Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Na Marsie odkryto istnienie oscylacji swobodnej Chandlera. Pozwoli to lepiej zrozumieć Ziemię

Rekomendowane odpowiedzi

Mars jest drugą, po Ziemi, planetą w przypadku której stwierdzono istnienie oscylacji swobodnej Chandlera i zmierzono to zjawisko. Dokonał tego zespół z Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology oraz Belgijskiego Obserwatorium Królewskiego.

Oscylacja swobodna Chandlera to odchylenie osi obrotu Ziemi względem sztywnej skorupy ziemskiej. W przypadku Ziemi okres oscylacji swobodnej Chandlera wynosi około 433 dni, podczas których oś obrotu ziemi na Biegunie Północnym przemieszcza się po nieregularnym okręgu o średnicy około 8–10 metrów. Istnienie takiego efektu przewidział już Euler w 1765 roku, a pod koniec XIX wieku jego istnienie potwierdził astronom Seth Carlo Chandler. Oscylacja swoboda Chandlera to przykład ruchu, któremu podlega swobodnie wirujące ciało nie będące kulą.

O ile jednak zmierzenie tego ruchu było możliwe w przypadku Ziemi, to dotychczas nie możemy go mierzyć w odniesieniu do innych planet. Wymaga to bowiem wieloletnich precyzyjnych pomiarów. Właśnie udało się ich dokonać dla Marsa.
Amerykańsko-belgijski zespół naukowy wykorzystał w swojej pracy dane zebrane w ciągu 18 lat przez Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Global Surveyor i Mars Odyssey. Wpływ grawitacyjny Marsa, jakie planeta wywiera na satelity, pozwolił stwierdzić istnienie oscylacji swobodnej Chandlera. W przypadku Czerwonej Planety jest ona jednak znacznie mniejsza niż na Ziemi. Odchylenie osi wynosi bowiem ok. 10 cm, a jego okres to 200 dni.

Co interesujące, z obliczeń wynika, że oscylacja Chandlera powinna po jakimś czasie zaniknąć. Zarówno w przypadku Ziemi jak i Marsa istnieje ono dłużej niż powinno. To zaś wskazuje, że na oscylację ma wpływ czynnik, którego nauka jeszcze nie odkryła. Znalezienie tego czynnika powinno być łatwiejsze w przypadku Marsa, niż Ziemi, gdyż Czerwona Planeta ma znacznie mniej złożoną geografię, atmosferę i strukturę wewnętrzną. To pokazuje, jak ważnym osiągnięciem jest dokonany właśnie pomiar oscylacji Chandlera dla Marsa.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Zjawisko oscylacji swobodnej Chandlera powstaje pod wpływem tej samej przyczyny, która w całej okazałości przejawia się w postaci efektu Dżanibekowa. Ale w przypadku oscylacji Chandlera działa jeszcze druga przyczyna, która zapobiega przejawianiu się zjawiska w tej "całej okazałości". Można domyślać się, że w przypadku Ziemi i Marsa tą drugą przyczyną, która nie dopuszcza do powstania efektu Dżanibekowa, jest istnienie płynnego wnętrza tych planet. Dzięki istnieniu różnego stanu materii powstaje niewielka różnica w obrotowym ruchu płynnego wnętrza oraz zewnętrznej twardej skorupy.
O efekcie Dżanibekowa można przeczytać w artykułach:
Efekt Dżanibekowa - praca dla matematyków - na http://pinopa.narod.ru/06_C4_Efekt_Dzanibekowa-praca.pdf,
Dla badaczy efektu Dżanibekowa - na http://pinopa.narod.ru/07_C4_Prosty_efekt_Dzanibekowa.pdf,
Efekt Dżanibekowa - z udziałem 6-ciu cząstek - na http://pinopa.narod.ru/08_C4_Dzhanibekov-6parts_pl.pdf,
Efekt Dżanibekowa - podstawowa przyczyna - na http://pinopa.narod.ru/09_C4_Dzhanibekov_effect_pl.pdf.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Pinopa rzeźbi te PDFy jakby czas się u Moskali zatrzymał na Y2K, a WWW to był skrót od World Wide Word :) Strona na pewno pochodzi z czasów jak HTML miał około 15 tagów w drafcie specyfikacji a internet był spisany w pliku /etc/hosts :) Swoją drogą, w tych samych warstwach powinny być skamieliny backupy Netsacape Navigatgor :)

  • Haha 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
3 godziny temu, Astro napisał:

To od dawna jasne, ale dziwi mnie pobłażliwość Modów na KW, którzy pozwalają człekowi na systematyczną reklamę tych g*ien.

To jest niejawnie pozostawione w kategorii humor.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Dzięki Veritasium, i Astro, wydaje się to teraz zupełnie logiczne, nie rozumiem tylko dlaczego żeby pokazać siły odśrodkowe to musiał poruszyć osie zamiast dalej kręcić dyskiem, ale ok :)

Feynman sie jednak mylił ;)

 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
2 godziny temu, radar napisał:

nie rozumiem tylko dlaczego żeby pokazać siły odśrodkowe to musiał poruszyć osie zamiast dalej kręcić dyskiem

Bo zmiana układu odniesienia ułatwia pokazanie, co się tam dzieje. Sprawa czysto techniczna. (jeśli o to Ci chodziło)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
14 godzin temu, ex nihilo napisał:

Bo zmiana układu odniesienia ułatwia pokazanie, co się tam dzieje.

Bardziej chodziło mi o to, że jak dla mnie utrudniło :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
2 godziny temu, Astro napisał:

metodologicznie animacja jest jak najbardziej poprawna, bo aby mówić o sile odśrodkowej potrzeba na to spojrzeć z obracającego się (nieinercjalnego) układu odniesienia,

Czy widząc obracający się dysk nie można na nim pokazać siły odśrodkowej? W końcu to miał być filmik z serii "dla idiotów".

