Κανόνας του δεξιού ή του αριστερού χεριού ;

Υπάρχουν δυο είδη διανυσματικών φυσικών μεγεθών. Τα «γνήσια διανύσματα»,όπως π.χ. η θέση ,  η ταχύτητα , η δύναμη , η ορμή , η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου  κ.α., η κατεύθυνση των οποίων δεν εξαρτάται από «κάποιο κανόνα δεξιού χεριού». Αυτά στα μαθηματικά ονομάζονται πολικά διανύσματα. Χαρακτηριστικό των πολικών διανυσμάτων είναι η κατοπτρική τους συμμετρία, όπως βλέπουμε στο παρακάτω σχήμα την σύνθεση των (πολικών) διανυσμάτων ταχύτητας.

Υπάρχουν και τα «ψευδοδιανύσματα», όπως π.x. η γωνιακή ταχύτητα , η ένταση του μαγνητικού πεδίου , η στροφορμή  κ.α., των οποίων η κατεύθυνση καθορίζεται από τον «κανόνα του δεξιού χεριού». Αυτά ονομάζονται αξονικά διανύσματα. Τα αξονικά διανύσματα δεν μετασχηματίζονται στις ανακλάσεις όπως τα πολικά. Για παράδειγμα δείτε το κατοπτρικό είδωλο της στροφορμής:
ή της γωνιακής ταχύτητας ενός περιστρεφόμενου δίσκου σε σχέση με το πολικό διάνυσμα μιας δύναμης
Η ένταση του μαγνητικού πεδίου, όπως είπαμε και παραπάνω είναι αξονικό διάνυσμα και δεν εμφανίζει κατοπτρική συμμετρία:

Η κατεύθυνση της έντασης μαγνητικού πεδίου κυκλικού ρευματοφόρου αγωγού καθορίζεται με τον κανόνα δεξιού χεριού

Όμως, οι φυσικά παρατηρούμενες ποσότητες στον ηλεκτρομαγνητισμό, δεν έχουν να κάνουν με κανόνες δεξιού και αριστερού χεριού. Οι ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις είναι συμμετρικές ως προς την ανάκλαση.

Κάθε φορά που υπολογίζουμε τις μαγνητικές δυνάμεις ανάμεσα σε δυο ρευματοφόρους αγωγούς, το αποτέλεσμα θα είναι το ίδιο είτε χρησιμοποιούμε κανόνα του δεξιού είτε αριστερού χεριού. Οι εξισώσεις μας οδηγούν πάντα και ανεξάρτητα από μια τέτοια σύμβαση στο τελικό αποτέλεσμα ότι τα παράλληλα ρεύματα ρεύματα έλκονται, ενώ τα αντιπαράλληλα απωθούνται (δοκιμάστε να υπολογίσετε τη δύναμη Laplace χρησιμοποιώντας κανόνες αριστερού χεριού). Μια δύναμη έλξης ή άπωσης είναι ένα πολικό διάνυσμα.

Αυτό συμβαίνει, επειδή κατά την περιγραφή της αλληλεπίδρασης π.χ. των παράλληλων ηλεκτρικών ρευμάτων, χρησιμοποιούμε δυο φορές τον κανόνα του δεξιού χεριού, μια για να βρούμε την φορά της έντασης του το μαγνητικό πεδίο Β και μια για να βρούμε την δύναμη Laplace που ασκεί αυτό το πεδίο στον ρευματοφόρο αγωγό. Αλλά το να χρησιμοποιήσουμε δυο φορές τον κανόνα του δεξιού χεριού, είναι το ίδιο με το να χρησιμοποιήσουμε δυο φορές τον κανόνα του αριστερού χεριού.

Αν επιθυμούσαμε να αλλάξουμε τη σύμβασή μας χρησιμοποιώντας τον κανόνα του αριστερού χεριού, όλα τα μαγνητικά πεδία θα είχαν αντιστραφεί, αλλά όλες οι δυνάμεις ή καλύτερα, όλες οι παρατηρούμενες επιταχύνσεις των σωματιδίων, θα παρέμεναν αμετάβλητες.

Παρότι οι φυσικοί από την δεκαετία του 1950 είχαν ανακαλύψει προς μεγάλη τους έκπληξη, πως δεν είναι όλοι οι νόμοι της φυσικής αναλλοίωτοι ως προς την κατοπτρική ανάκλαση, οι νόμοι του ηλεκτρομαγνητισμού, διαθέτουν αυτή την βασική συμμετρία.

