7 Întrebări simple fără răspuns

7 Întrebări simple fără răspuns

Mistere lumești

Întrebați un fizician despre raza găurii negre din centrul galaxiei și vă va spune mai mult decât ați fi vrut să știți. Întrebați-o cum funcționează o bicicletă și va ridica din umeri. S-ar putea să vă surprindă să aflați că oamenii de știință nu au explicații pentru unele dintre cele mai simple întrebări pe care v-ați putea gândi să le puneți. Citiți în continuare pentru o mostră din multele întrebări aparent banale la care niciun cunoscut nu poate răspunde.

De ce toarce pisica?

De la pisicile de casă la gheparzi, majoritatea speciilor de feline produc o vocalizare asemănătoare cu cea a „toarcerii”, potrivit profesorului veterinar Leslie Lyons de la Universitatea din California, Davis. Pisicile domestice toarce într-o serie de situații – în timp ce își alăptează puii, când sunt mângâiate de oameni și chiar și atunci când sunt stresate. Da, ați citit bine: Pisicile toarce atât atunci când sunt fericite, cât și atunci când sunt nefericite. Acest lucru a făcut ca deslușirea funcției toarcerii să fie o luptă grea pentru oamenii de știință.

O posibilitate este că aceasta promovează creșterea oaselor, a explicat Lyons în Scientific American. Toarcerea conține frecvențe sonore în intervalul de 25 până la 150-Hertz, iar sunetele din acest interval s-au dovedit a îmbunătăți densitatea osoasă și a promova vindecarea. Deoarece pisicile își conservă energia dormind pentru perioade lungi de timp, toarcerea poate fi un mecanism cu consum redus de energie pentru a menține mușchii și oasele sănătoase fără a le folosi efectiv. Totuși, această teorie provizorie nu explică de ce pisicile toarce în situațiile în care o fac. „Sunt destul de sigur că acesta va rămâne un mister încă nu pot face pisicile să vorbească despre el, oricât de mult aș încerca”, a declarat Lyons pentru Life’s Little Mysteries.

Cum funcționează bicicletele?

Am pedalat pe ele timp de aproximativ un secol, în tot acest timp crezând că cineva de acolo are habar cum, mai exact, funcționează. Dar, după cum se pare, nimeni nu știa. Și încă nu o fac.

Bicicicletele pot rămâne în poziție verticală de la sine, atâta timp cât se deplasează înainte; asta pentru că, de fiecare dată când o bicicletă în mișcare începe să se încline, axa sa de direcție (stâlpul atașat la ghidon) se întoarce în cealaltă direcție, înclinând bicicleta din nou în poziție verticală. Mult timp s-a crezut că acest efect reparator rezultă dintr-o lege a fizicii numită conservarea momentului unghiular: Atunci când bicicleta se clatină, axa perpendiculară pe direcția de rotație a roților sale amenință să se schimbe, iar bicicleta se autocorectează pentru a „conserva” direcția acestei axe. Cu alte cuvinte, bicicleta este un giroscop. În plus, s-a considerat că „efectul de traseu” ajută la menținerea stabilității bicicletelor: Deoarece axa de direcție lovește solul ușor în fața punctului de contact cu solul al roții din față, roata este forțată să urmărească direcția ghidonului.

Dar, recent, un grup de ingineri condus de Andy Ruina de la Universitatea Cornell a răsturnat această teorie a locomoției bicicletei. Investigația lor, detaliată într-un articol din 2011 în revista Science, a arătat că nici efectele giroscopice, nici cele de urmă nu sunt necesare pentru ca bicicleta să funcționeze. Pentru a demonstra acest lucru, inginerii au construit o bicicletă personalizată care nu putea profita de niciunul dintre aceste efecte. Bicicleta a fost proiectată astfel încât fiecare dintre roțile sale să rotească o a doua roată de deasupra ei în direcția opusă. În acest fel, rotirea roților se anula și momentul unghiular total al bicicletei era zero, ștergând influența efectelor giroscopice asupra stabilității bicicletei. De asemenea, punctul de contact cu solul al bicicletei personalizate a fost poziționat în fața axei de direcție, distrugând efectul de trail. Și totuși, bicicleta a funcționat.

Inginerii știu de ce: au adăugat mase la bicicletă în locuri alese pentru a permite gravitației să determine bicicleta să se autovireze. Dar lucrarea a arătat că există multe efecte care intră în stabilitatea bicicletelor – inclusiv efectele giroscopice și de traseu în cazul bicicletelor care le au – care interacționează în moduri extrem de complexe.

