WISSENSCHAFT ERSCHEINT FÜR DIE NOTWENDIGKEIT, DIE FRAGEN DER MENSCHEN ZU BEANTWORTEN. Und es scheint, dass die meisten komplexen Phänomene entlang und quer untersucht wurden, aber nur "sehr wenig" übrig bleibt - um die Natur der Dunklen Materie zu verstehen, sich mit dem Problem der Quantengravitation zu befassen, das Problem der Raum / Zeit-Dimensionen zu lösen, zu verstehen, was Dunkle Energie ist (und einige hundert weitere ähnliche Fragen). Es gibt jedoch immer noch scheinbar einfachere Phänomene, die Wissenschaftler nicht vollständig erklären können.
Was ist Glas?
Der Nobelpreisträger Warren Anderson sagte einmal: "Das tiefste und interessanteste der ungelösten Probleme in der Festkörpertheorie liegt in der Natur des Glases." Und obwohl Glas der Menschheit seit mehr als einem Jahrtausend bekannt ist, was der Grund für seine einzigartigen mechanischen Eigenschaften ist, verstehen Wissenschaftler es immer noch nicht. Im Schulunterricht erinnern wir uns, dass Glas eine Flüssigkeit ist, aber ist es das? Wissenschaftler wissen nicht genau, wie der Übergang zwischen flüssigen oder festen und glasartigen Phasen aussieht und welche physikalischen Prozesse zu den Haupteigenschaften von Glas führen.
Der Glasbildungsprozess kann mit keinem der aktuellen Instrumente der Festkörperphysik, der Vielteilchentheorie oder der Theorie der Flüssigkeiten erklärt werden. Kurz gesagt, flüssiges geschmolzenes Glas wird beim Abkühlen allmählich immer viskoser, bis es hart wird. Während der Bildung kristalliner Feststoffe wie Graphit bilden Atome zu einem bestimmten Zeitpunkt die üblichen periodischen Strukturen.
Glas verhält sich so, dass es von der statistischen Gleichgewichtsmechanik noch nicht beschrieben werden kann
Tarun Chitra, ein Forscher für Molekulardynamik, erklärt die Organisation von Molekülen in verschiedenen Substanzen durch Tanz. Ein perfekter fester Körper ist wie ein langsamer Tanz, wenn sich zwei Partner zusammen mit anderen Paaren um ihre Ausgangsposition auf der Tanzfläche bewegen. Die ideale Flüssigkeit ist wie eine Dating-Party, bei der jeder versucht, mit jedem im Raum zu tanzen (diese Eigenschaft wird Ergodizität genannt), während das durchschnittliche Tempo, mit dem jeder tanzt, ungefähr gleich ist. Nach dieser Analogie ist Glas wie ein Tanz, wenn eine Gruppe von Menschen in kleinere Untergruppen unterteilt ist und sich jede in ihrem eigenen Rundtanz dreht. Sie können die Partner aus Ihrem Kreis wechseln, und dieser Tanz findet für immer statt.
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Glas verhält sich so, dass es von der statistischen Gleichgewichtsmechanik noch nicht beschrieben werden kann. Insbesondere kann eine subexponentielle Autokorrelations- und Glaskreuzkorrelationsfunktion durch eine unendliche Anzahl von Zufallsprozessen erhalten werden. Bis zu einem bestimmten Punkt arbeitet das System mehr oder weniger klar und vorhersehbar. Wenn Sie es jedoch lange genug beobachten, werden Sie feststellen, wie einige Merkmale durch die Wahrscheinlichkeitstheorie und zufällige Prozesse besser beschrieben werden.
Wie funktioniert ein Placebo?
Placebos oder Substanzen, die keine offensichtlichen heilenden Eigenschaften haben, sich aber positiv auf den Körper auswirken, sind seit langem bekannt. Der Placebo-Effekt basiert auf psycho-emotionalen Auswirkungen. Forscher haben jedoch mehr als einmal bewiesen, dass ein Placebo ohne Wirkstoffe echte physiologische Reaktionen stimulieren kann, einschließlich Änderungen der Herzfrequenz und des Blutdrucks sowie der chemischen Aktivität im Gehirn. Das Placebo lindert auch Schmerzen, Depressionen, Angstzustände, Müdigkeit und sogar einige der Symptome der Parkinson-Krankheit.
