Page 1

Ar vyrai labiau inkščia?

Moksliniai faktai apie 10 stereotipų, susijusių su lytimis

NR. 11 / 2013 Gruodis KAINA 13 Lt

Nauja mada

ASMENINIS PALYDOVAS

NAUJA TEORIJA Pirmieji organizmai atsirado senovės vandenynų dugne

GIMĘ GELMĖJE ISSN -1822-8003 29.08.13 11.09.13

www.iliustruotasismokslas.lt

NEPRALEISKITE Nanokempinėlė sugeria kraujo toksinus 7 megamiestai arti išnykimo ribos UPIŲ GUDRUOLĖ DIRBA UŽ ATLYGĮ

Davikliai nustato atstumą Šviesos diodai įspėja apie pavojų

Elektrinis gesintuvas sutramdo liepsnas

S Y S E G A UGNI A 2.0 VERSIJ


P

Moksliniai faktai apie 10 stereotipų, susijusių su lytimis

NR. 11 / 2013 Gruodis KAINA 13 Lt

30

Aleksandras Ikamas

IJA M E H C A N I T MIRsinuodijęs poloniu mirė buvęs KGB agdaenugtaselio,

GIMĘ GELMĖJE • UGNIAGESYS 2.0 • ANTIMEDŽIAGA • 10 MITŲ APIE VYRUS IR MOTERIS • PIKOPALYDOVAI • MOLEKULĖS ŽUDIKĖS • NELAIMĖS GRĖSMĖ • UPIŲ EINŠTEINAS

rieš tris dešimtmečius buvo aptikta gyvybė vienoje atšiauriausių vietų planetoje – rūgščiose versmėse Atlanto vandenyno dugne. Šiuo metu du mokslininkai greta Atlanto vidurio kalnagūbrio lūžio vietų atrado teritoriją su didelėmis kreivomis kolonomis. Jų paviršiaus forma primena avilio korius, užklotus geležies ir sieros sluoksniu. Jų struktūra labai panaši į apsauginę mūsų ląstelių membraną, tad mokslininkai mano, kad jos it tobuli inkilai padėjo Žemėje atsirasti pirmajai gyvybei.

Ar vyrai labiau inkščia?

Print: lku Status: 750 - Sprog godkendt Layout:HB Red.sek:SR

ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS NR. 11 (74)

SVEIKI,

24

36

Nauja mada

ASMENINIS PALYDOVAS

NAUJA TEORIJA Pirmieji organizmai atsirado senovės vandenynų dugne

NEPRALEISKITE Nanokempinėlė sugeria kraujo toksinus 7 megamiestai arti išnykimo ribos

GIMĘ GELMĖJE

UPIŲ GUDRUOLĖ DIRBA UŽ ATLYGĮ

Davikliai nustato atstumą Šviesos diodai įspėja apie pavojų

18

Elektrinis gesintuvas sutramdo liepsnas

ESYS UGNIAGA 2.0 VERSIJ

ISSN -1822-8003 29.08.13 11.09.13

www.iliustruotasismokslas.lt

KELLEY/U OF WASHINGTON • S. BETTS/THINKSTOCK • SHUTTERSTOCK • PHOTOS.COM • MAC /INTERORBITAL SYSTEMS

2006 m. ap ai tik vieni iš ne inenka. Šie nuod ugiau lis – ląsteles. Da Aleksandras Litv s organizmo da ia us ia až m a e. ol yj kurie pu te 38 puslap žudikes skaityki apie molekules

6

TURINYS NR. 11/2013 KLAUSKITE

Moksliniai atsakymai į skaitytojų klausimus

12

NAUJIENOS

/AL NATASJA WEITSZ

L OVER

Nauji rezultatai ir atradimai iš viso pasaulio

UNIVERSITY OF WASHINGTON

NAUJIENOS

12 p.

Naujas variklis į Marsą nugabens per 30 dienų. Branduolinė energija gelbsti milijonus gyvybių. Fotoaparatas daro 3D nuotraukas iš už kilometro.

18

Kita ugniagesių karta pasirengusi

24

Dešimt mitų apie vyrus ir moteris

30

Gyvybė atsirado Atlanto vandenyno dugne

36

Kosmosą tiria 100 g sveriantys palydovai

38

Nuodai taikosi į organizmo ląsteles

48

JUNGIAMOJI GIJA:

50

Septyniems didmiesčiams gresia išnykimas

58

Straubliuotinė žuvis – upių gudruolė

64

Antimedžiaga galėjo sunaikinti Visatą

68

IŠRADIMAI IR GAMINIAI

72

PASITIKRINKITE ŽINIAS

nuo laivagalio vairo iki higieninių įklotų

Technologijos įdomybės IQ ir testai

CLAUS LUNAU

Po Higgso Per Didįjį Sprogimą atsirado vienodas kiekis medžiagos ir antimedžiagos. Kur dingo visa antimedžiaga? 64 p.

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 • 2013/11 (74)

5


Ugni Ugni a Eksperimentai rodo, kad elektrinis laukas gali suvaldyti liepsnos plazmÄ….


