Zinātnes un tehnikas jaunumi, interesanti fakti

Dzīve bez galvas

Tarakāni ir tik izcili dzīvotspējīgi, ka pastāv uzskats – tie izdzīvos arī pēc kodolkara, taču šo kukaiņu spēja dzīvot bez galvas šķiet zinātniskā fantastika. Tomēr, kā apgalvo fiziologs Džozefs Kankels (Joseph G. Kunkel) no Masačūsetas universitātes ASV, tarakāns spēj vairākas nedēļas dzīvot bez tik svarīgas ķermeņa daļas kā galva. Ja galvu norauj, tās īpašnieks nekustīgi guļ, pēc pieskāriena pieceļas un sāk kustēties. Arī norautā galva dažas stundas kustina taustekļus, atdzesēta tā dzīvo vēl ilgāk.

Zinātnieki veikuši daudzus eksperimentus ar tarakāniem, pētot to neirālo darbību un hormonu ietekmi uz vairošanos. Šie hormoni veidojas galvas dziedzeros, tātad, galvu nogriežot, hormonu iekļūšana asinīs tiek pārtraukta. Ja kukainis turpina dzīvot, tad pētījumi var turpināties.

Zinātnieks skaidro, kāpēc tarakāns nenobeidzas. Ja cilvēks bez galvas noasiņotu un nosmaktu, tad tarakānam tas nedraud. Asinis sarec un aizsprosto asinsvadus. Tā kā kukainis neelpo caur muti, bet ar elpošanas caurulītēm – trahejām, kuras atveras vēdera sānos, tad elpošana arī netiek traucēta. Asinis skābekli nepārnēsā, tās rit lēni un ar zemu asinsspiedienu, jo asinsrite ir vaļēja. Skābeklis nokļūst audos ar elpošanas caurulīšu palīdzību.

Kaut gan tarakānam līdz ar galvas zaudēšanu pietrūkst arī smadzeņu, tomēr katrā ķermeņa posmā paliek vēl nervu sakopojumi – gangliji, kas nosaka pašas vienkāršākās ķermeņa darbības.

Bez galvas nav iespējams baroties. Tā kā tarakāns ir aukstasiņu dzīvnieks, tā dzīvības procesi norit lēnāk, un kukainis spēj iztikt bez barības ilgāku laiku. Bez galvas tas dzīvos tik ilgi, līdz barības krājumi ķermenī izsīks. Varbūt, ka kārtīga pabarošana pirms galvas noraušanas kukaiņa dzīvi paildzinātu.
Avots: Siemens