No i "metedologicznie" to pewnie Feynman miał rację :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
41 minut temu, Astro napisał:

W układzie inercjalnym nie. W takich układach NIE MA sił bezwładności

Kolejny raz "the goal of this video is to prove Feynman wrong. To provide an intuitive explanation of the intermediate axis theorem..." i ja jedynie stweirdziłem, że dla mnie nie było to intuicyjne. Rozpatrywanie tego "w układzie intercjalnym" to dla mnie jak przeprowadzanie eksperymentu z grawitacją i napisanie na wstępnie "W układzie zamkniętym...". Owszem można, ale jest to rozważanie czysto teoretyczne. Tu jak widać to samo, w układzie intercjalnym ta rakieta by sie nie obróciła... no ale ciężko o taki układ więc się obracają :)

45 minut temu, Astro napisał:

ale w moim przekonaniu dałeś radę.

:)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
On 1/14/2021 at 5:17 PM, pinopa said:

Zjawisko oscylacji swobodnej Chandlera powstaje pod wpływem tej samej przyczyny, która w całej okazałości przejawia się w postaci efektu Dżanibekowa. Ale w przypadku oscylacji Chandlera działa jeszcze druga przyczyna, która zapobiega przejawianiu się zjawiska w tej "całej okazałości". Można domyślać się, że w przypadku Ziemi i Marsa tą drugą przyczyną, która nie dopuszcza do powstania efektu Dżanibekowa, jest istnienie płynnego wnętrza tych planet. Dzięki istnieniu różnego stanu materii powstaje niewielka różnica w obrotowym ruchu płynnego wnętrza oraz zewnętrznej twardej skorupy.

Szybko nie uda się jednak rozwiązać zagadki oscylacji swobodnej Chandlera na Marsie, gdyż tzw. „kret” o nazwie HP3 opracowany przez zespół polskich specjalistów utknął po wielu nieudanych próbach spenetrowania marsjańskiej gleby, w którą miał się wwiercić na głębokość 5m. Marsjańska gleba konsystencją przypomina bardziej piaskowiec lub wapienną skałę niż piasek Sahary, czego nie przewidywali projektanci kreta.

NASA 'Mars mole' failed due to cement-like soil and an energy crisis - Business Insider

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ciekawe, bo 2-3 dni temu sprawdzałem stronę misji (na kanwie tej właśnie dyskusji) i "chwalili się", że kret się zagłębił już tak, że go nie widać (aczkolwiek dalej za płytko).

Szkoda, szkoda.

 

 

 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
25 minutes ago, radar said:

Ciekawe, bo 2-3 dni temu sprawdzałem stronę misji (na kanwie tej właśnie dyskusji) i "chwalili się", że kret się zagłębił już tak, że go nie widać (aczkolwiek dalej za płytko).

Szkoda, szkoda.

Kret zagłębił się raczej na 30 cm,, co potwierdza zdjęcie w linku::

NASA ceases efforts to deploy Mars InSight heat flow probe - SpaceNews

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Utknął to nienajlepsze określenie, bo podobno to właśnie brak odpowiedniego tarcia powoduje, że nie może się zagłębić bardziej. Czytałem o tym wczoraj i zauważyłem, że w polskim internecie przeważają nieprzychylne komentarze pod kontem polskiego podwykonawcy, co nie jest w porządku, o ile wykonali urządzenie wedle założeń NASA. Przekaz jednak poszedł, że polski kret nie zdał egzaminu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
2 godziny temu, Qion napisał:

Kret zagłębił się raczej na 30 cm,, co potwierdza zdjęcie w linku::

NASA ceases efforts to deploy Mars InSight heat flow probe - SpaceNews

 

A może zamiast korzystać z "bulwarówek" to lepiej wejść na stronę misji?

https://mars.nasa.gov/news/8776/nasa-insights-mole-is-out-of-sight/?site=insight

 

2 godziny temu, cyjanobakteria napisał:

Utknął to nienajlepsze określenie, bo podobno to właśnie brak odpowiedniego tarcia powoduje, że nie może się zagłębić bardziej.

Nie mogę się przekonać do tego tłumaczenia, jest mylące w stosunku do tego jak działa kret (jak ktoś nie wie). Chodzi o to, że pod spodem jest bardziej twardo i kret owszem się wbija, ale się cofa (przez brak tarcia). Do wbijania się tarcia nie potrzebuje, tylko do zostania w miejscu. Oczywiście na jedno wychodzi.

2 godziny temu, cyjanobakteria napisał:

Przekaz jednak poszedł, że polski kret nie zdał egzaminu.

Za to a niepolskim internecie jakoś nie widziałem wzmianki, że "polski", a szukałem w tym kontekście.

EDIT: ba, na stronie misji jest napisne: The heat probe developed and built by the German Aerospace Center (DLR)..... and we thank our German partners from DLR for providing this instrument and for their collaboration.

https://mars.nasa.gov/news/8836/nasa-insights-mole-ends-its-journey-on-mars/?site=insight

Edytowane przez radar

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
W dniu 17.01.2021 o 21:06, radar napisał:

Czy widząc obracający się dysk nie można na nim pokazać siły odśrodkowej? W końcu to miał być filmik z serii "dla idiotów".

No i "metedologicznie" to pewnie Feynman miał rację :)

Nie można tego robić żyroskopem laserowym czy też wprost z Sagnaca? 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
1 hour ago, l_smolinski said:

Nie można tego robić żyroskopem laserowym czy też wprost z Sagnaca? 

Żyroskop laserowy/Interferometr Sagnaca pozwoli wykryć ruch obrotowy nawet inercjalnego układu odniesienia pod warunkiem, że nie będzie się on obracał zbyt wolno, gdyż urządzenie to nie mierzy sił bezwładności. Kwestią dyskusyjną jest czy stanowi potwierdzenie istnienia eteru. Lepszym przykładem na to jest chyba efekt Casimira.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
W dniu 18.01.2021 o 22:03, radar napisał:

EDIT: ba, na stronie misji jest napisne: The heat probe developed and built by the German Aerospace Center (DLR).....

