În sfârşit! Cercetătorii ruşi au extras prima mostră de apă din lacul antarctic Vostok

După eforturi îndelungate de a fora în gheaţa groasă de peste 3 km, oamenii de ştiinţă au reuşit să extragă o carotă - o mostră de formă cilindrică - de apă îngheţată, din lacul Vostok, cel mai mare lac subglaciar din Antarctica, acoperit de gheaţă de 20 de milioane de ani.

Carota de 2 metri lungime a fost obţinută de la adâncimea de 3.406 metri. În interiorul cilindrului de gheaţă transparentă se găseşte un canal vertical umplut cu gheaţă de culoare albă, opacă, bogată în bule de aer.

Cercetătorii de la Institutul de Cercetări Arctice şi Antarctice au reuşit să „desigileze” lacul (să ajungă la apa lichidă de sub gheaţă) în februarie anul trecut, dar fără a colecta probe de apă.

Apa s-a infiltrat în canalul forat, a îngheţat acolo şi a rămas neatinsă până acum, când a fost colectată sub forma mostrei amintite.

Cercetătorii speră ca astfel să fi reuşit să obţină probe de apă din lac fără a o contamina.

Analizele urmează să arate dacă într-adevăr apa nu a fost contaminată şi dacă în ea există forme de viaţă străvechi, conservate de-a lungul milioanelor de ani în care lacul Vostok a fost izolat de mediul exterior prin calota de gheaţă.

De 15 ori mai rezistente decât oţelul: au fost dezvoltate cele mai rezistente şi mai uşoare nanofibre de sticlă

Cercetătorii susţin că au dezvoltat cele mai rezistente şi mai subţiri nanofibre de dioxid de siliciu.

„Nanofibrele de dioxid de siliciu sunt de 15 ori mai rezistente decât oţelul ultra rezistent şi de 10 ori mai durabile decât fibra de sticlă obişnuită. Putem descreşte cantitatea de material folosit, reducând astfel greutatea obiectului. [De asemenea], putem produce nanofibre de dioxid de siliciu la tonă, aşa cum se întâmplă, în prezent, cu fibra optică”, a explicat coordonatorul cercetării, Sir David Payne.

Nanofibrele sunt create din două dintre cele mai obişnuite elemente din scoarţa Pământului (dioxid de siliciu şi oxigen), caracteristică ce face ca producerea lor să fie ieftină şi profitabilă. Mai mult, spre deosebire de nanotuburile din carbon sau grafen (numit materialul miraculos super rezistent şi super conductor, dar care nu îşi menţine rezistenţa decât dacă este confecţionat având dimensiuni reduse, de doar câţiva microni), nanofibrele de dioxid de siliciu pot fi create sub forma cablurilor lungi de mii de kilometri.

„De obicei, dacă creşti rezistenţa unei fibre, trebuie să îi măreşti diametrul şi greutatea. Cu toate acestea, cercetarea noastră a demonstrat că pe măsură ce scădem dimensiunile acestor nanofibre, rezistenţa lor creşte”, a declarat cercetătorul Gilberto Brambilla.

Cei cinci ani de cercetare nu s-au dovedit a fi tocmai simpli pentru oamenii de ştiinţă.

Nanofibrele „sunt de aproape 1.000 de ori mai subţiri decât firul de păr uman iar eu le manipulam cu mâinile goale. Mi-a luat ceva timp până m-am obişnuit, dar am reuşit să descopăr că pe măsură ce se micşorează, nanofibrele devin din ce în ce mai rezistente. De fapt, atunci câne ele devin foarte, foarte mici, încep să se comporte diferit. Nu mai sunt fragile şi nu mai pot fi distruse atât de uşor precum sticla, devenind ductile”, a mai explicat Brambilla .

Răsturnare de situaţie: populaţia lumii ar putea înregistra un declin dramatic în acest secol

În 2012, undeva pe această planetă s-a născut omul cu numărul 7 miliarde. Fiind adus pe lume într-o zi de martie, aşa cm arată estimările, pământeanul cu numărul 7 miliarde s-a alăturat unei populaţii care stresa deja planeta printr-o proastă gestionare a resurselor neregenerabile.

Estimările ONU arată că populaţia lumii va ajunge la 9 miliarde de oameni la mijlocul acestui secol, urmând să crească până în 2100 la 10.1 miliarde. Dar oare cât va dura această tendinţă?

