7 enkle spørgsmål uden svar

7 enkle spørgsmål uden svar

Mundane mysterier

Spørg en fysiker om radius af det sorte hul i galaksens centrum, og hun vil fortælle dig mere, end du ønskede at vide. Spørg hende, hvordan en cykel fungerer, og hun vil trække på skuldrene. Det vil måske overraske dig at erfare, at videnskabsfolk mangler forklaringer på nogle af de enkleste spørgsmål, som du kunne finde på at stille. Læs videre for at få en smagsprøve på de mange tilsyneladende banale spørgsmål, som ingen viden kan besvare.

Hvorfor spinder katte?

Fra huskatte til geparder producerer de fleste kattearter en “spinder-lignende” vokalisering, ifølge Leslie Lyons, veterinærprofessor ved University of California, Davis. Huskatte spinder i en række situationer – mens de ammer deres killinger, når de bliver kælet af mennesker, og selv når de er stressede. Ja, du læste rigtigt: Katte spinder både, når de er glade, og når de er ulykkelige. Det har gjort det til en hård kamp for forskerne at finde ud af, hvilken funktion spinderiet har.

En mulighed er, at det fremmer knoglevæksten, forklarede Lyons i Scientific American. Snurren indeholder lydfrekvenser inden for 25- til 150 Hertz-området, og lyde i dette område har vist sig at forbedre knogletætheden og fremme heling. Fordi katte sparer energi ved at sove i lange perioder, kan spinderi være en lav-energimekanisme til at holde muskler og knogler sunde uden at bruge dem. Denne foreløbige teori forklarer dog ikke, hvorfor katte spinder i de situationer, de gør. “Jeg er ret sikker på, at dette vil forblive et mysterium, for jeg kan stadig ikke få katte til at tale om det, uanset hvor meget jeg prøver”, sagde Lyons til Life’s Little Mysteries.

Hvordan fungerer cykler?

Vi har kørt på dem i omkring et århundrede, mens vi hele tiden har troet, at nogen derude havde styr på, hvordan de helt præcist fungerede. Men som det viser sig, var der ingen, der gjorde det. Og det gør de stadig ikke.

Færcykler kan holde sig oprejst helt af sig selv, så længe de bevæger sig fremad; det skyldes, at hver gang en cykel i bevægelse begynder at læne sig, drejer dens styreakse (den stang, der er fastgjort til styret) den anden vej og vipper cyklen oprejst igen. Man troede længe, at denne genoprettende effekt skyldtes en fysiklov, der kaldes bevarelse af vinkelbevægelsen: Når cyklen vakler, truer den akse, der er vinkelret på hjulets drejningsretning, med at ændre sig, og cyklen korrigerer sig selv for at “bevare” denne akse retning. Med andre ord er cyklen et gyroskop. Desuden mente man, at “trail-effekten” var med til at holde cyklerne stabile: Fordi styreaksen rammer jorden lidt foran forhjulets kontaktpunkt med jorden, er hjulet tvunget til at følge styret fra styret.

Men for nylig har en gruppe ingeniører under ledelse af Andy Ruina fra Cornell University omstødt denne teori om cyklers fremdrift. Deres undersøgelse, der er beskrevet i en artikel fra 2011 i tidsskriftet Science, viste, at hverken gyroskopiske eller trail-effekter var nødvendige for, at en cykel kunne fungere. For at bevise det byggede ingeniørerne en specialfremstillet cykel, som ikke kunne udnytte nogen af de to effekter. Cyklen var konstrueret således, at hvert af dens hjul drejede et andet hjul over det i den modsatte retning. På den måde ophævedes hjulenes drejning, og cyklens samlede vinkelmoment var nul, hvilket udviskede de gyroskopiske effekters indflydelse på cyklens stabilitet. Den specialfremstillede cykels jordkontaktpunkt var også placeret foran dens styreakse, hvilket ødelagde sporvirkningen. Og alligevel virkede cyklen.

Ingeniørerne ved hvorfor: De tilføjede masser til cyklen på udvalgte steder for at gøre det muligt for tyngdekraften at få cyklen til at styre sig selv. Men arbejdet viste, at der er mange effekter, der spiller ind på cyklers stabilitet – herunder gyroskopiske effekter og trail-effekter i tilfælde af cykler, der har dem – som interagerer på ekstremt komplekse måder.

