ΡΩΤΗΣΤΕ ΜΑΣ

Πόσο γρήγορα κολυμπάμε στο σιρόπι;

Ο Νεύτωνας και ο Χόυχενς είχαν διαφορετική άποψη για το αν κανείς κολυμπάει ταχύτερα στο σιρόπι ή στο νερό. Λύθηκε ποτέ αυτό το ζήτημα;

Πράγματι, ο Ισαάκ Νεύτων πίστευε ότι όσο πιο παχύρρευστο είναι ένα υγρό, τόσο πιο αργά κινείται ένα σώμα μέσα σ’ αυτό. Ο Christiaan Huygens, αντίθετα, πίστευε ότι η ταχύτητα δεν επηρεάζεται από την εσωτερική τριβή, δηλαδή την αντίσταση του ρευστού προς το κινούμενο σώμα.

Το φθινόπωρο του 2003, ο καθηγητής Edward Cussler, του Πανεπιστημίου της Μινεσότα, έκανε μια δοκιμή σε πραγματικές συνθήκες. Γέμισε μια πισίνα με μια κολλώδη ουσία σαν σιρόπι, που ήταν δυο φορές πιο παχύρρευστη από το νερό. Στη συνέχεια, ζήτησε από 16 ερασιτέχνες και επαγγελματίες κολυμβητές να κολυμπήσουν στην πισίνα. Ανεξάρτητα από το στιλ κολύμβησης, οι επιδόσεις όλων των αθλητών σε χρόνο δεν παρουσίασαν αποκλίσεις μεγαλύτερες του 4%. Με άλλα λόγια, ο Huygens είχε δίκιο. Η εξήγηση είναι ότι, παρ’ όλο που ο κολυμβητής συναντά μεγαλύτερη αντίσταση μέσα στο σιρόπι, αυξάνεται ανάλογα και η προωθητική δύναμη σε κάθε του κίνηση. Έτσι, οι δύο δυνάμεις αλληλοεξουδετερώνονται.

Πίνουν τα ψάρια νερό;

Άλλα ναι και άλλα όχι, είναι μια πρώτη απάντηση. Στα περισσότερα είδη ψαριών, η διαφορά στην περιεκτικότητα άλατος ανάμεσα στο εσωτερικό τους και το νερό στο οποίο κολυμπούν είναι μεγάλη. Τα περισσότερα ψάρια, επομένως, υπόκεινται σε οσμωτική πίεση. Η πίεση αυτή προκύπτει από τη διαφορά συγκέντρωσης μιας ουσίας –για παράδειγμα, άλατος– σε ένα υγρό στις δύο πλευρές μιας ημιπερατής μεμβράνης. Η διαφορά συγκέντρωσης αναγκάζει το υγρό να διαχέεται μέσω της μεμβράνης.

Στα ψάρια της θάλασσας, το νερό έχει την τάση να εκρέει από αυτά, αφού η περιεκτικότητα άλατος στο σώμα τους είναι χαμηλότερη από αυτή του νερού που τα περιβάλλει. Τα περισσότερα ψάρια της θάλασσας έχουν περιεκτικότητα άλατος ίση με το ένα τρίτο εκείνης του περιβάλλοντος. Τα ψάρια χάνουν νερό κυρίως μέσω της μεμβράνης των βραγχίων τους, εκεί που το δέρμα τους είναι πιο λεπτό. Για να μην πάθουν αφυδάτωση, πρέπει να πίνουν νερό, και γι’ αυτό καταπίνουν θαλασσινό νερό κατά τακτά χρονικά διαστήματα. Έτσι όμως παίρνουν αλάτι, το οποίο μετά πρέπει να αποβάλουν. Για το λόγο αυτό, τα ψάρια διαθέτουν τα λεγόμενα χλωροκύτταρα, που φροντίζουν να απομακρύνεται το αλάτι από το σώμα τους. Τα ψάρια του γλυκού νερού, τώρα, έχουν το εντελώς αντίστροφο πρόβλημα. Έχουν πλεόνασμα νερού στο σώμα τους, γιατί το νερό που τα περιβάλλει εισχωρεί συνεχώς μέσα τους.

Τα ψάρια του γλυκού νερού, επομένως, δε χρειάζεται να πίνουν νερό, αλλά, αντίθετα, αποβάλλουν το παραπανίσιο νερό μέσω των πολύ εξειδικευμένων νεφρών τους.

Ορισμένα ψάρια αποφεύγουν την κατανάλωση ενέργειας για τη ρύθμιση της ισορροπίας των υγρών εντός τους. Πρωτόγονα ψάρια, όπως το μυξινόψαρο, έχουν την ίδια συγκέντρωση αλατιού μέσα τους με εκείνη του θαλασσινού νερού. Σε περίπτωση που ανέβουν τα επίπεδα άλατος στο εσωτερικό του, το μυξινόψαρο αφήνει νερό να διαρρεύσει μέσω του λεπτού δέρματός του.

