Alla ämnen – Radio U.F.S. Vetenskap (sida 39 av 42)

Artbildning

Hur övergår olika djurarter i varandra och hur står det egentligen till med evolutionen. Vi fortsätter från Darwins spår fram till modern forskning.

Transkription34 repliker · 2:58

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Artbildning. Hur kommer det sig att det finns över en miljon arter på jorden när allting härstammar från någon sorts ursäll?
Svaret är naturligtvis att de har evolverat fram.
Enkla livsformer har utvecklats till mer komplexa och ibland har det grenat upp sig.
Men vad är det som får en population individer att gräna upp sig till olika arter?
Normalt är evolutionen ganska långsam.
Det inträffar en genetisk drift som man säger, det vill säga gener som inte är så viktiga förändras lite slumpmässigt vilket leder till att djuren och växterna förändras.
Men eftersom alla kan paras med varandra så kommer förändringarna att i medeltal vara ganska små.
Men ibland händer det att något nytt inträffar.
Det kan till exempel vara att en population blir separerad från den andra.
Då kommer de med tiden att driva isär och blir så pass olika att de inte längre kan fungera ihop.
Då har de blivit separerade arter.
Men det här kan också ske snabbare när ett nytt fenomen i omgiven inträffar.
Till exempel om det blir kallare kan det mycket väl hända att vissa djur tar och rör sig söderut medan andra stannar kvar.
Och eftersom de som är köldhärdiga klarar sig bättre i norr kommer man få mer köldhärdig art.
Så att efter tillräckligt lång tid så kommer det vara två separerade arter.
Överhuvudtaget verkar evolutionen vara en smula ryckvis.
Man kan säga att det är en punkterad jämvikt.
Under långa perioder händer nästan ingenting och sen får den plötsliga ryck och nya arter inträffar.
Detta verkar framförallt ske när någonting i omgivningen förändras radikalt.
Till exempel under den så kallade Cambriska explosionen för ett par hundra miljoner år sedan.
Där skedde en stor och mycket snabb utveckling på många håll sedan det hade börjat dyka upp rovdjur med skarpa tänder.
Detta resulterade att det var fördelaktigt att ta pansar.
Och olika former av bepansrade eller skyddade livsformer uppträde.
Detta ledde naturligtvis till att rodjuren utvecklade bättre tänder och man fick en sorts kapplöpning om olika sätt att överleva.
Resultatet blev ett stort antal nya arter och släkter som vidare utvecklade sig.
En annan tillfälle där en stor artsberidning inträffade var för 65 miljoner år sedan.
Då dinosaurerna dog ut.
Plötsligt fanns det ett stort ekologiskt tomrum som många arter, både däggdjur och olika former av fåglar, försökte inta.
Nya arter uppstod eftersom det fanns gott om näringskällor och med tiden uppstod en ny typ av ekologi.
Så artbildningen fortsätter än idag.
Man kan se att det pågår selektion även runt omkring oss.
Om det mänskliga samhället skulle fortsätta helt oförändrat så skulle vi med tiden se arter som är anpassade till det.
Till exempel sparvar, kamouflagemärkta så att de kan gömma sig vid McDonalds och få tag på pomfritz.
Eller djur anpassade att den tar sig fram genom betong.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Innan människan upptäckte elden, vad brände hon sig på då? Skämt åsido, få fenomen har förbryllat de gamla grekerna och andra visa människor så mycket som elden. Låt oss ge er några insikter om ett hett område.

