Η επιστήμη της κάθε ημέρας σύμφωνα με τον διευθυντή Σύνταξης του «New Scientist»
Κάθε μέρα ξυπνούμε, τρώμε πρωινό, πηγαίνουμε στη δουλειά μας... Αυτό που για μας αποτελεί ρουτίνα όμως μπορεί να εμπεριέχει ενδιαφέροντα αινίγματα προς επίλυση για τους ερευνητές. Παραδείγματος χάριν, πώς συμβαίνει τα βαριά φιστίκια να βρίσκονται στο πάνω μέρος του βάζου με το μούσλι; Δεν θα ήταν αναμενόμενο να πάνε κάτω ως βαρύτερα; 'Η ακόμη, θα είχε νόημα να τρέξω όταν βρέχει; Μειώνω πράγματι με το τρέξιμο τον αριθμό των σταγόνων που θα προσελκύσω; Γεμάτος δέος για τα ευρήματα των επιστημόνων που αφορούν την καθημερινότητά μας, ο Roger Highfield, διευθυντής σύνταξης του «New Scientist», μας ξεναγεί στη δική του ερμηνεύοντας ταυτόχρονα τα μυστήριά της. Ομως προσοχή! Επειτα από αυτή την ξενάγηση τίποτε δεν θα είναι το ίδιο: το κρεβάτι σας θα μοιάζει με διαστημόπλοιο, το χέρι σας με μηχανή και ο νεροχύτης σας με πεδίο βιολογικού πολέμου!
Κοσμικός ταξιδιώτης
6.45 π.μ. Κοιμάμαι βαθιά, εντελώς ακίνητος στο κρεβάτι. Ή μήπως όχι; Στην πραγματικότητα ταξιδεύω στο Σύμπαν με τρομακτική ταχύτητα. Το σπίτι μου κάνει μια περιστροφή σε 23 ώρες, 56 λεπτά και 4 δευτερόλεπτα. Στον Ισημερινό - έναν κύκλο με περιφέρεια περίπου 40.000 χλμ. - οι άνθρωποι κινούνται με ταχύτητα 465 μέτρα το δευτερόλεπτο σε σχέση με το κέντρο της Γης. Εγώ, καθώς είμαι ξαπλωμένος στο κρεβάτι μου βορειότερα, στο Λονδίνο, έχω μικρότερη σχετική ταχύτητα, περίπου 280 μέτρα το δευτερόλεπτο, λέει ο Μαρκ Λόουελ του Ινστιτούτου Υπολογιστικής Κοσμολογίας στο Ντάραμ της Βρετανίας.
Μπορώ να πάω πιο γρήγορα αν υιοθετήσω μια ευρύτερη άποψη του κόσμου. Σε σχέση με τον Ηλιο κινούμαι με 30 χλμ. το δευτερόλεπτο, ενώ το ηλιακό μας σύστημα στροβιλίζεται γύρω από την καρδιά του γαλαξία με την ιλιγγιώδη ταχύτητα των 210 χλμ. το δευτερόλεπτο.
Ωστόσο και ο ίδιος ο γαλαξίας κινείται. Το τελευταίο πλαίσιο αναφοράς μου είναι ο απόηχος της Μεγάλης Εκρηξης, η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου. Σε σχέση με αυτήν, το κρεβάτι μου τρέχει με ταχύτητα 600 χλμ. το δευτερόλεπτο και εγώ εκτοξεύομαι προς τον αστερισμό του Λέοντα.
Ωρα να σηκωθούμε
7: 30 π.μ. Οπως τα περισσότερα πλάσματα στον πλανήτη, από τα φύκια και τους μύκητες ως τα θηλαστικά, τα κύτταρα του σώματός μου συγχρονίζονται με την 24ωρη περιστροφή του πλανήτη μέσω ενός περίτεχνου δικτύου πρωτεϊνών που ονομάζεται κιρκαδικό ρολόι. Το κιρκαδικό ρολόι των κυανοβακτηρίων αποτελείται από τρεις πρωτεΐνες, ενώ τα περισσότερα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού βασίζονται σε περίπου 20 πρωτεΐνες ορισμένες από τις οποίες ενεργοποιούν και άλλες σταματούν την έκφραση των γονιδίων που ρυθμίζουν τον κιρκαδικό ρυθμό μας.
Μέσα σε αυτό το αλληλοσυνδεόμενο δίκτυο πληροφοριών ρυθμίζεται με ακρίβεια η παραγωγή των πρωτεϊνών του κιρκαδικού ρυθμού σε έναν 24ωρο κύκλο, λέει ο χρονοβιολόγος Μάικλ Χέιστινγκς του Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας του Συμβουλίου Ιατρικών Ερευνών στο Κέιμπριτζ. Ο κ. Χέιστινγκς υποστηρίζει ότι μπορώ να βρω τον «χρόνο» του οργανισμού μου μετρώντας τα επίπεδα μερικών από αυτές τις λεγόμενες πρωτεΐνες-ρολόγια με μια εξέταση ρουτίνας. Οι πρωτεΐνες, που ονομάζονται Clock, Npas και Bmal, ενισχύουν την έκφραση των γονιδίων ενώ οι Per και Cry την καταστέλλουν. Φυσικά είναι πολύ ευκολότερο για εμένα να κοιτάξω την ώρα στο ξυπνητήρι μου.
Ανοίγοντας τα μάτια
7.35 π.μ. Το ξύπνημα μπορεί να είναι η δυσκολότερη στιγμή της ημέρας και υπάρχει λόγος γι' αυτό. Βιολογικά ρολόγια «χτυπάνε» σε κάθε κύτταρο του σώματός μου όμως το κεντρικό ρολόι που τα συντονίζει βρίσκεται στον υπερχιασματικό πυρήνα (SCN) βαθιά μέσα στον εγκέφαλό μου, κοντά στο σημείο όπου διασταυρώνονται οι δύο διακλαδώσεις του οπτικού μου νεύρου. Ο SCN αποτελείται από δύο μικροσκοπικές δέσμες αρκετών χιλιάδων νευρικών κυττάρων και τα μοριακά ρολόγια που τα προγραμματίζουν ρυθμίζονται από εξωτερικά «συνθήματα», όπως τα γεύματα, το φως και το σκοτάδι.
