Electromagnetismul. Cum s-a descoperit influenţa curentului electric asupra unui magnet

Acum, după articolul anterior despre câmpuri de forţă, înţelegem despre clasificarea interacţiunilor cam cât înţelegeau fizicienii în jurul anului 1800. Par să existe trei tipuri fundamental diferite de interacțiuni: gravitaţională, electrică şi magnetică. Multe tipuri de interacţiuni care par, la o privire superficială, să fie distincte, precum capacitatea de a se lipi, interacţiunile chimice ori energia pe care un arcaş o stochează într-un arc - sunt toate acelaşi lucru: manifestări ale interacţiunilor electrice dintre atomi.

• electricitate

Este hibernarea o soluţie pentru călătoria echipajelor umane către planeta Marte?

 
Primii oameni pe Marte (concepţie artist). Credit: wikipedia.org

Problema călătoriilor lungi spre alte planete sau chiar şi galaxii ar putea fi rezolvată prin hibernarea astronauţilor. Medicina spaţială, o nouă disciplină, studiază această metodă, în ideea de a o propune pentru călătoriile cu echipaje umane spre Marte.

Anul acesta se împlinesc 50 de ani de la primul pas făcut de om pe Lună. Pe 21 iulie 1969 Neil Armstrong a păşit pe Lună, pronunţând faimoasa frază „Un pas mic pentru om, un salt uriaş pentru umanitate”. Modulul lunar care i-a dus pe Neil Armstrong şi Buzz Aldrin pe Lună a rămas acolo 21,5 hore, iar întreaga misiune, de la lansare până la reîntoarcerea pe Terra, călătoria a durat aproximativ 9 zile. În total, 12 astronauţi au păşit pe suprafaţa Lunii, ultimii fiind Eugen Cernan şi Harrison Schmitt, în cadrul misiunii Apollo 17 în decembrie 1972.

Experiment global: evaluarea comportamentului civic la găsirea unui portofel. România, a 13-a cea mai cinstită ţară din 40, în cazul portofelelor cu bani

O echipă de cercetători americani şi elvețieni au efectuat o evaluare a onestităţii civice la scară largă, incluzând 355 de oraşe din 40 de ţări. Aceştia au ''pierdut'' 17.303 portofele, cu sau fără bani în ele, în diverse spaţii publice, urmărind să observe ce vor face angajaţi ai unor instituţii publice care au fost informaţi de găsirea lor şi au fost rugaţi să le returneze.

Tendinţa constatată de cercetători a fost ca portofelele cu bani să fie returnate "posesorilor" într-un procent mai mare decât cele fără bani. Această constatare ar putea fi justificată printr-o combinaţie de altruism şi aversiune de a fi văzut drept hoţ.

Economişti şi simpli cetăţeni din SUA au fost întrebaţi, înainte de experiment, să estimeze rata de returnare a portofelelor. Rezultatele comparative (predicţii, rezultate reale) le puteţi vedea în ultima parte a articolului.

• România

E corect să spui „un atac punctual”? Ce înseamnă „punctual”?

În contextul tensiunilor dintre SUA şi Iran, preşedintele Donald Trump a luat în calcul atacarea de către Forţele Armate ale SUA a unor ţinte din Iran, dar a renunţat la atac cu puţin timp înainte de lansarea acestuia. Titlul de pe site-ul G4Media.ro, pe care-l vedeţi mai sus, conţine următoarea sintagmă, pe care vrem s-o analizăm azi: „atacuri punctuale”.

• dificultati-limba-romana

Câmpurile de forţă - despărţirea de universul mecanicist

 
În imagine: câmpul magnetic al Pământului, protejând Terra de radiaţia solară

În jurul anului 1900 fizicienii aveau o concepţie mecanicistă a universului. Newton arătase că sistemul solar este o colecţie de obiecte care interacţionează prin forţe care acţionează la distanţă. Pe la finalul secolului al XIX-lea începuseră să se acumuleze dovezi cu privire la existenţa reală a atomilor. Imaginea newtoniană a lumii macroscopice se transfera la nivelul lumii microscopice. Actorii pe scenă erau acum atomii, în locul planetelor, iar forţele erau electrice, nu gravitaţionale - dar părea să fie o variaţiune pe aceeaşi temă.