Izsmadzeņo risinājumu
Jauns medicīniskā skenera prototips apvieno magnētiskās rezonanses tomogrāfiju (MR) un attēlu veidošanas procesu, kurā izmanto atomu kodolu īpašības, tā sniedzot labāku ieskatu cilvēka smadzenēs un to darbībā. Eksperti uzskata, ka šī unikālā tehnoloģija palīdzēs diagnosticēt agras Alcheimera slimības stadijas, kā arī ļaus terapeitam ātrāk novērtēt triekas pacientu stāvokli un ieteikt atbilstošu ārstēšanu. Šī ierīce apvieno MR (attēls augšā) un pozitronu emisijas tomogrāfiju (PET; attēls apakšā). MR parāda mīkstos audus ar augstu izšķirtspēju un asu kontrastu, kamēr PET spilgti iekrāso smadzeņu rajonus, kuros notiek pastiprināta vielmaiņa, izšķirot ļoti sīkas detaļas. Līdz šim brīdim neirologi, lietojot PET, nespēja sekmīgi atšķirt nelielus apziņas traucējumus no Alcheimera slimības agrīnajām stadijām. Tāpat nebija iespējas vienlaicīgi izmērīt smadzeņu apjoma samazināšanos, kas tiek saistīta ar Alcheimera slimību. Ar MR-PET (attēls vidū), šī pārbaude ir paveicama kā viena procedūra. Terapeiti var izmantot skenera prototipu, lai labāk varētu novērot un izmeklēt citu neiroloģisku traucējumu attīstību, ieskaitot Pārkinsona slimību, epilepsiju, depresiju un šizofrēniju. Veicot PET izmeklēšanu, pacientam injicē ļoti mazu devu radioaktīva šķidruma ar īsu pussabrukšanas periodu. Tas uzkrājas šūnās, kurās ir pastiprināta vielmaiņa, un izstaro pozitronus. Kad pozitroni saduras ar elektroniem, tie viens otru iznīcina, izstarojot gamma starus, ko reģistrē uztveršanas ierīce. Tā savukārt izmanto iegūtos datus, lai izveidotu trīsdimensiju tomogrāfijas attēlu. Uzņēmuma Siemens Medical Solutions inženieri izmantoja ļoti ātras un jutīgas lavīndiodes, kas kalpoja kā PET detektori. Šo diožu darbību neietekmē magnētiskais lauks, kura stiprums MR sistēmā ir trīs teslas. Ar šādu lauku var iegūt aptuveni 0,2 milimetru izšķirtspēju. Abu iekārtu radītie attēli ar datoru tiek savietoti, izveidojot vienu kopīgu attēlu, kas satur nedzirdēti lielu daudzumu informācijas.
Zemes gads un zvaigžņu gads
Pēc Starptautiskās Ģeoloģijas zinātņu apvienības un UNESCO kopīgas iniciatīvas 2008. gads ir pasludināts par Starptautisko Planētas Zemes gadu. Tam veltītie pasākumi visā pasaulē ir veltīti ilgtspējīgai planētas attīstībai, sekmējot resursu plānveidīgu izmantošanu, kā arī precīzāk paredzot un savlaicīgi novēršot riskus, kas apdraud planētas iedzīvotājus. Latvijā jau noticis tematisks studentu konkurss, tiks izsludinās 2008. gada ģeoloģiskais objekts, notiks arī citi pasākumi.

Mūsu kopīgais mērķis ir drošāka un mājīgāka vide visiem,” tā atzina Starptautiskā Planētas Zemes gada Latvijas Nacionālās komitejas vadītājs Ervīns Lukševičs, 28. janvārī uzstājoties notikumam veltītajā ceremonijā, kas bija apvienota ar zinātnisko konferenci Latvijas Universitātē. Latvijas Vides, ģeoloģijas un meteoroloģijas aģentūras (LVĢMA) pārstāvis Uldis Nulle uzsvēra, ka šī ir iespēja jaunu pētījumu veikšanai, kā arī veids, kā rast atbildes uz tiem jautājumiem, kurus ir svarīgi zināt katram planētas iedzīvotājam. Vairāk informācijas par Starptautisko Planētas Zemes gadu un tajā paredzētajām aktivitātēm var atrast, ielūkojoties organizācijas mājas lapā http://yearofplanetearth.org/index.html.

Bet nākamais gads būs veltīts zvaigznēm. Pagājušā gada 20. decembrī Apvienoto Nāciju Organizācija savā Ģenerālajā asamblejā pasludināja 2009. gadu par Starptautisko astronomijas gadu. Nākamgad svinēsim apaļu jubileju – 400 gadus, kops itāļu astronoms un fiziķis Galileo Galilejs pirmais sāka izmantot teleskopu astronomiskiem novērojumiem. Teleskopa izmantošana astronomiskiem novērojumiem bija pamats zinātniskai revolūcijai, kas pašos pamatos ir pārvērtusi mūsu pasaules uztveri. Mūsdienās uz zemes un kosmosā bāzēti teleskopi pēta Visumu cauru diennakti visos viļņu garumos. Starptautiskās Astronomijas savienības prezidente Katerīne Cesarska (Catherine Cesarsky) saka, ka „Starptautiskais Astronomijas gads dod iespēju visām nācijām piedalīties šajā nebeidzamajā zinātnes un tehnoloģijas revolūcijā”. Šobrīd 93 valstis un 14 organizācijas ir nolēmušas piedalīties līdz šim nebijušā astronomijas popularizācijas un pedagogu sadarbības programmā.

Starptautiskā Astronomijas gada koordinators Latvijā Mārtiņš Gills skaidro: „Latvijā liksim uzsvaru uz informatīviem pasākumiem un veicināsim iespēju ikvienam iedzīvotājam veikt interesantus astronomiskus novērojumus.” Plašāka informācija par Starptautisko Astronomijas gadu atrodama mājas lapā http://www.astronomy2009.org/.
 
