Sierpień 2019

Naukowcy zmierzyli masę neutrin z pomocą danych kosmicznych

Neutrina występują w trzech stanach zapachowych, a każdy stan jest mieszaniną trzech stanów masowych. Choć różnice między masami są nam znane, do tej pory dysponowaliśmy niewielką ilością informacji na temat masy najlżejszych gatunków. Jeśli lepiej zrozumiemy neutrina i procesy, dzięki którym uzyskują swoją masę, być może poznamy niektóre tajemnice Wszechświata, np. co trzyma go w całości, dlaczego rozszerza się i z czego zbudowana jest ciemna materia.

 

Zespół naukowców z Kolegium Uniwersyteckiego w Londynie, Instytutu Astrofizyki w Paryżu, Federalnego Uniwersytetu w Rio de Janeiro oraz Uniwersytetu w Sao Paulo po raz pierwszy ustanowił górną granicę masy najlżejszego neutrina. Cząstka może technicznie nie mieć masy, ponieważ dolna granica nie została jeszcze ustalona.

 

Badacze zastosowali innowacyjne podejście do obliczenia masy neutrin, korzystając z danych zgromadzonych przez astronomów i fizyków cząstek elementarnych. Dane te pochodzą z eksperymentów przeprowadzanych w akceleratorze cząstek oraz z programu BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), które dotyczą 1,1 miliona galaktyk i pozwoliły zmierzyć szybkość ekspansji Wszechświata.

Pozyskane informacje pozwoliły opracować matematyczny model masy neutrin, a dzięki superkomputerowi Grace, który znajduje się na Kolegium Uniwersyteckim w Londynie, obliczono maksymalną możliwą masę najlżejszego neutrina, wynoszącą 0,086 eV (95% CI), co odpowiada 1,5 x 10-37 kg. Ustalono również, że łączna górna granica masy trzech zapachów neutrin wynosi 0,26 eV (95% CI).

 

Zrozumienie, w jaki sposób można oszacować masę neutrin, ma istotne znaczenie dla przyszłych badań kosmologicznych. Nowy Instrument Spektroskopy Ciemnej Energii (DESI) zbada z dużą precyzją strukturę Wszechświata oraz zawartość ciemnej energii i ciemnej materii. Natomiast teleskop kosmiczny Euclid zajmie się mapowaniem geometrii ciemnego Wszechświata i ewolucji struktur kosmicznych.

 

Dodaj komentarz

loading...

Sztuczna inteligencja pokonała w pokera czołowych graczy na świecie

Maszyny nieustannie wznoszą się na coraz wyższy poziom inteligencji, o czym świadczy wyczyn robota Pluribus, który pokonał pięciu elitarnych graczy w Texas Hold'em, czyli najpopularniejszej na świecie odmianie pokera. Tym samym pierwszy raz w historii sztuczna inteligencja wyszła zwycięsko z potyczki z więcej niż dwoma przeciwnikami.

Zespół naukowców, odpowiedzialny za powstanie Pluribusa, w przeszłości skonstruował już innego robota o nazwie Libratus, który pokonał profesjonalistów w rozgrywce dwuosobowej. Badacze jednak na tym nie poprzestali i dokonali licznych udoskonaleń, aby sztuczna inteligencja była w stanie poradzić sobie z większą liczbą przeciwników. Podczas 12-dniowej sesji testowej Pluribus pokonał łącznie 15 czołowych graczy na świecie i utarł nosa wszystkim sceptykom ze środowisk akademickich, którzy informowali twórców, że eksperyment nie ma prawa się udać. 

 

O ile boty w przeszłości udowodniły już, że są bezkonkurencyjne w dwuosobowych potyczkach, gdzie występuje prosty scenariusz zerojedynkowy (jeden zwycięzca, jeden przegrany), o tyle gra z większą liczbą przeciwników wymaga zdefiniowania zaawansowanych strategii, co wydawało się przekraczać możliwości sztucznej inteligencji. Okazuje się jednak, że jedynie kwestią czasu było powiększenie zdolności taktycznych botów. 

