Archive for December 2010

Πόσο παχύ είναι το δέρμα;

Στα περισσότερα σημεία η επιδερμίδα μας έχει πάχος 2-3 χιλιοστά, με αρκετές όμως αποκλίσεις. Το παχύτερο δέρμα το έχουμε στις πατούσες και τις παλάμες και το λεπτότερο στα βλέφαρα. Καθώς γερνάμε, το δέρμα λεπταίνει ακόμη περισσότερο. Το δέρμα είναι το μεγαλύτερο όργανο του σώματος και στους ενήλικες ζυγίζει 10 κιλά.

Τι είναι η φωτιά και οι φλόγες;

Από τι αποτελείται τελικά η φωτιά και γιατί οι φλόγες είναι κόκκινες;

Η φωτιά, με βάση τη θερμότητα που εκπέμπει και την όψη της, θα μπορούσε να εμπίπτει στην κατηγορία «ύλη», και είναι απολύτως κατανοητό γιατί οι αρχαίοι Έλληνες φυσικοί φιλόσοφοι θεωρούσαν τη φωτιά ένα «στοιχείο», ακριβώς όπως τον αέρα, το νερό και τη γη. Επιπλέον, αποδεικνύεται ότι κάτι ήξεραν όταν συμπεριλάμβαναν τη φωτιά στα ελαφριά στοιχεία, καθώς η φωτιά δεν είναι τίποτε περισσότερο από πυρακτωμένα αέρια.

Η φλόγα ενός κεριού από στεαρίνη δεν είναι παρά στεαρίνη που καίγεται και εξατμίζεται, ενώ η φωτιά στην ξυλόσομπα αποτελείται από τα αέρια που απελευθερώνονται από την καύση του ξύλου. Το χρώμα της φωτιάς εξαρτάται από τη θερμοκρασία που αναπτύσσεται κατά την καύση. Όσο πιο υψηλή είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο κοντά στο μπλε ή στο ιώδες είναι οι φλόγες. Οι χαμηλής έντασης φωτιές είναι συνήθως κόκκινες. Παρ’ όλο που η φλόγα ενός κεριού στεαρίνης έχει θερμοκρασία χιλιάδων βαθμών, μπορούμε, όπως είναι γνωστό στους περισσότερους, να περάσουμε γρήγορα το χέρι μας από πάνω της χωρίς να αισθανθούμε πόνο. Αυτό συμβαίνει γιατί η φωτιά αποτελείται από θερμά αέρια, και επομένως πρόκειται για ενέργεια σε αραιωμένη, θα λέγαμε, μορφή.

Γιατί οι γυναίκες κάνουν πιο στρογγυλά γράμματα;

Το αν και κατά πόσον ο γραφικός χαρακτήρας συνδέεται με την προσωπικότητα δεν έχει αποδειχθεί επιστημονικά, αλλά από τότε που συστηματοποιήθηκε η γραφολογία, στα τέλη του 19ου αιώνα, οι γραφολόγοι κάνουν λόγο για μια τυπικά γυναικεία και μια τυπικά αντρική γραφή. Η τυπικά γυναικεία γραφή χαρακτηρίζεται από καμπύλες και μαλακά περάσματα, ενώ η αντρική από ευθείες γραμμές και γωνίες. Ο γραφικός χαρακτήρας έχει να κάνει με κινήσεις μυών, γι’ αυτό και θεωρείται μέρος της γλώσσας του σώματος, που επίσης είναι χαρακτηριστική για κάθε ξεχωριστό άτομο.

Οι γραφολόγοι υποστηρίζουν ότι ο γραφικός χαρακτήρας των γυναικών υποδηλώνει συναισθηματισμό και εσωστρέφεια. Αντιθέτως, η αντρική γραφή παραπέμπει σε εξωστρεφή άτομα, με υψηλό αίσθημα καθήκοντος. Είναι πάντως υπό συζήτηση το κατά πόσον αυτές οι ψυχικές ιδιότητες είναι έμφυτες, ανάλογα με το φύλο, ή είναι επίκτητες.

