Metacognition

فرا شناسی

حیات یک عنصر جدید دارد

تعقیب داستان منشاء حیات بسیار جذاب است… اما این تعقیب و جست و جو می تواند چیزی بیش از هیجان را برای ما به ارمغان داشته باشد. دانستن اینکه چگونه زمین اولین سلول‌هایش را ساخت، می تواند ما را به سمت جستجوی حیات فرازمینی سوق دهد. اگر مواد تشکیل دهنده و محیط مورد نیاز برای جرقۀ حیات خودبخودی را شناسایی کنیم، می توانیم شرایط مشابهی را در سیارات سراسر کهکشان جستجو نماییم.

early earth don dixonبه گزارش بیگ بنگ، امروزه بسیاری از تحقیقات انجام شده در مورد منشاء حیات بر روی یک بلوک ساختاری ویژه یعنی: RNA تمرکز نموده‌اند. در حالی که بعضی از دانشمندان بر این باورند که حیات از مولکول‌های ساده تشکیل شده و پس از آن به صورت RNA فرگشت یافته است، برخی دیگر به دنبال شواهدی برای اثبات (یا رد) این ادعا هستند که RNA از ابتدا وجود داشته است. مولکول پیچیده اما چند منظوره RNA که مسئول انتقال اطلاعات ژنتیکی و کمک به تولید پروتئین‌هاست، در حال حاضر به کاندید مناسبی برای تشکیل ستون فقرات حیات تبدیل شده است.

محققان برای بررسی “فرضیه جهان ِ RNA” با دو چالش عمده مواجه هستند. اولا، آنها باید دریابند که کدام ترکیبات برای ایجاد چهار نوکلئوتید RNA – یعنی آدنین، گوانین، سیتوزین و اوراسیل (A، G، C و U) با هم ترکیب شده‌اند و دوم، آنها باید بدین کشف دست یابند که چگونه RNA اطلاعات ژنتیکی را ذخیره و کپی کرده تا بتواند خودش را تکثیر کند.

تا کنون، دانشمندان پیشرفت قابل توجهی در عرصه یافتن مواد اولیۀ تشکیل دهنده C و U  داشته‌اند. اما A و G  همچنان سوالات زیادی را به جای گذاشته‌اند. در حال حاضر، در مقاله منتشر شده در PNAS، جک سستاک، استاد شیمی و زیست‌شناسی دانشگاه هاروارد به همراه کیم سوگست نویسنده، نشان داد که RNA می تواند توسط مجموعه‌های مختلفی از نوکلئوتیدها تولید شده باشد. در عوض تولید گوانین، RNA می تواند بر اینوزین متکی باشد. سوگست گفت:«مطالعه ما نشان می دهد که نخستین گونه‌های حیات (  A، U، C، و I )  ممکن است از یک مجموعه متفاوت از بازهای نوکلوئیدی نسبت به  آنچه که در جامعۀ مدرن کنونی ( A، U، C، و G)  یافت می شود به وجود آمده باشند.»

چگونه او و تیمش به این نتیجه رسیدند؟ آزمایشگاه وی که در تلاش است تا A و G، نوکلئوتیدهای مبتنی بر پورین را تولید کند، محصولات جانبی ناخواسته زیادی را ایجاد نموده است. با این حال، بتازگی، محققان راهی را برای تولید نسخه‌های آدنوزین و انزین – ۸-اکسیدان آدنوزین و ۸-اکسوآنوزین – از مواد اولیه موجود در زمین کشف نموده‌اند. بنابراین، کیم و همکارانش تصمیم گرفتند به بررسی این موضوع بپردازند که آیا RNA هایی که به این صورت تولید می شوند، می تواند به خوبی تکثیر شوند یا خیر.