 

Naukowcy zwrócili uwagę, że Pluribus kładzie podwaliny pod przyszłe systemy sztucznej inteligencji, które będą w stanie rozwiązywać złożone problemy w życiu codziennym. Sukces w pokerze może być milowym krokiem również na innych polach, związanych np. z wykrywaniem przestępstw oraz udoskonalaniem autonomicznych samochodów.

 

Aby uporać się z pięcioma przeciwnikami, twórcy Pluribusa, Noam Brown i Tuomas Sandholm, radykalnie zmienili algorytm wykorzystywany przez Libratusa. Większość botów zaprojektowanych do grania dokonuje wyborów na podstawie tzw. drzew decyzyjnych, jednakże dodanie dodatkowych przeciwników spowodowało, że ta taktyka okazała się nieefektywna, ponieważ robot nie był w stanie przewidzieć scenariusza do końca rozgrywki. Większa liczba graczy przekłada się na większą liczbę potencjalnych ruchów.

 

 

Przełomem było opracowanie metody, która umożliwiła Pluribusowi dokonywanie trafnych wyborów poprzez analizę wyłącznie kilku następnych ruchów, zamiast przewidywania całej rozgrywki aż do końca. Zmiana podejścia bota okazała się kluczowa i przyczyniła się do zwiększenia jego efektywności.

 

Pluribus uczył się od podstaw i podobnie jak człowiek zdobywał doświadczenie wraz z kolejnymi rozegranymi grami. Zaczynał od losowych strategii, ale po każdym następnym rozdaniu spoglądał wstecz na swoje posunięcia i analizował, jak wypadało się zachować, aby zarobić więcej pieniędzy. Jeśli alternatywne ruchy prowadziły do lepszych wyników, to w przyszłości bot z dużym prawdopodobieństwem nie popełni drugi raz tego samego błędu.

 

Po rozegraniu wielu pojedynków i zgromadzeniu dużej ilości danych, Pluribus opracował swoją zwycięską strategię. W każdym momencie rozgrywki, bot porównuje obecny stan gry z poprzednimi bataliami i na ich podstawie przewiduje, co wydarzy się w kilku następnych ruchach. Być może najważniejszy w tym wszystkim jest jednak fakt, że Pluribus nauczył się grać bez pomocy człowieka, dzięki czemu ustalił kilka strategii, których ludzie zazwyczaj nie stosują.

 

Poker okazał się doskonałym sposobem na zmierzenie postępu sztucznej inteligencji, ponieważ boty mogą być oceniane w konfrontacji z czołowymi jednostkami gatunku ludzkiego. Rozwój maszyn może być dla nas wszystkich dobrą informacją, lecz pod warunkiem, że nie wyrwą się one spod naszej kontroli (czego z pewnością byśmy nie chcieli). Jedno jest pewne: jeśli kiedykolwiek spotkacie w kasynie robota, który rzuci wam wyzwanie, to dla dobra własnego portfela, pamiętajcie by grzecznie odmówić.

 

 

Dodaj komentarz

loading...

Candidoza może zagrażać całej ludzkości

Candida auris to niebezpieczy, lekooporny grzyb, który działa niezwykle szybko i może zabić w ciągu zaledwie 90 dni. C. auris nie rozprzestrzenia osoby na osobę, lecz utrzymuje się na skórze przez dłuższy okres czasu, co ułatwia jego przenoszenie się.

Jeden z przypadków zarażenia odnotowano w szpitalu Mount Sinai w Stanach Zjednoczonych. Chory zmarł w ciągu 90 dni, jednak badania wykazały, że inwazyjny grzyb był rozsiany po całym pomieszczeniu - na lóżku, drzwiach, ścianach, a także wszystkich przedmiotach wewnątrz.

 

Dodatkowe niebezpieczeństwo płynie z odporności grzyba, który jest niewrażliwy na leczenie farmakologiczne. Chociaż istnieją trzy różne klasy leków przeciwgrzybiczych, większość znanych szczepów jest oporna na co najmniej jeden lek, jedna trzecia jest oporna na dwa leki oraz istnieje szereg szczepów opornych na wszytkie trzy leki. Oznacza to, że istniejące opcje dla zakażonych pacjentów są bardzo ograniczone.