Transkription40 repliker · 3:12

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Förbränning. Redan de gamla grekerna undrade vad eld var. De föreslog att det var ett element på samma sätt som jord, luft och vatten.
Men idag vet vi att det snarast är en process.
Förbränning är en process där kemiska reaktioner inträffar som frigör energi och där genom sätter igång mer av samma typ av reaktion.
Ett typiskt exempel är en brasa. När man antänder ett vedträ så sprider sig elden och genom att det blir varmt kan andra börja berinna.
Förbränning kräver i allmänhet syre eller något annat oxidationsmedel.
Det innebär att råmaterialet för förbränningen, vare sig det är ett stearinljus eller en vedklabbe eller papper, tar upp syre från luften, reagerar med det och att det frigörs energi.
Genom att det blir varmt blir kemiska reaktioner snabbare och det gör att mer förbränning kan inträffa.
Man brukar ju få lära sig en triangel om hur man släcker eld.
Förbränning kräver ju nämligen dels värme, dels syre, dels råmaterial som kan förbrännas.
Tar man bort något av de här kan det inte brinna vidare.
Men syre är faktiskt inte det enda som kan underhålla förbränning.
Många andra ämnen kan också producera tillräckligt med energi när de reagerar.
Det går till exempel bra att antända många metaller i halogener som klorgas.
Och vissa ämnen kan brinna utan tillgång till syre från luften utan kan plocka sitt syre eller oxidationsmedel från omgivningen.
Ett exempel är metaller.
Metaller kan faktiskt brinna.
Det är omöjligt att tända eld på en tesked men järnfilspån har så stor ytarie att de kan ta upp syre från luften och brinna bra.
Och magnesium kan brinna under vatten.
Hettan gör helt enkelt att den drar ut syret ur vattnet och man får en låga även där.
Aluminium är ännu mer reaktivt.
Aluminium kan inte släckas när det väl har börjat brinna med vatten för den plockar ut syret ur det.
Man kan inte ens hälla på sand eftersom den plockar ut syret ur sanden.
Den brinner med en enormt hög temperatur vilket gör att man kan använda den för att smälta metaller.
I och med i taget så är förbränning en ganska komplex självorganiserande process.
Det kan man till exempel se när det gäller en stearinljuslåga.
Värmen ifrån lågan gör att stearinet smälter och frigör olika gaser, framförallt kolväten.
I närheten, utav veken, finns det en kärna som inte lyser.
Där är det bara kolväten och så lite syre att ingen förbränning kan ske.
Men utanför den finns en klart lysande mantel.
Den lyser rött eller gult av kolpartiklar.
Förbränningen är ofullständig.
Det finns inte tillräckligt med syre för att alla kolväten ska förbrännas.
Men tillräckligt mycket för att det ska producera ljus och värme.
Utanför den kan man ibland se en blå slöja.
Här sker en fullständig förbränning så att det bara blir kvar vatten och koldioxid.
Eld kan man säga är en mycket enkel självorganiserande process.
Den förökar sig och ger ett nästan levande intryck.
Men den är inte kapabel till att förändra sig.
Den är helt beroende av sitt material.
Så även om man talar om levande brasor så är de inte lika levande som de andra självorganiserande processerna vi ser i biosfären.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Van Allen-bälten

Innan du far iväg till rymden bör du undersöka väderleksrapporten. Vi varnar för spridda skurar elektricitet som kan vara en rejäl fara på de riktigt höga höjderna.

Transkription23 repliker · 2:22

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Fan allbälterna. Rymden runt jorden är faktiskt inte speciellt tom.
Förutom satelliterna och rymdskrotet som i sig kan vara en trafikfara så existerade också bälten av stråling som kan vara rejäla problem för astronauter och satelliter.
Man upptäckte dem så att säga The Hard Way när man skickade upp satelliten Explorer 1 för ett antal år sedan.
Den slutade fungera och man började undersöka de datan skickade innan den gav upp.
Det visade sig att den utsatts för en massiv dos strålning.
Den här strålningen verkar bero på att det finns områden kring jorden där det är oerhört tätt med energirika partiklar och dessa kallas efter upptäcken fanallenbälten.
Solvinden består av partiklar som har blåst iväg ifrån solen, huvudsakligen protoner och elektroner.
De här sveper utåt ifrån solen med hög hastighet över 400-500 km i sekunden.
Och tätheten är relativt låg, fem partiklar per kubikcentimeter ungefär.
Men med tanke på att det är en stadig ström och mycket energi så kan de här bli ett problem.
Normalt märks det inte, men när de fångas upp av jordens magnetfält så bör de cirkulera.
De fastnar så att säga banor och lägger sig i bälterna.
De här bälterna ligger ungefär 4-5 jordradier utanför jorden, huvudsakligen kring ekvatorn.
Där cirkulerar de här partiklarna, huvudsakligen då energirika protoner och en del elektroner.
Varje farkost som rör sig mer än 500 km över jordytan kan riskera att råka på de här.
På en satellit, AT6, upptäckte man att det blev över 20 000 volt på ytan som induceras av dessa laddade partiklar.
Och naturligtvis kan detta vara väldigt riskabelt för astronauter.
Så att normalt försöker man lägga banor så att man undviker dessa.
Men det är ju lite svårt eftersom de berör ut sig åt olika håll och kan även flytta på sin aning beroende på solaktiviteten.
När solen är mer aktiv så blåser de delvis bort men det ansamlas med tiden med många partiklar här.
Under magnetiska stormar så kan de dessutom fluktuera kraftigt och fyllas på med rejält energirika saker.
Och då är det mycket olämpligt att vara astronaut i omgivningen.
Men eftersom man trots att känner till var de är så kan man så att säga göra väderleksrapporter och därigenom skydda rymdsköpen.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Förkylningar

Begreppet "så här i förkylningstider" verkar numera vara användbart oavsett årstid. Vi berättar den enkla men geniala anledningen till varför förkylningar sprider sig mer än Ebola.