اما، این مواد در عمل شکست خوردند. مانند یک کیک پخته شده با عسل به جای شکر، محصول نهایی دارای  طعم مشابهی بود، اما کارایی لازم را نداشت. کیک عسل ما سوخته و غرق در مایع است.  ۸ اگزو پورین RNA سرعت و دقت مورد نیاز برای کپی شدن را ندارد. اگر فرایند تبدیل به کندی صورت گیرد نیز، قبل از تکمیل فرایند، از بین می رود.

علیرغم عملکرد نامناسب، تولید  ۸- اگزوپورین شگفتی غیر منتظره‌ای را به همراه داشت. بعنوان بخشی از آزمایش، تیم توانایی‌های ۸-اکزوآنوزین را با اینوزین مقایسه کرد. بر خلاف همتای ۸-اکزو، اینوزین  سبب می شود که RNA بتواند با سرعت بالا تکثیر شود. لذا تیم “بدین نتیجه رسید که شاید اینوزین بتواند یک جایگزین مناسب برای تولید گوانوزین در ابتدای حیات باشد.

۱۴ دی ۹۷ ، ۱۵:۱۳ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
علی محمدی

بهترین کتاب‌های فضایی و علمی-تخیلی برای تعطیلات

بیرون از اینجا، اثر مایک وال

بیرون از اینجا: راهنمایی علمی برای زندگی بیگانگان، پادماده و سفر فضایی انسان (برای کنجکاوی‌های کیهانی) مایک وال، نویسنده ارشد وبسایت اسپیس دات کام، سراغ سخت‌ترین سوال‌ها دربارۀ جایگاه ما در کیهان رفته است. غیر از ما چه کسانی آن بیرون هستند؟ ممکن است چه شکلی باشند؟ چرا ما هنوز صدایشان را نشینده‌ایم؟ وال، به مهم‌ترین سوالات فلسفی ما با به‌روز ترین دانش، پاسخی دقیق و با چاشنی طنزی دلنشین ارائه می‌دهد. کارل تات با نقاشی‌های جذابش در این کتاب مشارکت داشته‌ است.

bookبیرون از اینجا، جستجو برای زندگی را به تصویر می‌کشید و به ما نشان می‌دهد که واکنش احتمالی ما به حیات یافت شده چه خواهد بود. هم‌چنین این کتاب بررسی می‌کند که حیات طولانی مدت انسان، خارج از زمین به چه شکلی خواهد بود و اینکه ایا اصلا ما به آن دست خواهیم یافت یا نه؟ این کتاب جذاب‌ترین جنبه‌های علم فیزیک را به ما نشان می‌دهد، اما ابدا کتابی سطحی نیست.

ستارگان حیله‌گر و آسمان فانی (تور۲۰۱۸) اثر مری رابینت کوال

اگر اکتشافات فضایی به جای انتخابی بودن، یک ضرورت بود، چه می‌شد؟ ضرورتی که علتش این است که زمین به‌خاطر یک اتفاق ناگهانی فاجعه‌بار توسط ائتلاف بین‌المللی، به زودی به محلی غیرقابل سکونت تبدیل خواهد شد. این رمان، نسخه نهایی از سری رمان‌های تاریخی است که مری رابینت، در سری داستان‌های زن فضانوردش، به بازار عرضه می‌کند.

bookاین کتاب‌ها داستان زندگی ریاضی‌دانی به نام الما یورک است که آرزو دارد روزی فضانورد شود. این داستان‌ها در زمان جنگ جهانی دوم می‌گذرد. کاوال به طور مفصل، تاریخ واقعی را با طرح داستانی خود، آمیخته است و نتیجۀ این کار، ایجاد یک مجموعه است که به طور همزمان امیدوارکننده و البته، عملی است. زن فضانورد، دید قدرتمندی از جنگ‌های فضایی به ما می‌دهد و به سادگی به ما نشان می‌دهد که این پدیده می‌توند تبدیل به نیرویی مثبت در جامعه شود.

