Dzieńdoberek! Witam Was w piątym odcinku podkastu Naukowo i na wstępie chciałbym podziękować moim pierwszym Patronkom, Ewie i Ilonie! Serdecznie dziękuję za Wasze wsparcie, Wasze pierwsze cegiełki są dla mnie ogromnym zobowiązaniem przy budowaniu tej audycji! A wszystkich, którzy chcieliby dołączyć się do wsparcia podkastu zapraszam na mój profil na Patronite - www.patronite.pl/naukowo - oraz do udostępniania i informowania znajomych o nowych odcinkach, to naprawdę bardzo pomaga! Lecimy!

Zaczynamy śpiewająco od muzyki - to czego słuchamy i jaka muzyka nam się podoba jest sprawą bardzo indywidualną. Ja na przykład najczęściej słucham housu i polskiego rapu. Niektórzy z nas niemal cały czas słuchają muzyki, także podczas pracy czy nauki, a inni do zadań, w których potrzebne jest skupienie wymagają ciszy. Coraz więcej dowodów potwierdza dobroczynny wpływ muzyki na samopoczucie i jakość życia. Słuchanie i tworzenie muzyki (na przykład poprzez śpiew lub grę na instrumentach) jest coraz częściej zalecane, w tym w raporcie Światowej Organizacji Zdrowia, jako sposób na poprawę jakości życia. Jednakże skala tego pozytywnego związku muzyki ze zdrowiem jest nadal niejasna, co ogranicza włączenie muzyki do opieki zdrowotnej. Nowe badania sugerują, że pozytywny wpływ śpiewania, grania lub słuchania muzyki na zdrowie może mieć większe znaczenie niż się sądzi. Opierają się one na metaanalizie obejmującej 26 wcześniejszych badań, w których wzięło udział ponad 700 osób. Czym jest w ogóle metaanaliza? W uproszczeniu - łączy ona wyniki licznych wcześniejszych badań naukowych i poddaje je procedurze statystycznej. Zaletą jest to, że dysponujemy większą liczbą danych, a takie większe zbiory mogą dać o wiele silniejszy sygnał statystyczny i mieć większe znaczenie. Trzeba niestety poświęcić dużo czasu i mieć odpowiednią wiedzę i doświadczenie, aby przebrnąć przez liczne badania w poszukiwaniu kilku, które mogą zawierać to, czego potrzebujemy. Metaanaliza 26 badań dotyczących wpływu muzyki dostarczyła jasnych i ilościowych dowodów, że istnieje związek między muzyką, a istotnymi zmianami w samopoczuciu i jakości życia. Dodatkowo w 8 z tych badań wykazano, że dodanie muzyki do zwykłego leczenia wiązało się z klinicznie istotnymi zmianami zdrowia psychicznego w różnych stanach chorobowych. Z badań tych wynika także, że muzyka jest niezawodnie zaliczana do największych przyjemności życia, a w związku z tym może stanowić bardziej atrakcyjną i skuteczną alternatywę dla innych naszych starań o dobre zdrowie takich jak diety czy ćwiczenia fizyczne. Ciekawa jest również obserwacja, że indywidualne różnice w efektach oddziaływania muzyki uniemożliwiły wyciągnięcie wniosków dotyczących stosowania muzyki w określonych sytuacjach, co może sugerować duże znaczenie naszych osobistych preferencji. Trzeba pamiętać, jak podkreślają sami autorzy metaanalizy, że jest to tylko przegląd dotychczasowych badań, stanowiący wstęp i intrygującą hipotezę, nie wiadomo co, kiedy, gdzie i jak leży u podstaw takiej skuteczności oddziaływania muzyki. Warto przy tym pamiętać, aby zachować odpowiedni poziom głośności - długotrwałe przebywanie w hałasie o sile ponad 85 dB (np. słuchanie głośnej muzyki przez słuchawki) może spowodować przejściowy ból, a wyższe poziomy mogą stale uszkodzić słuch.