πηγή: http://www.feynmanlectures.caltech.edu

Μια εντυπωσιακή απεικόνιση μαύρης τρύπας από τη NASA

Για πρώτη φορά στην ιστορία της αστρονομίας τον περασμένο Απρίλιο είδαμε την πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας ή πιο συγκεκριμένα αυτό που υπάρχει γύρω από μια μαύρη τρύπα. Επρόκειτο για την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία του γαλαξία Messier 87 με μάζα 6,5 δισεκατομμύρια φορές την μάζα του Ήλιου και διάμετρο 40 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, σε απόσταση 52 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Όταν μια μαύρη τρύπα, δεν είναι απομονωμένη αλλά περιβάλλεται από αέριο ή σκόνη, τότε η ύλη αυτή έλκεται με τέτοιο τρόπο που αρχίζει να περιφέρεται γύρω της. Όμως τα πλησιέστερα προς την μαύρη τρύπα στρώματα κινούνται γρηγορότερα και αναπτύσσεται τριβή μεταξύ των διαδοχικών στρωμάτων έτσι ώστε το υλικό να θερμαίνεται και να εκπέμπει έντονο φως. Επομένως στις μαύρες τρύπες που περιβάλλονται από αέρια και σκόνη, δημιουργείται ένας φωτοβόλος δίσκος.

Η πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας στην ιστορία της ανθρωπότητας. Βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία Messier 87, που απέχει 52 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Το έντονο πορτοκαλί χρώμα που φαίνεται στην φωτογραφία της μαύρης τρύπας είναι ο επονομαζόμενος δίσκος προσαύξησης. Και το μαύρο στο μέσον είναι η σκιά της μαύρης τρύπας. Η σκιά προκαλείται από το φως που κάμπτεται εξαιτίας της βαρύτητας της μαύρης τρύπας και παγιδεύεται στον ορίζοντα των γεγονότων (διαβάστε περισσότερα: «Αυτή είναι η πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας»). Όμως, η εν λόγω φωτογραφία μαύρης τρύπας, παρότι ένα πραγματικά εντυπωσιακό επίτευγμα της επιστημονικής εφευρετικότητας, είναι σχετικά χαμηλής ανάλυσης.

Μια νέα προσομοίωση της ΝASA μας δείχνει τι παραπάνω θα μπορούσαμε να δούμε σε εικόνες υψηλής ανάλυσης μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας (όπως αυτή στο κέντρο του γαλαξία Messier 87):
Για την ιστορία, η πρώτη εικόνα προσομοίωσης μιας μαύρης τρύπας, έγινε το 1978 με την βοήθεια ενός υπολογιστή IBM 7040, από τον Γάλλο αστροφυσικό Jean-Pierre Luminet, και μοιάζει αρκετά με την προσομοίωση της NASA:
πηγή: https://www.sciencealert.com/this-new-nasa-visualisation-of-a-black-hole-is-so-beautiful-we-could-cry

Μυστηριώδεις μαγνητικοί παλμοί εντοπίστηκαν στον Άρη

Κατά την διάρκεια της νύχτας στον Άρη το μαγνητικό πεδίο του κάποιες φορές αρχίζει να πάλλεται με τρόπους που δεν είχαν παρατηρηθεί ποτέ στο παρελθόν- και το αίτιο είναι εντελώς άγνωστο.

Όπως αναφέρει το National Geographic, πρόκειται για μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα ανακάλυψη του InSight της NASA, το οποίο προσεδαφίστηκε τον Νοέμβριο του 2018 και έκτοτε συλλέγει στοιχεία για την καλύτερη κατανόηση του πλανήτη. Σε μια σειρά παρουσιάσεων που έγιναν σε κοινή συνάντηση του European Planetary Science Congress και της American Astronomical Society, αρχικά δεδομένα δείχνουν πως κάτι περίεργο συμβαίνει με τους μαγνητικούς «μηχανισμούς» του Άρη.

Πέρα από τους ανεξήγητους παλμούς, τα δεδομένα του InSight δείχνουν πως o φλοιός του Άρη είναι πολύ ισχυρότερος μαγνητικά από ό,τι πιστευόταν ως τώρα. Επιπλέον, το σκάφος εντόπισε ένα περιέργως ηλεκτρικά αγώγιμο στρώμα, πάχους περίπου 4 χλμ, βαθιά κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη. Αν και είναι ακόμα νωρίς για να εξαχθούν συμπεράσματα με βεβαιότητα, υπάρχει περίπτωση το στρώμα αυτό να είναι ένα μεγάλο απόθεμα νερού σε υγρή μορφή.