چگونه در فضا زندگی کنیم؟ اثر کالین استورات

آیا علاقه‌مند به سفر در فضا هستید؟ می‌توانید با وجود شرکت‌هایی مانند ویرجین گلکتیک و بلو اوریجین، برای تجربه پروازهای زیرمداری آماده شوید و شرکت اسپیس ایکس هم برای فرود انسان در ماه و مریخ برنامه‌ریزی می‌کند. احتمالا آرزوی شما به‌زودی برآورده خواهد شد. اما قبل از اینکه سوار هواپیما شوید و از زمین خداحافظی کنید، باید به سوالاتی پاسخ دهید؛ چیزهایی در مورد ماندن در فضا که باید بدانید. کتاب “چگونه در فضا زندگی کنیم؟”

bookاثر کالین استوارت، همه جزئیات مهم این سوال را در خود دارد. این کتاب جامع، همه نکات را، از خوردن و خوابیدن و استفاده از توالت در گرانش صفر، دستورالعمل‌هایی برای ساختن پایگاه در ماه و مریخ و مریخ‌نوردی به شما ارائه می‌دهد. هرجایی که ماجراجویی فضایی شما، شما را خواهد برد، این راهنما می‌تواند به شما در استفاده از تجربیات خارج از این دنیا، کمک کند.

عجیب‌ُ بی انتها اثر اسکات کلی

اسکات کلی مدت ۳۴۰ روز را در ایستگاه فضایی بین‌المللی صرف کرد و ده‌ها هزار تصویر از سیاره را که در حال چرخش است، ثبت نمود که می‌توان آن را به عنوان راهنمایی کامل برای نشان دادن شگفتی‌های زمین دانست. این کتاب مصور بزرگ، عکس‌هایی را که از ایستگاه فضایی و زمین گرفته است، با منظره‌هایی با زوم فوق‌العاده، در قسمت های غیر معمول سطح سیاره، و سایر قسمت های ماموریت تاریخی‌اش، مثلا از قسمت‌های راه اندازی و فرودش، ترکیب می کند. این کتاب شامل تصاویر بزرگ و رنگارنگ با توصیف کلی از ماموریت و ویژگی‌های جالب سیارۀ زمین است و این همبستگی عالی کتاب را به مکملی مستقل برای کتاب اخیر خاطرات‌ش به نام استقامت تبدیل کرده‌ است.

bookعجیب و غریب (کتاب خیابان دای، ۲۰۱۸) اثر الک نوالا – لی

کتاب جذاب جدید نوالا لی، به نام عجیب‌ و غریب، در مورد چهار شخصیت از عصر طلایی داستان‌های علمی-تخیلی است که در طول سال‌های تکامل‌شان، این ژانر را هدایت می‌کنند. جان کمبل، ویراستار مجله علمی و تخیلی “عجیب و غریب”، و آیزاک آسیموف، رابرت هینلین و رون هوبارد این چهار شخصیت هستند. این کتاب، به ما نشان می‌دهد که چطور ژانر علمی- تخیلی، از داستان‌های ماجراجویانه فضایی تکوین و تکامل پیداکرد و به پیش‌گویی‌های جدی و تاثیرگذار در دنیای مدرن رسید. هم‌چنین به این می‌پردازد که چطور این مقوله به توسعه ابتدایی فرهنگ طرفداری انجامید، که به طرز شگفت‌آوری به امروز شبیه است. هم‌چنین به تاثیرات ایده‌های آن‌ها بر جامعه به عنوان یک کل، پرداخته‌ است.

bookطرح چهره‌پردازی نوالا-لی از این چهار نفر، بسیار پیچیده‌ است و بدون مخفی کردن بخش‌های کمتر جذاب وجودی‌ و شهرت‌شان، به آن‌ها اهمیت می‌بخشد. این تحقیقات عمیق نشان می‌دهد که او صدها داستان از سالنامه علمی- تخیلی خوانده‌ است و همچنین، ته‌‌و توی همه نامه‌های شخصیت‌های اصلی داستان را در آورده است.

