Τρίτη, 22 Μαρτίου 2011


Τι ακριβώς εννοούμε όταν λέμε πως κάτι -μια φυσική δομή ή ένα κοινωνικό σύστημα- «βυθίστηκε» ή «κατέρρευσε» στο χάος;

Από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα, η επίκληση του χάους γίνεται αποκλειστικά για να περιγράψουμε διεργασίες αποδιοργάνωσης, αποσάθρωσης και καταστροφής. Οι περισσότεροι από εμάς είναι απολύτως πεπεισμένοι ότι η εισβολή του χάους στα φυσικά, κοινωνικά, οικονομικά ή βιολογικά συστήματα οδηγεί, αναπόδραστα και νομοτελειακά, στην αποδόμησή τους: η επικράτηση του χάους ισοδυναμεί με πλήρη αποδιοργάνωση, και άρα με ολοκληρωτική καταστροφή κάθε μορφής οργάνωσης.
Θα πρέπει συνεπώς να ακούγεται τρελό ή και ολότελα παράδοξο το να τολμά κανείς να μιλά για «αρχιτεκτονική του χάους», υπονοώντας ότι πίσω από την αταξία κρύβεται κάποιο είδος οργάνωσης. Κοντολογίς, ότι ακόμη και οι χαώδεις δυναμικές κρύβουν κάποια... δομή.
Στο άκουσμα τέτοιων προκλητικών δηλώσεων ο δύσπιστος αναγνώστης θα μπορούσε να αντιτείνει: οι μεγάλες φυσικές καταστροφές, όπως ο πρόσφατος μεγα-σεισμός στην Ιαπωνία, η τελευταία διεθνής οικονομική κρίση ή οι επιδημίες ασθενειών που ταλανίζουν την ανθρωπότητα δεν αποτελούν άραγε τα απτά όσο και τραγικά παραδείγματα της «καταστροφικής δύναμης» και της «οργής» της φύσης, της εισβολής δηλαδή του «παράλογου» χάους στην εύτακτη και εύρυθμη ανθρώπινη πραγματικότητα;
Με πολλά επιχειρήματα θα μπορούσε να αντικρούσει κανείς αυτή την αφελή κρυπτοθεολογική και άκρως απλοϊκή ταύτιση της φύσης με τις «δυνάμεις του κακού». Σε κάθε περίπτωση πάντως είναι ολότελα ακατανόητο το πώς και το γιατί η φύση θα έπρεπε (ή θα μπορούσε!) να είναι «οργισμένη» ή «εκδικητική» με τους ανθρώπους.
Με αφορμή λοιπόν τις πρόσφατες φυσικές και κοινωνικοοικονομικές καταστροφές έχει, πιστεύουμε, ιδιαίτερο ενδιαφέρον να εξετάσουμε αν, και σε ποιο βαθμό, η σύγχρονη επιστημονική σκέψη είναι όντως σε θέση να κατανοεί αφ' ενός τη χαώδη και ενίοτε καταστροφική δυναμική της φύσης και αφ' ετέρου τα νοητικά κολλήματα και τις γνωσιακές προκαταλήψεις που, μέχρι πολύ πρόσφατα, μας εμπόδιζαν να αναγνωρίζουμε -και ακόμη λιγότερο να κατανοούμε- το ρόλο και τη σημασία των χαοτικών φαινομένων.
Εξάλλου, όπως θα δούμε, η αναγνώριση του δημιουργικού ρόλου του χάους και των χαοτικών δυναμικών στην εξέλιξη των πολύπλοκων συστημάτων -φυσικών και κοινωνικών- συνεπάγεται τη ριζική αναθεώρηση όχι μόνο της κυρίαρχης, μέχρι πρόσφατα, επιστημονικής μεθόδου, αλλά και της ίδιας της επιστημονικής ορθολογικότητας. Ισως μάλιστα έτσι μπορεί να εξηγηθεί η επίμονη παραγνώριση και η συστηματική υποβάθμιση του χάους από την επιστημονική σκέψη.
Η διάψευση των βεβαιοτήτων
«Η επιστήμη εξακολουθεί να είναι η εξ αποκαλύψεως προφητική περιγραφή του κόσμου, όπως αυτός φαίνεται από ένα θεϊκό ή δαιμονικό σημείο αναφοράς». Με αυτό το καυστικό σχόλιο ο νομπελίστας Ιλια Πριγκοζίν και η στενή συνεργάτις του Ιζαμπέλ Στέντζερς στιγματίζουν τις μεταφυσικές προϋποθέσεις και τις ιδεοληψίες της κλασικής φυσικής, δηλαδή της επιστήμης του Νεύτωνα, «του νέου Μωυσή, στον οποίο αποκαλύφθηκε η αλήθεια του κόσμου», όπως επισημαίνουν στο σπουδαίο βιβλίο τους «Τάξη μέσα από το Χάος» (βλ. ελλ. έκδ. Κέδρος).
Πράγματι, ήδη από το 17ο αιώνα, την εποχή της διαμόρφωσης της νεότερης επιστημονικής μεθόδου από τους Γαλιλέο, Καρτέσιο και Νεύτωνα, η κατανόηση και η τεχνολογική ιδιοποίηση του φυσικού κόσμου βασίστηκε στην αναγωγιστική σκέψη και πρακτική: στην απλοποίηση των προβλημάτων, μέσω των κατάλληλων μαθηματικών εργαλείων, και στη συστηματική αναγωγή των σύνθετων φαινομένων σε πιο απλά, τα οποία και θεωρούνταν «η αιτία» των πρώτων.
