luty 2019

Ziemska atmosfera rozciąga się daleko poza orbitę Księżyca

Przyjęło się, że ziemska atmosfera kończy się mniej więcej na wysokości 100 km od powierzchni. Tymczasem wyniki najnowszych badań są zaskakujące, gdyż pokazują, że atmosfera naszej planety jest ogromna i może sięgać daleko za orbitę Księżyca.

 

Umowna granica między atmosferą Ziemi a przestrzenią kosmiczną, czyli tzw. linia Kármána, znajduje się na wysokości 100 km. Taka liczba została przyjęta przez większość naukowców, a także Międzynarodową Federację Lotniczą, lecz w ostatnich latach jest coraz częściej kwestionowana.

 

Badania, oparte na dawnych obserwacjach sondy SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), które miały miejsce w latach 1996-1998 wskazują, że tzw. geokorona rozciąga się nawet na 630 tysięcy kilometrów. Naukowcy mówią wprost, że Księżyc przelatuje przez ziemską atmosferę.

Geokorona to otoczka wodorowa, stanowiąca część egzosfery i jest obserwowalna w zakresie ultrafioletowym. Jest bardzo cienka, dlatego trudno ją zmierzyć. Jak się właśnie okazuje, sonda SOHO, z pomocą instrumentu SWAN, już dawno prześledziła obecność wodoru i określiła, jak daleko sięga geokorona.

Sonda SOHO

W najnowszych badaniach, których głównym autorem jest Igor Baliuki z Rosyjskiego Instytutu Badań Kosmicznych, wykorzystano te dane do opracowania precyzyjnej mapy. Okazało się, że po dziennej stronie Ziemi, atomy wodoru są ściskane przez promienie słoneczne i mają gęstość 70 atomów na cm3 na wysokości 60 tysięcy km. Gęstość ta spada drastycznie do 0,2 atomu na cm3 na orbicie Księżyca. Natomiast po nocnej stronie Ziemi powstaje obszar o zwiększonej gęstości.

 

Geokorona, rozciągająca się daleko za orbitę Księżyca, nie powinna utrudniać misji eksploracyjnych. Jednak po stronie nocnej może wpływać na przyszłe obserwacje astronomiczne, które będą wykonywane w pobliżu Srebrnego Globu.

 


Naukowcy stworzyli syntetyczne DNA

Amerykańscy naukowcy opracowali syntetyczne DNA, które różni się od „normalnego” pod względem budowy. Zespół dodał do niego cztery dodatkowe nukleotydy i w sumie posiada ich aż osiem.

 

Wszystkie żywe organizmy posiadają DNA. W skład kwasu deoksyrybonukleinowego wchodzą cztery zasady azotowe, zwane nukleotydami. Są to adenina, tymina, guanina i cytozyna. Zasady azotowe łączą się w pary – adenina z tyminą (A-T) i guanina z cytozyną (G-C).

 

Jednak kilka zespołów naukowców ze Stanów Zjednoczonych stworzyło syntetyczne DNA, do którego dodano cztery dodatkowe nukleotydy. Nowe DNA otrzymało nazwę Hachimoji, co w języku japońskim oznacza dosłownie „osiem liter”. Badania sfinansowane przez agencję NASA miały pokazać, że człowiek jest w stanie stworzyć podobne struktury z dodatkowymi molekułami.

Źródło: Indiana University School of Medicine

Zespoły badawcze stworzyły setki podwójnych helis z ośmioma literami w różnych kombinacjach naturalnych i syntetycznych par. Dalsze eksperymenty wykazały, że w przypadku DNA Hachimoji również można przewidzieć zachowanie tej syntetycznej struktury w konkretnych temperaturach i warunkach środowiskowych.

 

Według naukowców, najnowsze badania pokazały, że nasze DNA wcale nie jest takie wyjątkowe. Specjaliści z agencji NASA zastanawiają się, czy na innych planetach mogą istnieć organizmy z DNA zupełnie innym od naszego.