۱۴ دی ۹۷ ، ۱۵:۱۲ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
علی محمدی

قندهای DNA می‌توانند در فضا شناور باشند


So far, Earth is the only place in the world that can support life, but evidence suggests that life-saving chemical components may be in space. NASA's astronomers have recently succeeded in constructing DNA sugars in a vacuum chamber. Simulates the interstellar space

 تا به امروز، زمین تنها مکان در جهان است که میتواند از حیات پشتیبانی کند، اما شواهد و قرائن حاکی از آن است که اجزای سازنده شیمیایی حیات شاید در فضا وجود داشته باشند. بتازگی اخترفیزیکدانان سازمان فضایی ناسا موفق به ساخت قندهای DNA در یک محفظه خلاء شده‌اند که فضای میان ستاره‌ای را شبیه‌سازی می کند.

dna space

قندهای DNA شاید در فضای میان ستاره‌ای به وجود بیایند؛ فضایی که در آن یک سری مولکول‌های حیاتی جای دارند و از سحابی‌ها نشات می گیرند.

 آنها در بررسی‌های بعدی خود، سایر مشتقات قند را هم در نمونه‌های شهاب سنگی پیدا کردند. اینکه حیات در زمین دقیقا به چه صورت پدید آمد، در هاله‌ای از ابهام می باشد؛ به ویژه جهش از ماده غیر زنده به سلول‌های زنده. نظریه رایجِ فعلی این است که چشمه‌های داغ سطحی یا آبفشان های داغ اعماق دریا شرایط و مواد مناسبی را برای پدیدار شدن حیات ساده فراهم آوردند، اما هنوز شکاف‌هایی در این نظریه وجود دارد که باید پُر شود.

یکی دیگر از نظریه‌ای نوظهور بیان میدارد که زمین صرفا «اجاق گازی» برای کیک حیات بود. شاید قدری دور از ذهن باشد، اما شواهد زیادی از این نظریه پشتیبانی می کند. نشانه‌های واضح از قند و مولکول‌هایی با طرح هندسی و ساختار مناسب برای حیات در فضا کشف شده است، همچنین آب و سایر ترکیباتِ ضروری حیات در شهاب‌سنگ‌ها پیدا شده است. مطالعه جدید، شواهد دیگری هم عرضه می کند. دانشمندان مرکز تحقیقات ایمز ناسا در صدد بررسی این مسئله هستند که آیا قندهای DNA می توانند در فضای میان ستاره‌ای به وجود بیایند یا خیر. برای انجام این کار، آنها یک ماده آلومینومی را به دمای صفر مطلق سرد کرده و در محفظه‌ای خلاء قرار دادند. این محفظه شرایط فضای ژرف را بازسازی کرد. سپس، محققان ترکیبی از بخار آب و متانول با درون محفظه اضافه کردند. در نهایت، نور فرابنفش را به داخل محفظه تاباندند تا تابشِ حاصل از ستارگان را شبیه‌سازی نمایند.

به پاس، دمای بسیار سرد، لایه‌ای یخی در روی آلومینیوم شکل گرفت که سپس توسط تابش فرابنفش گرم شد. محققان به تجزیه و تحلیل ماده پرداخته و دریافتند که مولکول قند ۲-دی اکسی ریبوز پدید آمده بود؛ در کنار چندی دیگر از مشتقات قند. اما چون این مولکول‌های حیاتی می توانند به هنگام شبیه‌سازی فضای میان ستاره‌ای در آزمایشگاه تولید شوند، لزوما به این معنا نیست که این فرایند در طبیعت هم به وقوع می پیوندد. محققان برای انجام بررسی‌های بیشتر، نمونه‌های کربن در متعددی را مطالعه کرده و آثاری از الکل و اسیدهای قند دئوکسی بیشتری پیدا کردند. پیچیده‌ترین ماده کشف شده، ۲-دئوکسی ریبوز بود، اما محققان دلیل آن را عدم بررسی نمونه‌های بیشتر دانسته‌اند.dna space«اسکات سندفورد» محقق و نویسنده مقاله خاطر نشان کرد: «ما برای بیش از دو دهه، از خودمان این سوال را پرسیده‌ایم که آیا مواد شیمیایی که در فضا وجود دارد می توانند ترکیبات لازم برای حیات را پدید آورند یا خیر. جهان جای پهناوری است و زمان بسیار بسیار زیادی برای پیاده‌سازی پروژه‌های کیهانی‌اش در اختیار دارد.»

