Текст: Б. Клобучар, И. Хорват, Ј. Николић, Н. Здравковић, Т. Марковић

У све популарнијој теми „зашто волимо да нам се информације представе кроз листе“, која је последњих година доживела прави бум широм интернета, једно објашњење се издваја, ако ни по чему другом, а оно по занимљивости. Оно каже да листе волимо да читамо зато што тачно знамо када се оне завршавају. Пошто је одлука да се неки текст прочита резултат некакве подсвесне процене уложеног времена и потенцијалног добитка у сазнању, сигурност завршетка коју нуде листе нас опушта и привлачи. Чак и ако је текст потпуно исти, теже бисмо  одлучили да прочитамо чланак са насловом „Најзанимљивији догађаји у науци у 2016“ него онај који гласи „Пет најзанимљивијих догађаја у науци у 2016“. Са потоњим знамо на чему смо. С тим у виду, Елементаријум нуди листу пет најзанимљивијих догађаја у науци у 2016. години. Пошто их је само пет, нисмо имали простора да адекватну пажњу посветимо феноменима као што су контроверзна „девета планета“ Сунчевог система, успешни улазак Џуно у орбиту Јупитера, све популарнија трансплантација главе (или тела?) или откриће оптичког спектра антиматерије на самом крају године. Уз посебан осврт на чињеницу да се претходне године обележило 300 година од смрти Готфрида Фридриха Лајбница, што је годишњица коју је Елементаријум испратио посебним тематом који је илустровала Сања Бошковић, а који можете наћи на овој адреси, следи, без неког посебног реда, пет догађаја, открића и подухвата у науци који су обележили 2016. годину.

1. ДЕТЕКЦИЈА ГРАВИТАЦИОНИХ ТАЛАСА

Тренутак који се без имало претеривања описује као историјски не само у научној заједници, већ у општој култури, догодио се 11. фебруара 2016. године, када је Национална научна фондација (NSF) објавила прву потврђену детекцију гравитационих таласа. Два LIGO детектора су у у септембру претходне године ”ослушнули” таласање простор-времена названо GW150914, а било је потребно неколико месеци да се резултати обраде и потврде, како би тим научника био сигуран да је оно што су детектовали заиста гравитациони талас.

Постојање гравитационих таласа теоријски је предвидео Алберт Ајнштајн у својој Општој теорији релативности објављеној 1916. године, али ни сам није веровао да је могуће овакве таласе заиста детектовати. Ајнштајн је гравитацију описао као закривљење простор времена, а два тела која имају масу и која интерагују једно са другим производе помераје у простор-времену и стварају таласе.  Међутим, да би такви таласи могли бити измерени потребни су не само прецизни детектори, већ и веома масивна тела која би својом интеракцијом направила таласе довољно велике амплитуде да би на Земљи могли бити детектовани. Довољно масивни објекти у овом случају су две црне рупе, јако густи објекти настали након супернове масивних звезда, насталих пре 1,1 милијарде година, које ротирају једна око друге.

Гравитационе таласи су заправо издужења и контракције самог простора. Колико год прецизан лењир да имамо, њиме не би могли да измеримо ове промене. Не зато што би нам био потребан јако прецизан лењир, већ зато што би се и лењир, заједно са простором, мењао. Оно што се, међутим, не мења са простором, како је Ајнштајн предвидео, јесте брзина светлости. LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) детектори су заправо два постројења чији је задатак да ослушну гравитационе таласе тако што мере интерференцију – померај два снопа ласерске светлости из истог извора услед промене дужине канала кроз који пролазе. Дужину канала мења гравитациони талас.

Највећи проблем у детекцији гравитационих таласа био је уклонити лажна мерења настала због атмосферских, сеизмичких, космичких и других утицаја. Зато је јако важно да је исто мерење потврђено на два LIGO експеримента, једном у Лузијани, другом у држави Вашингтон.

Ово откриће је важно за читаву научну заједницу. Не само да је потврђена Ајнштајнова Општа теорија релативности, већ је и отворен нови прозор у читав универзум. Ускоро би могли настати нови телескопи који не би снимали електромагнетно, већ управо гравитационо зрачење, у потрази не само за новим местима у универзуму, већ и за одговорима о првим моментима након Великог праска. (Б.К.)

2. ОТКРИЋЕ ПРОКСИМЕ Б

Астрономи су 24. августа 2016. године, након две деценије потраге, пронашли први посматрачки доказ за постојање вансоларне планете око најближе звезде Сунчевом систему, Проксима Кентаури.

Дуги низ година се нагађало и посматрало. Међутим, пронаћи вансоларну планету око најближе звезде, на свега 4,2 светлосне године од нас, испоставило се као нимало лак задатак. Наиме, Проксима Б налази се веома близу звезде, што је веома отежавало потрагу.

Она кружи око своје матичне звезде на удаљености седам пута мањој од оне на којој Меркур кружи око Сунца. На овако непосредној удаљености од звезде која је и неколико пута мања од Сунца, Проксима Б пун „круг“ направи веома брзо, за нешто више од 11 дана.

Осим што је у настањивој зони, тј. такозваном „појасу златокосе“, где вода може да опстане у течном стању, ова планета има и масу сличну нашој. Ова информација направила је посебан потрес у научној и широј јавности.

Проксима Кентаури, хладни црвени патуљак готово је десет пута мање масе и пречника од Сунца, са драстично мањим интезитетом сјаја. Управо из овог разлога Проксиму Кентаури није могуће видети голим оком. Ова хладна звезда у сазвежђу Кентаур налази се поред много сјајнијег пара звездa Алфа Кентаури АБ.

