ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

¨...Η θέση και η ταχύτητα ενός μικροσκοπικού σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές με απόλυτη ακρίβεια....Όμως το πραγματικό περιεχόμενο της αρχής της αβεβαιότητας αναδεικνύεται αν την εφαρμόσουμε σε ένα σωματίδιο παγιδευμένο σε μια μικροσκοπική περιοχή, οπότε η θέση του είναι γνωστή με περιθώριο λάθους, δηλαδή απροσδιοριστία, όση και η διάσταση της φυλακής του. Εφόσον η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Οδηγούμαστε έτσι στο εξής εντυπωσιακό- και πολύ βαθύ - συμπέρασμα: όσο πιο μικροσκοπική είναι η φυλακή στην οποία είναι κλεισμένο ένα σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του κατά μέσο όρο, άρα τόσο μεγαλύτερη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει... Η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στη φύση είναι ο ατομικός πυρήνας. Τι περιμένουμε λοιπόν να κάνουν οι έγκλειστοί του, δηλαδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια που βρίσκονται στο εσωτερικό του; Σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έχουν τεράστιες κινητικές ενέργειες ακριβώς επειδή είναι παγιδευμένα σε μια τόσο μικροσκοπική περιοχή. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς επειδή είναι νάνος μεγέθους...¨
¨ Το φάντασμα της όπερας¨, Στέφανος Τραχανάς, καθηγητής Φυσικού Τμήματος Παν. Κρήτης
Αφιέρωμα στην αρχή της απροσδιοριστίας ή αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg η οποία ανακαλύφθηκε το 1927 και ...κρύβεται πίσω από όλες τις βασικές φυσικές προυποθέσεις που επιτρέπουν στο σύμπαν να φτάσει έως την αυτογνωσία!

Παρασκευή 18 Μαΐου 2012

Πανάρχαια μικρόβια θολώνουν τα όρια μεταξύ ζωής και θανάτου

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μια αξιοσημείωτη κοινότητα πανάρχαιων μικροβίων, που ζουν θαμμένα 30 μέτρα κάτω από το βυθό του Ειρηνικού Ωκεανού, σε πετρώματα ηλικίας 86 εκατ. ετών, δηλαδή πολύ πριν εξαφανιστούν οι δεινόσαυροι, και τα οποία χρησιμοποιούν τόσο μηδαμινό οξυγόνο και ζουν με τόσο αργό ρυθμό, ώστε στην περίπτωσή τους δεν είναι πλέον σαφές πού σταματά η ζωή και πού αρχίζει ο θάνατος. Οι οργανισμοί αυτοί έχουν αναγάγει σε τέχνη -ή σε επιστήμη- τη ζωή σε αργή κίνηση (slow-motion), γι' αυτό άλλωστε πήραν την ονομασία μικρόβια «slo-mo» (από τα αρχικά γράμματα των δύο αγγλικών λέξεων). Σύμφωνα με την εκτίμηση των επιστημόνων, τα εν λόγω μικρόβια καταναλώνουν 0,001 μικρομόρια οξυγόνου ανά λίτρο ιζήματος ανά έτος. Με αυτό το ρυθμό, τα μικρόβια που υπάρχουν σε ένα κυβικό μέτρο ιζηματογενούς πετρώματος κάτω από το βυθό, χρειάζονται περίπου δέκα χρόνια για να καταναλώσουν την ποσότητα οξυγόνου που ένας άνθρωπος καταναλώνει σε μία αναπνοή του! Και όσο πιο αργά αναπνέει και μεταβολίζει ένας οργανισμός, τόσο πιο πολύ ζει...
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Χανς Ρόι του Κέντρου Γεωμικροβιολογίας του πανεπιστημίου του Ααρχους στη Δανία, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό «Science», σύμφωνα με το «Nature» και το «New Scientist», ανακάλυψαν ότι τα ασκητικά μικρόβια διαθέτουν απίστευτα αργό μεταβολικό ρυθμό και οριακά μόνο θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως μορφή ζωής. Η αντικατάσταση των συστατικών τους, των δομικών λίθων της ζωής, στο εσωτερικό τους λαμβάνει χώρα κάθε μερικές εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες χρόνια.
Τα μικρόβια χρειάζονται το οξυγόνο για να παράγουν ενέργεια, ώστε να διατηρήσουν το ηλεκτρικό δυναμικό στη μεμβράνη τους και επίσης να κρατήσουν σε λειτουργία τα ένζυμα και το DNA τους. Έχουν όμως καταφέρει να επιβιώνουν κάτω από το βυθό χρησιμοποιώντας την ελάχιστη δυνατή ποσότητα ενέργειας και, κατά συνέπεια, το ελάχιστο δυνατό οξυγόνο και τις λιγότερες δυνατές θρεπτικές ουσίες.
Το μεγάλο ερώτημα για τους επιστήμονες είναι με ποιο τρόπο τα εν λόγω υπερβολικά ολιγαρκή μικρόβια έχουν περιορίσει τόσο πολύ τις ενεργειακές ανάγκες τους, σε βαθμό που θα μπορούσε να τα παρεξηγήσει κανείς για…πεθαμένα. Η ικανότητα αυτή έχει κεντρίσει και το ενδιαφέρον των αστροβιολόγων και των γεωχημικών της NASA που αναζητούν ιδέες για το πού θα μπορούσαν να βρουν μορφές ζωής στο ηλιακό σύστημα, π.χ. στον αφιλόξενο Άρη, κάτω από την επιφάνεια του οποίου ίσως επιβιώνουν τέτοιοι μικροοργανισμοί.
«Τα όρια της ζωής είναι πολύ πέρα από αυτό που είχαμε φανταστεί», δήλωσε ο ερευνητής Μπο Γιόργκενσεν. «Στην περίπτωση των συγκεκριμένων μικροβίων φαίνεται να βλέπουμε το κατώτερο ενεργειακό όριο για τη ζωή, το οποίο πηγαίνει πέρα από την έως τώρα κατανόησή μας. Όμως πρέπει να διευκρινίσουμε ότι δεν ξέρουμε πια πού στην πραγματικότητα βρίσκεται το κατώτερο δυνατό όριο» .
Τα μικρόβια, όπως τα βακτήρια, είναι οι πολυπληθέστεροι οργανισμοί στη Γη και η μεγάλη πλειονότητά τους (περίπου το 90%) ζουν κάτω από το βυθό των θαλασσών σε ιζηματογενή πετρώματα, τα οποία δημιουργούνται από διαδοχικά στρώματα διαφόρων ανόργανων και οργανικών υλών που πέφτουν στο βυθό και μετατρέπονται σε ιζήματα με πολύ αργό ρυθμό (λιγότερο από ένα εκατοστό ανά 1.000 χρόνια).
Πηγή: ΑΜΠΕ, www.kathimerini.gr