 

Osoby z osłabionym układem odpornościowym są szczególnie narażone na zakażenie C. auris. Należą do nich między innymi niemowlęta, osoby starsze, palacze, diabetycy i pacjenci z chorobami autoimmunologicznymi. Uważa się, że zdrowi ludzie posiadają bardzo niskie ryzyko zakażenia się grzybem, jednak nie zbadano jak szybko mutują poszczególne szczepy, które mogą stanowić zagrożenie również dla osób zdrowych.

 

Jest to szczególnie niepokojące, ponieważ obecność C. auris zanotowano na całym świecie, m. in. w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii, Japonii, Korei Południowej, Indiach, RPA, Kuwejcie, Kolumbii, Wenezueli i Pakistanie. Obecnie w Stanach Zjednoczonych potwierdzono 587 przypadków zakażenia C. auris. Lekarze ostrzegają przed niebezpieczną chorobą, która może stać się niezwykle poważnym zagrożeniem dla ludzkości.

 

 

Dodaj komentarz

loading...

Rekordowe emisje promieniowania z Mgławicy Kraba, docierają do Ziemi

Astronomowie wykorzystujący obserwatorium Tibet AS-gamma, odkryli emisje strumieni światła o najwyższej dotychczas zmierzonej energii. Fotony bombardujące Ziemię pochodziły prawdopodobnie z Mgławicy Kraba.

 

Promienie gamma które wykryto miały ponad 100 teraelektronowoltów (TeV) czyli aż 10 razy więcej niż jest w stanie wyprodukować Wielki Zderzacz Hadronów podczas  zderzeń cząstek elementarnych. Najprawdopodobniej strumień pochodzi z pulsara znajdują cego się w centrum Mgławicy Kraba.

 

To właśnie tam całkiem niedawno wybuchła supernowa. W 1054 roku na całym świecie można było zobaczyć skutki eksplozji. Gwiazda, która skończyła swój żywot zabłysnęła tak bardzo, że według chińskich średniowiecznych kronik, była widoczna również za dnia. Biorąc pod uwagę fakt, że Mgławica Kraba znajduje się 6500 lat świetlnych od Ziemi, Ten wybuch supernowej nastąpił około 7500 lat temu.

Źródło:  NASA/CXC/ASU

Jasne światło supernowej zgasło po kilku tygodniach a mgławica od tego czasu świeci na nocnym niebie na prawie każdej długości fali. Dotychczas wykrywano fale radiowe o niskiej energii pochodzące z tamtego źródła. Od czasu do czasu udawało się też zarejestrować duże emisję promieniowania gamma i promieniowania rentgenowskiego. Jednak wykrycie licznych emisji ultraenergetycznych fotonów to coś zupełnie nowego, nierejestrowanego w przeszłości.

 

Takie emisję jest bardzo trudno wykryć z powierzchni Ziemi, ponieważ wysokoenergetyczne cząstki rozbijają się o ziemską atmosferę tworząc kolejne cząstki elementarne, które ostatecznie docierają do gruntu. Ich wykrycie nie jest jednak łatwe dlatego astronomowie starają się odebrać je stosując rozległe sieci detektorów. Eksperyment Tibet AS-gamma prowadzony jest w Chinach i składa się z 597 detektorów rozmieszczonych na obszarze 65 tysięcy metrów kwadratowych.

 

W okresie od lutego 2014 do maja 2017 naukowcy pracujący na tym sprzęcie wykryli 24 wydarzenia z emisjami większy niż 100 TeV. Niektóre z nich osiągały nawet 450 TeV. Separacja takich emisji od od regularnego promieniowania kosmicznego nie jest łatwa ale zdaniem astrofizyk ów wśród ich obserwacji najwyżej 5 do 6 zdarzeń mogło pochodzić z promieniowania tła, a reszta przybyła do nas z Mgławicy Kraba.

 

 

 

Dodaj komentarz

loading...