Проксима Б откривена је у оквиру посматрачког програма названог Pale Red Dot.

У настојању да уоче готово неприметне помераје звезде, која би се у случају постојања планете у орбити њихала напред-назад, астрономи су усмерили неколико моћних терестричких телескопа ка овом делу неба.

Уз помоћ мерења Доплеровог ефекта, уочено је да се Проксима Кентаури наизменично приближава и удаљава од Земље брзином од око 5 километара на сат – односно, брзином нормалног људског хода.

Уочено је и да се ове правилне промене радијалне брзине дешавају са периодом од 11,2 дана. Све ово указивало је на постојање планете у орбити звезде, на удаљености од 7 милиона километара, са масом од најмање 1,3 Земљине. (И.Х.)

3. БЕБА СА ТРОЈЕ РОДИТЕЉА

У Мексику је 6. априла 2016. године рођен дечак коме амерички закони нису дозвољавали да се роди, па је читав тим лекара из Њујорка, на челу лекаром по имену Џон Зенг, дословно прешао границу.

Међутим, у држави његовог рођења такође није званично дозвољено рађање деце са ДНК троје људи, али није ни забрањено, па је тим лекара искористио ову околност, што је довело до различитих реакција стручњака и јавности. Мада свих 46 хромозома његових ћелија и целокупна нуклеарна ДНК потичу од његове мајке и оца, дечак је назван „дете троје родитеља“ јер његова митохондријална ДНК потиче од анонимне донаторке. Међутим, митохондријална ДНК не утиче на развој личних особина, па уколико се у будућности деца буду и даље рађала помоћу ове технике, жена која донира митохондрије неће имати статус родитеља.

Један од основних задатака митохондрија, ћелијских органела које се наслеђују искључиво од мајке, јесте обезбеђивање енергије потребне за рад органа. Мутације у митохондријама могу довести до болести које се често преносе на децу иако мајка нема никаквих симптома. То је био и случај са брачним паром који је потражио помоћ доктора Зенга. Постојала је велика вероватноћа да се дете роди са тешким неуролошким поремећајем од ког је већ двоје њихове деце умрло. Међутим, захваљујући митохондријалној ДНК донаторке, дете је рођено здраво, а мање од 1 одсто његових митохондрија има мутацију што обезбеђује велику вероватноћу да дете и остане здраво.

Неке технике митохондријалних терапија су већ дозвољене у Великој Британији, али начин на који је ова беба рођена се од њих разликује. Најпре је из јајне ћелије донаторке уклоњено и уништено деобно вретено са хромозомима, а затим је у њу пребачено деобно вретено мајке. У тако добијену ћелију су убризгани сперматозоиди и након што је оплођена, емрбион је наставио да се развија на уобичајен начин.

У новембру 2016. године у Великој Британији су започела истраживања након којих би требало да ово постане прва држава у којој је званично дозвољено рађање деце са ДНК троје људи, а случај бебе из Мексика је изазвао бројне дебате. Расправе се углавном тичу преласка научних тимова у друге државе када желе да ураде нешто што је на територији на којој раде илегално, али и могућих ризика које доносе нове технике оплодње. (Ј.Н.)

4. НОВИ МОДЕЛ НАСТАНКА ВИШЕЋЕЛИЈСКОГ ЖИВОТА

Живот на Земљи је, макар током првих пар милијарди година, био релативно једноставан. Важило је неприкосновено правило – једно биће, једна ћелија. Уследио је, пре око 800 милиона година, можда најамбициознији подухват у историји наше планете: корак по корак, настали су вишећелијски организми. Питање како (и зашто) се то десило је мистерија стара колико и модерна биологија, а један тим америчких истраживача је почетком 2016. године понудио упечатљиво и оригинално објашњење.

Међу многобројним ензимима који омогућују функционисање организма налази се и протеин под називом GK-PID. Од овог протеина зависи да ли ће се деобама ћелија добити аморфна и неупотребљива маса, или ће се ћелије повезати и организовати у живо ткиво.

Сасвим очекивано, GK-PID се налази у свим животињама, али га једноћелијски организми не поседују (не треба им). Међутим, један сличан протеин, под називом гуанилат киназа, налази се у безмало сваком живом бићу, али му је функција другачија – он је један од многих ензима који омогућују изградњу ДНК. Гени који кодирају ова два протеина су такође (релативно) слични низови, који се налазе близу један другог на ДНК ланцу.

Решење се негде назире. Постоји еволутивна веза између ензима који одвајкада учествује у изградњи ДНК и ензима који повезује ћелије у ткива. Како би открили природу те везе, истраживачи су се окренули нечему што је можда најбоље описати као креативна археологија. Користећи гене који кодирају ове протеине из око 200 различитих врста животиња, они су реконструисали модел њиховог заједничког претка-гена.

Испоставило се да тај модел-ген кодира ензим који учествује у изградњи ДНК. Истраживачи су се питали: колико је тешко уместо таквог ензима добити неки по функцији сличнији GK-PID? Испоставило се јако лако – довољна је једна мутација. Након само једне специфичне мутације, резултујући ензим је почео да, уместо да усклађује изградњу ДНК, учествује у уређивању ћелија у ткива. Постоји нешто биохемијски слично између ове две функције, а еволуција је ту сличност употребила на ингениозни начин. Створила је организме.