Στη Γη, το εδαφικό νερό είναι πρακτικά μια «κρυμμένη θάλασσα», που είναι κλεισμένη σε άμμο, έδαφος και βράχους. Εάν κάτι τέτοιο διαπιστωθεί πως υπάρχει και στον Άρη, θα είναι ιδιαίτερα σημαντικό από πολλές απόψεις, και ειδικά όσον αφορά στις (πιθανές) δυνατότητές του να υποστηρίξει την παρουσία ζωής στο παρελθόν ή στο παρόν.

Η Γη έχει ένα μεγάλο μαγνητικό πεδίο χάρη στην περιστροφή και στην παρουσία υγρού στον εξώτερο πυρήνα της. Είναι γνωστό πως το πεδίο αυτό υπάρχει από πολύ παλιά, και ότι έχει υποστεί μεταβολές με το πέρασμα των γεωλογικών περιόδων, όπως προκύπτει από τη μελέτη συγκεκριμένων ορυκτών στον φλοιό του πλανήτη μας. Η ιστορία του μαγνητικού πεδίου του Άρη είναι αντίστοιχα «αποθηκευμένη» στον φλοιό του, κάτι που είχε διαπιστωθεί το 1997 χάρη στο Mars Global Surveyor.

To μαγνητόμετρο του InSight, που ήταν το πρώτο που τοποθετήθηκε στην επιφάνεια του Άρη, έδωσε στους επιστήμονες τα καλύτερα στοιχεία μέχρι τώρα σχετικά με το μαγνητικό πεδίο του φλοιού- και αυτά προκάλεσαν έκπληξη, καθώς το μαγνητικό πεδίο κοντά στο σκάφος ήταν περίπου 20 φορές πιο ισχυρό από ό,τι αναμενόταν. Επίσης, διαπιστώθηκε πως το πεδίο κοντά στη θέση του InSight αναταρασσόταν σποραδικά. Οι παλμοί αυτοί είναι αναταράξεις στην ένταση ή την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, και δεν είναι εντελώς ασυνήθιστοι, καθώς συμβαίνουν στη Γη και έχουν παρατηρηθεί στον Άρη εξαιτίας δραστηριότητας της ατμόσφαιρας, ηλιακού ανέμου κ.α. Ωστόσο, μεγάλα ερωτηματικά δημιουργεί το «timing» τους: Συμβαίνουν τα μεσάνυχτα του Άρη, σαν να «ενεργοποιούνται» από κάποιο αόρατο χρονόμετρο. Αν και δεν έχει εξηγηθεί, υπάρχει μια θεωρία: Ο Άρης δεν έχει ισχυρό πλανητικό μαγνητικό πεδίο πλέον, ωστόσο περιβάλλεται από μια αδύναμη μαγνητική «φούσκα» που δημιουργείται καθώς ο ηλιακός άνεμος αλληλεπιδρά με τη λεπτή του ατμόσφαιρα. Η «φούσκα» αυτή συμπιέζεται με το μαγνητικό πεδίο του ηλιακού ανέμου, με αποτέλεσμα μέρος της «φούσκας» να παίρνει τη μορφή ουράς. Τα μεσάνυχτα, η θέση του InSight ευθυγραμμίζεται με αυτή την ουρά, και τότε η «ουρά» μπορεί να αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο της επιφάνειας, προκαλώντας το φαινόμενο.

πηγή: https://www.naftemporiki.gr/story/1517555/mustiriodeis-magnitikoi-palmoi-entopistikan-ston-ari

Ο «νέος» περιοδικός πίνακας που δείχνει ποια στοιχεία θα εξαφανιστούν

… από την Γη τα επόμενα 100 χρόνια

Σ’ αυτόν τον περιοδικό πίνακα το μέγεθος των «κουτιών» που περιέχουν το κάθε στοιχείο είναι ανάλογο με την αφθονία του στοιχείου στη Γη. Το χρώμα του κουτιού μας δείχνει ποια στοιχεία κινδυνεύουν να εξαφανιστούν στο μέλλον και ποια όχι. Για παράδειγμα, το οξυγόνο είναι άφθονο, ενώ το ίνδιο και το ήλιο μπορεί σύντομα να γίνουν πολύ σπάνια, εξαιτίας της αλόγιστης χρήσης τους: το ίνδιο στα έξυπνα κινητά και το ήλιο … στα μπαλόνια των πάρτι.
Παρατηρείστε πόσα στοιχεία του πίνακα χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των κινητών τηλεφώνων!