Το σήμα για το πρωινό ξύπνημά μου μεταδίδεται από τον SCN σε εξειδικευμένα νεύρα τα οποία ονομάζονται νευρώνες ορεξίνης της ψαλίδας. Αυτά προετοιμάζουν το σώμα μου για την ημέρα που έρχεται προγραμματίζοντας μια δόση γλυκόζης-αίματος από το ήπαρ μου, ακολουθούμενη από μια άνοδο των ορμονών του στρες, όπως η κορτιζόλη και η αλδοστερόνη, εξηγεί ο Ερικ Φλάιερς, ειδικός των ορμονών και του ύπνου στο Ακαδημαϊκό Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Αμστερνταμ. Οι νευρώνες της ορεξίνης ενεργοποιούν επίσης το συμπαθητικό τμήμα του αυτόνομου νευρικού συστήματος, πυροδοτώντας αύξηση του μυϊκού τόνου, της αρτηριακής πίεσης και του ρυθμού του μεταβολισμού, καθώς εγώ «σέρνομαι» απρόθυμα από την οριζόντια στην κάθετη στάση.
Τσαγκαροδευτέρα
7.45 π.μ. Η κατανόηση της λειτουργίας του ρολογιού του οργανισμού μού αποκαλύπτει γιατί θα προτιμούσα να μείνω στο κρεβάτι στην αρχή της εργάσιμης εβδομάδας: κατά μέσο όρο το κιρκαδικό ρολόι «τρέχει» 10 ως 20 λεπτά αργότερα απ' ό,τι η ημέρα. Αυτό δεν προκαλεί πρόβλημα κατά τη διάρκεια της εργάσιμης εβδομάδας, ύστερα όμως από ένα Σαββατοκύριακο, στο οποίο έχω αφήσει το ρολόι του οργανισμού μου να πάρει το πάνω χέρι σε σχέση με το ξυπνητήρι μου, το να σηκωθώ για να πάω στη δουλειά τη συνηθισμένη ώρα ισοδυναμεί με το να ξυπνήσω περίπου μία ώρα νωρίτερα, όπως λέει ο Αντρις Κάισμπεεκ του Ινστιτούτου Νευροεπιστημών της Ολλανδίας.
Οι επιπτώσεις δεν περιορίζονται απλώς σε αυτό το αίσθημα νύστας και εξάντλησης. Το 2008 ο Ιμρε Γιάνσκι του Ινστιτούτου Καρολίνσκα στη Στοκχόλμη και ο Ρίκχαρντ Λιουνγκ του Σουηδικού Εθνικού Συμβουλίου Υγείας και Πρόνοιας ανακάλυψαν ότι περισσότερα καρδιακά επεισόδια σημειώνονται κατά τις τρεις πρώτες ημέρες μετά τη μετάβαση στη θερινή ώρα την άνοιξη, όταν οι άνθρωποι αναγκάζονται να σηκωθούν μία ώρα νωρίτερα.
Το κεφάλι μου γερνάει
7.50 π.μ. Οι επιπτώσεις της σχετικότητας στον χρόνο είναι πιο έντονες κοντά στην ταχύτητα του φωτός ή υπό την επήρεια αντικρουόμενων βαρυτικών πεδίων. Παρ' όλα αυτά ο ρυθμός με τον οποίο κυλάει ο χρόνος αλλάζει λίγο ακόμη και τη στιγμή που σηκώνομαι από το κρεβάτι. Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν λέει ότι ο χρόνος επιβραδύνεται όταν η βαρύτητα ενισχύεται. Επομένως τα ρολόγια τρέχουν λίγο πιο αργά στην επιφάνεια της Γης, όπου η βαρυτική έλξη του πλανήτη είναι μεγαλύτερη, απ' ό,τι σε τροχιά γύρω από αυτήν.
Στο κρεβάτι τα πόδια και το κεφάλι μου βρίσκονται στο ίδιο ύψος και επομένως βρίσκονται στο ίδιο βαρυτικό πεδίο. Οταν όμως σηκωθώ υπάρχει ένα σχετικό ταξίδι στον χρόνο ανάμεσα στο κεφάλι και στα πόδια μου επειδή η βαρυτική δύναμη της Γης διαφέρει.
Ως αποτέλεσμα όλοι έχουμε ένα ελαφρώς γηραιότερο κεφάλι σε ένα ελαφρώς νεότερο σώμα. Ο Σέθαμ Σέμαρ του Εθνικού Φυσικού Εργαστηρίου της Βρετανίας στο Τέντινγκτον υπολογίζει ότι αν είμαι όρθιος επί περίπου 14 ώρες την ημέρα τότε, δεδομένου ότι το ύψος μου είναι 1,87 μ., το κεφάλι μου βιώνει 10 -11 (το -11 ΕΚΘΕΤΗΣ) έξτρα δευτερόλεπτα την ημέρα. Αν φθάσω τα 80, το κεφάλι μου θα έχει γεράσει 300 νανοδευτερόλεπτα περισσότερο από τα πόδια μου.
Υπόθεση «βραζιλιάνικο φιστίκι»
8.15 π.μ. Ωρα για πρωινό και ανοίγω ένα καινούργιο πακέτο μούσλι. Παραδόξως διαπιστώνω ότι οι βαρύτεροι από το δημητριακό ξηροί καρποί έχουν συγκεντρωθεί στο επάνω μέρος του κουτιού. Επί δεκαετίες οι φυσικοί βρίσκονται σε διαμάχη σχετικά με τους ξηρούς καρπούς που αψηφούν τη βαρύτητα, σε έναν βαθμό επειδή φαίνονται να προσφέρουν έναν ωραίο τρόπο να βάλει κάποιος τάξη στην αταξία και σε έναν άλλο επειδή οι μηχανικοί βιομηχανικού σχεδιασμού γκρινιάζουν πάντα ότι οι σπόροι και οι σκόνες «ξε-ανακατεύονται» κατά τις βιομηχανικές διεργασίες.