 


Nowe badania sugerują, że na Ziemi co miliard lat powstaje kolejny superocean

Współczesna Ziemia posiada kontynenty, które otoczone są morzami i oceanami. Jednak w przeszłości już kilka razy dochodziło do łączenia się kontynentów w jeden superkontynent oraz jego rozpadu. Najnowsze badania wskazują na nie jeden, lecz dwa powtarzające się cykle powstawania superkontynentów i superoceanów.

 

Historia superkontynentów jest bardzo słabo poznana, ale geolodzy są coraz bardziej przekonani, że kontynenty łączą się w jedną całość średnio co 600 milionów lat.

 

Pierwszym superkontynentem był Nuna, który istniał od 1,6 miliarda do 1,4 miliarda lat temu. Nuna rozpadł się, ale około 900 milionów lat temu powstał nowy superkontynent o nazwie Rodinia. Ten przestał istnieć 700 milionów lat temu. Następnie około 320 milionów lat temu narodził się kolejny o nazwie Pangea i również uległ defragmentacji.

Wzory obiegu płaszcza ziemskiego zdają się potwierdzać istnienie cyklu, trwającego 600 milionów lat. Jednak niektóre złoża minerałów i złota oraz sygnatury geochemiczne w starożytnej skale wskazują na istnienie drugiego cyklu. Naukowcy z Curtin University twierdzą, że na Ziemi prawdopodobnie występują dwa równoległe cykle – trwający 600 milionów lat cykl superkontynentu oraz cykl superoceanu, który powtarza się co miliard lat.

 

Te dwa cykle polegają na rozpadzie superkontynentów na dwa różne sposoby. Naukowcy określili je jako introwersja i ekstrawersja. Pierwszy termin opisuje zjawisko, w którym wewnętrzny ocean zaczyna rozdzielać superkontynent na mniejsze części. Jednak w tym oceanie zaczynają występować procesy subdukcji, które powodują, że rozdzielone kontynenty znów łączą się w jedną całość. Z kolei wewnętrzny ocean wraz ze skorupą oceaniczną wpada do płaszcza ziemskiego.

W przypadku ekstrawersji, superkontynent rozpada się i również powstaje wewnętrzny ocean, lecz tym razem procesy subdukcji występują w superoceanie, który otacza superkontynent. Ziemia stopniowo wchłania superocean, kontynenty dryfują i ostatecznie spotykają się po drugiej stronie planety, a ocean wewnętrzny staje się nowym superoceanem.

 

Badania wykazały, że w ciągu ostatnich 2 miliardów lat na przemian zachodziła introwersja i ekstrawersja. Superkontynent Nuna rozpadł się, po czym narodził się nowy o nazwie Rodinia w wyniku introwersji, więc superocean nie uległ zmianie. Jednak superkontynent Rodinia rozpadł się na mniejsze kontynenty metodą ekstrawersji, zatem uformował się też nowy superocean.

 

Kolejny superkontynent Pangea, najnowszy w historii Ziemi, również uległ defragmentacji, a dzisiejsze kontynenty są jego pozostałością. Jeśli naukowcy mają rację, przyszły superkontynent uformuje się metodą introwersji, a Pacyfik stanie się nowym superoceanem. Jednak badając procesy geologiczne, które zachodziły na przestrzeni setek milionów lat, trudno jednoznacznie stwierdzić, jak będzie wyglądała Ziemia w tak dalekiej przyszłości.

 

 

 


Niezwykła eksplozja życia na nowej wyspie wulkanicznej zadziwiła naukowców

Około trzy lata temu na Oceanie Spokojnym w pobliżu królestwa Tonga, pojawiła się nowa wulkaniczna wyspa. Naukowcy z NASA postanowili po raz pierwszy przyjrzeć się jej z bliska i byli zdumieni tym, co odkryli. Okazało się, że wyspa jest pokryta tajemniczym kleistym błotem, na którym kwitnie bogata roślinność.

Wulkaniczna wyspa pojawiła się nieopodal państwa Tonga trzy lata temu i jest to jedna z zaledwie trzech nowych wysp, które na przestrzeni ostatnich 150 lat przetrwały więcej niż kilka miesięcy. Dan Slayback z NASA był zdesperowany, aby odwiedzić to miejsce, ponieważ naukowcy wciąż mają niewielką wiedzę na temat procesu powstawania nowych wysp. W październiku zespół badaczy odwiedził wyspę, a obserwacjami podzielono się niedawno na blogu NASA.