Nuo siautėjančio ugnies pragaro ugniagesį saugo tik jo įranga, todėl mokslininkai jos tobulinimui skiria ypatingą dėmesį. Ugniagesių komandos pasiryžusios įžengti į skaitmeninę erą. Apsauginis kostiumas, belaidžiu ryšiu pranešantis apie pavojų, ir hologramos, parodančios ugnyje esantį žmogų, netrukus taps standartinės ugniagesių įrangos dalimi.

agesys agesys 2.0 P

ragaras žemėje. Taip trumpai apibūdinamas didelis gaisras. Dėl spinduliuojančio karščio, ugnies liežuvių ir tirštų bei juodų dūmų beveik neįmanoma patekti į degantį pastatą. Tačiau nevisiškai neįmanoma. Ugniagesiai tai daro kasdien, be to, neretai rizikuodami gyvybe gelbsti žmones iš liepsnos. Kartais reikalai pakrypsta nepageidaujama linkme, kaip nutiko 2013 m. balandžio 18 dieną, kai per galingą sprogimą degančioje trąšų gamykloje žuvo šeši ją išgelbėti bandantys Teksaso valstijos (JAV) ugniagesiai savanoriai. Žinių, patirties ir įrangos derinys leidžia ugnia-

gesiams patekti į degančio pastato vidų. Mokslininkai nuolat kuria naują įrangą, kuria siekiama pagerinti ugniagesių darbo sąlygas – tai liemenės, kurios praneša apie ugniagesio buvimo vietą, kūno temperatūrą ir pulsą, arba šalmai, kurie nestipriomis vibracijomis ant kaktos padeda ugniagesiams rasti kelią pro dūmus ir ugnį.

Lazerinė kamera parodo aukas Dar vienas kuriamos papildomos įrangos pavyzdys – vaizdo kamera, infraraudonųjų spindulių lazeriu atkurianti trimačius gaisravietės vaizdus net la-

GAISRO GESINIMAS Elektrodas sutramdo liepsną kurios sudaryta liepsna, tampa nestabili. Eksperimentai rodo, kad ugnį galima nustumti toliau nuo ją maitinančios medžiagos – taip paprasčiausia ją užgesinti.

Elektrinis ugnies gesintuvas

Valdoma liepsna

S. BETTS/THINKSTOCK & M. MALVEN/THINKSTOCK DARPA

Vadinamuoju elektriniu ugnies gesintuvu ugniagesys nustumia liepsną ir gali prieiti prie pargriuvusio žmogaus. Tai gali būti ateities gelbėjimo operacijos scenarijus. JAV gynybos departamento agentūros DARPA atlikti eksperimentai rodo, kad keraminiu stiklu padengtas elektrodas gali 600 W stiprintuvu valdyti liepsnas. Įrankio neigiamojo krūvio elektronai judresni už ugnies teigiamojo krūvio jonus, tad plazma, iš

Kaip suvaldoma liepsna Nuskaitykite QR kodą ir stebėkite, kaip veikia įrankis. goo.gl/v8o3kL

Parengė Ibas Salomonas. Iliustracijos Clauso Lunau

19


„Moterys blogai orientuojasi“ Vyrai yra ištižėliai, moterys – apsipirkinėjimo maniakės. Ar tikrai? „Iliustruotasis mokslas“ nuodugniai ištyrė faktus ir šiame straipsnyje pateikia mokslinius įrodymus dėl 10 ISISENEJUSIU MITU apie lytis.

SHUTTERSTOCK & GOOGLE EARTH

VYRAI geriau įvertina atstumą ir kryptį. Jie daugiausia orientuojasi pagal plačią kraštovaizdžio perspektyvą.


2

„Moterys labiau įsijaučia“

1

FLS

TIESA

T. WHEATLEY/DARTMOUTH COLLEGE

Vertindami moterų ir vyrų gebėjimą įsijausti, psichologai, remdamiesi klausimynais, beveik visuomet daro išvadą, kad moterys geriau supranta kitų žmonių jausmus ir juos užjaučia. Remiantis 2012 m. atliktu tyrimu, paaiškinimas slypi baltojoje smegenų medžiagoje. Ten kuriami maršrutai, kuriais keliauja nerviniai impulsai tarp smegenų centrų. Moterų viršutinio išilginio pluoštelio (lot. fasciculus longitudinalis superior – FLS) maršrutas puikiai išsivystęs. Jis jungia už emocijų atpažinimą atsakingą kaktinę skiltį su momenine skiltimi, kuri dalyvauja atpažįstant juslinius įspūdžius. Mokslininkų teigimu, stiprios sąsajos padeda moterims geriau įsijausti.

Įsijaučiančių moterų raudonosios sritys itin aktyvios.

Kai kurie viršutinio išilginio pluoštelio maršrutai įsijaučiančių moterų smegenyse paprastai geriau išsivystę nei vyrų.

TIESA

„Vyrai geriau suvokia kryptį“ Moksliniai tyrimai parodė, kad vyrai geriau orientuojasi nei moterys. Už blogesnį moterų krypties pojūtį tikriausiai iš dalies atsakingas moterų lytinis hormonas estrogenas.

THINKSTOCK & B. LEDGARD/GETTY

MOTERYS atsimena smulkmenas, pavyzdžiui, ženklus ir pastatus, ir pagal juos atsimena maršrutą.