Na tej samej stronie na dole:

"DLR provided the Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) instrument, with significant contributions from the Space Research Center (CBK) of the Polish Academy of Sciences and Astronika in Poland."

Co do samego kreta - był problem więc użyli "koparki" żeby docisnąć go od góry i jak widać na zdjęciach to pomogło - kret się zagłębił bo po podniesieniu "łopaty" juz go nie widać. Teraz chcą usypać trochę "piachu" w tym miejscu aby zmniejszyć szansę na to, że kret wyskoczy jak wznowią drążenie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
W dniu 22.01.2021 o 23:23, Qion napisał:

Kwestią dyskusyjną jest czy stanowi potwierdzenie istnienia eteru.

Nie stanowi potwierdzenia istnienia Eteru.

Wykazał tylko, że w praktyce nie można założyć czegoś takiego jak istnienie układu inercjalnego. Raczej pokazał ograniczenia praktyczne teorii względności pana E. Jej założenia dotyczące obserwatora inercjalnego są nie możliwe do spełnienia. Oczywiści z racji tego, że ten akurat ruch obrotowy dzięki Sagnacowi jesteśmy w stanie wykryć, to nie stanowi on już problemu - możemy go skompensować.

Oczywiście można postulować, że z tych założeń się już nie korzysta, ale teoria na nich bazuje, więc się korzysta, czy się chce czy nie.

Jednak nie da się wykryć ruchu prostolinijnego i jego zmian w t w układzie obiektów, które dzięki dużej ilości zwidów względem siebie pozostają inercjalne -  to jest spory problem. Nie ma czegoś takiego jak jednoczesność, zmiana wektora ruchu układu nie odbywa się dla całego układu jednocześnie, zmiana w efekcie dopplera też propaguje ze skończoną prędkością c itd.

Nie, żebym się tam specjalnie czepiał pan E, ale co niektórzy postulują, że efekt dopplera jest skwantowany w dużych skalach - patrząc na obraz wszechświata jaki znamy. Możliwe, że geneza tego hipotetycznego skwantowania to efekt zmian wektorów ruchu w skali globalnej, które nie odbyły się jednocześnie dla całego układu (wszechświata). Zmian tych nie jesteśmy w stanie ani odtworzyć, ani wykrywać  zakładając, że jednoczesność nie istnieje to  w sumie nic nie wiemy. Mamy pobożne życzenia, że jest tak jak nam się wydaje.           
 
 

Edytowane przez l_smolinski

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
2 hours ago, l_smolinski said:

(...)  zakładając, że jednoczesność nie istnieje to  w sumie nic nie wiemy. Mamy pobożne życzenia, że jest tak jak nam się wydaje.           
 

Niektóre teorie jeszcze sprzed kilku lat zakładały jednoczesność (natychmiastowość) niektórych oddziaływań, np. grawitacji, czy też splątania kwantowego. Sam Einstein nazwał splątanie kwantowe odbywające się natychmiastowo "upiornym działaniem na odległość". Z równań Maxwella wynika, że prędkość fal elektromagnetycznych/światła w próżni jest skończona i wynosi: image.png.f6ae72a57e22656f2d6442893e06f22d.png, gdzie: 

image.png.05261d6c6f8738fcf73de047aa689c8f.png – przenikalność elektryczna próżni,

μ0 – przenikalność magnetyczna próżni

Chińczycy zmierzyli jednak kilka lat temu, że minimalna szybkość splątania kwantowego  także jest skończona jednak około 10 tys. razy większa niż prędkość światła:

Pomiar prędkości splątania kwantowego

Dzięki odkryciu fal grawitacyjnych 17-10-2017 w obserwatorium LIGO, dokonano także obliczeń faktycznej prędkości ich przemieszczania i okazuje się, że jest równa prędkości światła

Prędkość fal grawitacyjnych

Kilka lat temu pojawiło się opracowanie uzależniające matematycznie stałe przenikalności elektrycznej i magnetycznej próżni od własności  wirtualnych fermionów kwantowej próżni

Kwantowa próżnia wymusza prędkość światła

image.png

Edytowane przez Qion
powielony wzór
  • Lubię to (+1) 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
9 godzin temu, Qion napisał:

Chińczycy zmierzyli jednak kilka lat temu, że minimalna szybkość splątania kwantowego  także jest skończona jednak około 10 tys. razy większa niż prędkość światła:

Pomiar prędkości splątania kwantowego

"odczytanie wymaga porównania stanu obu splątanych fotonów - co musi być dokonane z pomocą klasycznego kanału komunikacji" .  No i to jest główna atrakcja. Nie ma żadnego splątania. Jest układ 'foton - kanał - foton' one są fizycznie połączone (odczyt w tym samym teoretycznym t). 

9 godzin temu, Qion napisał:

Kwantowa próżnia wymusza prędkość światła

Przenikalność magnetyczna próżni i jej związek z prędkością światła to może być ten hipotetyczny eter. 

  • Lubię to (+1) 1
  • Pozytyw (+1) 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
8 minut temu, Astro napisał:

1) prędkość fali EM (czyli i światła) wynikającej z przenikalności magnetycznej (i elektrycznej) - nie tylko w próżni - wykazał już Maxwell;

No i co w związku z tym?

Ja wiem, że to wykazał. Tylko nie bardzo rozumiesz co to oznacza.
 

8 minut temu, Astro napisał:

2) zrozum wreszcie, że eter nie istnieje (no chyba, że myślisz o tym który wdychasz).

Zrozum wreszcie, że nikt tego nie udowodnił, że nie istnieje. 
 