Wie sich unsere Psyche auf die Gesundheit auswirken kann, ist noch nicht vollständig geklärt, und Wissenschaftler können die Mechanismen, die physiologischen Reaktionen auf Placebo zugrunde liegen, nicht aufdecken. Offensichtlich sind viele verschiedene Aspekte in der Wirkung miteinander verflochten, und die Schnuller beeinflussen weder die Quelle noch die Ursache der Krankheit. Es wurde experimentell festgestellt, dass die Reaktion des Körpers je nach Art der Placebo-Abgabe (bei Einnahme von Pillen oder Injektionen) unterschiedlich ist. Außerdem geben Placebos nur die erwartete, dh im Voraus bekannte therapeutische Wirkung. Und je höher die Erwartungen, desto stärker der Placebo-Effekt. Darüber hinaus ist bekannt, dass es durch aktive verbale Exposition gegenüber dem Patienten verbessert werden kann. Nicht jeder ist von einem Placebo betroffen. Placebo wirkt häufiger auf Extrovertierte, Menschen mit erhöhter Angst, Misstrauen und Selbstzweifeln.
Im Oktober 2013 wurde eine Studie veröffentlicht, die zeigt, dass der Placebo-Effekt mit einer erhöhten Alpha-Aktivität im Gehirn verbunden ist. Alpha-Wellen entstehen in einem entspannten Zustand, der einer leichten Trance oder Meditation ähnelt - also in dem suggestibelsten Zustand. Der Placebo-Effekt hat einen signifikanten Einfluss auf das menschliche Nervensystem im Bereich des Rückenmarks. Bisher konnte jedoch niemand den Mechanismus seiner Wirkung detailliert beschreiben.
Was bedeutete das Wow-Signal aus dem Weltraum?
Am 15. August 1977 fand eines der mysteriösesten Ereignisse in der Geschichte der Weltraumforschung statt. Während Dr. Jerry Eiman im Rahmen des SETI-Projekts am Big Ear-Radioteleskop arbeitete, zeichnete er ein starkes Schmalband-Weltraumfunksignal auf. Seine Eigenschaften (Übertragungsbandbreite, Signal-Rausch-Verhältnis) stimmten mit denen überein, die von einem außerirdischen Signal erwartet wurden. Davon beeindruckt umkreiste Eiman die entsprechenden Zeichen auf dem Ausdruck und signierte am Rand „Wow!“. Diese Signatur gab dem Signal den Namen.
Das Signal kam aus einer Region des Himmels im Sternbild Schütze, etwa 2,5 Grad südlich der Sterngruppe Chi. Nachdem ich jahrelang darauf gewartet hatte, dass so etwas wieder passiert, passierte nichts.
Wissenschaftler behaupten, wenn das Signal außerirdischen Ursprungs wäre, dann müssen die Wesen, die ihn gesandt haben, einer sehr, sehr fortgeschrittenen Zivilisation angehören. Um ein so starkes Signal zu senden, benötigen Sie mindestens einen 2,2-Gigawatt-Sender, der viel leistungsstärker ist als jeder andere auf der Erde. Beispielsweise soll das HAARP-System in Alaska, eines der leistungsstärksten der Welt, ein Signal von bis zu 3.600 kW übertragen können.
Eine Hypothese für die Signalstärke ist, dass das anfänglich schwache Signal durch die Wirkung der Gravitationslinse signifikant verstärkt wurde; Dies schließt jedoch die Möglichkeit seines künstlichen Ursprungs immer noch nicht aus. Andere Forscher schlagen die Möglichkeit einer Rotation der Strahlungsquelle wie eines Leuchtfeuers, einer periodischen Änderung der Frequenz des Signals oder eines einzelnen Signals vor. Es gibt auch eine Version, in der das Signal von einem sich bewegenden außerirdischen Raumschiff gesendet wurde.
2012, zum 35. Jahrestag des Signals, sandte das Arecibo-Observatorium eine Antwort von 10.000 codierten Tweets in Richtung der mutmaßlichen Quelle. Es ist jedoch nicht bekannt, ob jemand sie erhalten hat. Bis jetzt bleibt das Wow-Signal eines der Hauptgeheimnisse für Astrophysiker.
Warum werden Menschen in Linkshänder und Rechtshänder unterteilt?
