Wszechnica.org.pl - Nauka

Debata inaugurująca XX Festiwal Nauki w Warszawie [21 września 2016]

We wrześniu i grudniu 2015 roku detektory działające w ramach projektu Ligo zarejestrowały fale grawitacyjne, o których istnieniu przypuszczano na podstawie teoretycznych obliczeń od blisko stu lat. Odkrycie spotkało się z zainteresowaniem mediów na całym świecie. Historia badań nad falami grawitacyjnymi, nowe perspektywy dla nauki po potwierdzeniu ich istnienia oraz technika umożliwiająca ich rejestrację były tematem debaty, która zainaugurowała XX Festiwal Nauki w Warszawie.

W debacie udział wzięli fizyk specjalizujący się w ogólnej teorii względności prof. dr hab. Andrzej Krasiński (Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernik PAN), astrofizyk zajmująca się symulacjami numerycznymi astrofizycznych źródeł fal grawitacyjnych oraz analizą danych z detektorów fal grawitacyjnych Virgo/Ligo prof. dr hab. Dorota Rosińska (Instytut Astronomii im. Janusza Gila UZ) oraz astrofizyk interesujący się m.in. teorią i detekcją fal grawitacyjnych w projekcie Ligo/Virgo prof. dr hab. Michał Bejger (Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernik PAN). Jego wykład zilustrowany został doświadczeniami autorstwa dr. Jana Grabskiego (Zakład Fizyki Jądrowej na Wydziale Fizyki PW)

Prof. Krasiński: Co to są fale grawitacyjne?

Debatę rozpoczęło wystąpienie prof. Krasińskiego, który opowiedział czym są fale grawitacyjne oraz o historii badania tego zjawiska. Jak mówił fizyk, fale grawitacyjne to oderwane od źródła impulsy pola grawitacyjnego. Przechodząc przez dowolny obiekt materialny, wywołują ruchy przyspieszone jednych elementów obiektu względem innych. Są wielokrotnie słabsze niż fale elektromagnetyczne, dlatego o wiele trudniej było je wykryć.

Przypuszczenie dotyczące istnienia fal grawitacyjnych wysunął już w 1916 roku Albert Einstein, który dowiódł, że istnieją uproszczone rozwiązania równań pola grawitacyjnego, które są podobne do rozwiązań równań elektrodynamiki opisujących płaskie fale elektromagnetyczne. W 1937 roku sam uczony zwątpił jednak w ich istnienie (mimo że było to wynikiem przyjęcia błędnego założenia w jego kolejnej pracy przygotowanej na ten temat razem z Nathanem Rosenem – co zauważył i poprawił jej recenzent Howard Robinson). Trzeba było dopiero ustaleń Hermanna Bondiego, Felixa Piraniego i Ivora Robinsona oraz Polaka Andrzeja Trautmana dokonanych na przełomie lat 50. i 60., żeby ostatecznie potwierdzić ich istnienie w teorii. Dały one pewność, że fale grawitacyjne przenoszą energię i mogą je emitować źródła o skończonych rozmiarach – dało to podstawę do rozpoczęcia prób ich zarejestrowania.

Debata z udziałem prof. dr. hab. Marka Demiańskiego, prof. dr. hab. Jean-Pierre’a Lasoty, dr Waldemara Adamowicza oraz dr. Stanisława Bajtlika. XIX Festiwal Nauki w Warszawie [27 września 2015]

Ogólna teoria względności opublikowana przez Alberta Einsteina w 1916 roku wciąż znajduje empiryczne potwierdzenie. Poświęcona była jej debata wieńcząca XIX Festiwal Nauki w Warszawie.

Podczas panelu prof. dr hab. Marek Demiański (Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego) opowiedział, dzięki czyim wcześniejszym odkryciom oraz w jaki sposób niemiecki fizyk opracował słynną teorię. Prof. dr hab. Jean-Pierre Lasota (Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika Polskiej Akademii Nauk w Warszawie) przedstawił zastosowanie ogólnej teorii względności w astrofizyce. Dr Waldemar Adamowicz (Laboratorium Czasu i Częstotliwości Orange Polska) opowiedział, w jaki sposób ogólną teorię względności wykorzystuje się w systemach geolokalizacyjnych oraz pomiarach czasu. Debatę poprowadził dr Stanisław Bajtlik (Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika Polskiej Akademii Nauk w Warszawie).

