Πέμπτη, 6 Οκτωβρίου 2011

Οι θάλασσες της Γης «έπλεαν» στο διάστημα! (Νέα ένδειξη πως έχουν εξωγήινη προέλευση)


Νερό που έχει σχεδόν την ίδια σύσταση με το νερό των ωκεανών της Γης ανακάλυψε το υπέρυθρο διαστημικό τηλεσκόπιο «Χέρσελ» της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας στον κομήτη Χάρτλεϊ 2. Είναι η πρώτη φορά που ανακαλύπτεται κομήτης να έχει τόσο πολύ «γήινο» νερό και η ανακάλυψη ενισχύει την θεωρία ότι οι θάλασσες του πλανήτη μας έχουν εξωγήινη προέλευση και κάποτε ήσαν γιγάντια παγόβουνα που «έπλεαν» στο διάστημα, ώσπου κάποια στιγμή έπεσαν στη Γη.

Οι ερευνητές μέτρησαν την ποσότητα του δευτέριου (μιας σπάνιας μορφής υδρογόνου, που λέγεται και «βαρύ ύδωρ») που υπήρχε στο νερό του κομήτη και βρήκαν ότι ταιριάζει πολύ με την μοριακή σύνθεση του νερού στον πλανήτη μας, δηλαδή με τα γήινη αναλογία του δευτέριου προς το υδρογόνο ή του βαρέως σε σχέση με το κανονικό νερό.

Όλο το δευτέριο και το υδρογόνο του σύμπαντος δημιουργήθηκαν λίγο μετά την αρχική «έκρηξη» της δημιουργίας («Μπιγκ Μπανγκ») πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Από τότε υπάρχει μια σταθερή αναλογία ανάμεσα στα άτομα αυτά. Όμως στο νερό η αναλογία δευτέριου-υδρογόνου μπορεί να διαφέρει κατά τόπους. Οι χημικές αντιδράσεις που δημιουργούν τον πάγο στο διάστημα, μεταβάλλουν την αναλογία δευτέριου-υδρογόνου.

Λίγα εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό της, η Γη ήταν βραχώδης και ξερή, καθώς το όποιο νερό υπήρχε στην αρχή, θα εξατμίστηκε λόγω της ανάπτυξης τρομακτικών θερμοκρασιών. Οι επιστήμονες διαφωνούν ως προς το τι ήταν αυτό που έφερε ξανά το νερό στην επιφάνειά της και μάλιστα σε μεγαλύτερες ποσότητες, ώστε σήμερα πια να καλύπτει περίπουτα δύο τρίτα της.

Έξι κομήτες έχουν αναλυθεί ως τώρα και όλοι έχουν βρεθεί να περιέχουν διαφορετική (περίπου διπλάσια) ποσότητα δευτέριου σε σχέση με αυτή των ωκεανών της Γης. Έτσι, οι επιστήμονες ως τώρα προτιμούσαν την θεωρία ότι οι αστεροειδείς και οι μετεωρίτες (και όχι οι κομήτες), επειδή έχουν παρόμοια αναλογία δευτέριου με το γήινο νερό, ήταν μάλλον αυτοί που το μετέφεραν κάποτε στον πλανήτη μας πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια κατά τον λεγόμενο «ύστερο βαρύ βομβαρδισμό» της Γης.

Όμως μέχρι τώρα όλοι οι κομήτες που είχαν αναλυθεί (μεταξύ αυτών οι γνωστοί «Χάλεϊ» και «Χέιλ-Μποπ»), προέρχονταν από το μακρινό «Νέφος του Όορτ»στις παγωμένες εσχατιές του ηλιακού μας συστήματος, ενώ ο κομήτης «Χάρτλεϊ 2», που πέρασε κοντά από τη ΓΗ πέρυσι το Νοέμβριο, προέρχεται από την πιο κοντινή «Ζώνη του Κούιπερ», που βρίσκεται μετά την τροχιά του Ποσειδώνα.