Attēls: Janko Gravner, David Griffeath
Sniega kristālu augšanas simulācija
Divi amerikāņu matemātiķi Janko Gravners (Janko Gravner) no Kalifornijas Universitātes un Deivids Grifits (David Griffeath) no Viskonsinas-Medisonas Universitātes pirmo reizi radījuši datorsimulāciju, kas ģenerē reālistiskas 3D sniegpārslas, kaut arī viņiem pašiem nav īsti skaidrs kā tas notiek. Kalifornijas Tehnoloģiju institūta vadošais eksperts sniega kristālu fizikā saka, ka “šobrīd par kristālu augšanu ir zināms pārsteidzoši maz. Simulācija dod iespēju fiziķiem uzzināt vairāk par sarežģīto struktūru dabu, ko nanoinženieri pēdējo gadu laikā ir centušies izpētīt.” Abi matemātiķi lietoja jaunu metodi vēlamo rezultātu sasniegšanai. Iepriekšējā metodē sniega kristālu mēģināja virtuāli uzbūvēt molekulu pa molekulai, taču jaunajā paņēmienā ūdens molekulas vietā tiek ņemtas daudz lielākas 3D daļiņas. Domājams, ka šīs daļiņas kristālu augšanas procesā pakļaujas tām pašām fizikas likumībām, kā atsevišķas molekulas. Daļiņu izmērs ir viens kubikmikrons. Modelis tika pārbaudīts vairākas reizes, lai apzinātu izmaiņas, kas rodas temperatūras un tvaika spiediena izmaiņu rezultātā. Tā tika iegūti dažādi sniega kristāli, gan vienkāršāki, gan ļoti komplicēti un pārsteidzoši. Viena sniega kristāla augšanas simulācija ilgst apmēram 24 stundas.
 
Foto J. Dreimanis
Gada dzīvnieks 2008
Latvijas Dabas muzejs par 2008. gada dzīvnieku nominējis pelēko roni. Muzejs tradicionāli par gada dzīvnieku izvirza tādu sugas pārstāvi, kas ir aizsargājamo sugu sarakstā, tādējādi veicinot sabiedrībā diskusijas par šo dzīvnieku, kā arī pievēršot uzmanību ar to saistītajām problēmām. Pelēkais ronis ir īpaši aizsargāms dzīvnieks ne tikai Latvijā, bet gandrīz visās Eiropas valstīs, kur tas sastopams. Pārmērīgu medību un Baltijas jūras piesārņojuma dēļ 20. gs. vidū notika strauja šo dzīvnieku skaita samazināšanās, kā rezultātā Baltijas jūrā palika tikai daži tūkstoši pelēko roņu. Kopš 20. gs. 90. gadiem, pateicoties medību aizliegumam, pelēko roņu skaits ir pieaudzis, un pēdējos gados Baltijas jūrā ir uzskaitīti 15 000 pelēko roņu. Tomēr tos vēl arvien apdraud vides piesārņojums. Baltijas jūrā dzīvojošie pelēkie roņi kā apdraudēta suga ir ierakstīta Starptautiskajā Sarkanajā grāmatā, Latvijas Sarkanās grāmatas trešajā kategorijā un vēl citās direktīvās un konvencijās.

Roņu attiecības ar cilvēku ir ļoti pretrunīgas – pavasarī krastā atrasts ronēns spēj iežēlināt jebkuru no mums, un mēs nedomājot steidzamies tam palīdzēt. Turpretī pieaugušie roņi bojā zvejas rīkus un tajos iekļuvušās zivis, turklāt ne reti arī paši iet bojā zvejas rīkos. Visu sugu roņi ir īsteni jūras iemītnieki. Savas dzīves lielāko daļu roņi pavada ūdenī, kur tie barojas galvenokārt ar zivīm. Ārpus ūdens – krastā, uz akmeņiem vai ledus roņi parasti atpūšas, sildās, dzemdē un baro mazuļus. Baltijas jūras Latvijas piekrastē ir sastopami divu sugu roņi. Pelēkais ronis ir lielākais un visbiežāk sastopamais ronis, pogainais ronis ir vismazākais un mūsdienās Latvijas piekrastē sastopams ļoti reti. Savukārt trešā suga - plankumainais ronis - pie mums konstatēts tikai dažas reizes un ir uzskatāms par maldu viesi.

