Poznati američki znanstveno-tehnološki časopis Wired u novom je broju objavio cover story "Što ne znamo?", koja razmatra 42 najveća pitanja u današnjoj znanosti. Uz pomoć poznatih znanstvenika i znanstvenih publicista poput Briana Greenea, Jamesa Gleicka, Richarda Prestona, Johna Hodgmana i drugih, Wired je na zanimljiv i zabavan način predstavio 42 znanstvene enigme koje podjednako zaokupljaju vodeće svjetske znanstvenike, baš kao i obične smrtnike. U Nedjeljnom Jutarnjem predstavljamo 10 od 42 Wiredova najveća pitanja u znanosti.
Od čega se sastoji svemir?
1 Zahvaljujući moćnim teleskopima znanstvenici danas stječu informacije o zvijezdama, galaksijama i planetima koji su
od Zemlje udaljeni milijardama svjetlosnih godina. Unatoč tomu, moderna znanost još nema odgovor na pitanje od čega se sastoji svemir. Znanstvenici su, međutim, izračunali da zvijezde, planeti i galaksije, dakle vidljiva materija, čine svega pet posto mase svemira i postavili hipotezu o tamnoj tvari, egzotičnom obliku materije, koja čini preostalih 95 posto. Nazvana je tamnom tvari jer ne emitira elektromagnetsko zračenje pa je ne možemo vidjeti. Posljednjih godina znanstvenici su otišli i korak dalje pa su uveli i pojam tamne energije. Današnje spoznaje govore da tamna tvar čini 23 posto, a tamna energija oko 72 posto mase svemira. O tome što zapravo čini tamnu tvar postoji nekoliko pretpostavki, a u tijeku je nekoliko eksperimenata čiji je cilj identificirati to egzotično stanje materije. Problem tamne energije čini se još kompleksnijim, a znanstvenici su trenutačno zaokupljeni pitanjima o njezinu porijeklu i pitanjem je li njezina količina stalna ili varira.
Odakle potječe život?
2 Prirodna selekcija objašnjava kako organizmi koji već postoje evoluiraju odgovarajući na promjene u okolišu. Ipak, Darwinova teorija ne govori o tome kako je nastao život na Zemlji. Neki istraživači podržavaju teoriju prema kojoj su život na naš planet iz svemira donijeli asteroidi i kometi na kojima su bili primitivni oblici života, bakterije i mikrobi. Ipak, veći dio znanstvenika podržava teoriju da su oceani bili primordijalna juha u kojoj je rođen život. Ta je teorija dobila eksperimentalno uporište još 1953. godine kada su američki znanstvenici Stanley Miller i Harold Urey u laboratoriju pokazali da su osnovni kemijski elementi života, poput aminokiselina, mogli nastati u uvjetima koji su na Zemlji vladali prije tri, četiri milijuna godina.
Što se dogodilo neandertalcima?
3 Bili su niži od nas (u prosjeku visoki oko 158 centimetara), ali mnogo snažnije tjelesne građe. Imali su deblju lubanju, ali im se obujam mozga poklapa s veličinom mozga u današnjih ljudi. Neandertalci su živjeli na ograničenom području od Atlantika do Uzbekistana i od sjeverne Europe do Bliskog istoka. Od 1856. godine, kada su u njemačkom rudniku Neanderthal prvi put nađeni njihovi ostaci, znanstvenici pokušavaju otkriti zašto su
neandertalci zapravo izumrli.
Neki njihov nestanak pripisuju kroničnim bolestima naglašavajući kako neandertalske kosti, uključujući i one nađene u okolici Krapine, nose znakove artritisa i niza drugih oboljenja. Ima i znanstvenika koji smatraju da su neandertalci bili žrtve "genocida", tj. da su ih moderni ljudi sistematski uništavali jer su u njima vidjeli svoje protivnike.
Kao što je poznato, moderni su ljudi iz Afrike doselili prije 36.000 godina, a neandertalci su izumrli prije 30.000 godina, što znači da su te dvije vrste ljudi dijelile zajednički teritorij nekoliko tisuća godina. Nedavno objavljena analiza neandertalskog DNK, pak, ukazuje na to da se neandertalac i homo sapiens nisu miješali, barem ne na značajnijoj razini.
