Ε.
Για τη φυσική υπάρχει το παρελθόν και το μέλλον;ΒΗΜΑ
SCIENCE
Άρθρο του Άλκη Γαλδαδά στο Βήμα της Κυριακής,
Κυριακή 8 Ιανουαρίου 2006 - Αρ. Φύλλου 14658
Ε.
Για τη φυσική υπάρχει το παρελθόν και το μέλλον;
Α. Υπάρχει στο μυαλό πολλών ανθρώπων η ιδέα του χρόνου σαν το νερό ενός ποταμού που τρέχει αδιάκοπα και μάλιστα προς μία μόνο κατεύθυνση. Από το παρελθόν στο μέλλον, χωρίς βέβαια να είναι σε θέση να μας πουν τι αντιπροσωπεύουν οι όχθες του ποταμού αυτού και πού εκβάλλει. Συνηθίζουν μάλιστα σχηματικά να το παριστάνουν με ένα βέλος και του δίνουν την εντυπωσιακή ονομασία «βέλος του χρόνου», με την ιδέα ότι κινείται από το παρελθόν προς το μέλλον. Πιο ρεαλιστικό όμως είναι αυτό το βέλος να το φανταζόμαστε σαν τη βελόνα της πυξίδας, που δείχνει προς ένα ορισμένο σημείο ξεχωρίζοντας τον βορρά από τον νότο, αλλά δεν κινείται κιόλας προς τον βορρά. Περιορίζεται να μας δείξει ότι τα δύο αυτά σημεία του ορίζοντα δεν είναι ίδια, όχι όμως και ότι κινούμαστε απαραίτητα προς ένα από αυτά. Δεν χρειάζεται λοιπόν για να κάνουμε Φυσική να μιλούμε για «παρελθόν» και «μέλλον». Αρκεί να ξεχωρίζουμε τα γεγονότα: ποιο είναι πριν και ποιο μετά. Είναι όπως οι σελίδες της εφημερίδας. Εχουν ορισμένη θέση σε σχέση η μία με την άλλη αλλά δεν μετακινούνται. Ετσι, για να εφαρμόσουμε τους νόμους της φυσικής και για να χειριστούμε τις αντίστοιχες εξισώσεις δεν χρειάζεται να χρησιμοποιούμε έννοιες όπως παρελθόν, μέλλον και τώρα, αλλά αρκεί να τους δίνουμε κάποιες αριθμητικές τιμές όπως είναι οι ημερομηνίες. Επισημαίνουμε έτσι το πότε έγινε μια μάχη ή πότε εκπυρσοκρότησε ένα περίστροφο και με κάποιον άλλο «αριθμό» το πότε βρήκε τον στόχο της η σφαίρα από αυτό.
Ε. Υπάρχει ο χρόνος ή μήπως είναι μόνο στο μυαλό των ανθρώπων;
Α. Μέσα στο 2002 στα υπόγεια εργαστήρια του Πανεπιστημίου της Γενεύης έγινε ένα εξαιρετικά καθοριστικό πείραμα για την αντίληψή μας περί χρόνου. Με πολύ απλά λόγια, μπορούμε να πούμε ότι έστειλαν μέσα από οπτικές ίνες ζεύγη φωτονίων που είχαν παραχθεί μαζί και εξαρτιόταν το ένα από το άλλο. Αυτά ανά δύο έπεφταν το καθένα επάνω σε έναν ξεχωριστό καθρέφτη ειδικής κατασκευής ώστε να μπορούν να ανακλασθούν ή να περάσουν από μέσα, χωρίς να είναι προγραμματισμένο από πριν τι ακριβώς θα κάνουν. Αποδείχθηκε ότι στο κάθε ζευγάρι υπήρχε τέλεια συνεννόηση. Αν περνούσε το ένα από μέσα, περνούσε και το άλλο· αν το ένα προτιμούσε να ανακλασθεί, το ίδιο έκανε και το άλλο - χωρίς αυτό, το τονίζουμε, να οφείλεται σε κάποιο προγραμματισμό από πριν. Αν κάποιος σκεφθεί ότι υπήρχε ακαριαία ή έστω μέσα σε αφάνταστα μικρό χρόνο κάποια ανταλλαγή μηνυμάτων ανάμεσα στα μέλη κάθε ζευγαριού, πρέπει να ξέρει ότι ταυτόχρονα γκρεμίζει όλη τη θεωρία του Αϊνστάιν, που δεν θέλει να διαδίδεται το οποιοδήποτε μήνυμα τόσο γρήγορα. Γιατί αυτό θα έπρεπε να γίνεται με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός. Ετσι οι ερευνητές της συμπεριφοράς των σωματιδίων του μικροκόσμου θεώρησαν ότι είχαν τη συγκλονιστική απόδειξη ενός απίστευτου συμβάντος: Η «συνεννόηση» των δύο φωτονίων γίνεται όχι μόνο σαν να μην υπάρχει μεταξύ τους απόσταση αλλά και ενώ απουσιάζει κάθε χρονική εξέλιξη. Στον μικρόκοσμο, δηλαδή, δεν μπορείς να ορίσεις «πριν» και «μετά», εκεί συμβαίνουν πράγματα χωρίς απαραίτητα πάντα να «κυλάει» και ο χρόνος. Εννοείται ότι ο χρόνος είναι κάτι που μπαίνει οπωσδήποτε στην εικόνα όταν βρεθούμε στον μακροσκοπικό, καθημερινό δικό μας κόσμο, όπου τα υλικά σώματα αποτελούνται από δισεκατομμύρια σωματίδια του μικροκόσμου και αισθανόμαστε την ανάγκη να κάνουμε λόγο ακόμη και για το τώρα, ενώ αυτό στην ουσία αλλάζει συνεχώς. Και παραμένει αντικείμενο διαφόρων θεωριών το πώς αυτός ο άχρονος, κατά κάποιο τρόπο, μικρόκοσμος συγκροτεί τελικά έναν κόσμο που εξαρτάται από τα ρολόγια, τα ημερολόγια και τη διαίρεση του χρόνου.
Ε. Ποιο
είναι το αρχαιότερο ημερολόγιο που έχει βρεθεί;
Α. Κατά πάσα πιθανότητα είναι ένα εύρημα στη Γαλλία, κοντά στο χωριό Πλακάρ. Κόκαλο από αετό με χαραγμένες επάνω του δέσμες μικρών ευθύγραμμων τμημάτων που μάλλον είναι ομαδοποιημένες με βάση τις φάσεις της Σελήνης: πρώτο τέταρτο, πανσέληνος, τελευταίο τέταρτο, για να επανέλθει η νέα Σελήνη. Υπολογίζεται ότι χαράχτηκε 11.000 χρόνια π.X.
Ε. Τι ημερολόγιο χρησιμοποιούσαν οι αρχαίοι Ελληνες;
Α. Από τα έργα του Ησιόδου, του Ομήρου και τις πήλινες πινακίδες του 13ου αιώνα π.X. συνάγεται ότι στον ελλαδικό χώρο οι άνθρωποι δεν τα βρήκαν όλα έτοιμα και δεν τα αντέγραψαν από τους Βαβυλωνίους, όπως πιστεύουν μερικοί. Χρησιμοποίησαν και οι Ελληνες το σεληνιακό έτος με 354 ημέρες, αλλά είχαν αρκετές γνώσεις για να καταλάβουν ότι δεν μετρούσε με ακρίβεια τη διάρκεια ενός ηλιακού έτους - δηλαδή, όπως είναι το σημερινό δικό μας - και άρχισαν οι προσπάθειες για να διορθωθεί. Ο αθηναίος αστρονόμος και γεωμέτρης Μέτων ο Παυσανίου το 433 π.X. κατάφερε όχι μόνο να υπολογίσει ότι η διάρκεια του έτους έπρεπε να είναι 365 ημέρες και 5/19 της ημέρας, αλλά έδειξε και τον τρόπο να προβλέπονται ακριβώς οι ημερομηνίες των φάσεων της Σελήνης για μια περίοδο 19 ετών και ποιες διορθώσεις έπρεπε να γίνουν, ώστε έφθασε να είναι το κάθε έτος ίσο με 365 ημέρες, 6 ώρες και 19 λεπτά περίπου (αν σκεφθούμε ότι το έτος 2000 μ.X. υπολογίστηκε ότι είχε διάρκεια 365 ημέρες, 5 ώρες και 49 λεπτά περίπου, είχε κάνει πολύ καλή δουλειά). Και άλλοι έλληνες διαπρεπείς αστρονόμοι, όπως ο Κάλλιππος και ο Ιππαρχος, βελτίωσαν το ημερολόγιο, φθάνοντας το σφάλμα μόλις στη 1 ημέρα κάθε 222 χρόνια, μόνο που όλοι επέμεναν στη σχεδόν αδύνατη προσπάθεια να διαιρούν το ηλιακό έτος σε ακέραιους σεληνιακούς μήνες. Ισως διότι το ήπιο κλίμα της Αττικής τούς επέτρεπε να κάνουν τις διορθώσεις που ήθελαν και να τις προσθέτουν όταν τις ήθελαν, χωρίς κάποια έντονα καιρικά φαινόμενα να δείχνουν ότι δεν είχαν δράσει εγκαίρως.
Πρωτοχρονιά πάντως στην Αττική των κλασικών χρόνων είχαν τον μήνα Εκατομβαιώνα, μόλις εμφανιζόταν η νέα Σελήνη μετά την (σημερινή) 21η Ιουνίου, ενώ αυτή την εποχή διήνυαν τον μήνα Ποσειδεώνα.
