Šiame straipsnyje paprastai papasakosime apie 30 mokslinių terminų, kurių supratimas jums padės ne tik iššifruoti didžiuosiuose ekranuose kartais kalbamas pievas, bet ir geriau orientuotis šiuolaikiniame mokslo pasaulyje, lengviau suprasti tai, kas rašoma moksliniuose straipsniuose ir naujienose.
1. Koiperio juosta 2. Erdvėlaikis 3. Singuliarumas 4. Elektromagnetinis spinduliavimas 5. Spektrinė analizė/spektrometrija 6. Šviesmetis 7. Echolokacija 8. Elementarioji dalelė 9. Fundamentalioji sąveika 10. Kvantinė gravitacija 11. Standartinis modelis 12. Stygų teorija 13. Antimaterija/antimedžiaga 14. Tamsioji energija 15. Tamsioji materija 16. Bifurkacijos taškas 17. Kvantinis susietumas 18. Neapibrėžtumo principas 19. Kvantinė teleportacija 20. Didysis hadronų greitintuvas 21. Higso bozonas 22. Hirscho indeksas (h–indeksas) 23. Pliuripotencija 24. Dirbtinis neuroninis tinklas 25. Transkranialinė magnetinė stimuliacija 26. Grafenas 27. Radioizotopinis datavimas 28. Kambro sprogimas 29. Sekoskaita (sekvenavimas) 30. Entropija
1. Koiperio juosta
Saulės sistema toli gražu nesibaigia Plutono orbita. Dabar astronomai išskiria visą vadinamųjų transneptūninių objektų klasę – tai yra už Neptūno orbitos esančius dangaus kūnus, gravitaciškai susietus su mūsų žvaigžde.
Didžiulę sritį (nuo 4,5 iki 8,2 mlrd km nuo Saulės) užima Koiperio juosta – visa transneptūninių objektų klasė, sudarytų iš Saulės sistemos aušroje susiformavusios medžiagos.
Koiperio juostos objektai labai domina mokslininkus. Šie objektai daugiausia susideda iš lakių medžiagų, tokių, kaip amoniakas ir metanas. Be asteroidų, tarp jų esama ir nykštukinių planetų – Plutonas taip pat priklauso Koiperio juostai drauge su Haumea ir Makemake planetomis. Kai kurie mokslininkai tikisi Koiperio juostoje aptikti ir stambesnių planetų.
2. Erdvėlaikis
Bendrosios reliatyvumo teorijos (BRT) terminas suvienija tris erdvės ir vieną laiko matmenis į vieną dinamišką sistemą.
Albertui Einsteinui pavyko pademonstruoti, kad laikas ir erdvė neatsiejamai susiję vienas su kitu, o šio erdvėlaikio sąveika su materija ir yra gravitacija.
Pagal BRT, erdvėlaikio kreivumas priklauso nuo jame esančio objekto masės. Kuo masė didesnė, tuo smarkiau apie jį iškreipiamas erdvėlaikio audinys, kas priverčia kitus, ne tokius masyvius kūnus, esančius netoliese, judėti link jo.
Į šiuos spąstus, patenka netgi šviesa. Šviesos išlinkimas šalia masyvių objektų vadinamas gravitaciniu lęšiavimu.
3. Singuliarumas
Iš įprastinės fizikos teorijų negalime sužinoti, kas vyksta juodosiose bedugnėse – tik spėlioti, ir nuo A.Einsteino laikų šioje srityje taip ir nebuvo padarytas nė vienas fundamentalus atradimas.
Šis terminas gan daugiareikšmis. Dažniausiai jis naudojamas aprašant juodųjų bedugnių fiziką. Pagal BRT, kosmose gali būti tokių objektų (dabar juos vadiname „juodosiomis bedugnėmis“), kuriuose erdvėlaikio iškreivėjimas pasiekia begalybę, taigi, nebeįmanoma fiziškai interpretuoti tokio objekto viduje vykstančių procesų.