NASA a fotografiat asteroidul Bennu, aflat în apropierea Pământului, de la doar 690 de metri, un nou record. Urmează colectarea de mostre de sol

Sonda spaţială OSIRIS-REx, aparţinând NASA, a fotografiat un asteroid, numit Bennu, de la o distanţă de doar 690 de metri, urmarea fiind o imagine de o rezoluţie foarte bună a obiectului spaţial amintit.

După ce sonda spaţială a ajuns în apropierea Bennu, echipa de cercetători americană care răspunde de proiectul OSIRIS-REx a observat particule care sunt ejectate în spaţiu de pe suprafaţa asteroidului. Pentru a înţelege care este cauza acestui fenomen, două săptămâni vor fi dedicate observării şi fotografierii asteroidului.

Zonele în care se formează cutremure pe teritoriul României

 
Reprezentare 3D a zonei Vrancea, scoțând în evidență blocul litosferic scufundat în manta și cutremurele ce au loc în cadrul acestuia. Credit: mobee.infp.ro

România este o ţară cu potenţial seismic ridicat, cutremurele din secolul al XX-lea ducând la mii de victime. Practic în orice moment se poate produce un cutremur cu magnitudine mai mare de 7 în Zona Seismică Vrancea, la adâncimi între 60 şi 180 km. Pregătirea pentru un astfel de cutremur ar trebui să fie o prioritate pentru autorităţile statului. Iar Zona Vrancea nu este singura în care pot avea loc cutremure cu potenţial distructiv, după cum veţi putea vedea în continuare.

Cutremurul este rezultatul unei eliberări bruşte de energie în scoarţa Pământului, energie creată de mişcări ale plăcilor tectonice, vulcani în activitate, alunecări de teren, explozii nucleare controlate ori nu. La aceste cauze se poate adăuga impactul cu corpuri cosmice, cum ar fi: meteoriţi, comete sau chiar asteroizi. Energia astfel produsă se transmite prin sol prin intermediul undelor seismice.

• România

Cele mai bune canale YouTube de ştiinţă în limba română

În articolul despre "Cele mai bune site-uri de ştiinţă româneşti" am promis că vom inventaria şi canalele de YouTube româneşti care se ocupă de ştiinţă. Ca şi în cazul site-urilor de ştiinţă în limba română, şi canalele YouTube cu conţinut ştiinţific sunt limitate numeric. În fapt am introdus în lista noastră şi site-uri mai generaliste, dar cu ceva conţinut ştiinţific, pentru a vă forma o idee mai bună  cu privire la subiect, dar şi pentru a da consistenţă articolului. Iată care sunt cele mai bune canale YouTube de ştiinţă în limba română.

Separarea emisferelor creierului duce efectiv la dublarea personalităţii. Inventarea operaţiei a dus la câştigarea Premiului Nobel

Corpus callosum este mănunchi de fibre nervoase care conectează cele două emisfere ale creierului, permițându-le să comunice. În imaginea de mai sus puteți vedea o secțiune a creierului arătând jumătate de creier, după separare.

Observați că circumvoluțiunile se întind din partea de sus a creierului până ajung la zona albă din mijloc, corpus callosum. Acesta este singurul loc unde cele două emisfere cerebrale sunt conectate.

"Penseta optică" şi impulsurile laser ultra-rapide: două tehnici de manipulare a luminii care au obţinut Premiul Nobel

Fasciculele laser ţin celule vii pe loc. Fasciculele pot fi folosite pentru a roti celulele pentru o fotografiere de detaliu.

Lumea în care trăim este plină de lumină și aceasta este esenţială pentru a asigura viața pe planeta noastră. De aceea este mai mult decât firesc să onorăm trei oameni de știință care au inventat noi modalități de a folosi razele de lumină pentru a explora lumea.

Premiul Nobel pentru fizică din 2018 a fost acordat lui Arthur Ashkin, lui Gérard Mourou și Donnei Strickland pentru producerea unor instrumente din fascicule de lumină. Ashkin a câștigat jumătate din premiu pentru crearea unor "pensete optice", care sunt de fapt fascicule de lumină ce au capacitatea de a manipula obiecte minuscule, precum celulele sau atomii, în timp ce Mourou și Strickland au câștigat cealaltă jumătate pentru inventarea unei tehnologii care generează impulsuri laser ultrascurte și de înaltă intensitate, tehnologie folosită în chirurgia oftalmologică, științele materialelor, studierea proceselor foarte rapide și fizica plasmei, între altele.