8 minut temu, Astro napisał:

P.S. Prośba wynikająca z pytania: naprawdę nie wystarczy Ci jedno konto?!


Typowy PiS-ior co niedosłyszy/ nie zrozumie to zmyśli. Po cholerę mi wiele kont?  
 

Edytowane przez l_smolinski
  • Pozytyw (+1) 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
8 minut temu, Astro napisał:

Przykro mi, ale Ty tym bardziej... (wystarczą mi do tej tezy twoje wpisy)

Podobnie nikt jeszcze nie wykazał, że jednorożce nie istnieją, ale obawiam się, że metodologia fizyki jest ci odległa jak tylko być może.

Nie wiem - samomizianie, ból ego, niedowarotościowanie, trudne dzieciństwo?

Nie oceniaj innych przez pryzmat swoich doświadczeń.

9 minut temu, Astro napisał:

Podobnie nikt jeszcze nie wykazał, że jednorożce nie istnieją, ale obawiam się, że metodologia fizyki jest ci odległa jak tylko być może.

No i co w związku z tym? Powiesz coś ciekawego czy tylko tak pianę toczysz?   

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
3 minuty temu, Astro napisał:

Może nieskromnie, ale moje doświadczenie pozwala mi na to. Spotkałem już naprawdę wielu "płaskoziemców", więc wybacz może zbytnie skróty myślowe, ale dość szybko widzę pewne rzeczy - kwestia DOŚWIADCZENIA. :)

* argumentacja na twoją modłę (mam nadzieję, że łapiesz dowcip).

Tak, tak na to jest jednostka chorobowa: https://pl.wikipedia.org/wiki/Projekcja_(psychologia)

Ta argumentacja to jest właśnie na twoją modłę ten dowcip zrobiłem ci już dawno temu, czego nie potrafiłeś ogarnąć.

 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
57 minut temu, Astro napisał:

Moja prośba jest tylko JEDNA: nie wkładaj tego w FIZYKĘ!!

Ja po prostu zniżam się do twojego poziomu. 

57 minut temu, Astro napisał:

Może krótko: jakaś lista cytowań (niekoniecznie Twoich ;)) o "istnieniu" eteru?