Μάλιστα, πάνω σε αυτό ακριβώς το υπερφιλόδοξο αναγωγιστικό πρόγραμμα θα θεμελιωθεί σχεδόν το σύνολο της νεότερης σκέψης και της κοινωνικής πρακτικής: από τη φιλοσοφία μέχρι τις πολιτικές και οικονομικές επιστήμες. Ετσι, σταδιακά επικράτησε ένας ιδιαίτερα παραγωγικός και αιτιοκρατικός τρόπος σκέψης (ντετερμινισμός) που, αργά ή γρήγορα, υποσχόταν να μας αποκαλύψει τα προαιώνια και τελικά αίτια όλων των φαινομένων: όχι μόνο των φυσικών ή των βιολογικών, αλλά και των ανθρωπολογικών ή των κοινωνικών.
Δυστυχώς όμως, παρά τις επίμονες προσπάθειες της «κλασικής» επιστήμης, αποδείχτηκε ότι όλα ανεξαιρέτως τα ορατά ή μακροσκοπικά συστήματα, αυτά δηλαδή που μελετούν οι αστροφυσικοί, οι γεωλόγοι, οι βιολόγοι, οι μηχανικοί, οι οικονομολόγοι, οι γιατροί, υπακούουν σε δύο τουλάχιστον βασικές αρχές οργάνωσης:
1)Οι απλοί νόμοι δεν οδηγούν κατ' ανάγκην σε απλές συμπεριφορές, και
2) ελάχιστες και φαινομενικά ασήμαντες μεταβολές στις παραμέτρους που διαμορφώνουν ένα πολύπλοκο (δηλαδή μη γραμμικό) σύστημα, μπορεί να οδηγήσουν στο μέλλον σε πολύ μεγάλες αλλαγές στη δομή και τη συμπεριφορά του.
Φανταστείτε, λοιπόν, τις δραματικές συνέπειες που είχε η πρόσφατη και εντελώς απρόσμενη ανακάλυψη ότι οι απολύτως ντετερμινιστικοί φυσικοί νόμοι και οι κανόνες οργάνωσης της φύσης οδηγούν κατά κανόνα σε εντελώς χαώδεις και απρόβλεπτες συμπεριφορές (και το αντίστροφο)!
Και, όπως αποδείχτηκε, πρόκειται για το πολύ συνηθισμένο φαινόμενο που σήμερα αποκαλείται «ντετερμινιστικό χάος» (σημειώστε το οξύμωρο των δύο όρων). Ερευνώντας μάλιστα τέτοια χαοτικά φαινόμενα οι επιστήμονες θα διαπιστώσουν ότι είναι πάντα και εγγενώς «μη γραμμικά»: δεν μπορούμε να προβλέψουμε τη μελλοντική τους συμπεριφορά, ακόμη και αν γνωρίζουμε επαρκώς τις αρχικές συνθήκες ή τις προγενέστερες καταστάσεις τους. Ομως, για όλες αυτές τις εξελίξεις θα πούμε περισσότερα στο επόμενο άρθρο μας σχετικά με τον ανεπίλυτο δεσμό που συνδέει πλέον άρρηκτα την αταξία με τη γένεση και τη διατήρηση της πολυπλοκότητας.
Συχνά ταυτίζουμε -εσφαλμένα- το χάος με την απόλυτη αταξία, δηλαδή με την απουσία κάθε οργάνωσης και εσωτερικής συνοχής: «χαώδεις» είναι οι καταστάσεις ή τα φαινόμενα που θεωρούμε ότι δεν υπόκεινται σε ακριβείς κανόνες ή νόμους και συνεπώς αντιστέκονται σε κάθε μας προσπάθεια πρόβλεψης, ελέγχου ή τεχνολογικής χειραγώγησής τους. Πρόκειται, ενδεχομένως, για μια νοητική στάση που πολύ πιθανά σχετίζεται με την ίδια την οργάνωση και τη λειτουργία του ανθρώπινου νου.
Η ακαταμάχητη έλξη του... χάους
Εντούτοις, σήμερα το χάος έχει πλέον εισβάλει επίσημα και μάλιστα πολύ δημιουργικά στην ανθρώπινη σκέψη: και όχι μόνο, όπως στο παρελθόν, ως το μέτρο της άγνοιάς μας, αλλά ως η απαραίτητη προϋπόθεση για μια βαθύτερη κατανόηση του κόσμου που μας περιβάλλει! Η εγγενής αστάθεια και η ευαισθησία από τις αρχικές συνθήκες, με άλλα λόγια η χαώδης ή, αν προτιμάτε, η μη γραμμική δυναμική, θεωρούνται πλέον τα τυπικά γνωρίσματα όλων των πολύπλοκων δομών (φυσικών ή τεχνητών): από την εύρυθμη λειτουργία της ανθρώπινης καρδιάς μέχρι το παγκόσμιο χρηματοπιστωτικό σύστημα.
Τώρα, ένα εύλογο αλλά εξαιρετικά ανησυχητικό ερώτημα που προκύπτει από αυτές τις εξελίξεις είναι το εξής: Οι σημερινοί πολιτικοί, πέρα από τα επιστημονικοφανή πυροτεχνήματα που κατά καιρούς χρησιμοποιούν, διαθέτουν άραγε τα απαραίτητα γνωστικά εργαλεία για να κατανοήσουν, και κυρίως για να αντιμετωπίσουν, την πολύπλοκη δυναμική τάξης-αταξίας, όπως αυτή αποκρυσταλλώνεται στην τρέχουσα κρίση του κυρίαρχου μοντέλου διαχείρισης της κοινωνίας;
Διότι είναι πλέον σαφές ότι για τη σημερινή πολύμορφη πλανητική κρίση -κρίση ταυτόχρονα γεωλογική, οικολογική και κοινωνικοοικονομική- ευθύνεται πρωτίστως το κλασικό γραμμικό, αναγωγιστικό και απολύτως απλοϊκό πρότυπο κατανόησης και διαχείρισης της χαώδους δυναμικής που συνεπάγεται αλλά και προϋποθέτει η νέα «παγκοσμιοποιημένη» ανθρώπινη κατάσταση.
Το δεύτερο και τρίτο μέρος της «Αρχιτεκτονικής του χάους» θα δημοσιευτούν στο επόμενο και μεθεπόμενο φύλλο της Σαββατιάτικης «Ε».


