Επιστήμη

«Καραμπόλα» στο απώτατο Σύμπαν!

Συνέβη εννέα δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Μπιγκ Μπανγκ, τη σαρωτική έκρηξη που γέννησε το Σύμπαν. Εμείς όμως, τώρα μόλις είδαμε για πρώτη φορά την τρομακτική σύγκρουση τεσσάρων γιγαντιαίων γαλαξιών που γίνονται ένα. Είναι η μεγαλύτερη σύγκρουση που έχει δει ποτέ ανθρώπινο μάτι.

Μία ομάδα Αμερικανών αστρονόμων πρόσεξε τυχαία το τετραπλό «τρακάρισμα» χρησιμοποιώντας δύο διαστημικά τηλεσκόπια και παρατηρητήρια στο έδαφος. Κάποια στιγμή, στην πορεία της σύγκρουσης, οι τέσσερις γαλαξίες θα ενωθούν σε έναν με μέγεθος δεκαπλάσιο από τον δικό μας.

Συγχωνεύσεις… Όπως σημειώνουν οι επιστήμονες στην αναφορά τους σε αστροφυσική επιθεώρηση, η σπάνια αυτή παρατήρηση μάς δίνει την ευκαιρία να δούμε πώς σχηματίστηκαν οι τεράστιοι γαλαξίες στο Σύμπαν. Οι συγκρούσεις ή συγχωνεύσεις ανάμεσα σε γαλαξίες είναι συχνό φαινόμενο στο Διάστημα. Οι «μίνι συγχωνεύσεις» ενός μεγάλου γαλαξία και αρκετών μικρότερων είναι γνωστές και έχουν παρατηρηθεί πολλές φορές. Οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει και μεγαλύτερες συγχωνεύσεις ανάμεσα σε δύο γαλαξίες που έχουν παρόμοιο μέγεθος. Αλλά ποτέ μέχρι σήμερα δεν είχαν δει τόσο μεγάλες συγκρούσεις ανάμεσα σε πολλούς γαλαξίες μεγάλου μεγέθους. «Είναι η πρώτη φορά που γίνεται. Κανείς μέχρι σήμερα δεν μου έχει πει πως βρήκαν κάτι αντίστοιχο», λέει ο Κένεθ Ράινς, αστροφυσικός στο Χάρβαρντ, ένας από τους ερευνητές. «Φανταστείτε ότι συγκρούονται ταυτόχρονα τέσσερις νταλίκες φορτωμένες με άμμο, η οποία γεμίζει τον τόπο».

Ασυνήθιστο- τυχαίο. Η τετραπλή συγχώνευση ανακαλύφθηκε εντελώς τυχαία καθώς οι επιστήμονες ερευνούσαν τεράστιες δέσμες γαλαξιών με δεκάδες ή εκατοντάδες γαλαξίες. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Σπίτζερ είδε ένα ασυνήθιστα μεγάλο σύννεφο φωτός να βγαίνει από τη συνάντηση τεσσάρων ελλειπτικών γαλαξιών στη δέσμη CLΟ958+4702, που βρίσκεται σε απόσταση πέντε δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.

«Οι γαλαξίες που βρίσκονται στο κέντρο αυτών των ομάδων είναι οι μεγαλύτεροι γαλαξίες στο Σύμπαν», εξηγεί ο Ράινς. «Όταν ολοκληρωθεί η συνένωσή τους, θα μείνει ένας γιγαντιαίος γαλαξίας, από τους μεγαλύτερους στο Διάστημα. Τώρα βλέπουμε πώς δημιουργούνται αυτοί οι τεράστιοι γαλαξίες». Ύλη στο κενό. Και οι τέσσερις γαλαξίες της σύγκρουσης ανήκουν στην κατηγορία των μεγάλων. Οι τρεις είναι στο μέγεθος του δικού μας, ενώ ο τέταρτος είναι τρεις φορές μεγαλύτερος. Η ανάλυση του νέφους που ξεπηδά από τον τόπο της σύγκρουσης έδειξε ότι αποτελείται από δισεκατομμύρια αστέρια, τα οποία εκσφενδονίστηκαν μακριά από τους τέσσερις γαλαξίες και εγκαταλείφθηκαν. Όταν καταλαγιάσει η σκόνη, περίπου τα μισά θα ξαναπέσουν στους γαλαξίες. «Φαίνεται πως τα αστέρια που διασκορπίστηκαν είναι τόσα πολλά που μπορούν να σχηματίσουν έναν γαλαξία από μόνα τους. Υπάρχουν περισσότερα αστέρια σε αυτό το νέφος από ό,τι σε ολόκληρο τον γαλαξία της Γης. Απίστευτη ποσότητα ύλης έχει πεταχθεί στο κενό».