Ε. Εχουν σήμερα, στην εποχή της παγκοσμιοποίησης, όλοι οι λαοί Πρωτοχρονιά την 1η Ιανουαρίου;
Α. Μάλλον όχι, αν και για λόγους εμπορικούς ακόμη και οι μουσουλμάνοι ακολουθούν τους δικούς μας μήνες και τις ημέρες αργίας. Για παράδειγμα, οι Πέρσες και οι Κούρδοι γιορτάζουν το Νοβρούζ, που σημαίνει «νέα ημέρα» στα περσικά, και είναι μια ιεροτελεστία της άνοιξης στις 21 Μαρτίου. Αυτή η ημερομηνία θεωρείται η αρχή του νέου έτους. Στην Αιθιοπία έχουν 12 μήνες των 30 ημερών συν 5 ημέρες επαγόμενες, όπως λέγονται, στο τέλος της χρονιάς φτιάχνοντας δικό τους μήνα και μια έκτη που προστίθεται κάθε τέσσερα χρόνια. Το 2005 η αρχή του έτους ήταν στις 11 Σεπτεμβρίου. Για τους Κινέζους - οι οποίοι ακολουθούν στις δημόσιες υπηρεσίες το δικό μας - το παραδοσιακό έτος αρχίζει αυτή τη χρονιά στις 29 Ιανουαρίου και είναι το Ετος του Σκύλου. Στο εβραϊκό ημερολόγιο η 1η του έτους πέφτει Σεπτέμβριο ή αρχές Οκτωβρίου, ενώ για τους μουσουλμάνους δεν υπάρχει ακριβής ημερομηνία. Οχι μόνον ακολουθούν τη Σελήνη, οπότε το δικό μας έτος είναι μεγαλύτερο από το μουσουλμανικό κατά περίπου 11 ημέρες, αλλά και η 1η του μήνα είναι μόλις εμφανιστεί το πρώτο αχνό σημάδι από... φεγγάρι! Γι' αυτό και δεν υπάρχει ακρίβεια ως προς το πότε αρχίζει ο κάθε μήνας. Επειδή κάθε 30 χρόνια χάνονται 11 ημέρες, αυτές προστίθενται από μία μέσα στην κάθε τριακονταετία, διάσπαρτα σε 11 διαφορετικά χρόνια στο τέλος του τελευταίου μήνα της χρονιάς. Η πρώτη ημέρα του πρώτου μήνα, που λέγεται Μουχάρ-ρεμ, είναι η Πρωτοχρονιά.
Γι' αυτό πρέπει να είμαστε προσεκτικοί ως προς το πότε λέμε «καλή χρονιά» στους φίλους μας που έχουν έλθει εδώ από άλλες μακρινές χώρες.
Ε. Αφού στο νότιο ημισφαίριο έχουμε αντίθετες εποχές, αντίστοιχα γιατί δεν αντισταθμίζονται τα φαινόμενα;
Α. Διότι η Γη έχει μεγαλύτερη μάζα πετρωμάτων που υψώνονται και δημιουργούν τις διάφορες οροσειρές στο βόρειο ημισφαίριο σε σχέση με το νότιο. Αλλωστε έχουμε και μεγαλύτερη επιφάνεια κάτω από τον Ισημερινό να καλύπτεται από νερό.
Ε. Υπάρχουν «δίσεκτα» δευτερόλεπτα;
Α. Η απάντηση είναι «ναι», συμβαίνει κάτι όπως και με τα χρόνια, αλλά για να καταλάβουμε το γιατί πρέπει να ξεκινήσουμε από κάπως πιο μακριά. Λόγω της ακανόνιστης περιστροφής της Γης θεωρήθηκε ότι όπως ήταν δεν μπορούσε να θεωρηθεί ένα αξιόπιστο «ρολόι». Φεβρουάριο και Νοέμβριο η διάρκεια της ημέρας, αυτό που λέμε «εικοσιτετράωρο», από μεσημέρι σε μεσημέρι δηλαδή, μπορεί να διαφέρει από το συνηθισμένο ακόμη και 15 ολόκληρα λεπτά. Αυτό διότι η τροχιά της είναι ελλειπτική και στη διάρκεια του δικού μας χειμώνα, όταν είναι πιο κοντά στον Ηλιο, έχει μεγαλύτερη ταχύτητα από ό,τι στη διάρκεια του καλοκαιριού. Ο άξονάς της επιπλέον έχει και μια κλίση 23,5 μοιρών σε σχέση με το επίπεδο στο οποίο κινείται γύρω από τον Ηλιο. Ετσι ορίστηκε η «μέση ηλιακή ημέρα» ως ο μέσος όρος της διάρκειας όλων των ημερών του έτους. Αν όμως μετρήσουμε τις διαδοχικές εμφανίσεις ενός μακρινού άστρου, τα προηγούμενα ελαττώματα στην κίνηση του πλανήτη μας ελαχιστοποιούνται και έτσι παίρνουμε μια πιο σταθερής διάρκειας ημέρα, την «αστρική ημέρα», που είναι περίπου 4 λεπτά μικρότερη της μέσης ηλιακής ημέρας. Ενα έτος, με τις τέσσερις γνωστές εποχές, που λέγεται και τροπικό έτος, έχει 365,2422 μέσες ηλιακές ημέρες, ενώ στο αστρικό έτος χωρούν 365,2564 μέσες ηλιακές ημέρες, άρα αυτό είναι κατά 20 λεπτά μικρότερο. Το 1967 η διάρκεια του δευτερολέπτου ορίστηκε ως ο χρόνος που περνάει για να γίνουν 9 192 631 770 ταλαντώσεις σε ένα ατομικό ρολόι με καίσιο. Αυτό όμως δεν λύνει εντελώς το πρόβλημα, αφού η ακανόνιστη περιστροφή της Γης δεν επιτρέπει η κάθε ημέρα να έχει την ίδια και γνωστή από πριν διάρκεια. Υπάρχουν λοιπόν οι «φύλακες του χρόνου» στην International Earth Rotation Service με έδρα το Παρίσι στη Γαλλία και, όταν χρειάζεται, προσθέτουν ή αφαιρούν ένα «δίσεκτο» δευτερόλεπτο (leap second) στο τελευταίο λεπτό του Δεκεμβρίου ή του Ιουνίου! Στα πιο πολλά έτη χρειάζεται διόρθωση· το 1972 μάλιστα, που ήταν και δίσεκτο, προστέθηκαν δύο δευτερόλεπτα και είναι το πιο μεγάλο σε διάρκεια έτος των μοντέρνων καιρών!
Ε. Πώς
δουλεύουν αυτά τα ατομικά ρολόγια που δείχνουν με τόσο τρομακτική ακρίβεια τον χρόνο;
Α. Το καίσιο στη συνηθισμένη θερμοκρασία είναι ένα στιλπνό μέταλλο και στο κάθε άτομό του γύρω από τον πυρήνα περιφέρονται ηλεκτρόνια σε διάφορες τροχιές. Ενα μόνο του περιστρέφεται στην πιο εξωτερική από όλες. Ο πυρήνας και αυτό το μοναχικό ηλεκτρόνιο περιστρέφονται και γύρω από τον εαυτό τους. Λόγω του ηλεκτρικού φορτίου τους που κινείται δημιουργείται μαγνητικό πεδίο. Ετσι είναι σαν να έχουμε δύο μαγνήτες που ο ένας επηρεάζει τον άλλο. Υπάρχουν μάλιστα δύο περιπτώσεις: οι ίδιοι πόλοι να είναι προς την ίδια πλευρά ή αντίθετα, δηλαδή ο βόρειος του ενός να έχει απέναντί του τον νότιο του άλλου. Αν καταφέρνουμε να κάνουμε το εξωτερικό ηλεκτρόνιο να αλλάζει προσανατολισμό και μετά να επανέρχεται, εκπέμπεται ακτινοβολία με μια συγκεκριμένη και πολύ ακριβή τιμή συχνότητας που θυμίζει λίγο κινητό: 9 192 631 770 σε μονάδες Hertz. Σε ένα «ρολόι» καισίου θερμαίνουμε ένα κομμάτι από το μέταλλο αυτό και όσα άτομα αποκτούν αρκετή ενέργεια φεύγουν για να καταλήξουν σε έναν σωλήνα όπου υπάρχει κενό αέρος και κάθετα στην πορεία τους βομβαρδίζονται από ραδιοκύματα. Βγαίνουν από εκεί σαν πειθαρχημένοι στρατιώτες, περνούν μια πύλη «μαγνητικής επιλογής» και συγκρατείται ένα είδος· π.χ., όσων οι μαγνήτες δεν είναι στην ίδια πλευρά οι πόλοι τους. Τα άτομα αυτά με τις κατάλληλες ηλεκτρονικές διατάξεις κυκλοφορούν συνεχώς και εκπέμπουν κύματα με τη συχνότητα που θέλουμε δημιουργώντας ένα καλό ισχυρό σήμα. Ετσι προκύπτει ένα σήμα με συχνότητα τέτοιας ακριβείας, που μπορείς να πέφτεις έξω στη μέτρηση του χρόνου μόλις ένα δευτερόλεπτο κάθε 10 εκατομμύρια χρόνια. Γι' αυτό το ένα δευτερόλεπτο έχει οριστεί πλέον ως εκείνη η χρονική διάρκεια που απαιτείται για να έχουμε 9 192 631 770 ταλαντώσεις του ηλεκτρονίου από τη μία στην άλλη κατάσταση.
Ε. Πώς βρίσκουμε τα δίσεκτα έτη;
Α. Ο Ιούλιος Καίσαρ το 46 π.X. αποφάσισε η διάρκεια του έτους να είναι 365 ημέρες, αλλά να προστίθεται και μία ημέρα κάθε τέσσερα χρόνια. Αυτή μάλιστα την προσέθεταν στις 6 Μαρτίου, δηλαδή στη ρωμαϊκή επικράτεια ζούσαν την 6η Μαρτίου δύο φορές, εξ ου και η λέξη «δίσεκτος». Μόνο που αυτό έδινε μια «υπερδιόρθωση» κατά 12 λεπτά κάθε χρόνο. Υστερα από περίπου 1.000 χρόνια αυτή η μικρή διαφορά έφθασε να έχει συσσωρεύσει μέσα στο μέγεθος του έτους ένα λάθος περίπου οκτώ ημερών, δημιουργώντας προβλήματα στις εκκλησιαστικές εορτές. Φυσικό λοιπόν να δράσει ένας υψηλόβαθμος εκκλησιαστικός αξιωματούχος και το 1582 ο Πάπας Γρηγόριος ΙΓ' κάνει τα εξής: α) Ως επόμενη ημέρα της 4ης Οκτωβρίου 1582 ορίζεται η 15η Οκτωβρίου 1582. Εξαφανίζει δηλαδή σε μία νύχτα 10 ημέρες από τη χρονιά. β) Δίσεκτα όρισε να είναι τα χρόνια που διαιρούνται ακριβώς με το 4. Προσοχή όμως: όσα αρχίζουν αιώνα, διαιρούνται ακριβώς με το 4 αλλά όχι ακριβώς με το 400, δεν θα είναι δίσεκτα. Π.χ., το 1900, αν και διαιρείται ακριβώς με το 4, δεν ήταν δίσεκτο, ενώ το 2000 ήταν.
Ε. Αλλάζει η διάρκεια της ημέρας όσο περνούν τα χρόνια;
Α. Ναι, γιατί ο πλανήτης Γη «φρενάρεται» από την επίδραση της Σελήνης στους γήινους ωκεανούς. Η διάρκεια μιας ημέρας στην τωρινή εποχή είναι κατά 16 χιλιοστά του δευτερολέπτου μεγαλύτερη από ό,τι ήταν πριν από 1.000 χρόνια. Εχει υπολογιστεί από κοραλλιογενή απολιθώματα που βρέθηκαν ότι πριν από 600 εκατομμύρια χρόνια η διάρκεια της ημέρας, αντί για το δικό μας εικοσιτετράωρο, δεν ξεπερνούσε τις 21 ώρες.