Κυριακή, 20 Μαρτίου 2011

Οι συνέπειες του μεγα-σεισμού στη Γη

του Χάρη Βάρβογλη 
Από το Βήμα 20/03/2011


Πέρα από τις μεγάλες τοπικές καταστροφές που οφείλονταν στη σεισμική δόνηση και το παλιρροϊκό κύμα, τα ειδησεογραφικά πρακτορεία μετέδωσαν ότι ο πρόσφατος σεισμός της Ιαπωνίας είχε και άλλες, παγκόσμιες, συνέπειες: άλλαξε τη θέση του άξονα της Γης και τη διάρκεια της ημέρας. Πόσο σημαντικά ήταν άραγε αυτά τα φαινόμενα; Η απάντηση είναι μάλλον απογοητευτική, για όσους αγαπούν τις «συγκλονιστικές» ειδήσεις: τα φαινόμενα αυτά δεν είναι ούτε καν μετρήσιμα!

Η σύνδεση του σεισμού της Ιαπωνίας με τη διεύθυνση του άξονα περιστροφής της Γης και με τον ρυθμό περιστροφής της συνδέεται στενά με τον φυσικό νόμο διατήρησης της στροφορμής. Πολλοί θα θυμούνται από τη Φυσική του σχολείου ότι, αν σε ένα σώμα δεν ασκούνται εξωτερικές δυνάμεις, μερικές ποσότητες του σώματος αυτού διατηρούνται αμετάβλητες. Μία από τις ποσότητες αυτές είναι η ενέργεια και μια άλλη η στροφορμή. Η τελευταία εξαρτάται από τη μάζα και την ταχύτητα περιστροφής του σώματος με έναν όχι και τόσο απλό, στο επίπεδο της στοιχειώδους περιγραφής, τύπο. Οταν όμως το σώμα είναι συμμετρικό, όπως π.χ. μια ομογενής σφαίρα, ο τύπος απλοποιείται σημαντικά, ώστε να μπορεί να τον καταλάβει και ο πλέον αμύητος στη Φυσική. Αν παραστήσω τη στροφορμή της σφαίρας με J και την ταχύτητα περιστροφής της γύρω από μια διάμετρό της με ω, τότε η στροφορμή δίνεται από τη σχέση

J =(2/5)MR2ω   όπου M είναι η μάζα της σφαίρας και R η ακτίνα της. 

Στα πρότυπα της πιρουέτας 


Από τον απλό αυτόν τύπο αντιλαμβάνεται κανείς ότι, αν με κάποιον τρόπο αλλάξει η ακτίνα της σφαίρας χωρίς να αλλάξει η μάζα της, τότε θα πρέπει να αλλάξει και η ταχύτητα περιστροφής της έτσι ώστε το γινόμενο R2 Χ ω να παραμένει σταθερό. Αν, για παράδειγμα, η ακτίνα αυξηθεί, τότε η ταχύτητα περιστροφής θα μειωθεί και, αντίστροφα, αν η ακτίνα μειωθεί, η ταχύτητα περιστροφής θα αυξηθεί. Στην περίπτωση που η σφαίρα δεν είναι ομογενής, και ακόμη περισσότερο αν το σώμα δεν είναι ούτε καν σφαίρα, ο παραπάνω τύπος γίνεται πιο πολύπλοκος, και εξαρτάται από τον συγκεκριμένο τρόπο με τον οποίο η μάζα του σώματος είναι κατανεμημένη στις διάφορες περιοχές του. Ετσι, όταν αλλάζει η κατανομή της μάζας, είναι δυνατό να αλλάξει τόσο η ταχύτητα περιστροφής όσο και ο ίδιος ο άξονας της περιστροφής. Ενα «κλασικό» παράδειγμα, που οι περισσότεροι από εμάς έχουμε δει, είναι η αλλαγή της ταχύτητας περιστροφής ενός παγοδρόμου, όταν αυτός κινεί τα χέρια του. Στην αρχή περιστρέφεται με τα χέρια τεντωμένα και κάποια στιγμή, ξαφνικά, τα κλείνει. Τότε αλλάζει η κατανομή της μάζας (θα μπορούσε κανείς να πει ότι ελαττώνεται η ακτίνα της ισοδύναμης σφαίρας) και, για να παραμείνει σταθερή η στροφορμή, αυξάνει η ταχύτητα περιστροφής.

Κάτι παρόμοιο συνέβη και με τον σεισμό της Ιαπωνίας. Με τη βοήθεια των μοντέλων, που συνδέουν το μέγεθος του σεισμού με τις γεωφυσικές μεταβολές, διαπιστώθηκε ότι έξω από τις ανατολικές ακτές της Ιαπωνίας έσπασε ο στερεός φλοιός της Γης σε μήκος εκατοντάδων χιλιομέτρων και το ένα τμήμα του φλοιού «γλίστρησε» κάτω από το άλλο, σε μήκος της τάξης των 10 μέτρων. Η ίδια η Ιαπωνία θα πρέπει να μετακινήθηκε κατά 2,5 μέτρα περίπου, γεγονός που αναμένεται να επιβεβαιωθεί με γεωδαιτικές μετρήσεις από δίκτυα GPS. Οι μετακινήσεις αυτές αναδιάταξαν την κατανομή της μάζας της Γης, με αποτέλεσμα να μεταβληθεί τόσο η θέση του άξονα περιστροφής της όσο και η ταχύτητα περιστροφής της, από την οποία εξαρτάται η διάρκεια της ημέρας.

Τί σημαίνουν τα 10 εκατοστά 


Από τα υπάρχοντα γεωλογικά μοντέλα προκύπτει ότι η θέση του άξονα της Γης στον Βόρειο Πόλο θα πρέπει να μετακινήθηκε κατά 10 εκατοστά και η διάρκεια της ημέρας να μίκρυνε κατά 1,8 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου. Θα πρέπει όμως να γίνει σαφές ότι αυτοί οι αριθμοί προκύπτουν από θεωρητικά μοντέλα και όχι από μετρήσεις, επειδή οι μεταβολές που προκάλεσε ο σεισμός είναι πολύ μικρότερες από αντίστοιχες μεταβολές που οφείλονται σε άλλα φυσικά φαινόμενα, όπως π.χ. είναι η κίνηση ενός παγόβουνου από τα βόρεια πλάτη προς τον ισημερινό. Για την αλλαγή του άξονα αρκεί να αναφερθεί ότι, μόνο κατά τη διάρκεια του έτους 2008, η θέση του Βόρειου Πόλου μετακινήθηκε, από τέτοιου είδους φυσικές αιτίες, κατά 12 περίπου μέτρα. Για δε τη διάρκεια της ημέρας αρκεί να αναφερθεί ότι αυξάνεται, κατά μέσον όρο, κατά δύο περίπου χιλιοστά του δευτερολέπτου τον χρόνο, αλλά με πολύ ακανόνιστο τρόπο. Ετσι η μεταβολή του 1,8 εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου που προβλέπει το μοντέλο δεν είναι δυνατό να μετρηθεί, αφού είναι χίλιες φορές μικρότερη από τις μεταβολές που οφείλονται στα υπόλοιπα φυσικά αίτια.