U radu koji je nedavno objavljen u Current Antropologyju Steven Kuhn i Mary Stiner iznose hipotezu da su moderni ljudi istisnuli neandertalce jer su imali efikasniji ekonomski sustav u kojem je postojala podjela rada, odnosno muškarci su bili lovci, a žene i djeca su skupljali plodove. Za razliku od njih, svi su neandertalci, i muškarci i žene i djeca, bili lovci.
Hoće li šume usporiti ili ubrzati globalno zagrijavanje?
4 U prvi mah pitanje se čini besmislenim jer i pučkoškolci znaju da biljke apsobiraju ugljični dioksid koji je glavni uzrok globalnog zagrijavanja. Pošumljavanje se stoga čini odličnom akcijom u ublažavanju klimatskih promjena.
Ipak, nije sve tako jednostavno. Znanstvenici procjenjuju da oko 50 posto svih vrsta na Zemlji živi u šumskom pokrovu, ali im je golema većina tih vrsta nepoznata. Koliko je ljudsko neznanje o biološkoj raznolikosti, najbolje pokazuje podatak da ne znamo ni koje su najčešće vrste stabala u amazonskoj prašumi. Ipak, znanstvenici mogu predvidjeti put koji će velika stabla iz gutača ugljičnog dioksida pretvoriti u njegova raspršivača. Naime, uslijed globalnog zagrijavanja u mnogim će šumama postati sušnije, zbog čega će stabla biti pod stresom. Takva će situacija pogodovati razmnožavanju insekata koji će, jedući lišće, ogoliti i naposljetku "ubiti" mnoga stabla. Kad je jednom "mrtvo", stablo ispušta ugljični dioksid u atmosferu. Tako se procjenjuje da oko 25 posto ispuštenih stakleničkih plinova u atmosferu dolazi iz šuma koje su posječene ili izgorjele.
Zašto neke bolesti prerastu u pandemijske?
5 Pandemija bubonske kuge, poznate i kao crna smrt, od 1348. do 1361. godine usmrtila je 24 milijuna Europljana, odnosno četvrtinu tadašnjeg stanovništva Starog kontinenta. Još katastrofalnija bila je pandemija španjolske gripe koja je 1918./1919. godine odnijela oko 50 milijuna života diljem svijeta.
Znanstvenici danas znaju da pandemiju, transnacionalno širenje zarazne bolesti,
mogu izazvati samo vrlo efikasni virusi kojim se brzo zarazi velik broj ljudi koji zatim zarazu prenose međuljdskim kontaktom. Efikasnost virusa ovisi o tome na koji način "radi", kako se razmnožava i prenosi. Primjerice, HIV, virus AIDS-a, širi se seksualnim kontaktom i krvlju, što znači da se odgovarajućim mjerama zaštite, poput korištenja kondoma, može spriječiti.
No, HIV je mnogo "inteligentiji" od virusa ebole jer se razmnožava pritajen. Virus ebole, pak, ubija svojeg domaćina u roku od 24 sata pa se tako zadržava samo na ograničenom području. Znanstvenici, pak, posljednjih godina upozoravaju da bi najveći pandemijski "talent" mogao iskazati virus ptičje gripe, H5N1, koji je od 2003. godine usmrtio gotovo 200 ljudi. Virus se dosad širio sa zaraženih životinja na ljude, a ako dođe do njegove mutacije pa se počne širiti međuljudskim kontaktom, buknut će pandemija koja bi mogla odnijeti i do 100 milijuna života. No, kad će doći do pandemije (i hoće li uopće doći), nitko ne zna.
Kako se razvio ljudski jezik?
6 Mnoge životinje stvaraju zvukove od kojih neki služe za razmjenu informacija. No, po svojoj kompleksnosti, jezik je jedinstvena sposobnost koju imaju samo ljudi. Slavni Noam Chomsky, lingvist s Massachusetts Institute of Technology (MIT), i gotovo jednako poznati Steven Pinker, eksperimentalni psiholog sa Sveučilišta Harvard, tvrde da je jezična sposobnost genetski uvjetovana.