 

Slayback wylądował na czymś, co na zdjęciach satelitarnych przypominało czarno-piaszczystą plażę. W rzeczywistości wyspa była jednak pokryta żwirem wielkości grochu, co nie ułatwiało poruszania się. Drużyna naukowców odkryła, że wyspa stała się już domem dla różnorodnej flory i fauny. Roślinność prawdopodobnie wyrosła z nasion zdeponowanych przez ptaki. Zwrócono również uwagę, że swoje gniazdo założyły tam sowy oraz rybitwy. 

 

Żyzność gleby wprawiła naukowców w osłupienie, biorąc pod uwagę, że była ona pokryta jasnym, lepkim i gliniastym błotem. Slayback postanowił, że musi dowiedzieć się więcej na temat pochodzenia tajemniczego materiału i jego właściwości. Pobrano próbki skał i błota do dalszej analizy oraz wykonano wiele pomiarów z powietrza przy pomocy drona.

 

Na podstawie zdjęć ma powstać trójwymiarowa mapa wyspy, a Slayback i jego zespół zamierzają w przyszłym roku powrócić na to terytorium. Wstępne szacunki zakładają, że wyspa może przetrwać maksymalnie 30 lat, zanim zostanie ponownie wchłonięta przez ocean.

 

 


Amerykanie przygotowują interfejs do kontrolowania maszyn z pomocą myśli

Agencja DARPA zainteresowała się możliwościami, jakie dają interfejsy mózg-komputer. Specjaliści chcą wykorzystać sztuczną inteligencję do opracowania technologii, która dosłownie pozwoli kontrolować różne urządzenia wyłącznie z pomocą myśli.

 

DARPA zaczęła poszukiwać zespołów, które ustalą, jak sztuczna inteligencja może usprawnić neurotechnologię nowej generacji. Projekt zakłada stworzenie inteligentnego interfejsu, który pozwoli człowiekowi na zdalną obsługę maszyn i urządzeń.

 

Pomysł jest inspirowany współczesnymi interfejsami, które w dużej mierze mają zastosowanie w medycynie i pozwalają np. kontrolować protezy kończyn i tłumaczyć myśli na tekst. Program DARPA zakłada ulepszenie tych systemów, aby można było kontrolować urządzenia z pomocą myśli z jeszcze większą efektywnością i wydajnością.

W naszych mózgach regularnie ubywają i pojawiają się nowe neurony. Zmiany te powodują, że trzeba na nowo dostosować maszyny do połączeń neuronowych. Specjaliści z DARPA uważają, że sztuczna inteligencja będzie mogła „wyszkolić” interfejs, aby ten automatycznie reagował i dostosowywał się do zmian zachodzących w mózgu.

 

Zespoły naukowców, które zaangażują się w ten program, będą musiały opracować dobry algorytm, aby interfejs brał pod uwagę zmiany zachodzące w mózgu i całym ludzkim organizmie oraz potrafił wytwarzać sztuczne sygnały w ciele. Nowa neurotechnologia trafi w ręce amerykańskich sił zbrojnych, lecz miną długie lata, zanim Stany Zjednoczone zmilitaryzują interfejs mózg-komputer.

 


Wielkie drony towarowe zrewolucjonizują logistykę

Współczesne drony są w przeważającej większości małe i nadają się do dostarczania niewielkich, lekkich paczek. Jednak sytuacja wkrótce się zmieni. Coraz więcej firm na świecie opracowuje wielkie drony towarowe, które posłużą do szybkiego transportu ciężkich przesyłek.

 

Firma Elroy Air z San Francisco pracuje nad projektem wielkiego drona towarowego, który mógłby z powodzeniem zastąpić wszystkie inne środki transportu. Dostarczanie przesyłek drogą powietrzną wiąże się z bardzo krótkim czasem dostawy.