Πώς δημιουργείται η κινούμενη άμμος;

Τι είναι η κινούμενη άμμος; Μπορεί να πνιγεί κανείς σε αυτή;

Το έχουμε δει σε ταινίες: μετά από μια μάχη διαρκείας, ο κακός τρέχει προς μια περιοχή με κινούμενη άμμο, όπου συναντά το σκληρό πεπρωμένο του – αργά και βασανιστικά βουλιάζει στα βάθη της. Ο μύθος περί της κινούμενης άμμου που καταβροχθίζει ανθρώπους ζει και βασιλεύει, αλλά στην πραγματικότητα ο άνθρωπος δεν πνίγεται στην κινούμενη άμμο.

Η κινούμενη άμμος είναι άμμος που έχει χάσει τη σταθερότητά της επειδή ρεύματα νερού κάτω από αυτή την καθιστούν κατά κάποιον τρόπο ρευστή. Αυτό το νερό μπορεί, για παράδειγμα, να είναι παγιδευμένο μεταξύ των κόκκων της άμμου και να τεθεί σε κίνηση εξαιτίας του βάρους ενός ανθρώπου.

Το 2005, μια ομάδα Ολλανδών επιστημόνων έκανε πειράματα με κινούμενη άμμο. Οι επιστήμονες έδειξαν πώς η αρχικά χαλαρή άμμος μετατρέπεται σε ρευστή μάζα, προτού καταρρεύσει. Ένας άνθρωπος που βυθίζεται σε κινούμενη άμμο ενδέχεται να πρέπει να καταβάλει προσπάθεια για να βγει, αλλά κατά κανόνα βυθίζεται λίγο – το πολύ ως τις μασχάλες, αφού η πυκνότητα του σώματός μας είναι μικρή σε σχέση με εκείνη της άμμου.

Κινδυνεύει το ναυάγιο του Τιτανικού;

Το ναυάγιο του «Τιτανικού» στις φωτογραφίες φαίνεται πολύ σκουριασμένο. Πόσο καιρό μπορεί να αντέξει ακόμη;

Ο «Τιτανικός» έχει ήδη υποστεί πολύ μεγάλη φθορά και σιγά σιγά θα οδηγηθεί στην εξαφάνιση. Ήδη μέσα στα 20 χρόνια που πέρασαν από την ανακάλυψη του ναυαγίου, η όψη του έχει αλλάξει αισθητά. Μέρη όπως το πηδάλιο έχουν σχεδόν διαλυθεί, ενώ η πλώρη και η πρύμνη βρίσκονται σε καλύτερη κατάσταση.

Η φθορά του ναυαγίου οφείλεται κυρίως στα σιδηροβόρα βακτήρια. Ένα μικροβιολόγος υπολόγισε ότι τα βακτήρια αυτά τρώνε καθημερινά περίπου 45 κιλά σίδερο από το ναυάγιο και, με το ρυθμό αυτό, σε 100 χρόνια δε θα έχουν απομείνει παρά ελάχιστα ίχνη του. Ακόμη και οι επισκέψεις των δυτών συντελούν στη φθορά του «Τιτανικού», ο οποίος έχει υποστεί ζημιές σε πολλά σημεία από υποβρύχια σκάφη. Υπάρχουν, μεταξύ άλλων, εμφανείς φθορές στο μπροστινό κατάστρωμα.

Το ναυάγιο, που βρίσκεται σε βάθος 3,8 χιλιομέτρων, είναι εντελώς εκτεθειμένο στα βακτήρια, σε αντίθεση με κάποια σκάφη των Βίκινγκς, ηλικίας 1.000 ετών, που είχαν καλυφθεί από φερτές ύλες και έτσι βρέθηκαν σχεδόν ανέπαφα.

Γιατί η στάχτη είναι σχεδόν πάντα άσπρη;

Στάχτη είναι η κοινή ονομασία για όλα εκείνα τα στερεά που απομένουν μετά από μία καύση. Από χημικής πλευράς, μία καύση είναι το ίδιο με μια χημική αντίδραση με οξυγόνο.

Καθώς το ξύλο και άλλα οργανικά υλικά αποτελούνται κυρίως από άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο, το μεγαλύτερο μέρος αυτών θα καεί και θα μετατραπεί σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα που θα χαθεί στην ατμόσφαιρα. Θα παραμείνει, ωστόσο, ένα μικρό ποσοστό με τη μορφή στάχτης, που αποτελείται από τα υπόλοιπα προϊόντα της καύσης τα οποία συμμετείχαν σε αντιδράσεις με το οξυγόνο. Πρόκειται για μια σειρά αλάτων, όπως ανθρακικά, πυριτικά και φωσφορικά άλατα καθώς και μεταλλικά οξείδια.