Kitaip tariant, iš įprastinės fizikos teorijų negalime sužinoti, kas vyksta juodosiose bedugnėse – tik spėlioti, ir nuo A.Einsteino laikų šioje srityje taip ir nebuvo padarytas nė vienas fundamentalus atradimas.
Beje, yra tyrimų, išimtinai matematiniais metodais rodančių, kad mūsų Visatoje gravitacinių singuliarumų gali iš viso nebūti. Išsiaiškinti tai, veikiausiai, galėsime tik tada, kai pavyks atlikti tiesioginius objekto, pagal išorinius požymius priskiriamo juodosioms bedugnėms, stebėjimus.
4. Elektromagnetinis spinduliavimas
Neretai populiariojoje fantastikoje elektromagnetinis spinduliavimas (EMS) vaizduojamas kaip paslaptinga, žudanti, transformuojanti herojus į superherojus, ar perkelianti juos laiku, jėga. Kas tai iš tiesų yra?
EMS – fotonų, elementariųjų šviesos dalelių srautai. Fotonų bangos dažnių ir ilgių yra įvairiausių, todėl mokslininkams teko fotonus klasifikuoti į atskirus elektromagnetinius diapazonus.
Žmogaus akis sudaryta taip, kad galėtų matyti tik labai siaurą viso elektromagnetinio spinduliavimo spektro dalį – vadinamąjį regimąjį spinduliavimą, kitaip – optinį diapazoną. Didžiosios EMS dalies mes neregime. Pavyzdžiui, radijo bangų (taip, tai irgi fotonai), rentgeno spinduliavimo, infraraudonųjų spindulių.
5. Spektrinė analizė/spektrometrija
Kadangi kiekvienas cheminis elementas skirtingai sugeria šviesą, mokslininkai išmoko medžiagų spektrinių charakteristikų analizę panaudoti jų sudėties nustatymui.
Tai vienas iš fundamentaliausių pasiekimų, kuris leido žmonijai atlikti milžinišką šuolį daugybėje sričių – nuo teismo medicininės ekspertizės (įkalčių analizė) iki astrofizikos (galimybė iš šviesos sugėrimo charakteristikų nustatyti už šimtų milijonų šviesmečių esančio objekto cheminę sudėtį).
Masės spektrometrijos metodu galima netgi „pasverti“ tiriamą medžiagą, veikiant jį tik jonizacija.
6. Šviesmetis
Astrofizikoje šviesmetis – atstumas, kurį per metus vakuume nukeliauja šviesa. Kadangi absoliutus šviesos greitis, t.y. elektromagnetinių bangų sklidimo greitis vakuume yra konstanta (pastovus dydis), nesunku paskaičiuoti, kad šviesmetis lygus maždaug 9,46 trilijonams kilometrų.
Palyginimui: Saulė nuo Žemės yra už 8 šviesos minučių ir 20 šviesos sekundžių, o atstumas iki artimiausios kitos žvaigždės Kentauro Alfos – 4,37 šviesmečiai.
7. Echolokacija
Atstumo iki objekto nustatymas, objekto kryptimi siunčiant garso bangas ir analizuojant bangos grįžimo laiką, vadinamas echolokacija.
Šią technologiją pasiskolinome iš šikšnosparnių, naudojančių ultragarso echolokaciją orientavimuisi erdvėje. Pavyzdžiui, netgi nematantis šikšnosparnis skrisdamas išvengs susidūrimų su objektais.
Echolokacija plačiai taikoma – pavyzdžiui, tiriant jūros dugną. Tuo pačiu principu veikia radarai, tik ten vietoje garso naudojamos elektromagnetinės bangos.
8. Elementarioji dalelė
Plytelės, sudarančios materiją ir materiją veikiančias jėgas, vadinamos elementariosiomis dalelėmis. Iš esmė elementariosios dalelės – mūsų fizinio pasaulio pagrindas. Pagal dabartinį įsivaizdavimą, beveik kiekvienas Visatos objektas susideda iš jų.