*Ο Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ. 

Τρίτη, 15 Μαρτίου 2011

Οι επιπτώσεις της ραδιενέργειας στην ανθρώπινη υγεία


Αθήνα
Καίσιο-137 και ιώδιο-131 είναι τα ραδιενεργά υλικά που έχουν διαρρεύσει μέχρι στιγμής από το ατύχημα του πυρηνικού εργοστασίου στην Φουκουσίμα της Ιαπωνίας, αναφέρει Το Βήμα Οnline.

Ανεξάρτητα πάντως από το είδος του ραδιενεργού στοιχείου, η έκθεση στην ιονίζουσα ακτινοβολία έχει σοβαρές επιδράσεις στην ανθρώπινη φυσιολογία. Ειδικότερα, η ιονίζουσα ακτινοβολία διασπά τους χημικούς δεσμούς σε μόρια (DNA, πρωτεΐνες) των κυττάρων μας. Ο οργανισμός μας ανταποκρίνεται στην πρόκληση θέτοντας σε λειτουργία τους μηχανισμούς επιδιόρθωσης που διαθέτει. Ωστόσο, όταν η επίθεση που έχει δεχθεί είναι ισχυρή (μεγάλη δόση ακτινοβολίας) και διασκορπισμένη σε ολόκληρο το σώμα (σε αντίθεση με την θεραπευτική ακτινοβολία που είναι πάντοτε εντοπισμένη), οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης δεν μπορούν να αντεπεξέλθουν.

Ιστοί και κυτταρικοί τύποι που πολλαπλασιάζονται έντονα, είναι αυτοί που πλήττονται περισσότερο από την ιονίζουσα ακτινοβολία. Μεταξύ αυτών είναι τα αιμοποιητικά κύτταρα του μυελού των οστών, αλλά και τα επιθηλιακά κύτταρα του γαστρεντερικού συστήματος. Δεν είναι λοιπόν περίεργο που η ναυτία και οι εμετοί είναι τα πρώτα συμπτώματα της έκθεσης σε ραδιενέργεια, ακολουθούμενα από διάρροιες πυρετό και πονοκεφάλους. Ισχυρές δόσεις ακτινοβολίας οδηγούν σε πολυοργανική ανεπάρκεια και θάνατο.

Εκτός από τις άμεσες επιπτώσεις, η ιονίζουσα ακτινοβολία έχει και μακροπρόθεσμες συνέπειες στον ανθρώπινο οργανισμό. Οι μεταλλάξεις που υφίσταται το DNA από την ακτινοβολία, οδηγούν σε εμφάνιση καρκίνου. Καθώς το DNA είναι το υλικό που κληροδοτείται από τη μια γενιά στην επόμενη, οι επιπτώσεις της έκθεσης σε ραδιενέργεια συχνά διαπιστώνονται και σε απογόνους των θυμάτων.

Τα ισότοπα της Φουκουσίμα

Το καίσιο-137 είναι διαλυτό στο νερό και ιδιαίτερα τοξικό για τον ανθρώπινο οργανισμό. Αν και ο χρόνος ημιζωής του θεωρείται σχετικά μικρός (περίπου 70 ημέρες), πειράματα σε σκύλους έδειξαν ότι μια δόση της τάξεως των 44 μικρογραμμαρίων ραδιενεργού καισίου ανά κιλό επέφερε τον θάνατο σε διάστημα 3 εβδομάδων. Αντίδοτο στο ραδιενεργό καίσιο, το οποίο κατανέμεται ομοιόμορφα στον οργανισμό με κάπως αυξημένες συγκεντρώσεις στο μυϊκό σύστημα, είναι το κυανούν της Πρωσσίας ή Πρωσσικό μπλέ. Πρόκειται για μια συνθετική χρωστική η οποία συνδέεται μαζί του και επιταχύνει την αποβολή του από τον οργανισμό. H Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (Food and Drug Administration, FDA) έχει εγκρίνει κάψουλες των 500 χιλιοστογραμμαρίων υψηλής καθαρότητας της χρωστικής για τη συγκεκριμένη χρήση

Το ιώδιο-131 έχει πολύ μικρό χρόνο ημιζωής (μια εβδομάδα) αλλά είναι ιδιαίτερα τοξικό καθώς ο οργανισμός το συγκεντρώνει όλο στον θυρεοειδή. Είναι χαρακτηριστικό το γεγονός ότι τα κρούσματα καρκίνου του θυρεοειδούς αυξήθηκαν δραματικά μεταξύ των ατόμων που εκτέθηκαν στην ραδιενέργεια του Τσέρνομπιλ. Προκειμένου να προστατευτεί κανείς από το ραδιενεργό ιώδιο θα πρέπει να λάβει προληπτικά ιωδιούχο κάλιο (υπάρχει σε μορφή χαπιού ή σε διάλυμα). Το σκεπτικό αυτής της πρακτικής είναι πως ένας θυρεοειδής κορεσμένος σε ιώδιο δεν θα απορροφήσει το ραδιενεργό ισότοπο. Η πείρα έδειξε ότι η εν λόγω πρακτική δουλεύει: η προληπτική χορήγηση ιωδιούχου καλίου στην Πολωνία μετά το ατύχημα του Τσέρνομπιλ, κράτησε τα κρούσματα καρκίνου του θυρεοειδούς στα φυσιολογικά επίπεδα.