Претпоставка је следећа: од гена који је кодирао претка-ензима је у неком тренутку настала реплика. Касније, том једном кључном мутацијом, реплика-ген је почео да кодира ензим који је омогућавао организацију ћелија у прва ткива. Иако је спознајних рупа и даље много, резултат је невероватан: настанак вишећелијских организама није морао да буде мукотрпан и тежак процес – могла га је „погурати“ једна једина мутација. (Н.З.)

5. ЗАВРШЕТАК РОЗЕТИНЕ МИСИЈЕ

Након што је 12 и по година путовала кроз свемир и превалила неколико милијарди километара, свемирска летелица Розета је 30. септембра, у 12 часова и 40 минута по нашем времену, завршила своју мисију.

Розета је први људски уређај који је успео да сустигне комету током њеног проласка кроз Сунчев систем, и то након десет година, пет месеци и четири дана путовања.

Затим је у орбити комете 67П/Чурјумов-Грасименко провела око 2 године, пратећи је у стопу и прикупљајући податке које је слала на Земљу.

Слетање Розете на комету је започето 29. септембра и трајао је укупно 14 сати. Током овог времена летелица се спуштала слободним падом са висине од 19 километара. Први контакт са површином и велико финале мисије одиграо се у 12 часова и 40 минута. Но, због удаљености летелице и комете од планете Земље, сигнал са информацијом о коначном слетању на комету пристигле су у 13 часова и 20 минута, када је званично проглашен крај мисије.

Розета је 6. августа 2014. године сустигла комету, а тачно три и по месеца касније на тло Чурјумов-Грасименко послат је робот Фили. Нешто после девет часова, 12. новембра, Фили се откачио од летелице и наступила је седмочасовна тензија. Подаци о слетању стизали су у контролну јединицу ЕСА уз закакашњење од око 28 минута. Тачно у планирано време, 17:03 часова, широм планете одјекнула је вест: „На комети смо! Фили комуницира са нама!“

Међутим, робот је при слетању имао проблема, па се након што је три пута дотакао тло и одскочио, коначно приземљио мало даље од планиране локације. Мада коначна локација спуштања није много удаљена од планиране, Фили се нашао у осенченом делу, заклоњен литицом. То му је онемогућило да сакупи довољно Сунчеве светлости и напуни батерије, па је заспао након само два дана проведена на комети, што га није спречило да испуни 80 одсто својих задатака.

Фили је 13. јуна 2015. године направио први контакт са ЕСА од уласка у стање хибернације 14. новембра 2014. године.

Сустизање комете и  слетање на њу направило је огроман помак у истраживању свемира. На основу неких података које су добили, научници су објавили да су на 67П/Чурјумов-Грасименку пронађени органски молекули, али се они и даље проучавају. Друге анализе су показале да је површина комете углавном водени лед прекривен танким слојем прашине.

Мада је мисија званично готова, научницима предстоји вишегодишње анализирање садржаја комете, а резултати би требало да пруже одговоре на важна питања о настанку Сунчевог система и пореклу живота. (Т.М.)

Текст: Тијана Марковић* / Елементи

Данас, 8. новембра, одржавају се председнички избори у Сједињеним Aмеричким Државама. Држављани САД изаћи ће на биралишта у оквиру избора који су по традицији у жижи светских медија. Међутим, не тако велики број људи зна да популација САД нема последњи глас при одабиру свог лидера. Иако сви грађани имају свог фаворита, када изађу на биралиште они заправо бирају електоре, људе који су се обавезали да ће гласати за једног од председничких кандидата.

Откуд овакав начин гласања? Његови креатори, такозвани очеви нације, прилоком доношења Устава 1797. сматрали су да већина становника није довољно обавештена о кандидатима које не познаје. Како би спречили да се лидер бира насумично, одлучили су да не дају потпуну моћ народу, већ мањем одабраном броју људи, електорима. Тако да, када су одлазили на гласање, грађани су бирали електоре, не председника.

Како би постао председник, кандидат мора да освоји бар 270 гласова на Електорском колеџу, телу сачињеном од електора, које бира председника и потпредседника. Почевши од 1845. године, гласање у Сједињеним Америчким Државама одржава се сваке четврте године, у уторак након првог понедељка у новембру. Током избора електора, гласачи су користили различите начине гласања који су се мењали током историје. Свака држава имала је право да изабере технику бирања која јој је највише одговарала.

Како гласају електори?

Председника и потпредседника САД бира такозвани електорски колеџ који чине представници свих америчких савезних држава. Амерички грађани вршиоца најмоћније функције на свету не бирају непосредно, него дајући свој глас, заправо бирају електоре у матичној држави који се потом по аутоматизму изјашњавају о кандидатима. Укупан број електора је 538, од чега је 100 сенатора, а 3 су представници дистрикта Колумбија. Државе немају једнак број електора и он зависи од насељености – највећи број представника има Калифорнија 55, затим Тексас 38 и Флорида 29, док најмање државе имају по 3 електора. У већини држава победник добија све гласове електора, што овај систем чини посебно занимљивим. Историјски, већина држава је традиционално опредељена за јенду од странака, па се кампања фокусира на 10 такозваних swing држава где исход гласања није очекиван.