To ja poproszę podobną o nie istnieniu eteru. 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Nowa krzywa globalnych temperatur wskazuje, że w fanerozoiku średnie temperatury na Ziemi zmieniały się bardziej niż przypuszczano. Naukowcy z University of Arizona i Smithsonian Institution przeprowadzili badania, w ramach których zrekonstruowali temperatury w ciągu ostatnich 485 milionów lat. To okres, w którym życie na naszej planecie zróżnicowało się, podbiło lądy i przetrwało liczne okresy wymierania.
      Fanerozoik rozpoczyna się eksplozją kambryjską sprzed około 540 milionów lat i trwa do dzisiaj. Naukowcy w swoich badaniach ograniczyli się do 485 milionów lat, ze względu na niedostateczną ilość starszych danych geologicznych. Trudno jest znaleźć tak stare skały, w których zachował się zapis o panujących temperaturach. Nie mamy ich zbyt wielu nawet dla 485 milionów lat temu. To ogranicza nasze cofanie się w czasie, mówi profesor Jessica Tierney z Arizony.
      Uczeni wykorzystali asymilację danych, w trakcie której połączyli zapis geologiczny z modelami klimatycznymi. Badania pozwoliły im lepiej zrozumieć, czego możemy spodziewać się w przyszłości. Jeśli badasz ostatnich kilka milionów lat, to nie znajdziesz niczego, co może być analogią dla zjawisk, jakich spodziewamy się w roku 2100 czy 2500. Trzeba cofnąć się znacznie dalej, gdy Ziemia była naprawdę gorąca. Tylko tak możemy zrozumieć zmiany, jakie mogą zajść w przyszłości, wyjaśnia Scott Wing, kurator zbiorów paleobotaniki w Smithsonian National Museum of Natural History.
      Nowa krzywa temperatury pokazuje, że w tym czasie średnie temperatury na Ziemi zmieniały się w zakresie od 11,1 do 36,1 stopnia Celsjusza, a okresy wzrostu temperatur były najczęściej skorelowane ze zwiększoną emisją dwutlenku węgla do atmosfery. To jasno pokazuje, że dwutlenek węgla jest głównym czynnikiem kontrolującym temperatury na Ziemi. Gdy jest go mało, temperatury są niskie, gdy jest go dużo, na Ziemi jest gorąco, dodaje Tierney.
      Badania pokazały też, że obecnie średnia temperatura jest niższa niż średnia dla większości fanerozoiku. Jednocześnie jednak antropogeniczne emisje CO2 powodują znacznie szybszy wzrost temperatury niż w jakimkolwiek momencie z ostatnich 485 milionów lat. To stwarza duże zagrożenie dla wielu gatunków roślin i zwierząt. Niektóre okresy szybkich zmian klimatycznych wiązały się z masowym wymieraniem.
      Badacze zauważają, że ocieplenie klimatu może być też niebezpieczne dla ludzi. Nasz gatunek doświadczył w swojej historii zmian średnich temperatur o około 5 stopni Celsjusza. To niewiele, jak na 25-stopniową zmianę w ciągu ostatnich 485 milionów lat. Wyewoluowaliśmy w chłodnym okresie, który nie jest typowy dla większości geologicznej historii. Zmieniamy klimat w sposób, który wykracza poza to, czego doświadczyliśmy. Planeta była i może być cieplejsza, ale ludzie i zwierzęta nie zaadaptują się do tak szybkich zmian, dodaje Tierney.
      Projekt zbadania temperatur w fanerozoiku rozpoczął się w 2018 roku, gdy pracownicy Smithsonian National Museum postanowili zaprezentować zwiedzającym krzywą temperatur z całego eonu. Badacze wykorzystali pięć różnych chemicznych wskaźników temperatury zachowanych w skamieniałym materiale organicznym. Na ich podstawie oszacowali temperaturę w 150 000 krótkich okresach czasu. Jednocześnie współpracujący z nimi naukowcy z University of Bristol – na podstawie rozkładu kontynentów i składu atmosfery – stworzyli ponad 850 symulacji temperatur w badanym czasie. Następnie autorzy badań połączyli oba zestawy danych, tworząc najbardziej precyzyjną krzywą temperatur dla ostatnich 485 milionów lat.
      Dodatkową korzyścią z badań jest stwierdzenie, że czułość klimatu – czyli przewidywana zmiana średniej temperatury na Ziemi przy dwukrotnej zmianie stężenia CO2 – jest stała. Dwutlenek węgla i temperatury są nie tylko blisko powiązane, ale są powiązane w ten sam sposób przez 485 milionów lat. Nie zauważyliśmy, by czułość klimatu zmieniała się w zależności od tego, czy jest zimno czy gorąco, dodaje Tierney.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Gdyby większość ciemnej materii istniała nie w postaci w formie cząstek, a mikroskopijnych czarnych dziur, to mogłyby one wpływać na orbitę Marsa tak, że bylibyśmy w stanie wykryć to za pomocą współczesnej technologii. Zatem zmiany orbity Czerwonej Planety mogłyby posłużyć do szukania ciemnej materii, uważają naukowcy z MIT, Uniwersytetu Stanforda i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz. A wszystko zaczęło się od odrodzenia hipotezy z lat 70. XX wieku i pytania o to, co stałoby się z człowiekiem, przez którego przeszłaby miniaturowa czarna dziura.
      Pomysł, że większość ciemnej materii, której wciąż nie potrafimy znaleźć, istnieje w postaci miniaturowych czarnych dziur, narodził się w latach 70. Wysunięto wówczas hipotezę, że u zarania wszechświata z zapadających się chmur gazu powstały niewielkie czarne dziury, które w miarę ochładzania się i rozszerzania wszechświata, rozproszyły się po nim. Takie czarne dziury mogą mieć wielkość pojedynczego atomu i masę największych znanych asteroid. W ostatnich latach hipoteza ta zaczęła zdobywać popularność w kręgach naukowych.
      Niedawno jeden z autorów badań, Tung Tran, został przez kogoś zapytany, co by się stało, gdyby taka  pierwotna czarna dziura przeszła przez człowieka. Tran chwycił za coś do pisania i wyliczył, że gdyby tego typu czarna dziura minęła przeciętnego człowieka w odległości 1 metra, to osoba taka zostałaby w ciągu 1 sekundy odrzucona o 6 metrów.  Badacz wyliczył też, że prawdopodobieństwo, by taki obiekt znalazł się w pobliżu kogokolwiek na Ziemi jest niezwykle małe.