پیدا کردن این مولکول‌های حیاتی در شهاب سنگ‌ها می توانند نقش موثری در توضیح منشاء حیات در زمین و گسترش آن به سایر نقاط جهان داشته باشد. سیارک‌ها و دنباله‌دارها می توانند در معرض گرد و غبار کیهانی قرار بگیرند؛ سپس با برخورد به قسمت سطح، بذر حیات را در سیاره‌ها و اقمار بکارند. هنوز دانشمندان نمی دانند که حیات به وفور در قسمت‌های دیگر جهان وجود دارد یا خیر. این مقاله در مجله «Nature Communications» منتشر شده است.

۱۴ دی ۹۷ ، ۱۵:۱۱ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
علی محمدی

hi

hi everyone

۱۹ مرداد ۹۷ ، ۱۲:۳۶ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
علی محمدی

جهان­‌های‌ موازی می‌­توانند بزرگترین اسرار فیزیک را حل کنند

وقتی صحبت از فهم ما دربارۀ علم فیزیک می­ شود، سیاهچاله­‌ها یکی از بزرگترین دو راهی­‌های شناخته ­شده در این علم به حساب می ­آیند؛ سیاهچاله­‌ها یا اطلاعات را نابود می­ کنند، که در تناقض با مکانیک کوانتوم است یا نظریۀ نسبیت اینشتین را نادیده می­ گیرند. گرچه امروزه برخی بر این باورند که شاید نظریۀ وجود جهان­‌های چندگانه بتواند به حل این مسئله کمک کند.

 این نظریه بیان می کند که هر کدام از چند نتیجۀ ممکن یک رویداد کوانتومی، به جهان ِ مختص به خود مربوط می­ شود. حال تیمی از محققان موسسه تکنولوژی کالیفرنیا به سرپرستی “شان کارول” اذعان داشتند که این تفسیر(جهان­‌های چندگانه) می­ تواند تناقضات موجود دربارۀ سیاهچاله‌­ها را توضیح دهد؛ نسبیت عام نیز وجود چندین جهان را تایید می­ کند که در این جهان­‌ها، اطلاعات اگر در هر شاخۀ کوچک نباشند، در سراسر تابع موج جهانی محفوظ می­مانند.

چندین جهان

آیدان چاتوین-دیویس، عضوی از تیم تحقیقاتی کارول اظهار داشت؛ دانشمندان دیگری نظریه چندجهانی را(نام دیگر آن، اورت) برای حل مسئله­ اطلاعات در سیاهچاله­‌ها پیشنهاد دادند. او اضافه کرد: «از نظر کیهانی، احتمالا ما اولین کسانی هستیم که دیدگاهمان را به عنوان دیدگاه “اورتی” می­ شناسیم. مهمتر اینکه ما قصد انجام محاسباتی را داشتیم تا دیگر نظرات انتزاعی را به زبان ریاضی تبدیل کنیم.»

یاسونوری نومورا، استاد فیزیک دانشگاه کالیفرنیا گفت: «در تلاش­‌های قبلی، نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را قابل بکارگیری برای یک جهان می ­دانستند. رویکرد من این دو را از یکدیگر جدا می­ کند. مکانیک کوانتوم حالت کوانتومی با نام برهم­نهی را برای چندین جهان لحاظ می کند و نسبیت عام تنها بر یکی از این جهان­‌ها قابل بکارگیری است.»