Γνωστό ως «πρόβλημα του βραζιλιάνικου φιστικιού», το αίνιγμα φάνηκε να λύνεται το 1987, όταν ο Αντονι Ροζάτο του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Νιου Τζέρσεϊ υποστήριξε ότι όταν ένα φιστίκι ανεβαίνει προς τα επάνω δίνει την ευκαιρία στις μικρότερες νιφάδες βρώμης να εισχωρήσουν και να γεμίσουν το κενό. Αντιθέτως πολλές νιφάδες βρώμης θα πρέπει να αλλάξουν θέση για να αφήσουν χώρο ώστε να πέσει ένα φιστίκι _ κάτι το οποίο καθιστά αυτό το γεγονός σχετικά απίθανο.
Λήξη θέματος, λοιπόν; Οχι, σύμφωνα με τον Σίντνεϊ Νέιτζελ του Πανεπιστημίου του Σικάγου, ο οποίος λάτρευε ανέκαθεν τη φυσική τής καθημερινότητας, από τις μπερδεμένες έλικες του μελιού ως τα δαχτυλίδια του καφέ. Ο κ. Νέιτζελ υποστηρίζει ότι το κούνημα του κουτιού του μούσλι κάνει τόσο τα φιστίκια όσο και τις νιφάδες να ανεβαίνουν προς τα επάνω. Το περαιτέρω κούνημα κάνει τις νιφάδες να γλιστρούν προς τα κάτω στα πλαϊνά του κουτιού, αλλά επειδή τα φιστίκια δεν βρίσκουν αρκετό χώρο για να κάνουν το ίδιο, μένουν στο επάνω μέρος του πακέτου. Ακόμη και ο ίδιος όμως διστάζει να δηλώσει ότι το «πρόβλημα του βραζιλιάνικου φιστικιού» έχει λυθεί. «Κάθε φορά που νομίζουμε ότι τα έχουμε καταλάβει όλα, κάτι εμφανίζεται για να μας βγάλει από τον εφησυχασμό μας» προειδοποιεί.
Μετακίνηση στον χρόνο
8.45 π.μ. Το τρένο μου για τη δουλειά έχει καθυστέρηση. Καθώς ένα γειτονικό τρένο ξεκινά έχω το αλλόκοτο συναίσθημα ότι κινούμαι προς τα πίσω. Δεν το σκέφτομαι και πολύ _ αυτή είναι μια γνωστή ψευδαίσθηση της φαινόμενης κίνησης _ και αρχίζω να συλλογίζομαι τα γεγονότα του Σαββατοκύριακου. Το πιο εκπληκτικό εδώ είναι ότι ο τρόπος που σκέφτομαι συνδέεται με τη φαινόμενη κίνησή μου.
Ο Νιλ Μακρέι και ο Λίντεν Μάιλς του Πανεπιστημίου του Αμπερντίν εξέτασαν τις ονειροπολήσεις φοιτητών ενώ αυτοί κοίταζαν μια οθόνη όπου άστρα φαίνονταν να «ζουμάρουν» είτε προς το μέρος τους είτε απομακρυνόμενα από αυτούς αντιστοιχώντας στη φαινόμενη κίνηση προς τα εμπρός και προς τα πίσω.
Διαπίστωσαν ότι η προς τα πίσω κίνηση τείνει να μας κάνει να σκεφτόμαστε γεγονότα από το παρελθόν, ενώ η προς τα εμπρός προκαλεί μια «προσανατολισμένη προς το μέλλον σκέψη». Η ομάδα υποστηρίζει ότι το φαινόμενο θα είναι πιο έντονο με την πραγματική κίνηση απ' ό,τι στις προσομοιώσεις και ότι αυτό δείχνει πώς οι υψηλότερες λειτουργίες του εγκεφάλου βασίζονται σε πιο «πρωτόγονες» περιοχές οι οποίες επεξεργάζονται την κίνηση και τις αισθήσεις. Καθώς τελικά κινούμαι προς τα εμπρός, αρχίζω να αναρωτιέμαι: μήπως γι' αυτό αρέσει σε τόσο πολλούς επιτυχημένους ανθρώπους να οδηγούν γρήγορα αυτοκίνητα;
Να τρέξω ή όχι;
9.30 π.μ. Καθώς βγαίνω από τον σταθμό του μετρό αρχίζει να βρέχει. Δεν έχω ομπρέλα και τα γραφεία του «New Scientist» απέχουν μερικές εκατοντάδες μέτρα, οπότε αντιμετωπίζω ένα δίλημμα: θα βραχώ λιγότερο αν τρέξω απ' ό,τι αν περπατήσω; Το ερώτημα φέρνει εδώ και καιρό σε αντιπαράθεση τους ερευνητές.
Υπολογισμοί οι οποίοι δημοσιεύτηκαν το 1995 από μετεωρολόγους του Πανεπιστημίου του Ρέιντινγκ κατέληγαν στο συμπέρασμα ότι το τρέξιμο δεν αξίζει τον κόπο. Η άποψη αυτή αμφισβητήθηκε από δύο άλλους επιστήμονες που τους έπιασε μπόρα εν όσω έκαναν τζόκινγκ στα δάση των Απαλαχίων στη Βόρεια Καρολίνα. Ο Τόμας Πίτερσον και ο Τρέβορ Γουόλς, οι οποίοι εργάζονταν στο Εθνικό Κέντρο Κλιματικών Δεδομένων των ΗΠΑ, αποφάσισαν ότι το αρχικό άρθρο είχε ελλείψεις. Στη δική τους μελέτη κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι κάποιος που τρέχει θα «τραβήξει» 30%-50% λιγότερο νερό από κάποιον ο οποίος περπατάει. Τα μεγαλύτερα οφέλη φαίνεται να σημειώνονται όταν έχει αέρα και βρέχει δυνατά _ ακριβώς όταν οι άνθρωποι είναι πιθανότερο να τρέξουν. Φεύγω σφαίρα για να καλυφθώ.
