Paprasti klausimai, į kuriuos mokslas nesugeba atsakyti
(9)
Paklauskite fiziko apie juodosios skylės, esančios galaktikos centre skersmenį – išgirsite visą paskaitą. Bet jei paklausite kaip važiuoja dviratis, tas pats fizikas galės tik pečiais pagūžčioti. Galbūt Jus nustebins tai, kad mokslininkai negali aiškiai atsakyti į kai kuriuos, atrodytų, visiškai paprastus klausimus, kurie gali kilti žmonėms.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Kodėl katės murkia?
Beveik visi kačių šeimos atstovai – nuo mums puikiai pažįstamų naminių kačių iki gepardų – skleidžia išskirtinį „burzgimo“ arba murkimo garsą, teigia Kalifornijos universiteto Deviso mieste (JAV) veterinaras Leslie Lyonsas. Naminės katės murkia įvairiose situacijose – kai rūpinasi savo kačiukais, kai yra glostomos žmonių ir netgi kai jaučia stresą. Taip supratote teisingai: katės murkia ir tada, kai būna laimingos, ir tada, kai jų savijauta prasta. Dėl to mokslininkams labai sudėtinga išsiaiškinti kokia yra murkimo funkcija.
Viena iš galimybių – kad murkimas skatina kaulų augimą. L. Lyonsas žurnalui „Scientific American“ parašytame straipsnyje aiškino, kad kačių murkimas yra nuo 25 iki 160 Hz dažnio – yra nustatyta, kad tokie garsai gerina kaulų tankį ir skatina žaizdų gijimą. Katės taupo energiją miegodamos didžiąją dienos dalį, taigi, murkimas gali būti mažai energijos sąnaudų reikalaujantis mechanizmas palaikyti gerą kaulų ir raumenų būklę be aktyvaus jų naudojimo. Tačiau tokia įdomi teorija nepaaiškina dėl ko katės murkia būtent tokiose situacijose, kokiose jos murkia.
Kodėl dviračiai negriūna?
Dviračiais važinėjamės jau daugiau nei šimtmetį ir tikriausiai manome, kad dviračio išradėjas suprato kaip tiksliai dviračiai važiuoja ir dėl ko jie negriūna. Ogi, pasirodo, nieko panašaus. To iki šiol niekas nežino.
Dviračiai negriūna ant šono tol, kol juda į priekį; taip yra dėl to, kad kaskart dviračiui pradėjus svirti jo vairo ašis (strypas, pritvirtintas prie rankenų) pasisuka į priešingą pusę ir ištiesina dviratį. Ilgą laiką buvo manyta, kad tokio ištiesinančio efekto pagrindas yra fizikos dėsnis, vadinamas kampinio momento išlaikymas. Kai dviratis susvyruoja, ašis, statmena ratų sukimosi krypčiai, kėsinasi pasikeisti ir dviratis savaime pakoreguoja padėtį siekdamas išlaikyti ašies padėtį. Kitaip tariant, dviratis veikia kaip giroskopas. Be to, buvo manoma, kad dviračiams stabilumą padeda išlaikyti „sekimo efektas“: vairo ašis nukreipta į tokį tašką ant žemės, kuris yra nestipriai išsišovęs į priekį lyginant su tašku, kuriame ratas liečia žemę, todėl ratas yra verčiamas sekti vairo rankenų rodomą kryptį.
Bet visai neseniai Cornell universiteto (JAV) inžinierių grupė, vadovaujama Andy Ruina'os, šią dviračio judėjimo teoriją paneigė. Jų tyrimas, 2011 metais publikuotas žurnale „Science“, parodė, kad nei giroskopo, nei sekimo efektas nėra būtini, kad dviratis važiuodamas nenuvirstų. Kad tai įrodytų, inžinieriai pasigamino specialų dviratį, kuriame nė vienas iš minėtų efektų neturi įtakos važiavimui. Dviratis buvo sukonstruotas taip, kad kiekvienas ratas priešinga kryptimi suktų ir kitą aukščiau įmontuotą ratą. Tokiu būdu priešingų krypčių ratų sukimasis kompensavo pradinės krypties sukimąsi ir kampinis momentas buvo lygus nuliui, todėl giroskopinis efektas nepasireiškė. Be to, eksperimentinio dviračio vairo ašis buvo už priekinio rato kontakto su žeme taško, taip pašalinant sekimo efektą. Ir tokiu dviračiu galima buvo sėkmingai važiuoti.
Inžinieriai žino dėl ko: jie prikabino svarelius tam tikrose dviračio vietose norėdami, kad gravitacija paskatintų savaiminį dviračio išsitiesinimą. Tačiau šiuo darbu parodyta, kad dviračių stabilumą lemia daug labai sudėtingai tarpusavy sąveikaujančių kitokių efektų – ne tik įprastinių transporto priemonių giroskopinis ir sekimo efektas.
„Šios sudėtingos sąveikos nėra išaiškintos. Įtariu, kad niekada jų ir neišsiaiškinsime, nors negaliu nieko garantuoti“, - sakė A. Ruina.