“De komplekse interaktioner er ikke blevet udregnet. Min mistanke er, at vi aldrig vil få styr på dem, men det ved jeg ikke med sikkerhed,” sagde Ruina til Life’s Little Mysteries.

Hvorfor sker lynnedslag?

Vi ved, hvorfor lyn slår ned: Det sker, fordi positive elektriske ladninger ophobes nær toppen af tordenskyer, og negative ladninger ophobes i bunden. Den elektriske tiltrækning mellem disse modsatrettede ladninger og mellem de negative ladninger og de positive ladninger, der ophobes på jorden nedenunder, bliver til sidst stærk nok til at overvinde luftens modstand mod den elektriske strøm. Laderne skyder pludselig mod hinanden og forbinder sig, hvorved et elektrisk kredsløb lukkes og udløser et “lynnedslag”, idet ladningerne skyder langs det kredsløb, de har dannet.

Men hvorfor ophobes modsatrettede ladninger i forskellige dele af skyerne?

Det er et emne, der er genstand for stor teoretisk debat. En teori går ud på, at når ispartikler i en sky støder sammen, har de en tendens til at splittes i mindre partikler med positiv ladning og større partikler med negativ ladning. Tyngdekraften trækker de større, negativt ladede partikler nedad, og opadgående strømme løfter de mindre, positivt ladede partikler opad, hvilket resulterer i en ubalance. Men de målte værdier af elektriske felter i tordenskyer synes ikke at stemme overens med de værdier, som forskerne ville forvente, at denne proces ville resultere i. En anden teori går ud på, at højenergi-elektroner fra kosmisk stråling fra rummet skyder ned gennem skyen, hvor de fjerner mere negativt ladede elektroner undervejs og trækker dem med sig mod bunden af skyen, hvilket forårsager ubalancen i ladningen. Hvilken forklaring er den rigtige? Lynforskernes jury er stadig uenig.

Hvorfor tiltrækkes møl af lys?

“Se! Den møl fløj lige ind i den pære og døde!” sagde ingen nogensinde. Vi ser det ske så ofte, at det er mere tilbøjeligt til at fremkalde gibninger end diskussion. Men overraskende nok er årsagen til disse insekters selvmorderiske styrtdyk stadig et totalt mysterium. Videnskabens bedste bud på, hvorfor de gør det, er ikke engang særlig gode.

Nogle entomologer mener, at møl zoomer mod kunstige lyskilder, fordi lyset ødelægger deres interne navigationssystemer. Ved en adfærd, der kaldes tværorientering, navigerer nogle insekter ved at flyve i en konstant vinkel i forhold til en fjerntliggende lyskilde, f.eks. månen. Men i nærheden af menneskeskabte lys, som f.eks. et lejrbål eller lyset på din veranda, ændrer vinklen til lyskilden sig, når en møl flyver forbi. Jerry Powell, entomolog ved University of California, Berkeley, sagde, at man tror, at møl “bliver blændet af lyset og på en eller anden måde tiltrukket af det.”

Men denne teori støder på to store forhindringer, forklarede Powell: For det første har lejrbål eksisteret i omkring 400.000 år. Ville naturlig udvælgelse ikke have dræbt møl, hvis instinkt fortæller dem, at de skal gå kamikaze, hver gang de føler sig blændet af lyset? For det andet bruger møl måske ikke engang tværgående navigation; mere end halvdelen af arterne vandrer ikke engang.

Alternative teorier er også gennemsyret af huller. For eksempel hævder en, at hanmøl tiltrækkes af infrarødt lys, fordi det indeholder nogle få af de samme lysfrekvenser, som afgives af hunmøls feromoner, eller kønshormoner, der lyser meget svagt. Kort sagt kan hanmøl blive tiltrukket af stearinlys i den falske tro, at lyset er hunner, der udsender sexsignaler. Powell påpeger dog, at møl er mere tiltrukket af ultraviolet lys end af infrarødt lys, og UV-lys ligner ikke det mindste glødende feromoner.

Møldød: ikke så gabende, som du måske tror.

Hvorfor er der venstrehåndede (og højrehåndede)?

En tiendedel af alle mennesker har en bedre motorisk fingerfærdighed ved hjælp af deres venstre lemmer end deres højre. Ingen ved, hvorfor disse venstrebenede findes. Og ingen ved for den sags skyld heller ikke, hvorfor der findes højresvingere. Hvorfor har folk kun én hånd med en fremragende motorik i stedet for en dobbelt dosis smidighed?

