Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Teleskop Webba tak doskonały, że współczesne narzędzia nie poradzą sobie z interpretacją danych
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Badania nad szympansami pomogą zrozumieć nam, jak u człowieka rozwinęły się zdolności inżynieryjne. Pierwsze narzędzia, jakimi posługiwali się ludzie, zostały wykonane z nietrwałych materiałów, nie zachowały się, więc nie możemy ich badać. Na szczęście możemy przyglądać się, w jaki sposób narzędzi używają zwierzęta. Naukowcy z Wielkiej Brytanii, Portugalii, Mozambiku, Tanzanii i Niemiec zauważyli, że szympansy przygotowujące patyki, by łowić nimi termity z gniazd, wykazują się pewną wiedzą inżynieryjną, celowo wybierając odpowiednio elastyczne gałęzie.
Termity są dobrym źródłem energii, tłuszczu, witamin, minerałów i białka. Owady żyją w kopcach, wewnątrz których znajdują się kręte tunele. Badacze wysunęli więc hipotezę, że podczas ich łowienia, lepiej sprawdzają się odpowiednio elastyczne gałęzie niż sztywne patyki. Chcąc przetestować narzędzia używane przez szympansy, uczeni zabrali specjalistycznych sprzęt do Parku Narodowego Gombe i na miejscu badali elastyczność gałęzi, które wykorzystywały szympansy, porównując je z gałęziami, które były dostępne, ale nieużywane przez zwierzęta.
Stwierdzili, że gatunki roślin, z których małpy nigdy nie korzystały do łowienia termitów, miały gałęzie o 175% bardziej sztywne, niż rośliny preferowane przez szympansy. Nawet porównanie roślin znajdujących się w bezpośrednim pobliżu gniazda termitów pokazało wyraźne różnice między materiałem używanym i nigdy nie używanym przez szympansy.
To pierwszy wyczerpujący dowód, że dziko żyjący szympansy kierują się właściwościami mechanicznymi materiału, wybierając gałęzie do łowienia termitów, mówi doktor Alejandra Pascual-Garrido z University of Oxford, która od dekady bada materiały używane przez szympansy z Gombe.
Co więcej, niektóre gatunki roślin, jak te z rodzaju Grewia, są preferowane też na przykład przez szympansy żyjące 5000 kilometrów od Gombe. Sugeruje to, że dzikie szympansy rozumieją właściwości materiałów, dzięki czemu mogą wybierać najlepsze narzędzia do wykonania konkretnego zadania. Łowiąc termity nie wybierają jakiegokolwiek dostępnego patyka. Szukają takiego, który uczyni ich wysiłki najbardziej efektywnymi. To odkrycie, łączące biomechanikę z zachowaniami zwierząt, pomaga nam lepiej zrozumieć procesy poznawcze stojące za wytwarzaniem narzędzi przez szympansy, dokonywaniem ich oceny i wyboru, dodaje Pascual-Garrido.
Jak z każdym odkryciem, tak i tutaj rodzą się pytania o to, w jaki sposób szympansy nabywają tę wiedzę, utrzymują ją i przekazują pomiędzy pokoleniami oraz czy podobne procesy mają miejsce w wyborze narzędzi do innych zadań, na przykład podczas łowienia mrówek czy pozyskiwania miodu. To z kolei prowadzi nas do pytania o to, w jaki sposób ludzie nabyli podobnych umiejętności i jak przebiegała ich ewolucja. Badając, w jaki sposób szympansy wybierają materiał na swoje narzędzia, możemy lepiej zrozumieć, jak robili to nasi przodkowie. Ich narzędzia z nietrwałych materiałów nie przetrwały próby czasu, więc nie jesteśmy w stanie ich zbadać.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W ostatnich dekadach nauka udowodniła, że szympansy, podobnie jak ludzie, przekazują z pokolenia na pokolenia złożone zachowania kulturowe, takie jak wykorzystywanie narzędzi. Jednak ludzka kultura jest znacznie bardziej zaawansowana, poczyniliśmy jako gatunek olbrzymi postęp od epoki kamienia do współczesności, akumulując w czasie kolejne udoskonalenia. Pojawiła się więc hipoteza, że tylko ludzie mają zdolność do coraz bardziej złożonych zachowań kulturowych w czasie.