Gausybė eksperimentų parodė, kad vyrai geriau jaučia kryptį nei moterys, be to, abi lytys orientuojasi pagal skirtingas strategijas. Moterys pastebi smulkmenas ir gerai atsimena pažįstamą maršrutą. Vyrai vadovaujasi plačia kraštovaizdžio perspektyva ir geriau suvokia kryptį bei atstumą. Ulmo universiteto (Vokietija) profesorius Matthias Riepe nuskenavo moterų ir vyrų, keliaujančių po virtualų labirintą, smegenis. Moterys kelią paprastai rasdavo pagal tai, kaip atrodė konkreti kelio pusė ir kur ji vedė. Vyrai labiau kliaudavosi intuicija. Be to, smegenų nuotraukos atskleidė, kad abi lytys užduotį sprendė skirtingais smegenų centrais. Didžiausias moterų aktyvumas užfiksuotas momeninėje skiltyje ir dešinėje priekinės skilties pusėje, o vyrų smegenų

aktyvumas koncentravosi kairėje hipokampo pusėje. Kai kurie mokslininkai šiuos skirtumus aiškina evoliucija: moterys rūpindavosi vaikais ir nesitraukdavo nuo namų. Vyrai medžiodavo ir keliaudavo toliau nuo namų ieškoti grobio. Tačiau naujausi mokslinių tyrimų rezultatai rodo, kad toks aiškinimas nėra teisingas. Pastebima, kad ir daugelio gyvūnų lyčių gebėjimai orientuotis skiriasi, nepriklausomai nuo jų elgesio modelių. Naują tyrimą atlikusių mokslininkų teigimu, labiau tikėtina, kad krypties pojūtį lemia genai ar hormonai. Šią teoriją patvirtina ir eksperimentai, rodantys, kad sirgdamos mėnesinėmis, kai estrogeno lygis mažesnis, moterys orientuojasi geriau. Parengė Gormas Palmgrenas

25


JA I R O E T NAUJA

GYVYBĖ ATSIRADO Pirmosios ląstelės Žemėje atsirado ten, kur dauguma nebūtų net pagalvoję. Toli nuo saulės šviesos, cheminių junginių knibždančiame vandenynų dugne ir esant itin aukštam slėgiui. Tokią teoriją pasiūlė du biochemikai, kurie pirmieji žingsnis po žingsnio aprašė galimą gyvybės atsiradimo kelią.

T

yrimų laivas „Atlantis“ plaukia Atlanto viduryje. 2000 m. gruodį, antrą valandą ryto doktorantūros studentė Gretchen Früh-Green sėdi ant kėdės ir ekrane stebi vaizdus iš jūros dugno. 800 metrų žemiau laivo driekiasi Vidurio Atlanto kalnagūbris – povandeninis kalnų masyvas, susidaręs, kai apytiksliai prieš 250 milijonų metų skilo

superkontinentas Pangėja. Staiga kamera užfiksuoja tai, ko niekas iki tol nebuvo matęs, – statinį, primenantį senovinės katedros griuvėsius. Nuo vandenyno dugno kyla didelės, kreivos 30–60 metrų aukščio kolonos ir susijungia į vaiduoklių miestą, kuris bus pavadintas Prarastuoju. Vėliau paaiškėja, kad tie stulpai – tai hidroterminių

Povandeniniai organizmai minta toksinais Sausumos augalai maitinasi ore esančiu anglies dvideginiu ir saulės šviesa, o vandenyno dugne gyvenantys organizmai ryja cheminius junginius. Mokslininkai mano, kad šioje priešiškoje aplinkoje galėjo atsirasti gyvybė. CHEMOSINTEZĖ

1. Po žeme įkaitęs skystis, kuriame gausu neorganinių medžiagų, pavyzdžiui, vandenilio, vandenilio sulfido ir amoniako, prasiveržia pro hidroterminės versmės angą.

Hidrostatinėse versmėse gausu gyvybės

2. Mikrobai, gyvenantys aplink angą, absorbuoja neorganines medžiagas. Jie suskaido vandenilį ir vandenilio sulfidą ir taip pasisavina medžiagoje esančią cheminę energiją.

4. Vandens, metano ir sieros į vandenyną išskiria mikrobai.

3. Čia gyvenantys gyvūnai, tokie kaip žieduotosios kirmėlės, minta cukrumi ir metanu, kuriuos bakterijos cheminės energijos būdu išskiria iš anglies dvideginio.

30

versmių angos, pro kurias iš vandenyno dugno veržiasi šiltas skystis ir sukuria unikalią cheminę aplinką. Biologai Nickas Lane’as iš Londono universiteto koledžo (Anglija) ir Billas Martinas iš Vokietijos Heinricho Heine universiteto Diuseldorfe teigia, kad čia, toli nuo derlingų šaltinių ir gyvybę teikiančios saulės šilumos, iš vandens ir uolienų galėjo atsirasti mūsų planetos gyvybė. Šie du mokslininkai ir JAV Kalifornijos technologijos instituto geologas Mike’as Russellas išsiaiškino ir aprašė cheminius procesus, kurie turėjo įvykti, kad apytiksliai prieš keturis milijardus metų aplink Prarastojo miesto stulpus plytinčiose gelmėse būtų galėjusi atsirasti gyvybė. Visos ankstesnės gyvybės atsiradimo teorijos turėjo trūkumų, ypač kalbant apie patį atsiradimą. N. Lane’as ir B. Martinas pirmieji pagrindė visą procesą, nuo pat paprastos organinės molekulės susiformavimo iki gyvų ląstelių atsiradimo.