Wykład prof. Magdaleny Fikus, Kawiarnia Naukowa 1a [12 maja 2016 r.]

Choć genetyka jako nauka ma dość długą tradycję, to strukturę DNA ludzkość poznała dopiero w 1952 r. dzięki badaniom Jamesa Watsona i Francisa Cricka. Obecnie naukowcy potrafią już modyfikować DNA. O najnowszych osiągnięciach w tej dziedzinie i perspektywach otwierających się współcześnie przed genetykami opowiadała w Kawiarni Naukowej 1a prof. Magdalena Fikus, biolog i popularyzatorka nauki.

Rewolucję w genetyce przyniosło odkrycie metody CRISPR. (Clustered Regurarly Interspaced Short Palindromic Repeats). Jak tłumaczyła prof. Fikus, pozwala ona na zastępowanie jednych fragmentów DNA innymi. Zabiegi takie przeprowadzone na pojedynczych komórkach wykonywane są ze skutecznością do 99 proc., także na komórkach ludzkich. Stwarza to m. in. perspektywę walki z chorobotwórczymi mutacjami genetycznymi.

Obecnie przy użyciu metody CRISPR prowadzone są badania na komórkach macierzystych. Zaimplementowanie do organizmu „naprawionych” komórek może stopniowo wyleczyć uszkodzone. Amerykańscy uczeni – jak mówiła prof. Fikus – przewidują, że pierwsze terapie z użyciem komórek macierzystych będą możliwe już za 10 lat.

Bez użycia metody CRISPR współcześnie prowadzone są też badania genetyczne na ludzkich zarodkach. Dopuszczone są one prawem tylko w dwóch krajach: Chinach i Wielkiej Brytanii. Obserwując rozwój zarodków, uczeni próbują m. in. dociec, dlaczego dochodzi do przedwczesnych poronień. Bada się też, które geny są aktywne w początkowej fazie powstawania życia.

Prof. Fikus zaznaczyła, że chociaż modyfikacje genetyczne otwierają perspektywę leczenia wielu chorób, to wymagają też analizy przez filozofów i etyków. Jeśli naukowcom udałoby się wprowadzić trwałe zmiany dziedziczne do ludzkiego genotypu, mogłoby to oznaczać powstanie „nowego gatunku człowieka”.

Wykład prof. dr hab. Ewy Pisuli, Kawiarnia Naukowa 1a [7 maja 2015]

W nauce trwa debata, czy należy myśleć o autyzmie nie jako o chorobie, lecz w kategoriach pewnych cech, które u wielu z nas występują – mówiła podczas wykładu w Kawiarni Naukowej 1a prof. Ewa Pisula, psycholożka, specjalistka od autystycznego spektrum zaburzeń.

Prelegentka zwróciła uwagę, że niektóre cechy autystyczne można zaobserwować u osób, które nigdy nie miały postawionej diagnozy autyzmu. Dopiero ich nagromadzenie powoduje, że można mówić o istniejącym zaburzeniu. – W jakimś momencie przekraczają taki poziom tego nasilenia, że utrudniają człowiekowi przystosowanie, i sprawiają, że potrzebuje on pomocy. I tak bardzo często myślimy dzisiaj o autyzmie – mówiła prof. Pisula.

Psycholożka podczas swojego wykładu opisała historię badań nad autyzmem, począwszy od pierwszego opisania tego zaburzenia przez Leo Kannera w1943 roku, poprzez przełomowe badania Lorny Wing i Judith Gould opublikowane w 1979 roku, aż po czasy współczesne. Mówiła m. in. o problemach związanych z diagnozowaniem autyzmu, zagrożonych nim grupach ryzyka i życiu osób nim dotkniętych.