Υπάρχουν βέβαια και άλλοι λόγοι για τους οποίους η Γη μέσα στη διάρκεια του χρόνου δεν έχει την ίδια ακριβώς ταχύτητα περιστροφής. Η θέση του Βορείου και του Νοτίου Πόλου αλλάζει από χρόνο σε χρόνο κατά μερικά μέτρα, ίσως λόγω μετακινήσεων ύλης στο εσωτερικό, και αυτό δημιουργεί μια διαφορά περίπου 30 χιλιοστών του δευτερολέπτου. Επίσης το νερό, το οποίο τον χειμώνα μετακινείται από τους ωκεανούς και βρίσκεται με τη μορφή χιονιού και πάγου στα βουνά, επιφέρει μια μείωση στην ταχύτητα περιστροφής τον χειμώνα, ενώ μετά την άνοιξη έχουμε ελαφρά αύξηση. Συμβαίνει δηλαδή ό,τι και με τον παγοδρόμο που μαζεύει τα χέρια του για να κάνει γρήγορες στροφές και μετά τα απλώνει για να επιβραδύνει και να σταματήσει. Στη θέση του φαντασθείτε τη Γη και τα χέρια του να είναι στο βόρειο ημισφαίριο.
Ε. Πώς
κατορθώνουν να φθάσουν με το διαστημικό λεωφορείο στο ακριβές σημείο για να επισκευάσουν
έναν δορυφόρο, αφού δεν υπάρχει η δυνατότητα να πατήσουν γκάζι ή φρένο στο Διάστημα;
Α. Είναι αλήθεια ότι και να βρεθείς στην ίδια τροχιά, αν ο δορυφόρος είναι τρία λεπτά πιο μπροστά ή πιο πίσω, δεν είναι απλό να φθάσεις κοντά του. Πρέπει με την κατάλληλη πυροδότηση για ένα μικρό χρονικό διάστημα των ειδικών πυραύλων να αποκτήσει μια τροχιά ελλειπτική είτε με πιο μεγάλη είτε με πιο μικρή περίοδο, π.χ. κατά ένα λεπτό, και να αρχίσουν οι περιστροφές όπου θα κερδίζεται κάποια απόσταση σε κάθε γύρο ώσπου να συναντηθούν δορυφόρος και πύραυλος. Βέβαια το πιο συνηθισμένο είναι το λεωφορείο να μη βρίσκεται καν στο ίδιο ύψος με τον δορυφόρο και να επιλεγεί η τροχιά Hohman όπου από τη μία τροχιά φθάνει απευθείας στο σημείο συνάντησης με δύο πυροδοτήσεις που αυξάνουν ή ελαττώνουν την ταχύτητα, διότι πρέπει να γνωρίζουμε ότι αλλάζοντας την ταχύτητα ενός οιουδήποτε περιφερόμενου σώματος αλλάζει αναπόφευκτα και το ύψος περιστροφής του γύρω από τη Γη και μάλιστα αντίστροφα.
Ε. Ποιος
πεταλώνει τα άγρια άλογα που ζουν ελεύθερα μακριά από τις πόλεις;
Α. Κανένας. Τα άλογα, που ο αληθινός προορισμός τους είναι να ζουν ελεύθερα και μακριά από τις άρρωστες πόλεις μας, τον ιππόδρομο και τους ιππικούς ομίλους, δεν χρειάζονται πετάλωμα. Τα πέταλα είναι επινόηση, φυσικά, του ανθρώπου όταν άρχισε να χρησιμοποιεί τα άλογα σε βαριές εργασίες, όπως να μεταφέρουν μεγάλα φορτία ή να καλπάζουν με τον καβαλάρη στην πλάτη τους, υποχρεωμένα να τρέχουν με μεγάλη ταχύτητα και άρα να έχουν βαρύ πάτημα κατά την επαφή τους με το έδαφος, να πατούν σε σκληρά εδάφη ή ακόμη και σε τσιμεντένιους δρόμους. Τα άγρια άλογα, ανάλογα με τον χώρο στον οποίο ζούσαν, στις ερήμους της Βορείου Αφρικής και στη Μέση Ανατολή, στα δάση της Ευρώπης, στα όρη της Αμερικής, στις στέπες της Ασίας ή στη Μεγάλη Βρετανία σαν μικρόσωμα Σέτλαντ Πόνι, είχαν το ανάλογο πέλμα για το κάθε έδαφος. Γενικά η φθορά της οπλής στα άγρια άλογα γίνεται σε θαυμαστή ισορροπία με τη φθορά που προκαλείται από την καθημερινή τους περιπλάνηση για την εξεύρεση της τροφής τους, που φθάνει μερικές φορές τις δεκαοκτώ ώρες περπάτημα ημερησίως.
Ε. Γιατί λένε πως όπως και αν πέσει μια γάτα, όσα κόκαλα και αν σπάσει, πάντα στο τέλος καταφέρνει και επιζεί;
Α. Δεν είναι αλήθεια πως όπως και αν συμπεριφερθείς σε μια γάτα αυτή θα επιζήσει. Τον μύθο για τις εφτάψυχες γάτες τον συντηρεί η παρατήρηση ότι τα ζώα αυτά έχουν την ικανότητα, κυρίως σε μικρές ηλικίες, όταν από απροσεξία πέφτουν από τα διαμερίσματα των πολυκατοικιών όπου επιμένουμε αρκετές φορές να τα έχουμε να ζουν, ή όταν τα χτυπήσει ένα αυτοκίνητο να καταφέρνουν να ξανασταθούν στα πόδια τους κάποια στιγμή. Αμερικανοί ερευνητές τον τελευταίο καιρό μετά από προσεκτικές παρατηρήσεις και πειράματα (;) κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι άγριες αλλά και οι ήμερες γάτες εκπέμπουν ήχους χαμηλών συχνοτήτων στην περιοχή των 27 ως και 44 Hz. Αυτός ο υπόκωφος ήχος αποδείχθηκε ότι βοηθάει τα κόκαλα να «θρέψουν» εκεί όπου υπάρχει ράγισμα ή και κάταγμα. Αυτή η παρατήρηση μάλιστα ίσως βοηθήσει και στη μάχη κατά της οστεοπόρωσης στους ανθρώπους.
Ε. Πώς
με τη βοήθεια του άνθρακα-14 οι επιστήμονες βρίσκουν την ηλικία αντικειμένων από
τις πολύ παλαιότερες εποχές του ανθρώπινου πολιτισμού;
Α. Λίγο μετά τον B' Παγκόσμιο Πόλεμο ο αμερικανός ερευνητής Γουίλαρντ Λίμπι παρουσίασε μια μέθοδο για την ανεύρεση της ηλικίας όχι μόνο αντικειμένων από διάφορες ανασκαφές αλλά και οστών που ανήκαν σε κάποτε ζωντανούς οργανισμούς. Η επιτυχία της ήταν τέτοια ώστε το 1961 τιμήθηκε με το Νομπέλ Χημείας. Στην ιονόσφαιρα έχουμε, λόγω των σωματιδίων από τον ήλιο και της συνάντησής τους εκεί ψηλά με τα μόρια του αζώτου, τη δημιουργία ενός πλήθους από ασταθείς άνθρακες, τους γνωστούς C-14, που σιγά σιγά θα ξαναγίνουν άζωτο εκπέμποντας ακτινοβολία β και νετρίνο. Από μια ποσότητα τέτοιου άνθρακα, ύστερα από 5.730 χρόνια, θα έχει μετατραπεί σε άζωτο η μισή. Επειδή η διαδικασία της δημιουργίας τέτοιου άνθρακα στην ατμόσφαιρα και της μετατροπής του μετά σε άζωτο έχει φθάσει να πραγματοποιείται με σχεδόν σταθερό ρυθμό εδώ και χιλιάδες χρόνια, ξέρουμε σήμερα πόση είναι αυτή η ποσότητα C-14 και ότι διατηρείται σχεδόν σταθερή για μεγάλες χρονικές περιόδους. Διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, στο οποίο ο άνθρακας μπορεί να είναι και του τύπου C-14, χρησιμοποιείται από τα φυτά για τη φωτοσύνθεση και μέσα από αυτή τη διαδικασία βρίσκουμε άνθρακα-14 σε ζωντανούς βλαστούς. Κατά συνέπεια και σε όποιο πλάσμα τρέφεται από αυτούς. Εντομα, ερπετά, ψάρια και θηλαστικά όταν είναι ζωντανά έχουν άτομα άνθρακα-14 στη σταθερή αναλογία ένα για κάθε 76 δισ. άτομα άνθρακα-12. Και εμείς οι άνθρωποι, εννοείται. Από τη στιγμή όμως που ένας οργανισμός, φυτικός ή ζωικός, παύει να είναι ζωντανός, δεν προσλαμβάνει άνθρακα-14 ενώ βαθμιαία χάνει και αυτόν που είχε. Συγκρίνοντας το κλάσμα που φτιάχνουν οι ποσότητες του άνθρακα-14 και του άνθρακα-12 που βρίσκουμε στα υπολείμματα ενός νεκρού πια ιστού με την αντίστοιχη τιμή όταν είναι ζωντανός και λειτουργεί κανονικά, σε συνδυασμό με τη γνώση για τον απαιτούμενο χρόνο των 5.730 ετών ώστε να μείνει η μισή ποσότητα C-14, μπορούμε να βρούμε πόσος χρόνος μεσολάβησε από το έτος που άφησε την τελευταία του πνοή ένας οργανισμός. Διάφορες δραστηριότητες επάνω στη Γη παραμορφώνουν τα αποτελέσματα της μεθόδου και πρέπει να γίνονται οι σχετικές διορθώσεις. Η καύση υδρογονανθράκων τους τελευταίους δύο αιώνες που δεν περιείχαν άνθρακα-14 ελάττωσαν την αναλογία του, κάτι που ισοδυναμεί με 400 χρόνια λιγότερα, ενώ οι πυρηνικές εκρήξεις από το 1955 ως το 1961 αύξησαν τον άνθρακα-14, ώστε στα αποτελέσματα πρέπει να προστίθενται περίπου 1.500 χρόνια. Αυτή τη στιγμή είναι παραδεκτό ότι η μέθοδος δίνει αξιόπιστα αποτελέσματα για περιπτώσεις ως και 10.000 χρόνια πίσω. Στο συμπέρασμα αυτό καταλήγουμε βοηθούμενοι και από την εξέταση των δακτυλίων στους κορμούς των δένδρων, οι οποίοι σαν άριστοι κομπιούτερ έχουν καταγράψει τις μεταβολές στην ατμόσφαιρα όλο αυτό το διάστημα. Από τα 30.000 χρόνια και ως τα 50.000 πίσω τα αποτελέσματα είναι λιγότερο αξιόπιστα.
