - fale te zmieniają odległości między obiektami, na przemian rozciągając i ściskając przestrzeń. LIGO to dwa betonowe tunele czterokilometrowej długości, zbudowane pod kątem prostym. Wewnątrz umieszczono stalowe rury “wypełnione próżnią” (to znaczy jest w nich bardzo dużo niczego) w których wielokrotnie odbijana jest wiązka lasera. Dzięki temu na odległości 4 km można badać ewentualne odkształcenia przestrzeni na dystansie kilkuset kilometrów. Przy odpowiedniej aparaturze można dzięki temu dokonywać pomiarów odkształceń miliard razy mniejszych od jądra atomu. Niestety szumy i zakłócenia są ogromnym problemem. Trzęsienia ziemi, samochody czy pociągi przejeżdzające obok LIGO mogą wywoływać zakłócenia. Dlatego choć idea jest prosta, samo wykrycie było tak trudne.

Mało kto ma wątpliwości co do tego, czy fale grawitacyjne istnieją. Przez sto lat teoria Einsteina przechodziła wszystke sprawdziany. Wiemy, że czasoprzestrzeń istnieje. Wiemy, że ulega zakrzywieniom. Czy zatem eksperyment LIGO to tylko wykwit próżności naukowców? Nie. Udowodniliśmy (prawdopodobnie), że możemy rejestrować i badać fale grawitacyjne. A to ma wielkie konsekwencje.

Potencjanie rozpoczynamy nowy rozdział w badaniu wszechświata. Otrzymaliśmy zupełnie nowy “zmysł”, który pozwoli nam analizować ciemną większość kosmosu, który trudno badać obserwując jedynie światło. Ułatwi nam badanie tajemniczych czarnych dziur i obiektów ukrytych za obłokami gazu. Naukowcy otrzymają możliwość analizowania grawitacji w najbardziej ekstremalnych warunkach - gdy obiekty wielokrotnie cięższe od Słońca okrążają się nawzajem z prędkościami zbliżonymi do prękości światła. Bez wątpienia czeka nas cała masa niespodzianek.

LIGO to jedynie początek. W grudniu ESA na pokładzie rakiety Vega wyniosła sondę LISA Pathfinder, która ma sprawdzić technologię planowanej na 2034 misji eLISA (evolved Laser Interferometer Space Antenna). Na pokładzie sondy znajdują się dwie dwukilogramowe masy testowe. Precyzyjny pomiar ich wzajemnego położenia z dokładnością do 10 pikometrów (pikometr to jedna milionowa jednej milionowej metra), ma posłużyć do analizy fal grawitacyjnych. Dokładność tych pomiarów oraz pozycjonowania satelity posłuży do właściwej misji eLISA. W sporym uproszczeniu, będzie to ekstremalna wersja LIGO - trzy satelity umieszczone w formacji trójkąta równobocznego o boku długości miliona kilometrów. W sumie dziwi mnie tylko, że postawiono na trójkąt a nie na czworościan, który ułatwiłby mierzenie fal grawitacyjnych w trzech wymiarach a nie tylko płaszczyźnie (choć konstelacja eLISA będzie obracać się orbitując wokół Słońca, jak pokazuje animacja powyżej).

Tak czy inaczej żyjemy w ciekawych czasach, gdy nasze sondy będą (prawdopodobnie) ujeżdżać fale grawitacyjne.


Źródła i źródełka:
http://gizmodo.com/heres-why-finding-gravitational-waves-would-be-such-a-b-1752286165
http://news.discovery.com/space/ligos-little-black-box-110317.htm
http://www.pbs.org/wgbh/nova/blogs/physics/2014/11/theres-more-than-one-way-to-hunt-for-gravitational-waves/
http://www.theguardian.com/science/2016/jan/12/gravitation-waves-signal-rumoured-science
http://www.iflscience.com/physics/gravitational-wave-rumors-running-hot
https://www.newscientist.com/article/dn28754-new-rumours-that-gravitational-waves-have-finally-been-detected/


* - Najgłośniejszym plotkarzem jest Lawrence Krauss. Generalnie lubię gościa, myślę, że wszystko nie okaże się jedynie plotką, ale jednocześnie nie pochwalam jego zachowania. Myślę, że trafnej krytyki dokonał astronom Michael Merrifield jeśli sprawa się potwierdzi, to Krauss podpiął się pod szum medialny wokół odkrycia, jeśli sprawa okaże się plotkę, to zaszkodził wiarygodności świata naukowego. W obu przypadkach nieładnie.


czwartek, 7 stycznia 2016

“Taśmociąg z nawałnicami”

Mam nadzieję, że po rekordowo ciepłym 2015 roku, 2016 nie będzie rekordowy pod względem szkód wyrządzonych przez ekstremalne zjawiska pogodowe. El Nino nie tylko nie słabnie, ale wręcz wciąż może przybierać na sile.

Przyjrzyjcie się obrazkowi obok. To nie porównanie trwającego El Nino z jego przeciętnym odpowiednikiem. To zestawienie tegorocznego El Nino z najsilniejszym w historii, które miało miejsce w 1997. Widzicie znacznie więcej czerwonego w 2015? Mamy 2016 a eksperci mówią, że może być jeszcze gorzej.

NASA mówi o kolosalnej redystrybucji ciepła, która wyssała deszcze z południowo-wschodniej Azji, wywołała fale upałów w Indiach, a także spowodowołała susze w południowej Afryce i powodzie w Ameryce Południowej. Takich powodzi nie widziano w Paragwaju, Argentynie, Urugwaju i Brazylii od 50 lat. 150 000 ludzi musiało opuścić swoje domy.

Jednym z najdziwniejszych efektów obecnego zamieszania pogodowego jest ponad dwudziestostopniowe podniesienie temperatury na biegunie północnym. Czubek planety o tej porze roku z reguły może się pochwalić temperaturami około -25’C. Obecnie temperautra oscyluje wokół zera. To nie powinno potrwać długo, ale może zaburzyć normalny proces przyrostu arktycznego lodu.

Bałagan ten ma dopiero uderzyć w USA w ciągu najbliższych miesięcy. Południowe stany doznają ochłodzenia i silnych ulew, północne dotknie suchy gorąc. Klimatolog NASA Bill Patzert zapowiada, że El Nino tej zimy zachowa się jak taśmociąg z nawałnicami. Po pięciu latach suszy, w ciągu kilku dni Kalifornia doczeka się pięciu centymetrów wody, z jednej tylko burzy. Dla porównania - typowo przez cały styczeń spada tam siedem i pół centymetra wody.

Każde El Nino jest inne. Wszystkie dotykają przede wszystkim Pacyfiku, ale przekładają się na całą planetę. Powodzie w częściach Afryki, Azji i obu Amerykach pójdą w parze z suszami w innych ragionach. Południowo-wschodniej Azji grozi fala suchych upałów, które mogą doprowadzić do pożarów, które spalą to co czego nie pochłonął ogień w październiku. Najbardziej spektakularny jednakże może okazać się sezon huraganowy 2016. To będzie ciekawy rok.


Źródła:
http://edition.cnn.com/2015/08/13/weather/el-nino-2015/index.html
http://www.bbc.com/news/world-35197887
https://www.nasa.gov/feature/a-still-growing-el-nino-set-to-bear-down-on-us
http://gizmodo.com/el-nino-is-running-late-but-its-been-pounding-beers-all-1751028160