7 egyszerű kérdés válasz nélkül

7 egyszerű kérdés válasz nélkül

Mindennapi rejtélyek

Kérdezz meg egy fizikust a galaxis középpontjában lévő fekete lyuk sugaráról, és többet fog mondani, mint amit tudni akartál. Kérdezd meg tőle, hogyan működik egy kerékpár, és megvonja a vállát. Meglepődhetsz, ha megtudod, hogy a tudósok a legegyszerűbb kérdésekre sem tudnak magyarázatot adni. Olvasson tovább, hogy ízelítőt kapjon abból a sok látszólag hétköznapi kérdésből, amelyekre egyetlen tudós sem tud választ adni.

Miért dorombolnak a macskák?

A házimacskáktól a gepárdokig a legtöbb macskaféle “doromboló” hanglejtést produkál a Kaliforniai Egyetem (Davis) állatorvosprofesszora, Leslie Lyons szerint. A házimacskák számos helyzetben dorombolnak – miközben dajkálják a kölykeiket, amikor az ember simogatja őket, és akkor is, amikor stresszesek. Igen, jól olvastad: A macskák akkor is dorombolnak, amikor boldogok, és akkor is, amikor szerencsétlenek. Emiatt a dorombolás funkciójának megfejtése nehéz feladat a tudósok számára.

Az egyik lehetőség, hogy elősegíti a csontok növekedését, magyarázta Lyons a Scientific Americanben. A dorombolás 25 és 150 Hertz közötti hangfrekvenciákat tartalmaz, és az ebbe a tartományba eső hangok bizonyítottan javítják a csontsűrűséget és elősegítik a gyógyulást. Mivel a macskák hosszú ideig tartó alvással energiát takarítanak meg, a dorombolás egy alacsony energiaigényű mechanizmus lehet az izmok és a csontok egészségének megőrzésére anélkül, hogy ténylegesen használnák őket. Ez az előzetes elmélet azonban nem magyarázza meg, hogy a macskák miért dorombolnak azokban a helyzetekben, amikor dorombolnak. “Egészen biztos vagyok benne, hogy ez egy rejtély marad, még mindig nem tudom rávenni a macskákat, hogy beszéljenek róla, bármennyire is próbálkozom” – mondta Lyons az Élet kis rejtélyei című műsornak.

Hogyan működik a kerékpár?

Egy évszázadon keresztül bicikliztünk velük, miközben azt hittük, hogy valaki odakint már tudja, hogyan is működnek pontosan. De mint kiderült, senki sem tudta. És még mindig nem tudják.

A kerékpárok maguktól is képesek függőlegesen állni, amíg előre haladnak; ez azért van, mert bármikor, amikor egy mozgó kerékpár dőlni kezd, a kormánytengelye (a kormányhoz rögzített rúd) a másik irányba fordul, és a kerékpárt újra függőlegesre billenti. Sokáig úgy vélték, hogy ez a helyreállító hatás a szögimpulzus megőrzésének nevezett fizikai törvényből ered: Amikor a kerékpár meginog, a kerekek forgásirányára merőleges tengely megváltozással fenyeget, és a kerékpár önkorrigálódik, hogy “megőrizze” ennek a tengelynek az irányát. Más szóval a kerékpár egy giroszkóp. Ezenkívül úgy gondolták, hogy a “nyomvonal-hatás” segít stabilan tartani a kerékpárokat: Mivel a kormánytengely kissé az első kerék talajérintkezési pontja előtt éri a talajt, a kerék kénytelen követni a kormányt.

Nemrég azonban a Cornell Egyetem Andy Ruina által vezetett mérnökcsoport felborította a kerékpár mozgásának ezt az elméletét. A Science folyóiratban 2011-ben megjelent cikkben részletezett vizsgálatuk kimutatta, hogy sem a giroszkópos, sem az utánfutásos hatás nem szükséges a kerékpár működéséhez. Ennek bizonyítására a mérnökök olyan egyedi kerékpárt építettek, amely egyik hatást sem tudta kihasználni. A kerékpárt úgy tervezték, hogy minden egyes kereke egy fölötte lévő második kereket forgatott az ellenkező irányba. Így a kerekek pörgése kioltotta egymást, és a kerékpár teljes szögnyomatéka nulla volt, ami megszüntette a giroszkópos hatásoknak a kerékpár stabilitására gyakorolt hatását. Az egyedi kerékpár talajérintési pontja is a kormánytengely előtt helyezkedett el, ami megsemmisítette a nyomvonalhatást. És mégis, a kerékpár működött.

A mérnökök tudják, miért: tömegeket adtak a kerékpárhoz a kiválasztott helyeken, hogy a gravitáció hatására a kerékpár önkormányzóvá váljon. A munka azonban megmutatta, hogy a kerékpárok stabilitását számos olyan hatás befolyásolja – beleértve a giroszkópos és a nyomvonalhatást is azoknál a kerékpároknál, amelyek rendelkeznek ilyennel -, amelyek rendkívül összetett módon hatnak egymásra.”