Γιατί τα ζώα της στεριάς μίκρυναν;

Γιατί πολλά από τα χερσαία ζώα των προϊστορικών χρόνων –και όχι μόνο οι δεινόσαυροι– ήταν τόσο μεγάλα;

Εκτός από τους δεινοσαύρους, που εξαφανίστηκαν πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια περίπου, υπήρχαν στο απώτερο παρελθόν πολλά χερσαία ζώα με γιγαντιαίες διαστάσεις. Πολλές ομάδες ζώων αντιπροσωπεύονταν από γίγαντες, κατά πολύ μεγαλύτερους από τα σημερινά συγγενικά τους είδη. Θα μπορούσαμε, για παράδειγμα, να αναφέρουμε το βραδύποδα Megatherium, που έφτανε και τα 6 μέτρα μήκος και βάδιζε αργά στις καταπράσινες πεδιάδες της Νότιας Αμερικής, μέχρι και πριν από 11.000 χρόνια· ή ακόμη μια τεράστια αρκούδα, την Arctodus simus, που με βάρος περίπου έναν τόνο ήταν το μεγαλύτερο χερσαίο σαρκοβόρο θηλαστικό της ίδιας περιόδου.

Πάντως, το μεγαλύτερο σαρκοφάγο θηλαστικό που υπήρξε ποτέ ήταν ένα ζώο που έμοιαζε με λύκο, το Andrewsarchus mongoliensis, που έζησε πριν από 40 εκατομμύρια χρόνια. Από τους κροκόδειλους, αξίζει να αναφέρουμε τον Deinosuchus, που ήταν τρομακτικός, όπως υποδηλώνει και το πρώτο συνθετικό «δεινός», που μοιράζεται με τους δεινοσαύρους. Έφτανε σε μήκος τα 11 μέτρα, ενώ μόνο το κρανίο του ήταν 2 μέτρα μακρύ.

Οι ζωολόγοι ονομάζουν αυτό το φαινόμενο, δηλαδή το να γίνονται ορισμένα είδη ασυνήθιστα μεγαλόσωμα, γιγαντισμό. Δε γνωρίζουμε ακριβώς για ποιο λόγο και κάτω από ποιες συνθήκες εμφανίζεται το φαινόμενο, αλλά ο γιγαντισμός ενδεχομένως είναι μια τάση ορισμένων ειδών να απαλλαγούν από την απειλή των σαρκοφάγων θηρευτών τους. Οι ελέφαντες, για παράδειγμα, είναι τόσο μεγάλοι, που μόνο τα μικρά και αδύναμα άτομα του είδους κινδυνεύουν από τα σαρκοβόρα, π.χ. από τα λιοντάρια. Τα φυτοφάγα μπορούν να εξελιχθούν σε γίγαντες μόνο αν ζουν σε περιοχές με πλούσια και εύκολα προσβάσιμη χλωρίδα. Όσο πιο μεγάλα γίνονται τα φυτοφάγα τόσο περισσότερο τα ακολουθούν στο γιγαντισμό και τα σαρκοφάγα.

Αν και τα γιγαντιαία ζώα έχουν πολλά πλεονεκτήματα, είναι μάλλον ευάλωτα στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Όταν η βλάστηση λιγοστεύει, τα μεγαλόσωμα φυτοφάγα δυσκολεύονται να επιβιώσουν. Και αν αφανίζονται αυτά, τότε αφανίζονται και τα μεγαλόσωμα σαρκοφάγα, αφού θα πρέπει να ξοδεύουν πολλή ενέργεια για να αιχμαλωτίζουν πολλά μικρά ζώα. Προς το τέλος της τελευταίας εποχής των παγετώνων, πριν από 10.000 με 12.000 χρόνια, πολλά μεγάλα ζώα εξαφανίστηκαν, μεταξύ άλλων τα μαμούθ, τα γιγαντιαία ελάφια και οι γιγαντιαίοι βραδύποδες. Πολλοί ζωολόγοι υποστηρίζουν ότι ο αφανισμός αυτών των ζώων ήταν αποτέλεσμα της συστηματικής θήρευσής τους από τον άνθρωπο σε συνδυασμό και με τις κλιματικές αλλαγές.