Οι επιστήμονες έχουν ήδη μελετήσει μερικά από τα αστέρια που βρίσκονται στο επίκεντρο της σύγκρουσης. Όλα φαίνεται πως σχηματίστηκαν τρία δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Μπιγκ Μπανγκ. Η ίδια η μεγάλη σύγκρουση συνέβη έξι δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα.


Τηλεσκόπιο που βλέπει στο υπέρυθρο φάσμα φωτός

ΤΟ ΤΗΛΕΣΚΟΠΙΟ Σπίτζερ εκτοξεύθηκε στο Διάστημα τον Αύγουστο του 2003.

Έχει το μοναδικό πλεονέκτημα να βλέπει εκεί που δεν βλέπουν τα οπτικά τηλεσκόπια, δηλαδή στο υπέρυθρο φάσμα φωτός, τη θερμότητα που εκπέμπουν τα ουράνια σώματα. Το μεγαλύτερο μέρος της υπέρυθρης ενέργειας μπλοκάρεται από την ατμόσφαιρα της Γης και δεν μπορεί να παρατηρηθεί από το έδαφος.

Πολλές περιοχές του Διαστήματος είναι γεμάτες με πυκνά νέφη αερίων και σκόνης που εμποδίζουν τη θέα από τη Γη. Το υπέρυθρο φως μπορεί να διεισδύσει σε αυτά τα νέφη αποκαλύπτοντας στους ερευνητές σκηνές από τον σχηματισμό των αστέρων, το κέντρο γαλαξιών και καινούργιων πλανητικών συστημάτων. Βλέπουν επίσης πιο ψυχρά αντικείμενα, όπως μικρότερα αστέρια όχι τόσο λαμπερά για να φαίνονται από μακριά, πλανήτες έξω από το ηλιακό μας σύστημα και γιγαντιαία μοριακά νέφη.


Η σύγκρουση των τεσσάρων γιγάντων

ΙΕΡΑΡΧΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ονομάζεται μία θεωρία που εξηγεί τον σχηματισμό των γαλαξιών, σύμφωνα με την οποία μικροί γαλαξίες πέρασαν από διάφορα στάδια συνένωσης σχηματίζοντας μεγαλύτερα νεφελώματα. Αν αυτό ισχύει, τότε οι μεγαλύτεροι γαλαξίες θα πρέπει να είναι γεμάτοι νέα αστέρια.

Στην περίπτωση όμως της τετραπλής σύγκρουσης, οι επιστήμονες παρατήρησαν πως τα αστέρια είναι όλα προχωρημένης ηλικίας, κάτι που δεν στηρίζει τη θεωρία. Για να λυθεί η «παρεξήγηση», εισέρχεται μία άλλη σκέψη για συγχωνεύσεις που είναι πλούσιες σε αέριο κι άλλες χωρίς αέριο.

● Στην πρώτη περίπτωση, οι γαλαξίες ξεχειλίζουν από αέριο, το οποίο αναφλέγεται για να σχηματίσει αστέρια.

● Στην αντίθετη περίπτωση όμως, οι μεγάλοι γαλαξίες μπορούν να συγκρούονται χωρίς να σχηματίζονται νέα ουράνια σώματα.

● Το ίδιο συμβαίνει και στη σύγκρουση των τεσσάρων γιγάντων. Το τηλεσκόπιο Σπίτζερ δείχνει πως δεν υπάρχει αέριο, εξηγώντας έτσι την απουσία νέων αστέρων. Εκτός από το Σπίτζερ, η ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε επίσης δύο αστεροσκοπεία στην Αριζόνα καθώς και το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Τσάντρα της ΝΑSΑ για να μετρήσει τη μάζα της δέσμης γαλαξιών μέσα στην οποία έγινε η σύγκρουση.


Οι υπεράνθρωποι γεννιούνται

Οι ποδηλάτες του Γύρου της Γαλλίας διανύουν 3.553
χιλιόμετρα σε 23 ημέρες, ανεβαίνουν στα βουνά 2.000 μέτρα ψηλά και τρέχουν με μέση ταχύτητα 40 χλμ. την ώρα. Ωστόσο δεν είναι οι μόνοι αθλητές που κατορθώνουν επιδόσεις υπεράνθρωπες για τους λοιπούς θνητούς.

Πέρυσι, ο 44χρονος Ντιν Καρνάζης από το Σαν Φρανσίσκο έτρεξε 50 μαραθωνίους σε 50 αμερικανικές Πολιτείες σε 50 ημέρες και μετά κάλυψε την απόσταση Νέα Υόρκη- Μισούρι τρέχοντας. Ο Γερμανός πρωταθλητής ελεύθερων καταδύσεων Τομ Σιέτας κατέρριψε το παγκόσμιο ρεκόρ κρατώντας την αναπνοή του κάτω από το νερό για εννέα λεπτά και οκτώ δευτερόλεπτα.