Kodėl žaibuoja?
Žinome dėl ko susidaro žaibo išlydis: taip nutinka dėl to, kad audros debesų viršutinėje dalyje susidaro teigiamo elektrinio krūvio perteklius. Žemiau esančiuose debesyse ir žemės paviršiuje susikaupia neigiamas krūvis. Sąveikaujant vienam ir kitam krūviui elektrinė įtampa pasiekia tokį lygį, kad įveikia oro pasipriešinimą elektros srovei. Elektros išlydžiai staiga šauna vienas link kito ir susijungia, sudarydami elektros grandinę bei sukeldami žaibo žybsnį.
Bet dėl ko skirtingų aukščių debesys kaupiasi priešingi krūviai?
Tai yra daug teorinių debatų skatinantis klausimas. Viena teorija aiškina, kad debesyje susiduriant ledo dalelėms, jos skyla į smulkesnes daleles su teigiamais krūviais ir stambesnes daleles su teigiamais krūviais. Gravitacija stambesnes daleles traukia žemyn, o aukštyn nukreiptos oro srovės pakelia smulkiąsias daleles ir taip susidaro krūvių skirtumai. Bet atlikus mokslinius tyrimus paaiškėjo, kad toks efektas negali paaiškinti milžiniškų elektrinių laukų audros debesyse.
Kita teorija aiškina, kad didelės energijos elektronai, atkeliaujantys iš kosmoso su kosminiais spinduliais, iš viršutinių debesų išplešia dalį neigiamą krūvį turinčių elektronų ir nutempia juos į apatinius debesis ir taip sukuria krūvių skirtumą. O kuris paaiškinimas teisingesnis? Mokslininkai iki šiol nesutaria.
Kodėl šviesa traukia vabzdžius?
„Žiūrėk, tas drugys skrido tiesiai į kaitrinę lemputę ir sudegė“ - kažkas pasakė kažkada, sutemus sėdėdamas apšviestoje verandoje. Ir mums tai tenka matyti taip dažnai, kad reiškinys mums dažniau sukelia žiovulį nei susidomėjimą. Bet keisčiausia tai, kad toks savižudiškas vabzdžių įprotis tiesiu taikymu lėkti į liepsnas ar kaitrines lemputes yra absoliuti paslaptis. Mokslas šiuo atveju gali tik spėlioti – ir tikriausiai ne visai sėkmingai.
Kai kurie entomologai mano, kad vabzdžiai į dirbtinius šviesos šaltinius lekia dėl to, kad šviesa iš vėžių išmuša jų vidinę navigacijos sistemą. Laikantis elgesio, pavadinto skersine orientacija, kai kurie vabzdžiai judėjimo kryptį nusistato skrisdami kampu, kuris yra pastovus tam tikro šviesos šaltinio – pavyzdžiui, Mėnulio – atžvilgiu. Bet kai aplink būna dirbtinių šviesos šaltinių – laužas ar lauko lempa – šalia praskrendant vabzdžiui šviesos kritimo kampas pasikeičia. Kalifornijos universiteto Berkeley mieste (JAV) entomologas Jerry Powellas aiškina, jog įprasta manyti, kad vabzdžiai „būna sutrikdomi šviesos, kuri juos kažkiek traukia“.
Tik kad tokia teorija atsimuša į dvi rimtas kliūtis, sako J. Powellas. Visų pirma, laužo liepsnos egzistuoja bent 400 000 metų. Argi natūrali atranka nebūtų išnaikinusi tų bukų vabzdžių, kuriems instinktas liepia savižudiškai elgtis kiekvieną kartą, kai juos apakina šviesa? Antra, visai gali būti, kad vabzdžiai nesinaudoja skersine orientacija – pusė vabzdžių rūšių apskritai nemigruoja.
Alternatyvios teorijos taip pat nėra idealios. Pavyzdžiui, viena aiškina, kad vabzdžių patinus traukia infraraudonojo spektro šviesa, nes joje yra tokio šviesos dažnio komponentų, kokius skleidžia ir vabzdžių patelių feromonai arba lytiniai hormonai, kurie taip pat labai blyškiai švyti. Trumpai tariant, vabzdžių patinus liepsnos ir šviesa gali traukti dėl to, kad jie lempas gali sumaišyti su norą daugintis demonstruojančiomis patelėmis. Bet J. Powellas nurodo, kad vabzdžius ultravioletinio spektro šviesa traukia labiau nei infraraudonojo, o tokia šviesa nė iš tolo nepanaši į švytinčius feromonus.
Kodėl egzistuoja kairiarankiai (ir dešiniarankiai)?
Dešimtadalis žmonijos geriau kontroliuoja savo kairiųjų, o ne dešiniųjų galūnių motoriką. Niekas nežino dėl ko egzistuoja kairiarankiai. Atitinkamai nežinoma ir dėl ko egzistuoja dešiniarankiai. Dėl ko tik viena žmonių ranka (ir koja) pasižymi geresnėmis motorikos savybėmis? Juk visos tiksliai valdomos galūnės teiktų daugiau pranašumų.