Για πρώτη φορά, η ανάλυση του Χάρτλεϊ 2 αποκάλυψε ότι ένας κομήτης έχει αναλογία δευτέριου-υδρογόνου όμοια με αυτή των γήινων ωκεανών. Αυτό δημιουργεί νέα δεδομένα και δείχνει ότι οι κομήτες μπορεί να συνέβαλαν σημαντικά στη «μεταφορά» νερού στην αρχέγονη Γη.

Τετάρτη, 5 Οκτωβρίου 2011

Τα βραβεία Nobel δείχνουν το δρόμο για την προσέγγιση της Φυσικής και της Χημείας στο ελληνικό σχολείο

Του Κωνσταντίνου Α. Ζώκου [1]


Είναι σίγουρο ότι οι περισσότεροι, αν όχι όλοι, όσοι παρακολουθούν αυτά που διαδραματίζονται στη παγκόσμια σκηνή, θα έχουν διαβάσει είτε σε έντυπα μέσα ενημέρωσης, είτε (μάλλον το πιθανότερο) σε διαδικτυακά μέσα ενημέρωσης την πληροφορία ότι 4 Οκτωβρίου το βραβείο Nobel Φυσικής για το 2011 απονεμήθηκε σε τρεις επιστήμονες: Το μισό στον Αμερικανό Saul Perlmutter, ενώ το άλλο μισό το μοιράστηκαν ο επίσης Αμερικανός Adam G. Riess και ο γεννημένος στις ΗΠΑ και εργαζόμενος στην Αυστραλία Brian P. Schmidt . Όλοι αυτοί βραβεύθηκαν για την ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος μέσω των παρατηρήσεων σε μακρινούς supernovae. Οι εργασίες τους άνοιξαν το δρόμο να εμφανιστεί στο επιστημονικό (και όχι μόνο) προσκήνιο η έννοια «σκοτεινή ενέργεια», για την οποία έγινε πολύς λόγος τα προηγούμενα χρόνια. Θυμίζω πως είχαμε οργανώσει και στη Βέροια ομιλίες, στο Δημαρχείο, σχετικές με το θέμα αυτό.

Την επόμενη ημέρα, Τετάρτη 5 Οκτωβρίου απονεμήθηκε και το βραβείο Nobel Χημείας για το 2011 στον Ισραηλινό Χημικό  Daniel Shechtman για την ανακάλυψη των οιονεί κρυστάλλων [2] (Quasicrystals), δομών που παρουσιάζουν συμμετρία αλλά όχι περιοδική, ενώ, αντίθετα, οι πραγματικοί κρύσταλλοι παρουσιάζουν συμμετρικές δομές που έχουν περιοδικότητα. Ο Shechtman έπρεπε να δώσει σκληρή μάχη με την κυρίαρχη επιστημονική άποψη για την ανακάλυψή του, καθώς τα ευρήματά του θεωρήθηκαν αδύνατα. Η ανακάλυψή του όμως (για αυτό και κέρδισε το Nobel Χημείας 2011) άλλαξε ουσιωδώς τον τρόπο που οι Χημικοί αντιλαμβάνονται τη στερεά ύλη.

Λίγες ημέρες πριν ένα άλλο γεγονός συγκλόνισε με τα ευρήματά του την επιστημονική κοινότητα και φυσικά όχι μόνο αυτή, αφού έκανε το γύρο του κόσμου. Σε καλά οργανωμένο πείραμα στην Ευρώπη (CERN και LNGS-Gran Sasso National Laboratory) μετρήθηκε ταχύτητα σε νετρίνα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός, που αποτελεί όριο των ταχυτήτων στη φύση, σύμφωνα με τη θεωρία της Σχετικότητας. Είναι ακόμη νωρίς για να πούμε ότι πράγματι έτσι συμβαίνει και ήδη άρχισαν να οργανώνονται πειράματα ελέγχου, όπως πρέπει να γίνεται κάθε φορά που κάτι νέο εμφανίζεται στο επιστημονικό προσκήνιο.

