WETENSCHAP BLEEK VOOR DE NOODZAAK OM DE VRAGEN VAN MENSEN TE BEANTWOORDEN. En het lijkt erop dat de meeste complexe verschijnselen langs en over zijn bestudeerd, maar er is nog maar 'heel weinig' over - om de aard van donkere materie te begrijpen, om het probleem van de kwantumzwaartekracht aan te pakken, om het probleem van ruimte / tijddimensies op te lossen, om te begrijpen wat donkere energie is (en een paar honderd meer vergelijkbare vragen). Er zijn echter nog steeds ogenschijnlijk eenvoudigere verschijnselen die wetenschappers niet volledig kunnen verklaren.
Wat is glas?
Nobelprijswinnaar Warren Anderson zei ooit: "Het diepste en interessantste van de onopgeloste problemen in de vastestoftheorie ligt in de aard van glas." En hoewel glas al meer dan een millennium bekend is bij de mensheid, wat de reden is voor zijn unieke mechanische eigenschappen, begrijpen wetenschappers het nog steeds niet. Van schoollessen herinneren we ons dat glas een vloeistof is, maar is het dat ook? Wetenschappers weten niet precies wat de aard is van de overgang tussen vloeibare of vaste en glasachtige fasen en welke fysische processen leiden tot de belangrijkste eigenschappen van glas.
Het glasvormingsproces kan niet worden verklaard met een van de huidige instrumenten van de vaste-stoffysica, de theorie van vele deeltjes of de theorie van vloeistoffen. In een notendop: vloeibaar gesmolten glas wordt bij afkoeling geleidelijk steeds stroperiger, totdat het hard wordt. Bij de vorming van kristallijne vaste stoffen, zoals grafiet, vormen atomen op een bepaald moment de gebruikelijke periodieke structuren.
Glas gedraagt zich zo dat het nog niet kan worden beschreven door statistische evenwichtsmechanica
Tarun Chitra, een onderzoeker naar moleculaire dynamica, legt de organisatie van moleculen in verschillende stoffen uit door middel van dans. Een perfect stevig lichaam is als een langzame dans, wanneer twee partners, samen met andere koppels, rond hun startpositie op de dansvloer bewegen. De ideale vloeistof is als een datingfeestje, wanneer iedereen probeert te dansen met iedereen in de kamer (deze eigenschap wordt ergodiciteit genoemd), terwijl het gemiddelde tempo waarmee iedereen danst ongeveer hetzelfde is. Volgens deze analogie is glas als een dans, wanneer een groep mensen wordt verdeeld in kleinere subgroepen, en elk ronddraait in zijn eigen rondedans. Je kunt partners uit je kring veranderen, en deze dans vindt voor altijd plaats.
Promotie video:
Glas gedraagt zich zo dat het nog niet kan worden beschreven door statistische evenwichtsmechanica. In het bijzonder kunnen subexponentiële autocorrelatie en glaskruiscorrelatiefunctie worden verkregen door een oneindig aantal willekeurige processen. Tot op zekere hoogte werkt het systeem min of meer duidelijk en voorspelbaar, maar als je er lang genoeg naar kijkt, begin je te zien hoe sommige functies beter worden beschreven door de waarschijnlijkheidstheorie en willekeurige processen.
Hoe werkt een placebo?
Placebo's, of stoffen die geen duidelijke helende eigenschappen hebben, maar een positief effect hebben op het lichaam, zijn al lang bekend. Het placebo-effect is gebaseerd op psycho-emotionele impact. Maar onderzoekers hebben meer dan eens bewezen dat een placebo zonder actieve stoffen echte fysiologische reacties kan stimuleren, inclusief veranderingen in hartslag en bloeddruk, evenals chemische activiteit in de hersenen. De placebo helpt ook bij het verlichten van pijn, depressie, angst, vermoeidheid en zelfs enkele symptomen van de ziekte van Parkinson.