چنین خط فکری از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا شاید بتوان با آن توضیحات بیشتری در خصوص ماهیت گرانش و فضا-زمان ارائه کرد. نومورا پیشنهاد داد که این ایده‌ها ارتباط وسیع‌تری با ساز و کار گرانش کوانتومی در سطوح بنیادین و به خصوص با منشا کیهان دارد.

چاتوین دیویس در این باره گفت: «ما می­­دانیم که برای درک سیاهچاله‌­ها، هم به نسبیت عام و هم به مکانیک کوانتوم نیازمندیم و این دو نقطه­ شروع خوبی برای آزمایش دیگر نظریات در خصوص گرانش کوانتومی می­ باشند. اگر ما موفق به درک سیاهچاله­‌ها شویم، به توصیف گرانش کوانتومی در بعدی وسیع بسیار نزدیکتر خواهیم شد.» با استفاده از تفسیر جهان‌های چندگانه دانشمندان و اخترشناسان در حال یافتن راه­‌های جدیدی برای یافتن پاسخی بر پدیدۀ سیاهچاله هستند. با مطالعات بیشتر، این تحقیقات می­ تواند اطلاعات ارزشمندی در خصوص چهارچوب جهان ما ارائه دهد و خلاءهای موجود در دانش ما را کاهش دهد.

۱۶ بهمن ۹۶ ، ۲۰:۳۶ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
علی محمدی

بازسازی سلولی

پژوهشگران دانشگاه رایس در هیوستون تگزاس، می گویند؛ برخلاف باور رایج، سلول های عصبی مغز قادر به ترمیم و بازسازی خود هستند. این سلول ها از پیچیده ترین مکانیسم های زیست شناسی برخوردارند و دانش امروز در این باره هنوز محدود است.

این محققان با استفاده از دستگاه های پرتونگاری پیشرفته و میکروسکوپ های قوی،قادر به مشاهده ی سلول های مغز و ارتباط آنها در محل پایانه های عصبی شدند و امینه قطاب، پژوهشگر ارشد این پروژه در دانشگاه رایس تگزاس می گوید: ” ما در حقیقت به نیای سلولی نورون ها در مغز نگاه می کنیم. این سلول ها توان تجدید و باز آفرینی سلول های مغز را در شبکه های فعال عصبی دارند.”

با استفاده از دستگاه های پرتونگاری پیشرفته و میکروسکوپ های قوی، پژوهشگران، قادر به مشاهده ی سلول های مغز و ارتباط آنها در محل پایانه های عصبی است.

نمای نزدیک سی تی اسکن مغز

 

سلول های مغز از طریق پیام های شیمیایی و الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و در صورت نیاز، پروتئین های مخصوصی وجود دارد که امکان رشد یک سلول عصبی تازه را از سلول های نیمه تمایز یافته فراهم می کند. و حالا تیم پژوهشی دانشگاه رایس، متشکل از پزشک، بیولوژیست، نانو تکنولوژیست  و متخصصان الکترونیک در تلاش هستند تا جزییات ساز و کار پیام رسانی و رشد و نمو مجدد نورون ها را مشخص کنند.

 

پژوهش دانشگاه رایس، یکی از پروژه های نهاد پیشگامی است که باراک اوباما رئیس جمهور آمریکا، با اختصاص ۳۰۰ میلیون دلار بودجه تحقیقاتی، برای تهیه نقشه ژن های انسانی، بنیانگذاری کرد. و امینه قطاب امیدوار است، پروژه تحقیقاتی آنها با تقویت دانش عصب شناسی و شناخت ِ ساز و کار ِ رشد و تکثیر سلول های عصبی، امکان درمان های مؤثر برای آلزایمر، سکته مغزی و سایر بیماری های اعصاب فراهم کند. دانشگاه رایس قرار است به زودی، با تهیه یکی از پیشرفته ترین کامپیوترهای جهان تحلیل داده های گردآوری شده این تیم پژوهشی را آغاز کند.

۲۷ بهمن ۹۵ ، ۱۶:۲۱ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
علی محمدی