      Jednak Tung postanowił sprawdzić, co by się stało, gdyby miniaturowa czarna dziura przeleciała w pobliżu Ziemi i spowodowała niewielkie zmiany orbity Księżyca. Do pomocy w obliczeniach zaprzągł kolegów. Wyniki, które otrzymaliśmy, były niejasne. W Układzie Słonecznym mamy do czynienia z tak dynamicznym układem, że inne siły mogłyby zapobiec takim zmianom, mówi uczony.
      Badacze, chcąc uzyskać jaśniejszy obraz, stworzyli uproszczoną symulację Układu Słonecznego składającego się z wszystkich planet i największych księżyców. Najdoskonalsze symulacje Układu biorą pod uwagę ponad milion obiektów, z których każdy wywiera jakiś wpływ na inne. Jednak nawet nasza uproszczona symulacja dostarczyła takich danych, które zachęciły nas do bliższego przyjrzenia się problemowi, wyjaśnia Benjamin Lehmann z MIT.
      Na podstawie szacunków dotyczących rozkładu ciemnej materii we wszechświecie i masy miniaturowych czarnych dziur naukowcy obliczyli, że taka wędrująca we wszechświecie czarna dziura może raz na 10 lat trafić do wewnętrznych regionów Układu Słonecznego. Wykorzystując dostępne symulacje rozkładu i prędkości przemieszczania się ciemnej materii w Drodze Mlecznej, uczeni symulowali przeloty tego typu czarnych dziur z prędkością około 241 km/s. Szybko odkryli, że o ile efekty przelotu takiej dziury w pobliżu Ziemi czy Księżyca byłyby trudne do obserwowania, gdyż ciężko byłoby stwierdzić, że widoczne zmiany wywołała czarna dziura, to w przypadku Marsa obraz jest już znacznie jaśniejszy.
      Z symulacji wynika bowiem, że jeśli pierwotna czarna dziura przeleciałaby w odległości kilkuset milionów kilometrów od Marsa, po kilku latach orbita Czerwonej Planety zmieniłaby się o około metr. To wystarczy, by zmianę taką wykryły instrumenty, za pomocą których badamy Marsa.
      Zdaniem badaczy, jeśli w ciągu najbliższych dziesięcioleci zaobserwujemy taką zmianę, powinniśmy przede wszystkim sprawdzić, czy nie została ona spowodowana przez coś innego. Czy to nie była na przykład nudna asteroida, a nie ekscytująca czarna dziura. Na szczęście obecnie jesteśmy w stanie z wieloletnim wyprzedzeniem śledzić tak wielkie asteroidy, obliczać ich trajektorie i porównywać je z tym, co wynika z symulacji dotyczących pierwotnych czarnych dziur, przypomina profesor David Kaiser z MIT.
      A profesor Matt Caplan, który nie był zaangażowany w badania, dodaje, że skoro mamy już obliczenia i symulacje, to pozostaje najtrudniejsza część – znalezienie i zidentyfikowanie prawdziwego sygnału, który potwierdzi te rozważania.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Po dziesięcioleciach udało się odkryć ambipolarne (dwukierunkowe) pole elektryczne Ziemi. To słabe pole elektryczne naszej planety, które jest tak podstawową jej cechą jak grawitacja czy pola magnetyczne. Hipoteza o istnieniu takiego pola pojawiła się ponad 60 lat temu i od tamtego czasu poszukiwano tego pola. Jest ono kluczowym mechanizmem napędzającym „wiatr polarny”, czyli ucieczkę naładowanych cząstek z ziemskiej atmosfery w przestrzeń kosmiczną. Ma ona miejsce nad ziemskimi biegunami.
      „Wiatr polarny” został odkryty w latach 60. XX wieku. Od samego początku naukowcy uważali, że jego siłą napędową jest nieznane pole elektryczne. Uważano, że jest ono generowane w skali subatomowej i jest niezwykle słabe. Przez kolejnych kilkadziesiąt lat ludzkość nie dysponowała narzędziami, które mogły zarejestrować takie pole.
      W 2016 roku Glyn Collinson i jego zespół z Goddars Space Flight Center zaczęli pracować nad instrumentami zdolnymi do zmierzenia ambipolarnego pola elektrycznego. Stworzone przez nich urządzenia oraz metoda pomiaru zakładały przeprowadzenie badań za pomocą rakiety suborbitalnej wystrzelonej z Arktyki. Badacze nazwali swoją misję Endurance, na cześć statku, którym Ernest Shackleton popłynął w 1914 roku na swoją słynną wyprawę na Antarktykę. Rakietę postanowiono wystrzelić ze Svalbardu, gdzie znajduje się najbardziej na północ wysunięty kosmodrom. Svalbard to jedyny kosmodrom na świecie, z którego można wystartować, by przelecieć przez wiatr polarny i dokonać koniecznych pomiarów, mówi współautorka badań, Suzie Imber z University of Leicester.
      Misja Endurance została wystrzelona 11 maja 2022 roku. Rakieta osiągnęła wysokość 768,03 km i 19 minut później spadła do Morza Grenlandzkiego. Urządzenia pokładowe zbierały dane przez 518 kilometrów nabierania wysokości i zanotowały w tej przestrzeni zmianę potencjału elektrycznego o 0,55 wolta. Pół wolta to tyle co nic, to napięcie baterii w zegarku. Ale to dokładnie tyle, ile trzeba do napędzenia wiatru polarnego, wyjaśnia Collinson.
      Generowane pole elektryczne oddziałuje na jony wodoru, które dominują w wietrze polarnym, z siłą 10,6-krotnie większą niż grawitacja. To więcej niż trzeba, by pokonać grawitację. To wystarczająco dużo, by wystrzelić jony z prędkością naddźwiękową prosto w przestrzeń kosmiczną, dodaje Alex Glocer z NASA. Pole napędza też cięższe pierwiastki, jak jony tlenu. Z badań wynika, że dzięki obecności tego pola elektrycznego jonosfera jest na dużej wysokości o 271% bardziej gęsta, niż byłaby bez niego. Mamy tutaj rodzaj taśmociągu, podnoszącego atmosferę do góry, dodaje Collinson.
      Pole to nazwano ambipolarnym (dwukierunkowym), gdyż działa w obie strony. Opadające pod wpływem grawitacji jony ciągną elektrony w dół, a w tym samym czasie elektrony – próbując uciec w przestrzeń kosmiczną – ciągną jony w górę. Wskutek tego wysokość atmosfery zwiększa się, a część jonów trafia na wystarczającą wysokość, by uciec w przestrzen kosmiczną w postaci wiatru polarnego.