Visa gada garumā notiks pelēkajam ronim veltīti pasākumi. Marta sākumā – projektu konkurss 8. klašu skolēniem „Pelēkais ronis manā apkārtnē” un Latvijas Dabas muzeja akcija ikvienam interesentam „Vai esi redzējis roni?”. Janvāris - februāra vidus - ronēna piedzimšana zoodārzā un sekojošie vārda došanas pasākumi. Marts - aprīļa sākums - “Domā, pirms sagūsti!” Izskaloto roņu mazuļu problēmas risinājumi. Nelaimē nokļuvušo mazuļu nonākšana zoodārzā. 15. aprīlis - 15. maijs, katru dienu pulksten 14.00 - roņa Puikas priekšnesumi zoodārzā. Marts – maijs - brauciens uz Igauniju, ievācot informāciju par situāciju dzemdību vietās. Novembrī - noslēguma pasākums ar gada rezultātu apkopojumu Latvijas Dabas muzejā.

Valsts Vides dienesta Dabas aizsardzības uzraudzības daļas vadītājs Andris Širovs informēja, ka, ieraugot krastmalā bezpalīdzīgu roni, būtu jāziņo Valsts Vides dienestam: VVD Dabas aizsardzības uzraudzības daļa, tālr. 67084221, daļas vadītājs Andris Širovs, tālr. 29297579.
 
Avots: brīvpieejas attēls no Wikipedia
Melnāks par melnu
ASV zinātnieki Raisa universitātes pētnieka Pulikela Adžajana (Pulickel Ajayan) vadībā ir radījuši vismelnāko materiālu uz Zemes, kas absorbē vairāk nekā 99,9 % gaismas. Tas ir 200 reizes tumšāks par parastu melno krāsu un, domājams, kādu dienu to sāks izmantot, piemēram, efektīvāku saules bateriju ražošanā. Materiāls tika izveidots no oglekļa nanocaurulītēm. Tas ir 30 reižu tumšāks nekā oglekļa materiāls, ko šobrīd lieto kā melnuma etalonu ASV Nacionālajā Standartu un Tehnoloģiju institūtā (National Institute of Standards and Technology). Šis materiāls ir ļoti tuvs ilgi gaidītajam ideāli melnajam, kas absorbēs visu redzamo gaismu un neko neatstaros. Jaunā materiāla absolūtais atstarošanas koeficients ir 0,045%, tas nozīmē, ka šis materiāls ir trīs reizes tumšāks nekā noteikta veida niķeļa-fosfora sakausējums, kam līdz šim piederēja rekords kā tumšākajam materiālam. Parastai melnajai krāsai atstarošanas koeficients ir 5 - 10%.

Šī materiāla īpašības nosaka trīs faktori:

1. Tas veidots no sīkām, cieši sapakotām oglekļa nanocaurulītēm, kuru diametrs ir 400 reizes mazāks nekā cilvēka matam.
2. Nanocaurulītes ir izvietotas viena otrai paralēli, līdzīgi zāles stiebriem. Gaisma tiek “noķerta” smalkajās spraugās starp caurulītēm.
3. Materiāla virsma ir izveidota neregulāra un rupja, lai samazinātu atstarošanos.

Nanocaurulīšu sakārtojums ne vien vāji atstaro gaismu, bet arī spēcīgi to absorbē. Pagaidām zinātnieki ir testējuši materiālu tikai ar redzamo gaismu. Tagad tie vēlas veikt pētījumus ar infrasarkano un ultravioleto gaismu, kā arī ar mikroviļņiem, ko izmanto sakaru sistēmās.
Vēl vairāk Latvijas kosmosā