Το δευτερόλεπτο - αιώνας
9.45 π.μ. Καθώς σωριάζομαι λαχανιασμένος στο γραφείο μου κοιτάζω το ρολόι στον τοίχο και, προς έκπληξή μου, μου φαίνεται ότι χρειάζεται λίγο περισσότερο από ένα δευτερόλεπτο για να κάνει ένα «τικ». Η καθυστέρηση αυτή είναι «πραγματική» υπό την έννοια ότι την αισθάνομαι πραγματικά. Είναι όμως και στρεβλή. Το φαινόμενο αποκαλύπτει πώς ο εγκέφαλός μου επεξεργάζεται την αντίληψη του χρόνου, λέει ο ψυχολόγος Κίλαν Γιάροου του Πανεπιστημίου Σίτι του Λονδίνου.
Στο χρονικό διάστημα που χρειάζονται τα μάτια μου ώστε να στραφούν και να εστιάσουν στο ρολόι, ο εγκέφαλος «κόβει» την όρασή μου για να μη με διασπά η θόλωση της κίνησης. Στη συνέχεια ο εγκέφαλός μου προσθέτει τον χρόνο που χρειάστηκαν τα μάτια για να κινηθούν στην επόμενη σταθερή εικόνα ώστε να μην υπάρχει χρονικό κενό στη συνειδητή οπτική εμπειρία μου. Αντί όμως να ξεκινήσει την «εικόνα» όταν τα μάτια μου στέκονται στο καντράν του ρολογιού, ο εγκέφαλος επεκτείνει την αντίληψή μου για αυτό που βλέπω προς τα πίσω κατά 50 χιλιοστά του δευτερολέπτου, στην αμέσως προηγούμενη στιγμή αφότου ξεκίνησε η κίνηση των ματιών μου _ έτσι ένα δευτερόλεπτο στο ρολόι μπορεί να φανεί λίγο μεγαλύτερο.
Και αυτό φυσικά δεν είναι το μόνο νοητικό ταξίδι στον χρόνο που κάνω κάθε μέρα.
Νερό που δεν βράζει
10.45 π.μ. Στη μέση του πρωινού έχω ανάγκη για μια δόση από το δημοφιλέστερο ναρκωτικό στον κόσμο, την καφεΐνη. Και ναι, το νερό αργεί περισσότερο να βράσει αν κάθομαι και το παρακολουθώ, εξαιτίας της στρέβλωσης του χρόνου που προκαλεί αυτή η προσήλωση στο χρονόμετρο του μυαλού μου.
Ο Γουόρεν Μακ, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Ντιουκ της Βόρειας Καρολίνας, μελετά πώς το χρονόμετρο αυτό μετρά τα διαστήματα σε κλίμακα δευτερολέπτων ως λεπτών, κάτι το οποίο είναι καθοριστικό για κάθε είδους έργο, όπως το να υπολογίσω αν έχω αρκετό χρόνο ώστε να περάσω τον δρόμο με ασφάλεια ή να ακούσω μουσική και να υπολογίσω τη διάρκεια των φωνηέντων και των συμφώνων μου όταν μιλάω.
Το επίπεδο νευρωνικής δραστηριότητας στον φλοιό μου παρουσιάζει διακυμάνσεις και αυτό το ρυθμικό πρότυπο συλλαμβάνεται από το ραβδωτό σώμα, μια περιοχή του εγκεφάλου που συνδέεται με την ανταμοιβή. «Η συχνότητα αυτού του “παλμού” εξαρτάται από τα επίπεδα άγχους μας και επηρεάζεται επίσης από το μέγεθος της προσοχής που αφιερώνουμε στο ρολόι» λέει. Τα πράγματα λοιπόν που θέλουμε να γίνουν όσο το δυνατόν γρηγορότερα φαίνονται να χρειάζονται αιώνες ακριβώς επειδή ασχολούμαστε περισσότερο με αυτά.
Ταχύτερη επιστροφή
1.30 μ.μ. Βιώνω μία ακόμη μορφή ταξιδιού στον χρόνο, καθώς φεύγω τρέχοντας για μια συνέντευξη Τύπου σε ένα μέρος όπου δεν έχω πάει ξανά. Η διαδρομή φαίνεται να διαρκεί αισθητά περισσότερο από την επιστροφή μου στο γραφείο. Ο Αμιτάι Τσακραβάρτι του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης έχει διαπιστώσει ότι το φαινόμενο αυτό ισχύει. «Η αίσθηση του πόσο διαρκεί μια διαδρομή έχει να κάνει με υποκειμενικά αισθήματα του πότε μια διαδρομή έχει “προχωρήσει αρκετά” και πότε “κοντεύουμε να φθάσουμε”» λέει.
Πηγαίνοντας προς τον προορισμό μου συναντώ οικεία χαρακτηριστικά σημεία, όπως καταστήματα, κτίρια, τον σταθμό του μετρό και ούτω καθ' εξής, οπότε αισθάνομαι ότι προχωρώ λιγότερο. Μόνον μόλις φύγω από τις γνωστές περιοχές νιώθω ότι η διαδρομή έχει προχωρήσει αρκετά. Και δεν αισθάνομαι ότι έχω σχεδόν φθάσει παρά μόνον όταν φθάνω πραγματικά στον προορισμό μου.
Το αντίθετο ισχύει για την επιστροφή: αμέσως μόλις βγω από τη συνέντευξη νιώθω ότι προχωράω αρκετά. Και αυτή τη φορά η εμφάνιση των οικείων σημείων μου λέει ότι έχω σχεδόν φθάσει.