Badania wskazują, że życie na Ziemi stało się możliwe dzięki meteorytom

Zespół badawczy z Uniwersytetu w Tybindze i Uniwersytetu w Nantes zaprezentował dowody, które sugerują, że uderzenia meteorytów przeobraziły dawną Ziemię w miejsce bardziej przyjazne dla rozwoju życia. Ciała niebieskie mogły dostarczyć na naszą planetę wszystkie niezbędne elementy.

 

Naukowcy pobrali próbki skał pochodzących z płaszcza Ziemi, które przedostały się na powierzchnię w wyniku procesów tektonicznych. Pod względem zawartości izotopu selenu, skały te pozostały nienaruszone od czasu powstania Ziemi. Zespół zmierzył w nich sygnaturę izotopową selenu, stosując metodę, którą opracowano na Uniwersytecie w Tybindze.

Okazało się, że sygnatury izotopowe w tych składach były identyczne z tymi, które występują w niektórych rodzajach meteorytów, obecnych w zewnętrznym Układzie Słonecznym. To zdaniem badaczy wyjaśnia pochodzenie selenu, którego w płaszczu Ziemi wcale nie powinno być. Przypuszcza się, że selen został dodany w ostatnim etapie powstawania Ziemi, między 4,5 a 3,9 miliarda lat temu.

Naukowcy twierdzą, że meteoryty pochodzące z zewnętrznych części Układu Słonecznego dostarczyły na naszą planetę nie tylko selen, ale też węgiel, wodę i wiele innych związków, a lotne substancje przyczyniły się do powstania ochronnej atmosfery ziemskiej. Według naukowców, to właśnie dzięki meteorytom, życie na Ziemi stało się możliwe.

 

Dodaj komentarz

loading...

NASA przetestowała satelitę napędzanego parą wodną

Agencja kosmiczna NASA przeprowadziła pierwszy w historii udany skoordynowany manewr dwóch satelitów CubeSat. Test odbył się na orbicie okołoziemskiej i zakończył się sukcesem, który pozwoli poszerzyć możliwości małych statków kosmicznych.

 

Eksperyment miał miejsce 21 czerwca. Dwa satelity CubeSat o wielkości 10 cm x 10 cm x 10 cm przebywały na orbicie i były oddalone od siebie o około 9 kilometrów. Urządzenia porozumiały się ze sobą drogą radiową, a jeden satelita polecił drugiemu uruchomienie swojego napędu parowego, aby mógł zmniejszyć dystans między satelitami.

 

Przeprowadzony test był jedynie częścią większego programu, który zakłada zwiększenie autonomii satelitów. Zamiast sterować satelitami z Ziemi, naukowcy mogliby po prostu wydać polecenie, a statki kosmiczne samodzielnie wykonywałyby całą sekwencję działań. Zwiększy to możliwości małych pojazdów kosmicznych zarówno na orbicie okołoziemskiej, jak i w przestrzeni kosmicznej.

W przeciwieństwie do łazika Curiosity, który operuje dzięki szczegółowym instrukcjom wysłanym z Ziemi, przyszłe roboty będą bardziej samodzielne, a nawet będą mogły funkcjonować w roju. Wtedy rola człowieka w misji ograniczy się do wydawania poleceń, a maszyny same będą ustalać, jak należy wykonać dane zadanie.

 

Autonomizacja statków kosmicznych i łazików zdecydowanie ułatwi nam eksplorację Księżyca, Marsa, księżyców Jowisza i Saturna oraz odległych ciał niebieskich Układu Słonecznego. Poszukiwanie życia pozaziemskiego czy wydobywanie surowców na innych planetach pozostawimy maszynom, dzięki czemu ludzie nie będą musieli narażać swojego zdrowia i życia.

 

Dodaj komentarz

loading...

Inżynierowie stworzyli futurystyczną łódź, która może tworzyć kry lodowe

Inżynierowie opracowali futurystyczną łódź podwodną tworzącą góry lodowe. Flota tego typu statków mogłaby stworzyć nowe lodowce, które pomogą zrównoważyć ekosystemy polarne. Niezwykła idea otrzymała drugie miejsce w międzynarodowym konkursie organizowanym przez Association of Siamese Architects.