Naukowcy, badający dziko żyjące szympansy, podważają jednak to przekonanie, twierdząc, że jedne z najbardziej złożonych zachowań kulturowych i technologicznych szympansów, wymagających użycia wielu różnych narzędzi w odpowiedniej kolejności, powstały w wyniku doświadczeń gromadzonych przez pokolenia. Większość narzędzi używanych przez szympansy – jak kije czy gałęzie – bardzo łatwo się rozkłada. Pozostaje więc niewiele śladów, pozwalających potwierdzić naszą hipotezę", zauważa główna autorka badań, Cassandra Gunasekaram z Wydziału Antropologii Ewolucyjnej Uniwersytetu w Zurychu.
W nowe badania zaangażowany był zespół antropologów, prymatologów, fizyków i genetyków z instytucji naukowych z Zurychu, St. Andrews, Barcelony, Cambridge, Konstancji i Wiednia. Uczeni prześledzili powiązania genetyczne pomiędzy grupami szympansów na przestrzeni tysięcy lat, by w nowy sposób opisać historię rozwoju kultury u tych zwierząt. Badali powiązania genetyczne pomiędzy populacjami oraz powiązane z kulturą sposoby zdobywania żywności opisane w poprzednich pracach. Metody te podzielili na trzy grupy: niewymagające narzędzi, z użyciem prostych narzędzi oraz z użyciem zestawu narzędzi.
Przykładem używania zestawu narzędzi może być zachowanie grupy szympansów w Kongo. Najpierw korzystają z solidnego kija, by przebić się przez twardą ziemię do podziemnego gniazda termitów. Później biorą gałąź, przeciągają ją między zębami, by uzyskać coś w rodzaju szczoteczki. Wciskają ją w zrobioną uprzednio dziurę i zjadają termity, które wgryzły się w gałąź broniąc gniazda, mówi Gunasekaram. Podczas badań dokonano zaskakującego odkrycia. Otóż używanie najbardziej złożonych zestawów narzędzi jest bardziej powszechne pomiędzy odległymi grupami szympansów. Tego właśnie należałoby się spodziewać, jeśli do takich odkryć tych bardziej zaawansowanych technologii dochodzi rzadko i rzadko są one odkrywane na nowo. Najbardziej więc widać je w grupach, które dokonały wynalazku, a mniej w tych grupach, którym wynalazki zostały przekazane.
Innowacje technologiczne pomiędzy grupami szympansów są przekazywane przez samice. Bo to właśnie samice, po osiągnięciu dojrzałości płciowej, opuszczają swoją grupę by uniknąć chowu wsobnego i dołączają do innych grup. W ten sposób dochodzi do migracji genów pomiędzy grupami. A dzięki przeprowadzonym właśnie badaniom genetycznym naukowcy mogli prześledzić też rozprzestrzenianie się przenoszonych przez samice innowacji kulturowych i technologicznych. Badania pokazały też, że wśród szympansów dochodzi do gromadzenia wiedzy wskutek migracji. Nasze przełomowe badania pokazują, że szympansy gromadzą doświadczenia kulturowe. Są jednak na bardzo wczesnym etapie rozwoju – stwierdzają naukowcy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba prawdopodobnie znalazł galaktyki, których istnienie przeczy standardowemu modelowi kosmologicznemu. Wydaje się, że są one zbyt masywne jak na czas swoich narodzin.
Astronomowie z The University of Texas at Austin informują na łamach Nature Astronomy, że sześć z najstarszych i najbardziej masywnych galaktyk zaobserwowanych przez JWST wydaje się przeczyć najbardziej rozpowszechnionym poglądom obowiązującym w kosmologii. Naukowcy szacują bowiem, że galaktyki te narodziły się w ciągu 500–700 milionów lat po Wielkim Wybuchu, a ich masa wynosi ponad 10 miliardów mas Słońca. Jedna z nich wydaje się nawet równie masywna co Droga Mleczna, a jest od niej o miliardy lat młodsza.
Jeśli szacunki dotyczące masy są prawidłowe, to wkraczamy na nieznane terytorium. Wyjaśnienie tego zjawiska będzie wymagało dodania czegoś całkowicie nowego do teorii formowania się galaktyk lub modyfikacji poglądów kosmologicznych. Jednym z najbardziej niezwykłych wyjaśnień byłoby stwierdzenie, że wkrótce po Wielkim Wybuchu wszechświat rozszerzał się szybciej, niż sądzimy. To jednak mogłoby wymagać dodania nowych sił i cząstek, mówi profesor Mike Boylan-Kolchin, który kierował zespołem badawczym. Co więcej, by tak masywne galaktyki uformowały się tak szybko, w gwiazdy musiałoby zamienić się niemal 100% zawartego w nich gazu. Zwykle w gwiazdy zamienia się nie więcej niż 10% gazu galaktyki. I o ile konwersja 100% gazu w gwiazdy mieści się w teoretycznych przewidywaniach, to taki przypadek wymagałby zupełnie innych zjawisk, niż obserwujemy, dodaje uczony.