Pinker smatra da se jezik pojavio prije 200.000 godina kao neposredan proizvod prirodne selekcije i da se razvio zato što ljudima daje prednost na tržištu reprodukcije. Ljudi koji su bili vještiji komunikatori lakše su bježali od predatora, što im je povećavalo šanse za opstanak dovoljno dugo dok ne dobiju potomstvo i tako svoje gene prenesu na drugi naraštaj. Drugi znanstvenici smatraju da je naš govor posljedica drugih ljudskih sposobnosti poput planiranja, pamćenja i logike. - Nema "gena za jezik" - kaže Luc Steels sa Slobodnog sveučilišta u Bruxellesu koji tvrdi da je jezična sposobnost, poput pisanja, rezultat kulturnog napretka.
Zašto se zaljubljujemo?
7Glavni krivci za zaljubljivanje su neurokemikalije u našem mozgu. Dovoljno je da ugledamo ili omirišemo neku za nas "posebnu osobu" i naš mozak oslobađa dopamin koji pojačava želju za seksom. Razina serotonina pada i rađa se poznati osjećaj "ne mogu živjeti bez tebe". Zatim u igru ulaze i "hormoni ljubavi" oksitocin i vazopresin kojima se nemoguće oduprijeti.
Koja je svrha 'DNK smeća'?
8Čudesna molekula života DNK (dezoksiribonukleinska kiselina) nalazi se u svakoj stanici u obliku 46 odvojenih niti uvrnutih u kromosome. Kad bi se razmrsila, bila bi duga 180 centimetara, od čega svega 2,5 centimetara sadrži genetske upute za stvaranje proteina. No, čemu služi preostalih 177,5 centimetara, gotovo 99 posto DNK?
- To je smeće (junk) DNK - ustvrdio je sedamdesetih godina nobelovac Sidney Brenner. Znanstvenici, međutim, danas smatraju da većina "junk DNK" nije otpad nego zapravo riznica s mnoštvom korisnih informacija o genomu koje se svakodnevno otkrivaju.
Zašto spavamo?
9Poznato je da na spavanje odlazi trećina čovjekova života. No, spavanje je biološka potreba ne samo ljudi nego i životinja. Eksperimenti na laboratorijskim životinjama
pokazuju da lišene sna umiru prije nego kada ih se izgladnjuje. Nikome, međutim, nije u potpunosti jasno zašto spavamo. Izvjesno je da san odmara tijelo. Ipak, odmoriti se možemo i gledajući televiziju.
Većina znanstvenika danas smatra da spavamo jer se naš mozak mora odmoriti, a jedan od dokaza jest i to da biljke, koje nemaju mozak, ne spavaju. No, problem s ovom teorijom jest spoznaja da četvrtina vremena tijekom spavanja odlazi na REM fazu, praćenu brzim, kružnim pokretima očiju. Tijekom te faze mozak je vrlo aktivan i čovjek najčešće sanja, pa neki znanstvenici smatraju da REM faza igra važnu ulogu u konoslidaciji memorije.
Zašto ne možemo predvidjeti kakvo će biti vrijeme?
10Ne tako davno vremenske su prognoze bile vrlo nepozudane. Danas je poudanost
prognoze za drugi dan oko 95 posto, a dobri kompjutorski modeli mogu dati vrlo pouzdane prognoze i tjedan dana unaprijed. Ipak, kako vrijeme odmiče, pouzdanost prognoza pada i predvidjeti meteorološke prilike u duljem vremenskom razdoblju i dalje je "nemoguća misija".
Problem s kompjutorskim modelima koji trebaju predvidjeti meteorološke prilike u duljem vremenskom razdoblju nastaje zbog toga što je riječ o tipičnom kaotičnom sustavu, što znači da i najmanja razlika u početnim uvjetima dovodi do različitih konačnih rezultata. To je 1961. godine pokazao meteorolog Edward Lorenz, koji je pokušavajući napraviti dugoročnu vremensku prognozu, otkrio tzv. Butterfly Effect (učinak leptirovih krila).