Τον νέο περιοδικό πίνακα έδωσε στην δημοσιότητα η European Chemical Society (ή EuChemS), η οποία εκπροσωπεί περισσότερους από 160,000 χημικούς, λόγω της συμπλήρωσης 150 χρόνων από την δημοσίευση του πρώτου περιοδικού πίνακα στοιχείων από τον Ρώσο χημικό Dmitri Mendeleev, το 1869.

Ο Περιοδικός Πίνακας τον οποίο δημοσίευσε to 1869 ο Μεντελέγιεφ δυο εβδομάδες μετά το όνειρό του στην ιστορική εργασία του «Ένα προτεινόμενο σύστημα για τα στοιχεία»

Φωτογραφίες αεροπλάνων που «σπάνε» το φράγμα του ήχου

«Ποτέ δεν πιστεύαμε ότι (οι φωτογραφίες) θα ήταν τόσο καθαρές, τόσο όμορφες», δηλώνει ο Τζέι Τι Χάινεκ, φυσικός της NASA.
Οι επιστήμονες της NASA για πρώτη φορά κατάφεραν να αποτυπώσουν τη στιγμή που υπερηχητικά μαχητικά T-38 «σπάνε» το φράγμα του ήχου.
Η συγκεκριμένη φωτογραφική τεχνική αναπτυσσόταν για πάνω από 10 χρόνια από τους επιστήμονες της NASA. Ένα αεροσκάφος B-200 King Air φωτογράφιζε τα μαχητικά από απόσταση 2.000 ποδιών και σε ύψος 30.000 ποδιών. Οι κάμερες φωτογράφιζαν το ταξίδι τους με 1.200 καρέ το δευτερόλεπτο.
«Είμαι εκστασιασμένος με το πόσο καλά βγήκαν οι φωτογραφίες», τονίζει ο Χάινεκ.

Ο νόμος της επαγωγής του Faraday

Όταν τo 1820 o Δανός Hans Christian Oersted παρατήρησε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο, ανακαλύπτοντας έτσι πειραματικά το φαινόμενο του ηλεκτρομαγνητισμού, άνοιξε ένα νέο πεδίο επιστημονικής έρευνας σε όλη την Ευρώπη. Και ο Βρετανός Michael Faraday-Faraday είχε τεράστια συμβολή σ’ αυτό.
Στις 3 Σεπτεμβρίου 1821, ξεκίνησε μια σειρά πειραμάτων μέσα από τα οποία ανακάλυψε την αρχή λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα. Στα επόμενα χρόνια τον βασάνιζε το ερώτημα, αν το ηλεκτρικό ρεύμα που διέρρεε έναν αγωγό, θα μπορούσε να δημιουργήσει ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν δεύτερο γειτονικό αγωγό (αν δηλαδή το μαγνητικό πεδίο μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρικό ρεύμα).

Το εργαστήριο του Faraday

Στις 29 Αυγούστου 1831 (σαν σήμερα) κατάφερε να το αποδείξει πειραματικά, χρησιμοποιώντας έναν σιδερένιο δακτύλιο διαμέτρου 6 ιντσών, γύρω από τον οποίο τυλίχθηκαν πηνία από χάλκινο σύρμα. Στο παρακάτω σχήμα βλέπουμε το κύκλωμα της διάταξης του Faraday. Όταν έκλεινε (ή άνοιγε) ο διακόπτης, περνούσε (ή διακόπτονταν) το ηλεκτρικό ρεύμα στο πρώτο πηνίο, με αποτέλεσμα την μεταβολή της μαγνητικής ροής που διέσχιζε το δεύτερο πηνίο και την δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος που κατέγραφε το γαλβανόμετρο.

Το επαγωγικό ρεύμα στο δεύτερο πηνίο είχε τέτοια φορά ώστε το μαγνητικό πεδίο του δεύτερο πηνίου να είναι αντιτίθεται στην μεταβολή του μαγνητικού πεδίου του πρώτου πηνίου. Το φαινόμενο αυτό ονομάστηκε ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και η κατασκευή του Faraday ήταν στην ουσία ο πρώτος μετασχηματιστής.

