Ο φωτεινός δισεκατομμυριούχος

Ο φωτεινός δισεκατομμυριούχος Την προηγούμενη φορά είχαμε δει ότι «το ένα ηλεκτρόνιο γύρω από το πρωτόνιο κάθε πυρήνα υδρογόνου, λόγω της υψηλής θερμοκρασίας, δεν μπορεί να κρατηθεί κοντά του και αποσπάται αφήνοντας ελεύθερο το πρωτόνιο. Ετσι στον πυρήνα του ο ήλιος έχει περιφερόμενα ελεύθερα πρωτόνια με ταχύτητες κοντά στα 500 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Είναι ίσως δύσκολο να το συλλάβει κανείς, αλλά αυτό σημαίνει μια πίεση που είναι σε σύγκριση με τη δική μας ατμοσφαιρική μεγαλύτερη κατά 2,5 δισεκατομμύρια φορές». Οσο και να θέλουμε να μην μπλέκουμε σε εξηγήσεις με πρωτόνια και πυρήνες, όταν πρόκειται για καθημερινά θέματα, όπως το «γιατί μας ζεσταίνει ο ήλιος», η ρίζα τους είναι εκεί. Οπως κατάφερε να αποδείξει ο από το 1934 αυτοεξόριστος εξαιτίας του χιτλερικού καθεστώτος και της εβραϊκής του καταγωγής γερμανός φυσικός Χανς Μπέτε, η θερμική ενέργεια που φθάνει από τον Ηλιο παράγεται στον πυρήνα του όταν από το υδρογόνο προκύπτει ένα άλλο στοιχείο, το ήλιον. Σε τρία πολύ σημαντικά και για τη Γη μας στάδια: 1 Δύο πρωτόνια κάτω από την τρομακτική πίεση στην κεντρική περιοχή του Ηλίου, αν και με θετικό φορτίο και τα δύο, θα έλθουν τόσο κοντά ώστε το ένα να μεταβληθεί σε νετρόνιο (με τον μετασχηματισμό στην πραγματικότητα των κουάρκ που βρίσκονται στο εσωτερικό του). Ταυτόχρονα παράγονται ένα ποζιτρόνιο και ένα νετρίνο. 2 Το ζευγάρι πρωτόνιο-νετρόνιο συναντά ένα ακόμα πρωτόνιο και κατορθώνουν να αποτελέσουν μεταξύ τους ένα συγκρότημα. Το ποζιτρόνιο συναντά το αντισωματίδιό του το ηλεκτρόνιο και εξαϋλώνονται δίνοντας ακτινοβολία γάμμα. 3 Στο τελευταίο στάδιο δύο από τα συγκροτήματα του προηγούμενου σταδίου συντήκονται και από τα τέσσερα πρωτόνια και τα δύο νετρόνια προκύπτει ένας πυρήνας ηλίου (λέγεται και σωματίδιο-α), με δύο πρωτόνια – δύο νετρόνια, ενώ αποχωρούν τα δύο περισσευούμενα πρωτόνια. Ε και τι έγινε; μπορεί να αναρωτηθεί κάποιος. Αυτό λοιπόν που έγινε είναι πως από αρχικά τέσσερα πρωτόνια που περιφέρονταν αδέσποτα προέκυψε ένας πυρήνας που όμως η μάζα του είναι το 70% της μάζας των τεσσάρων χωριστά. Και το «έλλειμμα» του 30% βρίσκεται αρχικά στον ηλιακό πυρήνα, με τη μορφή της ενέργειας των φωτονίων που παράγονται από τη διαδικασία αυτήν. Και το όνομά της: «πυρηνική σύντηξη». Πόση είναι αυτή η ενέργεια για κάθε πυρήνα του στοιχείου ήλιον που δημιουργείται; Δύσκολο να το μαντέψει έτσι απλά κάποιος. Αλλά οι υπολογισμοί δίνουν ότι είναι μόλις 4 εκατομμυριοστά του Joule! Δεν χρειάζεται όμως μεγάλη εξυπνάδα για να καταλάβει ότι το πλήθος τους είναι μεγάλο στο κάθε δευτερόλεπτο για να προκύψει τελικά όλη αυτή η ενέργεια στον πυρήνα. Σε όγκο όσο ένα μικρό φλιτζάνι του καφέ συμβαίνουν περίπου 1 δισεκατομμύριο τέτοιες συντήξεις στο δευτερόλεπτο. Ο ζωτικός χώρος των συντήξεων, δηλαδή εκεί όπου μπορούν να συμβούν και θεωρείται ο πυρήνας του ηλίου που μας στέλνει το φως του, είναι μια σφαίρα με ακτίνα το 20% της ακτίνας αυτού που θεωρούμε ήλιο συνολικά. Εκεί μέσα, κάθε δευτερόλεπτο, 600 δισεκατομμύρια κιλά υδρογόνου δίνουν 596 δισεκατομμύρια κιλά ηλίου. Η διαφορά είναι περίπου και η παραγόμενη ενέργεια κάνοντας τον ήλιο μας έναν φωτεινό δισεκατομμυριούχο που τα… σκορπάει γύρω του. Με αφετηρία τώρα τον πυρήνα, η ενέργεια που προέκυψε από τη σύντηξη και ταξιδεύει ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, με τη μορφή φωτονίων (ακτίνες γάμμα), αρχίζει ένα κοπιαστικό αλλά πολύ ενδιαφέρον ταξίδι προς την επιφάνεια. Αυτό θα κρατήσει 170.000(!) χρόνια και θα το παρακολουθήσουμε προσεκτικά σε όλες του τις δυσκολίες στο επόμενο άρθρο. Τα σήματα στην άλλη άκρη Ας πούμε λοιπόν ότι φθάνει με κάποιον τρόπο το φως από τον Ηλιο στη Γη. Δεν χρειάζεται περισσότερα από 8 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα για ένα τέτοιο ταξίδι. Και ήδη από τον καιρό της εμφάνισης των πρώτων πλασμάτων στον πλανήτη ο Ηλιος τον καθόριζε με τη φωτεινή του παρουσία. Το δείχνουν και τα πειράματα που γίνονται τώρα