Σύμφωνα με τις ιαπωνικές αρχές, δεν έχει υπάρξει διαρροή άλλων ραδιενεργών ισοτόπων και τα χειρότερα έχουν προς το παρόν αποφευχθεί. Παραδείγματος χάριν , μια διαρροή πλουτωνίου-239 δεν θα αύξανε απλώς τους καρκίνους του πνεύμονα στο άμεσο σχετικά μέλλον αλλά οι επιπτώσεις του θα ήταν ανυπολόγιστες καθώς έχει χρόνο ημιζωής 24.000 χρόνια…
Newsroom ΔΟΛ

Κυριακή, 13 Μαρτίου 2011

Kριτήριο αξιολόγησης στην Πίεση, για Β γυμνασίου



1. α. Τι είναι πίεση;
    β. Ποια είναι η μονάδα μέτρησης της πίεσης στο SI;

2. Ποιες είναι οι ουσιώδης διαφορές δύναμης και πίεσης;

3. Γιατί ακονίζουμε τα μαχαίρια και τα ψαλίδια;

4. Γιατί ο χιονοδρόμος που φορά χιονοπέδιλα δεν βυθίζεται μέσα στο φρέσκο χιόνι;

5. Αν η επιφάνεια είναι S=0,2m2 και δέχεται πίεση P=1000N/m2 πόση είναι η ασκούμενη κάθετη δύναμη στην επιφάνεια αυτή;

6. Το 1Pa ( Πασκάλ) είναι ίσο με   α. 1Ν/m2              β. 1Ν/cm2             γ. 1Ν      δ. 1000Ν/m2

7. Αν η πίεση είναι P=200kPa και η κάθετη δύναμη είναι F=2000N να βρεθεί το εμβαδόν της επιφάνειας.

8. Ποιες από τις προτάσεις που ακολουθούν είναι σωστές ή λανθασμένες και γιατί;
α. Όσο μεγαλύτερη δύναμη ασκείται σε μια σταθερή επιφάνεια τόσο η πίεση που δέχεται είναι μεγαλύτερη.
β. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια στην οποία ασκείται σταθερή δύναμη, τόσο μικρότερη είναι η πίεση.
γ. Το 1kPa είναι ίσο με 100Ν/m2

9. Σε μια επιφάνεια εμβαδού S ασκείται δύναμη F και η πίεση είναι P=100Pa. Aν η επιφάνεια γίνει διπλάσια, δηλαδή 2S, ενώ η δύναμη μείνει ίδια τότε η πίεση θα γίνει:
α. 200Pa           β. 50Pa              γ. 100Pa
Ποια είναι η σωστή απάντηση; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.


Kριτήριο αξιολόγησης στην υδροστατική πίεση

1. Γεμίζουμε ένα ποτήρι με ένα υγρό. Στο πυθμένα του νερού η πίεση είναι P=103Ν/m2 Αν μεταφέραμε το ποτήρι με το ίδιο υγρό στη σελήνη θα μετράγαμε την ίδια πίεση στο πυθμένα;
Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

2. Η υδροστατική πίεση που ασκείται σε μια επιφάνεια που βρίσκεται βυθισμένη μέσα σε υγρό εξαρτάται:
α. Από το βάθος στο οποίο βρίσκεται η επιφάνεια.
β. Από τη πυκνότητα του υγρού.
γ. από την επιτάχυνση της βαρύτητας g
δ. από τον προσανατολισμό της επιφάνειας
 Ποιες από τις προηγούμενες προτάσεις είναι σωστές;

3. Η υδροστατική πίεση υπολογίζεται από τον τύπο P=ρ·g·h
To ρ είναι η……………………..
Το g είναι η…………………….
Το h είναι το……………………

4. Σύμφωνα με τον τύπο της υδροστατικής πίεσης:
α. Σε μεγαλύτερο βάθος η πίεση είναι μικρότερη.
β. Στο ίδιο βάθος, το πυκνότερο υγρό ασκεί, μεγαλύτερη πίεση.
γ. Δύο διαφορετικές επιφάνειες, στο ίδιο βάθος, του ίδιου υγρού θα δέχονται την ίδια πίεση.
δ. Δύο διαφορετικές επιφάνειες, στο ίδιο βάθος, του ίδιου υγρού, θα δέχονται την ίδια πίεση, έστω και αν είναι διαφορετικά προσανατολισμένες

Ποιες από τις προηγούμενες προτάσεις είναι σωστές;

5. Γεμίζουμε ένα πλαστικό μπουκάλι με νερό και ανοίγουμε δύο τρύπες μια κοντά στον πυθμένα κα μια λίγο ψηλότερα. Σε ποια από τις δύο τρύπες το νερό που εκτοξεύεται πηγαίνει πιο μακριά; Να εξηγήσετε τις απαντήσεις σας με τη βοήθεια του τύπου της υδροστατικής πίεσης.  

6. Δοχείο περιέχει νερό του οποίου η πυκνότητα είναι ρ=103kg/m3 σε ύψος h=20cm και η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι g=10m/s2.
α. Πόσο είναι η πίεση στον πυθμένα του δοχείου;
β.  Πόση δύναμη δέχεται μια επιφάνεια εμβαδού S=0,2m2 στον πυθμένα του δοχείου;

7. Στο σχήμα βλέπουμε δυο συγκοινωνούντα δοχεία που περιέχουν υγρό
α. Να εξηγήσετε γιατί η στάθμη του υγρού σε κάθε δοχείο βρίσκεται στο ίδιο ύψος.
β. Να συγκρίνετε τις πιέσεις μεταξύ των σημείων Α και Β.
γ. Να συγκρίνετε τις πιέσεις μεταξύ των σημείων Α και Δ.
δ. Να συγκρίνετε τις πιέσεις μεταξύ των σημείων Γ και Δ.