Dabar egzistuoja išsišakojusi elementariųjų dalelių klasifikacija. Pagrindinės klasės dvi: fermionai, iš kurių sudaryta materija, ir bozonai, kurie perneša fundamentaliąsias sąveikas tarp fermionų.
9. Fundamentalioji sąveika
Tarp elementariųjų dalelių gali vykti keturios pagrindinės sąveikos, vadinamos fundamentaliosiomis. Tai elektromagnetinė sąveika (vyksta tarp elektriškai įkrautų dalelių), silpnoji ir stiprioji (laiko atomo branduolio elementus drauge) sąveika, taip pat daugiausiai problemų dabar fizikams kelianti – gravitacinė.
Kiekvieną iš šių sąveikų perneša atitinkamas bozonas. Elektromagnetinė sąveika pernešama fotonais, silpnoji sąveika – W ir Z bozonais, stiprioji sąveika – gliuonais, o gravitacinės sąveikos bozonas dar nerastas (tačiau jau turi pavadinimą – gravitonas).
10. Kvantinė gravitacija
Pasaulio fizikos teoretikai jau seniai stengiasi sukurti naują gravitacijos teoriją, kuri „kvantuotų“ gravitacinę sąveiką. Ši kuriama teorija vadinasi kvantinė gravitacija.
Fizikams niekaip nepavyksta sukurti vienos gravitacijos teorijos. Specialiosios reliatyvumo teorijos (SRO) teiginiai gana tiksliai (sprendžiant iš stebėjimų) aprašantys erdvėlaiko dinamiką, tiesiog nedera su kita fundamentalia teorija – kvantų mechanika. Iki šiol nerasta elementarioji dalelė, pernešanti gravitacinę sąveiką.
Todėl viso pasaulio fizikos teoretikai jau seniai stengiasi sukurti naują gravitacijos teoriją, kuri „kvantuotų“ gravitacinę sąveiką. Ši kuriama teorija vadinasi kvantinė gravitacija.
11. Standartinis modelis
Fizikos teoretikai, tarp kurių ir garsusis Stephenas Hawkingas, jau seniai svajoja sukurti vadinamąją Visko teoriją, turinčią sujungti visas sukauptas žinias apie fundamentaliųjų sąveikų pasaulį į vieną sistemą.
Kol kas Visko teorijos vaidmuo labiausiai tinka Standartiniam modeliui – klasikinei teorijai, sėkmingai jungiančiai tris fundamentaliąsias sąveikas iš keturių.
Bet Standartinis modelis turi ir imtų spragų. Jis negali tapti Visko teorija tol, kol nepaaiškina gravitacijos, tamsiosios energijos ir tamsiosios materijos, o tai jam nesiseka.
12. Stygų teorija
Standartinio modelio konkurentė, siekiant Visko teorijos titulo, yra Stygų teorija. Tai matematiškai labai sudėtinga teorija, kurią teisingai suprasti, kaip tvirtina mokslininkai, gali tik patyrę fizikai teoretikai.
Apibendrinant, stygų teorija skelbia, kad visa mūsų Visatos erdvė susideda ne iš taškinių dalelių, o iš neįtikėtinai plonų energijos gijų, arba stygų, kurių svyravimai tokiuose pat mažuose dešimtyje (o superstygų teorijoje matmenų netgi 26!) matmenų ir sudaro materiją ir fundamentaliąsias sąveikas.
Nepaisant to, kad dabartinėmis technologijomis stygų egzistavimo įrodyti niekaip negalima, teorija laikoma gan perspektyvia, kadangi būtent per ją galima suvienyti BRT ir kvantų mechaniką.
13. Antimaterija/antimedžiaga
Be įprastos materijos, iš kurios esame sudaryti, yra dar ir antimaterija. Jos buvimą lemia simetriškų dalelių ir antidalelių porų egzistavimas. Pavyzdžiui, elektronas ir pozitronas, protonas ir antiprotonas ir t.t. Dalelei ir antidalelei susidūrus, įvyksta anihiliacija – dalelių tarpusavio sunaikinimas, išskiriant didelį energijos kiekį. Tiesą sakant, didžiausią įmanomą.