Omenirii i-au trebuit 13 ani să crească de la 6 miliarde de oameni la cele 7 de acum, cu un an mai mult decât i-au trebuit să ajungă de la 5 miliarde la 6. Primele 2, 3, 4 şi 5 miliarde au fost atinse în 123, 33, 14 şi respectiv 13 ani. Cu alte cuvinte, rata de dezvoltare a populaţiei globale a fost încetinită, iar specialiştii se aştepta ca fenomenul să continue. Potrivit celor mai bune estimări ale experţilor, populaţia totală de pe Pământ va înceta să mai crească în cursul vieţii majorităţii oamenilor care trăiesc astăzi. Ulterior, numărul populaţiei va începe, treptat să scadă.

Declinul populaţiei va fi susţinut, în lumea dezvoltată, de problemele de fertilitate. În Germania, de exemplu, rata natalităţii a atins cel mai slab nivel din Europa, ea fiind de doar 1,36 de procente. Situaţia nu stă bine nici în alte ţări precum Italia (1,4) sau Spania (1,48). În acest ritm, până la sfârşitul secolului, populaţia Europei de Vest se va diminua de la 460 de milioane, la doar 350. Dacă această scădere vi se pare dramatică, trebuie să ştiţi că state precum China şi Rusia vor întâmpina o diminuare a populaţiei mult mai drastică. Estimările indică faptul că fiecare dintre populaţiile acestor state ar putea fi reduse la jumătate, în decursul următoarelor decenii. Problema este atât de serioasă încât Germania a şi creat un cuvânt prin care să o descrie „Schrumpf-Gessellschaft” (societatea care se contractă).

Chiar dacă situaţia nu este la fel de dură în America, ea începe să se contureze. Un raport publicat luna trecută de Pew Research Center reliefa că rata natalităţii în rândul imigranţilor din SUA au scăzut de la 102 naşteri la 1.000 de femei în 2007, la 87,8 naşteri la 1.000 de femei în 2012. În acest context, rata natalităţii totale din Statele Unite a ajuns la 64 de naşteri la 1.000 de femei, un număr mult prea mic pentru a susţine nivelul actual al populaţiei.

Mai mult, ţările sărace şi extrem de fertile se confruntă şi ele cu o scădere a ratei natalităţii. Din 1960 până în 2009, rata naşterilor din Mexic a scăzut de la 7,3 naşteri de copii vii la o femeie, la 2,4. În India, s-au înregistrat scăderi similare, de la 6 la 2,5 iar în Brazilia rata naşterilor a fost redusă de la 6,15 la 1,9. Chiar şi în Africa de Sud, acolo unde rata natalităţii rămâne de relativ 4,66, specialiştii susţin că fertilitatea va scădea îngrijorător până în 2070.

De ce se întâmplă acest lucru? Oamenii de ştiinţă care studiază dinamica populaţiei susţin că este vorba de un fenomen numit „tranziţie demografică”.

„Timp de sute de mii de ani, pentru ca omenirea să poată supravieţui epidemiilor, războaielor şi foametei, rata natalităţii trebuia să fie foarte crescută”, explică Warren Sanderson, profesor în cadrul Stony Brook University. În cele din urmă, mulţumită tehnologiei rata mortalităţii a început să scadă în Europa şi America de Nord iar numărul populaţiei a crescut. Însă, cu timpul, şi rata natalităţii a început să scadă iar populaţia s-a stabilizat.

„Tranziţia demografică este o un transfer între două stări diferite care se manifestă pe perioade lungi: de la rate crescute ale mortalităţii şi natalităţii, la rate scăzute ale mortalităţii şi implicit natalităţii”, a încheiat Sanderson.

NASA ne dă o veste bună: „Noile calcule arată că Apophis nu se va ciocni de Terra în 2036”

Oamenii de ştiinţă din cadrul Jet Propulsion Laboratory, un laborator al NASA, au anunţat că riscul ca asteroidul Apophis să lovească Pământul cu ocazia „vizitei” sale din 2036 este mult mai mic decât se credea până acum. Cercetătorii au folosit informaţiile noi obţinute cu ocazia trecerii asteroidului pe lângă Terra în cursul acestei săptămâni pentru a actualiza traiectoria acestuia.

Atunci când asteroidul Apophis a fost descoperit în 2004, cercetătorii au anunţat că există un risc de 2,7% ca acesta să se ciocnească de Pământ în 2029. Ulterior, datele obţinute în urma studierii amănunţite a asteroidului au dus la eliminarea acestui risc, dezvăluind însă existenţa unui risc de 1 la 250.000 ca Apophis să se ciocnească de Terra pe 13 aprilie 2036.