Parengė Rasmusas Kraghas Jakobsenas. Iliustracijos Mikkelio Juulo Jenseno

Kai prieš daugiau kaip 30 metų mokslininkai aptiko hidroterminių versmių netoli Galapagų salų, jie taip pat rado gyvybę vandenyno gelmėse. Nuo vandenyno dugno stiebėsi dideli „kaminai“, iš kurių iki raudonumo įkaitę rūgštūs mineralų debesys kilo tiesiai iš magmos ertmių Žemės viduje. Tačiau stebinantis versmių atradimas buvo smulkmena, palyginti su šoku, kurį mokslininkai patyrė, ėmę atidžiau tyrinėti vandenyno dugną, – aplink angas buvo daugybė midijų, krabų, krevečių, žibintakių žuvų ir medūzų. Jei tokios sudėtingos gyvybės formos gali klestėti, o ne paprasčiausiai egzistuoti šioje atšiaurioje aplinkoje, kodėl


AKIRA SUEMORI

IŠ GELMIŲ

Dabar žinome, kaip vyko fundamentalūs ankstyvosios gyvybės procesai ir kaip jie sąveikavo su ankstyvosios planetos geologija. Nickas Lane’as, biologas, Londono universiteto koledžas, Anglija

2000 m. Atlanto vandenyne atrasta sritis su aukštomis kalkakmenio smailėmis buvo pavadinta Prarastuoju miestu. D. KELLEY/UNIVERSITY OF WASHINGTON


Išsiųskite savo idėją į orbitą

Asmeninis palydovas Pikopalydovai labai maži ir paprastai surenkami – tai padaryti gali kiekvienas. Pirmieji pavyzdžiai jau skrieja aplink Žemę.

S

ulaukęs amžiaus vidurio krizės, Sandy Antunesas nenusipirko motociklo ir nepradėjo kopti į kalnus. 46-erių amerikietis susikonstravo nedidelį, individualiam naudojimui skirtą palydovą. Panašūs pikopalydovų gamybos rinkiniai parduodami prieinama kaina. Visas rinkinys, įskaičiavus ir paleidimo išlaidas, kainuoja apie 8 tūkstančius JAV dolerių, arba 21 tūkstantį litų. Už šią kainą gausite palydovą, sveriantį 0,1–1 kilogramą, – visai nedaug, palyginti su komercinių versijų palydovais, kurie gali būti autobuso dydžio ir svorio. Pikopalydovai, nors jų matmenys ir kuklūs, į kosmosą gali gabenti matavimo prietaisus, pavyzdžiui, skirtus temperatūrai matuoti. Tačiau S. Antuneso siekiai kitokie – jis ketina klausytis Visatos garsų ir ją įgarsinti, kad galėtume geriau

AR ŽINOTE, KAD... Pirmasis palydovas pasaulyje svėrė 84 kg Dirbtinis Žemės palydovas „Sputnik 1“ paleistas 1957 m. spalio 4 dieną, jis sukėlė viso pasaulio nuostabą. Palydovas išmatavo atmosferos sluoksnių tankį ir pradėjo kosmoso lenktynes, kurios kulminaciją pasiekė 1969 m. liepą, kai JAV astronautai išsilaipino Mėnulyje. NASA

36

Parengė Jeppe Nybye. Iliustracijos Henningo Dalhoffo

suprasti Visatą ir galbūt pakeisti nuomonę apie ją.

Astrofizikas įgarsins kosmosą Pikopalydovų gamyba prasidėjo 1999 metais, kai du amerikiečiai profesoriai Bobas Twiggsas ir Jordi Puig-Suari norėjo suteikti studentams praktinių žinių apie palydovų misijas. Tuomet palydovus leido tik NASA ir didelės komercinės bendrovės, nes kosmoso projektai labai brangūs ir sudėtingi. Problema buvo išspręsta, kai dėl sparčios mobiliųjų telefonų technologijų plėtros detalės tapo mažesnės ir pigesnės. Pikopalydovo vidaus duomenys beveik tokie patys, kaip ir išmaniojo telefono, o nedidelių matmenų palydovą paleisti skrieti orbita daug nekainuoja. Jam nereikia atskiros raketos, pakanka prisijungti prie NASA leidžiamo palydovo.