In den letzten 100 Jahren haben Wissenschaftler das Problem, warum Menschen überwiegend eine Hand benutzen und warum es häufiger die rechte Hand ist, ziemlich gut untersucht. Es gibt jedoch keine empirischen Standardtests für Rechts- oder Linkshänder, da die Wissenschaftler nicht vollständig verstehen können, welche Mechanismen an diesem Prozess beteiligt sind.
Wissenschaftler sind sich nicht einig darüber, wie viel Prozent der Menschheit Rechtshänder und wie viel Prozent Linkshänder sind. Im Allgemeinen wird angenommen, dass die Mehrheit (70% bis 95%) Rechtshänder ist, die Minderheit (5% bis 30%) Linkshänder und es gibt auch eine unbestimmte Anzahl von Menschen mit vollständiger Symmetrie. Es wurde gezeigt, dass Gene Linkshändigkeit und Rechtshändigkeit beeinflussen, aber das genaue "Linkshänder-Gen" wurde noch nicht identifiziert. Es gibt Hinweise darauf, dass soziale und kulturelle Mechanismen die Neigung zur Verwendung der rechten oder linken Hand beeinflussen können. Das typischste Beispiel dafür ist, wie Lehrer Kinder umerzogen und sie gezwungen haben, beim Schreiben von links nach rechts zu wechseln. Gleichzeitig haben derzeit mehr totalitäre Gesellschaften weniger Linkshänder als liberalere Gesellschaften.
Wir haben nur eine allgemeine Vorstellung von den Ursachen der Rechtshändigkeit, und die Forscher müssen sie noch im Detail herausfinden.
Einige Forscher sprechen von "pathologischer" Linkshändigkeit im Zusammenhang mit Hirnverletzungen während der Geburt. In den 1860er Jahren bemerkte der französische Chirurg Paul Broca die Beziehung zwischen Handaktivität und den Hemisphären des Gehirns. Nach seiner Theorie sind die Gehirnhälften kreuz und quer mit den Körperhälften verbunden. Im Moment ist jedoch bekannt, dass diese Verbindungen nicht so einfach sind, wie Broca sie beschrieben hat. Untersuchungen in den 1970er Jahren zeigten, dass die meisten Linkshänder die gleiche Aktivität der linken Gehirnhälfte haben, die für alle Menschen typisch ist. Allerdings weist nur ein Teil der Linkshänder verschiedene Abweichungen von der Norm auf.
Wissenschaftler haben die Probleme der Linkshändigkeit und der Rechtshändigkeit bei Primaten untersucht und festgestellt, dass die meisten Tiere in einer bestimmten Population entweder Linkshänder oder Rechtshänder sind. Dabei entwickeln einzelne Affen häufig ihre individuellen Vorlieben. Infolgedessen haben wir immer noch nur eine allgemeine Vorstellung von den Ursachen der Rechtshändigkeit, und die Forscher müssen nur alle Mechanismen ihrer Bildung im Detail verstehen.
Wie wird leblose Materie lebendig?
In der heutigen wissenschaftlichen Welt herrscht das Konzept der biologischen Evolution vor, wonach das erste Leben aus anorganischen Bestandteilen infolge physikalischer und chemischer Prozesse von selbst entstand. Die Theorie der Abiogenese beschreibt, wie lebende Materie aus lebloser Materie stammt. Es gibt jedoch viele Probleme.
Es ist bekannt, dass die Hauptkomponenten der lebenden Materie Aminosäuren sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Aminosäure-Nukleotid-Sequenz versehentlich auftritt, entspricht jedoch der Wahrscheinlichkeit, dass mehrere tausend Buchstaben des Satztyps vom Dach eines Wolkenkratzers geworfen und zu einer bestimmten Seite von Dostojewskis Roman gefaltet werden. Die Abiogenese in ihrer klassischen Form geht davon aus, dass ein solches "Ablegen von Schriftarten" tausende Male stattgefunden hat - das heißt, so oft, bis es sich in der erforderlichen Reihenfolge gebildet hat. Nach modernen Schätzungen würde dies jedoch viel länger dauern, als das gesamte Universum existiert.
Gleichzeitig versuchen Wissenschaftler weiterhin, unter Laborbedingungen eine künstliche lebende Zelle zu schaffen. Ein vollständiger Satz von Aminosäuren und Nukleotiden und die einfachste Bakterienzelle teilen immer noch den Abgrund. Vielleicht waren die ersten lebenden Zellen sehr verschieden von denen, die wir jetzt beobachten können. Eine große Anzahl von Wissenschaftlern unterstützt auch die Hypothese, dass die ersten lebenden Zellen dank Meteoriten, Kometen und anderen außerirdischen Objekten in unseren Planeten gelangen könnten.