Η χημική σύσταση της στάχτης, και συνεπώς και το χρώμα της, σχετίζεται με το υλικό που κάηκε. Η στάχτη ξύλου περιέχει κυρίως ανθρακικά άλατα καλίου και ασβεστίου καθώς και θειικό μονοξείδιο του μαγνησίου -όλα λευκά. Η στάχτη των οστών περιέχει μεγάλες ποσότητες φωσφορικού ασβεστίου και είναι επίσης λευκή.

Η καύση άνθρακα δίνει στάχτη με υψηλή περιεκτικότητα οξειδίων, κυρίως οξείδια του πυριτίου, του αλουμινίου και του σιδήρου. Το οξείδιο του σιδήρου δεν είναι άσπρο αλλά καφετί και δίνει στη στάχτη ένα πιο σκούρο χρώμα.

Γιατί συγκρούονται οι γαλαξίες;

Το σύμπαν διευρύνεται. Οι γαλαξίες δεν θα έπρεπε να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλον;

Γνωρίζουμε σήμερα ότι σε τεράστιες κοσμικές κλίμακες οι γαλαξίες απομακρύνονται με όλο και μεγαλύτερες ταχύτητες ο ένας από τον άλλον. Γνωρίζουμε ακόμη ότι οι γαλαξιακές συγκρούσεις είναι σύνηθες φαινόμενο στο σύμπαν. Ακόμη και ο γαλαξίας μας θα συγκρουστεί σε μερικά δισεκατομμύρια χρόνια με το γειτονικό μας γαλαξία της Ανδρομέδας. Πώς είναι αυτό δυνατό;

Δύο είναι οι δυνάμεις που προσδιορίζουν την κίνηση των γαλαξιών στο σύμπαν: η σκοτεινή ενέργεια και η βαρύτητα.

Η σκοτεινή ενέργεια, που προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος, ωθεί τους γαλαξίες να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλον με ολοένα αυξανόμενο ρυθμό. Η αμοιβαία βαρυτική έλξη που αναπτύσσεται μεταξύ δύο γαλαξιών είναι σε αυτές τις αποστάσεις απειροελάχιστη και δεν επηρεάζει τη γενικότερη ροή της διαστολής τους.

Σε μικρότερες κλίμακες, όμως, όπως αυτές μεταξύ γαλαξιών σε ένα γαλαξιακό σμήνος, η βαρύτητα κυριαρχεί πλήρως. Συγκρατεί συμπαγές ένα γαλαξιακό σμήνος, αλλά μπορεί να αποτελέσει και την αιτία πιθανής σύγκρουσης μεταξύ επιμέρους γαλαξιών του.

Από τη δημιουργία του σύμπαντος μέχρι σήμερα, η εξέλιξή του δεν είναι τίποτε άλλο από μια αδιάκοπη διελκυστίνδα μεταξύ της σκοτεινής ενέργειας και της βαρυτικής έλξης που αναπτύσσεται μεταξύ όλων των μορφών ύλης και ενέργειας που εμπεριέχει. Στα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια της εξέλιξής του, το σύμπαν ήταν πολύ πυκνότερο απ΄ό,τι είναι σήμερα και η βαρύτητα υπερίσχυε τόσο σε τοπικές, όσο και σε κοσμικές κλίμακες, επιτρέποντας έτσι το σχηματισμό άστρων, γαλαξιών και γαλαξιακών σμηνών. Καθώς όμως το σύμπαν συνέχισε να διαστέλλεται και η ύλη και η ενέργεια που εμπεριέχει συνέχισαν να “αραιώνουν” όλο και περισσότερο, η σκοτεινή ενέργεια άρχισε σιγά σιγά να υπερισχύει.

Πώς κοιμούνται οι φάλαινες;

Όλα ανεξαιρέτως τα ζώα με μεγάλο εγκέφαλο έχουν ανάγκη από ξεκούραση και ύπνο. Αυτό για τη φάλαινα είναι ένα πρόβλημα, αφού, όπως όλα τα υπόλοιπα θηλαστικά, πρέπει και αυτή να εισπνέει οξυγόνο από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Ωστόσο, το κήτος ξεπερνά το πρόβλημα, αφού μπορεί να κρατά την αναπνοή του έως και δύο ώρες, προκειμένου να καταδυθεί βαθιά σε αναζήτηση τροφής. Read more

Πώς μπορεί ένα υλικό να πάρει φωτιά από μόνο του;

Αυτανάφλεξη μπορεί να συμβεί ακαριαία, για παράδειγμα όταν λευκός φώσφορος έρθει σε επαφή με το οξυγόνο του αέρα. περισσότερα