Zdaniem naukowców, w ciągu ostatnich trzech dekad Ocean Arktyczny utracił 95% lodu. To ekstremalne zjawisko topnienia, wywołane kryzysem klimatycznym, spowodowało poważne niebezpieczeństwo dla arktycznych ekosystemów, zmniejszając obszar, na którym mogą polować foki, wilki, lisy i niedźwiedzie polarne.  Zespół inżynierów uważa, że ​​ich prototyp może odbudować część lodowca i pomóc w ratowaniu zwierzęcych siedlisk.

 

Zgodnie z założeniami statek zamrażałby arktyczną wodę morską w krę lodową w kształcie sześciokąta – każdy o objętośći około 2 027 metrów sześciennych. Pływająca łódź podwodna miałaby zanurzać się zbierając wodę morską w specjalnym zbiorniku. Następnie część soli wydobywano by przy użyciu systemu odwróconej osmozy, co ułatwiłoby zamrożenie. Dzięki zastosowaniu turbin powietrznych pozostała woda morska zostanie zamrożona, a po około miesiącu kra zostanie uwolniona ze zbiornika.

 

Autorzy projektu przyznają, że pomysł nie powstrzyma zmian klimatu, ale odbudowa utraconego lodu morskiego może pomóc w utrzymaniu siedlisk zwierząt. Choć brzmi to rozsądnie, istnieje również powód do sceptycyzmu. Aby faktycznie osiągnąć zadowalające efekty, skala przedsięwzięcia musiałaby być ogromna. Koncepcja projektu jest niezwykle interesująca, jednak wydaje się praktycznie niemożliwa do zastosowania w realnym świecie. 

Dodaj komentarz

loading...

Astronomowie namierzyli gwiazdę starą jak Wszechświat

W odległości około 35 tysięcy lat świetlnych od Ziemi odkryto wyjątkowego czerwonego olbrzyma. Z przeprowadzonych analiz wynika, że jest to jedna z najstarszych gwiazd we Wszechświecie.

 

Obiekt o nazwie SMSS J160540.18–144323.1, odkryty przez Dr Thomasa Nordlandera i jego zespół z ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D), ma najniższy poziom żelaza spośród wszystkich przebadanych dotąd gwiazd w Drodze Mlecznej. Ten czerwony olbrzym został zaliczony do drugiej generacji gwiazd i szacuje się, że ma zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu, który nastąpił 13,8 miliarda lat temu.

 

Wiek gwiazdy można ustalić na podstawie zawartości żelaza, ponieważ bardzo wczesny Wszechświat w ogóle go nie miał. Pierwsze gwiazdy składały się głównie z wodoru i helu. Przypuszcza się, że były bardzo masywne i gorące, ale zarazem miały krótką żywotność. Zaliczane są do III populacji najstarszych gwiazd i nigdy nie mieliśmy okazji ich zaobserwować.

 

Źródło: Wise/Abel/Kaehler (KIPAC/SLAC)

Pomiary spektroskopowe wskazują, że poziom żelaza w czerwonym olbrzymie SMSS J160540.18–144323.1, który został właśnie odkryty, jest około 1,5 miliona niższy niż w przypadku Słońca. Dlatego naukowcy zakładają, że jest to bardzo stara gwiazda, lecz niewiele młodsza od samego Wszechświata i można ją zaliczyć do tzw. II populacji gwiazd.

 

Astronomowie zakładają, że gwiazdy III populacji nie zdołały przetrwać, więc nie będziemy w stanie zbadać tego typu obiektów. Jedyną możliwością jest badanie gwiazd II populacji i wyciąganie wniosków, które pozwolą zrozumieć charakterystykę i historię gwiazd III populacji.

 

Dodaj komentarz

loading...