Dane, jakich dostarczył JWST, mogą postawić astronomów przed poważnym problemem. Jeśli bowiem masy i wiek wspomnianych galaktyk zostaną potwierdzone, mogą być potrzebne fundamentalne zmiany w obowiązującym modelu kosmologicznym. Takie, które dotkną też ciemnej materii i ciemnej energii. Jeśli istnieją inne, szybsze sposoby formowania się galaktyk, albo też więcej materii było dostępnej we wczesnym wszechświecie, konieczna będzie radykalna zmiana poglądów.
Oceny wieku i masy wspomnianych 6 galaktyk to wstępne szacunki. Następnym etapem prac powinno być przeprowadzenie badań spektroskopowych. W ich trakcie może się np. okazać, że czarne dziury w centrach galaktyk tak bardzo podgrzewają otaczający je gaz, że galaktyki są jaśniejsze, zatem wydają się bardziej masywne niż w rzeczywistości. Nie można też wykluczyć, że galaktyki tak naprawdę są młodsze, ale znajdujący się pomiędzy nami a nimi pył zmienia kolor docierającego z nich światła tak, iż jest ono bardziej przesunięte ku czerwieni, zatem wydaje się dochodzić z większej odległości, a zatem z młodszych galaktyk.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Kakadu białooka to jedno z niewielu zwierząt, o których wiemy, że używają narzędzi. Teraz okazało się, że to jedyny – obok człowieka i szympansa – gatunek używający zestawu narzędzi. Niezwykłe umiejętności tych zwierząt zostały opisane na łamach Curent Biology.
Kakadu białooka to gatunek endemiczny dla Wysp Tanimbar, introdukowany na kilka innych wysp. Niedawno zauważono, że trzymane w niewoli, ale złapane na wolności ptaki, gromadzą nawet trzy narzędzia, gdy chcą wykonać jakieś zadanie. Dotychczas takie zachowanie zauważono jedynie u szympansów, w przypadku których wykazano, że traktują one różne narzędzia jako zestaw potrzebny do wykonania zadania i zauważono też różnice kulturowe w użyciu narzędzi pomiędzy różnymi grupami szympansów.
Naukowcy postanowili więc sprawdzić, czy gromadzenie narzędzi przez kakadu to przypadek, czy też ptaki również postrzegają je jako zestaw narzędzi. Uczeni przeprowadzili serię eksperymentów i wykazali, że kakadu białooka nie tylko używa zestawu narzędzi. ale postrzega te narzędzia jako zestaw, wie że używa zestawu, mówi główny autor badań, biolog ewolucyjny Antonio Osuna-Mascaró z Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej w Wiedniu.
Badania Osuny-Mascaró zostały zainspirowane przez szympansy z Goualougo Triangle, jedne poza człowiekiem zwierzęta, o których wiemy, że używają zestawu narzędzi. Małpy te najpierw wykorzystują solidny tępo zakończony kij, by zrobić dziurę w kopcu termitów, a następnie używają elastycznego patyka do wyciągania termitów z gniazda. Naukowiec z Wiednia postawił przed papugami zadanie „łowienia” orzechów. Przed ptakami postawiono skrzynkę z orzechami, która była przykryta przezroczystą papierową membraną. Obok położono krótki zaostrzony patyk oraz zagięty kawałek plastiku.
Ptaki, z wcześniejszych doświadczeń wiedziały, że membranę da się przedziurawić bez użycia narzędzi, ale z narzędziami jest łatwiej. Aż 7 z 10 ptaków zdecydowało się na wykorzystanie narzędzi. Najpierw użyły patyka, by przebić membranę, a później plastiku, by wyjąć orzechy. A 2 z nich – Figaro i Fini – wykonały zadanie w ciągu 35 sekund za pierwszym podejściem. Co niezwykle interesujące, takie zachowanie nie ma odpowiednik w naturze, zatem nie jest to zdolność wrodzona ptaków. Ponadto każdy z nich wykorzystał nieco inną technikę. Największą zręcznością i zdolnościami wykazywał się Figaro, który ciągle udoskonalał swoją technikę, przebijał membranę ruchem wertykalnym i robił to na samym środku, a następnie niezwykle precyzyjnie wykorzystywał drugie narzędzie do wyjęcia orzecha.