Μαγικά αβγά
2 μ.μ. Αποφασίζω να φάω κάτι ελαφρύ, βραστά αβγά και φρυγανισμένο ψωμί. Τα σφιχτά αβγά μού προσφέρουν τη δυνατότητα να εντυπωσιάσω τους γύρω μου με ένα κόλπο που αψηφά τη βαρύτητα. Αν στριφογυρίσετε ένα «πλαγιασμένο» σφιχτό αβγό και το κάνετε αυτό αρκετά γρήγορα, αυτό θα σηκωθεί όρθιο και θα συνεχίσει να στριφογυρίζει.
Δύο χορταστικές εργασίες από τον Κιθ Μόφατ και τον Μίχαλ Μπρανίτσκι του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ όπως και από τον Γιουτάκα Σιμονούρα του Πανεπιστημίου Κέιο στη Γιοκοχάμα απέδειξαν γιατί. Το μυστικό είναι να υπολογίσετε πώς ένα αβγό που στριφογυρίζει μετατρέπει μια δύναμη τριβής η οποία ενεργεί στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο με το τραπέζι σε κάθετη δύναμη η οποία σηκώνει το αβγό. Η απάντηση έχει σχέση με το φαινόμενο Coriolis, το οποίο εκτρέπει τα αντικείμενα που κινούνται σε ένα περιστρεφόμενο πλαίσιο αναφοράς. Πρόκειται για το φαινόμενο που σε μεγάλο βαθμό ελέγχει την κυκλοφορία της ατμόσφαιρας της γης και των ωκεανών. Κατά τον ίδιο τρόπο το φαινόμενο Coriolis μετατρέπει τη δύναμη τριβής σε δύναμη περιστροφής, η οποία σηκώνει το αβγό σε κάθετη θέση. Το κόλπο πετυχαίνει μόνο όταν το αβγό είναι σφιχτό, επειδή η ενέργεια που εφαρμόζετε όταν περιστρέφετε ένα ωμό αβγό εξουδετερώνεται άμεσα από το υγρό που κινείται στο εσωτερικό του.
Παρ' όλα αυτά το μυστήριο του μαγικού αβγού δεν έχει ακόμη λυθεί εντελώς. Δεν έχουμε κατανοήσει γιατί είναι τόσο πολύ δυσκολότερο να επιτύχουμε το ίδιο κόλπο με ένα μελάτο αβγό. Επίσης η θεωρία αδυνατεί να εξηγήσει γιατί ένα αβγό που στριφογυρίζει γρήγορα προβαίνει σε μικρές αναπηδήσεις κατά την άνοδό του _ αν και ο κ. Σιμονούρα υποψιάζεται ότι αυτό μπορεί να προκαλείται από ατέλειες στην επιφάνεια όπου περιστρέφεται το αβγό.
Βούτυρο στο ψωμί της Φυσικής
2.10 μ.μ. Καθώς φέρνω το βουτυρωμένο φρυγανισμένο ψωμί προς το στόμα μου μου πέφτει και, δυστυχώς, προσγειώνεται με τη βουτυρωμένη πλευρά προς τα κάτω _ ακριβώς όπως προβλέπει ο νόμος του Μέρφι. Λεπτομερείς υπολογισμοί της δυναμικής του φρυγανισμένου ψωμιού που πέφτει που έχει κάνει ο Ρίτσαρντ Μάθιους του Πανεπιστημίου Αστον στο Μπέρμιγχαμ έχουν δείξει ότι αυτή η εκνευριστική τάση δεν αποτελεί αστικό μύθο.
Ούτε έχει να κάνει με το στρώμα του βουτύρου, το βάρος του ψωμιού ή τις αεροδυναμικές του ιδιότητες. Ο κρίσιμος παράγοντας είναι το ύψος και μόνον _ η φέτα ψωμιού που πέφτει από ένα πιάτο περιστρέφεται τόσο αργά ώστε μόνον αν πέσει από ύψος άνω των 3 μ. έχει πιθανότητες να πέσει με τη βουτυρωμένη πλευρά προς τα πάνω.
Ο κ. Μάθιους έχει επιβεβαιώσει τη θεωρία του βάζοντας 1.000 παιδιά να ρίξουν φρυγανισμένες φέτες ψωμιού από πιάτα περισσότερες από 21.000 φορές σε ένα μαζικό πείραμα που υποστηρίχθηκε από το βρετανικό υπουργείο Παιδείας και από μια εταιρεία παρασκευής βουτύρου.
Αρχαία ηλιαχτίδα
3 μ.μ. Ακόμη και κάτι τόσο απλό όσο μια βόλτα στη λιακάδα μετά το φαγητό έχει κάτι το θαυμαστό. Ολοι ξέρουμε ότι το φως χρειάζεται λίγο περισσότερο από 8 λεπτά για να καλύψει την απόσταση από τον τοπικό μας αντιδραστήρα σύντηξης, τον Ηλιο, ως τη Γη.
Η πραγματική ιστορία του ηλιακού φωτός είναι όμως ακόμη πιο παράξενη. Στην πραγματικότητα το φως χρειάζεται πολλές χιλιετίες ώσπου να ξεφύγει από τον Ηλιο και να αρχίσει να ταξιδεύει, σύμφωνα με τη Λουίζ Χάρα του Εργαστηρίου Διαστημικών Επιστημών Μάλαρντ του Πανεπιστημίου Σίτι στο Λονδίνο.
Η ροή των φωτονίων από τον πυρήνα προς την εξωτερική επιφάνεια του Ηλιου, σε απόσταση περίπου 700.000 χλμ., θα διαρκούσε λιγότερο από 3 δευτερόλεπτα εάν ο δρόμος ήταν ανοιχτός. Ωστόσο η ροή εμποδίζεται συνεχώς από συγκρούσεις επειδή ο Ηλιος είναι υπερβολικά πυκνός κοντά στην καρδιά του. Τα φωτόνια ταξιδεύουν μόνον ένα κλάσμα του εκατοστού ανάμεσα στις συγκρούσεις με αποτέλεσμα η πορεία τους να επιβραδύνεται αφάνταστα. «Σε γενικές γραμμές, τα φωτόνια χρειάζονται 170.000 χρόνια για να βγουν από το εσωτερικό» λέει η κυρία Χάρα.