Źródło: Elroy Air

Potężny dron firmy Elroy Air jest napędzany gazem i energią elektryczną, może dostarczyć ładunek o masie do 225 kg na odległość do 500 km. Jest to bezzałogowiec pionowego startu i lądowania, zatem nie wymaga lotniska. Co więcej, maszyna wykonuje loty autonomicznie i samodzielnie odbiera specjalne kapsuły ładunkowe. Konstrukcje tego typu można wykorzystać komercyjnie lub podczas misji humanitarnych i wojskowych.

 

Amerykańska firma pozyskała właśnie od inwestorów 9,2 miliona dolarów na rozwój swojego projektu. Potężny dron towarowy zostanie przetestowany w 2019 roku i być może zostanie oddany do użytku w kolejnych latach.

 


Odkryto zaskakujący sekret długowieczności

Naukowcom udało się odkryć sekret długowieczności. W 2003 roku rozpoczęto badania, które miały na celu analizę trybu życia osób dożywających sędziwego wieku. Dzięki informacjom uzyskanym od uczestników udało się dociec, co przyczynia się do długiego życia.

 

Cele badania obejmowały m. in. czynniki związane z długowiecznością, określenie czynników ryzyka śmiertelności oraz demencji, czy zbadanie przyczyn osłabienia funkcji poznawczych i czynnościowych u osób starszych.

 

Badacze odkryli, że istotnym czynnikiem jest picie wina w niewielkich ilościach. Według Mayo Clinic zalecana dawka dla zdrowych osób w wieku powyżej 65 lat to jedna porcja. Dla osób poniżej 65 roku życia są to dwie porcje. Na porcję składa się 350 ml piwa, 150 ml wina lub 45 ml innych alkoholi.

 

Badanie opublikowane w British Journal of Sports Medicine analizowało, w jaki sposób aktywność fizyczna może przeciwdziałać negatywnym skutkom picia. Starszy autor badania, dr Emmanuel Stamatakis, przeanalizował dane zebrane z badań w Anglii i Szkocji, a następnie podzielił uczestników na trzy grupy ze względu na ich aktywność.

 

Powstała grupa osób o niskiej aktywności, umiarkowanej aktywności oraz osoby ćwiczące regularnie. Następnie zespół badaczy przyjrzał się, ile alkoholu spożywają osoby w każdej grupie. Naukowcy odkryli, że osoby aktywne, które spożywały alkohol w umiarkowanych ilościach nie odniosły żadnych negatywnych skutków dla zdrowia z powodu spożywania trunków.

 

Umiarkowane spożycie alkoholu zapewnia następujące korzyści: niższe szanse udaru niedokrwiennego, zmniejszenie ryzyka cukrzycy, zmniejszone ryzyko chorób serca.

 


Naukowcy odkryli neurony odpowiadające za niepokój i zdołali usunąć lęk u zwierząt

Naukowcy specjalizujący się w dziedzinie neurologii postanowili rozpracować ludzkie uczucie niepokoju. Zdołano przypasować je do określonej grupy neuronów, które zyskały nazwę „komórek lękowych”. Co więcej, zespół badawczy odkrył w jaki sposób kontrolować neurony wywołujące lęk. Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Neuron.

 

Naukowcy zastosowali u myszy metodę obrazowania zmian stężenia jonów wapnia w komórce. Dzięki temu możliwa jest rejestracja aktywności komórek w hipokampie, podczas ich codziennej działalności.

 

Kiedy zwierzęta były zestresowane, naukowcy zaobserwowali wysoki poziom aktywności neuronów w wewnętrznej części hipokampu. Im bardziej zestresowane były myszy, tym większą odnotowywano aktywność neuronów. Te „komórki lękowe” prawdopodobnie występują także u ludzi. 

Naukowcy znaleźli sposób na kontrolowanie zidentyfikowanych przez siebie neuronów. Zespół badawczy wykorzystał optogenetykę – technikę stosowaną w neurobiologii, która polega na kontrolowaniu aktywności określonej grupy neuronów za pomocą światła. Dzięki temu zdołano stłumić jakiekolwiek reakcje lękowe zwierząt.

 

Umiarkowany lęk jest dobrym zjawiskiem, ponieważ zwykle chroni nas przed niebezpiecznymi sytuacjami, na przykład gdy unikamy potrącenia przez samochód. Jednak zbyt duże natężenie lęku może być dla nas destrukcyjne.