“Az összetett kölcsönhatásokat nem dolgozták ki. Az a gyanúm, hogy soha nem fogunk megbirkózni velük, de ezt nem tudom biztosan” – mondta Ruina az Élet apró rejtélyeinek.

Miért villámlik?

Mi tudjuk, miért csap le a villám: Azért történik, mert a pozitív elektromos töltések a zivatarfelhők tetejénél, a negatív töltések pedig a felhők aljánál gyűlnek össze. Az elektromos vonzás ezen ellentétes töltések között, valamint az alatta lévő talajon felhalmozódó negatív és pozitív töltések között végül elég erőssé válik ahhoz, hogy legyőzze a levegő elektromos áramlással szembeni ellenállását. A töltések hirtelen egymás felé lőnek, és összekapcsolódnak, elektromos áramkört zárnak be, és “villámlást” váltanak ki, ahogy a töltések végigsuhannak az általuk kialakított áramkörön.

De miért épülnek fel ellentétes töltések a felhők különböző részein?

Ez nagy elméleti vita tárgya. Az egyik elmélet szerint, amikor a felhőben lévő jégszemcsék összeütköznek, hajlamosak arra, hogy kisebb, pozitív töltésű, és nagyobb, negatív töltésű részecskékre törjenek szét. A gravitáció a nagyobb, negatív töltésű részecskéket lefelé húzza, a feláramlás pedig a kisebb, pozitív töltésű részecskéket felfelé emeli, ami egyensúlytalanságot eredményez. Úgy tűnik azonban, hogy a zivatarfelhőkben mért elektromos mezők értékei nem egyeznek meg azokkal, amelyeket a tudósok e folyamat eredményeként várnának. Egy másik elmélet szerint az űrből érkező kozmikus sugárzás által szállított nagyenergiájú elektronok lövellnek lefelé a felhőn keresztül, menet közben több negatív töltésű elektront távolítanak el, és a felhő alja felé vonszolják őket, ami a töltésegyenlőtlenséget okozza. Melyik a helyes magyarázat? A villámkutatók még nem döntöttek.

Miért vonzzák a molyokat a fények?

“Nézd! Ez a lepke egyenesen a villanykörtébe repült és elpusztult!” – mondta még soha senki. Olyan gyakran látjuk ezt megtörténni, hogy inkább ásítást vált ki, mint vitát. De meglepő módon e rovarok öngyilkos zuhanásának oka teljes rejtély marad. A tudomány legjobb találgatásai sem túl jók arra vonatkozóan, hogy miért teszik ezt.

Egyes entomológusok úgy vélik, hogy a lepkék azért száguldanak a mesterséges fényforrások felé, mert a fények megzavarják a belső navigációs rendszerüket. A keresztirányú tájékozódásnak nevezett viselkedés során egyes rovarok úgy navigálnak, hogy egy távoli fényforráshoz, például a Holdhoz képest állandó szögben repülnek. A mesterséges fények, például egy tábortűz vagy a veranda fénye mellett azonban a molylepke repülése közben megváltozik a fényforráshoz viszonyított szög. Jerry Powell, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem entomológusa szerint az elmélet szerint a lepkéket “elkápráztatja a fény, és valahogy vonzza őket.”

De ez az elmélet két nagy buktatóba ütközik, magyarázta Powell: Először is, a tábortüzek körülbelül 400 000 éve léteznek. Nem pusztította volna ki a természetes szelekció azokat a lepkéket, amelyeknek az ösztöne azt súgja, hogy kamikaze-ozzanak minden alkalommal, amikor úgy érzik, hogy elvakítja őket a fény? Másodszor, a lepkék talán nem is használják a keresztirányú navigációt; a fajok több mint fele nem is vándorol.

A többi elmélet is lyukas. Az egyik például azt állítja, hogy a hím molylepkéket azért vonzza az infravörös fény, mert az tartalmaz néhány olyan fényfrekvenciát, amelyet a nőstény molylepkék feromonjai, vagyis a nagyon halványan izzó nemi hormonok bocsátanak ki. Röviden, a hím molylepkék abban a téves hitben vonzódhatnak a gyertyákhoz, hogy a fények a nőstények szexuális jeleket küldenek. Powell azonban rámutat, hogy a molyokat jobban vonzza az ultraibolya fény, mint az infravörös fény, az UV pedig cseppet sem hasonlít az izzó feromonokra.

Molypusztulás: nem is olyan ásító, mint gondolnánk.

Miért vannak balkezesek (és jobbkezesek)?

Az emberek egytizedének jobb a motoros ügyessége a bal végtagjával, mint a jobbjával. Senki sem tudja, miért léteznek ezek a balkezesek. És azt sem tudja senki, hogy miért léteznek a jobbkezesek. Miért van az embereknek csak az egyik kezük kiváló motoros képességekkel, ahelyett, hogy dupla adag kézügyességgel rendelkeznének?