με τα κυανοβακτηρίδια, τα μικροσκοπικά φύκια που είναι υπεύθυνα για την ύπαρξη του οξυγόνου που αναπνέουμε (ναι, αυτά είναι και όχι τόσο τα δέντρα και τα φυτά). Επιβεβαιώνεται έτσι ότι η διάρκεια της ημέρας, ο χρόνος δηλαδή που υπάρχει ήλιος, συνδέεται άμεσα με τις ζωτικές λειτουργίες των κυττάρων. Μια πρώτη βασική παρατήρηση είναι πως οι περισσότεροι «ζωντανοί» οργανισμοί επάνω στη Γη προσαρμόστηκαν, για λόγους καλύτερης επιβίωσης, στο πότε φθάνει στη ζωτική του περιοχή το φως του ήλιου. Γιατί επηρεάζονται είτε θετικά είτε αρνητικά. Το DNA καταστρέφεται πανεύκολα από την υπεριώδη ακτινοβολία. Τέσσερις ώρες «ηλιοθεραπείας» (πρόκειται για λέξη-παρωδία αυτού που πραγματικά συμβαίνει) προκαλούν περίπου 10 μεταλλάξεις σε κάθε δερματικό κύτταρο. Και ευτυχώς ύστερα από κάποια χρονική στιγμή τα κύτταρα αντέδρασαν με τη δημιουργία ενζύμων που κάπως «επισκευάζουν» τις ζημιές. Και αυτό μάλλον εξηγεί και το ότι τα κυανοβακτηρίδια σταματούν την παραγωγή DNA για τρεις-έξι ώρες όταν η ηλιακή ακτινοβολία είναι στην πιο μεγάλη της ένταση. Επίσης υπάρχει μια θεωρία που λέει ότι για να αντιμετωπιστούν οι δραστικές και όχι πολύ ωφέλιμες ελεύθερες ρίζες οξυγόνου που προκύπτουν κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης την ημέρα έπρεπε κάτι να παρακολουθεί τις εναλλαγές φωτός-σκότους. Ηλιακό το βιολογικό ρολόι μας Αυτό που μας ενδιαφέρει εδώ πάντως είναι πως και ο ανθρώπινος οργανισμός ζει έντονα το πότε εμφανίζεται κάθε 24ωρο το φως και πότε το σκοτάδι. Ενα «βιολογικό» ρολόι δουλεύει σε κάθε κύτταρο του οργανισμού μας. Τη δυναμική ενέργεια για τη λειτουργία του την εξασφαλίζουν πρωτεΐνες που παράγονται από τα λεγόμενα και «γονίδια του ρολογιού» (π.χ. Cryptochrome, Period, Clock, BMAL1). Διαταγές δέχονται τα ρολόγια αυτά από ένα κέντρο εγκατεστημένο (πού αλλού;) στον εγκέφαλο, με τον όγκο του να μην υπερβαίνει τον όγκο ενός κόκκου ρυζιού. Βρίσκεται στον υποθάλαμο, ονομάζεται υπερχιασματικός πυρήνας (SCN) και θα τον άγγιζε θεωρητικά όποιος θα διαπερνούσε με το δάχτυλό του προτεταμένο το σημείο ανάμεσα στα φρύδια, ακριβώς πάνω από το χίασμα των οπτικών νεύρων. Και ναι, για όσους βέβαια πιστεύουν σε αυτά, εκεί θα έπρεπε να φαντάζονται πως βρίσκεται και το «τρίτο μάτι». Σήμερα θεωρείται πως τα ρολόγια αυτά συμμετέχουν σε κάθε λειτουργία του οργανισμού. Υπάρχει δηλαδή μέσα στο 24ωρο διακύμανση στη θερμοκρασία του σώματός μας, στην πίεση του αίματος, στη έκκριση της κορτιζόλης που βοηθάει στην εγρήγορση του οργανισμού και αυξάνεται στη διάρκεια της ημέρας ενώ μειώνεται στη διάρκεια της νύχτας. Τα πάντα σε φυσιολογικές συνθήκες ρυθμίζονται με τη βοήθεια του φωτός από τον ήλιο, που προσδιορίζει, μέσα σε κάποια όρια, την πορεία του SCN, του βασικού ρολογιού στον οργανισμό μας. Και τυχεροί φυσικά όσοι τον έχουν τον ήλιο κάθε ημέρα έξω από το παράθυρό τους. Προθέρμανση, πριν από την ανάγνωση 1 Αν ζούσε κάποιος στον πυρήνα του ηλίου η πίεση που θα ένιωθε θα ήταν: α) 100 φορές μεγαλύτερη. β) 2,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη. γ) 2,5 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη. 2 Τα πρωτόνια που είναι θετικά φορτισμένα: α) Δεν μπορούν έλθουν και να μείνουν κοντά το ένα στο άλλο διότι τα ομώνυμα φορτισμένα σώματα απωθούνται. β) Μπορούν να μείνουν κοντά το ένα στο άλλο (λόγω του φαινομένου της σήραγγος). 3 Κατά τη σύντηξη των τεσσάρων πυρήνων υδρογόνου για τη δημιουργία πυρήνα του στοιχείου ήλιον αποδίδεται ενέργεια ίση με το: α) 10% σε σχέση με το άθροισμα των μαζών των σωματιδίων στον πυρήνα του. β) 70% σε σχέση με το άθροισμα των μαζών των σωματιδίων στον πυρήνα του. γ) 30% σε σχέση με το άθροισμα των μαζών των σωματιδίων στον πυρήνα του. 4 Το ταξίδι των φωτονίων που παράγονται στον πυρήνα του ηλίου μας μέχρι την επιφάνεια διαρκεί: α) 170.000 δευτερόλεπτα. β) 170.000 χρόνια. γ) 170.000 ημέρες. 5 Το βιολογικό ρολόι του ανθρώπινου οργανισμού βρίσκεται: α) Στον υποθάλαμο του εγκεφάλου. β) Πολύ κοντά στην καρδιά. γ) Στην αμυγδαλή του εγκεφάλου.