Гласање листићима какво се користи у Србији дуго се употребљавало и у Америци, а датира још из времена Римског царства, од 139. године пре нове ере. Иначе, реч листић, ballot, потиче од сасвим другачијег, старијег система гласања – од италијанске речи ballota, што значи мала обојена лопта каква је пре листића коришћена за давање гласова. Наиме, са првим европским демократијама и ширењем општег права гласа, бирачи су гласали помоћу гумених куглица, будући да је стопа неписмености била висока.

Тај начин бирања користио се и на територији некадашње Федеративне Народне Републике Југославије (ФНРЈ). Све куглице имале су на себи државни грб и биле пречника 1 cm. Након регистровања, сваки гласач је добијао по једну куглицу. Након тога, у присуству изборне комисије стављао је руку у сваку кутију држећи стиснуту песницу.

Гласач је могао да гурне руку до лакта кроз отвор за стављање гласова. Из тог разлога дно је било прилично дубоко, како бирачи не би могли да дохвате куглице које су раније убачене и преместе их у другу. Након што је прошао све кутије, бирач је морао да отвори шаку, како би доказао да је извршио гласање. Куглице су биле направљене од гуме како се не би чуо звук при њиховом убацивању.

Тајно гласање на листићима какво је данас уобичајено одржано је први пут у Викторији, Аустралија, 1856. године. Сваки регистрован бирач добијао је јединствени листић са посебном ознаком, који је штампала држава. На њему су били исписани сви кандидати, а гласач је требало да изабере фаворита.

Кутија у коју су стављани листићи била је прописаних димензија и затворена, са малим прорезом на врху. Гласало се иза паравана. Овај начин бирања постао је познат као аустралијско или тајно гласање, а брзо је прихваћен и у Европи и САД, а државе Њујорк и Масачусетс су прве почеле да га примењују.

Гласање помоћу машина није пракса која се примењује само у 21. веку. Наиме, прва гласачка машина са полугама, Myers Automatic Booth, коришћена је први пут 1892. године у Локхарту, у Њујорку. На машини, смештеној у кабини, налазиле су се полуге које су одговарале пријављеним кандидатима.

Бирач је, при уласку у кабину повлачио ручицу којом је навлачио завесу за собом. За лидера је гласао повлачењем полуге. Када би завршио, поново је повлачио ручицу како би отворио завесу и напустио кабину. Другим повлачењем ручице полуге би се вратиле на почетно место и кабина је била спремна за новог гласача. Машина је бележила гласове, али и број гласача.

Гласање повлачењем полуга постало је популарно тридесетих година 20. века, а више од половине градова користило их је од 1960. године. Производња машина престала је од избора 1996, када су их заменили компјутери. Технолошки најнапредније машине за гласање су машине са директним електронским снимањем, такозване DRE машине – Direct Recording Electronic.

Произведене су током 20. века. Пошто су компјутеризоване, током гласања нису неопходни листићи. Бира се притискањем екрана осетљивог на додир или дугмета. У кабини постоји и тастатура како би неко могао да остави свој коментар. Гласови се чувају на меморијским дисковима, чиповима или картицама

* Текст је илустрован мотивом илустрације Славимира Станковића са насловне стране четвртог броја Елемената. Oригинални текст је објављен под насловом Како дати глас у оквиру темата у истом броју. Ауторски текстови из Елемената иначе нису доступни на интернету. 

Истражите више о Елементима

Текст: Тијана Марковић

Нобелова награда из економије додељена је ове године Оливеру Харту са Харварда и Бенкту Холмстрому са MIT-a, за развој теорије уговора.

Овогодишњи лауреати су развили теорију уговора као свеобухватан оквир за анализу многих различитих питања у дефинисању уговора, попут зарада руководилаца заснованих на учинку, такса и партиципација у осигурању, али и приватизација активности јавног сектора.

Већина данашњих уговора се односи на везе између осигуравајућих друштава и власника возила, акционара и извршног менаџмента, јавних органа и њихових добављача. С обзиром да у већини случајева такви односи често подразумевају и сукоб интереса, уговори морају бити правилно дефинисани како би се осигурало да постоји обострана корист између странака. Нови теоријски алати које су направили Харт и Холмстром веома су драгоцени за разумевање уговора и институција у реалним ситуацијама, као и потенцијалних замки у формулисању уговора.

У касним седамдесетим годинама 20. века, Бенгт Холмстром је демонстрирао како управник (на пример, акционар компаније) треба да осмисли оптимални уговор за извршитеља (CEO-а компаније), чији рад једним делом управник не може да надзире. Холмстром је Принципом информативности, прецизирао како овај уговор треба да повеже плату извршилаца и релевантне информације о његовом учинку. Коришћењем основног модела уговора између управника и извршитеља, он је показао колико је оптимални уговор пажљиво одмерава ризик од неоснованог давања подстицаја.

У каснијем раду, Холмстром je генерализоваo ове резултате на много реалније ситуације, и то: када радници нису само награђени платама, већ и са потенцијалним унапређењима; када су извршитељи уложили велике напоре на различитим пословима, док директори примећују само неке димензије учинка; када поједини чланови тима напредују захваљујући раду својих колега.

Средином осамдесетих година 20. века, Оливер Харт дао је основни допринос грани теорије уговора који се бави и случајем непотпуних уговора. Пошто је немогуће да уговор дефинише сваку могућу ситуацију, ова грана теорије наводи оптималну расподелу права контроле: која страна у уговору треба да има право да доносе одлуке у којим условима? Истраживања које је Харт спровео на непотпуним уговорима, која бацају ново светло на власништво и контролу пословања, имају огроман утицај на неколико области економије, као и на политичке науке и право.