Transkription41 repliker · 2:24

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Förkylningar. Förkylningar är ju ett gissel som drabbar människor överallt.
Men vad orsakar de?
De flesta känner till att det beror på ett förkylningsvirus,
rinitviruset som man ibland kallar det.
Och det här är ett av världens mest framgångsrika virus.
Anledningen är att det sprids så oerhört enkelt
och att det samtidigt inte är så farligt så att det riskerar inte att folk avlider av förkylningar speciellt mycket.
Ett väldigt dödligt virus kan mycket väl ta koll på sina världar.
Till exempel som e-borda.
Resultatet blir ju då att det inte finns några fler världar för viruset och det lör lätt ut.
Förkylningsvirus däremot återkommer år efter år i nya former
vilket gör att man inte kan bli immun mot det och att det kan sprida sig.
Det sprids dessutom via små partiklar i luften,
ofta till exempel intorkat slem ifrån nysningar och hostningar.
Det är därför som förkylning faktiskt har nytta av att irritera hals och näsa
så att man nyser och hostar och därigenom sprider det vidare.
Evolutionen verkar ju oerhört starkt på virus.
Det är därför som nya epidemier utvecklas ständigt
och immunförsvaret ständigt måste hålla på med kapplöpning för det senaste.
Rent praktiskt så är faktiskt det vi kallar förkylning ganska lite orsakad av själva viruset.
Viruset dyker upp och producerar klassiska förkylningssymptom som irritation i näs och svalj
men försvinner faktiskt ganska snabbt.
Men efter det kommer opportuna bakterier.
De drar helt enkelt nytta av att cellytan är skadad och flyttar in.
Det är de som producerar färgat slem.
Det är de som hänger kvar ganska länge.
Fördelen är att man kanske inte kan medicinera bort viruset
men man kan mycket väl göra något åt bakterierna.
En enkel metod är naturligtvis att äta vitlök.
Detta är bakteriedödande och håller annat folk borta
vilket minskar spridningen av viruset.
Dessutom kan man utnyttja C-vitaminer.
C-vitaminer botar inte förkylningar.
Det klarar till och med inte av att förhindra dem.
Men däremot gör att man läker slemhinnorna snabbare
och därigenom minskar risken för opportunistiska bakterieinfektioner.
Kort sagt, det finns en heder man kan göra åt där.
Och dessutom bör man nu studera metoder som stärker immunförsvaret
som har mindre risk att utsätta för förkylning.
Men det är nog osannolikt att man lyckas utrota förkylningen
inom överskådlig framtid.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Explosioner

Visste du att mjöl kan explodera? Det som man menar med explosioner är en plötslig expansion av någonting. Tillåt oss expandera era kunskaper på området.