Acum, specialiştii NASA au descoperit că riscul unui impact în 2036 este mai mic decât se credea.

„Folosind noi date obţinute de observatoarele Magdalena Ridge şi Pan-STARRS, alături de datele oferite de Goldstone Solar System Radar, am ajuns la concluzia că riscul unui impact al asteroidului Apophis cu Terra în 2036 este de 1 la 1.000.000. Aşadar, putem elimina posibilitatea unei ciocniri”, a comentat Dan Yeomans, managerul programului Near-Earth Object din cadrul NASA. „De acum, singurul interes pe care cercetătorii îl vor avea faţă de asteroidul Apophis va fi unul pur ştiinţific”, a adăugat cercetătorul.

Pe 13 aprilie 2029, Apophis va stabili un record pentru un asteroid de asemenea dimensiuni (roca măsoară 325 de metri în diametru), trecând o distanţă de doar 31.300 de kilometri de suprafaţa Pământului.

Mult mai curând, un asteroid mai puţin cunoscut va trece şi mai aproape de Pământ. Pe 15 februarie anul acesta, 2012 DA14, un asteroid cu un diametru de 40 de metri, va „călători” la mai puţin de 30.000 de kilometri de suprafaţa Pământului, adică mai aproape decât sateliţii geostaţionari.

Specialiştii NASA afirmă că, în foarte scurt timp, programul dedicat detectării asteroizilor periculoşi pentru Terra va fi mai eficient ca niciodată. „Pe măsură ce noi telescoape sunt inaugurate, cele vechi sunt upgradate, iar metodele de calcul prin care stabilim orbitele asteroizilor devin mai bune, viaţa în programul Near-Earth Object Observations nu va fi niciodată plictisitoare”, a concluzionat Yeomans.

O nouă forţă fundamentală a Universului a fost descoperită în urma unei ciocniri galactice colosale

Urmărind cu atenţie masa unei ciocniri galactice colosale, astronomii par să fi descoperit un nou tip de forţă ce afectează doar materia neagră.

Rezultatele vin în urma studierii Musket Ball Cluster, un obiect ceresc vast aflat la aproximativ 5,23 miliarde de ani-lumină, în constelaţia Racului. Galaxiile sunt de obicei legate gravitaţional de alte galaxii, ceea ce duce la formarea unor clustere de galaxii gigantice. Clusterul Musket Ball este un exemplu a ceea ce se petrece atunci când două clustere galactice – fiecare dintre ele conţinând sute de galaxii – se ciocnesc.

Oamenii de ştiinţă ştiu că stelele vizibile din aceste galaxii compund doar 2% din masa totală a clusterului. Aproximativ 12% din masă este dată de gazul fierbinte, ce străluceşte în lungimile de undă ale razelor X, iar restul de 86% din masa clusterului este dată de materia neagră, care este invizibilă. Deoarece galaxiile reprezintă un procent foarte mic al masei totale a sistemului, iar spaţiul dintre ele este foarte mare, ele nu se „ciocnesc” cu adevărat. Cel mai probabil, galaxiile trec una pe lângă cealaltă pe măsură ce clusterele se unesc. În mare parte, doar gazul fierbinte se ciocneşte, ceea ce provoacă încetinirea sa şi îl face să rămână în urma galaxiilor.

Materia neagră este cartografiată cu ajutorul unui aspect interesant din teoriile gravitaţiei elaborate de Einstein. Conform teoriei relativităţii, câmpurile gravitaţionale ale obiectelor masive (precum galaxiile) curbează lumina. Dacă o galaxie de mari dimensiuni se găseşte în drumul unei surse de lumină ce se găseşte la o mare distanţă de Terra, observatorii de pe Pământ vor vedea această lumină distorsionată, de multe ori sub forma unui cerc, precum în imaginea de mai sus. Studiind modul în care lumina este distorsionată de Clusterul Musket Ball, oamenii de ştiinţă pot deduce locul în care se găseşte materia neagră.

Atunci când astronomii au calculat cu precizie locul în care se găseşte materia neargă, au descoperit ceva bizar: grămezile de materie neagră încetineau în raport cu galaxiile din cluster.

„Am observat o diferenţă de 19.000 de ani-lumină între galaxii şi materia neagră”, a explicat astronomul William Dawson de la Universitatea California, Davis.