Uszy mogą boleć także od jakości muzyki, którą słuchamy. A najnowsze badanie wskazuje, że kobiety i mężczyźni mogą ból odczuwać inaczej. Kobiety są w nieproporcjonalnie dużym stopniu dotknięte ciężarem bólu przewlekłego. Częściej niż mężczyźni zgłaszają bóle dolnego odcinka kręgosłupa, bóle szyi, twarzy i bóle neuropatyczne, a dwa razy więcej kobiet zgłasza częste migreny lub bóle głowy. W ilościowej ocenie eksperymentalnie wywołanego bólu u ludzi, kobiety wykazują większą wrażliwość na ból niż mężczyźni w odniesieniu do kilku bodźców takich jak ból mechaniczny, elektryczny, termiczny i chemiczny. Biorąc pod uwagę narastający kryzys zdrowotny związany ze źle kontrolowanym bólem przewlekłym, konieczne jest systematyczne badanie neurobiologicznych podstaw przetwarzania bólu u obu płci. Niestety, zdecydowana większość przedklinicznych badań nad bólem była prowadzona wyłącznie na gryzoniach płci męskiej, ponieważ przez dziesiątki lat zakładano, że mechanizmy bólowe są w znacznym stopniu takie same u samców i samic. Nowe badanie po raz pierwszy pokazuje, że neurony w rdzeniu kręgowym przetwarzają sygnały bólowe w inny sposób u kobiet niż u mężczyzn. Praca ta jest wyjątkowa także dlatego, bo wykorzystano w nim tkanki rdzenia kręgowego samic i samców, pochodzące zarówno od szczurów, jak i od ludzi. Badając tkankę rdzenia kręgowego w laboratorium, naukowcy byli w stanie wykazać, że czynnik wzrostu neuronów odgrywa główną rolę we wzmacnianiu sygnalizacji bólu w rdzeniu kręgowym u samców ludzi i samców szczurów, ale nie u samic ludzi i samic szczurów. Gdy samicom szczurów usunięto jajniki, różnica ta zniknęła, co sugeruje, że żeńskie hormony płciowe mają organizacyjny wpływ na mechanizmy sygnalizacji bólu. Badacze zaobserwowali dramatyczny dymorfizm płciowy podczas przetwarzania bólu zapalnego. Pomimo tych dowodów, molekularne mechanizmy leżące u podstaw nadpobudliwości u samic pozostają niejasne. Konieczne są dalsze badania w celu ustalenia, które żeńskie hormony płciowe regulują ten dymorfizm. Naukowcy zwracają także uwagę, że równie ważne jest, aby przyszłe badania nad różnicami płciowymi w przetwarzaniu bólu obejmowały bezpośrednie porównania różnic i wyników między samcami i samicami. Odkrycie to może doprowadzić do opracowania lepszych i bardziej spersonalizowanych metod leczenia przewlekłego bólu, które są niezwykle potrzebne, zwłaszcza w obliczu epidemii opioidów.