Κυριακή, 6 Μαρτίου 2011

Μαθητές Λυκείου αναλύουν πραγματικά δεδομένα από τον LHC




ΔΕΛΤΙΟ ΤΥΠΟΥ
                                                                                               
Φεβρουάριος, 2011

Μαθητές Λυκείου αναλύουν πραγματικά δεδομένα από τον LHC
Η διεθνής διοργάνωση των Masterclasses στη Φυσική Σωματιδίων φέρνει κοντά νεαρούς ερευνητές

Ήρθε πάλι ο καιρός: Τον Μάρτιο, ερευνητικά κέντρα από όλο τον κόσμο θα ανοίξουν και αυτόν τον χρόνο τις πόρτες τους σε μαθητές για να τους κάνουν, για μια μέρα, φυσικούς σωματιδίων. Εφέτος, πάνω από 8000 μαθητές θα λάβουν μέρος στην διεθνή διοργάνωση των Masterclasses στη Φυσική Σωματιδίων και θα αναλύσουν πραγματικά δεδομένα από τον καινούργιο και ισχυρό Μεγάλο Αδρονικό Επιταχυντή (Large Hadron Collider, LHC) που βρίσκεται στο εργαστήριο CERN, έξω από τη Γενεύη. Μαθητές από όλη την Ευρώπη, τις Η.Π.Α., την Νότιο Αφρική, την Βραζιλία και το Ισραήλ θα συζητήσουν τα αποτελέσματα των μετρήσεών τους μέσω video-συζήτησης με συντονιστές επιστήμονες από το CERN.

Η διοργάνωση των Masterclasses πραγματοποιείται από τις 4 έως τις 26 Μαρτίου 2011. Επιστήμονες από 100 περίπου πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα 23 χωρών θα φιλοξενήσουν τους μαθητές για μια ημέρα. Επιπλέον, πάνω από 30 πανεπιστήμια των Η.Π.Α. θα συμμετέχουν μέσω μιας τοπικής διοργάνωσης που αποτελεί τμήμα του προγράμματος QuarkNet. «Εφέτος οι μαθητές θα αντιμετωπίσουν μια πραγματική πρόκληση: θα αναλύσουν τα πρώτα δεδομένα από τον LHC, δεδομένα που συλλέχθηκαν πριν μερικούς μήνες», αναφέρει ο Michael Kobel, Καθηγητής Φυσικής από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δρέσδης, που ξεκίνησε αυτό το πρόγραμμα πριν 6 χρόνια στο πλαίσιο της Διεθνούς Ομάδας Εκλαΐκευσης στη Φυσική των Σωματιδίων (International Particle Physics Outreach Group, IPPOG). Τρία πειράματα, τα ATLAS, CMS και ALICE, έχουν προσφέρει γεγονότα για αυτόν τον εκπαιδευτικό σκοπό. Οι μαθητές θα μπορέσουν, για παράδειγμα, να ξανα-ανακαλύψουν το σωματίδιο Z ή την δομή του πρωτονίου, να ανακατασκευάσουν «παράξενα σωματίδια» ή ακόμα να ψάξουν ανάμεσα στις τροχιές των σωματιδίων για το φευγαλέο σωματίδιο Higgs.

Η βασική ιδέα του προγράμματος είναι να δώσει την ευκαιρία στους μαθητές να δουλέψουν σαν πραγματικοί επιστήμονες. «Η διοργάνωση αποτελεί μια μοναδική ευκαιρία για τους μαθητές να δουλέψουν χέρι-χέρι με επιστήμονες και να πάρουν μια γεύση της μοντέρνας έρευνας στη φυσική», συνοψίζει ο Michael Kobel. Σε ένα αυθεντικό περιβάλλον οι μαθητές προσαρμόζονται στην διεθνοποιημένη επιστημονική έρευνα. Ταυτόχρονα, ενεργοί επιστήμονες παρουσιάζουν σεμινάρια για την φυσική των σωματιδίων, κατάλληλα προσαρμοσμένα για μαθητές. Οι συμμετέχοντες θα μελετήσουν τα προϊόντα της σύγκρουσης σωματιδίων που κινούνται στον διαμέτρου 27 χιλιομέτρων επιταχυντή με ταχύτητα πολύ κοντά σ’ αυτήν του φωτός. Τέλος, όπως κάνουν οι πραγματικοί επιστήμονες σε μια διεθνή συνεργασία, οι μαθητές θα συγκρίνουν τα αποτελέσματά τους μέσω video συζήτησης.

Την όλη διοργάνωση Masterclasses στη Φυσική Σωματιδίων συντονίζει η Uta Bilow, από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δρέσδης σε συνεργασία με την  Διεθνή Ομάδα Εκλαΐκευσης στη Φυσική των Σωματιδίων, IPPOG, και την υποστήριξη του προγράμματος Helmholtz AlliancePhysics at the Terascale” και του Ομοσπονδιακού Γερμανικού Υπουργείου Παιδείας και Έρευνας (BMBF). Οι μαθητές θα παραλάβουν ένα DVD με διαδραστικά προγράμματα φυσικής σωματιδίων, μεταφρασμένα σε 17 γλώσσες από την IPPOG και την υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Ένωσης Φυσικών.


Η IPPOG είναι μια ανεξάρτητη επιτροπή από εθνικούς εκπροσώπους χωρών που συμμετέχουν στην έρευνα του CERN και του γερμανικού ερευνητικού κέντρου DESY. Ο σκοπός της επιτροπής αυτής είναι να φέρει την φυσική των σωματιδίων πιο κοντά στο ευρύ κοινό.

Στην Ελλάδα, συμμετέχουν 400 περίπου μαθητές που θα επισκεφθούν τα Πανεπιστήμια Αθήνας(16/3), Θεσσαλονίκης (17/3) και Κρήτης(12/3), το Ε.Μ.Π (16/3) και το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος (14/3). Το Ε.Μ.Π. διοργανώνει (12/3) και ημερίδα για καθηγητές Μ.Ε.
Συντονιστής της Ελληνικής διοργάνωσης είναι ο Νίκος Τράκας, από την Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών του Ε.Μ.Π., έλληνας αντιπρόσωπος στην IPPOG.