Energija pikopalydovą aprūpina nedidelės saulės baterijos, kurios leidžia palydovui signalus į Žemę iš orbitos tarp atmosferos ir vadinamųjų Van Aleno žiedų siųsti iki 16 savaičių. Baigę misiją pikopalydovai savaime sudega atmosferoje, be to, jie tokie maži, kad nesukelia bėdų dėl kosmoso šiukšlių. Mokslininkai jau daug metų dirba su pikopalydovais. Brangiausi kainuoja daugiau nei 230 tūkstančių litų, jais galima matuoti, kaip kosminė spinduliuotė veikia bakterijas. 2009 m. amerikiečių bendrovė „Interorbital Systems“ paskelbė, kad pikopalydovą galima nusipirkti už 8 tūkstančius JAV dolerių. S. Antunesas įsigijo surenkamą rinkinį ir pridėjo papildomų daviklių, kuriais nori išmatuoti jonosferos magnetinį ir elektrinį laukus, o duomenis parsisiųsti į Žemę. S. Antunesas šį savo projektą pavadino Kaliope, jis ketina matavimus paversti garsais, kad kiekvienas žmogus galėtų išgirsti kosmoso ritmą. S. Antuneso teigimu, mokslinėje fantastikoje kosmosas vaizduojamas kaip šalta, sterili ir gūdi erdvė. Šiuo projektu jis siekia padėti geriau suvokti mus supančią aplinką. „Tikiuosi, labiau gerbsime Žemę arba užsinorėsime imtis kosmoso kolonizacijos“, – teigia S. Antunesas. Jis yra astrofizikas ir programuotojas, dirbęs NASA, tačiau norint susikurti palydovą mokslinio laipsnio nereikia. Pavyzdžiui, elektrines grandines sulituoti gali profesionalai, vadinamąsias schemų


MAŽYTIS, BET EFEKTYVUS Pikopalydovai yra alaus skardinės dydžio, sudaryti iš paprastų dalių ir sveria mažiau nei 1 kilogramą. STIPRINTUVAS sustiprina signalą, tad su palydovu bendrauti galima iki 16 savaičių.

SANDY ANTUNESAS susikūrė palydovą. S. Antunesas yra astrofizikas, jo nuomone, tai prieinama ir žmonėms, neturintiems mokslinės kvalifikacijos.

ANTENA pakankamai galinga ir siunčia signalus apie 250 km į Žemę.

RADIJAS nurodymus gauna mėgėjiškais radijo dažniais arba ISM dažniais, kuriais mokslo tikslais galima naudotis nemokamai. BATERIJĄ galima įkrauti SAULĖS BATERIJOS verčia pakartotinai, tad Saulės spinduliuotės energiją palydovas veikia ir į elektros energiją. tamsiojoje Žemės pusėje. Daugiausia 0,5 W.

CAPITOL COLLEGE & MAK/INTERORBITAL SYSTEMS

plokštes pritaikantys konkretiems klientams. Be to, galima nusipirkti knygų su palydovų konstravimo instrukcijomis.

Nuo meilės iki mokslo Keli žmonės įvairiose pasaulio dalyse jau ėmėsi veiklos. Pavyzdžiui, jaunas menininkas iš Pietų Korėjos Hojunas Songas kuria pikopalydovą su galingu šviesą skleidžiančiu diodu, kuris į Žemę siųs Morzės abėcėlės signalus. Palydovą valdo nedidelis kompiuteris, kurį H. Songas prisitvirtina prie kūno ir kuris registruoja, kai jis laiko kito žmogaus ranką. Tokiais atvejais pikopalydovas įsijungia ir Morzės abėcėle klausia, pavyzdžiui: „Kas tu esi?“ Kitų pikopalydovų kūrėjų siekiai praktiškesni: asmeninėms reikmėms fotografuoti kosmosą arba mėgėjiškiems mokslo projektams matuoti temperatūrą ar slėgį. Bobas Twiggsas ir keletas kitų ekspertų šią verslo aplinką lygina su kompiuterių revoliucija, kai jų pradininkai Billas Gatesas ir Steve’as Jobsas davė pradžią šiandien naudojamiems namų kompiuteriams. Kur nuves ši veikla, dar niekas nežino, tačiau jei norite prisijungti, palydovo rinkinį galite užsisakyti internetu:

goo.gl/Uk1zWL

PIKOPALYDOVAS 1:1 SVORIS: 0,1–1 kg KAINA: 21 000 Lt

VIETA KROVINIUI, pavyzdžiui, matavimo prietaisams. Didžiausias svoris: 200 g.

MIKROVALDIKLIS YRA palydovo smegenys. Jį galima užprogramuoti pagal mokslinio eksperimento pobūdį.

SPAUSDINTINĖS PLOKŠTĖS (5) su elektroninėmis grandinėmis. Jas galima pritaikyti, be to, jos jungia palydovą. Iliustruotasis mokslas • 2013/11 (74)

37


M

Ilgus šimtmečius žudikai mirtį sėjančius miltelius slėpė specialiuose nuodų žieduose.

38

Parengė Henrikas Ellingas


S E L U K LE KES I D U Z

Stipriausi nuodai pasaulyje taikosi į mūsų organizmo ląsteles. Jie pasirenka vieną molekulę ir ją pakeičia, o padariniai būna mirtini. Net menkiausias organizmo ląstelių molekulių pokytis gali būti mirtinas. Po kelių minučių užkemšamos kraujagyslės, organai nustoja veikę, ląstelės žūsta. Netrukus auka miršta. CLAUS LUNAU


S Ė M I A L E N

Megamiestai

Melburnas yra sausi gaisro spąstai, po Gva temala trupa žemė. Dėl ypat ingos geologinės pad ėties ne vienam megamiestu i gresia rimtos nelaim ės. Apsilankėme septyn iuose iš tų, kuriems nelaimės smogs pirmiausia.