Sindromul parietal. Pierderea abilităţii de orientare spaţială

Leziuni ale lobului parietal al creierului, în special în emisfera dreaptă, pot duce la probleme cu orientarea spaţială. Inteligenţa (abilitatea) spaţială este folosită atunci ne formăm harta mentală a unei zone sau atunci când ne imaginăm cum anumite forme se potrivesc împreună.

Fenomenul „fiascoului medical”. Sute de proceduri, dispozitive şi practici medicale, descoperite ca ineficiente

Impresia generală este că medicina modernă avansează în ritm alert, şi nu greşim crezând astfel. Antibioticul a înlocuit arsenicul, iar anestezia un glonţ ţinut între dinţi, pentru a da doar două exemple. Dar veştile nu sunt toate bune.

Rezistenţa şi supraconductorii, pe înţelesul tuturor

Care este diferenţa dintre un bec cu puterea de 100 W şi unul de 200 W? Ambele sunt alimentate la o tensiune de 110 V, deci conform ecuaţiei P = U•I singura explicaţie ar fi că pentru o putere de două ori mai mare, becul de 200 W  trebuie să “absoarbă” de două ori mai mult curent.

Prin analogie, un furtun pentru incendii şi altul pentru grădină sunt deservite de pompe care dau aceeaşi presiune (tensiune), dar prin furtunul de incendiu va curge mai multă apă, simplul motiv fiind că acesta este mai gros, prin urmare lasă să treacă mai multă apă. De asemenea, un râu mare şi adânc poate curge în acelaşi sens cu un altul mai mic, dar numărul de litri debitat de primul râu va fi mult mai mare.

Ce înseamnă să fii inteligent? Opt aptitudini (inteligențe) care extind înțelesul obișnuit al inteligenței

Dacă diverse părți ale creierului execută funcții diferite, ne putem aștepta ca oamenii să difere în ce privește talentul pe care-l au, excelând în zone diferite. Nimeni nu este bun la toate, iar cei mai mulți dintre noi manifestă slăbiciuni care corespund anumitor arii cerebrale.

Gravitaţia este efectul curbării spaţiu-timpului. Cum putem vizualiza mai bine mişcarea obiectelor în spaţiu-timpul curbat?

Harta câmpului gravitaţional al Terrei (Potsdam Gravity Potato)
Sateliţii GRACE şi CHAMP au fost folosiţi pentru a crea harta câmpului gravitaţional al Terrei. După cum se poate observa, sunt diferenţe între diversele părţi al suprafeţei terestre. De unde aceste diferenţe? Cauze posibile sunt: distribuţia neuniformă a masei în oceane, continente ori în interiorul Pământului, printre altele.

Ideea acestui articol a venit de la o nemulţumire privind modul clasic în care este vizualizată, de regulă, curbura spaţiu-timpului. Şi propunem o nouă modalitate de vizualizare care, sperăm, este mai intuitivă. Ca să fie clar de la început: ambele variante, cea clasică şi cea propusă aici, sunt, în mod limpede, doar aproximări; nimeni nu ştie să vizualizeze lumea în 4 dimensiuni, spaţiu-timpul. Întrebarea este dacă varianta pe care o propunem este mai utilă în încercarea de a înţelege mişcarea obiectelor în spaţiu-timp.

Formarea și evoluția structurii universului. (3) Istoria evoluției universului, pe scurt

Clic dreapta - View image (pentru o rezoluţie superioară)

Dacă aţi citit cele două părţi anterioare ale articolului (1, 2) probabil înţelegeţi altfel această imagine, cunoscută sub denumirea de "Coloanele creaţiei", şi nu este, ca pentru mulţi, doar un plăcut amestec de culori pe ecran.
Aceste coloane de gaz pe care le puteţi vedea în imaginea NASA din 2014 se află în centrul Nebuloasei Vulturul (o nebuloasă este un uriaș nor de gaz interstelar și silicați în formă de praf interstelar), care este situată într-unul dintre braţele Căii Lactee, la circa 7 mii de ani-lumină de noi. În Nebuloasa Vulturul au loc procese de formare de stele noi, acesta fiind şi motivul pentru care imaginea a primit denumirea de "Coloanele creaţiei" (eng. The Pillars of Creation).
Fotografia a fost creată pe baza a trei imagini originale: una pe baza luminii emise de oxigen (albastrul din imagine), una pe baza luminii emise de hidrogen (verde) şi una pe baza luminii emise de sulf (roşu).