Током последњих неколико деценија, они су такође истраживали многе њене примене. Њихова анализа оптималних уговорних споразума поставља интелектуалну основу за креирање различитих политика и закона, од стечајног законодавства до политичких устава.

Пјер де Ферма био је један од највећих европских математичара. Рођен је 1601. године у Бомон де Ломању, месту у јужној Француској, у породици имућних трговаца. Студирао је право на универзитетима у Тулузу и Орлеану, а математику је учио у Бордоу.

Често га називају математичарем аматером, али је то тачно само у смислу да није био плаћен за своја истраживања. Посвећивао је много времена математици, међутим, пошто му приходи од ње нису били неопходни за живот, није објавио скоро ниједан свој рад.

По устаљеном обичају у 17. веку, путем писама је комуницирао са другим математичарима тог времена. Бавио се различитим областима математике и свакој од њих је дао значајан допринос. Иако се алгебарска координатна геометрија често назива по Ренеу Декарту, Ферма ју је, бавећи се геометријом, развио независно од њега.Заједно са Блезом Паскалом, са којим се никада није срео, од 1654. године кроз писма је решавао проблем познат као „проблем недовршене игре“ и у овој дискусији поставио темеље теорије вероватноће.

Највећи допринос математици Ферма је дао изучавајући теорију бројева, једну од њених најелегантнијих и најзагонетнијих области. Проучавајући савршене бројеве, оне који су једнаки суми својих правих делилаца, открио је такозвану Малу Фермаову теорему, кључну за тест којим се утврђује да ли је неки број потенцијално прост.

Међутим, своју славу Ферма је стекао на основу Велике, односно Последње Фермаове теореме. Наиме, након његове смрти 1665. године, откривена је његова белешка да једначина x^n+y^n=z^n нема решења када су x, y и z позитивни цели бројеви, а n цео број већи од 2.

Ову белешку је додао на маргини Диофантове „Аритметике“ уз коментар: „Открих уистину предиван доказ овога, но не нађох на маргини места, те га не написах овде“. Међутим, наредна скоро четири века нико није могао ни да докаже, ни да оповргне ову тврдњу. Последњу Фермаову теорему је тек 1994. године доказао енглески математичар Ендру Вајлс. Вајлс је користио технике које нису биле познате у Фермаово доба како би извео дугачак и сложен доказ који потврђује чувену тврдњу.

——————————————————————————————————————————-

ЛИЦА МАТЕМАТИКЕ Научнопопуларна манифестација Мај месец математике (М3) ове године представља стварна, жива лица математике широм Србије – десет најкреативнијих наставника математике, али и лица десет великана који су кроз историју градили ову дисциплину.

По биографским мотивима математичара који су део акције ”Лица математике” Центар за промоцију науке је организовао акцију решавања задатака Мој данашњи задатак

Текст: Тијана Марковић

Ново истраживање, које су спровели научници са Лондонског универзитетског колеџа, показало је да соларне олује изазивају интензивну поларну светлост на Јупитеру у области Х-зрака. Ова аурора је осам пута светлија и стотинак пута ергичнија од ауроре бореалис која се јавља на Земљи.

Овог лета истраживачи су први пут посматрали Јупитерову аурору видљиву у области Х-зрака, која је настала када је велика олуја са Сунца стигла на ту планету. Резултати добијени након посматрања употпунили су резултате добијене уз помоћ мисије Џуно, коју је Нaca покренула 2011. године, како би боље разумела везу између два највећа објекта у Сунчевом систему, Јупитера и Сунца. Тачније, циљ Џуно мисије је да објасни повезаност дела свемира контролисаног Јупитеровим магнетним пољем и дела који контролише сунчев ветар, али и да открије тајне Јупитеровог порекла, тиме и формирања целокупног Сунчевог система.

Научници су до ових резултата дошли на основу података добијених са Насине свемирске лабораторије за Х-зраке, Чандра. Лабораторија је лансирана 23. јула 1999. године. Смештена је у високој Земљиној орбити и користи се за посматрање високо енергетских Х-зрака, а резолуција јој је око 50 пута већа од осталих телескопа за посматрања у овом деомену.  

Сунце, путем соларног ветра, константно избацује млазове честица који током олуја постају јачи. Када Сунчеве олује постану веома снажне, млазови честица притискају Јупитерову магнетосферу и померају њену границу кроз свемир за око два милиона километара. Та интеракција изазива велику енергију Х-зрака у Јупитеровој поларној светлости, која се простире на области већој од површине Земље.

“Постоји константна борба моћи између соларног ветра и Јупитерове магнетосфере. Ми желимо да разумемо ту интеракцију и какав ефекат она има на планету. Проучавајући како се аурора мења, можемо открити више о делу свемира који је под утицајем Јупитеровог магнетног поља и да ли и како на то утиче Сунце. Разумевање ове везе је важно због великог броја ”магнетних” објеката широм галаксије, укључујући егзопланете, браон патуљке и неутронске звезде”, објаснио је Вилијам Дан, водећи аутор и студент докторских студија UCL Mullrard свемирске научне лаборатирије.

Текст: Т. Марковић

Када учине лоше дело под туђим налогом, људи често покушавају да смање своју одговорност оправдавајући се тиме да су само следили туђа наређења. Но, како тврде истраживачи са лондонског универзитета UCL и Универзитета Либре из Брисела, људи то не чине само да би избегли казну. Заправо, у ситуацијама када су принуђени да ураде нешто чији је исход лош, појединци губе осећај за одговорност.