Ė Ė M M S S GGRRĖĖ

Tornadas

DALASAS Gyventojų skaičius: 6,1 milijono

Tornadą sustiprins dangoraižiai Tornadai ir dangoraižiai – prastas derinys. Nelaimei, Dalase gausu ir tų, ir tų. 2012 m. balandžio 3 dieną, antradienį, Šiaurės Teksase įsikūrusiame Dalase (JAV) reikalai vos nepakrypo labai bloga linkme. Vietovėse aplink didmiestį užfiksuota 13 tornadų, kurie griovė namus, svaidė automobilius ir namelius ant ratų. Vienas tornadų smogė už 25 kilometrų nuo miesto esančiam oro uostui ir apgadino 110 lėktuvų. Mieste kilo didžiulė suirutė, tačiau tornadai toli gražu nebuvo tokie galingi, kokie gali būti. Pagal

Smarkiausi tornadai JAV Nusinešęs daugiausiai gyvybių: 1925 m. kovą tornadas pražudė 695 žmones Misūrio, Ilinojaus ir Indianos valstijose.

Fujita tornadų klasifikavimo sistemą, jie tesiekė trečią kategoriją iš penkių. Siaučiant penktosios kategorijos tornadui vėjo greitis siekia beveik 500 km/val. Dalasas įsikūręs vadinamojoje tornadų alėjoje, kurioje sąlygos smarkiems viesulams tiesiog tobulos. Tornadams būtinos ypatingos meteorologinės sąlygos, kai šaltas ir sausas oras kyla virš šilto ir drėgno oro srautų ir sukuria smarkias audras. Tornadų alėjoje oras iš arktinės Kanados susiduria su Meksikos srovės oru. Jei Dalaso centrui smogtų 5 kategorijos tornadas, susidarytų kelių kilometrų pločio

mirties ir nuostolių juosta. Visi mieste esantys dangoraižiai keltų papildomų rūpesčių, nes visur skraidytų jų stiklo šukės. Vietos institucijų skaičiavimu, žūtų 1 tūkstantis žmonių, 15 tūkstančių patirtų sunkių sužalojimų, o 40 tūkstančių netektų namų.

RIZIKA, kad Dalase iki 2050 metų įvyks katastrofa.

Jei Dalaso dangoraižiams smogs tornadas, stiklo šukės skraidys 500 km/val. greičiu.

Didžiausias vėjo greitis: 484 km/val. buvo užfiksuotas 1999 m. Oklahomoje.

BEN BLANKENBURG/THINKSTOCK

Daugiausia tornadų per dieną: Pietinio Vidurio Vakarų regiono pakraščiui 2011 m. balandžio 27 dieną smogė 209 tornadai. Plačiausias: 2004 m. tornado Nebraskoje plotis siekė 4 kilometrus.

Nielsas Hansenas, Iliustracijos Henningo Dalhoffo

51


GERHARD VON DER EMDE

Upių Upių Einšteinas Einšteinas Straubliuotines itin mėgsta biologai. Palyginti su kūno dydžiu, šių žuvų smegenys didesnės nei žmonių, be to, turime ir daugiau panašumų: šios žuvys mielai žaidžia, o už tinkamą paskatinimą noriai atlieka užduotis.

ai su stra K iti gy vūn

ubliais

ę ka jungtin ublys atlie ra st o li b Dram riebimo. uoslės ir g sa, funkciją – s dalies tą as – burno k u li b u ra Uodo st ujas. s, iamas kra umeninga kuria siurb mpas ir ra u tr s ly b u ra Tapyro st a maisto. deda juo ieškom raublys pa st o n s ė rm ku as panašu Pirėninio žių. Gyvūn zd b a v ti k ti žemėje ap į. rm u k į


STRAUBLIUOTINĖ Kūno svoris: 6 g Smegenų svoris: 0,18 g Smegenų ir kūno svorio santykis:

2,2 %

3%

ŽIURKĖ Kūno svoris: 280 g Smegenų svoris: 2,3 g Smegenų ir kūno svorio santykis:

0,8 %

S

traubliuotinė žuvis ant straublio užsimeta keletą smėlio smiltelių ir lengvai plaukioja akvariume, ant straublio nešdamasi smilteles. Kartkartėmis straubliuotinė leidžia smiltelėms nuslysti, tačiau netrukus vėl jas pagauna. Šiam elgesiui nėra biologinio paaiškinimo, nes taip nesukamas lizdas ir neviliojama patelė. Atrodo, kad straubliuotinė paprasčiausiai nuobodžiauja ir šiuo žaidimu stumia laiką. Protingiausios pasaulio žuvys gyvena dumblinose Centrinės Afrikos upėse. Naktį smulkus šių žuvų grobis nematomas, tad straubliuotinės vadovaujasi ne rega, o elektrolokacija, it plaukiantis šikšnosparnis. Žuvis šimtą kartų per sekundę siunčia elektrinius impulsus ir gauna atgal. Greitam atvaizdų apdorojimui reikia labai galingų smegenų, tad smegenys sudaro 3 procentus kūno svorio – tai pasaulio rekordas. Be to, ne mažiau kaip 60 procentų žuvies suvartojamos energijos tenka smegenims, tai irgi pasaulio rekordas.

Straubliuotinės medžioja it šikšnosparnis

Straubliuotinė žuvis yra iki 25 cm ilgio.