Ε. Πώς βρίσκουν τη θέση τους σε όποιο σημείο της Γης κι αν βρεθούν όσοι έχουν σύνδεση με το GPS, δηλαδή το Σύστημα Εντοπισμού μέσω Δορυφόρου;
Α. Εχουν μαζί τους έναν ειδικό δέκτη που δεν χρειάζεται να είναι πολύ ακριβός, μπορεί να εργάζεται με τέσσερις απλές μπαταρίες μεγέθους AA, μπορεί και αυτοδιορθώνεται, ενώ χωράει στην παλάμη τού ενός χεριού! Αντίθετα εκεί ψηλά 21 τεχνητοί δορυφόροι μεγάλης ακριβείας κινούνται αδιάκοπα γύρω από τον πλανήτη μας και βοηθούν στον εντοπισμό της θέσης μας είτε βρισκόμαστε στη θάλασσα είτε στην ξηρά είτε στον αέρα. Ενας κομπιούτερ φροντίζει για τον υπολογισμό της απόστασης του δέκτη από τέσσερις δορυφόρους. Ο υπολογισμός επιτυγχάνεται με βάση τη γνωστή σχέση ότι η απόσταση βρίσκεται αν πολλαπλασιάσουμε την ταχύτητα του σήματος που είναι 300.000 χλμ. / δευτερόλεπτο, όσο δηλαδή η ταχύτητα του φωτός, με τον απαιτούμενο χρόνο για να διανυθεί η απόσταση από τον δορυφόρο ως τον δέκτη μας. Πώς όμως βρίσκεται ο χρόνος; Θα το καταλάβουμε με ένα νοητικό πείραμα. Φανταζόμαστε δύο φίλους να στέκονται στις δύο πλευρές ενός μεγάλου χάσματος, όπως π.χ. η Διώρυγα της Κορίνθου. Αρχίζουν ταυτόχρονα να λένε το αλφάβητο μεγαλοφώνως: α, β, γ, δ, ε... Ο ένας σημειώνει πόσος χρόνος πέρασε από τη στιγμή που φώναξε το α και ώσπου ήρθε ο ήχος του α από τον απέναντι. Πολλαπλασιάζει τον χρόνο αυτόν με την ταχύτητα του ήχου και βγάζει την απόσταση που τους χωρίζει. Κάτι ανάλογο γίνεται και με τον πραγματικό δέκτη, όπου εκπέμπεται μία σειρά σημάτων από κάθε δορυφόρο σε συγχρονισμό με μία που πηγαίνει στη μνήμη του υπολογιστή. Βρίσκοντας τις αποστάσεις από τρεις δορυφόρους γίνονται οι κατάλληλοι υπολογισμοί για να βρεθεί το κοινό σημείο τομής τριών σφαιρών με διάμετρο η καθεμία την απόσταση δορυφόρου - δέκτη. Με τις τρεις μετρήσεις υπολογίζονται το γεωγραφικό πλάτος, το γεωγραφικό μήκος και το ύψος. Με την τέταρτη διορθώνεται το φθηνό ρολόι του δέκτη που είναι σε απόκλιση από το σούπερ ακριβείας επάνω στον δορυφόρο. Η ακριβής θέση μας τελικά εμφανίζεται στη μικρή οθόνη του δέκτη.
Ε. Γιατί
πήζει το ζελέ;
Α. Η απορία του αναγνώστη μας σχετίζεται μάλλον με την παρατήρηση ότι το μείγμα που αποκαλούμε ζελέ ξεκινάει σε υγρή μορφή όταν είναι ζεστό και ύστερα από κάποιο χρονικό διάστημα στερεοποιείται. Τι είναι λοιπόν αυτό που το βοηθάει να πήξει, όπως λέμε, δίνοντας τελικά ένα απολαυστικό ακόμη και στο μάτι έδεσμα και πού πήγε το νερό;
Αφετηρία για την εξήγηση του φαινομένου είναι το λεγόμενο κολλαγόνο. Πρόκειται για μια πρωτεΐνη αδιάλυτη στο ψυχρό νερό που σε μορφή ινών βοηθάει στη συνοχή των ιστών του δέρματος, των μυών, των αιμοφόρων αγγείων. Συνήθως βράζοντας το δέρμα των βοοειδών, τις οπλές και τα κόκαλά τους, σπάζοντας τους μη πολικούς δεσμούς των τριών πολυπεπτιδίων, συστατικών του κολλαγόνου, παίρνουν με τη λεγομένη υδρόλυση την πρωτεΐνη που συνηθίσαμε να ονομάζουμε ζελατίνη. Η ζελατίνη έχει υψηλή περιεκτικότητα σε γλυκίνη, προλίνη και υδροξυπρολίνη και τα μόριά της, φτιαγμένα χάρη στην πολλαπλή επανάληψη των τριών αυτών αμινοξέων, σχηματίζουν τριπλές σπείρες. Με τη θέρμανση τα μόρια χάνουν αυτή την ελικοειδή μορφή τους και περιφέρονται μέσα στο υδαρές μείγμα μαζί με τη ζάχαρη και τις αρωματικές ουσίες του ζελέ. Οταν αρχίσει η ψύξη τα μόρια της ζελατίνης είναι σαν να διατήρησαν κάποια μνήμη της ελικοειδούς μορφής τους, συσπειρώνονται πάλι και αρχίζουν να δημιουργούν δεσμούς, παγιδεύοντας όμως ταυτόχρονα στο εσωτερικό τους τα μόρια του νερού, οπότε τελικά σε όλον τον όγκο του εδέσματος οικοδομείται ένα αρκετά στέρεο τρισδιάστατο δίχτυ μορίων ζελατίνης. Η διαδικασία είναι αναστρέψιμη διότι με την επαναθέρμανση επανερχόμαστε στην προηγούμενη υγρή κατάσταση.
Ε. Πώς είναι να βράζεις νερό σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας; Κοχλάζει κάποια στιγμή το νερό αυτό;
Α. Το φαινόμενο του βρασμού όπου το νερό στον πυθμένα όταν θερμαίνεται ανεβαίνει προς τα επάνω όντας λιγότερο πυκνό ενώ το ψυχρότερο νερό κατεβαίνει προς τα κάτω εμφανίζεται μόνο στη Γη όπου έχουμε βαρύτητα. Σε έναν διαστημικό σταθμό, όταν εκεί όλα πέφτουν ταυτόχρονα δεν δημιουργούνται τέτοια ρεύματα στη διάρκεια του βρασμού. Η μάζα του νερού αν δεν την αναδεύουμε θερμαίνεται δι' αγωγής μόνον. Δηλαδή θερμαίνεται πρώτα η μάζα του νερού που βρίσκεται στον πυθμένα σε επαφή με την πηγή θερμότητας και σταδιακά, χωρίς κίνηση του νερού, φθάνουμε στη θερμοκρασία του βρασμού. Ετσι ένας αστροναύτης θα μπορούσε ενώ έχει αρχίσει η θέρμανση του νερού να έχει το χέρι του για αρκετό χρόνο στην επιφάνεια του υγρού χωρίς να καίγεται.
Ε. Γιατί
τα απλωμένα ρούχα αρχίζουν να στεγνώνουν από τα επάνω προς τα κάτω;
Α. Οχι για τον λόγο που έρχεται με την πρώτη στο μυαλό μερικών αναγνωστών. Δεν είναι η βαρύτητα άμεσα υπεύθυνη για τον τρόπο αυτόν του στεγνώματος. Δεν είναι δηλαδή το νερό που κατεβαίνει προς τα κάτω και έτσι μένουν πιο υγρά τα απλωμένα ρούχα στο κάτω μέρος τους. Το νερό μένει αρκετά καλά αιχμαλωτισμένο ανάμεσα στα νήματα ενός υφάσματος ώστε η κυκλοφορία του να βασίζεται περισσότερο στους κανόνες των τριχοειδών αγγείων, κανόνες που φαινομενικά δεν συμμορφώνονται με τους νόμους της βαρύτητας. Ετσι η μόνη εξήγηση για το φαινόμενο είναι ότι ο αέρας που έρχεται σε επαφή με το βρεγμένο ύφασμα, καθώς το νερό εξατμίζεται, ψύχεται, παρασύρει μόρια νερού και όντας βαρύτερος από τον γύρω θερμότερο αέρα κατεβαίνει προς τα κάτω λόγω της βαρύτητας. Οντας όμως πιο κορεσμένος από υδρατμούς έχει πολύ μικρότερη δυνατότητα απορρόφησης απ' ό,τι προηγουμένως. Ετσι τα μόρια νερού εξατμίζονται πιο εύκολα στο επάνω μέρος του βρεγμένου υφάσματος. Οσο η διαδικασία αυτή προχωρεί και στεγνώνουν τα ανώτερα τμήματα, το στέγνωμα προχωρεί πιο κάτω, ώσπου τελικά να φύγουν απ' όλη την επιφάνεια τα μόρια του νερού. Αυτή η διαδικασία εννοείται ότι δεν είναι τόσο έκδηλη σε περίπτωση πολύ υγρού καιρού ή όταν η ταχύτητα του γύρω αέρα είναι αρκετά μεγάλη.
Ε. Γιατί
όταν ακούμε βαρομετρικό υψηλό περιμένουμε καλό καιρό ενώ το βαρομετρικό χαμηλό μάς
προδιαθέτει για βροχές και θύελλες;
Α. Αρκεί να μπορούμε να απαντήσουμε πρώτα στην ερώτηση: Αν έχουμε χωριστά ένα κυβικό μέτρο ξηρού αέρα και ένα κυβικό υγρού αέρα με ίδιες τη θερμοκρασία και την πίεση ποιο είναι βαρύτερο; Αντίθετα απ' ό,τι θα έσπευδε κάποιος να απαντήσει ο υγρός αέρας είναι ελαφρύτερος. Διότι μέσα στο ένα κυβικό μέτρο του υγρού αέρα υπάρχουν αρκετά μόρια νερού με μοριακό βάρος 18. Το μοριακό βάρος είναι ένας καθαρός αριθμός αλλά αποτελεί μέτρο σύγκρισης για το πόσο μεγάλη είναι η μάζα καθενός μορίου. Επειδή λοιπόν τα μόρια του νερού στον υγρό αέρα έχουν πάρει τη θέση άλλων μορίων, όπως το αέριο άζωτο με μοριακό βάρος 28 ή το οξυγόνο με μοριακό βάρος 32, αυτό σημαίνει ότι το ένα κυβικό μέτρο υγρού αέρα έχει μικρότερη μάζα από το ένα κυβικό μέτρο ξηρού αέρα. Επομένως και το βάρος του υγρού αέρα, δηλαδή η δύναμη με την οποία το έλκει η Γη προς το μέρος της, είναι μικρότερο. Οδηγούμαστε λοιπόν στον γνωστό για τους μετεωρολόγους κανόνα ότι αύξηση της υγρασίας στον αέρα μειώνει το βάρος του άρα και την πίεση η οποία ασκείται στο βαρόμετρο, οπότε αυτό δίνει χαμηλότερη ένδειξη. Ετσι αντίστροφα ένα επερχόμενο βαρομετρικό χαμηλό συνδέεται με υγρασία και πιθανές βροχές.