Transkription38 repliker · 3:20

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Sprängämnen. Explosioner. Det är när det frigörs mycket energi under en kort tid och en gas utvidgar sig snabbt.
Gasutvidgningen leder till en tryckvåg och om tryckvågen rör sig snabbare än ljudet i gasen så uppstår vad man kallar en chockvåg.
All energin blir fokuserad inom ett väldigt tunt skikt som kan göra mycket skada med det den träffar.
Snabb förbärning kan mycket väl producera chockvågor och explosioner.
Märkligt nog kan även vanligt mjöl bli explosivt under vissa förhållanden.
Vi har nämligen inträffat mjölexplosioner när mjöl blir uppblandat med tillräckligt mycket luft.
De enstaka kornen brinner inte så speciellt bra som vem som helst som har försökt sätta eld på en hög mjöl har märkt.
Men blandas de upp med tillräckligt mycket luft får de en stor yta och kan brinna väldigt snabbt och det uppstår en explosion.
Det har inträffat till exempel vid bränder i kvarnar då allvarliga olyckor har inträffat.
Ett annat ämne som brinner snabbt är krut.
En blandning som några kineser upptäckte när de sökte efter en metod att förlänga livet.
Man kan säga att upptäckten fick något omvända effekter även om kineserna mest intresserade sig för att göra fyrverkerier med det.
Krut består av ett ämne som oxideras, nämligen i det här fallet kol, och ämnen som oxiderar det, salpeter och svavel.
När de här reagerar så uppstår energi och restprodukterna, koldioxid, kvävoxider, svaveloxider och annat miljöfarligt, expanderar.
Om det här sker inom ett slutet utrymme så uppstår en explosion.
Krut hör dock till de lågexplosiva ämnena. Det är relativt lite energi i den kemiska reaktionen.
Högexplosiva ämnen däremot, som dynamit. Där frigörs mycket energi och man får en väldigt kraftig chockvåg.
Det mest kända är naturligtvis nitroglycerin. Dynamit är bara en form av bundet nitroglycerin.
En annan klassiker är trinitrotuolen, TNT. Det som man ofta ser på lådor i tecknade filmer.
Det som utmärker de här ämnena är att de är kväveföreningar. De innehåller den så kallade nitrogruppen.
Det är nämligen så att kväve är en gas med ett mycket lågt grundenergitillstånd.
Och det innebär att föreningar som kan sönderfalla till kväve.
Där kommer att frigörs mycket energi från detta spända tillstånd.
Det är därför som många av de kraftigaste sprängämnena är just kväveföreningar.
Vilket också gör att man kan detektera dem till exempel med neutronkameror vid kontroller på flygplatser.
Sprängämnen används både till ena och det andra.
De mest kända tillämpningarna är naturligtvis rent tekniska.
Sprängande plats för nya vägar och demolera byggnader.
Även rent militära.
Men det finns också tillämpningar inom underhållningen.
Både inom Hollywoods megaproduktioner och fyrverkerier.
Och även som konst.
Vissa konstnärer har skapat konst med hjälp av metallplattor och sprängdeg.
Mellan sprängdegen och plattorna placerar föremål.
Till exempel löv och fjädrar.
Chockvågen från sprängdegen förvrids utav föremålen.
Och skapar mönster hos plattorna som man kan plocka upp efter detonationen.
Kort sagt, sprängämnen kan användas till väldigt mycket oväntade saker.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Datakomprimering

PkZip, Real Audio, Lha... De har alla en sak gemensamt : de gör datamängder mindre. En del tar bort material, medan andra stuvar om materialet på en bättre sätt. Vi har komprimerat vår information till ett föredrag.

Transkription35 repliker · 3:29

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Datakompression. Datorerna utvecklas ständigt och det dataminne som för några år sedan skulle anses vara enormt är idag något fullkomligt normalt.
Men allt eftersom minnena blir större så fyller vi upp dem allt mer, vilket innebär att det alltid är spännande att kunna komprimera information.
Normalt är det så att ett meddelande, till exempel text, innehåller redundans.
Det betyder att det finns information i meddelandet som man kan kasta bort utan att det blir omöjligt att rekonstruera meddelandet.
Ett typiskt exempel är att man kan förkorta ord i en text.
Förkortningar plockar bort onödiga bokstäver men har kvar tillräckligt mycket så att läsaren förhoppningsvis ska kunna förstå det.
Det här är naturligtvis ett enkelt sätt att göra datakompression.
Man kan få plats med mer text på en given sida och man kan naturligtvis tänka något motsvarande i ett datominne där man förkortar vanliga uttryck och ersätter dem med kortare koder.
Om man anpassar det här efter längden på orden så kan man göra det effektivare.
Trots allt, om man förkortar långa ord och framförallt vanliga ord så vinner man mer än man förkortar korta ord och ovanliga ord.
Eftersom man gör det här i en dator så behöver dessutom inte en människa försöka läsa det hela.
När man gör förkortningar i vanlig text krävs det ju att de är läsbara eller uttalbara.
Men i datorn kan man använda godtyckligt effektiva förkortningar.
Det här gör att det existerar metoder, till exempel Huffman-kodning, som tar och ersätter de vanliga teckensekvenserna med mer kompakta.
Det finns en matematisk teori bakom det här som har använts för att utmäkla bättre kompressionsmetoder.
Det visar sig till exempel att om man tar sekvenser, alltså inte bara ett ord eller ett tecken utan flera,
så finns det många sådana sekvenser som ofta återkommer, framförallt till exempel datorkod.
De kan man naturligtvis ersätta med ett enda tecken, eller kanske en symbol som talar om hur många gånger de ska upprepas.
Och därigenom vinner man ännu mer plats.
Dessutom fungerar det här inte bara för text, utan också för bilder och ljud.
Trots allt, för en dator är alla data ettor och nollor.
Bilder innehåller ofta mycket redundans.
Om man ser sig om ser man ju att det är ofta stora färgfält som man skulle kunna komprimera och ange bara konturerna för.
Till exempel i den mycket populära standarden JPEG, där tar man bort små detaljer och färgnyansskillnader som människan normalt inte märker.
De av er som lyssnar på nätet hör det här i Real Audio, som är ett komprimerat format.
Och ni kan förhoppningsvis höra att det inte blir någon speciell sänkning av ljudkvaliteten.
Just genom att man utnyttjar att man slänger bort information där det mänskliga örat inte kan höra det.
Det finns dock gränser för hur mycket information man kan komprimera.
Eller snarast hur tätt den kan komprimeras.
Det finns en viss mängd information i meddelandet som man inte kan kasta bort.
Den går att beräkna matematiskt och kallas meddelandes entropi.
Däremot så kan man naturligtvis slänga bort information återkallert.
Och det är vad man kallar en förlorande kodning.
Det är dock svårt att komprimera vissa saker, till exempel brus och slumpmässiga tecken, för det finns inget system i dem.
Så kanske skandismans stämmas till eftertanke av att det mest svårkomprimerade är också det mest slumpmässiga.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Kedjereaktioner