Καρκινοπαθής. Το ερώτημα είναι εύλογο: Πώς τα καταφέρνουν; Σίγουρα, οι κατηγορίες για χρήση αναβολικών είναι πολλές και φέτος στον Γύρο της Γαλλίας αρκετές αποδείχθηκαν αληθινές. Ο Λανς Άρμστρονγκ όμως, ο θρυλικός ποδηλάτης που κέρδισε επτά συνεχείς φορές τον Γύρο, πέρασε όλα τα τεστ «καθαρός». Οι νίκες του μάλιστα ήρθαν όλες μετά τη διάγνωσή του για καρκίνο των όρχεων και την ολοκλήρωση της θεραπείας του. Οι ερευνητές πιστεύουν πως υπάρχει εξήγηση, πιο φυσιολογική από τις ουσίες. Μία πιθανότητα είναι να έχουν γεννηθεί υπεράνθρωποι. Η προπόνηση και η θέληση παίζουν σημαντικό ρόλο, αλλά το κλειδί για τα εντυπωσιακά αθλητικά κατορθώματα πρέπει να κρύβεται στα γονίδια. Δεν φτάνει να έχεις μακριά πόδια και δυνατούς μυς. Φαίνεται πως το κοινό χαρακτηριστικό πολλών εκλεκτών αθλητών αντοχής είναι οι εξαιρετικά αποδοτικοί κυτταρικοί μηχανισμοί για την παραγωγή ενέργειας. Προσοχή όμως, οι επιστήμονες έχουν βρει πως αν κάποιος έχει αυτές τις γονιδιακές ικανότητες και δεν προπονείται, έχει περισσότερες πιθανότητες να αναπτύξει καρκίνο, παχυσαρκία ή διαβήτη.

Ο κορυφαίος. Ο Γύρος της Γαλλίας είναι από τους δυσκολότερους αγώνες στον κόσμο για τον ανθρώπινο οργανισμό. Έτσι, οι ποδηλάτες είναι ιδανικά αντικείμενα βιολογικής μελέτης για τους επιστήμονες. Στην κορυφή βέβαια- ακόμα και μετά την αποχώρησή του από την ενεργό δράση- είναι ο Άρμστρονγκ, ένας από τους πιο επιτυχημένους αθλητές στην ιστορία. Από την αρχή, το σώμα του αποτέλεσε πλεονέκτημα. Ο αθλητής γεννήθηκε με μεγαλύτερη καρδιά και μεγαλύτερους πνεύμονες από τον μέσο όρο, χαρακτηριστικό κοινό ανάμεσα στους τοπ ποδηλάτες, μαραθωνοδρόμους και δύτες. Αυτό σημαίνει πως το οξυγόνο ταξιδεύει στο σώμα με ρυθμό εντονότερο.

Υπεραποδόσεις. Το σώμα ενός αθλητή αντοχής που βρίσκεται στο υψηλότερο επίπεδο, πρέπει να είναι υπεραποδοτικό στην παραγωγή ενέργειας. «Κλειδί» σε αυτό είναι τα επίπεδα του οξυγόνου στο αίμα. Τα κύτταρα δημιουργούν ενέργεια με δύο τρόπους. Καίνε υδατάνθρακες χωρίς οξυγόνο παράγοντας μικρές ποσότητες ενέργειας σε ελάχιστο διάστημα. Αυτή είναι η αναερόβια αναπνοή. Πρόκειται για όχι ιδιαίτερα αποδοτική διαδικασία που παράγει γαλακτικό οξύ, το οποίο συμβάλλει στη μυϊκή κόπωση. Αυτή όμως η αναπνοή είναι σημαντική πηγή ενέργειας για τους σπρίντερ και τους αρσιβαρίστες. Κανονικά τα κύτταρα χρησιμοποιούν την αερόβια αναπνοή, μια πιο αργή διαδικασία με οξυγόνο και γλυκόζη ή λίπος. Οι αθλητές αντοχής παράγουν έτσι την περισσότερη ενέργειά τους.

Εργαστηριακά. Ο ανώτατος ρυθμός με τον οποίο το σώμα μπορεί να μεταφέρει οξυγόνο στους μυς και μετά να το χρησιμοποιήσει για την παραγωγή ενέργειας ονομάζεται VΟ max και είναι μέτρηση του όγκου του οξυγόνου ανά κιλό σώματος ανά λεπτό. Ο μέσος υγιής άνδρας έχει μεταξύ 40 και 50 χιλιοστόλιτρα/κιλό/λεπτό. Ύστερα από πολλή προπόνηση, φτάνει στα 60-65. Ο Άρμστρονγκ, έπειτα από πλήρη προετοιμασία, έφτανε τα 83,8 και άλλοι υπεραθλητές είχαν παρόμοια «σκορ». Ο Μπιόρν Ντίλιε, Νορβηγός σκιέρ αντοχής με το ρεκόρ για τα περισσότερα χρυσά και μετάλλια στους Χειμερινούς Ολυμπιακούς, είχε «σκορ» τα 96 χιλιοστόλιτρα/κιλό/λεπτό, το υψηλότερο που έχει καταγραφεί ποτέ.