Φήμες λένε πως όλες αυτές οι «ανούσιες» ανακαλύψεις του 19ου αιώνα θα διδαχθούν φέτος για πρώτη φορά μετά από πολλά χρόνια στο Λύκεια της χώρας μας.
Τα παλιά χρόνια λοιπόν, πριν τον εκσυγχρονισμό της μέσης εκπαίδευσης και την προσαρμογή της στην βαριά βιομηχανία της χώρας, ο νόμος της επαγωγής (ή νόμος Faraday-Henry) διατυπωνόταν στα σχολικά βιβλία ως εξής:
Η ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή που δημιουργείται σε ένα πηνίο είναι ανάλογη με το ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής ΔΦ/Δt και ανάλογη με τον αριθμό Ν των σπειρών του πηνίου

Ɛ=–Ν·ΔΦ/Δt

Η σημασία του αρνητικού προσήμου δικαιολογείτο με τον κανόνα Lenz: Το επαγωγικό ρεύμα έχει τέτοια φορά ώστε το μαγνητικό του πεδίο να αντιτίθεται στο αίτιο που το προκάλεσε.
Μια πιο προχωρημένη μαθηματική διατύπωση του νόμου της επαγωγής είναι η εξής: ένα μαγνητικό πεδίο που μεταβάλλεται με τον χρόνο δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο, τέτοιο ώστε η κυκλοφορία του (αλλιώς, η ηλεκτρεγερτική δύναμη) κατά μήκος ενός αυθαίρετου κλειστού δρόμου, να ισούται με τον (αρνητικό) ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής μέσα από μια επιφάνεια που ορίζεται από τον δρόμο.

Σε ολοκληρωτική μορφή ο νόμος γράφεται:

και σε διαφορική μορφή:

Με λίγα λόγια, το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο δημιουργεί μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο.

Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής προσφέρεται πάντα για εντυπωσιακά πειράματα, με αιωρούμενους μεταλλικούς δακτυλίους και πηνία ή το άναμμα μιας λάμπας εξ’ αποστάσεως (μιας λάμπας συνδεδεμένης με πηνίο στο οποίο πλησιάζει ή απομακρύνεται ένας μαγνήτης).
Αν και το είχα αναρτήσει παλιότερα, αξίζει σήμερα που η ανακάλυψη του Faraday συμπληρώνει 188 χρόνια ακριβώς, να ξαναδούμε το βίντεο με το μάλλον εντυπωσιακότερο πείραμα επαγωγής. Ένας δίσκος ενός χιλιογράμμου αιωρείται πάνω από ένα τεράστιο πηνίο που τροφοδοτείται με ισχυρότατο εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Το «κερασάκι στην τούρτα» είναι το αυτοσχέδιο φωτιστικό που ανάβει επίσης λόγω επαγωγής:

πηγή: https://www.aps.org/publications/apsnews/200108/history.cfm

H δύναμη Lorentz και το φαινόμενο της επαγωγής σε κινούμενο αγωγό

Ένα πρόβλημα (χωρίς πολλά μαθηματικά, αλλά με απλή και ουσιαστική φυσική) στο πλαίσιο της νέας ύλης του ηλεκτρομαγνητισμού που θα διδαχθεί φέτος στην Γ’ Λυκείου:

A. Είναι γνωστό από την θεωρία πως ένας ευθύγραμμος ρευματοφόρος αγωγός μήκους Δx που βρίσκεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β, κάθετα στις δυναμικές γραμμές του πεδίου, δέχεται δύναμη Laplace μέτρου F = B·I· Δx, όπου Ι η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό.
Το ηλεκτρικό ρεύμα στο εσωτερικό του αγωγού οφείλεται στην κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Υποθέστε ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται με σταθερή ταχύτητα υ κατά μήκος του αγωγού. Δεδομένου ότι η δύναμη Laplace είναι η συνισταμένη των δυνάμεων που το μαγνητικό πεδίο ασκεί στα κινούμενα ηλεκτρόνια, να δείξετε ότι το μέτρο της δύναμης που ασκείται σε κάθε κινούμενο ηλεκτρόνιο είναι:

F_L=Bυq_e

όπου q_e το φορτίο του ηλεκτρονίου. (H δύναμη που δέχεται κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο σε μαγνητικό πεδίο ονομάζεται δύναμη Lorentz).
B. Μια μεταλλική ράβδος μήκους L κινείται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β, με ταχύτητα υ που είναι κάθετη στον άξονά της και κάθετη στις δυναμικές γραμμές του ομογενούς μαγνητικού πεδίου όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Να δείξετε ότι στη ράβδο αναπτύσσεται ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή που υπολογίζεται από την εξίσωση:

Ε_επ=ΒυL

Απάντηση:
Α. Έστω Ν ο αριθμός των ηλεκτρονίων που διέρχονται από μια τομή του αγωγού σε χρονικό διάστημα Δt. Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό είναι: Ι=ΔQ/Δt=(Ν·q_e)/Δt και η δύναμη Laplace θα είναι F = B·I·Δx=Ν·Β· q_e·(Δx/Δt)=N(Bυq_e). Eπομένως η δύναμη που δέχεται κάθε ηλεκτρόνιο είναι F_L=Bυq_e  (1)
Β. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια του αγωγού δέχονται δύναμη F_L = Bυq_e και φορτίζουν αρνητικά το πάνω άκρο της ράβδου, ενώ το κάτω άκρο φορτίζεται θετικά (παρόμοια δύναμη δέχονται και τα ιόντα της ράβδου που θα προκύψουν από την μετακίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων, αλλά αυτά παραμένουν ακλόνητα στο μεταλλικό πλέγμα). Με την διαδικασία αυτή στο εσωτερικό της ράβδου δημιουργείται ομογενές ηλεκτρικό πεδίο (κάτι ανάλογο με τον φορτισμένο πυκνωτή). Το ηλεκτρικό πεδίο με τη σειρά του ασκεί σε κάθε ελεύθερο ηλεκτρόνιο δύναμη F_Ε=Eq_e, όπου Ε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. Όμως η δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου συνεπάγεται την εμφάνιση διαφοράς δυναμικού V_επ=Ε·L, oπότε
F_Ε = (V_επ/L)q_e   (2)
Καθώς όλο και περισσότερα ηλεκτρόνια συσσωρεύονται στο πάνω άκρο της ράβδου, η ένταση Ε του ηλεκτρικού πεδίου αυξάνεται συνεχώς προκαλώντας αύξηση της δύναμης F_Ε. Όπως βλέπουμε και στο σχήμα η δύναμη F_Ε αντιτίθεται στην κίνηση των ηλεκτρονίων προς το πάνω μέρος της ράβδου. Έτσι, σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα οι δυνάμεις F_Ε και F_L αποκτούν ίσα μέτρα, οπότε σταματάει η κίνηση των ηλεκτρονίων και η χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις (1) και (2) προκύπτει η διαφορά δυναμικού V_επ μεταξύ των άκρων της ράβδου:  V_επ=ΒυL
H ράβδος συμπεριφέρεται ως ηλεκτρική πηγή με ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε_επ=V_επ=ΒυL και αν τα άκρα της συνδεθούν με αγωγό, ώστε να σχηματιστεί κλειστό κύκλωμα, αυτό θα διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα.

Τι συνέβη την ημέρα που έπεσε στη Γη ο μετεωρίτης ο οποίος εξαφάνισε τους δεινόσαυρους

Τα νέα στοιχεία που ανακάλυψαν οι επιστήμονες.

Όταν ο μετεωρίτης που προκάλεσε την εξαφάνιση των δεινοσαύρων συγκρούστηκε με τον πλανήτη μας προκάλεσε πυρκαγιές και τσουνάμι και πέταξε τόσο μεγάλη ποσότητα θείου στην ατμόσφαιρα που «κρύφτηκε» ο ήλιος- με αποτέλεσμα μεγάλη πτώση της θερμοκρασίας, η οποία εν τέλει σήμανε το τέλος των δεινοσαύρων: Αυτό είναι το σενάριο το οποίο υποστηρίζουν οι περισσότεροι επιστήμονες, και νέα μελέτη της οποίας ηγήθηκε το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν το επιβεβαιώνει, χάρη στην ανακάλυψη ακλόνητων στοιχείων στους βράχους που γέμισαν τον κρατήρα μέσα στις πρώτες 24 ώρες μετά την πρόσκρουση.

Τα στοιχεία αυτά περιλαμβάνουν ίχνη από ξυλάνθρακα, όγκους βράχων από το τσουνάμι και (ύποπτη) απουσία θείου. Όλα αυτά εντάσσονται σε ένα «αρχείο» βράχων που παρέχει την πλέον λεπτομερή εικόνα για την καταστροφή που σήμανε το τέλος της εποχής των δεινοσαύρων, σύμφωνα με τον Σον Γκούλικ, ερευνητή του UTIG (University of Texas Institute for Geophysics).