Teorija skelbia, kad Didžiojo sprogimo metu, Visatai vos gimus, atsirado vienodas materijos ir antimaterijos kiekis. Dabar visame stebimame kosmose regime absoliutų įprastos materijos viršenybę. Kodėl? Atsakymo į šį fundamentalų klausimą teoriniai ieškojimai vyksta jau labai seniai. Nepaisant egzistuojančių hipotezių, kol kas mokslininkai į jį užtikrintai atsakyti negali.
14. Tamsioji energija
Kartą A. Einsteinas į savo lygtis įvedė papildomą konstantą, kad teorinių ieškojimų rezultatai sutaptų su norimu rezultatu. Vėliau jis gėdijosi savo kiek beviltiško žingsnio ir laikė jį didžiausia gyvenimo klaida.
O vėliau, gavę tikslesnius astrofizinius duomenis, mokslininkai į fiziką įvedė tamsiosios energijos sąvoką – nematomos jėgos, verčiančios Visatą plėstis vis greičiau, kuri pagal savybes kaip tik ir atitinka „pakištąją“ A. Einsteino konstantą.
Kol kas nesutariama, kas toji tamsioji energija yra. Tačiau vis daugiau mokslininkų linkę manyti, kad tai yra nekintantis energinis tankis, tolygiai pasiskirstęs po Visatą. Tamsioji energija su įprasta materija nesąveikauja niekaip kitaip, tik gravitaciškai. Taip pat ji sudaro maždaug 68,3% visos regimosios Visatos – daug daugiau, nei bet kuri kita materijos ar energijos rūšis.
15. Tamsioji materija
Be tamsiosios energijos, dar yra ir tamsioji materija, su įprasta medžiaga taip pat sąveikaujanti tik gravitaciškai. Tamsioji materija taip pat dar nė karto nėra stebėta tiesiogiai, tačiau jos egzistavimą numato dabartiniai Visatos matematiniai modeliai.
Jeigu jos nebūtų, galaktikos turėtų judėti kitaip. Tačiau stebėjimai rodo, kad jas veikia dar kažkas, ne vien regima materija. To „kažko“ masę ir pavadino tamsiąja materija. Pagal skaičiavimu, ji sudaro 26,8% Visatos masės.
Jau yra ir hipotetinės dalelės-kandidatės į tamsiosios materijos vaidmenį – vimpai ir aksionai, kurių egzistavimas kol kas neįrodytas.
16. Bifurkacijos taškas
Termodinamikoje yra ypatinga sąvoka, kurią galima pritaikyti beveik bet kuriai sudėtingai dinaminei sistemai. Kartkartėmis bet kuri tokia sistema, ar tai būtų valstybė, ekonomika ar žmogaus psichika, patenka į kritišką neapibrėžtumo padėtį.
Tada sistemos sanklodai kyla grėsmė ir tolesnis jos vystymasis gali vystytis pagal du galimus scenarijus: arba suirimas iki chaotiškos būklės, arba perėjimas į kokybiški naują sanklodos lygį. Pavyzdžiui, valstybės bifurkacijos tašku galima pavadinti politinio nestabilumo periodą, ekonomikos – ekonominę krizę, o žmogaus – traumuojantį įvykį.
17. Kvantinis susietumas
Kvantų pasaulis garsėja reiškiniais, kurie neįmanomi ar neturi jokio poveikio įprastame mums didelių objektų makropasaulyje. Vienas iš įdomiausių tokių reiškinių – kvantinis susietumas.
Kvantų pasaulis – tai yra, elementariųjų dalelių sąveikos pasaulis, mikropasaulis – garsėja reiškiniais, kurie neįmanomi ar neturi jokio poveikio įprastame mums didelių objektų makropasaulyje. Vienas iš įdomiausių tokių reiškinių – kvantinis susietumas.