Ο φωτεινός δισεκατομμυριούχος

Ανεξάντλητη πηγή φωτονίων είναι ο Ηλιος και η ζωή όπως την ξέρουμε πάνω στη Γη έχει εξελιχθεί με βάση τα «καπρίτσια» του

Περιεχόμενο για συνδρομητές

Τελευταίες Ειδήσεις

«Η ψυχή της προσφυγιάς δεν χωρά σε συρματοπλέγματα» – Τραύμα και ελπίδα στα σύνορα της Ευρώπης

Ένα χρόνο μετά την πτώση του Άσαντ, η Συρία μπορεί να γίνει «τουρκικό Βιετνάμ»

Νεκρός 2χρονος από άγρια επίθεση αδέσποτου σκύλου που είχε υιοθετήσει η οικογένεια

Αβγολέμονο: Η συνταγή που κάνει κάθε πιάτο να μυρίζει «σπίτι»

Η μεταλλουργία των αρχαίων στον αξονικό τομογράφο

Πώς αποτιμάται το ιατρικό ακαδημαϊκό έργο;

Χρόνια πολλά, Mathesis!

Το μυστήριο του εγκεφάλου λύθηκε - Ο νέος άτλας που ανατρέπει τα πάντα

Στην αρχή έφυγε ο μπιντές, μετά η μπανιέρα, το τραπέζι της κουζίνας και τώρα το living room - Grace

Η Γη της ελιάς: Τι θα δούμε στα επόμενα επεισόδια - Κυριακή 7 με Πέμπτη 11/12

Ερχονται οι Αμερικάνοι;

Οι πιο εύκολοι και αφράτοι κουραμπιέδες από την Αργυρώ Μπαρμπαρίγου - Grace

Καλώδιο Ελλάδας - Κύπρου: Ανατροπή από τις Βρυξέλλες

Ζωή Κωνσταντοπούλου: Σκληρές καταγγελίες για Τσίπρα, ΝΔι είπε για Καραναστάση

Ρεάλ Μαδρίτης-Μάντσεστερ Σίτι: Το κορυφαίο ευρωπαϊκό ντέρμπι ζωντανά στο MEGA

«Orthobros»- Γιατί ο νέοι Αμερικανοί στρέφονται στην Ορθοδοξία;

Αγροτικά μπλόκα: Ποιοι δρόμοι είναι κλειστοί σε όλη τη χώρα

Ζάκυνθος: Νεκρό 2χρονο αγόριου επιτέθηκε σκύλος στην αυλή του σπιτιού του

Οι μπίζνες του Ντε Νίρο στην Καραϊβική - Το πολυτελές resort και ο σεφ Νοbu

Τι συμβαίνει στο 24ωρο ενός ελαφιού και μίας αγελάδας;

Αλκηστις Πρωτοψάλτη: «Αληθινός πλούτος δεν είναι να προσθέτεις, αλλά να μάθεις να αφαιρείς»

Νίκη Παπαθεοχάρη: «Η τέχνη δεν είναι πολυτέλεια»

Ειδήσεις

Γνώμες

Νέες Εποχές

ΒΗΜΑgazino

Έντυπη Έκδοση

English Version