Тим научника је, како би решио проблем смањене одговорности, покушао да објасни феномен познат као “осећај делатности” (енгл. sense of agency). Осећај делатности представља доживљај који се јавља у свести људи када наши поступци изазову неки ефекат. На пример, ако притиснете прекидач и сијалица се упали, ви ћете радњу и њену последицу доживети истовремено, иако међу њима постоји мали размак.

Људи перципирају дужи временски период између радње и њеног исхода када је он негативан, а краћи када је позитиван. Различите доживљаје временског размака између одређених делатности и њихових позитивних и негативних резултата 2013. године испитивали су истраживачи са UCL-a и показали да људи имају смањен осећај повезаности са својим активностима које су довеле до лоших исхода. 

Истраживање о томе колико је лако наговорити особу да ради лоше ствари, научници са универзитета из Лондона и Брисела вршили су тако што су испитаницима дали задатак да другу особу изложе малом електрошоку својом вољом, или уз наговор других људи. Онима који су самостално пристали да изврше задатак обећана је и мала новчана награда. Сваки учесник је знао колики ће бол нанети другом, јер су се током експеримента њихове улоге мењале.

Показало се да је код учесника који су били принуђени да изврше задатке, перцепција временског периода између самих активности и њихових последица дужа. Такође, код ових испитаника је била смањена и неуролошка обрада последица сопствених активности. У наредним експериментима учесници су, уместо слабог струјног удара, били изложени финансијским казнама.

“Када имате осећај делатности, ви се осећате одговорним за исход, мењају се доживљаји временских разлика између онога што урадите и онога што проузрокујете тиме, а разлика у тим ситуацијама делује знатно мање”, каже Патрик Хагард са UCL-а. 

Текст: Тијана Марковић

Вероватно сте бар једном пожелели да преспавате хладне зимске дане, када температуре падају и до десетак степени испод нуле. Можете само да завидите медведима или веверицама, који већ неко време спавају дубоким сном, безбрижно и ушушкано проводећи хладне дане. Но, да ли сте се некада запитали на који начин они успевају да преспавају читаву зиму и шта је заправо зимски сан?

Зимски сан је стање редуковане активности биљака и животиња које живе у екстратропским регионима у свету, током оштрих зимских услова. У овом стању оне чувају енергију током хладног времена док су им ограничени извори хране.

Метаболичка депресија

Неке животиње хибернирају током зимског периода. Хибернација је посебна врста веома дубоког сна и представља стање неактивности и метаболичке депресије код ендотерма, организама који имају способност да самостално одржавају најбољу могућу метаболичку температуру тела.

Метаболичка депресија је адаптивни биолошки процес одговоран за чување енергије у организму током којег телесна температура животиње опада, а крвни притисак, дисање и метаболизам се успорава. Може да траје од неколико дана, недеља, месеци, што зависи од самих врста, температуре околине, годишњег доба и индивидуалних телесних услова.

Термин хибернација се раније везивао само за такозване дубоке хибернаторе, попут глодара, чија је главна особина смањење апсолутне телесне температуре. Касније је значење модификовано те се сада односи на сва жива бића чији метаболизам успорава рад током оштрих зимских услова. Сада се у хибернаторе сврставају и животиње као што су медведи, веверице, творови и неке врсте слепих мишева.

Зимски сан

У јесен се животиње припремају за зимски сан тако што једу више хране него обично и складиште је у виду телесне масти, коју користе као извор енергије током спавања. Већина њих своје јазбине испуњава залихама хране, како би могла да једе и током зиме.

Хладнокрвне животиње попут змија, риба, жаба и корњача зими никако не могу да одрже тело топлим. Оне налазе склониште у рупама и јазбинама проводећи хладне периоде неактивне или успаване, што представља стања сличним хибернацији.

Осим животиња, и неке врсте биљака падају у зимски сан. Такво је, на пример, листопадно дрвеће. Непосредно пре зимског периода када је температура нижа и број сунчаних сати током дана се смањује, лишће ових биљака опада. Годови на стаблима су једна од последица зимског сна, зато што је и раст дрвећа убрзанији током летњег периода, када су и услови за производњу хране бољи.

Двогодишње и вишегодишње зељасте биљке, попут шаргарепе, пре зимског периода одбацују осетљиве делове који се налазе изнад површине земље и који се обнављају када наступе топлији временски услови.

Летњи сан

Поједине животиње падају у летњи сан, такотвану естивацију, како би избегли велике суше лети. Такве су, на пример, рибе плућашице, које се током суше укопавају у речни муљ, док се корито поново не напуни водом.

Дебелорепи, патуљасти лемур са Мадагаскара је први примат код ког је откривено да може да буде у стању хибернације и то чак седам месеци током године. Ова симпатична животиња пада у сан због изразито високих температура које се у том периоду јављају на острву на југоистоку Африке.

Хибернација код лемура претежно зависи од њиховог склоништа, рупе у дрвету, у којој проводи већи део свог живота. Наиме, ако је рупа добро изолована температура његовог тела је углавном константна, у супротном, она варира како би се организам прилагодио спољашњим условима.

Материјална културна баштина обухвата објекте и историјске споменике, места, предмете од историјског значаја, који се сматрају достојним очувања за будућност. Како су објекти културне баштине углавном јединствени и не могу се заменити, недеструктивне методе конзервације и чувања су неопходне. Гама зрачење је једна од таквих метода. Без очувања већина предмета од историјског значаја ће нестати, и важни историјски подаци ће бити изгубљени.