Ε. Στις
απογειώσεις του διαστημικού λεωφορείου οι επιβαίνοντες τοποθετούνται όχι καθιστοί
αλλά σε στάση παράλληλη με την επιφάνεια του εδάφους. Γιατί συμβαίνει αυτό;
Α. Δεν είναι δύσκολο να καταλάβει ο καθένας ότι στις επιταχύνσεις που αναπτύσσονται στη διάρκεια της απογείωσης το ανθρώπινο σώμα δοκιμάζεται αρκετά. Οι αστροναύτες δεν υποφέρουν τόσο όσο οι πιλότοι της πολεμικής αεροπορίας αφού λέγεται ότι η επιτάχυνση κυμαίνεται από τα 1,6 g ως το πολύ τα 3 g. Δηλαδή ένα άτομο βάρους 80 κιλών θα αισθάνεται ότι ζυγίζει από 108 ως και 240 κιλά που θα επιβαρύνουν, αν βρίσκεται δεμένος με τις ζώνες ασφαλείας καθιστός, κυρίως την σπονδυλική του στήλη. Ταυτόχρονα η καρδιά με αυτές τις συνθήκες της αυξημένης βαρύτητας δυσκολεύεται να τροφοδοτήσει με αρκετό αίμα τον εγκέφαλο. Αν όμως η τοποθέτηση των αστροναυτών είναι οριζόντια, τότε καρδιά και εγκέφαλος βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και αυτό σε έναν γυμνασμένο άνθρωπο επιτρέπει να αντέξει ακόμη και 17 g για πολύ μικρά χρονικά διαστήματα, είναι η αλήθεια, χωρίς να χάσει τις αισθήσεις του.
Ε. Γιατί
όταν χτυπάμε ένα κομμάτι ξύλο και είναι το αφτί μας σε επαφή με αυτό έρχεται ο ήχος
δυνατός σ' εμάς, μόλις όμως απομακρυνθούμε και μεσολαβήσει λίγος αέρας δεν ακούμε
σχεδόν τίποτε;
Α. Στα δύο μέσα, τον αέρα και το ξύλο, έχουμε διαφορετική διασπορά της ενέργειας, που ένα μέρος της φθάνει και στο αφτί μας. Στο ξύλο η περισσότερη ενέργεια των ηχητικών κυμάτων μένει μέσα διότι υπάρχει μεγάλη διαφορά ανάμεσα στη σύσταση του υλικού αυτού και στη σύσταση του αέρα που το περιβάλλει. Ετσι τα ηχητικά κύματα φθάνοντας στο όριο ανάμεσα στο ξύλο και στον αέρα στο μεγαλύτερο ποσοστό τους ανακλώνται και παραμένουν μέσα στο ξύλο. Οπως θα λέγαμε σε μιαν άλλη περίπτωση, το ηλεκτρομαγνητικό κύμα που κατεβαίνει από την κεραία στην τηλεοπτική μας συσκευή δεν μπορεί να περάσει και ανακλάται διότι δεν υπάρχει μερικές φορές προσαρμογή ή, πιο συνοπτικά, η αντίσταση εισόδου της συσκευής δεν είναι η σωστή! Ετσι όταν απομακρύνουμε το αφτί μας από το ξύλο και προσπαθήσουμε να ακούσουμε τον ίδιο ήχο θα τον ακούσουμε πολύ πιο εξασθενημένο αφού από το μικρό ποσό της ηχητικής ενέργειας που θα βγει στον αέρα και θα μοιραστεί προς όλες τις κατευθύνσεις ένα ακόμη πιο μικρό ποσοστό φθάνει επιτέλους στο αφτί μας.
Ε. Τι είναι αυτό το kompressor που βλέπουμε σε κάποια - ωραία είναι η αλήθεια - αυτοκίνητα;
Α. Ο kompressor ή υπερσυμπιεστής είναι μια εφεύρεση των αμερικανών αδελφών Ρουτς που μετράει πλέον 135 χρόνια ζωής. Μπαίνει πριν από τον κανονικό κινητήρα του αυτοκινήτου με σκοπό να φέρνει αέρα από έξω, να τον συμπιέζει και να προσφέρει στη μηχανή ακόμη πιο πολύ οξυγόνο για καλύτερες καύσεις μέσα στους θαλάμους ανάφλεξης. Στα σημερινά αυτοκίνητα που βλέπουμε και στους αθηναϊκούς δρόμους έχουμε δύο περιστρεφόμενα στελέχη με τρεις προεξοχές το καθένα να γυρίζουν με 12.000 στροφές το λεπτό μέσα σε έναν ωοειδή θάλαμο. Ετσι ο αέρας από το περιβάλλον που εισέρχεται στον θάλαμο αυτόν συμπιέζεται, με τη βοήθεια ψυκτικού μηχανισμού κρυώνει και μετά διοχετεύεται στον κινητήρα προσφέροντάς του ένα πλουσιότερο μείγμα και αυξάνοντας τους ίππους που θα δώσει όταν πιεστεί από τον οδηγό. Σε στιγμές ήρεμης οδήγησης ο υπερσυμπιεστής αποσύρεται αυτόματα και διακριτικά. Τα αρχικά SLK δεν έχουν σχέση με τον υπερσυμπιεστή αλλά με τις γερμανικές λέξεις Sportlich (= αθλητικό), Leicht (= ελαφρύ) και Kurz (= βραχύ).
Ε. Πότε είναι ζεστό και πότε κρύο ένα σώμα;
Α. Οι λέξεις «ζεστό» και «κρύο» πρέπει να αναφέρονται μόνον όταν γίνεται σύγκριση μεταξύ δύο ή περισσοτέρων πραγμάτων. Διότι κάτι είναι (πιο) ζεστό ή (πιο) κρύο όταν συγκριθεί η κατάστασή του με την αντίστοιχη ενός ή περισσοτέρων άλλων. Ετσι το θέμα μετατοπίζεται στο πότε ένα σώμα είναι πιο ζεστό ή πιο κρύο από ένα άλλο και πώς το καταλαβαίνουμε. Ενα σώμα δεν περιέχει θερμότητα αλλά εσωτερική ενέργεια. Εσωτερική ενέργεια είναι το σύνολο των ενεργειών που βρίσκονται μέσα σε ένα σώμα. Εχουμε, για παράδειγμα, και δυναμική ενέργεια μεταξύ των μορίων του σώματος και κινητική ενέργεια. Μόνο την ολική κινητική ενέργεια των μορίων του ονομάζουμε θερμική ενέργεια ενώ θερμότητα είναι η θερμική ενέργεια που μεταφέρεται από ένα σώμα σε ένα άλλο εξαιτίας της διαφοράς θερμοκρασίας τους (θερμοκρασία είναι ένας αριθμός και αυτός εκφράζει το πόσο ζεστό ή πόσο κρύο είναι κάτι σχετικά με ένα πρότυπο σώμα, όπως π.χ. το μείγμα από πάγο και νερό που εκεί θεωρούμε ότι η θερμοκρασία είναι 0 βαθμοί Κελσίου). Ετσι από δύο σώματα τελικά θα είναι πιο ζεστό εκείνο που τα μόριά του έχουν μία μέση ταχύτητα μεγαλύτερη από τη μέση ταχύτητα του δευτέρου σώματος, με το οποίο το συγκρίνουμε.
Ε. Είναι
αλήθεια ότι οι καμήλες δεν ξεχνούν;
Α. Ναι, και οι καμήλες και τα άλογα και οι ελέφαντες δεν ξεχνούν αλλά αυτό που δεν θέλουν να ξεχνούν δεν πρέπει κανονικά να έχει σχέση με εμάς αλλά με την τροφή τους. Τα θηλαστικά, όπως είναι γνωστό, χωρίζονται σε σαρκοφάγα και σε φυτοφάγα. Τα σαρκοφάγα αυτό που χρειάζεται να προσέχουν είναι οι αντιδράσεις του θύματός τους. Εχουν λοιπόν ειδικευθεί και απομνημονεύσει κυρίως πώς να το αντιμετωπίζουν σε κάθε περίπτωση στη διάρκεια του κυνηγιού. Δεν μετακινούνται όμως σε μεγάλες αποστάσεις, άρα δεν χρειάζεται να απομνημονεύουν τις εικόνες μεγάλων εκτάσεων και να επιστρέφουν κάθε τόσο σε ορισμένα σημεία, κάτι που κάνουν τα φυτοφάγα ζώα, όπως ο ελέφαντας, η καμήλα ή το άγριο άλογο. Τα ζώα αυτά λοιπόν έχουν αναπτύξει μια μνήμη μεγάλης διαρκείας που τους επιτρέπει να απομνημονεύουν στοιχεία σχετικά με τις εκτεταμένες πεδινές εκτάσεις· το πού υπάρχει τροφή και επομένως βλάστηση κάθε είδους για βοσκή ώστε να μπορούν έπειτα από καιρό να επανέρχονται. Ετσι βγαίνει το ότι ζώα όπως η καμήλα και ο ελέφαντας μας εκπλήσσουν με τη μνήμη τους. Το ίδιο συμβαίνει και με τα άλογα. Ακόμη και τα εξημερωμένα που ζουν σε ιππικούς ομίλους ή στους στάβλους του ιπποδρόμου είναι σε θέση χάρη στη μνήμη τους να θυμούνται για χρόνια τη φωνή κάποιου σταβλίτη αν αυτός τα βασάνισε ή τα χτύπησε κάποτε ενώ αναγνωρίζουν από μακριά το περπάτημα του εκπαιδευτή προτού αυτός εμφανιστεί μπροστά τους!