Czy wszyscy jesteśmy po trosze autystykami? Odpowiedź na to pytanie znajdziecie w wykładzie prof. Ewy Pisuli.

Wykład prof. dr. hab. Pawła Moskalika, Kawiarnia Naukowa 1a [10 marca 2016]

Historia badania ciał Układ Słonecznego z wykorzystaniem próbników międzyplanetarnych ma niezbyt długą, ale ciekawą historię. Przedstawił ją podczas swojego wykładu w Kawiarni Naukowej 1a prof. dr. hab. Paweł Moskalik, astronom, profesor i zastępca dyrektora w Centrum Astronomicznym im. Mikołaja Kopernika PAN, członek projektu „Teleskop globalny”.

Pierwsze misje sond międzyplanetarnych związane były z przygotowaniem pierwszej załogowej misji na Księżyc, do której przeprowadzenia w latach 60. XX w. przygotowywali się Amerykanie i Rosjanie. Sondy międzyplanetarne wysyłane w kierunku Srebrnego Globu wykonywały fotografie, które miały pomóc w znalezieniu najlepszego miejsca do lądowania dla członków ekspedycji.

Ostatecznie wylądować na Księżycu udało się jedynie amerykańskim astronautom, co miało miejsce w 1969 roku. Jednak to Rosjanie skonstruowali i wysłali na satelitę Ziemi pierwszą sondę międzyplanetarną (Łuna 16), która pobrała w 1970 roku z jego powierzchni próbki gruntu, które następnie zostały przekazane na  Ziemię. – Gdyby zrobiła to przed Apollo, to byłby sukces. Rok po Apollo to już nikogo nie interesowało – mówił astronom.

Od czasu eksploracji Księżyca sondy międzyplanetarne wykorzystywane są do badania planet i ciał układu słonecznego nie tylko przez Amerykanów i Rosjan, ale też państwa europejskie i azjatyckie. Wysyłane z Ziemi próbniki dotarły już m.in. na Marsa, Wenus, Saturna i Plutona. Historię tych misji oraz dokonane dzięki nim odkrycia można poznać dzięki wykładowi prof. dr. hab. Moskalika.

Wykład Marcina Popkiewicza, Klub Inteligencji Katolickiej w Warszawie [24 lutego 2016]

Zapotrzebowanie ludzkości na energię w związku z rozwojem cywilizacji będzie coraz większe. Jednocześnie zasoby paliw kopalnych się wyczerpują, a ich spalanie skutkuje ocieplaniem klimatu i zatruciem środowiska naturalnego. Marcin Popkiewicz, popularyzator nauki oraz autor wielu publikacji na temat zmian klimatu oraz dostępności surowców i energii, ostrzega, że ludzkość stoi obecnie przed dramatycznym wyborem. Albo drastycznie ograniczy eksploatację paliw kopalnych, co zaowocuje recesją gospodarczą i konfliktami o zasoby, albo utrzyma ich wydobycie i eksploatację na dotychczasowym poziomie, co doprowadzi do katastrofalnych zmian klimatu i zagłady środowiska naturalnego.

Marcin Popkiewicz podczas wykładu w Klubie Inteligencji Katolickiej w Warszawie przekonywał, że jedyną metodą ograniczenia negatywnych skutków opisanych wyżej zjawisk jest postawienie na zrównoważony rozwój. – Jeżeli chcemy, żeby zostało po staremu, czyli żeby świat działał, żeby gospodarka działała, żebyśmy żyli długo i bezpiecznie, to wielu się będzie musiało zmienić i to szybko – mówił prelegent.

Specjalista od zmiany klimatu i wykorzystania zasobów energetycznych przekonywał, że jeśli ludzie nie chcą doprowadzić do unicestwienia siebie oraz swojej planety, powinni zacząć na masową skalę korzystać z odnawialnych źródeł energii, zmienić efektywność wykorzystania energii oraz jej zasobów oraz przemodelować swoje postawy i cele. – Może mniej konsumpcji, więcej być niż mieć – apelował Marcin Popkiewicz.