Kvantinis susietumas pasireiškia taip: dvi (ir daugiau) dalelės, pavyzdžiui, fotonai, tampa vienas nuo kito priklausomi, netgi jei juos skiria dideli atstumai. Kai stebėtojas išmatuoja kokią nors dalelės kvantinę savybę, pakinta ir kitos dalelės būsena. Šį reiškinį galima panaudoti nenulaužiamų šifrų sukūrimui – kvantinei kriptografijai, kuo dabar užsiima daug mokslininkų visame pasaulyje.
18. Neapibrėžtumo principas
Smarkiai supaprastinus vieno iš kvantinės mechanikos kūrėjų Vernerio Heizenbergo,atrastą neapibrėžtumo principą galima aprašyti taip: neįmanoma nustatyti bet kurios dalelės judėjimo, kadangi tai priklauso nuo daugybės įvairiausių tikimybių. Kitaip tariant, kvantinio pasaulio reiškiniai – kaip, tarp kitko, ir visos fizinės Visatos – nėra numatyti iš anksto, o yra įvairių tikimybių rinkinys. Šis principas – visos kvantų mechanikos pagrindas.
Gerai žinomi Alberto Einsteino ir Nilso Boro bei Heizenbergo ginčai šia tema. Einsteinas netikėjo kvantų mechanika, į neapibrėžtumo principo argumentus atsakydamas fraze „Dievas nežaidžia kauliukais.“ Į tai Boras savo ruožtu atsakė „Einšteinai, nenurodinėkite Dievui, ką daryti.“
19. Kvantinė teleportacija
Mokslo naujienose neretai pasirodo antraštės apie naujus kvantinės teleportacijos rekordus. Tačiau nereikėtų painioti kvantinės ir „įprastos“, mokslinės fantastikos, teleportacijos. Pirmojoje perduodama informacija apie atskirų elementariųjų dalelių kvantinę būseną, o antrosios atveju – fantastiškais, dar neišrastais prietaisais fiziškai perkeliami stambūs objektai, taip pat ir žmonės.
Kvantinės teleportacijos praktiškas įgyvendinimas ir eksperimentai šioje srityje jau dabar artina naudingų kvantinių technologijų, taip pat ir kvantinės kriptografijos, erą.
20. Didysis hadronų greitintuvas
Garsūs ginčai dėl Didžiojo hadronų greitintuvo (LHC – Large Hadron Collider) galimybių sukelti apokalipsę baigėsi 2010-ųjų m. pradžioje, tačiau daugelis iki šiol nežino, kas yra tas greitintuvas.
Tai – tiesus ar išlenktas vamzdis, kuriame elementariosios dalelės priešingomis kryptimis įgreitinamos iki greičio, artimo šviesos greičiui ir tam tikrame taške susiduria. Tikslas gan paprastas: susidūrusios aukštos energijos dalelės subyra į smulkesnes daleles, ir tuo momentu mokslininkai kruopščiai fiksuoja visas „nuolaužas“. Taip mokslininkai atranda naujas elementariąsias daleles ir gilina žinias apie kvantinį Visatos pagrindą.
21. Higso bozonas
2012 metais buvo patvirtinta, kad LHC galiausiai sugebėjo aptikti trūkstamą Standartinio modelio grandį – bozoną, suteikiantį elementariosioms dalelėms masę. Higso bozono egzistavimas buvo numatytas dar septintajame XX a. dešimtmetyje, o pats Piteris Higsas po dalelės aptikimo LHC gavo 2013 metų Nobelio premiją. Bozono atradimas buvo toks svarbus todėl, kad yra dar vienas įrodymas (ir gana rimtas) Standartinio modelio naudai.
Dar verta paminėti, kad 2014-ųjų rudenį spaudoje vis dažniau ėmė rodytis pranešimai apie atviras kai kurių mokslininkų abejones dėl bozono aptikimo 2012 metais. Tačiau kol kas nėra pateikta nė vieno visaverčio paneigimo to, kad LHC atrasta dalelė ir yra tas bozonas.