Warum schlafen wir?
Wir schlafen 36% unseres Lebens, aber Wissenschaftler können die Natur des Schlafes nicht vollständig erklären. Schlaf ist dem Menschen inhärent, wie es in unseren Genen der Fall ist, aber warum dieser Zustand im Verlauf der Evolution auftrat und welche Vorteile der Schlaf hat, ist ein Rätsel.
Wissenschaftler haben bereits herausgefunden, dass Muskeln im Schlaf schneller wachsen, Wunden besser heilen und die Proteinsynthese beschleunigt wird. Mit anderen Worten, Schlaf hilft dem Körper, das wieder aufzufüllen, was er im Wachzustand verloren hat. Jüngste Studien haben gezeigt, dass unser Gehirn während des Schlafes von Toxinen befreit ist. Wenn eine Person diesen Prozess stört (mit anderen Worten, sie schläft nicht), erhöht sie das Risiko für neurologische Störungen. Während der Ruhe im Gehirn werden die Verbindungen zwischen Zellen geschwächt oder getrennt - so schaffen wir Platz für den Empfang neuer Informationen. Neue Synapsen werden im Gehirn erzeugt, so dass Schlafmangel die Fähigkeit zu beeinträchtigen, Informationen zu erfassen, zu verarbeiten und sich zu merken droht.
Während des Schlafes spielt das Gehirn häufig einige der Episoden ab, die uns tagsüber passiert sind, und laut Forschern hilft dieser Prozess, unser Gedächtnis zu stärken. Obwohl der Inhalt von Träumen durch reale Eindrücke bestimmt wird, unterscheidet sich unser Bewusstsein in einem Traum von unserem Bewusstsein beim Aufwachen. In einem Traum erweist sich unsere Wahrnehmung der Welt als viel einfallsreicher und emotionaler. Wir sehen verschiedene Bilder, wir sorgen uns um sie, aber wir können sie nicht richtig verstehen. Wissenschaftler glauben, dass die Synchronisationsmechanismen, die das Karotishirn dominieren, eher mit dem ersten Signalsystem und der emotionalen Sphäre verbunden sind. Aber was sind Träume, es ist immer noch unmöglich, eindeutig zu antworten.
Warum schnurren Katzen?
Niemand weiß genau, warum Katzen schnurren. Das Schnurren unterscheidet sich von vielen anderen Tiergeräuschen darin, dass die Vokalisierung während des gesamten Atemzyklus (sowohl beim Einatmen als auch beim Ausatmen) erfolgt. Früher glaubte man, dass Schall durch den Blutfluss durch die Vena cava inferior erzeugt wird, aber jetzt sind sich die meisten Wissenschaftler einig, dass der Kehlkopf, die Kehlkopfmuskeln und ein neuronaler Oszillator am Prozess der Schallerzeugung beteiligt sind.
Kätzchen lernen zu schnurren, sobald sie ein paar Tage alt sind. Tierärzte gehen davon aus, dass ihr Schnurren so etwas wie die menschlichen Worte "Mama", "Mir geht es gut" oder "Ich bin hier" bedeutet. Diese Geräusche stärken die Bindung zwischen dem Kätzchen und seiner Mutter.
Aber wenn das Kätzchen erwachsen wird, schnurrt es auch weiter und viele Forscher sind überzeugt, dass dieser Klang im Erwachsenenalter mit Vergnügen und Freude verbunden ist. Manchmal schnurren Katzen, wenn sie verletzt oder krank sind. Dr. Elisabeth von Muggenthaler schlägt vor, dass das Schnurren und die von ihm erzeugten niederfrequenten Schwingungen ein "natürlicher Selbstheilungsmechanismus" sind, der Wunden stärkt, heilt und Schmerzen lindert.
Das Stimmmerkmal von Hauskatzen ist nicht einzigartig. Andere Katzen wie Luchse, Geparden und Pumas schnurren ebenfalls. Obwohl einige große Katzen (Löwen, Leoparden, Jaguare, Tiger, Schneeleoparden und trübe Leoparden) dies nicht können.