Atlikdami eksperimentus su straubliuotinėmis akvariumuose, biologai įrodė, kad šios žuvys elektrinėmis juslėmis nustato nežinomo daikto dydį, formą, medžiagą ir atstumą iki jo. Be to, jos gali atskirti, ar poten-

Straubliuotinės smegenys didžiausios pasaulyje

CLAUS LUNAU

ŽMOGUS Kūno svoris: 60 000 g Smegenų svoris: 1 300 g Smegenų ir kūno svorio santykis:

Straubliuotinės žuvies smegenys sudaro iki 3 procentų kūno svorio. Todėl ji pirmauja prieš visas kitas gyvūnų rūšis ir žmones. Mūsų smegenų svoris sudaro tik 2 procentus kūno svorio. Jei mūsų smegenų ir kūno svorio santykis būtų toks kaip straubliuotinės, mūsų smegenys svertų apie 2 kilogramus.

cialus grobis yra gyvas, ar negyvas. 20–25 centimetrų ilgio žuvis elektrinį atvaizdą nuskaito oda, tačiau, kitaip nei akys, oda negali nustatyti atstumo. Todėl žuvis neturėtų sugebėti atskirti arti esančio nedidelio daikto nuo toli esančio didelio. Tačiau ji tai sugeba. Straubliuotinė iš signalo, gaunamo iš visų 4 tūkstančių ant odos esančių receptorių, nustato atstumą, analizuodama elektrinio atvaizdo kontūro ryškumą. Atskirų objektų formai ir atstumui iki jų registruoti elektriniais impulsais reikia didelės smegenų galios. Tačiau tai nėra vienintelis iššūkis. Tamsus straubliuotinių pasaulis gerokai sudėtingesnis ir sukuria dar vieną užduotį smegenų gebėjimui apdoroti atvaizdus. Žuvies realybę sudaro ne paprastos akvariume egzistuojančios sąlygos, ten gausu medžių kamienų, šakų, plėšrūnų, grobio ir kitų dumbliname upės vandenyje plūduriuojančių daiktų. Žuviai sunkumų kelia, pavyzdžiui, tai, kad dviejų daiktų elektrinis atspindys nėra tik dviejų atskirai fiksuojamų atspindžių suma. Kita vertus, kiekvienas daiktas veikia kito daikto atspindį, nes du daiktai tame pačiame elektros įtampos lauke vienas kitą poliarizuoja ir taip pakeičia vienas kito elektrinį atvaizdą ant straubliuotinės odos. Nepaisydama šių techninių sunkumų, žuvis gali nuskaityti sudėtingą aplinką ir itin tiksliai atkurti tinkamus naudoti elektrinius upės vandens atvaizdus, net jei nedidelis grobis slepiasi už šakos. Didelei biologų Parengė Andersas Priemé

59


PO HIGGSO

Pernai fizikams galų gale pavyko rasti Higgso bozoną, paaiškinantį, kodėl visa Visatoje esanti medžiaga turi masę. Tačiau sprendimo laukia dar daugiau fizikos paslapčių.

s o i š e t i k s s o i j i e l r a ių se r p e N sn p i a str

Antimedžiaga galėjo sunaikinti viską

Tamsioji medžiaga

Iš ko sudaryta nematomoji medžiaga, veikianti visą matomąją Visatą? „ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“ NR. 10/2013

Mokslininkai ieško paaiškinimo, kodėl Visata nežlugo iškart po Didžiojo Sprogimo. HENNING DALHOFF

Neįmanomas Visatos gimimas


Supersimetrija

Tamsioji energija

Stygų teorija

Dėl kurios paslaptingos tamsiosios energijos Visata sparčiai plečiasi?

Fizikai ieško viską paaiškinančios teorijos. Ar jiems pavyko?

„ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“ NR. 12/2013

„ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“ NR. 1/2014

„ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“ NR. 2/2014

V

Antimedžiaga gali slėptis kišenėse Vienas galimas paaiškinimas – medžiaga ir antimedžiaga netrukus po Didžiojo Sprogimo buvo atskirtos, tad dabar Visatoje yra antimedžiagos kišenių, kuriose net galėjo susiformuoti antižvaigždės ir antigalaktikos. Tačiau jei tokios kišenės iš tiesų egzistuoja, jos nuo mūsų toli. Medžiagos ir antimedžiagos sričių sąlyčio vietose jos kartais susiduria ir sunaikina viena kitą. Per susidūrimus atsiradusią energiją galima stebėti iš toli galingos gama spinduliuotės

pavidalu. Tačiau antimedžiagos kišenės vis tiek gali egzistuoti, nors žmonės ir nematė jų pėdsakų. Visata tokia milžiniška, kad didžiosios jos dalies skleidžiama šviesa Žemės dar nepasiekė.

Antimedžiagą fizikai sugavo kosmose Mokslininkai antimedžiagą stebėjo natūraliomis sąlygomis. Labiausiai tikėtina, kad ji atsirado ne iš tokių kišenių, o per dalelių susidūrimus. Gamtoje antidalelės kuriasi per radioaktyvius procesus ir kosminę spinduliuotę, t. y. į Žemės atmosferą nuolat įskriejančiose kosmoso dalelėse. Kai kosminės spinduliuotės antimedžiaga Žemės atmosferoje susiduria su įprastomis medžiagos dalelėmis, jos akimirksniu viena kitą sunaikina.