Ukratko, mašući krilima u Brazilu, leptir time može prouzročiti tornado u Teksasu. Danas klimatolozi i meteorolozi pokušavaju raditi sezonske prognoze: riječ je o eksperimentalnim prognozama koje pokazuju hoće li nailazeće razdoblje biti toplije ili hladnije od prosjeka.
Tanja Rudež
Od čega se sastoji svemir?
1 Zahvaljujući moćnim teleskopima znanstvenici danas stječu informacije o zvijezdama, galaksijama i planetima koji su
od Zemlje udaljeni milijardama svjetlosnih godina. Unatoč tomu, moderna znanost još nema odgovor na pitanje od čega se sastoji svemir. Znanstvenici su, međutim, izračunali da zvijezde, planeti i galaksije, dakle vidljiva materija, čine svega pet posto mase svemira i postavili hipotezu o tamnoj tvari, egzotičnom obliku materije, koja čini preostalih 95 posto. Nazvana je tamnom tvari jer ne emitira elektromagnetsko zračenje pa je ne možemo vidjeti. Posljednjih godina znanstvenici su otišli i korak dalje pa su uveli i pojam tamne energije. Današnje spoznaje govore da tamna tvar čini 23 posto, a tamna energija oko 72 posto mase svemira. O tome što zapravo čini tamnu tvar postoji nekoliko pretpostavki, a u tijeku je nekoliko eksperimenata čiji je cilj identificirati to egzotično stanje materije. Problem tamne energije čini se još kompleksnijim, a znanstvenici su trenutačno zaokupljeni pitanjima o njezinu porijeklu i pitanjem je li njezina količina stalna ili varira.
Odakle potječe život?
2 Prirodna selekcija objašnjava kako organizmi koji već postoje evoluiraju odgovarajući na promjene u okolišu. Ipak, Darwinova teorija ne govori o tome kako je nastao život na Zemlji. Neki istraživači podržavaju teoriju prema kojoj su život na naš planet iz svemira donijeli asteroidi i kometi na kojima su bili primitivni oblici života, bakterije i mikrobi. Ipak, veći dio znanstvenika podržava teoriju da su oceani bili primordijalna juha u kojoj je rođen život. Ta je teorija dobila eksperimentalno uporište još 1953. godine kada su američki znanstvenici Stanley Miller i Harold Urey u laboratoriju pokazali da su osnovni kemijski elementi života, poput aminokiselina, mogli nastati u uvjetima koji su na Zemlji vladali prije tri, četiri milijuna godina.
Što se dogodilo neandertalcima?
3 Bili su niži od nas (u prosjeku visoki oko 158 centimetara), ali mnogo snažnije tjelesne građe. Imali su deblju lubanju, ali im se obujam mozga poklapa s veličinom mozga u današnjih ljudi. Neandertalci su živjeli na ograničenom području od Atlantika do Uzbekistana i od sjeverne Europe do Bliskog istoka. Od 1856. godine, kada su u njemačkom rudniku Neanderthal prvi put nađeni njihovi ostaci, znanstvenici pokušavaju otkriti zašto su
neandertalci zapravo izumrli.
Neki njihov nestanak pripisuju kroničnim bolestima naglašavajući kako neandertalske kosti, uključujući i one nađene u okolici Krapine, nose znakove artritisa i niza drugih oboljenja. Ima i znanstvenika koji smatraju da su neandertalci bili žrtve "genocida", tj. da su ih moderni ljudi sistematski uništavali jer su u njima vidjeli svoje protivnike.
Kao što je poznato, moderni su ljudi iz Afrike doselili prije 36.000 godina, a neandertalci su izumrli prije 30.000 godina, što znači da su te dvije vrste ljudi dijelile zajednički teritorij nekoliko tisuća godina. Nedavno objavljena analiza neandertalskog DNK, pak, ukazuje na to da se neandertalac i homo sapiens nisu miješali, barem ne na značajnijoj razini.