Αν προσέξουμε θα δούμε και στις τρεις παραπάνω περιπτώσεις που ανέφερα, οι ερευνητές πριν από όλα προσπάθησαν να απαντήσουν σε Επιστημονικά Ερωτήματα και για να το κάνουν αυτό οργάνωσαν παρατηρήσεις και πειράματα. Σε όλες τις περιπτώσεις δεν περίμεναν να βρουν αυτό που ανακάλυψαν και έτσι χρειάστηκε να εργαστούν επαναλαμβάνοντας ξανά και ξανά τις μετρήσεις τους. Και στις τρεις περιπτώσεις ήρθαν σε αντιπαράθεση με τις καταστημένες απόψεις και χρειάστηκε να πολεμήσουν σκληρά για να προωθήσουν τις νέες απόψεις.

Η ιστορία επαναλαμβάνεται κάθε φορά όταν το καινούριο, προϊόν της Επιστημονικής Μεθόδου, αντιπαρατίθεται με το ισχύον, το παλιό. Μπορούμε να θυμηθούμε την περίπτωση του Γαλιλαίου που άνοιξε την εποχή της σύγχρονης Επιστήμης.
Αυτό όμως που πρέπει να σημειώσουμε με έμφαση είναι ότι υπάρχει μια σταθερά, που αποτελεί το σημαντικότερο εργαλείο που επινόησε μέχρι τώρα η Ανθρωπότητα για να προσεγγίσει την αντικειμενική Πραγματικότητα: Η Επιστημονική Μέθοδος!

Για αυτό καλό θα είναι να μιλήσουμε μια άλλη φορά. Αυτό, όμως, που θα πρέπει τώρα να υπογραμμίσουμε είναι πως έχουμε μια σταθερά αξία που πρέπει να αποτελεί οδηγό μας στην προσέγγιση των γνωστικών αντικειμένων Φυσικής και Χημείας στο ελληνικό σχολείο. Η προσέγγισή τους θα πρέπει να γίνεται με τη χρήση της Επιστημονικής Μεθόδου, βασικό συστατικό της οποίας είναι το Πείραμα. Επομένως οι Σπουδαστές σε όλες τις βαθμίδες της Εκπαίδευσης θα πρέπει να εργάζονται στο πλαίσιο Ομάδων Εργασίας σε Πειράματα, με τα οποία θα προσεγγίζουν ότι έχει τεθεί ως στόχος της εργασίας τους.

Συμβαίνει σήμερα αυτό; Η απάντηση είναι ΟΧΙ, το κυρίαρχο στοιχείο του ελληνικού σχολείου σήμερα, όπως και χθες και προχθές, είναι ακριβώς το αντίθετο. Η πυραμίδα είναι με την κορυφή στο έδαφος, για αυτό και δεν μπορεί να διατηρηθεί σε σταθερή θέση.  Με την ανατροπή της, διαμορφώνονται οι συνθήκες να ανατραπεί και ολόκληρη η κοινωνία ή η όποια κοινωνική δομή έχει διαμορφωθεί. Στην Ελλάδα οι περισσότεροι στο ελληνικό σχολείο εργάζονται για να ολοκληρώσουν την «ύλη» χρησιμοποιώντας τον Μαθητή, αντί να εργάζονται για να ολοκληρώσουν το Μαθητή χρησιμοποιώντας την «ύλη».

Έγραψα τις παραπάνω σκέψεις έχοντας στο μυαλό μου τόσο τους μαθητές και τους γονείς τους, όσο και τους καθηγητές και δασκάλους που βοηθάνε το Μαθητή να προσεγγίσει τη γνώση που η Φυσική και η Χημεία, αλλά και οι άλλες Φυσικές Επιστήμες παρέχουν. Πόσοι θα το διαβάσουν δεν γνωρίζω, όμως αν εργαστούμε ώστε να οδηγήσουμε τα πράγματα προς την κατεύθυνση που προανέφερα θα έχουμε κερδίσει ένα κομμάτι από το δρόμο που οδηγεί σε ένα καλύτερο Αύριο.

[1] Ο Κ. Α. Ζώκος είναι Δάσκαλος Φυσικής, Υπεύθυνος του ΕΚΦΕ Ημαθίας.
[2] Αναφέρονται και ως ημικρύσταλλοι, όμως προτιμώ την έκφραση οιονεί κρύσταλλοι.