22. Hirscho indeksas (h–indeksas)
2005 metais fizikas Jorge E. Hirschas pasiūlė naują mokslininkų produktyvumo vertinimo sistemą, paremtą publikacijų skaičiumi ir straipsnių citavimu recenzuojamuose moksliniuose žurnaluose.
Metodas prigijo ir gan greitai gavo tarptautinį pripažinimą. Dabar Hirscho indeksas plačiai naudojamas ne atskirų mokslininkų, bet ir organizacijų ar net šalių mokslinio „vaisingumo“ vertinimui.
23. Pliuripotencija
Dabar mokslininkai stengiasi sukurti efektyvias indukuotųjų pliuripotencinių kamieninių ląstelių, kurios, labai tikėtina, visam pakeis mediciną.
Paprastai tariant, pliuripotencija – ląstelės savybė virsti bet kurio organo bet kuriuo audiniu – kad ir neuronu, kad ir oda. Šis terminas plačiai skambėjo 2012 m., kadangi tada buvo įteikta premija „Už atradimą, kad subrendusios ląstelės gali būti perprogramuotos į pliuripotentines“.
Tai atveria stulbinančius medicinos horizontus. Pavyzdžiui, organų auginimui. Dabar mokslininkai stengiasi sukurti efektyvias indukuotųjų pliuripotencinių kamieninių ląstelių (taip vadinamos pliuripotencinės ląstelės, dirbtinai gautos iš įprastų, jau susiformavusių ląstelių gamybos technologijas), kurios, labai tikėtina, visam pakeis mediciną.
24. Dirbtinis neuroninis tinklas
Jei norite sužinoti, kaip arti mokslininkai prisigavo prie dirbtinio intelekto sukūrimo, tai dirbtinių neuroninių tinklų tema – būtent tai, ko jums reikia. Iš esmės tai – itin supaprastintas smegenų analogas kompiuteryje. Virtualių „neuronų“ ir jų tarpusavio ryšių – tam tikras užduotis galinčių spręsti „sinapsių“ sistema – veikia maždaug taip, kaip tai daro biologiniai neuronai.
DNT naudojami, kai klasikiniai kompiuteriniai algoritmai būna bejėgiai, tačiau kur žmogaus smegenys turi aiškų pranašumą. Pavyzdžiui, vaizdų, asmenų atpažinime.
Žinoma, tokie tinklai nėra dirbtinis intelektas rašytojų fantastų numatytu pavidalu – jie ne mąsto, o klusniai sprendžia pateiktas užduotis „biologiniu“ metodu. Stulbina DNT savybė mokytis: prieš pateikiant DNT užduotį, ji „mokoma“, kaip ją spręsti. Iš to išaugo visa mokslo kryptis – „mašininis mokymas“.
25. Transkranialinė magnetinė stimuliacija
Naudojant Transkranialinę magnetinę stimuliaciją (TMS) galima neinvaziškai, tai yra be pjūvio, patekti į žmogaus ar gyvūno kaukolę ir paveikti neuronus greitai besikeičiančiais magnetiniais laukais – iš esmės, keliais elektrodais. Taip galima „įjungti“ ir „išjungti“ tam tikrus neuronus ir jų grupes, tuo pačiu metu stebint šios stimuliacijos poveikį tiriamajam. Yra ir transkranialinė elektrinės stimuliacija (TES) – bendra schema tokia pati, tačiau veikiama elektros srovėmis.
Tiek TMS, tiek TES perspektyvos didžiulės ne tik tyrimo, bet ir gydymo srityje. Magnetinė/elektrinė stimuliacija naudojama ligų (Parkinsono, depresijos) tyrimui ir gydymui, taip pat ji padidina žmonių kognityvinius gebėjimus. Pavyzdžiui, 2010 m. buvo pademonstruota, kad Broca'o zonos (atsakingos už kalbą ir kalbėjimą) magnetinė stimuliacija gerokai padidina tiriamojo gabumus mokytis gramatiką ir sintaksės ryšius.