Καταστρέφονται τα διαστημόπλοια από συγκρούσεις με σωματίδια;

Γιατί τα διαστημόπλοια δε συγκρούονται και δεν καταστρέφονται από διαστημικά σωματίδια που κινούνται με μεγάλες ταχύτητες;

Διάφορα σωματίδια πέφτουν συνεχώς πάνω σε διαστημόπλοια και σε δορυφόρους στο διάστημα. Ευτυχώς, όμως, τα σωματίδια αυτά είναι κατά κανόνα τόσο μικρά, που δεν προξενούν ζημιές, παρ’ όλο που ταξιδεύουν με ταχύτητες πολλών χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Τα διαστημόπλοια διαθέτουν μια ασπίδα που τα προστατεύει από προσκρούσεις αντικειμένων με διάμετρο έως και ένα εκατοστό. Η πιθανότητα να προσκρούσει σε ένα διαστημόπλοιο αντικείμενο μεγαλύτερων διαστάσεων είναι μικρή, καθώς στο διάστημα οι αποστάσεις ανάμεσα στα ογκώδη αντικείμενα που θα συνιστούσαν κίνδυνο είναι πολύ μεγάλες.

Με άλλα λόγια, οι πιθανότητες πρόσκρουσης ενός αντικειμένου του διαστήματος μειώνονται δραστικά όσο πιο μεγάλος είναι ο όγκος του. Έχει υπολογιστεί ότι σε ολόκληρη τη Γη πέφτουν κάθε μέρα μόλις 1-10 ουράνια σώματα μεγέθους γροθιάς. Δεν είναι πολλά, αν λάβουμε υπόψη μας ότι η επιφάνεια της Γης είναι περίπου 510 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα. Το ότι οι διαστημικές υπηρεσίες δε λαμβάνουν και τόσο σοβαρά υπόψη τους τον κίνδυνο πρόσκρουσης σωματιδίων σε διαστημόπλοια έχει να κάνει αποκλειστικά με τέτοιους στατιστικούς υπολογισμούς.

Αν παρ’ όλα αυτά μια πέτρα μεγέθους γροθιάς προσκρούσει σε ένα διαστημικό σκάφος, οι συνέπειες θα είναι δραματικές. Εξαιτίας της μεγάλης ταχύτητάς της, η πέτρα θα έχει κινητική ενέργεια αντίστοιχη με αυτή που περικλείουν περίπου 100 κιλά εκρηκτικής ύλης. Ακόμη και μια μικρότερη πέτρα θα προκαλούσε μεγάλη καταστροφή. Η ύπαρξη τέτοιων μικρών αντικειμένων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη συγκεκριμένη περιοχή του ηλιακού συστήματος. Έξω από το ηλιακό μας σύστημα, στο μεσοαστρικό χώρο, το διάστημα είναι σχεδόν εντελώς κενό. Ακόμη και σε περιοχές του ηλιακού μας συστήματος με μεγάλη πυκνότητα σε τέτοια αντικείμενα, όπως η ζώνη των αστεροειδών, υπάρχει αφάνταστα πολύς χώρος για να ταξιδέψει ένα διαστημόπλοιο, επομένως ακόμη κι εδώ οι πιθανότητες για μια σύγκρουση είναι στατιστικά αμελητέες.