După cele două articole anterioare, în care am vorbit despre 1. crearea și evoluția galaxiilor și 2. crearea și evoluția marilor structuri ale universului (roiuri și super-roiuri de galaxii, filamente și viduri cosmice),  iată, pe scurt, istoria evoluția universului, în care condensăm tot materialul prezentat anterior, într-o abordare integrată.

Inițial, distribuția materiei (luminoase și întunecate) era aproape perfect omogenă. Acest ”aproape” este cheia. Din loc în loc erau aglomerări de materiei (de ambele tipuri), așadar zone cu densitate un pic mai mare decât media.

Formarea și evoluția structurii universului. (2) Roiurile de galaxii, vidurile și filamentele galactice

Structura la scară mare a universului. Filamente şi viduri cosmice

Ce face ca galaxiile, roiurile de galaxii, super-roiurile, vidurile cosmice (spații vaste din univers, dintre filamentele cosmice, care conțin foarte puține ori nicio galaxie) ori filamentele cosmice (cele mai mari structuri cosmice) să arate în modul în care arată?

Dacă galaxiile par să se formeze, în esență, prin asamblarea unor componente mai mici prin intermediul gravitației, așa cum am văzut în primul articol al seriei [Formarea și evoluția galaxiilor] cum stau lucrurile în privința roiurilor de galaxii ori a structurilor mai mari? Cum putem explica hărțile la scară mare care ne arată galaxiile distribuite în cadrul unor superstructuri întinse pe milioane de ani-lumină?

Unii oameni nu recunosc fețele semenilor ori propria față, ca urmare a unor leziuni ale creierului

Prosopagnosia este o tulburare neurologică determinată de leziuni ale creierului, mai exact ale unei regiuni denumite "girusul fusiform", care se manifestă prin inabilitatea de a recunoaște fețele. Cei cu această afecțiune pot vedea diferitele părți ale feței umane, dar nu pot folosi informația de care dispun pentru a distinge o persoană de alta.

Oliver Sacks, un autor foarte cunoscut specializat în neuropsihologie, a făcut cunoscut chiar înainte să moară, în 2015, că a suferit de această afecțiune. Unul dintre cazurile din cărțile sale se referea la propria sa persoană, deși din lectura cărții nu rezultă acest lucru.

Despre volţi și voltaj, pe înțelesul tuturor

Circuitele electrice pot fi folosite pentru transmiterea de semnale, stocarea informației, efectuarea de calcule, dar cel mai comun scop este acela de a manipula energia, cum este cazul alimentării unui bec cu ajutorul unei baterii.

Știm că becurile sunt definite în funcţie de wați, fiind vorba despre numărul de jouli pe secundă transformați în căldură și lumină, dar care este legătura cu fluxul de sarcini măsurat de ampermetru?

Formarea și evoluția structurii universului. (1) Galaxiile

Obiectul lui Hoag - galaxie atipică ce este cunoscută şi sub numele de galaxie inelară

Abia în 1923, ca urmare a entuziasmului neobosit al faimosului astronom Edwin Powell Hubble, am aflat că galaxia noastră nu constituie întregul univers. În fapt abia în 1925 descoperirea unei alte galaxii a devenit publică. În 1920 a avut loc ceea ce a rămas în istorie drept „Marea dezbatere”, care a avut ca subiect dimensiunea universului și dacă galaxia noastră este singura galaxie sau nu. Dezbaterea, între Harlow Shapley și Heber D. Curtis, nu a lămurit însă lucrurile.

Astăzi știm că sunt miliarde și miliarde de galaxii şi univers. Dar cum s-ar format acestea? Sunt galaxiile relaționate unele cu altele în univers? Iată în continuarea povestea formării galaxiilor și a structurii fundamentale a universului.