U radu koji je nedavno objavljen u Current Antropologyju Steven Kuhn i Mary Stiner iznose hipotezu da su moderni ljudi istisnuli neandertalce jer su imali efikasniji ekonomski sustav u kojem je postojala podjela rada, odnosno muškarci su bili lovci, a žene i djeca su skupljali plodove. Za razliku od njih, svi su neandertalci, i muškarci i žene i djeca, bili lovci.
Hoće li šume usporiti ili ubrzati globalno zagrijavanje?
4 U prvi mah pitanje se čini besmislenim jer i pučkoškolci znaju da biljke apsobiraju ugljični dioksid koji je glavni uzrok globalnog zagrijavanja. Pošumljavanje se stoga čini odličnom akcijom u ublažavanju klimatskih promjena.
Ipak, nije sve tako jednostavno. Znanstvenici procjenjuju da oko 50 posto svih vrsta na Zemlji živi u šumskom pokrovu, ali im je golema većina tih vrsta nepoznata. Koliko je ljudsko neznanje o biološkoj raznolikosti, najbolje pokazuje podatak da ne znamo ni koje su najčešće vrste stabala u amazonskoj prašumi. Ipak, znanstvenici mogu predvidjeti put koji će velika stabla iz gutača ugljičnog dioksida pretvoriti u njegova raspršivača. Naime, uslijed globalnog zagrijavanja u mnogim će šumama postati sušnije, zbog čega će stabla biti pod stresom. Takva će situacija pogodovati razmnožavanju insekata koji će, jedući lišće, ogoliti i naposljetku "ubiti" mnoga stabla. Kad je jednom "mrtvo", stablo ispušta ugljični dioksid u atmosferu. Tako se procjenjuje da oko 25 posto ispuštenih stakleničkih plinova u atmosferu dolazi iz šuma koje su posječene ili izgorjele.
Zašto neke bolesti prerastu u pandemijske?
5 Pandemija bubonske kuge, poznate i kao crna smrt, od 1348. do 1361. godine usmrtila je 24 milijuna Europljana, odnosno četvrtinu tadašnjeg stanovništva Starog kontinenta. Još katastrofalnija bila je pandemija španjolske gripe koja je 1918./1919. godine odnijela oko 50 milijuna života diljem svijeta.
Znanstvenici danas znaju da pandemiju, transnacionalno širenje zarazne bolesti,
mogu izazvati samo vrlo efikasni virusi kojim se brzo zarazi velik broj ljudi koji zatim zarazu prenose međuljdskim kontaktom. Efikasnost virusa ovisi o tome na koji način "radi", kako se razmnožava i prenosi. Primjerice, HIV, virus AIDS-a, širi se seksualnim kontaktom i krvlju, što znači da se odgovarajućim mjerama zaštite, poput korištenja kondoma, može spriječiti.
No, HIV je mnogo "inteligentiji" od virusa ebole jer se razmnožava pritajen. Virus ebole, pak, ubija svojeg domaćina u roku od 24 sata pa se tako zadržava samo na ograničenom području. Znanstvenici, pak, posljednjih godina upozoravaju da bi najveći pandemijski "talent" mogao iskazati virus ptičje gripe, H5N1, koji je od 2003. godine usmrtio gotovo 200 ljudi. Virus se dosad širio sa zaraženih životinja na ljude, a ako dođe do njegove mutacije pa se počne širiti međuljudskim kontaktom, buknut će pandemija koja bi mogla odnijeti i do 100 milijuna života. No, kad će doći do pandemije (i hoće li uopće doći), nitko ne zna.
Kako se razvio ljudski jezik?
| Mnoge životinje stvaraju zvukove od kojih neki služe za razmjenu informacija. No, po svojoj kompleksnosti, jezik je jedinstvena sposobnost koju imaju samo ljudi. |
Pinker smatra da se jezik pojavio prije 200.000 godina kao neposredan proizvod prirodne selekcije i da se razvio zato što ljudima daje prednost na tržištu reprodukcije. Ljudi koji su bili vještiji komunikatori lakše su bježali od predatora, što im je povećavalo šanse za opstanak dovoljno dugo dok ne dobiju potomstvo i tako svoje gene prenesu na drugi naraštaj. Drugi znanstvenici smatraju da je naš govor posljedica drugih ljudskih sposobnosti poput planiranja, pamćenja i logike. - Nema "gena za jezik" - kaže Luc Steels sa Slobodnog sveučilišta u Bruxellesu koji tvrdi da je jezična sposobnost, poput pisanja, rezultat kulturnog napretka.