Teoriškai tokia stimuliacija žmogui galėtų sukelti ir tam tikras emocijas, tačiau dabartinėmis TMS/TES technologijomis taip giliai į smegenis patekti neina.
26. Grafenas
2004 metais rusų ir britų fizikas Konstantinas Novoselovas drauge su savo vadovu Andre Geimu pirmą kartą laboratorijoje gavo grafeną, arba, kaip kai kas vadina, „stebuklingąją medžiagą“.
Grafenas yra nuostabių savybių dvimatis vieno atomo storio anglies sluoksnis: jis stulbinamai tvirtas, taip pat labai laidus šilumai ir elektrai. Dėl viso to grafenas yra itin perspektyvi ateities elektronikos medžiaga: jis dažnai vadinamas nanoelektronikos pagrindu ir tinkamiausia alternatyva siliciui, kuris kol kas yra vienvaldis dabartinės elektronikos puslaidininkių karalius.
Per pastaruosius metus grafenas buvo gautas daugybėje laboratorijų visame pasaulyje, kur daugsyk įrodytos nepaprastos jo savybės. 2010 metais Novoselovui ir Geimui buvo įteikta Nobelio fizikos premija „už pažangius dvimatės medžiagos – grafeno – tyrimus“, o vis naujos „stebuklingosios medžiagos“ savybės atrandamos iki šiol. Vykdomi jau technologinių vaisių davę grafeno panaudojimo medicinoje ir kosminėse technologijose tyrimai.
27. Radioizotopinis datavimas
Atsiradus radioizotopiniam datavimui, pasidarė įmanoma nustatyti bet kokių objektų, kuriuose yra radioaktyvių izotopų, amžių. Metodo principas toks: mokslininkai ima mėginį – geologinį, paleontologinį, archeologinį etc. – ir ieško jame radioaktyvaus elemento. Kadangi visų Žemėje randamų radioaktyvių izotopų irimo pusperiodžiai žinomi jau seniai, mokslininkai žiūri, kokia dalis rastojo izotopo spėjo suskilti per mėginio egzistavimo laiką, ir pagal tai apskaičiuoja tikrąjį mėginio amžių.
Egzistuoja keletas radioizotopinio datavimo rūšių, naudojamų su skirtingais izotopais ir, atitinkamai, skirtingomis laiko epochomis: tai radioaktyviosios anglies, kalio – argono ir urano – švino metodai.
Būtent radioizotopinis datavimas leido nustatyti tikslų, absoliutinį svarbiausių istorinių įvykių amžių.
28. Kambro sprogimas
Netgi Charlesas Darwinas savo darbuose mini, kad Kambro sprogimas nedera su jo supratimu apie evoliuciją.
Maždaug prieš 540 milijonų metų Pasauliniame vandenyne įvyko staigus biologinės įvairovės augimas, pavadintas kambro sprogimu. Santykinai greitai atsirado absoliučiai naujos padarų rūšys – chordiniai, moliuskai, nariuotakojai, dygiaodžiai. Taip pat būtent tada įsitvirtino pasiskirstymas į plėšrūnus ir aukas, o daugelis gyvūnų užsiaugino tvirtą išorinį skeletą – egzoskeletą.
Evoliucija, bet kuriuo kitu savo evoliucijos metu vykusi labai lėtai ir palaipsniui, netikėtai paspartėjo. Netgi Charlesas Darwinas savo darbuose mini, kad Kambro sprogimas nedera su jo supratimu apie evoliuciją.
Tačiau dabar žinoma, kad daugelis gyvūnų rūšių, kurių atsiradimas anksčiau sietas su Kambro sprogimu, atsirado iki Kambro periodo. Pagrindinis klausimas palengva pasislinko nuo „iš kur atsirado tiek naujų rūšių“ prie „kodėl daugeliui gyvūnų atsirado tvirtas mineralinis išorinis skeletas“. Šiuo klausimu egzistuoja daug hipotezių, ir tikslaus atsakymo kol kas nėra.