Mnie bardzo zabolało patrzenie na zdjęcia satelitarne pokazujące jak szelf lodowy wielkości Rzymu w ciągu kilku dni od rekordowo wysokich temperatur na Antarktydzie Wschodniej całkowicie się zapadł. Czym jest w ogóle szelf lodowy? To przedłużenia lądolodów, które unoszą się na oceanie i odgrywają ważną rolę w powstrzymywaniu lodów zalegających w głębi lądu. Bez nich lód śródlądowy szybciej spływa do oceanu, powodując wzrost poziomu morza. Stanowią więc swego rodzaju lodową tamę zatrzymując mnóstwo lodu - niektóre z nich wystarczająco dużo, aby poważnie podnieść globalny poziom mórz, gdyby się roztopiły. Naukowcy poinformowali, że szelf lodowy Conger, którego powierzchnia wynosiła w przybliżeniu 1 200 km kwadratowych, zapadł się około 15 marca. W zeszłym tygodniu Antarktyda Wschodnia odnotowała niezwykle wysokie temperatury, a 18 marca w stacji Concordia padł rekord -11,8°C, czyli o ponad 40°C cieplej niż przewidują normy sezonowe, a inne duże części wschodniej Antarktydy osiągnęły temperaturę o ponad 20°C cieplejszą niż normalnie. Rekordowe temperatury były wynikiem działania prądów atmosferycznych, przyczyniły się do nich silne wiatry wiejące znad Australii. Nagrzane i wilgotne powietrze uwięziło ciepło nad kontynentem, powodując wysokie temperatury na jego powierzchni. W tym samym czasie niektóre stacje w pobliżu bieguna północnego osiągnęły temperaturę o 30°C wyższą od normalnej, przy czym rekordy zostały pobite w Norwegii, a niezwykle ciepłe temperatury odnotowano także na Grenlandii. Na szczęście lodowiec znajdujący się za szelfem Congera jest niewielki, więc jego wpływ na poziom morza w przyszłości będzie prawdopodobnie niewielki, ale załamanie się szelfu lodowego na dużą skalę jest bardzo niezwykłym wydarzeniem. Antarktydę kojarzymy jako wielką, pustą, zimną i nieruchomą kostkę lodu. A tymczasem to nie pierwsze takie wydarzenie - wcześniej miały miejsce przypadki dzielenia się lodowca Totten i szelfu Glenzer. W zeszłym roku ogromna góra lodowa odłupała się od zachodniej strony szelfu Ronne, leżącego na Morzu Weddella na Antarktydzie. Góra lodowa, nazwana A-76, mierzyła około 4320 km kwadratowych powierzchni, miała około 170 km długości i 25 km szerokości, i była nieco większa niż hiszpańska wyspa Majorka. Naukowcy są szczególnie zaniepokojeni przyszłością lodowca o rozmiarach Florydy - nazywanego "lodowcem zagłady", który zawiera wystarczającą ilość wody, aby podnieść poziom mórz na całym świecie o ponad pół metra. Skąd wiemy o takich zjawiskach? Góra lodowa A-76 została dostrzeżona za pomocą zdjęć satelitarnych z misji Copernicus Sentinel-1. Misja ta składa się z dwóch satelitów na orbicie polarnej, które opierają się na obrazowaniu radarowym zbierając dane niezależnie od tego, czy jest dzień, czy noc, co pozwala nam na całoroczny podgląd odległych regionów, takich jak Antarktyda. Takie gwałtowne zjawiska są motorem dodatkowych badań nad procesami w regionie. Naukowcy ostrzegają, że wpływ kryzysu klimatycznego oznacza, że wydarzenia takie jak te będą występować częściej i mocniej oddziaływać na resztę planety.