„Interacțiunile complexe nu au fost elaborate. Suspiciunea mea este că nu le vom rezolva niciodată, dar nu știu asta cu siguranță”, a declarat Ruina pentru Life’s Little Mysteries.

De ce se întâmplă fulgerele?

Știm de ce se întâmplă fulgerele: Se întâmplă deoarece sarcinile electrice pozitive se acumulează în apropierea vârfurilor norilor de furtună și sarcinile negative se acumulează în partea de jos. Atracția electrică dintre aceste sarcini opuse, precum și dintre sarcinile negative și sarcinile pozitive care se acumulează pe solul de dedesubt, devine în cele din urmă suficient de puternică pentru a învinge rezistența aerului la fluxul electric. Încărcăturile se îndreaptă brusc una spre cealaltă și se conectează, completând un circuit electric și declanșând un „fulger” pe măsură ce sarcinile se lansează de-a lungul circuitului pe care l-au format.

Dar de ce se acumulează sarcini opuse în diferite părți ale norilor?

Este un subiect de mare dezbatere teoretică. O teorie susține că atunci când particulele de gheață din cadrul unui nor se ciocnesc, ele tind să se fragmenteze în particule mai mici, cu sarcină pozitivă, și particule mai mari, cu sarcină negativă. Gravitația trage în jos particulele mai mari, cu încărcătură negativă, iar curenții ascendenți ridică în sus particulele mai mici, cu încărcătură pozitivă, rezultând un dezechilibru. Dar valorile măsurate ale câmpurilor electrice din norii de furtună nu par să corespundă cu cele la care oamenii de știință s-ar aștepta să rezulte din acest proces. O altă teorie susține că electronii de mare energie livrați de razele cosmice din spațiu trag în jos prin nor, îndepărtând mai mulți electroni încărcați negativ pe măsură ce trec și trăgându-i spre partea de jos a norului, provocând dezechilibrul de sarcină. Care este explicația corectă? Juriul cercetătorilor în domeniul fulgerelor este încă în pronunțare.

De ce sunt moliile atrase de lumini?

„Priviți! Această molie tocmai a zburat direct în bec și a murit!”, nu a spus nimeni niciodată. Vedem că se întâmplă atât de des, încât este mai probabil să invoce mai degrabă bâlbâieli decât discuții. Dar, în mod surprinzător, motivul pentru care aceste insecte se sinucid în picaj în nas rămâne un mister total. Cele mai bune presupuneri ale științei cu privire la motivul pentru care o fac nu sunt nici măcar foarte bune.

Câțiva entomologi cred că moliile fac zoom spre sursele de lumină artificială deoarece luminile le dezorientează sistemele interne de navigare. Într-un comportament numit orientare transversală, unele insecte navighează zburând la un unghi constant în raport cu o sursă de lumină îndepărtată, cum ar fi luna. Dar în jurul luminilor artificiale, cum ar fi un foc de tabără sau lumina de pe verandă, unghiul față de sursa de lumină se schimbă în timp ce molia zboară. Jerry Powell, entomolog la Universitatea din California, Berkeley, a declarat că ideea este că moliile „devin orbite de lumină și sunt cumva atrase.”

Dar această teorie se lovește de două piedici majore, a explicat Powell: În primul rând, focurile de tabără există de aproximativ 400.000 de ani. Nu cumva selecția naturală ar fi omorât moliile al căror instinct le spune să facă pe kamikaze de fiecare dată când se simt orbite de lumină? În al doilea rând, este posibil ca moliile nici măcar să nu folosească navigația transversală; mai mult de jumătate din specii nici măcar nu migrează.

Teoriile alternative sunt și ele pline de găuri. De exemplu, una susține că moliile masculine sunt atrase de lumina infraroșie pentru că aceasta conține câteva dintre aceleași frecvențe luminoase emise de feromonii sau hormonii sexuali ai moliilor femele, care strălucesc foarte slab. Pe scurt, moliile masculine ar putea fi atrase de lumânări cu credința falsă că luminile sunt cele ale femelelor care trimit semnale sexuale. Cu toate acestea, Powell subliniază că moliile sunt atrase mai mult de lumina ultravioletă decât de cea infraroșie, iar cea ultravioletă nu seamănă deloc cu feromonii luminoși.

Moartea moliilor: nu este atât de provocatoare de bâlbâieli pe cât ați putea crede.

De ce există stângaci (și dreptaci)?

O zecime dintre oameni au o dexteritate motorie mai bună folosind membrul stâng decât cel drept. Nimeni nu știe de ce există acești stângaci. Și nimeni nu știe nici de ce există dreptacii, de altfel. De ce oamenii au doar o singură mână cu abilități motorii de top, în loc de o doză dublă de dexteritate?