29. Sekoskaita (sekvenavimas)
Sekoskaitos technologijomis į tekstinį pavidalą iššifruojama genų atkarpų, pačių genų ir net viso organizmo genomą sudarančių nukleotidų arba aminorūgščių seka – visoje DNR molekulėje esanti paveldima informacija.
Tam naudojami ypatingi prietaisai – sekvenatoriai, kurie darosi vis kompaktiškesni, galingesni ir spartesni.
Genomo iššifravimas atveria dideles galimybes: galima sužinoti ne tik, kokius genus turite, (ar kokių neturite), bet ir panaudoti šią informaciją efektyvesniam, tarkime, onkologinių ligų gydymui, ar paprasčiausiai profilaktikai.
Sekvenatorius dabar gamina nemažai privačių kompanijų, tiesa, jie nepigūs – vidutiniškai apie pusę milijono eurų. Tačiau yra ir revoliucinis, „stalinis“ sekvenatorius PGM (Personal Genome Machine – personalinio genomo mašina), ne itin galingas, tačiau nebrangus – kainuoja vos 50 tūkstančių dolerių ir yra pusmetrio dydžio. Ekspertų nuomone, anksčiau ar vėliau, tokių prietaisų kainos sumažės tiek, kad žmonės užsiims savo genomų sekoskaita tiesiog iš smalsumo.
30. Entropija
Chaoso ir tvarkos priešprieša – išties kai kas daugiau nei filosofija. Termodinamikoje – fizikos skyriuje, tiriančiame šilumos dinamiką, – entropija aprašomas sistemos „chaotiškumo“, netvarkingumo laipsnis. Tas pats supratimas plačiai taikomas ir informacijos teorijoje.
Kadangi bet kuri sistema siekia visiškos pusiausvyros, jos energija tai yra šiluma, palengva išsisklaido. Tai reiškia, kad uždaroje sistemoje, pavyzdžiui, hermetiškame kambaryje, šiluma taps vienoda bet kuriame kambario taške.
Dėl to antrasis termodinamikos dėsnis skelbia, kad uždaroje sistemoje entropija mažėti negali. Tai reiškia, kad ji tik didėja – šiluma sklaidosi, išnyksta bet kokie netolygumai.
Anksčiau dėl gero antrojo dėsnio įrodymo netgi buvo pasiūlyta gan bauginanti pasaulio pabaigos versija. Ši „Visatos šiluminės mirties“ hipotezė skelbė, kad mūsų Visatos temperatūra kada nors taps tokia pati bet kuriame jos taške. Tai yra, bet kokios tvarkingos energetinės sistemos, ar tai būtų žvaigždė ar žmogus, palengva nustos egzistuoti, o mechaninis darbas tokiame pasaulyje taps tiesiog neįmanomas – juk šiluma bus pasklidusi erdvėje absoliučiai tolygiai. Tokioje Visatoje iš principo negali vykti kokie nors įvykiai ar reiškiniai.
Tačiau gyvybė Žemėje, kaip ir žmonijos progresas, meta entropijos pavidalo chaosui iššūkį: visa mūsų istorija liudija apie lokalų entropijos mažėjimą, t.y. apie sistemos sudėtingėjimą, ar tai būtų rūšių evoliucija ar mokslinis technologinis progresas.
Mokslininkai tai aiškina tuo, kad Žemė yra atvira, o ne uždara sistema, ir ją nuolatos veikia išoriniai veiksniai – meteoritai, kosminė radiacija ir t.t.
Kalbant apie visą Visatą, vieningos nuomonės dėl jos atvirumo ar uždarumo nėra: pernelyg mažai žinome apie ją – matome tik jos dalį, vadinamąją regimąją Visatą. Užtikrintai galima pasakyti tik viena: bent jau mūsų planetoje visatos tvarka visgi nugali visatos chaosą.