Motivul pentru care această descoperire este ciudată este faptul că oamenii de ştiinţă nu cred că materia neagră interacţionează cu sine. Astfel, grupurile de materie neagră ar trebui să treacă pur şi simplu prin materia neagră cu care se „ciocneşte”, deplasându-se cu aceeaşi viteză cu care se deplasează şi galaxiile care nu se ciocnesc. În schimb, se pare că materia neagră se ciocneşte de ceva – poate chiar de altă materie neagră – şi încetineşte mai repede decât galaxiile. Ca materia neagră să poată interacţiona cu sine într-un mod neobişnuit, explică cercetătorii, ar fi nevoie de o „forţă neagră” care să afecteze materia neagră. Aceasta ar fi o nouă forţă fundamentală a universului, care s-ar adăuga celor patru forţe fundamentale cunoscute astăzi: gravitaţia, electromagnetismul şi forţele nucleare (tare şi slabă).

Cercetătorii au postulat de mai mult timp existenţa unei astfel de forţe, încercând chiar să o găsească cu ajutorul acceleratoarelor de particule. Dacă rezultatele lui Dawson vor fi confirmate, acestea se vor dovedi a fi prima dovadă observaţională a existenţei acestei forţe. „Forţa neagră” nu este inclusă în vreun model al fizicii, însă descoperirea sa ar putea ajuta la o mai bună înţelegere a comportamentului materiei negre.

Un astfel de comportament bizar este observat în cazul galaxiilor pitice şi a clusterelor de stele. Dacă materia neagră ar interacţiona doar cu gravitaţia, atunci ar trebui să se strângă în centrul acestor obiecte. Cu toate acestea, astronomii observă în mod repetat opusul: materia neagră din galaxiile pitice şi clusterele de stele este distribuită în mod egal. Dacă materia neagră poate interacţiona cu o „forţă neagră”, atunci este posibil să se ciocnească singură şi să se deplaseze precum un gaz fierbinte.

Descoperirea ar putea duce la un progres în domeniul „sectorului întunecat”, ce tratează o serie de forţe şi particule ipotetice, care nu afectează materia obişnuită. Deşi modelele concepute de cercetători pentru materia neagră tind să presupună că particulele sunt simple şi nu există forţe suplimentare, nu există niciun motiv ca acest lucru să fie adevărat. Dawson sugerează să ne imaginăm nişte oameni de ştiinţă extratereştri compuşi în exclusivitate din materie neagră care nici nu se gândesc materia noastră obişnuită are atâtea forţe şi interacţiuni complexe, pentru că nu le pot detecta.

Astronomul Douglas Finkbeiner de la Harvard este de acord că rezultatele sunt foarte interesante, având potenţialul de a aduce schimbări importante în fizică, însă nu este convins pe deplin. „Este important să luăm în calcul faptul că de fiecare dată când cineva a anunţat identificarea unor proprietăţi exotice a materiei negre s-a înşelat”, a explicat Finkbeiner. Cercetătorul s-a numărat şi ei printre cei „păcăliţi” de materia neagră. În 2008 acesta a luat parte la un studiu care părea să fi identificat „forţa neagră”, însă câţiva ani mai târziu rezultatele cercetării s-au dovedit a fi eronate.

Dawson ştie că rezultatele sale sunt preliminare, fiind şi el sceptic cu referire la ipoteza „forţei negre”. Echipa sa afrmă că sunt în proporţie de 85% siguri că ceea ce au observat se datorează faptului că materia neagră interacţionează cu ea însăşi.

„Poate în Las Vegas aceste cote ar fi bune, dar ca oameni de ştiinţă nu putem să facem anunţuri atât de importante cât timp există 15%-20% şanse ca rezultatele să se datoreze unor erori de măsurare”, spune Dawson. Curbarea luminii de către obiecte masive este dificil de observat, fiind posibil ca rezultatul să fie obţinut în urma unor erori de măsurare.

Acum, Dawson intenţionează să lucreze cu echipa sa pentru a analiza datele obţinute în urma altor coliziuni de clustere galactice. Dacă rezultatele observate în cazul altor coliziuni vor fi asemănătoare cu cele descoperite la Clusterul Musket Ball, atunci ipoteza „forţei negre” ar fi susţinută de noi date. Dacă nu, oamenii de ştiinţă vor fi nevoiţi să descopere altă rezolvare pentru misterul materiei negre din galaxiile pitice.