Hoe onze psyche de gezondheid kan beïnvloeden, wordt nog steeds niet volledig begrepen, en wetenschappers kunnen de mechanismen die ten grondslag liggen aan fysiologische reacties op placebo niet blootleggen. Het is duidelijk dat veel verschillende aspecten met elkaar verweven zijn in het effect, en de fopspenen hebben geen invloed op de bron of oorzaak van de ziekte. Experimenteel is vastgesteld dat de reactie van het lichaam verschilt afhankelijk van de toedieningsmethode van de placebo (bij het innemen van pillen of injecties). Ook geven placebo's alleen het verwachte, dat wil zeggen, van tevoren bekende, therapeutische effect. En hoe hoger de verwachtingen, hoe sterker het placebo-effect. Bovendien is bekend dat het kan worden versterkt door actieve verbale blootstelling aan de patiënt. Niet iedereen heeft last van een placebo. Vaker werkt een placebo in op extraverte mensen, mensen met verhoogde niveaus van angst, achterdocht en twijfel aan zichzelf.
In oktober 2013 werd een studie gepubliceerd die aantoonde dat het placebo-effect geassocieerd is met verhoogde alfa-activiteit in de hersenen. Alfagolven ontstaan in een ontspannen toestand, die vergelijkbaar is met een lichte trance of meditatie - dat wil zeggen in de meest suggestieve toestand. Het placebo-effect heeft een significant effect op het menselijke zenuwstelsel in het gebied van het ruggenmerg. Maar tot nu toe heeft niemand het mechanisme van het effect ervan in detail kunnen beschrijven.
Wat betekende het wow-signaal uit de verre ruimte?
Op 15 augustus 1977 vond een van de meest mysterieuze gebeurtenissen in de geschiedenis van ruimteverkenning plaats. Dr. Jerry Eiman nam tijdens het werken aan de Big Ear-radiotelescoop als onderdeel van het SETI-project een sterk smalbandradiosignaal op. De kenmerken (transmissiebandbreedte, signaal-ruisverhouding) waren in lijn met die van een buitenaards signaal. Opvallend door dit, omcirkelde Eiman de corresponderende karakters op de afdruk en ondertekende "Wow!" In de kantlijn. Deze handtekening gaf de naam aan het sein.
Het signaal kwam van een gebied aan de hemel in het sterrenbeeld Boogschutter, ongeveer 2,5 graden ten zuiden van de stergroep Chi. Maar na jaren wachten tot zoiets weer zou gebeuren, gebeurde er niets.
Wetenschappers beweren dat als het signaal van buitenaardse oorsprong was, dan moeten de wezens die hem hebben gezonden tot een zeer, zeer geavanceerde beschaving behoren. Om zo'n krachtig signaal uit te zenden heb je minimaal een 2,2 gigawatt zender nodig, die veel krachtiger is dan die van de aarde. Het HAARP-systeem in Alaska, een van de krachtigste ter wereld, zou bijvoorbeeld een signaal van maximaal 3.600 kW kunnen verzenden.
Een hypothese voor signaalsterkte is dat het aanvankelijk zwakke signaal significant werd versterkt door de werking van de zwaartekrachtlens; dit sluit echter de mogelijkheid van de kunstmatige oorsprong niet uit. Andere onderzoekers suggereren de mogelijkheid van rotatie van de stralingsbron zoals een baken, periodieke verandering in de frequentie van het signaal of een enkel signaal. Er is ook een versie dat het signaal afkomstig was van een bewegend buitenaards ruimtevaartuig.
In 2012, voor de 35e verjaardag van het signaal, stuurde het Arecibo Observatorium een reactie van 10.000 gecodeerde tweets in de richting van de vermeende bron. Het is echter niet bekend of iemand ze heeft ontvangen. Tot nu toe blijft het wow-signaal een van de belangrijkste mysteries voor astrofysici.
Waarom zijn mensen verdeeld in linkshandigen en rechtshandigen?