Τι παθαίνει ένας άνθρωπος στο κενό του διαστήματος;

Το κενό του διαστήματος είναι ένα από τα πιο εχθρικά περιβάλλοντα στα οποία μπορεί να βρεθεί ο άνθρωπος, και η έκθεση στο κενό σίγουρα δεν είναι ευχάριστη εμπειρία. Ωστόσο, δε συμβαίνουν αυτά τα ακραία πράγματα που βλέπουμε μερικές φορές στο σινεμά, καθώς ο άνθρωπος διατηρεί τις αισθήσεις του για δέκα περίπου δευτερόλεπτα και μπορεί να επιζήσει σε αυτό το περιβάλλον ακόμη και για ενάμισι λεπτό.

Το σώμα ενός αστροναύτη που εκτίθεται στις συνθήκες του διαστήματος ασφαλώς δε θα ανατιναχθεί, αλλά ενδέχεται να πρηστεί ελαφρά, ενώ σωματικά υγρά θα αρχίσουν να διαφεύγουν από τις διάφορες σωματικές οπές, καθώς επίσης και από πληγές ή σκισίματα στο δέρμα του. Ας μην ξεχνάμε ότι η πίεση της μίας ατμόσφαιρας στην οποία είμαστε συνηθισμένοι να ζούμε αντιστοιχεί με το βάρος ενός κιλού πάνω σε ένα μόλις τετραγωνικό εκατοστό.

Οι συνέπειες για ένα ψάρι της βαθιάς θάλασσας που πιάνεται σε δίχτυ αλιευτικού σκάφους και ανασύρεται στην επιφάνεια είναι συνήθως πιο δραματικές – μια έκρηξη ή παραμόρφωση του σώματος, που οφείλεται στο γεγονός ότι το ψάρι έχει προσαρμοστεί σε ένα περιβάλλον όπου επικρατεί πίεση εκατοντάδων ατμοσφαιρών, ενώ στην επιφάνεια έχουμε πίεση μίας μόνο ατμόσφαιρας. Επομένως, σε ό,τι αφορά τη διαφορά πίεσης, η κατάσταση για έναν άνθρωπο ή ένα ζώο δεν είναι τόσο δραματική όταν μεταφέρεται από το περιβάλλον μας, όπου η πίεση είναι μία ατμόσφαιρα, στο κενό διάστημα, όπου η πίεση είναι μηδέν ατμόσφαιρες.

Γιατί μυρίζουν άσχημα τα ψάρια;

Τα φρέσκα ψάρια γενικά δε μυρίζουν άσχημα, αλλά μόλις πεθάνει ένα ψάρι, τα μυϊκά του κύτταρα αρχίζουν να δέχονται επίθεση από βακτήρια. Κατά τη διαδικασία αυτή, η άοσμη ουσία Ν-οξείδιο της τριμεθυλαμίνης μετατρέπεται σε τριμεθυλαμίνη, η οποία δίνει στο ψάρι τη γνωστή, χαρακτηριστική του οσμή.

Γιατί οι γάτες έχουν στενόμακρες κόρες ματιών;

Η κόρη είναι ένα άνοιγμα του ματιού, που ρυθμίζει την ποσότητα του φωτός που περνάει μέσω του φακού στον αμφιβληστροειδή χιτώνα. Συνεπώς, όταν το φως είναι δυνατό, η κόρη κλείνει σχεδόν εντελώς, για να μην υποστεί βλάβη το μάτι, ενώ στο σκοτάδι ανοίγει όσο γίνεται περισσότερο, ώστε το λιγοστό φως που υπάρχει να καταγραφεί από τα φωτοευαίσθητα κύτταρα.

Στη γάτα, που είναι κυνηγός της νύχτας, οι κόρες των ματιών είναι στενόμακρες και κάθετες – ένα χαρακτηριστικό που η γάτα μοιράζεται με άλλα νυκτόβια ζώα. Οι μακρόστενες κόρες λειτουργούν σαν κουρτίνες, που, με τη βοήθεια των μυών της ίριδας, ανοίγουν ή κλείνουν, ανάλογα με την ένταση του φωτός. Την ημέρα είναι σχεδόν κλειστές, ώστε να μην περνάει πολύ φως, ενώ στο σκοτάδι ανοίγουν τόσο πολύ, που γίνονται σχεδόν ολοστρόγγυλες. Δε γνωρίζουμε με σιγουριά γιατί τα νυκτόβια ζώα έχουν στενόμακρες κόρες. Ορισμένοι βιολόγοι πιστεύουν ότι αυτές βοηθούν τα μάτια να καμουφλάρονται καλύτερα, ενώ άλλοι θεωρούν ότι έτσι τα μάτια εστιάζουν πιο αποτελεσματικά.