Επικοινωνία:
Prof. Dr. Michael Kobel, Technical University of Dresden, +49 - 351 - 463 39880
Email: kobel@physik.tu-dresden.de

Dr. Uta Bilow, Technical University of Dresden, +49 - 351 – 463 32956
Email: uta.bilow@physik.tu-dresden.de

Αναπλ. Καθηγητής Ν. Τράκας, Ε.Μ.Π., 210 772 3047
email: ntrac@central.ntua.gr


Πληροφορίες:
www.physics.ntua.gr/MC_2011    : (ο ελληνικός ιστότοπος για τα Masterclasses)

www.physics.ntua.gr/POPPHYS       : (ο ελληνικός εκλαϊκευτικός ιστότοπος)

www.physicsmasterclasses.org  : (βασική σελίδα της διοργάνωσης)

www.physicsmasterclasses.org/index.php?cat=schedule  : (το διεθνές πρόγραμμα)




Σάββατο, 5 Μαρτίου 2011

Δεκαπέντε υποψήφιοι για το ευρωπαϊκό βραβείο καλύτερου εφευρέτη



από in. gr
Βρυξέλλες, Βέλγιο
Οι εφευρέτες που επινόησαν τα ρυθμιζόμενα γυαλιά όρασης, το ραντάρ για ΙΧ, το χάπι με κάμερα και το οπλισμένο σκυρόδεμα, είναι μερικοί από τους υποψήφιους για το Ευρωπαϊκό Βραβείο Εφευρέτη 2011.

Οι 15 υποψηφιότητες ανακοινώθηκαν από το Ευρωπαϊκό Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας, ενόψει της ανακοίνωσης των νικητών και της απονομής, που θα πραγματοποιηθεί στις 19 Μαΐου στη Βουδαπέστη.

Το βραβείο, που θεωρείται η σημαντικότερη ευρωπαϊκή διάκριση στο χώρο της καινοτομίας, αναγνωρίζει τη συνεισφορά των νικητών «στην τεχνολογική πρόοδο, την οικονομική ανάπτυξη και την βελτίωση της καθημερινής ζωής των ανθρώπων».

Οι υποψήφιοι ανά κατηγορία:

Βιομηχανία

  • Αν Λάμπρεχτς, Βέλγιο: Εφηύρε το οπλισμένο σκυρόδεμα, δηλαδή το τσιμέντο που ενισχύεται με ατσάλινες ράβδους, προκειμένου να αυξάνεται η αντοχή και η ελαστικότητα και να μειώνεται το κόστος.
  • Στεφάν Κεμκεμιάν, Πασκάλ Κορνίκ, Ζαν-Πολ Αρτί, Φιλίπ Λακόμ, Γαλλία: Ανέπτυξαν το σύστημα Προσαρμοστικού Ελέγχου Οδήγησης, ένα είδος ραντάρ για αυτοκίνητα με το δυναμικό να μειώσει τα τροχαία ατυχήματα.
  • Πετρ Κόρμπα, Ματς Λάρσον, Ελβετία: Η εφεύρεσή τους επιτρέπει την ανίχνευση και την πρόληψη των ταλαντώσεων ισχύος στα δίκτυα ηλεκτροδότησης, προκειμένου να αποφεύγονται τα μπλακάουτ.
Μηχανική και Υλικά

  • Λι Κάναμ, Βρετανία: Επινόησε ημιαγώγιμα, βιοδιασπώμενα και βιοσυμβατά υλικά από πορώδες πυρίτιο, τα οποία χρησιμοποιούνται σε ιατρικές εφαρμογές, από τα χάπια παρατεταμένης αποδέσμευσης μέχρι τις απεικονιστικές εξετάσεις και τις μικροβελόνες
  • Γενς Νταλ Μπέντζεν, Δανία: Ανέπτυξε ένα σύστημα παραγωγής βιοκαυσίμου που χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη περισσότερα είδη βιομάζας, αυξάνοντας την αποδοτικότητα και μειώνοντας τις εκπομπές ρύπων.
  • Μπέλα Μολνάρ και συνεργάτες, Ουγγαρία: Η εταιρεία τους, 3DHistech, δημιούργησε έναν σαρωτή αυτόματης εστίασης που διαβάζει πλάκες μικροσκοπίου, διευκολύνοντας την ψηφιοποίηση μικροβιολογικών και άλλων εξετάσεων.
Έρευνα

  • Μαρτ Μιν, Εσθονία: Ανέπτυξε μεθόδους και συσκευές για τη μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Οι εφευρέσεις του βρήκαν πληθώρα εφαρμογών, από την παρακολούθηση της λειτουργίας των μπαταριών μέχρι την ανάλυση βιολογικών ιστών.
  • Κριστίν Βαν Μπρόκχοφεν, Βέλγιο: Εξασφάλισε πολυάριθμα διπλώματα ευρεσιτεχνίας για γονίδια και πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη νόσο του Αλτσχάιμερ και άλλες νευροεκφυλιστικές παθήσεις.
  • Τζόσουα Σίλβερ, Βρετανία: Ο πυρηνικός φυσικός της Οξφόρδης επινόησε γυαλιά με ρυθμιζόμενους φακούς που περιέχουν υγρό. Η εφεύρεσή του ήδη βελτιώνει τη ζωή 30.000 ανθρώπων στον αναπτυσσόμενο κόσμο.
Συνολικής Προσφοράς

  • Περ-Ίνγκβαρ Μπρένεμαρκ, Σουηδία: Ανακάλυψε ότι το τιτάνιο είναι συμβατό με τους ανθρώπινους ιστούς. Σήμερα, τα εμφυτεύματα από αυτό το ισχυρό αλλά ελαφρύ μέταλλο βρίσκουν ευρεία χρήση, από τα βιδωτά δόντια μέχρι τα εργαλεία εξωτερικής οστεοσύνθεσης.
  • Μπλάνκα Ρίχοβα, Τσεχία: Επινόησε συνθετικά πολυμερή που χρησιμοποιούνται σε στοχευμένες, λιγότερο τοξικές χημειοθεραπείες.
  • Εμανουέλ Ντεσουρβίρ, Γαλλία: Δημιούργησε οπτικούς ενισχυτές βασισμένους στο στοιχείο έρβιο, οι οποίοι επιταχύνουν τη μετάδοση δεδομένων μέσω δικτύων οπτικών ινών.
Μη Ευρωπαϊκές Χώρες