Az egyik elmélet szerint a kétkezesség abból ered, hogy az agynak azon az oldalán, amelyik a beszéddel foglalkozik (ami szintén finommotoros képességeket igényel), bonyolultabb a kábelezés. Mivel a beszédközpont általában az agy bal féltekéjében helyezkedik el – a test jobb oldalával összedrótozott oldalon -, a legtöbb embernél a jobb kéz válik dominánssá. Hogy miért kerül a beszédközpont általában (de nem mindig) az agy bal oldalára, az még mindig nyitott kérdés.

A beszédközpontról szóló elmélet, amely a kéztartást irányítja, nagy csapást kap abból a tényből, hogy nem minden jobbkezes ember irányítja a beszédet a bal féltekében, míg a balkezeseknek csak a fele. Mi magyarázza tehát azokat a balkezeseket, akiknek a beszédközpontjuk az agyuk bal oldalán található? Ez az egész nagyon zavarba ejtő.

Miért fertőző az ásítás?

Osztrák kutatók tavaly Ig Nobel-díjat kaptak azért a felfedezésükért, hogy az ásítás nem fertőző a vörös lábú teknősök körében.

A teknősökről ennyit tudunk, de az emberi ásítás? Még mindig rejtély. Egy ember tátott száj, hunyorgó szemek és mély belégzés látványa “eltéríti a testünket, és arra késztet, hogy megismételjük a megfigyelt viselkedést” – írja Robert Provine, a Maryland Egyetem (Baltimore megye) pszichológusa új könyvében, a “Furcsa viselkedés” (Belknap Press, 2012) címűben. De miért?

Az előzetes agyszkennelési adatok arra utalnak, hogy az agynak az elmélettel (a mentális állapotok és érzések önmagunknak és másoknak való tulajdonításának képessége) és az önfeldolgozással kapcsolatos területei aktívvá válnak, amikor az emberek megfigyelik, hogy mások ásítanak. Sok autista és skizofrén ember nem mutat ilyen agyi aktivitást, és nem “kapják el” az ásítást. Ezek a nyomok arra utalnak, hogy a fertőző ásítás az empátiára és a másokkal való normális érzelmi kapcsolat kialakítására való képességet tükrözi, magyarázta Provine.”

De miért kellene, hogy az egymással való társas kapcsolataink az ásításon keresztül keringjenek, szemben a csuklással vagy a gázadással? Senki sem tudja biztosan, és ez azért van, mert senki sem tudja pontosan, miért ásítunk. Az embriók azért teszik ezt, hogy megformálják állkapcsuk csuklóját. A teljesen kifejlett emberek akkor, amikor álmosak vagyunk és unatkozunk. De hogyan javítja az ásítás ezeket a panaszokat?

Mi okozza a statikus elektromosságot?

A statikus áramütés legalább annyira rejtélyes, mint amennyire kellemetlen. Amit tudunk, az a következő: Akkor fordulnak elő, amikor a testünk felszínén felesleges pozitív vagy negatív töltés halmozódik fel, ami kisül, amikor megérintünk valamit, és semlegesítve hagy minket. Másik lehetőség, hogy statikus elektromosság halmozódik fel valami máson – mondjuk egy kilincsen -, amit aztán megérint. Ebben az esetben te vagy a felesleges töltés távozási útvonala.

De minek ez a sok felgyülemlés? Ez nem világos. A hagyományos magyarázat szerint, amikor két tárgy egymáshoz dörzsölődik, a súrlódás lecsapja az elektronokat az egyik tárgy atomjairól, amelyek aztán átvándorolnak a másikra, így az első tárgyban többlet pozitív töltésű atom marad, a másodikban pedig többlet negatív elektronok keletkeznek. Ekkor mindkét tárgy (mondjuk a hajad és a gyapjúkalap) statikusan töltött lesz. De miért áramlanak az elektronok az egyik tárgyról a másikra, ahelyett, hogy mindkét irányba mozognának?

Ezt soha nem sikerült kielégítően megmagyarázni, és a Northwestern Egyetem kutatója, Bartosz Grzybowski tanulmánya okot talált arra, hogy kételkedjen az egész történetben. Amint azt a Science című folyóiratban tavaly részletezte, Grzybowski azt találta, hogy statikusan töltött tárgyakon mind pozitív, mind negatív töltésfelesleggel rendelkező foltok léteznek. Azt is megállapította, hogy úgy tűnik, egész molekulák vándorolnak a tárgyak között, amikor azok egymáshoz dörzsölődnek, nem csak elektronok. Hogy mi hozza létre ezt a töltésmozaikot és az anyag vándorlását, azt még nem sikerült meghatározni, de nyilvánvaló, hogy a statikusság magyarázata változik.