Δύση στο κεφάλι μου
5.30 μ.μ. Ο κόσμος έχει στρίψει από την ώρα που σηκώθηκα από το κρεβάτι μου. Τώρα το φως έχει πέσει και οι κατασταλτικές πρωτεΐνες του κιρκαδικού ρολογιού μου, κυρίως η Per και η Cry, φθάνουν στο απόγειό τους. Οι πρωτεΐνες αυτές αρχίζουν να καταστέλλουν την παραγωγή των Clock, Npas και Bmal, που είναι τόσο ενεργές κατά τη διάρκεια της ημέρας, και να προετοιμάζουν το σώμα μου για την ολοκλήρωση μιας ακόμη πλήρους περιστροφής της Γης. Βαθιά μέσα στον εγκέφαλό μου ο υπερχιασματικός πυρήνας (SCN) παίρνει αυτή την πληροφορία από το βιολογικό ρολόι και τη μεταδίδει στην επίφυση, η οποία εκκρίνει μελατονίνη. Η ορμόνη αυτή λέει στα κύτταρα και στα όργανα του σώματός μου ότι φθάνει η νύχτα. Αρχίζω να νιώθω κουρασμένος.
Περπατώντας στα σύννεφα
6.30 μ.μ. Περνάω τον δρόμο πηγαίνοντας προς το μετρό και αναρωτιέμαι γιατί το έδαφος φαίνεται τόσο στέρεο όταν ξέρω ότι η ύλη είναι στην πραγματικότητα κατά 99,9999999999999% άδειος χώρος. Ο θετικά φορτισμένος πυρήνας ενός ατόμου, στον οποίο βρίσκεται σχεδόν όλη η μάζα του, έχει ακτίνα 10 -15 (ΤΟ -15 ΕΚΘΕΤΗΣ) μ., ενώ ολόκληρο το άτομο έχει διάμετρο 10 -10 (το -10 ΕΚΘΕΤΗΣ) μ. Ο Πίτερ Κόβενι του University College του Λονδίνου εξηγεί ότι ο «άδειος χώρος» των ατόμων αν και δεν περιέχει μάζα φέρει το αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο των ηλεκτρονίων που βρίσκονται μέσα σε κάθε άτομο. Το αρνητικό φορτίο των ατόμων που υπάρχουν στον δρόμο ασκεί μια αρνητική δύναμη άπωσης στο αρνητικό φορτίο των ατόμων που βρίσκονται στις σόλες των παπουτσιών μου. «Το γεγονός ότι δεν πέφτετε μέσα στο έδαφος μαρτυρεί την απίστευτη δύναμη των διατομικών δυνάμεων» λέει ο κ. Κόβενι.
Κοσμική σούπα
8 μ.μ. Ετοιμάζω ένα μπολ σούπα για βραδινό και προσέχω ότι τα κρουτόν έχουν την τάση να συγκεντρώνονται το ένα κοντά στο άλλο, διευκολύνοντάς με να τα φάω. Το φαινόμενο αποκαλείται «φαινόμενο των Cheerios» και ισχύει για οτιδήποτε επιπλέει, από τις φυσαλίδες της μπίρας ως το ομώνυμο δημητριακό. Μια ανασκόπηση όλων των μελετών που έχουν γραφτεί για αυτό το θέμα έγινε το 2005 από τον Ντόμινικ Βέλα, ο οποίος σήμερα εργάζεται στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, και τον Λακσμιναραγιάναν Μαχαντεβάν του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ. Στον κ. Μαχαντεβάν αρέσει πολύ να εφαρμόζει τα μαθηματικά στην καθημερινή ζωή, από εξισώσεις που περιγράφουν το σχέδιο ενός κοστουμιού ως το τι συμβαίνει όταν η μπογιά στεγνώνει.
Οπως φαίνεται, τα κρουτόν, όπως και τα Cheerios, παρεμβάλλονται στις δυνάμεις συνοχής μεταξύ των μορίων στην επιφάνεια του υγρού. Στην περίπτωση των Cheerios τα «Ο» δημιουργούν μικροσκοπικές αρνητικές πιέσεις στην επιφάνεια του γάλακτος, οι οποίες τα κάνουν να κινούνται το ένα προς το άλλο. Επίσης τείνουν να συγκεντρώνονται προς τις άκρες ενός καθαρού μπολ επειδή τα μόρια του γάλακτος έλκονται περισσότερο από τα μόρια της επιφάνειας του μπολ απ' ό,τι από τα άλλα μόρια του γάλακτος. Η επιπλέον έλξη τραβάει τα Cheerios προς την πλευρά του μπολ.
Η σούπα μου μου λέει ότι θύλακοι πλεονάζουσας έλξης μπορούν να εμφανιστούν ακόμη και όταν οι δυνάμεις ανάμεσα στα σωματίδια είναι ίδιες προς όλες τις κατευθύνσεις, «κάτι το οποίο δεν είναι προφανές για όλους» λέει ο Αρσάντ Κουντρόλι του Πανεπιστημίου Κλαρκ στο Γούστερ της Μασαχουσέτης. Οι γαλαξίες συγκεντρώνονται σε σμήνη με έναν ανάλογο μηχανισμό μέσω της επίδρασης της βαρύτητας. Μου προκαλεί δέος όταν σκέφτομαι ότι ο κόσμος είναι κάπως σαν το μπολ με τη σούπα μου.
Ο άρρωστος νεροχύτης μου
8.20 μ.μ. Πλένω το μπολ της σούπας και ανατριχιάζω καθώς θυμάμαι μια μελέτη που έδειξε ότι περίπου 100 εκατομμύρια βακτήρια κρύβονται σε ένα μέσο σφουγγάρι για τα πιάτα. Πολλά από αυτά προέρχονται από τα κόπρανα. Για την ακρίβεια υπάρχουν περισσότερα βακτήρια των κοπράνων _ όπως το Escerichia coli και το Klebsiella _ στον νεροχύτη μου απ' ό,τι στη λεκάνη της τουαλέτας, αφότου τραβήξω το καζανάκι. «Ισως για αυτό οι σκύλοι πίνουν νερό από την τουαλέτα» λέει αστειευόμενος ο Τσακ Τζέρμπα του Πανεπιστημίου της Αριζόνας στην Τουσόν.