Następnie przeprowadzono test, w ramach którego sprawdzano, czy kakadu elastycznie dostosują się do sytuacji. Przed każdym z ptaków położono dwa pudełka, jedno z membraną, a drugie bez niej. Zwierzęta miały do dyspozycji te same narzędzia, co wcześniej. Kakadu musiały zachować się odpowiednio do sytuacji. Czasem potrzebowały zestawu narzędzi, a czasem tylko jednego z nich, mówi Osuna-Mascaró. Wszystkie zdały test śpiewająco, ale zauważono pewne interesujące zachowanie. Gdy musiały zdecydować, którego narzędzia użyć, najpierw podnosiły jedno, puszczały je, podnosiły drugie, puszczały i wracały do właściwego.
Trzeci z testów polegał na przyniesieniu sobie odpowiednich narzędzi. Ptaki miały do czynienia albo ze skrzynką z membraną, albo bez niej. Musiały więc zdecydować, którego narzędzia, będą potrzebowały do wykonania zadania i je sobie przynieść. W jednej z części testu musiały wejść po drabince niosąc narzędzie, w innej wymagało to lotu w poziomie, a w jeszcze innej w pionie. Okazało się, że ptaki wiedziały, kiedy potrzebują jednego, a kiedy dwóch narzędzi, co świadczy o tym, że traktowały je jako zestaw. Niektóre z nich nauczyły się przenosić dwa narzędzia na raz, co wymagało od nich odbycia tylko jednej podróży, ale z to z cięższym ładunkiem. Natomiast Figaro niemal zawsze przynosiła dwa narzędzia, nie tracąc czasu na zastanawianie się, ile tym razem narzędzi potrzebuje.
Papugi miały różne strategie odnośnie transportu narzędzi. W naturze rzadko przenoszą dwa przedmioty jednocześnie. Jednak gdy podczas eksperymentów potrzebowały dwóch narzędzi i zauważyły, że da się je przenieść, zwykle zabierały oba za jednym razem. W różnym stopniu popełniały też błędy. Kiwi niemal nigdy się nie mylił i przynosił tyle narzędzi, ile potrzebował. Z kolei Figaro, jak wspominaliśmy, zawsze przynosił dwa narzędzia. Niekoniecznie musi być to pomyłka. Równie dobrze mógł oceniać stosunek zysków do korzyści. Oszczędzał w ten sposób czas i energię potrzebne na zastanawianie się. Co prawda musiał je wydatkować na przenoszenie dodatkowego narzędzia, które mogło okazać się niepotrzebne, ale z drugiej strony redukował ryzyko, że gdy się pomyli i przyniesie tylko jedno narzędzie do skrzynki z membraną, będzie musiał wracać po drugie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Odpowiedź na tytułowe pytanie brzmi: tak. Jednak „prawdziwe” w odniesieniu do fotografowanych przez Webba obiektów nie oznacza tutaj takie, jak byśmy zobaczyli je na własne oczy będąc w miejscu Webba, ale takie, jakimi są w rzeczywistości. Żeby to zrozumieć, musimy co nieco wiedzieć o działaniu ludzkiego wzroku oraz Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST).
Gdy jesteśmy na ulicy i słyszymy zbliżającą się do nas karetkę pogotowia jadącą na sygnale, zauważymy, że dźwięk jest coraz wyższy, a gdy samochód nas minie, staje się coraz niższy. Fala dźwiękowa zbliżającego się do nas źródła sygnału staje się coraz krótsza, a wydłuża się, gdy źródło sygnału się od nas oddala. Takie samo zjawisko ma miejsce w przypadku fali elektromagnetycznej. Wszechświat się rozszerza, więc – generalnie rzecz biorąc – galaktyki i gwiazdy się od nas oddalają. Długość fali biegnącego w naszym kierunku światła staje się coraz większa, światło to staje się coraz bardziej czerwone. A im bardziej odległy od nas obiekt, tym bardziej czerwone światło do nas dociera. Mówimy tutaj o zjawisku przesunięcia ku czerwieni.