Mitau (24709), Kurland (24794) un Duna (23617) – tādus nosaukumus ieguvušas trīs mazās planētas, kas riņķo Saules sistēmā starp Marsu un Jupiteru. Šos vārdus tām ir devis ievērojamais beļģu astronoms, mazo planētu pētnieks Eriks Elsts (Eric W. Elst). E. Elsts mazās planētas atklāja 20. gs. 90. gadu vidū Lasiljas observatorijā Čīlē. Saskaņā ar astronomijā iedibināto kārtību, mazajai planētai vārdu var piedāvāt persona, kas to atklājusi vai izrēķinājusi tās orbītu. Ņemot vērā E. Elsta interesi par Latviju un konkrētu vēsturisku notikumu - astronoma Šapa d’Oteroša (Chappe d’Auteroche) pirms 250 gadiem veikto ekspedīciju no Francijas caur Latviju uz Sibīriju ar nolūku novērot Venēras pāriešanu pāri Saules diskam - beļģu astronoms izvēlējās nosaukt trīs mazās planētas ar Latviju saistītos nosaukumos. Latvijas Astronomijas biedrība šādai iecerei piekrita. Pēc vairāku mēnešu ilgas pieteikuma izskatīšanas Starptautiskajā Astronomijas savienībā jaunie nosaukumi tika apstiprināti. Līdz šim ar Latviju saistīto mazo planētu sarakstā bija tieši 10 vārdu. Šobrīd to ir trīspadsmit. No tām divas jau pārstāvēja ar mūsu valsti saistītus ģeogrāfiskus nosaukumus – Latvija (1284) un Rīga (1796).

Daugavas nosaukums Duna izmantots viduslaikos, tas minēts arī Livonijas Indriķa hronikā. 14. -17. gadsimtā latviešu valodā iesakņojās nosaukums Daugava, bet citās valodās turpināja izmantot sākotnējo nosaukumu. Jelgavu oficiāli sauca par Mitau vairākus gadsimtus līdz pat Latvijas neatkarības pasludināšanai 1918.gadā. Savukārt Kurland ir bijis viens no plašāk sastopamajiem Kurzemes novada nosaukumiem virknē cittautu valodu no viduslaikiem līdz pat mūsdienām. Kurzemes senākā pilsēta ir Kuldīga.
 
Avots: Virgin Galactic
Kosmiskie tūristi var sākt rezervēt biļetes
Iespējams, daudzi no jums ir dzirdējuši par to, ka kompānija Virgin Galactic nākamgad plāno piedāvāt jaunu pakalpojumu - īsu ceļojumu kosmosā. Šādu prieku par visai ievērojamu naudas summu varēs izbaudīt jebkurš, kuram ir pietiekami laba veselība, lai izturētu milzīgo slodzi. Kompānija Virgin Galactic 2008. gada sākumā prezentēja divus pārvietošanās līdzekļus: SpaceShipTwo un White Knight Two. Pirmais no tiem ir kosmosa kuģis, kurā atradīsies ceļotāji, bet otrais – lidmašīna, kas kosmosa kuģi nogādās pietiekami augstu, lai tas varētu atdalīties un doties kosmosā.

SpaceShipTwo ietilpība ir astoņi cilvēki: divi piloti un seši pasažieri. Lieki piebilst, ka šāds ceļojums ir ļoti dārga izklaide – pasažieriem par iespēju doties aiz atmosfēras robežām būs jāsamaksā 200 tūkstoši ASV dolāru. Tomēr tie nav 20 miljoni dolāru, kas patreiz jāmaksā par lidojumu uz Starptautisko Kosmisko staciju. Jāsaka, ka miljonāriem šis ir visai labs veids, kā ieguldīt naudas līdzekļus, jo redzēt mūsu planētu no kosmosa noteikti ir ļoti aizraujoši.

White Knight Two konstruēšana jau ir praktiski pabeigta, un pēc neilga laika ir plānots uzsākt pirmos lidmašīnas testa lidojumus. Tikmēr no paša SpaceShipTwo konstrukcijas ir pabeigti aptuveni 60%. Lidojumi tiks veikti no Virgin Galactic bāzes Ņūmeksikas (ASV) tuksnesī, un tos paredzēts piedāvāt, sākot ar 2009. gadu.
Materiālus sagatavojuši Ingrīda Jansone – Henkuzene un Ilgonis Vilks. Izmantoti arī portāla fizmati.lv (autori Valdis Zuters un Mārtiņš Lūsis) materiāli, Latvijas Astronomijas biedrības preses relīzes, Latvijas Dabas muzeja materiāli, materiāli no žurnāla Siemens. Pictures of the Future un Latvijas Universitātes portāla.