En teori går ud på, at håndledighed skyldes, at man har mere indviklede ledninger i den side af hjernen, der er involveret i tale (som også kræver finmotorik). Fordi talecentret normalt sidder i hjernens venstre hjernehalvdel – den side, der er koblet til højre side af kroppen – ender det med, at højre hånd bliver dominerende hos de fleste mennesker. Hvad angår spørgsmålet om, hvorfor talecentret normalt (men ikke altid) ender i venstre hjernehalvdel, er det stadig et åbent spørgsmål.

Teorien om, at talecentret styrer håndeligheden, får et stort slag af det faktum, at ikke alle højrehåndede mennesker styrer talen i venstre hjernehalvdel, mens kun halvdelen af venstrehåndede gør det. Så hvad forklarer de venstrehåndede, hvis talecentre befinder sig i venstre side af deres hjerne? Det hele er meget forvirrende.

Hvorfor er gabning smitsom?

Sidste år vandt østrigske forskere en Ig Nobelpris for deres opdagelse af, at gabning ikke smitter blandt rødfodede skildpadder.

Vi ved så meget om skildpadder, men menneskelig gabning? Stadig en gåde. Synet af en persons gabende kæber, sammenknebne øjne og dybe indånding “kaprer din krop og får dig til at efterligne den observerede adfærd”, skriver psykologen Robert Provine fra University of Maryland, Baltimore County, i sin nye bog, “Curious Behavior” (Belknap Press, 2012). Men hvorfor?

Foreløbige hjerneskanningsdata tyder på, at regioner i hjernen, der er forbundet med teori om sindet (evnen til at tilskrive mentale tilstande og følelser til sig selv og andre) og selvbehandling, bliver aktive, når folk observerer andre mennesker gabe. Mange autister og skizofrene personer udviser ikke denne hjerneaktivitet, og de “fanger” ikke gabet. Disse spor tyder på, at smitsomt gabende gabning afspejler en evne til at indleve sig og danne normale følelsesmæssige bånd med andre, forklarede Provine.

Men hvorfor skulle vores sociale forbindelser med hinanden cirkulere gennem gabning, i modsætning til at hikke eller give gas? Ingen ved det med sikkerhed, og det er fordi ingen helt ved, hvorfor vi gaber. Embryoner gør det for at forme kæbehænget. Fuldt dannede mennesker gør det, når vi er søvnige og keder os. Men hvordan forbedrer g gabning disse klager?

Hvad forårsager statisk elektricitet?

Statiske stød er lige så mystiske, som de er ubehagelige. Det, vi ved, er dette: De opstår, når et overskud af enten positiv eller negativ ladning ophobes på kroppens overflade, som aflader sig, når du rører ved noget, og efterlader dig neutraliseret. Alternativt kan de opstå, når der ophobes statisk elektricitet på noget andet – f.eks. på et dørhåndtag – som du så rører ved. I så fald er du den overskydende ladnings udgangsvej.

Men hvorfor al den ophobning? Det er uklart. Den traditionelle forklaring siger, at når to genstande gnider sig mod hinanden, slår friktionen elektronerne af atomerne i den ene genstand, og disse flytter sig så over på den anden, hvilket efterlader den første genstand med et overskud af positivt ladede atomer og giver den anden et overskud af negative elektroner. Begge genstande (f.eks. dit hår og en uldhue) vil så være statisk ladede. Men hvorfor flyder elektronerne fra det ene objekt til det andet i stedet for at bevæge sig i begge retninger?

Dette er aldrig blevet forklaret tilfredsstillende, og en undersøgelse foretaget af forskeren Bartosz Grzybowski fra Northwestern University har fundet grund til at tvivle på hele historien. Som beskrevet sidste år i tidsskriftet Science fandt Grzybowski, at der findes pletter med både overskydende positiv og overskydende negativ ladning på statisk ladede objekter. Han fandt også, at hele molekyler synes at vandre mellem objekter, når de gnides mod hinanden, og ikke kun elektroner. Hvad der genererer denne mosaik af ladninger og migration af materiale er endnu ikke fastlagt, men det er klart, at forklaringen på statik er ved at ændre sig.