Tak jak na powierzchnię Księżyca oddziałują przez miliardy lat uderzenia kawałków skał zwykle asteroidów lub komet czego efektem są kratery na Księżycu. Jednak naukowcy rzadko mają sposobność przyjrzeć się pociskom, a niedawno nadarzyła się ku temu nietypowa okazja. 4 marca samotny, zużyty booster rakietowy uderzył w powierzchnię Księżyca z prędkością prawie 9 700 kilometrów na godzinę. Astronomowie wiedzą, że jest to górny stopień rakiety nośnej, wyrzucony po wystrzeleniu satelity na dużą wysokość. Miał on około 12 metrów długości i ważył prawie 4,5 tony. Jak się okazuje nie tak łatwo jest ustalić właściciela tej zużytej rakiety - dowody wskazywały, że jest to prawdopodobnie albo rakieta SpaceX wystrzelona w 2015 r., albo chińska rakieta wystrzelona w 2014 r., ale obie strony zaprzeczyły, że są właścicielami. Istnieją poszlakowe dowody, na podstawie wyliczeń trajektorii lotu, że są nimi jednak Chińczycy. Co właściwie zużyta cześć rakiety robi tak wysoko od Ziemi? Cóż, sprzęt rakietowy często robi dziwne rzeczy w pierwszych dniach pobytu w przestrzeni kosmicznej na przykład wyciekają z niego resztki paliwa, które go odpychają. Powoduje to zmiany orbity, co sprawia, że gdy próbuje się ustalić, skąd wziął się taki kosmiczny złom, otrzymujemy błędną lub nieprecyzyjną odpowiedź. Nie mógł on być w górze długo wcześniej, ponieważ jest to duży, jasny obiekt; ktoś ze środowiska astronomów musiałby go zobaczyć. Musiał więc zostać wystrzelony niedługo przed marcem 2015 roku, na wysokiej orbicie przebiegającej obok Księżyca, a to pasuje do niewidzianego wcześniej boostera Chińskiej misji wystrzelonej w październiku 2014 roku. W skutek uderzenia rakiety o powierzchnię Księżyca rozgrzał się pył i skały powodując wygenerowanie białego, gorącego błysku, który byłby widoczny z kosmosu, gdyby w tym czasie w okolicy znajdował się jakiś statek. Chmura odparowanych skał i metalu rozprzestrzeniła się z miejsca zderzenia jako pył, a cząstki wielkości piasku zostały wyrzucone w niebo. W ciągu kilku minut wyrzucony materiał opadł z powrotem na powierzchnię wokół tlącego się krateru. Praktycznie nic nie pozostało z feralnej rakiety, a modele matematyczne sugerują, że krater może mieć średnicę od 10 do 30 metrów i głębokość od 2 do 3 metrów. Ponieważ zderzenie nastąpiło na dalekiej stronie Księżyca, było ono poza zasięgiem ziemskich teleskopów. Jednak około dwa tygodnie po uderzeniu, należący do NASA orbiter księżycowy zacznie dostrzegać krater, ponieważ jego orbita przeniesie go ponad tę strefę. Gdy warunki będą odpowiednie, zacznie on robić zdjęcia tego miejsca. W związku z tym, eksperci spodziewają się, że katastrofa nastąpiła zgodnie z przewidywaniami, ale wciąż czekają na wizualne potwierdzenie. NASA przeprowadziła podobny eksperyment w 2009 r., kiedy to celowo rozbiła satelitę LCROSS w stale zacienionym kraterze w pobliżu bieguna południowego Księżyca. Misja ta zakończyła się ogromnym sukcesem - badając skład pióropusza pyłu unoszącego się w świetle słonecznym, naukowcy byli w stanie znaleźć ślady kilkuset kilogramów lodu wodnego, który został uwolniony z powierzchni Księżyca w wyniku uderzenia. Był to kluczowy dowód na poparcie tezy, że od miliardów lat komety dostarczają wodę i związki organiczne na Księżyc, gdy rozbijają się o jego powierzchnię. Po co te wszystkie zderzenia? W związku z tym, że w najbliższych latach na Księżyc planowanych jest mnóstwo misji, wiedza o właściwościach jego powierzchni - zwłaszcza o ilości i głębokości zakopanego lodu - jest bardzo potrzebna i może okazać się kluczowa dla powodzenia przyszłych misji na Księżyc i nie tylko.