«Είναι ένα εκτεταμένο αρχείο των γεγονότων που ήμασταν σε θέση να ανακτήσουμε από το εσωτερικό του “σημείου μηδέν”» είπε ο Γκούλικ, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης και του International Ocean Discovery Program το 2016, κατά την οποία ανασύρθηκαν οι βράχοι από το σημείο πρόσκρουσης στη Χερσόνησο Γιουκατάν.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences στις 9 Σεπτεμβρίου και βασίζεται σε προηγούμενη έρευνα σχετικά με τον σχηματισμό του κρατήρα και την ανάκαμψη της ζωής στο σημείο.

Το περισσότερο από το υλικό που γέμισε τον κρατήρα μέσα στις ώρες μετά τη σύγκρουση δημιουργήθηκε επί τόπου ή παρασύρθηκε από τα νερά της θάλασσας που εισήλθαν σε αυτόν από τον Κόλπο του Μεξικού. Η διαδικασία αυτή έλαβε χώρα με ταχύτατους ρυθμούς για τα γεωλογικά δεδομένα, και ως εκ τούτου δίνει πολύτιμες πληροφορίες για τις επιπτώσεις του γεγονότος που προκάλεσε την εξαφάνιση του 75% της ζωής στον πλανήτη.

Ο Γκούλικ κάνει λόγο για μια βραχυχρόνια «κόλαση» σε τοπικό επίπεδο, που ακολουθήθηκε από μια μακρά περίοδο παγκόσμιας πτώσης της θερμοκρασίας. «Τους τηγανίσαμε και μετά τους παγώσαμε» είπε ο ίδιος. «Δεν πέθαναν όλοι οι δεινόσαυροι εκείνη την ημέρα- μα πολλοί πέθαναν».

Επιστήμονες υπολογίζουν πως ο αστεροειδής χτύπησε με τη δύναμη 10 δισεκατομμυρίων ατομικών βομβών αντίστοιχων αυτών που χρησιμοποιήθηκαν στον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο. Η έκρηξη είχε ως αποτέλεσμα να πιάσουν φωτιά δέντρα και φυτά που ήταν χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά και προκάλεσε ένα πελώριο τσουνάμι που έφτασε βαθιά στην ενδοχώρα. Μέσα στον κρατήρα, οι ερευνητές βρήκαν ξυλάνθρακα και ένα χημικό ίχνος που σχετίζεται με μύκητες εδάφους, μέσα ή πάνω σε στρώματα άμμου που δείχνει σημάδια εναπόθεσης από νερά. Αυτό με τη σειρά του δείχνει πως υλικά από τη ρημαγμένη γύρω περιοχή παρασύρθηκαν στον κρατήρα με τα νερά που υποχωρούσαν λόγω του τσουνάμι.

Ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα της έρευνας πάντως ήταν είχε να κάνει όχι με παρουσία, αλλά με απουσία: Η περιοχή γύρω από τον κρατήρα είναι γεμάτη βράχια πλούσια σε θειάφι. Ωστόσο, στον πυρήνα δεν υπήρχε θείο. Το εύρημα αυτό υποστηρίζει τη θεωρία ότι η πρόσκρουση του αστεροειδούς είχε ως αποτέλεσμα να εξατμιστούν τα θειούχα ορυκτά που υπήρχαν στο σημείο και να απελευθερωθεί το θείο στην ατμόσφαιρα, με δραματικές επιπτώσεις στο κλίμα της Γης, καθώς εμπόδιζε το φως του ήλιου και προκάλεσε πτώση της θερμοκρασίας. Εκτιμάται πως κατά την πρόσκρουση εκλύθηκαν περίπου 325 δισεκατομμύρια μετρικοί τόνοι.

Αν και η πρόσκρουση του αστεροειδούς προκάλεσε τρομακτική καταστροφή σε τοπικό επίπεδο, ήταν η κλιματική αλλαγή αλλαγή σε παγκόσμιο επίπεδο που εξαφάνισε τους δεινοσαύρους- και μαζί τους και μεγάλο μέρος των ειδών που υπήρχαν τότε στον πλανήτη.

Συνθήκες έλλειψης βαρύτητας εναντίον καρκίνου

Ένα φιλόδοξο πείραμα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

Καρκινικά κύτταρα στο διάστημα σκοπεύει να στείλει Αυστραλός ερευνητής που ειδικεύεται στον κλάδο της διαστημικής ιατρικής, ύστερα από δοκιμές στη Γη οι οποίες δείχνουν πως επηρεάζονται δραστικά σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας.