Υπαίτια για αυτό είναι κυρίως βακτήρια τα οποία προέρχονται από το ωμό κρέας. «Τα βακτήρια αυτά έρχονται μέσω των τροφίμων και στη συνέχεια πολλαπλασιάζονται στο βρεγμένο και υγρό περιβάλλον της κουζίνας» λέει ο κ. Τζέρμπα. Ο νεροχύτης μου έχει επάνω του τα απόλυτα οικιακά βιολογικά όπλα. «Το αντικείμενο με τα περισσότερα βακτήρια στο σπίτι είναι το σφουγγάρι της κουζίνας ή το σφουγγάρι για τα πιάτα».
Ο κ. Τζέρμπα με συμβουλεύει να κάνω γενναιόδωρη χρήση χλωρίνης.
Αόρατες γκάφες
8.40 μ.μ. Καθώς βάζω να δω σε DVD το «Αποκάλυψη τώρα» θυμάμαι ότι ένας φίλος μου είχε πει ότι το αριστούργημα του Φράνσις Φορντ Κόπολα για τον πόλεμο του Βιετνάμ έχει περισσότερα λάθη ασυνέπειας από κάθε άλλη ταινία που έχει δει. Εγώ, αν και προσπαθώ, δεν βλέπω κανένα. Γιατί;
Αυτό αποτελεί ένα κατ' εξοχήν παράδειγμα της «τύφλωσης αλλαγής», σύμφωνα με τον Νταν Σίμονς του Πανεπιστημίου του Ιλινόις στην Ουρμπάνα-Σαμπέιν και έναν εκ των συγγραφέων του βιβλίου «Ο αόρατος γορίλας». «Πολλοί άνθρωποι είναι πεπεισμένοι ότι παρατηρούν κανονικά τέτοιου είδους λάθη» λέει «στην πραγματικότητα όμως παρατηρούμε ελάχιστα από αυτά».
Ο κ. Σίμονς έχει συγκεντρώσει εντυπωσιακά στοιχεία τα οποία αποδεικνύουν ότι είναι δυνατόν να κοιτάζουμε κάτι χωρίς να το βλέπουμε. Σε ένα πείραμα που έκανε με τον Ντάνιελ Λέβιν του Πανεπιστημίου Βάντερμπιλτ στο Νάσβιλ του Τενεσί, ένας ξένος ζητούσε από περαστικούς στο campus του πανεπιστημίου να του δώσουν πληροφορίες για να πάει σε ένα σημείο. Κατά τη διάρκεια της συζήτησης δύο άνδρες που κουβαλούσαν μια ξύλινη πόρτα περνούσαν ανάμεσα από τους δύο συνομιλητές. Οι μισοί από όσους «δοκιμάστηκαν» στο πείραμα δεν παρατήρησαν ότι αφού έφευγε η πόρτα ο ξένος είχε αντικατασταθεί από κάποιον άλλο με διαφορετικά ρούχα, ύψος και σωματική διάπλαση.
Η τύφλωσή μου στην αλλαγή οφείλεται στο γεγονός ότι δεν είναι δυνατόν να συλλάβω και να θυμηθώ όλες τις λεπτομέρειες. Πολλές γκάφες σε ταινίες είναι λάθη ασυνέπειας στα οποία αντικείμενα μιας σκηνής εξαφανίζονται, μετακινούνται ή αλλάζουν χρώμα στο επόμενο πλάνο. Στην περίπτωση του «Αποκάλυψη τώρα» η περιορισμένη οπτική μνήμη μου είτε δεν συγκράτησε αρκετές λεπτομέρειες ανάμεσα στις σκηνές ώστε να αποκαλυφθούν οι γκάφες, είτε δεν τις κατέγραψε εξ αρχής, είτε απλώς δεν τις συνέκρινε.
Λογοκρισία στο διάβασμα
11.20 μ.μ. Πηγαίνοντας στο κρεβάτι παίρνω να διαβάσω ένα παλαιό τεύχος του «New Scientist» στο πλαίσιο της έρευνάς μου για αυτό το άρθρο. Νομίζω ότι και τα δύο μάτια μου εστιάζουν στο ίδιο σημείο του κειμένου, όμως στην πραγματικότητα το δεξί και το αριστερό μάτι μου συχνά εστιάζουν σε διαφορετικά σημεία των λέξεων, σύμφωνα με τον Σάιμον Λάιβσεντζ του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον της Βρετανίας, ο οποίος έχει διεξαγάγει εξελιγμένες μελέτες για την ανίχνευση των κινήσεων των οφθαλμών. Και αν και νομίζω ότι τα μάτια μου κινούνται ομαλά κατά μήκος του κειμένου, αυτό αποτελεί ψευδαίσθηση όπως λέει: «Οταν διαβάζετε πραγματοποιείτε μια σειρά από σταθερές, προσηλωμένες ματιές που αλληλοδιαδέχονται κάποιες γρήγορες κινήσεις των ματιών οι οποίες ονομάζονται σακκαδικές κινήσεις».
Κατά τη διάρκεια μιας σακκαδικής κίνησης οι βολβοί των ματιών μου περιστρέφονται κατά 2 ως 5 μοίρες για ένα διάστημα 30 ως 50 χιλιοστών του δευτερολέπτου. Οι προσηλωμένες ματιές που χρησιμοποιώ για να διαβάσω διαρκούν ως και 250 χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Ο εγκέφαλός μου καταστέλλει την ενοχλητική θολούρα των λέξεων κατά τη διάρκεια μιας σακκαδικής κίνησης συλλέγοντας οπτικές πληροφορίες μόνον στην αρχή και στο τέλος της. Στη συνέχεια ενώνει αυτά τα «ενσταντανέ» ώστε να μου δώσει την αίσθηση μιας «ομαλής» ροής λέξεων τις οποίες μεταφέρει στο σύστημα γλωσσικής επεξεργασίας μέσω του οπτικού φλοιού στο πίσω μέρος του κεφαλιού μου.