Badania wskazują, że ciemna materia może być starsza niż Wielki Wybuch

Ciemna materia, choć zdaniem naukowców stanowi aż 80% masy Wszechświata, pozostaje dla nas wielką zagadką. Dotychczas nie udało się jej odkryć, a jej istnienie mogłoby wyjaśnić anomalie w rotacji i ruchu galaktyk w gromadach. Tymczasem jak wynika z najnowszych badań, ciemna materia mogła istnieć jeszcze przed Wielkim Wybuchem.

 

O ciemnej materii wiemy bardzo niewiele i nie jesteśmy w stanie jej zaobserwować, lecz wiemy o jej obecności, gdyż oddziałuje grawitacyjnie z widzialną materią oraz wpływa na jej poruszanie się i rozkład w przestrzeni kosmicznej.

 

Naukowcy od dawna przypuszczali, że ciemna materia musi być pozostałością po Wielkim Wybuchu. Jednak dotychczas nie udało się opracować obliczeń, które potwierdziłyby te pomysły. Zespół badawczy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa przygotował prostą ramę matematyczną, z pomocą której wykazał, że ciemna materia mogła powstać przed Wielkim Wybuchem w erze kosmicznej inflacji, gdy przestrzeń bardzo szybko się rozszerzała. Szybka ekspansja mogła spowodować obfitą produkcję niektórych rodzajów cząstek, zwanych skalarami. Jak dotąd udało się odkryć tylko jedną cząstkę skalarną – bozon Higgsa.

Jeśli ciemna materia ma jakikolwiek związek z cząstkami skalarnymi, może być starsza niż Wielki Wybuch. Nowe badanie wskazuje również na metodę testowania pochodzenia ciemnej materii, która polega na obserwacji sygnatur, którą ciemna materia pozostawia w rozkładzie materii we Wszechświecie.

 

Choć ciemna materia jest zbyt ulotna, aby można było ją dostrzec w eksperymentach z cząstkami, może ujawnić swoją obecność w obserwacjach astronomicznych. Więcej szczegółów na temat ciemnej materii poznamy wkrótce, gdy satelita Euclid zostanie wyniesiony w przestrzeń kosmiczną, co powinno nastąpić w 2022 roku.

 

Dodaj komentarz

loading...

Naukowcy będą tworzyć sztuczne chmury, aby manipulować klimatem

Geoinżynieria, czyli modyfikacja globalnej pogody, wkrótce stanie się powszechnie akceptowanym faktem. Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda przygotowują się do pierwszego eksperymentu, polegającego na rozpylaniu związków chemicznych w stratosferze celem ochłodzenia globalnej temperatury.

 

Temat, który dotychczas był traktowany wyłącznie jako teoria spiskowa, jest właśnie przedmiotem debaty amerykańskich naukowców, którzy chcą odtworzyć efekt erupcji wulkanicznej, aby zwiększyć odbijanie promieni słonecznych. Będzie to faktycznie pierwszy oficjalny eksperyment, który odbędzie się poza laboratorium.

 

Pod koniec lipca, naukowcy z Uniwersytetu Harvarda utworzyli zewnętrzny panel doradczy, aby zbadać potencjalne etyczne, środowiskowe i geopolityczne skutki rozpylania związków chemicznych w atmosferze Ziemi. Projekt pod nazwą ScoPEx (Stratospheric Controlled Perturbation Experiment) będzie polegał na rozpylaniu niewielkiej ilości cząsteczek węglanu wapnia na wysokości około 20 km nad poziomem morza. Naukowcy chcą tego dokonać z pomocą balonu atmosferycznego, który następnie zbada sztucznie wytworzoną chmurę.

Eksperyment został ogłoszony w 2018 roku. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, zespół naukowców przeprowadzi go już w drugiej połowie 2019 roku. Następnie odbędą się badania, aby ustalić, czy metoda odbijania promieni słonecznych celem obniżenia temperatury jest w ogóle skuteczna i bezpieczna dla klimatu.

 

Geoinżynieria wywołuje skrajne reakcje. Z jednej strony postrzegana jest jako konieczność w obliczu rosnących globalnych temperatur, lecz z drugiej strony, pojawiają się obawy, że zabawa ziemskim klimatem może tylko pogorszyć naszą sytuację.

 

Dodaj komentarz

loading...