  • Γκάβριελ Ιντάν, Ισραήλ: Επινόησε την κάμερα σε χάπι, μια συσκευή για τη διάγνωση γαστρεντερικών παθήσεων που καταργεί τις επεμβατικές τεχνικές.
  • Αλεξάντερ Γκόρλοφ, ΗΠΑ: Εφηύρε μια γεννήτρια με έλικα που αυξάνει την παραγωγή ενέργειας στα υδροηλεκτρικά εργοστάσια.
  • Άσοκ Γκαντγκίλ, Βίκας Γκαρούντ, ΗΠΑ-Ινδία: Ανέπτυξαν ένα σύστημα αποστείρωσης του νερού με υπεριώδη ακτινοβολία, η οποία μειώνει το κόστος και απαλλάσσει το δίκτυο υδροδότησης από το χλώριο.
Οι υποψήφιοι επιλέχθηκαν από το Ευρωπαϊκό Γραφείο Πατεντών και από τις αντίστοιχες υπηρεσίες άλλων χωρών, ενώ τις τελικές αποφάσεις θα λάβει διεθνής κριτική επιτροπή ειδικών.

Οι νικητές θα παραλάβουν τρόπαια σε σχήμα ιστίου, «μιας από τις παλαιότερες αλλά και πιο δυναμικές εφευρέσεις του κόσμου».

Πέμπτη, 3 Μαρτίου 2011

Κάτι δεν πάει καλά με την υπερσυμμετρία




Λονδίνο, Ηνωμένο Βασίλειο


Στενεύουν τα περιθώρια για την επιβεβαίωση της θεωρίας της υπερσυμμετρίας, η οποία προτάθηκε ως λύση σε ορισμένα θεμελιώδη προβλήματα της θεωρητικής φυσικής. Αν το CERN δεν έχει εντοπίσει τα λεγόμενα «υπερσυμμετρικά» σωματίδια ως το τέλος του 2012, η θεωρία θα μείνει σχεδόν νεκρή.

Η ανησυχία ότι η θεωρία της υπερσυμμετρίας είναι λανθασμένη ολοένα και αυξάνεται, σχολιάζει ο δικτυακός τόπος του Nature.

Και αν η υπερσυμμετρία τελικά δεν ευσταθεί, οι φυσικοί θα πρέπει να αναζητήσουν άλλες λύσεις για τα προβλήματα του λεγόμενου Καθιερωμένου Μοντέλου.

Το γιατί συμβαίνει αυτό είναι κάπως περίπλοκο:

Το Καθιερωμένο Μοντέλο περιγράφει τις ιδιότητες και τις συμπεριφορές όλων των θεμελιωδών σωματιδίων από τα οποία αποτελείται η ύλη όπως τη γνωρίζουμε. Το πρόβλημα είναι ότι, για να ισχύει το μοντέλο, πρέπει να υπάρχει στη φύση το υποθετικό σωματίδιο του Χιγκς, χάρη στο οποίο η ύλη αποκτά τη μάζα της.

Κανείς δεν γνωρίζει ακόμα αν το Χιγκς υπάρχει και ποια είναι η μάζα του. Λόγω των κβαντικών φαινομένων που δημιουργούν ορισμένα άλλα σωματίδια, οι προβλέψεις για τη μάζα του Χιγκς παρουσιάζουν τεράστιες διακυμάνσεις, και πολλές από τις προβλεπόμενες τιμές δεν είναι συμβατές με το Καθιερωμένο Μοντέλο.

Η θεωρία της υπερσυμμετρίας προτάθηκε τη δεκαετία του 1970 ακριβώς για να λύσει το πρόβλημα της μάζας του Χιγκς.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, κάθε γνωστό σωματίδιο έχει και ένα «υπερσυμμετρικό» αντίστοιχο, το οποίο σε πολλές περιπτώσεις δεν αλληλεπιδρά με την «κανονική» ύλη. Τα υπερσυμμετρικά σωματίδια θα ακύρωναν τις κβαντικές διακυμάνσεις των κανονικών σωματιδίων, οπότε η θεωρητική μάζα του Χιγκς θα επανερχόταν σε αποδεκτές τιμές.

Εκτός του ότι θα έσωζε το Χιγκς και το Καθιερωμένο Μοντέλο, η υπερσυμμετρία θα μπορούσε να απαντήσει και σε άλλα μυστήρια της φύσης: τα υπερσυμμετρικά σωματίδια θα μπορούσαν να είναι η λεγόμενη «σκοτεινή ύλη», το μυστηριώδες υλικό που αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο μέρος της μάζας του Σύμπαντος.

Το πρόβλημα είναι ότι, παρά την πολύχρονη αναζήτηση, τα υπερσυμμετρικά σωματίδια παραμένουν άφαντα. Τα τελευταία πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN δεν έδωσαν καμία ένδειξη για την ύπαρξή τους (τα αποτελέσματα των ερευνών είναι διαθέσιμα στη μορφή προέκδοσηςεδώεδώ κι εδώ).

Στα πειράματα αυτά, οι ερευνητές προσπάθησαν να εντοπίσουν υπερσυμμετρικά σωματίδια σε συγκεκριμένο εύρος μάζας. Για παράδειγμα, προσπάθησαν να ανιχνεύσουν υπερσυμμετρικά κουαρκ με ενέργεια (ή μάζα) έως 700 GeV.

Αν τα σωματίδια αυτά δεν βρεθούν ούτε όταν αυξηθεί η ενέργεια του επιταχυντή το 2012, η θεωρία της υπερσυμμετρίας θα βρίσκεται σε σοβαρό κίνδυνο.

«Σε προσωπικό επίπεδο, πολλοί πιστεύουν ότι η κατάσταση δεν είναι καλή [για τη θεωρία]» σχολιάζει στο Nature ο Αλεσάντρο Στρούμια του Πανεπιστημίου της Πίζα, ο οποίος εργάζεται στη θεωρία της υπερσυμμετρίας εδώ και 30 χρόνια.

«Για ορισμένους σπουδαίους φυσικούς, το θέμα είναι αν θα κερδίσουν το Νόμπελ ή αν θα παραδεχτούν ότι ξόδεψαν ολόκληρη τη ζωή τους σε λάθος δρόμο» είπε.

next 5 in 5 Οι προβλέψεις της ΙΒΜ για τις τεχνολογικες εξελιξεις