FLORIDA STATE UNIVERSITY (FSU)

isa Visata turėjo žūti tik atsiradusi. Remiantis Didžiojo Sprogimo teorija, iš pradžių Visatą sudarė viename taške esanti energija. Per kelias sekundės dalis verdančiame katile energija pavirto medžiaga, ir Visata svaiginančiu greičiu ėmė plėstis. Per Didįjį Sprogimą susidarė vienodas kiekis medžiagos ir antimedžiagos. Tačiau susidūrusios jos viena kitą sunaikina ir tampa gryna energija. Gimus Visatai daugybė dalelių ir antidalelių porų iš karto ėmė kaitaliotis tarp medžiagos ir energijos, o kadangi Visatoje buvo tiksliai tiek pat dalelių ir antidalelių, jos arba turi tebeegzistuoti, arba būti vienos kitas neutralizavusios, kad Visatoje liktų tik gryna energija. Viena didžiausių fizikos paslapčių – kur dingo antimedžiaga ir kodėl Visata tebeegzistuoja. Tikriausiai kažkas šiek tiek pakeitė pusiausvyrą tarp medžiagos ir antimedžiagos, tad nedidelis medžiagos kiekis liko, o visa antimedžiaga prapuolė. Jei kiekvienam milijardui antimedžiagos dalelių būtų tekęs vienas milijardas ir viena medžiagos dalelė, tuo galima būtų paaiškinti, kodėl Visata ir šiandien gyvuoja. Tačiau, nors fizikai pastebėjo, kad kai kurios dalelės medžiaga tampa šiek tiek dažniau nei antimedžiaga, šiuo nedideliu nuokrypiu nuo pusiausvyros galima paaiškinti tik tai, kad po Didžiojo Sprogimo Visatoje buvo pakankamai medžiagos vienai galaktikai. Visatoje yra apytiksliai 500 milijardų galaktikų, tad kai kurių dėlionės dalių trūksta. Todėl fizikai ieško mechanizmo, galinčio paaiškinti, kodėl šiek tiek daugiau dalelių galiausiai tapo medžiaga, o ne antimedžiaga. Tai galima palyginti su moneta, besisukančia ant stalo. Egzistuoja tokia pat tikimybė, ar ji nusileis viena ar kita puse aukštyn. Jei ant stalo suktųsi daug monetų, manytume, kad pusė jų nusileis herbu aukštyn, o kita – skaičiumi. Tačiau įsivaizduokite, kad kažkas per stalą parideno stiklinį kamuolį, o į jį atsitrenkusios monetos nusileido herbu aukštyn, tuomet herbu aukštyn nusileidusių monetų būtų šiek tiek daugiau. Taip fizikai stengiasi rasti nežinomą gamtos jėgą, dėl kurios Visatos gimimo momentu susikūrė šiek tiek daugiau dalelių nei antidalelių.

CLAUS LUNAU

Ar visos elementariosios dalelės turi supersimetrišką partnerę?

3 ETAPAI

Paslaptis neatskleista per 85 metus XX a. 3 dešimtmetis: Paulis Diracas pirmasis pristatė antimedžiagos hipotezę 1928 m. anglų fizikas Paulis Diracas pasiūlė banginę lygtį, nusakančią elektrono judėjimą. Lygties sprendimai du: viename elektrono energija teigiama, o kitame – neigiama. P. Diracui tai reiškia, kad kiekviena elementarioji dalelė turi dvynę – tos pačios masės antidalelę, kurios elektrinis krūvis priešingas.

XX a. 4 dešimtmetis: Pamatyta pirmoji antidalelė 1932 m. amerikietis fizikas Carlas Andersonas pirmasis stebėjo antidalelę – pozitroną. C. Andersonas tyrė kosminės spinduliuotės daleles ir aptiko teigiamojo krūvio dalelės, kurios masė buvo tokia pati kaip elektrono, pėdsakų. Iki tada antidalelės egzistavo tik kaip teorinis reiškinys iš P. Diraco lygties.

XX a. 10 dešimtmetis: Laboratorijoje mokslininkai

kuria antiatomus

Pirmuosius antiatomus žmonės sukūrė 1995 m. CERN Žemos energijos antiprotonų žiede (angl. Low Energy Antiproton Ring). Sulėtinę antiprotonus ir nukreipę juos į pozitroną, fizikai sukūrė devynis antivandenilio atomus. Tai svarbi naujiena. Tačiau net ir gebėdami kurti antimedžiagą, mokslininkai nesupranta, kodėl visa medžiaga per Didįjį Sprogimą nedingo. CERN

Antimedžiaga

Per Didįjį Sprogimą atsirado vienodas kiekis medžiagos ir antimedžiagos. Kur dingo visa antimedžiaga?

CERN mokslininkai pirmuosius antiatomus sukūrė 1995 metais.

Parengė Lone Djernis Olsenas

65

Iliustruotasis mokslas, 2013 gruodis  

„Iliustruotasis mokslas“ - tai mokslo populiarinimo žurnalas, įdomiai ir gyvai pasakojantis apie naujausius mokslo ir technikos pasiekimus,...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you