Ε. Γιατί
τα άλογα αποφεύγουν να κάνουν βήματα προς τα πίσω και γίνονται επικίνδυνα όταν τα
αναγκάζει ο κύριός τους με το χαλινάρι να οπισθοδρομούν;
Α. Για να καταλάβουμε τις αντιδράσεις των αλόγων πρέπει να γνωρίζουμε κάτι από τη φυσιολογία τους. Και στη συγκεκριμένη περίπτωση για το πώς βλέπουν τα μεγαλόσωμα και ευαίσθητα αυτά ζώα. Το μάτι λοιπόν του αλόγου λειτουργεί και σαν ένας ευρυγώνιος φακός που του επιτρέπει να βλέπει και στα πλάγια αλλά και ακόμη πιο πίσω. Οπως όμως είναι φυσικό, δεν βλέπει σε γωνία 360 μοιρών. Αρα μένει προς το πίσω μέρος του σώματός του, εκεί όπου είναι η ουρά, μια τυφλή ζώνη. Αυτό όμως κάνει το άλογο να δυσανασχετεί. Επειδή δεν βλέπει, άρα δεν ελέγχει την περιοχή όπου πατούν τα δύο οπίσθια πόδια του, αρνείται να προχωρήσει προς τα πίσω. Η κατασκευή του ματιού των αλόγων επιβάλλει τελικά κάποιες συμπεριφορές στο ίδιο αλλά και σε όποιον άλλον τα πλησιάζει. Δεν πρέπει να κάνουμε απότομες κινήσεις όταν βρισκόμαστε μπροστά τους διότι ο φακός του ματιού βλέπει π.χ. ένα χέρι που σηκώνεται και ξαφνικά στο μέσο της διαδρομής του αποκτά δυσανάλογο μήκος και αυτό τρομάζει το άλογο. Ακόμη πιο επικίνδυνο πάντως είναι να πλησιάζουμε από πίσω ένα άλογο και χωρίς να μας έχει δει να το αγγίζουμε ή, ακόμη χειρότερα, να το χτυπήσουμε έστω και με φιλική διάθεση. Μη βλέποντας τι συμβαίνει εκεί πίσω το ζώο αντιδρά τινάζοντας προς τα πίσω τα πόδια του. Επομένως δεν πρέπει να αναγκάζουμε ένα άλογο να πάει προς τα πίσω, δεν πρέπει να το προσεγγίζουμε εκ των όπισθεν και μπροστά στα μάτια του οι κινήσεις μας πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ήπιες.
Ε. Πώς γίνεται ο ανεφοδιασμός των αεροπλάνων με καύσιμα όταν βρίσκονται στον αέρα;
Α. Ο ανεφοδιασμός με καύσιμα στον αέρα είναι θέμα που απασχολεί κυρίως την Πολεμική Αεροπορία, αφού εκεί θέλουν τα αεροσκάφη να μένουν όσο το δυνατόν μεγαλύτερο χρόνο εν πτήσει αυξάνοντας την επιχειρησιακή ετοιμότητα και την ακτίνα δράσης. Πολλές δεκαετίες πριν και ως σήμερα ο ανεφοδιασμός γινόταν με το σύστημα Probe and Drogue. Σε αυτό ένας εύκαμπτος σωλήνας έβγαινε από το πίσω μέρος του τάνκερ και χάρη σε μια κωνική απόληξη, σαν να ήταν δηλαδή ένα απλό χωνί, επετυγχάνετο τέλεια εφαρμογή με το στόμιο του σωλήνα που προεξείχε από το αεροσκάφος-δέκτη. Ο πιο σύγχρονος τρόπος ανεφοδιασμού όμως είναι αυτός όπου ο πιλότος πλησιάζει το αεροσκάφος-μεταφορέα του καυσίμου από κάτω και σε απόσταση περίπου 15 μέτρων από το πίσω τμήμα του. Σβήνονται όσα ηλεκτρονικά συστήματα κάνουν εκπομπή για την αποφυγή παρεμβολών, ανοίγονται οι δεξαμενές καυσίμου για αποσυμπίεση των αερίων στο εσωτερικό τους από την εξάτμιση της βενζίνης ενώ το σκάφος-δέκτης σταθεροποιείται απόλυτα από τον χειριστή του. Ενας άλλος ειδικά εκπαιδευμένος χειριστής, ο boomer, παίρνει τον έλεγχο και δίνει πλέον οπτικές οδηγίες που εμφανίζονται με τη μορφή χρωμάτων σε δύο παράλληλες λωρίδες στο μέσον και στο κάτω μέρος της ατράκτου του γεμάτου με βενζίνη αεροσκάφους του. Η μία λωρίδα δίνει οδηγίες σχετικά με το σωστό ύψος και η άλλη σχετικά με την απόσταση. Οταν και στις δύο λωρίδες, αρχίζοντας από κόκκινες και κίτρινες ενδείξεις, επικρατήσει τελικά το πράσινο, βγαίνει ο μαγνητικός τηλεσκοπικός σωλήνας ανεφοδιασμού επίσης με οπτικές ενδείξεις για τη σωστή έκτασή του οπότε αρχίζει ο καθαυτό ανεφοδιασμός. Εννοείται ότι κάθε άλλο παρά απαλλαγμένος κινδύνων είναι ένας τέτοιος τρόπος ανεφοδιασμού. Οχι μόνον διότι οι αναταράξεις και η τυχόν ύπαρξη νεφών δυσκολεύει την ασφαλή προσέγγιση στα 18.000 ως 21.000 πόδια, αλλά και διότι λόγω υποπίεσης επηρεάζονται οι ενδείξεις κάποιων οργάνων ύψους και ταχύτητας και στα δύο αεροσκάφη. Η όλη μετάγγιση πάντως δεν κρατάει περισσότερο από δύο ή τρία λεπτά όταν η ροή φθάσει να είναι 2.000 λίβρες καυσίμου το λεπτό.
Ε. Διάβασα
σε ένα βιβλίο ότι οι αστραπές πηγαίνουν από τη γη προς τον ουρανό, είναι αυτό δυνατόν;
Α. Προφανώς ο αναγνώστης μας εννοεί εδώ τους κεραυνούς, διότι αστραπές είναι οι σπινθήρες των ηλεκτρικών εκκενώσεων που παράγονται μεταξύ δύο νεφών, ενώ ο κεραυνός παράγεται μεταξύ νέφους και εδάφους. Στην περίπτωση του κεραυνού λοιπόν αρνητικά φορτία στο κάτω μέρος ενός μεγάλου νέφους αρχίζουν να διαρρέουν προς τη γη. Με ειδικές φωτογραφικές μηχανές έχουν παρατηρήσει μια μικρή φωτεινή κηλίδα να κινείται για ένα διάστημα γύρω στα 50 μέτρα προς τα κάτω με ταχύτητα περίπου κοντά στο ένα έκτο αυτής του φωτός. Αυτή η φωτεινή κηλίδα σταματάει για έναν χρόνο της τάξεως των 50 εκατομμυριοστών του δευτερολέπτου και συνεχίζει, όχι απαραίτητα στην ίδια ευθεία, με την προηγούμενη τροχιά της. Η απόκλιση αυτή συμβαίνει διότι διαλέγει πάντα τον πιο εύκολο για τα ηλεκτρικά φορτία δρόμο. Η ίδια διαδικασία επαναλαμβάνεται ως την επιφάνεια του εδάφους. Αφού διαρρεύσει αρκετό αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και έχει δημιουργηθεί ένα αόρατο για εμάς μονοπάτι όπου και ο γύρω αέρας έχει ιονιστεί, δηλαδή εμφανίζονται εκεί ηλεκτρικά φορτία, αρχίζει η αντίστροφη πορεία. Αρνητικά φορτία που συνωστίζονται πλέον στην επιφάνεια της Γης απωθούνται και αρχίζουν να ανεβαίνουν πιο εύκολα τώρα από τον ανοιχτό ήδη δρόμο με ταχύτητα δημιουργώντας τις γνωστές μας λάμψεις και τους θορύβους από την απότομη διαστολή του αέρα, αφού οι θερμοκρασίες φθάνουν σε χιλιάδες βαθμούς Κελσίου. Μερικές φορές κατά την πρώτη κάθοδό τους τα ηλεκτρικά φορτία διακλαδίζονται και κατά την άνοδο μπορεί στο σημείο της διακλάδωσης να ακολουθήσουν τον δρόμο και πάλι προς τα κάτω. Ετσι τελικά αυτό που λέμε κεραυνός είναι πρώτα μια πορεία αόρατη σχεδόν για το μάτι μας από επάνω προς τα κάτω ενώ μετά έχουμε παλινδρομικές κινήσεις των αρνητικών φορτίων μεταξύ γης και νέφους που σε έναν κεραυνό φθάνουν και τις δέκα ή σπάνια τις 40!
Ε. Γιατί
οι σκύλοι τις πιο πολλές φορές όταν βλέπουν έναν ξένο γαβγίζουν και κουνούν την
ουρά τους ταυτόχρονα;
Α. Η συμπεριφορά αυτή είναι δείγμα της αναποφασιστικότητας που διακατέχει τους σκύλους. Η μετάφραση του συνηθισμένου γαβγίσματος ενός σκύλου θα ήταν «επί λέξει»: φύγε-έλα-εδώ, φύγε-έλα-εδώ. Υποστηρίζεται ότι ο σκύλος, που δεν έχει διευκρινιστεί αν κατάγεται κατευθείαν από τον λύκο ή από κάποιο άλλο εξαφανισμένο πλέον ζώο, αυτοεξημερώθηκε. Πλησίαζε τους ανθρώπινους καταυλισμούς και ζούσε από τα υπολείμματα των τροφών. Κάποιοι άνθρωποι ίσως δεν έχαναν την ευκαιρία να φάνε και κάποιο από αυτά τα ζώα. Τώρα ο σκύλος θεωρείται ένα μισοεξελιγμένο ον που σαν συμπεριφορά έχει κολλήσει μεταξύ του άγριου προγόνου του και του κουταβιού. Στο γάβγισμα δεν αποδίδουν κάποια εξελικτική σκοπιμότητα αφού, για παράδειγμα, οι λύκοι έχουν επιζήσει αν και δεν γαβγίζουν. Γενικά θεωρείται ότι το γάβγισμα δεν περικλείει κάποιο είδος γλώσσας ή δεν παρουσιάζει έστω κάποια γλωσσική ποικιλία. Είναι ή γρύλισμα απειλητικό σε χαμηλές συχνότητες ή προσέλκυση της προσοχής του άλλου σε υψηλές συχνότητες.