Jako panacea na bolączki ludzkości prelegent wskazał m.in. przestawienie się na transport elektryczny, energooszczędne źródła światła oraz sprzęt RTV i AGD, lepsze zarządzanie zużyciem prądu i jego czasowe wyłączenia oraz tworzenie sezonowych magazynów ciepła.

Wykład Marcina Popkiewicza, Klub Inteligencji Katolickiej w Warszawie [17 lutego 2016]

Ocieplanie klimatu będzie mieć katastrofalne skutki dla życia na Ziemi. Będziemy mieć do czynienia z wymieraniem gatunków roślin i zwierząt, katastrofalnymi suszami oraz masową emigracją ludności z terenów szczególnie nimi dotkniętymi. Marcin Popkiewicz, popularyzator nauki i autor wielu artykułów i książek na temat zmian klimatu, podczas swojego wykładu przedstawił liczne dowody na to, że globalne ocieplenie jest faktem i jest powodowane coraz większą emisją dwutlenku węgla do atmosfery na skutek spalania paliw kopalnych przez człowieka.

Prelegent podczas swojego wykładu podkreślał, że wbrew twierdzeniom osób negujących wpływ cywilizacji na ocieplenie klimatu obecna sytuacja nie ma precedensu w historii. – Najszybsze skoki, katastrofalne zmiany klimatu w przeszłości trwały tysiącleciami. To był wzrost temperatury przez tysiące lat, i to były totalne katastrofy. Teraz jesteśmy to w stanie zrobić w ciągu stu, dwustu lat – ostrzegał Marcin Popkiewicz.

Możliwy wpływ rosnącego stężenia C02 w powietrzu na funkcjonowanie organizmu człowieka gość KIK-u porównał do przebywania w źle wentylowanym pomieszczeniu, gdzie ludzie popadają w „zamulenie”. – My wyewoluowaliśmy jako gatunek w ostatnich setkach tysięcy milionów lat, gdy stężenia dwutlenku węgla wahały się na poziomie 200, 300 ppm. I do tego się zaadaptowaliśmy, tak wyewoluowaliśmy. A teraz mówimy: zrobimy 500, 1000, 2000. Proszę państwa, to jest niezdrowe – podkreślił Marcin Popkiewicz.

Prelegent mówił, że ograniczenie emisji CO2 na skutek spalania paliw kopalnych będzie rzeczą niezwykle trudną. Koncerny energetyczne nie chcą się bowiem zrzec dochodu ze sprzedaży paliw kopalnych. Prelegent porównał ich politykę do koncernów tytoniowych, które finansowały niegdyś badania mające dowieść, że nie ma związku między paleniem papierosów a zapadalnością na nowotwory.- To są najbogatsze korporacje w historii ludzkości. One mają miliardy, setki tysięcy miliardów. One mają kupionych polityków, one mają media. Co zrobią? Ograniczą emisję? Spodoba im się ten pomysł? – pytał retorycznie gość KIK-u.

Wykład dr. Stanisława Bajtlika, Kawiarnia Naukowa 1a [10 grudnia 2015]

Wszyscy posługujemy się czasem, ale nikt nie wie, czym jest czas – mówił dr Stanisław Bajtlik podczas wykładu w Kawiarni Naukowej 1a. Astrofizyk podjął się przybliżenia słuchaczom własności czasu oraz wyjaśnienia, w jaki sposób wiedza o tych własnościach przekłada się na praktyczne zastosowanie.

Pojęcie czasu od dawna nurtowało ludzkość. I budziło niepokój  Heraklit z Efezu pisał, że nie można wstąpić dwukrotnie do tej samej rzeki. Sekstus Empiryk stwierdził, że do tej samej rzeki nie tylko nie można wejść dwa razy, lecz w ogóle. Między początkiem a końcem tego procesu rzeka bowiem ulega zmianie. Procesy fizyczne mają swój początek w przeszłości i znajdują finał w przyszłości. Czyli w sferach, które nie istnieją tu i teraz. Skoro procesy fizyczne zachodzą w czymś, czego nie ma, i kończą się w czymś, czego nie ma, to czy w ogóle zachodzą? – wyrażał te obawy Stanisław Bajtlik.