O teorie susține că handicapul rezultă din faptul că au o cablare mai complexă pe partea creierului implicată în vorbire (care necesită, de asemenea, abilități motorii fine). Deoarece centrul vorbirii se află de obicei în emisfera stângă a creierului – partea cablată în partea dreaptă a corpului – mâna dreaptă sfârșește prin a fi dominantă la majoritatea oamenilor. În ceea ce privește motivul pentru care centrul vorbirii ajunge de obicei (dar nu întotdeauna) în partea stângă a creierului, aceasta este încă o întrebare deschisă.

Teoria despre centrul vorbirii care controlează mâna primește o mare lovitură din cauza faptului că nu toți dreptacii controlează vorbirea în emisfera stângă, în timp ce doar jumătate dintre stângaci o fac. Așadar, cum se explică acei stângaci ai căror centri de vorbire rezidă în partea stângă a creierului? Totul este foarte deconcertant.

De ce este contagios căscatul?

Anul trecut, cercetătorii austrieci au câștigat un premiu Ig Nobel pentru descoperirea lor că lătratul nu este contagios printre broaștele țestoase cu picioare roșii.

Cunoaștem atât de multe despre broaștele țestoase, dar bâiguiala umană? Încă este o enigmă. Vederea fălcilor întredeschise, a ochilor întredeschiși și a inhalării profunde a unei persoane „îți deturnează corpul și te induce să reproduci comportamentul observat”, scrie psihologul Robert Provine, de la Universitatea din Maryland, Baltimore County, în noua sa carte, „Curious Behavior” (Belknap Press, 2012). Dar de ce?

Datele preliminare de scanare a creierului indică faptul că regiunile creierului asociate cu teoria minții (abilitatea de a atribui stări mentale și sentimente proprii și altora) și cu autoprocesarea devin active atunci când oamenii observă alți oameni căscând. Multe persoane autiste și schizofrenice nu prezintă această activitate cerebrală și nu „prind” căscaturile. Aceste indicii sugerează că bocetele contagioase reflectă o abilitate de a empatiza și de a forma legături emoționale normale cu ceilalți, a explicat Provine.

Dar de ce ar trebui ca legăturile noastre sociale cu ceilalți să circule prin bocete, spre deosebire de sughiț sau gaze? Nimeni nu știe cu siguranță, și asta pentru că nimeni nu știe exact de ce căscăm. Embrionii o fac pentru a-și sculpta balamalele maxilarelor. Oamenii complet formați o fac atunci când suntem somnoroși și plictisiți. Dar cum ameliorează căscatul aceste plângeri?

Ce cauzează electricitatea statică?

Șocurile statice sunt pe cât de misterioase, pe atât de neplăcute. Ceea ce știm este următorul lucru: Ele apar atunci când un exces de sarcină pozitivă sau negativă se acumulează pe suprafața corpului dumneavoastră, descărcându-se atunci când atingeți ceva și lăsându-vă neutralizat. Alternativ, ele pot apărea atunci când electricitatea statică se acumulează pe altceva – o clanță de ușă, de exemplu – pe care apoi o atingeți. În acest caz, dumneavoastră sunteți calea de ieșire a încărcăturii în exces.

Dar de ce atâta acumulare? Nu este clar. Explicația tradițională spune că atunci când două obiecte se freacă între ele, frecarea elimină electronii de pe atomii unuia dintre obiecte, iar aceștia se deplasează apoi pe al doilea, lăsând primul obiect cu un exces de atomi încărcați pozitiv și oferind celui de-al doilea un exces de electroni negativi. Ambele obiecte (de exemplu, părul dumneavoastră și o pălărie de lână) vor fi astfel încărcate static. Dar de ce trec electronii de la un obiect la celălalt, în loc să se deplaseze în ambele direcții?

Acest lucru nu a fost niciodată explicat în mod satisfăcător, iar un studiu realizat de cercetătorul Bartosz Grzybowski de la Universitatea Northwestern a găsit motive să se îndoiască de întreaga poveste. După cum a detaliat anul trecut în revista Science, Grzybowski a descoperit că există pete de sarcină pozitivă și negativă în exces pe obiectele încărcate static. De asemenea, el a constatat că molecule întregi par să migreze între obiecte atunci când sunt frecate între ele, nu doar electroni. Ceea ce generează acest mozaic de sarcini și migrarea materialelor nu a fost încă determinat, dar în mod clar, explicația staticii se schimbă.