Powodzenie misji kosmicznych może być podstawą przetrwania cywilizacji ludzi, jeśli hipoteza z następnego badania potwierdzi się, ponieważ... generujemy zbyt dużą masę. Ile waży odcinek tego podkastu? Moje gadanie zajmuje na dysku ok. 25 MegaBajtów w formacie mp3. Ale jaką ma wagę? I czy w ogóle ma jakąś wagę? Od czasu opracowania przez firmę IBM pierwszego magnetycznego dysku twardego w 1956 r., technologie cyfrowego przechowywania informacji radykalnie zmieniły nasze współczesne społeczeństwo. W języku komputerów informacje cyfrowe są przechowywane w postaci jedynek i zer, zwanych bitami. Każdego dnia na Ziemi generujemy około 500 × 10[6] tweetów, 294 × 10[9] meili, 4 × 10[6] gigabajtów danych na Facebooku i 720 000 godzin materiałów na YouTubie. Codziennie. W 2018 r. całkowita ilość danych tworzonych, przechowywanych i kopiowanych na świecie wynosiła 33 zettabajty. W roku 2020 liczba ta wzrosła do 59 ZB, a według prognoz do roku 2025 osiągnie 175 ZB. Ta niewiarygodna ilość danych cyfrowych tworzonych co roku w skali planety spowodowała przeprowadzenie badań, w których oszacowano, że przy obecnym tempie wzrostu produkcji informacji cyfrowej za 350 lat powstanie więcej bitów cyfrowych niż wszystkich atomów na Ziemi. Przy założeniu, że wzrost ilości informacji będzie przebiegał w tempie jednego procenta rocznie za 8 800 lat ich masa będzie się równała połowie masy planety. Odległa to przyszłość, to prawda, ale przy 50-procentowym wzroście ilości danych co roku, cyfrowe dane będą ważyć tyle, ile połowa Ziemi, już za 225 lat. W 1961 roku Rolf Landauer po raz pierwszy zaproponował, że bit informacji cyfrowej ma charakter fizyczny i jest z nim związana ściśle określona energia. Zjawisko to jest znane jako zasada Landauera i zostało niedawno potwierdzone eksperymentalnie. Pierwszy zaproponowany eksperyment mający na celu sprawdzenie zasady równoważności masy, energii i informacji polegał na pomiarze zmiany masy nośnika danych o pojemności 1 Tb przed i po całkowitym wykasowaniu informacji cyfrowej. W temperaturze pokojowej obliczona zmiana masy w tym eksperymencie jest rzędu 10[-25] kg, co czyni pomiar niemożliwym do wykonania przy użyciu naszych obecnych technologii. Ale można to zrobić w inny sposób. Fizyk dr Melvin Vopson z Uniwersytetu w Portsmouth opracował eksperyment, który - jeśli okaże się prawidłowy - oznacza iż informacja jest piątą formą materii, obok ciała stałego, cieczy, gazu i plazmy. Fizyk twierdzi, że informacja może być nieuchwytną ciemną materią, która stanowi prawie jedną trzecią wszechświata i że nie stoi to w sprzeczności z mechaniką kwantową, elektrodynamiką, termodynamiką czy mechaniką klasyczną. Wiemy, że gdy zderzamy cząstkę materii z cząstką antymaterii, to cząstki te anihilują się nawzajem. Ale informacja z cząstki musi się gdzieś podziać, gdy ta ulegnie zniszczeniu. W procesie tym cała pozostała masa cząstek zostaje zamieniona na energię, zwykle są to fotony gamma. Cząstki zawierające informacje są przekształcane w niskoenergetyczne fotony podczerwone. W swojej pracy dr Vopson przewiduje dokładną energię fotonów podczerwonych powstałych w wyniku wymazania informacji. Jak wskazuje sławny wzór E=mc2, masa obiektu lub układu jest po prostu miarą zawartej w nim energii. Do tej zasady równoważności masy i energii fizyk postuluje dodanie także informacji. Te kontrowersyjne hipotezy ograniczają się jedynie do teoretycznych ram, potwierdzenie lub obalenie może nastąpić dopiero po solidnym doświadczalnym sprawdzeniu, ale wspomniany eksperyment jest w dużym stopniu możliwy do przeprowadzenia przy użyciu obecnych technologii i dostarcza kilku narzędzi kontrolnych zapewniających, że detekcja fotonów jest rzeczywiście spowodowana wymazaniem informacji. A skutki udanego eksperymentu byłyby tak doniosłe, że być może zachęci to inne grupy badawcze do podjęcia próby jego przeprowadzenia.

Za to ja na pewno przeprowadzę kolejny odcinek podkastu już w najbliższą sobotę, zapraszam Was serdecznie. Dziękuję za uwagę i do usłyszenia!