Zašto se zaljubljujemo?
7Glavni krivci za zaljubljivanje su neurokemikalije u našem mozgu. Dovoljno je da ugledamo ili omirišemo neku za nas "posebnu osobu" i naš mozak oslobađa dopamin koji pojačava želju za seksom. Razina serotonina pada i rađa se poznati osjećaj "ne mogu živjeti bez tebe". Zatim u igru ulaze i "hormoni ljubavi" oksitocin i vazopresin kojima se nemoguće oduprijeti.
Koja je svrha 'DNK smeća'?
8Čudesna molekula života DNK (dezoksiribonukleinska kiselina) nalazi se u svakoj stanici u obliku 46 odvojenih niti uvrnutih u kromosome. Kad bi se razmrsila, bila bi duga 180 centimetara, od čega svega 2,5 centimetara sadrži genetske upute za stvaranje proteina. No, čemu služi preostalih 177,5 centimetara, gotovo 99 posto DNK?
- To je smeće (junk) DNK - ustvrdio je sedamdesetih godina nobelovac Sidney Brenner. Znanstvenici, međutim, danas smatraju da većina "junk DNK" nije otpad nego zapravo riznica s mnoštvom korisnih informacija o genomu koje se svakodnevno otkrivaju.
Zašto spavamo?
9Poznato je da na spavanje odlazi trećina čovjekova života. No, spavanje je biološka potreba ne samo ljudi nego i životinja. Eksperimenti na laboratorijskim životinjama
pokazuju da lišene sna umiru prije nego kada ih se izgladnjuje. Nikome, međutim, nije u potpunosti jasno zašto spavamo. Izvjesno je da san odmara tijelo. Ipak, odmoriti se možemo i gledajući televiziju.
Većina znanstvenika danas smatra da spavamo jer se naš mozak mora odmoriti, a jedan od dokaza jest i to da biljke, koje nemaju mozak, ne spavaju. No, problem s ovom teorijom jest spoznaja da četvrtina vremena tijekom spavanja odlazi na REM fazu, praćenu brzim, kružnim pokretima očiju. Tijekom te faze mozak je vrlo aktivan i čovjek najčešće sanja, pa neki znanstvenici smatraju da REM faza igra važnu ulogu u konoslidaciji memorije.
Zašto ne možemo predvidjeti kakvo će biti vrijeme?
10Ne tako davno vremenske su prognoze bile vrlo nepozudane. Danas je poudanost
prognoze za drugi dan oko 95 posto, a dobri kompjutorski modeli mogu dati vrlo pouzdane prognoze i tjedan dana unaprijed. Ipak, kako vrijeme odmiče, pouzdanost prognoza pada i predvidjeti meteorološke prilike u duljem vremenskom razdoblju i dalje je "nemoguća misija".
Problem s kompjutorskim modelima koji trebaju predvidjeti meteorološke prilike u duljem vremenskom razdoblju nastaje zbog toga što je riječ o tipičnom kaotičnom sustavu, što znači da i najmanja razlika u početnim uvjetima dovodi do različitih konačnih rezultata. To je 1961. godine pokazao meteorolog Edward Lorenz, koji je pokušavajući napraviti dugoročnu vremensku prognozu, otkrio tzv. Butterfly Effect (učinak leptirovih krila).
Ukratko, mašući krilima u Brazilu, leptir time može prouzročiti tornado u Teksasu. Danas klimatolozi i meteorolozi pokušavaju raditi sezonske prognoze: riječ je o eksperimentalnim prognozama koje pokazuju hoće li nailazeće razdoblje biti toplije ili hladnije od prosjeka.
Tanja Rudež
Za sudjelovanje u komentarima je potrebna prijava, odnosno registracija ako još nemaš korisnički profil....