In de afgelopen 100 jaar hebben wetenschappers het probleem bestudeerd waarom mensen voornamelijk één hand gebruiken en waarom het vaker de rechterhand is. Er zijn echter geen standaard empirische tests voor rechtshandigen of linkshandigen, omdat wetenschappers niet volledig kunnen begrijpen welke mechanismen bij dit proces betrokken zijn.
Wetenschappers zijn het oneens over welk percentage van de mensheid rechtshandig is en welk percentage linkshandig. Over het algemeen wordt aangenomen dat de meerderheid (70% tot 95%) rechtshandig is, de minderheid (5% tot 30%) linkshandig, en er is ook een onbepaald aantal mensen met volledige symmetrie. Van genen is aangetoond dat ze linkshandigheid en rechtshandigheid beïnvloeden, maar het exacte "linkshandige gen" is nog niet geïdentificeerd. Er zijn aanwijzingen dat sociale en culturele mechanismen de neiging om de rechter- of linkerhand te gebruiken kunnen beïnvloeden. Het meest typische voorbeeld hiervan is hoe leerkrachten kinderen heropvoedden, waardoor ze bij het schrijven van links naar rechts moesten wisselen. Tegelijkertijd hebben op dit moment meer totalitaire samenlevingen minder linkshandige mensen dan meer liberale samenlevingen.
We hebben alleen een algemeen beeld van de oorzaken van rechtshandigheid, en onderzoekers moeten het nog tot in detail uitzoeken.
Sommige onderzoekers spreken over "pathologische" linkshandigheid die gepaard gaat met hersenletsel tijdens de bevalling. In de jaren 1860 merkte de Franse chirurg Paul Broca de relatie op tussen handactiviteit en de hersenhelften. Volgens zijn theorie zijn de helften van de hersenen in een kriskras patroon verbonden met de helften van het lichaam. Maar op dit moment is bekend dat deze verbindingen niet zo eenvoudig zijn als Broca ze beschreef. Uit onderzoek in de jaren zeventig bleek dat de meeste linkshandigen dezelfde linker hersenactiviteit hebben, wat typerend is voor alle mensen. Slechts een deel van de linkshandigen heeft echter verschillende afwijkingen van de norm.
Bij het bestuderen van de problemen van linkshandigheid en rechtshandigheid bij primaten, hebben wetenschappers vastgesteld dat de meeste dieren in een bepaalde populatie linkshandig of rechtshandig zijn. Daarbij ontwikkelen individuele apen vaak hun individuele voorkeuren. Als gevolg hiervan hebben we nog steeds slechts een algemeen idee van de oorzaken van rechtshandigheid, en hoeven onderzoekers alleen alle mechanismen van hun vorming in detail te begrijpen.
Hoe wordt levenloze materie levend?
In de wetenschappelijke wereld heerst tegenwoordig het concept van biologische evolutie, volgens welke het eerste leven vanzelf is ontstaan uit anorganische componenten als gevolg van fysische en chemische processen. De theorie van abiogenese beschrijft hoe levende materie afkomstig is van levenloze materie. Er zijn echter veel problemen.
Het is bekend dat de belangrijkste componenten van levende materie aminozuren zijn. Maar de kans dat een bepaalde aminozuur-nucleotidesequentie per ongeluk optreedt, komt overeen met de kans dat enkele duizenden letters van het type zetwerk van het dak van een wolkenkrabber worden gegooid en op een bepaalde pagina van Dostojevski's roman worden gevouwen. Abiogenese in zijn klassieke vorm gaat ervan uit dat een dergelijk "font droppen" duizenden keren voorkwam - dat wil zeggen, zo vaak als nodig was voordat het zich in de vereiste volgorde vormde. Volgens moderne schattingen zou dit echter veel langer duren dan het hele universum bestaat.