Το «κλειδί». Στην περίπτωση του Άρμστρονγκ, κάποιοι επιστήμονες πιστεύουν πως το «κλειδί» της πορείας του ίσως ήταν ο καρκίνος. «Το ενδιαφέρον με τον Άρμστρονγκ είναι ότι μετατράπηκε από τρομερός αθλητής της μίας ημέρας σε πρωταθλητή αντοχής τριών εβδομάδων. Η αφαίρεση του όρχεως ίσως προκάλεσε αλλαγές στο επίπεδο των ορμονών στον οργανισμό, επηρεάζοντας τον μεταβολισμό του», λέει στο περιοδικό «Νew Scientist» ο Κρεγκ Άτγουντ, ενδοκρινολόγος στο Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν.


Γονίδια που αυξάνουν τις επιδόσεις

ΑΝΑΖΗΤΩΝΤΑΣ γονίδια που επηρεάζουν τις αθλητικές επιδόσεις, οι επιστήμονες βρίσκουν αρκετά που είναι πιθανοί υποψήφιοι. Ένα από τα πιο σημαντικά είναι το γονίδιο ΑCΕ, το οποίο κατ΄ αρχάς βοηθά στη ρύθμιση της πίεσης. Οι ειδικοί πιστεύουν πως επηρεάζει τη χρήση του οξυγόνου από τα κύτταρα, αλλά δεν ξέρουν πώς. Μια παραλλαγή του με την ονομασία ΙΙ εμφανίζεται συχνότερα στους αθλητές αντοχής, ενώ μια άλλη με την ονομασία DD συσχετίζεται με την καλή απόδοση στα αθλήματα όπου χρειάζεται έκρηξη ταχύτητας, όπως το ποδόσφαιρο ή τα σπριντ. Η παραλλαγή ΙΙ εμφανίζεται συχνά και στους ορειβάτες και φαίνεται πως βοηθά τον οργανισμό να προσαρμοστεί στην έλλειψη οξυγόνου. Αυτό τον καιρό, μια ομάδα από το University College του Λονδίνου κάνει μετρήσεις με εκατοντάδες εθελοντές στην κατασκήνωση βάσης του Όρους Έβερεστ, για να δοκιμάσει αυτή τη θεωρία και να βρει άλλους παράγοντες που ευνοούν τις επιδόσεις σε υψόμετρο.
Προπόνηση με οδηγό τα γονίδια

ΙΣΩΣ ΜΙΑ ΜΕΡΑ ο γενετικός έλεγχος σε μικρή ηλικία να μπορεί να εντοπίσει τους Ολυμπιονίκες του μέλλοντος. Αυτό εξαρτάται από την επίδραση μεμονωμένων γονιδίων στις αθλητικές επιδόσεις. «Αν υπήρχαν λίγα γονίδια με μεγάλη επίδραση τα τεστ θα ήταν πολύτιμα», λέει ο Κλοντ Μπουσάρντ από το Κέντρο Βιοϊατρικών Ερευνών στη Λουιζιάνα. «Φαίνεται όμως πως έχουμε να κάνουμε με μεγάλο αριθμό γονιδίων, που το καθένα βελτιώνει κατά 3%4% την απόδοση. Μάλλον υπάρχουν τουλάχιστον 50 τέτοια γονίδια». Η Κάθριν Νορθ από το Πανεπιστήμιο Σίδνεϊ πιστεύει πως θα μπορούν οι προπονητές να αλλάζουν την προπόνηση των αθλητών τους βάσει των γονιδίων τους. Και αναφέρει το παράδειγμα της ερυθροποιητίνης (ΕΡΟ), πρωτεΐνης που αυξάνει τον αριθμό των ερυθρών αιμοσφαιρίων και, έτσι, την ποσότητα οξυγόνου που μεταφέρει το αίμα. Η τεχνητή αύξησή της είναι παράνομη, μπορεί όμως να γίνει με φυσικό τρόπο, με προπόνηση σε υψόμετρο. Αν κάποιοι αθλητές είναι γενετικώς προδιατεθειμένοι για την παραγωγή περισσότερης ή λιγότερης ΕΡΟ, μπορούν να προσαρμόσουν ανάλογα την προπόνησή τους.