Третирање поменутих објеката  може да обухвати и конзервацију и рестаурацију. Конзервација се односи на процес чишћења и стабилизације у циљу спречавања даље деградације објеката. Главни циљ је заштита, односно спречавање нежељене реакције између објекта и животне средине. Рестаурација се односи на поправку оштећених објеката и замену несталих делова. Како би рестаруација била у потпуности ефикасна, потребно је прво спровести конзервацију, уклонити све микроорганизме и онда приступити обнављању и трајној заштити објекта.

Контаминација

Многи предмети културног наслеђа (музејски експонати, књиге, иконе, слике, маске, фигуре од дрвета…) због својих органских састојака (целулоза, колаген и протеини) јесу храна за микроорганизме и инсекте. Неправилни и лоши услови чувања могу омогућити биолошку контаминацију у музејима, архивама и библиотекама, које је тешко зауставити или елиминисати.

У таквим околностима, када долази до измештања предмета већих размера, и контакта незаражених и заражених предмета, неретко долази до наглог развоја паразита који истовремено угрожавају бројне предмете и целе збирке, а чија бројност онда отежава организовано спасавање. Методе за сузбијање масовне биоконтаминације, повезане са брзином деловања, у пракси представљају излагање предмета отровним гасовима или јонизујућем зрачењу.

Шира употреба најчешће примењиваних отровних гасова, етилен оксида или метил бромида, у последње време драстично је ограничена строгим прописима о заштити радника и околине. Радијациона метода, тј. поступак излагања гама зрачењу, срећом се показала врло ефикасном у спасавању предмета културне баштине.

Радијациони поступак деконтаминације предмета културне баштине развијао се упоредо с комерцијалним поступцима стерилизације медицинских и фармацеутских материјала, те деконтаминације хране и козметике. Допринос том развоју дале су комерцијалне радијационе јединице, а нарочито две организације, које скоро 40 година обрађују искључиво предмете културне баштине: Laboratoire ARC-Nucleart, CEA, Гренобл, Француска и Уређај за конзервирање зрачењем, Музеј Чешке, Розтоку.

Масовна примена

Највећи део њихове активности се односи на радијациону дезинсекцију појединачних предмета културне баштине од дрвета. Дезинсекција зрачењем комплетних инвентара музеја у случају њихове нужне повремене обнове пружа примере успешне масовне примене радијационе методе. У случајевима повећане контаминације многобројних предмета у збиркама гљивицама и плеснима узроковане повећаном влагом услед већих непогода (нпр. поплаве), радијациона дезинфестација се показала као метода најбољег избора.

Један од најпознатијих примера је мумија Рамзеса II, која је била заражена ларвама и гљивицама. Опсежна су истраживања спроведена, као и тестови на другим мумијама, пре него што је мумија Рамзеса II била озрачена. Зрачење мумије је успешно спроведено 1977. године и успешно је спречено даље њено распадање. Још од 1960. године, гама зрачење се користи за очување архивске грађе у скоро свим развијенијим земљама.

Постоје бројни примери успешне примене радијационе методе за деконтаминацију изузетно угрожених збирки попут докумената из Alan Mason Chesney Medical Archives-а, у оквиру медицинског института „Џон Хопкинс“ у Бостону, САД (1982), књиге из збирке Морган, Форт Колинс, САД (1997) или примерци логорашке обуће у Државном музеју Мајданек у Пољској (2000), колекције филмских трака из Румунског филмског архива у Букурешту (2001), архив Палате правде, у Хагу, у Холандији (2007) и слично.

Принцип радијационе методе

Универзални биоцидни ефекат зрачења заснива се на својству зрачења да оштећује молекуле ДНК биолошких загађивача. Најважнији параметар приликом озрачивања је апсорбована доза зрачења. Потребна доза зависи од нивоа почетне контаминације, радиоосетљивости контаминирајуће флоре и жељеног фактора редукције паразита. Док се за радијациону стерилизацију примењује доза од 25 kGy, за контролу гљивица обично је довољно 2-10 kGy, а доза од 0,5 kGy ефективно уништава инсекте у свим фазама развоја.

Приликом озрачивања предмета састављених од осетљивих природних полимера, нпр. папира, текстила и коже, дозу треба одредити тако да буде ефикасна против фактора биоразградње, а истовремено буде мања од дозе која би изазвала деградацију материјала. У пракси употребљене дезинфекционе дозе до 10 kGy, не изазивају значајније хемијске промене у озраченим папирним материјалима.

Радијациона јединица је део Лабораторије за радијациону хемију и физику GAMA, Института за нуклеарне науке Винча. Пружа услуге поуздане стерилизације и конзервације производа са скоро 40 година искуства. Изграђена је 1978. године уз помоћ Програма за развој Уједињених нација и Међународне агенције за атомску енергију. Објекат ове врсте је јединствен у Србији, и као незаобилазни део привреде обједињује процес производње и обезбеђује потпуну стерилизацију пре дистрибуције. Радијациона јединица по својој концепцији и капацитету представља центар за индустријску стерилизацију гама зрачењем и конзервацију прехрамбених производа.

Истражите више о заштити културне баштине.

Писани документи су веома битни за наше културно наслеђе, и стога мораjу да буду добро конзервирани. Са повећањем нивоа свести становништа о значаjу културне баштине, са све већом пажњом се приступа превентивноj заштити и очувању истих.

