13 Enigme Ale ºtiinþei, traducere din NewScientist Optiuni

[Erwin]

Am tradus acest articol apãrut cu doi ani în urmã în revista New Scientist ºi aº vrea sã discutãm pe marginea lor, dacã aveþi idei, pãreri sau cunoaºteþi mai multe despre ele...

1. Efectul placebo

Nu încercaþi asta acasã. De câteva ori pe zi, pentru câteva zile, se provoacã durere cuiva. Se controleazã durerea cu morfinã pânã în ultima zi a experimentului, când se înlocuieºte morfina cu o soluþie salinã. Ghici ce se întâmplã? Soluþia salinã calmeazã durerea.

Acesta este efectul placebo: cumva, câteodatã, o mulþime de nimicuri pot fi foarte puternice. Doar cã nu sunt chiar nimicuri. Când Fabrizio Benedetti de la Universitatea Turin din Italia a fãcut experimentul, a adãugat la final nalaxonã, o substanþã care blocheazã efectul morfinei în soluþia salinã. Rezultatul ºocant? Puterea de calmant a soluþiei saline a dispãrut.

Ce s-a întâmplat? Medicii cunosc efectul placebo de zeci de ani ºi rezultatele cu naloxona par sã arate cã efectul placebo este biochimic. Dar, în afarã de asta, pur ºi simplu nu ºtim.

Benedetti a arãtat între timp cã un placebo salin poate de asemenea reduce tremurãturile ºi înþepenirea muºchilor la suferinzii de Parkinson (Nature Neuroscience, vol 7, p.587). El ºi echipa lui au mãsurat activitatea neuronilor din creierul pacienþilor pe mãsurã ce au administrat soluþia salinã. Au descoperit cã neuroni individuali din nucleul subtalamic (o zonã obiºnuitã pentru încercãrile chirurgicale de ameliorare a simptomelor sindromului Parkinson) au început sã se activeze mai rar când soluþia a fost administratã ºi mai puþine rafale de activãri – o altã caracteristicã asociatã cu Parkinson. Activitatea neuronalã a descrescut în acelaºi timp în care simptomele s-au ameliorat: în mod sigur soluþia salinã are un efect.

Avem multe de învãþat despre ce se întâmplã aici, a zis Benedetti, dar un lucru este clar: mintea poate influenþa biochimia organismului. „Relaþia dintre aºteptãri ºi efectul terapeutic este o cale potrivitã de a înþelege interacþiunea minte-corp” a zis el. Cercetãtorii au acum nevoie sã identifice când ºi unde efectul placebo funcþioneazã. Pot fi multe boli în care nu are nici un efect. Poate exista un mecanism comun în diferite boli. Încã nu ºtim.

2. Problema orizontului

Universul nostru pare incredibil de uniform. Privind spaþiul de la un capãt la altul al universului vizibil, vedem cã radiaþia de fond de microunde care umple cosmosul este la aceeaºi temperaturã pretutindeni. Nu e nimic surprinzãtor pânã ce nu considerãm cã cele douã margini sunt la aproape 28 miliarde de ani luminã depãrtare iar universul nostru nu are mai mult de 14 miliarde de ani.

Nimic nu poate cãlãtori mai repede decât lumina, aºa cã nu existã nici o cale prin care radiaþia termicã sã strãbatã cele douã orizonturi ºi sã uniformizeze punctele fierbinþi ºi reci create în Big Bang ºi sã lase echilibrul termic pe care îl vedem azi.

Aceastã problemã a orizontului dã bãtãi de cap cosmologiºtilor , atât de mari încât au fost nevoiþi sã apeleze la soluþii cam ciudate. „Inflaþia” spre exemplu.

Am putea soluþiona problema orizontului dacã universul s-ar expanda foarte repede pentru o vreme, imediat dupã Big-Bang, cu un factor de 10 la puterea 50 într-un timp de 10 la minus 35 secunde. Dar asta e ceva logic? „Inflaþia ar fi o explicaþie, dacã ar fi avut loc”, spune Martin Rees, astronom la Cambridge. Dificultatea e cã nimeni nu ºtie cum se poate întâmpla asta.

Aºa cã, de fapt, inflaþia rezolvã un mister doar ca sã invoce altul. O variaþie în viteza luminii ar putea de asemenea soluþiona problema orizontului, dar este mult prea insignifiantã în faþa intrebãrii „de ce?” În termeni ºtiinþifici, temperatura uniformã a radiaþiei de fond rãmâne o anomalie.

3. Radiaþiile cosmice ultra-energetice

Pentru mai bine de 10 ani, fizicieni japonezi au observat raze cosmice care nu au cum sã existe. Razele cosmice sunt particule – cele mai multe dintre ele protoni dar ºi câteodatã nuclee de atomi grei – care strãbat universul la viteze apropiate de viteza luminii. Unele raze cosmice detectate pe Pãmânt sunt produse de evenimente violente ca supernovele, dar încã nu ºtim originea particulelor de înaltã energie, care sunt cele mai energetice particule observate în naturã. Dar asta nu e întregul mister.

Pe mãsurã ce o particulã razã cosmicã strãbate spaþiul, pierde energie în coliziunile cu fotonii de joasã energie care umplu universul, ca radiaþia de fond de microunde. Teoria relativitãþii speciale a lui Einstein ne aratã cã orice razã cosmicã ce ajunge pe Pãmânt de la o sursã extragalacticã va suferi atât de multe pierderi de energie în coliziuni astfel încât energia maximã posibilã este 5 x 10 la puterea 19 electron-volþi. Aceasta e cunscutã drept limita Greiser-Zatsepin-Kuzmin.

În timpul ultimilor ani, detectorul de particule al Universitãþii Akeno din Tokio, întins pe mai bine de 100 km pãtraþi – a detectat câteva raze peste limita GZK. În teorie, ele ar putea veni doar din galaxia noastrã, nefiind supuse pierderilor energetice într-o cãlãtorie mai lungã prin cosmos. Totuºi, astronomii nu au putut gãsi nici o sursã pentru acestea. Aºa cã, ce se întâmplã de fapt?

O posibilitate ar fi cã existã o greºealã în rezultatele obþinute de Akeno. Alta e cã Einstein a greºit. Teoria specialã a relativitãþii spune cã spaþiul este acelaºi în toate direcþiile, dar dacã particulele ar fi gãsit o cale de a se miºca mai uºor în anumite direcþii? Atunci razele cosmice ar putea reþine mai multã energie proprie, permiþându-le sã treacã de limita GZK.

Fizicienii de la experimentul Piere Auger din Mendoza, Argentina lucreazã acum la aceastã problemã. Utilizând 1600 detectoare distribuite pe o suprafaþã de peste 3000 de km pãtraþi vor fi capabili sã determine energia razelor cosmice ºi sã facã luminã asupra rezultatelor japoneze.

Alan Watson, un astronom de la Universitatea din Leeds, Marea Britanie, ºi purtãtor de cuvânt pentru proiectul Pierre Auger, este deja convins cã este ceva ciudat aici. „Eu nu am nici un dubiu cã aceste evenimente peste 10 la puterea 20 electron-volþi existã. Sunt suficiente exemple ca sã mã convingã” a spus el. Întrebarea este, ce sunt de fapt? Câte din aceste particule ajung aici ºi din ce direcþie vin ele? Pânã ce nu aflãm asta nu putem spune cât de exoticã ar fi adevãrata explicaþie.

va urma...

Acest topic a fost editat de Erwin: 8 Mar 2007, 11:39 PM