Ε. Γιατί
στην παλιά τυπογραφία, πριν από την εποχή της φωτοσύνθεσης, το επάγγελμα του τυπογράφου
εθεωρείτο ανθυγιεινό;
Α. Διότι τα τυπογραφικά στοιχεία φτιάχνονται από ένα μείγμα μολύβδου και αντιμονίου. Ο,τι χειρότερο δηλαδή. Ο μόλυβδος είναι γνωστό ότι δηλητηριάζει, δηλαδή δεν αφήνει να δουλέψουν τα ένζυμα που συμμετέχουν υπό κανονικές συνθήκες στη δημιουργία της αιμογλοβίνης. Αχρηστεύοντας αυτά τα ένζυμα παράγεται μια άλλη τοξική ουσία, το αμινολεβουλινικό οξύ, και αυτό όταν συσσωρευτεί σε ικανές ποσότητες στο ανθρώπινο σώμα προκαλεί δηλητηριάσεις. Αναιμία, έκκριση υγρών στον εγκέφαλο, που προκαλούν πονοκεφάλους, πόνοι στο στομάχι είναι επίσης συμπτώματα της δηλητηρίασης από μόλυβδο. Σαν να μην έφθανε αυτό, στα τυπογραφικά στοιχεία είχε προστεθεί και αντιμόνιο λόγω της ικανότητάς του να διαστέλλεται όταν ψύχεται. Το προσέθεταν λοιπόν στο ζεστό μολύβι κατά την παραγωγή των τυπογραφικών στοιχείων για να τα κάνουν πιο σκληρά αλλά και πιο ευδιάκριτα όταν κρυώσουν αφού τότε διαστέλλονται λίγο. Το αντιμόνιο όμως από παλιά σε ενώσεις του με το κάλιο ήταν ισχυρό εμετικό. Σε μικρές δόσεις προκαλεί πονοκεφάλους, λιποθυμίες και κατάθλιψη. Λέγεται ότι και τον Μότσαρτ τον δηλητηρίασαν με αντιμόνιο.
Ε. Τι
συμβαίνει αν σε έναν περίπατο στο κενό του Διαστήματος κάποιος άνθρωπος μείνει τελείως
γυμνός;
Α. Πέρα από το ότι διάφορες βλαβερές ακτινοβολίες θα του σπάραζαν το σώμα επειδή οι θερμοκρασίες είναι πολύ χαμηλές, ακαριαία σχεδόν θα έχανε όλη του τη θερμότητα που θα διέρρεε στο απέραντο Διάστημα. Γι' αυτό οι στολές των αστροναυτών, όταν βγαίνουν για διαστημικούς περιπάτους, διαθέτουν απαραίτητα σύστημα ατομικής θέρμανσης. Επίσης όπως θυμόμαστε και από το μυθιστόρημα του Ιουλίου Βερν Από τη Γη στη Σελήνη, εκεί με το πτώμα του σκύλου έξω από το διαστημόπλοιο τα σώματα δεν εκρήγνυνται στο κενό αλλά όλος ο αέρας φεύγει από τους πνεύμονες και επειδή δεν υπάρχει τίποτε προς αναπνοή εκεί γύρω ο άνθρωπος πεθαίνει. Στο τέλος ένα ηλιοκαμένο πτώμα αφού δεν υπάρχει η προστασία του όζοντος από τις καυτερές υπεριώδεις ακτίνες θα έχει προστεθεί στους δορυφόρους και στους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος.
Ε. Γιατί
οι οδηγίες στα σωληνάρια της κόλλας επιμένουν ότι για καλύτερα αποτελέσματα δεν
πρέπει να βάζουμε στην κάθε επιφάνεια ένα παχύ στρώμα από το περιεχόμενο του σωληναρίου;
Α. Η απάντηση έχει να κάνει και με το γιατί η κόλλα δεν στερεοποιείται μέσα στο σωληνάριο που φυλάγεται μέχρι την επόμενη χρήση της. Συνήθως βάση μιας κόλλας από αυτές που κάνουν για τα πάντα είναι ένα μονομερές όπως λέγεται, με κυανοακρυλική βάση και αυτό παραμένει αδρανές όσο βρίσκεται σε περιβάλλον οξυγόνου. Ετσι ακόμη και αν εισχωρήσει αέρας στο σωληνάριο δεν πειράζει. Αντίθετα το νερό έστω και ελάχιστο, με τη μορφή υγρασίας δηλαδή, ή όποια άλλη ουσία περιέχει υδρογόνο, θα δράσουν καταλυτικά. Το μονομερές μεταβάλλεται σε πολυμερές, δηλαδή το μόριο αποτελείται τώρα από πολλά ίδια συγκροτήματα ατόμων με κάποιες διαφορετικές όμως ιδιότητες που στερεοποιείται και δίνει τη δυνατότητα για συγκόλληση. Ετσι είναι απόλυτα φυσιολογικό αν θέλουμε να έχουμε γερή συγκόλληση να καθαρίζουμε τις... ενδιαφερόμενες επιφάνειες από τη σκόνη ακόμη και με κάποιο λίγο υγρό ύφασμα. Φροντίζουμε στη συνέχεια να απλωθεί ένα πολύ λεπτό στρώμα κόλλας επάνω τους πιέζοντας αρκετά ώστε να μην υπάρχει οξυγόνο παγιδευμένο ενδιάμεσα και κολλούν. Οταν το στρώμα της κόλλας είναι πιο παχύ συμβαίνει ό,τι και μέσα στο σωληνάριο. Η κόλλα δεν πολυμερίζεται άρα δεν στερεοποιείται. Με βάση τις παραπάνω αντιδράσεις γίνεται κατανοητό το γιατί είναι τόσο εύκολο να κολλήσουν τα δάχτυλα με τις σούπερ κόλλες αφού η υγρασία του δέρματος δημιουργεί τις ιδανικές συνθήκες για τη συγκόλληση μεταξύ τους.
Ε. Σε
τι χρησιμεύει στους κροταλίες η σκληρή και θορυβώδης ουρά τους;
Α. Η πιο παλιά και γνωστή εξήγηση για αυτά τα φίδια, τα άκρως επικίνδυνα για κάθε ζωντανό οργανισμό, είναι ότι με τον θόρυβο που κάνουν αποτρέπουν το ποδοπάτημά τους από όσα ζώα διαθέτουν σκληρές οπλές από κερατίνη, όπως τα άλογα και οι βούβαλοι. Επίσης υπάρχει και μια θεωρία που θέλει να υπάρχουν μαζί με το κροτάλισμα και υπόηχοι, ήχοι δηλαδή τους οποίους δεν ακούν τα ανθρώπινα αφτιά, αλλά τους συλλαμβάνουν διάφορα ζώα και παραλύουν κυριολεκτικά. Από μελέτες όμως που έχουν γίνει σε ποντικούς φαίνεται ότι ο θόρυβος της ουράς του κροταλία, πολύ προτού γίνει αντιληπτός από το κέντρο του εγκεφάλου τους το αρμόδιο για την ακοή, χτυπάει κατευθείαν σε τμήματα του λεμφικού συστήματος που ελέγχει τα αισθήματα και τις ακαριαίες αντιδράσεις των μελών του σώματος. Ετσι τα πειραματόζωα φαίνεται ότι κατακλύζονται από φόβο προτού καν καταλάβουν ποιος ήταν αυτός που τα απειλούσε. Φαίνεται ότι παρόμοια αντίδραση προκαλείται και στους ανθρώπους όταν ακουστεί ο ήχος από το κροτάλισμα της ουράς, ακόμη και όταν απλώς παρεμβληθεί ανάμεσα σε άλλους ήχους, ακόμη και αν ο ακροατής δεν γνωρίζει ότι έχει κάποια σχέση με ένα τόσο δηλητηριώδες φίδι. Εκφράζεται μάλιστα η άποψη ότι ο φόβος αυτός είναι ενστικτώδης και έχει τη ρίζα του σε χιλιάδες χρόνια όχι και πολύ ευχάριστης συνύπαρξης του ανθρώπου με τα φίδια σε σπηλιές και δάση.
Ε. Γιατί
οι πολύτιμοι λίθοι έχουν τα χρώματα που ξέρουμε (τα ρουμπίνια κόκκινο, τα σμαράγδια
πράσινο, τα ζαφείρια γαλάζιο κτλ.);
Α. Το πιο πρόχειρο που βρίσκουμε να απαντήσουμε είναι φυσικά ότι από το λευκό φως, όταν αυτό πέφτει επάνω σε ένα αντικείμενο, κάποιες ακτίνες δεν επιστρέφουν και το χρώμα του είναι ό,τι δίνουν οι υπόλοιπες καθώς αυτές έρχονται και πέφτουν στο μάτι μας. Γιατί όμως κάποιες δεν επιστρέφουν;
Είναι γνωστό ότι όταν το φως πέφτει επάνω στα ηλεκτρόνια των ατόμων ενός υλικού αυτά απορροφούν ενέργεια. Μόνο που για να προκύψει χρώμα πρέπει να μην είναι ηλεκτρόνια συζευγμένα σε κάποιον δεσμό υπεύθυνο για τη δημιουργία του καθενός από τα μόρια ενός υλικού. Διότι τότε έχουν χάσει την ικανότητά τους να απορροφούν εύκολα ενέργεια και μετά να την ξαναδίνουν κλιμακωτά. Στο ρουμπίνι και στο σμαράγδι είναι κάποια πρόσμειξη χρωμίου υπεύθυνη για τα δύο τόσο διαφορετικά χρώματα. Η βάση στο ρουμπίνι είναι το κορούνδιο, ένα οξείδιο του αργιλίου. Τα οξυγόνα δημιουργούν ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο και το χρώμιο εκεί μέσα μπορεί να δώσει στα ηλεκτρόνιά του δύο μόνο δυνατότητες απορρόφησης ακτινοβολίας. Αυτές οι δύο δυνατότητες είναι για ακτίνες κιτρινοπράσινου και βιολετί χρώματος. Ετσι, όταν το λευκό φως των πολυελαίων πέφτει επάνω στα κοσμήματα των κυριών, αυτά αφήνουν μόνο τις ερυθρές και τις μπλε ακτίνες. Επίσης τα ενεργοποιημένα ηλεκτρόνια, επιστρέφοντας σε καταστάσεις ηρεμίας με μικρότερη ενέργεια, δίνουν λίγη αόρατη υπέρυθρη ακτινοβολία και αρκετή κόκκινη. Οσο και αν φαίνεται περίεργο, το σμαράγδι έχει και αυτό βάση το αλουμίνιο και πρόσμειξη χρωμίου. Το ηλεκτρικό πεδίο των οξυγόνων είναι ελάχιστα ασθενέστερο από ό,τι στο ρουμπίνι, αλλά αυτό είναι αρκετό να κάνει τα ηλεκτρόνια τώρα να απορροφούν το κίτρινο και το κόκκινο κομμάτι από το λευκό φως αφήνοντας να φανεί το λαμπρό εκείνο πράσινο του σμαραγδιού (αντίθετα από ό,τι θα περίμενε κάποιος, στην επιστροφή τους στην ηρεμία και σε κατάσταση μικρότερης ενέργειας τα ηλεκτρόνια και στο σμαράγδι δίνουν πίσω κόκκινη ακτινοβολία). Στο ζαφείρι έχουμε πάλι βάση το άχρωμο κορούνδιο αλλά χάρη στις προσμείξεις σιδήρου και τιτανίου ένα ηλεκτρόνιο πηγαίνει από το σίδηρο στο τιτάνιο. Αυτό αλλάζει ολόκληρη τη συμπεριφορά του υλικού και όταν πέσει λευκό φως απορροφάται από τα ηλεκτρόνια η κίτρινη και η κόκκινη ακτινοβολία.