Astrofizyk przypomniał też starożytne paradoksy ruchu. Strzała wypuszczona w łuku w danym momencie swojego ruchu znajduje się w określonym miejscu. Więc pozostaje w spoczynku. Teoretycznie nie może być więc w ruchu, choć obserwator widzi, że leci. Achilles i żółw ścigają się na tym samym odcinku. Achilles, jako biegający szybciej, pozwala się żółwiowi oddalić. Choć Achilles biega szybciej niż żółw, to według autora tego paradoksu powinien przegrać wyścig. Za każdym razem bowiem, gdy będzie dobiegał do miejsca, gdzie był żółw, ten będzie przesuwał się bliżej w stronę mety. Paradoks ten udało się rozwiązać dopiero w XVI w., gdy matematycy odkryli pojęcie szeregów skończonych. Według niego suma nieskończenie wielu elementów może być skończona, więc w tym przypadku dystanse i odstępy czasu stają się coraz krótsze.

O pomiarach czasu

Ludzie mierzyli czas od dawien dawna. Jak mówił Stanisław Bajtlik, do tego celu służyły prawdopodobnie megalityczne konstrukcje i dysk z Nerby sprzed 4,5 tys. lat. Starożytni Egipcjanie wynaleźli zegary słoneczne i klepsydrę. Na przełomie XIII i XIV w. skonstruowano pierwsze zegary mechaniczne, ale wskazówka minutowa to dopiero wynalazek XVI-wieczny. Wtedy też powstały pierwsze zegarki kieszonkowe, ale upowszechniły się dopiero w XIX w. Na przełomie XIX i XX w. pojawiły się pierwsze zegary kwarcowe. Wykorzystują one do pomiaru czasu zjawisko piezoelektryczności. Przyłożone do ścian bocznych kryształu kwarcu napięcie elektryczne wywołuje jego drgania, które są zliczane przez układ zegarka. Pomiar taki jest o wiele dokładniejszy niż w przypadku czasomierzy mechanicznych. Zegary atomowe pojawiły się w drugiej połowie XX w. Mierzą czas, wykorzystując drgania atomu, i osiągają dokładność 10-7 sekundy na rok.

Przez wieki operowano jedynie czasem lokalnym. Południe określano na podstawie obserwacji słońca. Zegary w różnych miejscowościach pokazywały różne godziny. Ujednolicenie czasu poprzez wprowadzenie stref czasowych – jak mówił astrofizyk – wymusiło dopiero pojawienie się kolei żelaznych. Po raz pierwszy dokonano tego w Anglii. Obecnie prawie cała Europa od Bugu do Kraju Basków znajduje się w jednej strefie czasowej, choć faktyczne różnice w czasie wynoszą do 2,5 godziny. Rosję obejmuje 7 stref czasowych, Stany Zjednoczone bez Hawajów i Alaski – 4. Chiny mają tylko jedną strefą czasową, a Indie i Nepal – w celu podkreślenie swojej niezależności – operują czasem lokalnym różniącym się od strefowego odpowiednio o 45 minut i 0,5 godziny.

Rozmowa z prof. Magdaleną Fikus, Fundacja Wspomagania Wsi [2 grudnia 2015 r.]

Czym jest popularyzacja nauki? „Chodzi o to, żeby opowiedzieć lub pokazać ludziom, którzy sami naukowo nie pracują, na czym polega praca naukowca”  – mówiła w rozmowie z Wszechnicą prof. Magdalena Fikus.

Współtwórczyni Festiwalu Nauki w Warszawie oraz założycielka Kawiarni Naukowej Festiwalu Nauki podzieliła się opinią, w jaki sposób naukowcy powinni przekazywać swoją wiedzę w sposób zrozumiały dla szerokiego odbiorcy. Opowiedziała też o organizacji kawiarni naukowych, Festiwalu Nauki, Pikniku Naukowego oraz wielu innych inicjatyw popularyzatorskich – skierowanych zarówno do mieszkańców Warszawy, jak też małych miejscowości.