«Μας συναρπάζει πολύ το πού οδεύει αυτή η έρευνα και, το πιο σημαντικό, τις επιπτώσεις που μπορεί να έχει στην κοινωνία» είπε ο Δρ. Τζόσου Τσου στο ABC.

Τα κύτταρα θα τοποθετηθούν σε μια μικρή συσκευή, μεγέθους μικρότερου από κουτί με χαρτομάντηλα, και θα αποσταλούν σε τροχιά, στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Δεν είναι γνωστό γιατί τα καρκινικά κύτταρα συμπεριφέρονται διαφορετικά στο διάστημα, μα ελπίζεται πως το πείραμα θα οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση της νόσου και των τρόπων αντιμετώπισής της.

Η ιδέα προέκυψε όταν ο Τσου και ένας από τους φοιτητές του, ο Άντονι Κιρόλος, ανακάλυψαν πως ένας εξομοιωτής μικρο-βαρύτητας στο εργαστήριό τους, στο University of Technology Sydney (UTS) είχε αξιοσημείωτες επιπτώσεις στα καρκινικά κύτταρα.

«Βάλαμε τέσσερα διαφορετικά είδη καρκίνου- των ωοθηκών, του μαστού, της μύτης και των πνευμόνων» σημείωσε ο Τσου. «Αυτό που διαπιστώσαμε ήταν πως, σε 24 ώρες σε συνθήκες μικροβαρύτητας, το 80%-90% των καρκινικών κυττάρων πεθαίνουν χωρίς θεραπεία με φάρμακα. Αυτό απλά σε περιβάλλον έλλειψης βαρύτητας».

Ο Τσου και ο Κιρόλος θεωρούν πως η μειωμένη βαρύτητα σκοτώνει τα καρκινικά κύτταρα επειδή τα εμποδίζει να επικοινωνούν μεταξύ τους. «Όταν είμαστε στο διάστημα, αυτό που συμβαίνει στο σώμα είναι ότι τα κύτταρά σου αρχίζουν να βιώνουν αυτή την κατάσταση που αποκαλούμε μηχανική εκφόρτωση» είπε ο Τσου. «Σημαίνει ότι υπάρχει έλλειψη δύναμης επειδή δεν υπάρχει βαρύτητα. Αυτό πρακτικά επηρεάζει το πώς κινούνται τα κύτταρα, πώς λειτουργούν και επίσης καθορίζει την επιβιωσιμότητά τους. Η θεωρία μας είναι πως δεν μπορούν πλέον να αντιληθούν το περιβάλλον τους, και ως εκ τούτου τα κύτταρα μπαίνουν σε κατάσταση απόπτωσης, ή κυτταρικού θανάτου».

«Αν έχετε ανεβεί ποτέ σε rollercoaster, έχετε αυτή την αίσθηση στο στομάχι σας πως πέφτετε…πρακτικά θέλουμε τα κύτταρα να το βιώνουν αυτό συνέχεια» είπε ο Κιρόλος στο 7.30.

Τα είδη καρκίνου που αποστέλλονται στο διάστημα είναι κάποια από τα πλέον ανθεκτικά, και, σύμφωνα με τους ερευνητές, υπήρξαν κάποια «ενδιαφέροντα αποτελέσματα» με αυτά.

Τα καρκινικά κύτταρα θα σταλούν στο διάστημα με εκτόξευση πυραύλου μέσα στο επόμενο έτος, και το συνολικό κόστος του πειράματος/ εγχειρήματος είναι περίπου 200.000 δολάρια. Ο Τσου ελπίζει πως θα μπορέσει να αναπαράγει τα αποτελέσματα των εργαστηριακών πειραμάτων του στο διάστημα, ανοίγοντας νέους δρόμους στην αντιμετώπιση του καρκίνου. «Όπως το σκέφτομαι, δεν προορίζεται να αποτελέσει θεραπεία, τη “σφαίρα” που θα νικήσει τον καρκίνο, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί παράλληλα με υπάρχουσες θεραπείες…για να αυξήσει την αποτελεσματικότητά τους» σημείωσε ο ίδιος.

πηγή: https://www.naftemporiki.gr/story/1511233/elleipsi-barutitas-enantion-karkinou-ena-filodokso-peirama-ston-diethni-diastimiko-stathmo –
https://www.abc.net.au/news/2019-08-27/space-cancer-frontier-uts-cells/11454430