Vad har atomexplosioner, gräshoppssvärmar och beteendet folk visar vid övergångsstället att göra med varandra?

Transkription35 repliker · 2:51

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Kedjereaktioner och cybernetik. Vad har atomexplosioner, gräshoppsvärmar och beteendet människor visar vid övergångsställen gemensamt?
Jo, det är alla exempel på kedjereaktioner och positiv återkoppling.
En atomexplosion innebär att en sönderfallande uranatom eller något annat radioaktivt ämne sänder ut ett par neutroner.
De träffar andra atomer som sönderfaller, som skickar ut mer neutroner och allt fler atomer blir inblandade.
Om det inte finns något som hindrar det så kommer snart hela klumpen av radioaktivt ämne att sönderfalla mycket snabbt.
Är det en stor så inträffar en explosion.
Gräshoppor förökar sig med varandra.
Men det här innebär att om omständigheterna är goda så kan ett par gräshoppor få flera hundra ungar.
Och dessa ungar får i sin tur ännu fler ungar.
Och så fortsätter det. Snabbt ökar antalet gräshoppor.
På ett övergångsställe där gatan är tom men det ändå är röd gubbe så står många och väntar.
Men om någon går över ökar sannolikheten att fler går över.
Vilket gör att ännu fler går över.
Och till sist går hela folkmassan över gatan oavsett om det är rött eller grönt.
Där är snabba ökningar.
De inträffar ganska plötsligt även om den yttersta orsaken är slumpmässig.
De är exempel på vad man kallar positiv återkoppling eller feedback på engelska.
En annan form av återkoppling som är ganska bekant det är ju när en mikrofon förs för nära en högtalare.
Det uppstår ett högt pipande ljud genom att ljudet från högtalan går in i mikrofonen och förstärks.
Återkopplingsfenomen är vanliga i naturen.
Och det är de som leder till många märkliga fenomen.
Många plötsliga övergångar.
Men det finns också motkrafter.
Bränslet eller näringen tar slut.
Och detta kallas för negativ feedback.
Trots allt, en atomexplosion tar slut när antalet radioaktiva atomer blir för få.
En gräshopsvärm kollapsar när maten tar slut.
Det kan innebära att den negativa feedbacken gör att det stabiliserar sig.
Eller en plötslig kollaps som när gräshopsvärmen äter upp all mat och sedan försvinner.
Det här beskrivs av kontrollteorin, som är en matematisk disciplin som studerar hur reglersystem kan fungera.
Ursprungligen skapades den just för att förstå svängningar som inträffade i reglersystem.
Där man ofta hade problem med att positiv feedback och negativ feedback tävlade mot varandra så systemet svängde runt slumpmässigt.
Den har betydelse på många områden.
Alltifrån biologi till ekonomi.
Om man ser som så upptäcker man dagligen många exempel på positiv och negativ feedback.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Radio Unga Forskare Stockholm - Vetenskap - Sveriges första podcast!

Artbildning

Förbränning

Van Allen-bälten

Förkylningar

Explosioner

Datakomprimering

Kedjereaktioner

Satanismen

Finns det liv i rymden?

Personkemi