Wykład dr hab. Anny Kołłajtis-Dołowy, Kawiarnia Naukowa Festiwalu Nauki [21 grudnia 2015]

Diety alternatywne, opierające się na rezygnacji bądź ograniczeniu spożywania niektórych pokarmów, przybierają na popularności. Wykład dr hab. Anny Kołłajtis-Dołowy z Wydziału Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji, który odbył się w Kawiarni Naukowej Festiwalu Nauki, stanowił krytykę stosowania tych obecnie najpowszechniejszych.

Anna Kołłajtis-Dołowy skupiła się przede wszystkich na opisaniu negatywnych skutków stosowania diety wegetariańskiej i wegańskiej. Zdaniem prelegentki diety te zawsze skutkują pozbawieniem organizmu niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania składników odżywczych. Dieta wegańska może – jak stwierdziła – doprowadzić do śmierci osoby ją stosującej (sic!).

Wegetarianie i weganie narażani są na niedobory energetyczne, niedobór białka, witaminy B12 oraz witaminy D. Według Anny Kołłajtis-Dołowy stanowisko Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), uznające dietę wegetariańską za pełnowartościową, nie znajduje odzwierciedlenia w Polsce. Polacy nie mają bowiem możliwości spożywania wystarczającej ilości roślin strączkowych (sic!).

Wśród negatywnych skutków stosowania diety wegetariańskiej i wegańskiej prelegentka wymieniła niedokrwistość (wskutek niedoboru minerałów, zwłaszcza żelaza), zwiększone ryzyko wystąpienia osteomalacji i osteoporozy (ze względu na niedobór witaminy D) oraz możliwość niedorozwoju fizycznego i psychicznego u dzieci.

Anna Kołłajtis-Dołowy stwierdziła jednak, że w każdej diecie – także wegetariańskiej – można dopatrzeć się pozytywów. Prelegentka wskazała tu na dużą ilość zdrowych tłuszczy nienasyconych przy ograniczeniu niezdrowych nasyconych, bogactwo witaminy C i B oraz odpowiedni stosunek jodu do potasu.

Wśród dodatnich dla zdrowia efektów stosowania diety wegetariańskiej Anna Kołłajtis-Dołowy wymieniła również zmniejszenie ryzyka wystąpienia chorób układu krążenia, niedokrwiennej choroby serca, otyłości, nadciśnienia, a także -w niektórych przypadkach – nowotworów.

Dieta Dukana i dieta bezglutenowa

Inną popularną dieta, której stosowanie może mieć – zdaniem prelegentki – zgubny wpływ na zdrowie, jest dieta Dukana. Opiera się ona na spożywaniu produktów wysokobiałkowych i ograniczeniu węglowodanów i tłuszczy. Stoi to w sprzeczności z normami spożycia WHO. Według nich np. energia pochodząca z białka powinna stanowić 10-15 proc., zaś w diecie Dukana stanowi ona 40-50 proc. 70 proc. energii powinno pochodzić z węglowodanów, podczas gdy w omawianej diecie jest to wartość wielokrotnie mniejsza. Kilkakrotnie podwyższone natomiast – w porównaniu z normą WHO – jest spożycie cholesterolu.

Anna Kołłajtis-Dołowy poruszyła także problem diety bezglutenowej, która wymaga wyeliminowania ze spożywanych pokarmów pszenicy, żyta i jęczmienia. Do jej stosowania zmuszone są osoby cierpiące celiakię, glutenozależną chorobę trzewną czy alergicy. Powoduje ona jednak niedobory białka, składników mineralnych (wapnia, żelaza, cynku, selenu) oraz witamin z grupy B. Nie powinna być więc stosowana poza osobami cierpiącymi na wyżej wymienione schorzenia.

Na koniec wykładu prelegentka opisała badania prowadzone wśród młodzieży na temat stosowania diet.