 

Dziś stany lękowe są najczęściej występującym zaburzeniem psychicznym, którego może doświadczać ponad 18% populacji. Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia przybliżą człowieka do opracowania skutecznych terapii przeciwlękowych.

 


Opracowano sztuczną inteligencję, która jest zbyt niebezpieczna dla ludzi

Sztuczna inteligencja, jak każde inne narzędzie, może odmienić nasze życie na lepsze, lub na gorsze. Wraz z rozwojem inteligentnych algorytmów, regularnie dowiadujemy się o nowych osiągnięciach, które przeważnie mają charakter korzystny dla naszej cywilizacji. Jednak zdarzają się też sytuacje, w których naukowcy tworzą „cyfrowe potwory”.

 

Organizacja OpenAI, która zajmuje się rozwojem sztucznej inteligencji, przez przypadek opracowała takiego „potwora”. Najnowszy algorytm o nazwie GPT-2 potrafi tworzyć bardzo przekonywujące artykuły, zawierające nieprawdziwe informacje i jest w tym tak dobry, że twórcy nie chcą przedstawiać szczegółów swojej pracy.

 

Dowiedzieliśmy się tylko tyle, że algorytm GPT-2 został wyszkolony na podstawie zawartości 8 milionów stron internetowych. Po podaniu zaledwie kilkunastu słów, system w nieprawdopodobny sposób potrafi rozbudować tekst. Sztuczna inteligencja analizuje podane jej słowa i dostosowuje się do stylu i treści.

Algorytm GPT-2 może generować bardzo złożone i obszerne artykuły, lecz gdyby wpadł w niepowołane ręce, równie dobrze mógłby produkować fałszywe wiadomości na masową skalę. Dlatego twórcy z organizacji OpenAI uznali, że nie będą udostępniać swojego algorytmu dla bezpieczeństwa całej ludzkości.

 

Nietrudno wyobrazić sobie, co by było, gdyby tak zaawansowana sztuczna inteligencja mogła generować treści. W internecie najprawdopodobniej zapanowałby chaos informacyjny.

 


Fale grawitacyjne mogą pomóc rozwiązać zagadkę Wszechświata

Wszechświat rozszerza się od 13,8 miliarda lat. Stała Hubble'a wyznacza tempo jego ekspansji i pokazuje nam czas, jaki upłynął od Wielkiego Wybuchu. Jednak dwie najlepsze metody, które pozwalają nam zmierzyć stałą Hubble'a, dają nam dwa różne wyniki, co sugeruje, że nasze pojęcie o kosmosie może być błędne. Jednak naukowcy wyszli właśnie z trzecią metodą, która najprawdopodobniej rozwiąże ten problem raz na zawsze.

 

Jak wynika z najnowszych badań, nowe niezależne dane, pochodzące z fal grawitacyjnych, które emitują układy podwójne gwiazd neutronowych, mogą nam zapewnić wiedzę o rzeczywistym tempie ekspansji Wszechświata. Trzecia metoda pomoże nam rozwiązać problem różnic, wynikających z zastosowania dwóch poprzednich metod w obliczaniu stałej Hubble'a.

 

Fale grawitacyjne są emitowane przez dwie wirujące wokół siebie gwiazdy neutronowe tuż przed kolizją. Zjawiska tego typu są rzadkie, ale mogą być bardzo pomocne.

Fale grawitacyjne wywołują tzw. zmarszczki w czasoprzestrzeni. Możemy je wykryć z pomocą detektorów LIGO i Virgo, a następnie precyzyjnie ustalić odległość między gwiazdami neutronowymi a Ziemią. Ponadto, astronomowie mogą określić prędkość układu na podstawie światła wyemitowanego na drodze kosmicznej eksplozji, a następnie obliczyć stałą Hubble'a, korzystając z Prawa Hubble'a.

 

Naukowcy z University College London, którzy wpadli na ten pomysł ustalili, że obserwacja 50 układów podwójnych gwiazd neutronowych powinna dostarczyć nam wystarczających informacji, aby określić stałą Hubble'a. To oznacza, że w ciągu 10 lat możemy poznać tempo ekspansji Wszechświata.