Ludzie widzą światło o ograniczonym zakresie długości fali. Odległość pomiędzy Ziemią a większością obiektów we wszechświecie jest tak duża, że docierające do nas fale świetlne znajdują się w zakresie podczerwieni, którego nasze oczy nie widzą. Jednak Teleskop Webba jest wyspecjalizowany właśnie w odbieraniu podczerwieni. Dlatego możemy dojrzeć dzięki niemu bardzo stare, niezwykle odległe obiekty.
JWST korzysta z trzech zwierciadeł. Największe, główne, odpowiada za zbieranie światła docierającego do teleskopu. Zwierciadło główne skupie je i kieruje do zwierciadła wtórnego, stamtąd zaś światło trafia do instrumentów naukowych, a trzecie ze zwierciadeł koryguje wszelkie zniekształcenia wywołane przez dwa pierwsze. Teleskop Webba korzysta ze specjalnej perforowanej maski, która blokuje część docierającego doń światła, symulując działanie wielu teleskopów, dzięki czemu może zwiększyć rozdzielczość. Technika ta pozwala na zdobycie większej ilości danych na temat bardzo jasnych sąsiadujących ze sobą obiektów. Webba wyposażono też w spektrografy, które rozbijają światło na części składowe, ujawniając informacje o intensywności poszczególnych fali światła. Obserwatorium wyposażono też macierz 248 000 mikromigawek służących do pomiaru spektrum światła.
Za dostarczenie nam obrazu odpowiedzialny jest Zintegrowany Moduł Instrumentów Naukowych, w skład którego wchodzą trzy urządzenia. NIRCam, działająca w podczerwieni kamera, rejestrująca fale o długości od 0,6 do 5 mikrometrów. To ona rejestruje światło z pierwszych gwiazd i galaktyk, pokazuje gwiazdy w pobliskich galaktykach, młode gwiazdy w Drodze Mlecznej oraz obiekty w Pasie Kuipera. Wyposażono ją w koronografy, instrumenty pozwalające na fotografowanie bardzo słabo świecących obiektów znajdujących się wokół obiektów znacznie jaśniejszych. Drugim z nich jest NIRSpec, spektrograf również działający w zakresie od 0,6 do 5 mikrometrów. Spektrografy to urządzenia do rejestracji całego widma promieniowania. Analiza tego widma pozwoli naukowcom poznać wiele cech fizycznych badanego obiektu, w tym jego temperaturę, masę i skład chemiczny. Wiele z obiektów, które Webb będzie badał, jest tak słabo widocznych, że olbrzymie zwierciadło teleskopu będzie musiało prowadzić obserwacje przez setki godzin, by zebrać ilość światła wystarczającą do stworzenia całego widma. Natomiast Mid-Infared Instrument (MIRI) składa się zarówno z kamery jak i spektrografu pracujących w średniej podczerwieni. To zakresy od 5 do 28 mikrometrów. Fal o takiej długości nasze oczy nie widzą. Ten bardzo czuły instrument zobaczy przesunięte ku czerwieni światło odległych galaktyk, tworzących się gwiazd i słabo widocznych komet. Może obserwować Pas Kuipera. Kamer MIRI będzie zdolna do wykonania podobnych szerokokątnych zdjęć, z jakich zasłynął Hubble. A jego spektrograf umożliwi poznanie wielu cech fizycznych odległych obiektów.
Wszystkie wymienione tutaj instrumenty dostarczają naukowcom danych, które należy odpowiednio dostosować tak, by nasze oczy mogły je zobaczyć. Obrazów z Webba, które udostępnia NASA, nie moglibyśmy zobaczyć będąc w miejscu teleskopu, zarówno dlatego, że nasze oczy nie odbierają światła o takiej długości fali, jak i dlatego, że Webb jest znacznie bardziej czuły na światło. Zatem obrazy przekazywane przez Webba bardziej odpowiadają rzeczywistości, są bardziej prawdziwe, niż to, co możemy zobaczyć na własne oczy. Teleskop korzysta z aż 27 filtrów rejestrujących fale podczerwone o różnej długości. Naukowcy dokładnie analizują te fale, zbierają informacje np. o ich intensywności, a następnie każdej z nich przypisują falę o długości z zakresu światła widzialnego. Najkrótszym przypisywana jest barwa niebieska, dłuższym zielona, najdłuższym czerwona. Po złożeniu tak otrzymany obrazów należy przeprowadzić jeszcze balans, bieli, skorygować kontrast oraz kolory i podziwiać niezwykłe zdjęcia.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.