Αόρατη μύτη
11.40 μ.μ. Το «κόψιμο και το ράψιμο» της όρασής μου δεν είναι ο μοναδικός τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλός μου με ξεγελά ενώ διαβάζω στο κρεβάτι. Αν και έχω δύο μάτια, και επομένως δύο απόψεις της σελίδας, εγώ συλλαμβάνω έναν κόσμο. Για να επιτύχει αυτή την κυκλώπεια όραση το οπτικό σύστημά μου πρέπει να συντονίζει την εισροή δεδομένων από τους δύο οφθαλμικούς βολβούς συστηματικά και με ακρίβεια και στη συνέχεια να την επεξεργάζεται, λέει ο Μαρκ Τσανγκίζι, διευθυντής του τμήματος Ανθρώπινης Γνώσης της 2AI Labs στο Μπόιζ του Αϊντάχο και συγγραφέας του βιβλίου «Vision Revolution».
Αυτό είναι εύκολο να το διερευνήσω. Κλείνω το ένα μάτι και βλέπω ότι η μύτη μου μόνο καταλαμβάνει σημαντικό τμήμα της οπτικής μου άποψης. Οταν ανοίγω ξανά το άλλο μάτι η μύτη μου έχει γίνει διάφανη. Μπορώ να βλέπω τον κόσμο πέρα από αυτήν, σαν η ίδια να μην υπάρχει. Στην πραγματικότητα, λέει ο κ. Τσανγκίζι, βλέπω επίσης το μέλλον. Από τη στιγμή που το φως φθάνει στα μάτια μου χρειάζεται ένα δέκατο του δευτερολέπτου ώσπου να το συλλάβει ο εγκέφαλος. «Ο εγκέφαλός σας στην πραγματικότητα δημιουργεί μια αντίληψη του πώς θα φαίνεται ο κόσμος σε ένα δέκατο του δευτερολέπτου. Δεν βλέπετε την πραγματικότητα αλλά μια κατασκευή, η οποία εξελίχθηκε για να σας βοηθήσει να επιβιώσετε».
Μοριακές μηχανές σηκώνουν το κουτάλι
11.45 μ.μ. Καθώς ανασηκώνομαι στο κρεβάτι και ανακατεύω το βραδινό κακάο μου, στρατιές μικροσκοπικών μηχανών παίρνουν μπρος μέσα στο σώμα μου. Οι μηχανές είναι μια οικογένεια πρωτεΐνών-κινητήρων που λέγονται μυοσίνες και μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε κίνηση. Μέσα στα νεύρα μου, για παράδειγμα, η μυοσίνη V περπατάει με δύο «πόδια» σε μονοπάτια που λέγονται ινίδια ακτίνης, αν και τα βήματά της των 74 νανομέτρων είναι λιγότερο από το ένα δέκατο του εκατομμυρίου των δικών μου.
Στους μυς μου η μυοσίνη II σχηματίζει ινίδια των περίπου 300 μορίων τα οποία επίσης περπατούν, σαν σαρανταποδαρούσες, στα ινίδια ακτίνης μου για να κάνουν τους μυς μου να συσπαστούν. Κάθε μόριο μυοσίνης μπορεί να αναπτύξει με αυτόν τον τρόπο δύναμη περίπου δύο piconewton, σύμφωνα με τον Ρόμπερτ Κρος του Πανεπιστημίου του Γουόρικ της Βρετανίας. «Το να σηκώσετε ένα κουτάλι των 40 γραμμαρίων σημαίνει ότι μέσα στο μπράτσο σας δύο εκατομμύρια επιπλέον μόρια μυοσίνης εργάζονται ως ομάδα» λέει. Πολλές ακόμη μοριακές μηχανές συμμετέχουν στη σοβαρή δουλειά του να με κρατούν ζωντανό, στο να ανοίγω και να κλείνω τα μάτια μου, στο να διαστέλλονται οι ίριδές τους, στο να με βοηθήσουν να ακούω συλλαμβάνοντας την κίνηση τριχωτών κυττάρων στο έσω ους μου και, καθώς χασμουριέμαι, στο να βγάλω τον αέρα από τις κυψελίδες μου και να κινήσω τις φωνητικές μου χορδές για να παραγάγω έναν στεναγμό ικανοποίησης.
Μυστηριώδες χασμουρητό
11.55 μ.μ. Αμέσως μετά το χασμουρητό μου και προτού αποκοιμηθώ θυμάμαι ότι υπάρχουν ένα σωρό θεωρίες που επιδιώκουν να εξηγήσουν γιατί χασμουριέμαι. Σε αυτές περιλαμβάνεται ο δροσισμός του εγκεφάλου, η βελτίωση της προσοχής, επειδή η διαδικασία αυτή μας βοηθάει να εισπνεύσουμε περισσότερο οξυγόνο, ο συγχρονισμός της διάθεσής μας με τους άλλους. Μια άλλη πρόταση είναι ότι η αποκάλυψη των δοντιών καθώς χασμουριόμαστε εξελίχθηκε ως τρόπος προστασίας από αρπακτικά που έχουν την πρόθεση να επιτεθούν σε έναν νυσταγμένο εχθρό. Υπάρχουν πολλές ακόμη.
Κανένας δεν είναι βέβαιος ποια εξήγηση ή ποιος συνδυασμός εξηγήσεων είναι ο σωστός. Κλείνω τα μάτια ικανοποιημένος με το γεγονός ότι η βαθύτερη κατανόηση της καθημερινότητάς μου δεν μειώνει το νόημα της ζωής μου, αλλά αντιθέτως ενισχύει την αίσθηση του δέους μου.
Πηγή