Τελικά αποστάσεις και πεδία του μικρόκοσμου, που για τον μακρόκοσμο περνούν απαρατήρητα ίσως, τον χρωματίζουν με όλες αυτές τις αποχρώσεις που παρατηρούμε. Γενικότερα, παγιδευμένα ηλεκτρόνια σε διάφορες κρυσταλλικές δομές ενεργούν σαν χρωματικά κέντρα και βάζουν χρώμα στη ζωή μας.
Ε. Πώς
θα ήταν η ζωή στο Διάστημα για έναν καπνιστή;
Α. Δύσκολη, πολύ δύσκολη. Γιατί αν καταλάβαμε καλά ο ερωτών αναφέρεται στο κάπνισμα μέσα σε ένα διαστημόπλοιο σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Και όπως είχαμε γράψει παλαιότερα, με τα προϊόντα της καύσης δεν συμβαίνει ό,τι και στη Γη. Εδώ ξέρουμε ότι ο θερμός καπνός ανεβαίνει προς τα επάνω ενώ ο πιο ψυχρός αέρας κατεβαίνει προς τα κάτω εξαιτίας της βαρύτητας. Επομένως και το παραγόμενο μεταξύ άλλων αερίων θερμό διοξείδιο του άνθρακα αποδρά προς τα ουράνια δώματα. Στο διαστημόπλοιο, με συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, ένα από τα προϊόντα της καύσης, το διοξείδιο του άνθρακα, δεν απομακρύνεται εύκολα από τον χώρο κοντά στην καύτρα του τσιγάρου. Επομένως πολύ γρήγορα το άκρο από το απολαυστικό τσιγάρο βρίσκεται περικυκλωμένο από τα... πνιγηρά μόρια του διοξειδίου του άνθρακα αντί για τα μόρια του οξυγόνου που ευνοούν την καύση. Μόνο αν ο αστροναύτης ήταν διατεθειμένος να κινεί αστραπιαία ύστερα από κάθε ρουφηξιά το τσιγάρο με έντονες κινήσεις και να φυσάει στην άκρη του θα μπορούσε να το απαλλάξει από το νέφος διοξειδίου του άνθρακα.
Ε. Τα κοράλλια είναι ζώα ή φυτά;
Α. Είναι ζωικοί οργανισμοί που έχουν τη δυνατότητα να κατασκευάζουν ολόκληρα σκελετικά συγκροτήματα από ανθρακικό ασβέστιο. Επάνω όμως σε αυτόν τον σκελετό παρασιτούν μονοκύτταροι φυτικοί οργανισμοί, συγγενείς προς κάποια είδη φυκιών. Αυτοί οι φυτικοί οργανισμοί, που βοηθούν το ζώο ακόμη και σε άγονα σχετικά νερά να δημιουργήσει τον ασβεστούχο σκελετό του, έχουν το χαρακτηριστικό ερυθρό χρώμα. Πολύ μεγάλο εμπόδιο στο να συνεχίζουν να μεγαλώνουν τα κοράλλια αποτελεί το διοξείδιο του άνθρακα που αυξάνεται στην ατμόσφαιρα και με τον αέρα μεταφέρεται επάνω από τους ωκεανούς. Διότι τότε κατά τη διάλυσή του στο νερό προκύπτει ανθρακικό οξύ και με τη διάλυσή του παράγονται ιόντα υδρογόνου, δηλαδή υδρογόνο χωρίς το ηλεκτρόνιό του, επομένως υδρογόνο με θετικό φορτίο. Αυτό το υδρογόνο δεσμεύει ανθρακικές ρίζες με αποτέλεσμα να μην έχουμε αρκετό ανθρακικό ασβέστιο διαλυμένο στο νερό. Οπότε δυσχεραίνεται η πρόσληψη των απαραίτητων ουσιών για τη δημιουργία του σκελετού των κοραλλιών.
Ε. Μπορούμε
να κατεβάσουμε, έστω και λίγο, τη θερμοκρασία ενός δωματίου αφήνοντας το ψυγείο
ανοιχτό;
Α. Ανάλογα με τη θερμοκρασία που επικρατεί στο περιβάλλον και το μέγεθος του χώρου στον οποίο βρίσκεται το ψυγείο, ανοίγοντας την πόρτα για μικρό χρονικό διάστημα το θερμόμετρο μπορεί να κατέβει λίγο. Συνεχίζοντας όμως να δουλεύει το ψυγείο με ανοιχτή την πόρτα, έχοντας υπόψη το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα παραπάνω από το 25% της προσφερόμενης ενέργειας δεν μπορεί να αξιοποιηθεί από μια μηχανή όπως το ψυγείο και το 75% χαρακτηρίζεται άχρηστη θερμότητα. Ετσι στην προσπάθεια δημιουργίας ψύξης από τις σπείρες του ψυγείου, που βρίσκονται στο πίσω μέρος του, θα διαχέεται προς το περιβάλλον τόση θερμική ενέργεια ώστε μάλλον το δωμάτιο θα ζεσταθεί τελικά παρά θα γίνει περισσότερο δροσερό.
Ε. Πώς
γίνεται οι φάλαινες ή τα δελφίνια που είναι θηλαστικά να μην πνίγονται την ώρα που
κοιμούνται μέσα στο νερό;
Α. Φαίνεται πως τα θηλαστικά αυτά κυριολεκτικά... μισοκοιμούνται. Το ένα ήμισυ του εγκεφάλου τους πέφτει σε μια κατάσταση ύπνου ενώ και το αντίθετο μάτι μένει κλειστό. Το άλλο μισό, έστω και δουλεύοντας σε χαμηλές «στροφές», μένει άγρυπνο φροντίζοντας για την αναπνοή τους και προκειμένου να αποφύγουν διάφορους εχθρούς ή τυχόν εμπόδια. Κάθε τόσο άλλωστε τα θηλαστικά αυτά, ακόμη και τις ώρες του όποιου ύπνου τους, πρέπει να ανεβαίνουν στην επιφάνεια για να πάρουν φρέσκο αέρα.Υστερα από περίπου δύο ώρες η κατάσταση αυτή αντιστρέφεται και αναπαύεται το άλλο μισό του εγκεφάλου. Περίπου το 33% του εικοσιτετραώρου τους τα δελφίνια το περνούν σε αυτή την κατάσταση της κατά το ήμισυ ύπνωσης. Πρέπει πάντως να έχουν διαρκώς τον έλεγχο της διόδου απ' όπου εισέρχεται ο αέρας και αυτό επιτυγχάνεται μόνο όταν δεν είναι όλο το σώμα τους σε νάρκωση, αντίθετα από τον άνθρωπο, για παράδειγμα, που μπορεί να αναθέτει τη διαδικασία της αναπνοής την ώρα του ύπνου του σε αυτόματους μηχανισμούς. Βέβαια οι αναπνοές τους ελαττώνονται στο ήμισυ (τρεις ως επτά στο λεπτό), ενώ έχουν αρκετά μεγάλη ανοχή στο διοξείδιο του άνθρακα, ώστε να πρέπει σε αραιά σχετικά χρονικά διαστήματα να ανεβαίνουν στην επιφάνεια.
Ε. Ενα
δοχείο με νερό που έχει στερεωθεί στον πυθμένα του ένας φελλός ρίχνεται από τον
τελευταίο όροφο μιας πολυκατοικίας προς τα κάτω, ενώ ταυτόχρονα απελευθερώνεται
ο φελλός. Φθάνοντας στη γη, πού θα βρίσκεται ο φελλός;
Α. Δεν είναι και αφύσικο κάποιος να σκεφθεί ότι ο φελλός θα έχει φθάσει στην επιφάνεια αφού η άνωση θα τον ωθήσει προς τα επάνω. Στη διάρκεια της ελεύθερης πτώσης όμως δεν υπάρχει άνωση αφού αυτή είναι πάντα μια αντίδραση του υγρού στη δύναμη της βαρύτητας. Επειδή λοιπόν πέφτοντας όλα τα σώματα, άρα και το νερό και ο φελλός, έχουν την ίδια επιτάχυνση, ο φελλός θα παραμείνει στη θέση του ώσπου να σταματήσει η πτώση.
Ε. Ολες
οι θάλασσες και οι ωκεανοί της Γης δεν θα έπρεπε να είναι στο ίδιο επίπεδο;
Α. Είναι αλήθεια ότι το νερό προσπαθεί στα συγκοινωνούντα δοχεία να βρεθεί παντού στο ίδιο επίπεδο, αλλά σε ένα σύστημα τόσο μεγάλο όσο η υδρόγειος σφαίρα τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά. Γνωρίζουμε ότι σε μέρη όπως είναι ο Παναμάς υπάρχει αρκετά σημαντική διαφορά στο μέσο επίπεδο της στάθμης των δύο ωκεανών, του Ατλαντικού και του Ειρηνικού. Εχει παρατηρηθεί ότι ακόμη και στις δύο πλευρές ενός μεγάλου νησιού στον ίδιο ωκεανό υπάρχει διαφορά στάθμης λόγω διαφορετικής ροής, πόσο μάλλον μεταξύ δύο ωκεανών, όπου παίζει ρόλο και η περιστροφή της Γης μαζί με τις εμφανιζόμενες δυνάμεις λόγω αυτής της κίνησης, πόσοι μεγάλοι ποταμοί χύνονται στον καθένα από αυτούς τους ωκεανούς και ποια είναι η επίδραση λόγω της έλξης της Σελήνης, ενώ το πράγμα γίνεται ακόμη πιο πολύπλοκο εξαιτίας και της παρεμβολής των τεράστιων εκτάσεων της ξηράς. Ετσι τελικά υπάρχουν διαφορές στάθμης μεταξύ των μεγάλων υδάτινων μαζών που βρίσκονται επάνω στη Γη εκατέρωθεν των ηπείρων.
Εικονογράφηση: MAPIA ΤΣΑΜΠΟΥΡΑ
Το ΒΗΜΑ, 08/01/2006, Σελ.: H01
Κωδικός άρθρου: B14658H011
ID: 274775