      Odkrycie ambipolarnego pola elektrycznego otwiera przed nauką nowe pola badawcze. Jest ono bowiem, obok grawitacji i pola magnetycznego, podstawowym polem energetycznym otaczającym naszą planetę, wciąż wpływa na ewolucję naszej atmosfery w sposób, który dopiero teraz możemy badać. Co więcej, każda planeta posiadająca atmosferę powinna mieć też ambipolarne pole elektryczne. Można więc będzie go szukać i badać na Marsie czy Wenus.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Jedno z ważnych pytań o początki życia brzmi: w jaki sposób cząstki RNA swobodnie przemieszczające się w pierwotnej zupie zostały opakowane w chronione błoną komórki. Odpowiedź na to pytanie zaproponowali właśnie na łamach Science Advances inżynierowie i chemicy z Uniwersytetów w Chicago i w Houston oraz Jack Szostak, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. W swoim artykule pokazują, jak przed 3,8 miliardami lat krople deszczu mogły ochronić pierwsze protokomórki i umożliwić powstanie złożonych organizmów żywych.
      Uczeni przyjrzeli się koacerwatom, dużym grupom cząstek, samoistnie tworzącym się w układach koloidalnych (niejednorodnych mieszaninach). Zachowanie koacerwatów można porównać do zachowania kropli oleju w wodzie.
      Już dawno pojawiła się hipoteza, że nie posiadające błon mikrokrople koacerwatów mogły być modelowymi protokomórkami, gdyż mogą rosnąć, dzielić się i gromadzić wewnątrz RNA. Jednak błyskawiczna wymiana RNA pomiędzy koacerwatami, ich szybkie łączenie się, zachodzące w ciągu minut oznaczają, że poszczególne krople nie są w stanie utrzymać swojej odrębności genetycznej. To zaś oznacza, że ewolucja darwinowska nie jest możliwa, a populacja takich protokomórek byłaby narażona na błyskawiczne załamanie w wyniku rozprzestrzeniania się pasożytniczego RNA, czytamy w artykule. Innymi słowy każda kropla, która zawierałaby mutację potencjalnie użyteczną na drodze do powstania życia, błyskawicznie wymieniałaby swoje RNA z innymi RNA, nie posiadającymi takich pożytecznych mutacji. W bardzo szybkim tempie wszystkie krople stałyby się takie same. Nie byłoby różnicowania, konkurencji, a zatem nie byłoby ewolucji i nie mogłoby powstać życie.
      Jeśli dochodzi do ciągłej wymiany molekuł czy to między kroplami czy między komórkami i po krótkim czasie wszystkie one wyglądają tak samo, to nie pojawi się ewolucja. Będziemy mieli grupę klonów, wyjaśnia Aman Agrawal z Pritzker School of Molecular Engineering na University of Chicago.
      Nauka od dawna zastanawia się, co było pierwszą molekułą biologiczną. To problem kury i jajka. DNA koduje informacje, ale nie przeprowadza żadnych działań. Białka przeprowadzają działania, ale nie przenoszą informacji. Badacze tacy jak Szostak wysunęli hipotezę, że pierwsze było RNA. To molekuła jak DNA, zdolna do kodowania informacji, ale zawija się jak białko.
      RNA było więc kandydatem na pierwszy materiał biologiczny, a koacerwaty kandydatami na pierwsze protokomórki. Wszystko wydawało się dobrze układać, aż w 2014 roku Szostak opublikował artykuł, w którym informował, że wymiana materiału pomiędzy kroplami koacerwatów zachodzi zbyt szybko. Możesz stworzyć różnego rodzaju krople koacerwatów, ale nie zachowają one swojej unikatowej odrębności. Zbyt szybko będą wymieniały RNA. To był problem z którym przez długi czas nie potrafiono sobie poradzić, mówi Szostak.
      W naszym ostatnim artykule wykazaliśmy, że problem ten można przynajmniej częściowo przezwyciężyć, jeśli koacerwaty zamkniemy w wodzie destylowanej – na przykład wodzie deszczowej czy jakiejś innej słodkiej wodzie. W kroplach takich pojawia się rodzaj wytrzymałej błony, która ogranicza wymianę zawartości, dodaje uczony.
      Na trop tego zjawiska naukowcy wpadli, gdy Aman Agrawal był na studiach doktoranckich. Badał zachowanie koacerwatów poddanych działaniu pola elektrycznego w destylowanej wodzie. Jego badania nie miały nic wspólnego z początkami życia. Interesował go fascynujący materiał z inżynieryjnego punktu widzenia. Manipulował napięciem powierzchniowym, wymianą soli, molekuł itp. Chciał w swojej pracy doktorskiej badać podstawowe właściwości koacerwatów.
      Pewnego dnia Agrawal jadł obiad z promotorem swojej pracy magisterskiej, profesorem Alamgirem Karimem oraz jego starym znajomym, jednym ze światowych ekspertów inżynierii molekularnej, Matthew Tirrellem. Tirrell zaczął się zastanawiać, jak badania Agrawala nad wpływem wody destylowanej na koacerwaty mogą się mieć do początków życia na Ziemi. Zadał swoim rozmówcom pytanie, czy 3,8 miliarda lat temu na naszej planecie mogła istnieć woda destylowana. Spontanicznie odpowiedziałem „deszczówka”! Oczy mu się zaświeciły i od razu było widać, że jest podekscytowany tym pomysłem. Tak połączyły się nasze pomysły, wspomina profesor Karim.
      Tirrell skontaktował Agrawla z Szostakiem, który niedawno rozpoczął na Uniwersytecie Chicagowskim nowy projekt badawczy, nazwany z czasem Origins of Life Initiative. Profesor Tirrel zadał Szostakowi pytanie: Jak sądzisz, skąd na Ziemi przed powstaniem życia mogła wziąć się woda destylowana. I Jack odpowiedział dokładnie to, co już usłyszałem. Że z deszczu.
      Szostak dostarczył Agrawalowi próbki DNA do badań, a ten odkrył, że dzięki wodzie destylowanej transfer RNA pomiędzy kroplami koacerwatów znacząco się wydłużył, z minut do dni. To wystarczająco długo, że mogło dochodzić do mutacji, konkurencji i ewolucji. Gdy mamy populację niestabilnych protokomórek, będą wymieniały materiał genetyczny i staną się klonami. Nie ma tutaj miejsca na ewolucję w rozumieniu Darwina. Jeśli jednak ustabilizujemy te protokomórki tak, by przechowywały swoją unikatową informację wystarczająco długo, co najmniej przez kilka dni, może dojść do mutacji i cała populacja będzie ewoluowała, stwierdza Agrawal.
      Początkowo Agrawal prowadził swoje badania z komercyjnie dostępną laboratoryjną wodą destylowaną. Jest ona wolna od zanieczyszczeń, ma neutralne pH. Jest bardzo odległa od tego, co występuje w naturze. Dlatego recenzenci pisma naukowego, do którego miał trafić artykuł, zapytali Agrawala, co się stanie, jeśli woda będzie miała odczyn kwasowy, będzie bardziej podobna do tego, co w naturze.