Биоразградња jе jедан од наjвећих изазова са коjима се Заводи за заштиту културне баштине суочаваjу. Материjали коjи су органског порекла (папир, текстил, кожа итд.) су подложни разградњи услед поjаве  инсеката, гљивица, буђи, или бактериjа коjи насељаваjу ове материjале и коjи се њима хране. Такође, ови микроорганизми могу озбиљно угрозити здравље људи коjи су у свакодневном контакту са поменутим материjалима.

Гама зрачење представља наjсигурниjу методу за заштиту културне баштине, коjа се такође користи за стерилизациjу медицинских и конзервациjу прехрамбених производа. Jош од 1960. године, гама зрачење се користи за очување архивске грађе у скоро свим развиjениjим земљама.

Нажалост, ова техника конзервациjе jе слабо заступљена због необавештености и непотребног страха од озрачивања материjала. Стога, на Радиjационоj jединици за индустриjску стерилизациjу су урађена испитивања утицаjа гама зрачења на различите материjале. Научно jе доказано да озрачивање не доводи до промена функционалних или декоративних особина артефакта.

Jедна од тема истраживања jе очување папирних докумената у области услуге архивирања и библиотекарских колекциjа. Очување писане информациjе jе успорен и веома напоран процес коjи jе почео у прошлом веку. Неке количине писаних докумената су већ генерисане у електронском облику, али jе и даље велика количина информациjа на папиру и институционално се чуваjу у архивима, библиотекама и музеjима.

Папир се наjвише користи као подлога за штампу и он jе предмет многих спољних утицаjа. Хидролитичка разградња молекула целулозе jе наjчешће деструктиван процес до ког долази током природног старења папира. Због своjе разградиве природе, папир jе тешко сачувати.

Последњих година је дошло и до промене регионалних климатских и еколошких услова (честа поjава поплава, повећање влажности, температурних промена), коjи негативно утичу на предмете. Дакле, требало би да буде примењено брзо, универзално и прилагодљиво решење за очување културних баштине. Неконтролисана влажности и вариjациjе температуре у условима складиштења, услед непредвиђених догађаjа (поплаве, био тероризам…) или jедноставно недостатак бриге, увек за последицу има масовне нападе микроорганизама.

Микроорганизми коjи се хране целулозом и другим органским производима су изузетно опасни за материjал и мораjу бити одстрањени, не само зато што загађуjу друге књиге и документе, већ посебно зато што могу изазвати озбиљне здравствене проблеме запослених, архиватора или библиотекара. Jедном захваћена, биолошку контаминациjу jе тешко уклонити, и у области конзервациjе папира постоjи недостатак ефикасних метода масовних деконтаминациjа.

Међу осталим техникама дезинфекциjа (фумигациjе, недостатак кисеоника) испоставило се да jе jонизуjуће зрачење високе енергиjе наjефикасниjи метод, због сигурности микробиоцидних ефеката.

Гама зрачења има вишеструке предности: загарантован биоцидни ефекат, релативно кратак процес (неколико сати), наjвиши степен пенетрациjе (третман кроз масу), jедноставно руковање (материjал се зрачи у транспортном паковању), може се применити на композитне материjале (папир, картон, дрво, кожа, текстил), а третирани предмет не садржи никакве токсичне или радиоактивне остатке.

Ако се обавља коришћењем исправне дозе, гама зрачење не оштећуjе материjал. Ова метода конзервациjе jе наjзаступљениjа, а нарочито после открића да гас етилен-оксид озбиљно угрожава људско здравље услед његове токсичности. Ова техника jе забрањена у већини земаља и користе се друге методе стерилизациjе као што jе гама зрачење.

Циљ ове студиjе jе да се гама зрачење уведе као услуга микробиолошке деконтаминациjе приликом архивирања и складиштења докумената. Ова студиjа jе пре свега намењена очувању папирних докумената коjи се чуваjу као доказ у области архивирања и услуге обраде, али и за документе коjи могу бити историjски докази, као и за чување културног наслеђа у непредвидивоj будућности. Услуге стерилизациjе су доступне у комерциjалним построjењима за зрачење, у скоро свим европским земљама.

Истраживањем jе процењен ефекат дозе гама зрачења у оптичким своjствима комерциjалних папира, коjи се обично користе у библиотекама и архивима, да би се оптимизовали услови зрачења.

За примену папира у дужем периоду веома jе важно да се предвиди у коjоj мери ће папир променити оптичка своjства, односно пожутети под утицаjем гама зрачења коjем jе изложен. Оптичке карактеристике узорака папира су биле мерене пре зрачења узорака. Хипотеза jе да утицаj доза зрачења могу произвести различите ниве деградациjе  у папирима у односу на апсорбовау дозу.  Студиjа jе доказала да нема битниjих промена боjе и не долази до оштећења папира, ако се примени адекватна доза.

Радијациона јединица је део Лабораторије за радијациону хемију и физикуGAMA, Института за нуклеарне науке Винча. Пружа услуге поуздане стерилизације и конзервације производа са скоро 40 година искуства. Изграђена је 1978. године уз помоћ Програма за развој Уједињених нација и Међународне агенције за атомску енергију. Објекат ове врсте је јединствен у Србији, и као незаобилазни део привреде обједињује процес производње и обезбеђује потпуну стерилизацију пре дистрибуције. Радијациона јединица по својој концепцији и капацитету представља центар за индустријску стерилизацију гама зрачењем и конзервацију прехрамбених производа.