Tegelijkertijd blijven wetenschappers proberen om onder laboratoriumomstandigheden een kunstmatige levende cel te creëren. Een complete set aminozuren en nucleotiden en de eenvoudigste bacteriecel verdelen nog steeds de kloof. Misschien waren de eerste levende cellen heel anders dan die we nu kunnen waarnemen. Ook ondersteunt een groot aantal wetenschappers de hypothese dat de eerste levende cellen onze planeet zouden kunnen binnenkomen dankzij meteorieten, kometen en andere buitenaardse objecten.
Waarom slapen we?
We slapen 36% van ons leven, maar wetenschappers kunnen de aard van slaap niet volledig verklaren. Slaap is inherent aan mensen, omdat het in onze genen zit, maar waarom deze toestand tijdens het evolutieproces verscheen en wat de voordelen van slaap zijn, is een mysterie.
Wetenschappers hebben al ontdekt dat spieren tijdens de slaap sneller groeien, wonden beter genezen en de eiwitsynthese wordt versneld. Met andere woorden, slaap helpt het lichaam aan te vullen wat het heeft verloren terwijl het wakker is. Recente onderzoeken hebben aangetoond dat onze hersenen tijdens de slaap worden vrijgemaakt van gifstoffen, en als iemand dit proces verstoort (met andere woorden, niet slaapt), loopt hij een verhoogd risico op neurologische aandoeningen. Bovendien worden tijdens rust in de hersenen verbindingen tussen cellen verzwakt of verbroken - zo maken we ruimte vrij voor de ontvangst van nieuwe informatie. Nieuwe synapsen worden gegenereerd in de hersenen, dus slaapgebrek dreigt het vermogen om informatie te verzamelen, te verwerken en te onthouden te verminderen.
Tijdens de slaap herhalen de hersenen vaak enkele van de episodes die ons overdag zijn overkomen, en volgens onderzoekers helpt dit proces om ons geheugen te versterken. Hoewel de inhoud van dromen wordt bepaald door echte indrukken, verschilt ons bewustzijn in een droom van ons bewustzijn tijdens het ontwaken. In een droom blijkt onze perceptie van de wereld veel fantasierijker en emotioneler te zijn. We zien verschillende foto's, we maken ons er zorgen over, maar we kunnen het niet goed bevatten. Wetenschappers geloven dat de synchronisatiemechanismen die de halsslagaderhersenen domineren, meer verband houden met het eerste signaleringssysteem en de emotionele sfeer. Maar wat zijn dromen, het is nog steeds onmogelijk om ondubbelzinnig te beantwoorden.
Waarom spinnen katten?
Niemand weet zeker waarom katten spinnen. Spinnen verschilt van veel andere dierengeluiden doordat vocalisatie optreedt gedurende de gehele ademhalingscyclus (zowel bij inademing als bij uitademing). Er werd ooit gedacht dat geluid werd geproduceerd door de bloedstroom door de inferieure vena cava, maar nu zijn de meeste wetenschappers het erover eens dat het strottenhoofd, de larynxspieren en een neurale oscillator betrokken zijn bij het proces van geluidsproductie.
Kittens leren spinnen zodra ze een paar dagen oud zijn. Dierenartsen gaan ervan uit dat hun spinnen zoiets betekent als de menselijke woorden 'moeder', 'het gaat goed' of 'ik ben hier'. Deze geluiden helpen de band tussen het kitten en zijn moeder te versterken.
Maar wanneer het kitten opgroeit, blijft het ook spinnen, en veel onderzoekers zijn ervan overtuigd dat dit geluid op volwassen leeftijd wordt geassocieerd met plezier en vreugde. Soms spinnen katten als ze gewond of ziek zijn. Dr. Elisabeth von Muggenthaler suggereert dat het spinnen en de laagfrequente trillingen die het produceert een "natuurlijk zelfherstellend mechanisme" is dat wonden versterkt, geneest en pijn verlicht.
De vocale eigenschap van huiskatten is niet uniek. Andere katachtigen, zoals lynxen, cheeta's en poema's, spinnen ook. Hoewel sommige grote katten (leeuwen, luipaarden, jaguars, tijgers, sneeuwluipaarden en nevelpanters) dit niet kunnen.