Viena teorija aiškina, kad vienos rankos dominavimas prieš kitą gali būti siejamas su sudėtingesniais neuronų tarpusavio ryšiais toje smegenų pusėje, kuri siejama su kalba (o kalbėjimui reikalinga ir tiksli motorika). Kalbos centras paprastai yra kairiajame smegenų pusrutulyje, kuris valdo dešinąją organizmo pusę, taigi, daugumos žmonių dominuojanti ranka yra dešinioji. O štai dėl ko kalbos centras paprastai (bet ne visuomet) yra kairiajame smegenų pusrutulyje – klausimas, į kurį atsakymo dar niekas nepateikė.
Teorija, aiškinanti, kad rankos dominavimas priklauso nuo kalbos centro vietos, taip pat negali paaiškinti ir fakto, kad ne visų dešiniarankių kalbos centras yra kairiajame pusrutulyje, be to, kairiajame pusrutulyje yra ir pusės kairiarankių kalbos centras. Tai kaip gi paaiškinti kairiarankiškumą, kai ir kalbos centras yra kairėje smegenų pusėje? Labai jau painus klausimas.
Kodėl žiovulys užkrečiamas?
Praėjusiais metais Austrijos mokslininkai buvo apdovanoti Šnobelio prizu už tai, kad išsiaiškino, jog raudonkojų vėžlių žiovulys nėra užkrečiamas.
Taigi, apie vėžlių žiovulį šį tą žinome. O kaip dėl žmonių žiovulio? Tai – vis dar paslaptis. Regint plačiai išžiotą burną, prisimerkusias akis ir gilų įkvėpimą „pagrobiama kūno kontrolė ir paskatinama atkartoti matomą elgesį“, savo knygoje „Curious Behavior“ rašė Merilendo universiteto (JAV) psichologas Robertas Provine'as. Bet kodėl taip yra?
Preliminarūs duomenų vaizdinimo rezultatai rodo, kad tos smegenų sritys, kurios siejamos su proto teorija (angl. mind theory, ji nusako gebėjimą priskirti protines būsenas ir jausmus sau ir kitiems) bei savęs valdymas aktyvuojamas kai žmonės mato kitus žmones žiovaujant. Daugelis autizmu ir šizofrenija sergančių asmenų tokiu smegenų aktyvumu nepasižymi ir yra atsparūs žiovulio užkrečiamumui. Tai verčia manyti, kad užkrečiamas žiovulys yra susijęs su empatija ir normaliais emociniais ryšiais su kitais asmenimis, aiškina R. Provine'as.
Bet kodėl mūsų tarpusavio socialiniai ryšiai turėtų būti susiję su žiovuliu, bet, ne su kitais ne visuomet valingais veiksmais – žagsuliu ar meteorizmu? Normaliai išsivystę žmonės žiovauja kai nuobodžiauja ar nori miegoti. Tik kaip žiovulys mažina mieguistumą ar nuobodulį?
Kodėl susidaro statinis krūvis?
Statinio krūvio smūgiai yra ne tik nemalonūs, bet ir paslaptingi. Žinome tiek: jie vyksta tuomet, kai kūno paviršiuje susikaupia teigiamo arba neigiamo krūvio perteklius, kuris išsikrauna ką nors prilietus, taip krūvį neutralizuojant. Arba statinės elektros smūgį galima gauti kai priliečiamas daiktas, tokį krūvį sukaupęs – pavyzdžiui, durų rankena. Tokiu atveju žmogus tampa krūvio pertekliaus išleidimo keliu.
Bet kodėl krūvis kaupiasi? Nežinia. Tradiciškai aiškinama, kad kai du objektai trinasi tarpusavyje, trintis išmuša elektronus nuo vieno iš objektų atomų ir tie elektronai pereina į antrąjį objektą, todėl pirmajame objekte susidaro teigiamo krūvio perteklius, o antrame – neigiamo. Abu objektai (pavyzdžiui, Jūsų plaukai ir vilna) įgyja statinį krūvį. Bet kodėl elektronai pereina iš vieno objekto į kitą, bet ne laisvai keliauja abiem kryptimis?
Gero šio reiškinio paaiškinimo niekas taip ir nepateikė, o Northwestern universiteto (JAV) mokslininkas Bartoszas Grzybowskis rado priežasčių suabejoti ir tradiciniu aiškinimu. Praėjusiais metais žurnale „Science“ buvo publikuotas mokslininko straipsnis, kuriame teigiama, statinį krūvį turinčių objektų paviršiuje yra ir teigiamo, ir neigiamo krūvio plotelių. Mokslininkas taip pat nustatė, kad objektams tarpusavy trinantis, tarp jų keliauja ne tik elektronai, bet ir visos molekulės. Kol kas nenustatyta kas skatina tokį mozaikinį krūvio susidarymą, tačiau aišku, kad statinio krūvio aiškinimas kinta.