Πρόσφατα, δύο βιολόγοι του Πανεπιστημίου του Lund στη Σουηδία παρουσίασαν μια ευφυή θεωρία σχετικά με το γιατί η μακρόστενη κόρη είναι πιο κατάλληλη για τα νυκτόβια ζώα. Οι ερευνητές μελέτησαν τα μάτια διάφορων ζώων και διαπίστωσαν ότι όλα τα ζώα με μακρόστενες κόρες διαθέτουν επίσης στο μάτι τους ειδικό πολυεστιακό φακό. Ο φακός αυτός είναι χωρισμένος σε πολλές ζώνες, καθεμιά από τις οποίες μπορεί να συλλαμβάνει φως συγκεκριμένου μήκους κύματος. Ο πολυεστιακός φακός προσφέρει στα νυκτόβια ζώα πολύ καλύτερη χρωματική όραση στο σκοτάδι απ’ ό,τι διαθέτουν τα ζώα με τους συνήθεις φακούς.

Οι ζώνες του πολυεστιακού φακού είναι διαταγμένες σαν ομόκεντροι δακτύλιοι γύρω από το κέντρο του φακού, καθιστώντας έτσι τη στενόμακρη κόρη πολύ λειτουργική. Στο φως της ημέρας, η λεπτή στενόμακρη κόρη επιτρέπει στο φως να περάσει σε όλες τις ζώνες του πολυεστιακού φακού, έτσι ώστε να διασφαλίζεται η ικανότητα του ζώου να διακρίνει χρώματα – κάτι που δε θα ήταν εφικτό με στρογγυλή κόρη.

Πώς λειτουργεί ένας φακός χωρίς μπαταρία;

Έχω ένα φακό που ανάβει μόλις στρίψω μια λαβή και φωτίζει για μισή ώρα. Πώς λειτουργεί;

Ουσιαστικά πρόκειται για ένα μικρό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας. Στο εσωτερικό του φακού η λαβή συνδέεται με ένα μαγνήτη, ο οποίος περιστρέφεται σε σχέση με ένα πηνίο. Με τη βοήθεια αυτής της απλής γεννήτριας, η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική. Το ρεύμα αξιοποιείται για τη φόρτιση μιας μπαταρίας, που κάνει το λαμπάκι του φακού να φωτίζει.

Άλλους φακούς αρκεί να τους κουνήσουμε για 30 δευτερόλεπτα και θα μας δώσουν φως για πέντε λεπτά. Σε αυτούς τους φακούς κουνάμε μια μαγνητική στήλη έναντι ενός σταθερού πηνίου, και έτσι παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα με επαγωγή.

Σε τέτοιους φακούς χρησιμοποιούνται συνήθως φωτοδίοδοι εκπομπής (LED) ως πηγή φωτός, γιατί, πρώτον, δεν απαιτούν τόσο υψηλή τάση για να φωτίσουν και, δεύτερον, επειδή ακόμη και με μικρή ποσότητα ενέργειας παράγουν πολύ φως. Στους συνηθισμένους λαμπτήρες μόλις το 5% της ενέργειας μετατρέπεται σε φως, ενώ το αντίστοιχο για τις φωτοδιόδους εκπομπής είναι 70%.

Οι φωτοδίοδοι εκπομπής έχουν επίσης το πλεονέκτημα ότι είναι πιο ανθεκτικοί στα χτυπήματα απ’ ό,τι οι συνηθισμένοι λαμπτήρες με νήμα πυρακτώσεως.