      Naukowcy zebrali więc w Houston deszczówkę i zaczęli z nią eksperymentować. Gdy porównali wyniki badań z wykorzystaniem naturalnej deszczówki oraz wody destylowanej laboratoryjnie, okazało się, że są one identyczne. W obu rodzajach wody panowały warunki, które pozwalałyby na ewolucję RNA wewnątrz koacerwatów.
      Oczywiście skład chemiczny deszczu, który pada obecnie w Houston, jest inny, niż deszczu, który padał na Ziemi przed 3,8 miliardami lat. To samo zresztą można powiedzieć o modelowych protokomórkach. Autorzy badań dowiedli jedynie, że taki scenariusz rozwoju życia jest możliwy, ale nie, że miał miejsce.
      Molekuły, których użyliśmy do stworzenia naszych protokomórek to tylko modele do czasu, aż znajdziemy bardziej odpowiednie molekuły. Środowisko chemiczne mogło się nieco różnić, ale zjawiska fizyczne były takie same, mówi Agrawal.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Na łamach Science Advances opisano rewolucyjny scenariusz terraformowania Marsa i ogrzania jego powierzchni. Pomysł, przedstawiony przez naukowców z University of Chicago, Northwestern University oraz University of Central Florida, polega na uwolnieniu do atmosfery odpowiednio przygotowanych cząstek pyłu, które ogrzałyby Czerwoną Planetę o ponad 50 stopni Fahrenheita (ok. 28 stopni Celsjusza). Opisana metoda może być 5000 razy bardziej efektywna, niż dotychczas proponowane.
      Średnia temperatura na powierzchni Marsa wynosi -60 stopni Celsjusza, jej podniesienie o 28 stopni byłoby olbrzymią zmianą, pozwalającą na istnienie mikroorganizmów i wody w stanie ciekłym na dużych obszarach planety.
      Tym, co wyróżnia nową metodę jest wykorzystanie materiałów łatwo dostępnych ma Marsie. Wcześniej proponowane sposoby albo zakładały import materiałów z Ziemi, albo prowadzenie na Czerwonej Planecie działalności górniczej i wydobywanie rzadkich minerałów.
      Podniesienie temperatury planety trwałoby wiele dekad. Nie spowodowałoby, oczywiście, że przebywający na Marsie ludzie mogliby pozbyć się skafandrów czy oddychać tamtejszą atmosferą. Jednak położyłoby podwaliny, pod taki rozwój wydarzeń. Pozwoliłoby na istnienie wody w stanie ciekłym, istnienie mikroorganizmów oraz uprawę roślin, które stopniowo uwalniałyby tlen do atmosfery.
      Podstawowym krokiem na drodze ku uczynieniu Marsa bardziej zdatnym do życia, jest podniesienie temperatury. Można zrobić to samo, co ludzie niechcący zrobili na Ziemi, wypuścić do atmosfery materiał, który zwiększy naturalny efekt cieplarniany, utrzymując energię Słońca przy powierzchni planety. Problem w tym, że – niezależnie czym byłby taki materiał – potrzebne są jego gigantyczne ilości. Dotychczasowe propozycje zakładały albo przywożenie gazów z Ziemi, albo wydobywanie na Marsie potrzebnych materiałów. Jedno i drugie jest niezwykle kosztowne i trudne do zrealizowania. Autorzy najnowszych badań zastanawiali się, czy można do ogrzania Marsa wykorzystać jakiś obecny na miejscu łatwo dostępny materiał.
      Z dotychczasowych badań wiemy, że marsjański pył jest pełen żelaza i aluminium. Cząstki tego pyłu nie są w stanie ogrzać planety. Ich skład i rozmiary są takie, że po uwolnieniu do atmosfery doprowadziłyby do schłodzenia powierzchni Marsa.
      Naukowcy wysunęli hipotezę, że gdyby pył ten miał inny kształt, być może zwiększałby, a nie zmniejszał, efekt cieplarniany.
      Stworzyli więc cząstki o kształcie pręcików i rozmiarach komercyjnie dostępnego brokatu. Są one w stanie zatrzymywać uciekającą energię cieplną i rozpraszają światło słoneczne w stronę powierzchni planety.
      Sposób, w jaki światło wchodzi w interakcje z obiektami wielkości mniejszej niż długość fali, to fascynujące zagadnienie. Dodatkowo można tak przygotować nanocząstki, że pojawią się efekty optyczne wykraczające poza to, czego możemy spodziewać się po samych tylko rozmiarach cząstek. Uważamy, że możliwe jest zaprojektowanie nanocząstek o jeszcze większe efektywności, a nawet takich, których właściwości optyczne zmieniają się dynamicznie, mówi współautor badań, Ansari Mohseni.
      A profesor Edwin Kite dodaje, że zaproponowana metoda wciąż będzie wymagała użycia milionów ton materiału, ale to i tak 5000 razy mniej, niż zakładały wcześniejsze propozycje. To zaś oznacza, że jest ona tańsza i łatwiejsza w użyciu. Ogrzanie Marsa do tego stopnia, by na jego powierzchni istniała ciekła woda, nie jest więc tak trudne, jak dotychczas sądzono, dodaje Kite.
      Z obliczeń wynika, że gdyby wspomniane cząstki były stale uwalniane w tempie 30 litrów na sekundę, to z czasem średnia temperatura na powierzchni Marsa mogłaby wzrosnąć o 28 stopni Celsjusza, a pierwsze efekty takich działań byłyby widoczne już w ciągu kilku miesięcy. Efekt cieplarniany można by też odwrócić. Wystarczyłoby zaprzestać uwalniania cząstek, a w ciągu kilku lat sytuacja wróciłaby do normy.
      Autorzy propozycji mówią, że potrzebnych jest jeszcze wiele badań. Nie wiemy na przykład dokładnie, w jakim tempie uwolnione cząstki krążyłyby w atmosferze. Ponadto na Marsie występuje woda i chmury. W miarę ogrzewania atmosfery mogłoby dochodzić do kondensacji pary wodnej na uwolnionych cząstkach i ich opadania wraz z deszczem. Klimatyczne sprzężenia zwrotne są bardzo trudne do modelowania. Żeby zaimplementować naszą metodę musielibyśmy mieć więcej danych z Marsa i Ziemi. Musielibyśmy też pracować powoli i mieć pewność, że skutki naszych działań są odwracalne, dopiero wtedy moglibyśmy zyskać pewność, że to zadziała, ostrzega Kite. Ponadto, jak podkreśla uczony, badacze skupili się na aspektach związanych z podniesieniem temperatury do poziomu użytecznego dla istnienia mikroorganizmów i potencjalnej uprawy roślin, a nie na stworzeniu atmosfery, w której ludzie będą mogli oddychać.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...