Υπάρχουν όμως και άλλες συσκευές που φορτίζουν με αυτό τον απλό τρόπο, όπως ραδιόφωνα και κινητά τηλέφωνα. Έχουν επίσης κατασκευαστεί και φορητοί ηλεκτρονικοί υπολογιστές για τις χώρες του τρίτου κόσμου που φορτίζουν με μανιβέλα. Τέτοιου είδους συσκευές είναι κατάλληλες για περιοχές όπου η ηλεκτροδότηση είτε δεν είναι συνεχής είτε δεν υπάρχει καν.

Πώς λειτουργεί το τεφλόν;

Γιατί δεν κολλάνε τα φαγητά στο τηγάνι από τεφλόν; Από τι είναι φτιαγμένο το τεφλόν και πώς εφάπτεται στο τηγάνι;

Τεφλόν είναι η εμπορική ονομασία μιας σειράς πολυμερών προϊόντων, που κοινό τους χαρακτηριστικό είναι ότι περιέχουν, εκτός από άνθρακα, και το χημικό στοιχείο φθόριο. Στις μακριές ανθρακικές αλυσίδες του τεφλόν, οι χημικοί δεσμοί των ατόμων του άνθρακα με τα άτομα του φθορίου είναι τόσο ισχυροί, που το υλικό είναι σχεδόν αδιάσπαστο και αδρανές έναντι ενός πλήθους χημικών ενώσεων. Επιπλέον, το τεφλόν είναι ένα εξαιρετικά ολισθηρό υλικό.

Το ανθεκτικό τεφλόν έχει πάρα πολλές πρακτικές εφαρμογές. Το υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λιπαντικό, ως προστατευτικό υλικό σε διάφορες επιφάνειες, ακόμη και σε υαλοκαθαριστήρες αυτοκινήτων που γλιστράνε εύκολα πάνω στο παρμπρίζ. Έχει γίνει όμως ευρέως γνωστό κυρίως από τα τηγάνια και άλλα σκεύη μαγειρικής, των οποίων την επιφάνεια κάνει αντικολλητική και εύκολα καθαριζόμενη. Το τεφλόν που χρησιμοποιείται ως επίστρωση τηγανιών ονομάζεται PTFE (πολυτετραφθοροαιθυλένιο) και είναι τόσο ολισθηρό, που τα φαγητά δεν κολλάνε πάνω του, με αποτέλεσμα, μεταξύ άλλων, να απαιτείται και λιγότερο λάδι ή βούτυρο στο τηγάνισμα. Το πρώτο τηγάνι με τεφλόν εμφανίστηκε στην αγορά το 1954, 16 χρόνια μετά την τυχαία ανακάλυψη του υλικού από έναν ερευνητή της εταιρείας DuPont.

Ακριβώς επειδή το υλικό είναι χημικά αδρανές, είναι επίσης δύσκολο να κολλήσει στο μέταλλο του τηγανιού. Για να κολλήσει το τεφλόν, πρέπει πρώτα το τηγάνι να περάσει από μια επεξεργασία με την οποία η επιφάνειά του γίνεται τραχιά. Στη συνέχεια, το τηγάνι ψεκάζεται με ένα ειδικό υλικό που σχηματίζει μια λεπτή επίστρωση, και τέλος, ψεκάζεται επιφανειακά με τεφλόν σε πολύ υψηλή θερμοκρασία. Κι αυτό γιατί το τεφλόν είναι πιο εύχρηστο όταν προσεγγίζει το σημείο τήξης του –327 βαθμοί Κελσίου–, και μόνο σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να κολλήσει στο μέταλλο του τηγανιού.

Το τεφλόν θεωρούνταν για πολύ καιρό το πιο ολισθηρό υλικό στον κόσμο, αλλά πρόσφατα ερευνητές των εργαστηρίων Argonne των ΗΠΑ κατασκεύασαν ένα υλικό από ίνες άνθρακα που είναι πολύ πιο ολισθηρό από το τεφλόν.