Vybrali sme z Quarku 2/2020

28. feb. 2020 • Iný

Vybrali sme z Quarku 2/2020

Nestihli ste si kúpiť februárový Quark? Dávame vám do pozornosti najzaujímavejšie články a novinky zo sveta vedy a techniky, ktoré priniesol za posledný mesiac.

Sila vody (Téma)

V posledných rokoch 20. storočia sa vedci a výskumníci pracujúci v oblasti vodného prúdu zameriavali najmä na charakterizáciu mechanizmov úberu, ale aj na zavádzanie tejto technológie do systémov na vŕtanie, sústruženie, výrobu závitov, zdokonaľovanie procesu delenia a na vývoj nových aplikácií pre širšie použitie, napríklad kryogénne delenie. V súčasnosti je technológia vodného prúdu predmetom koncentrovaného výskumu aj na Slovensku. Práve téma sústruženia (hydroabrazívna dezintegrácia rotujúcich obrobkov) abrazívnym vodným prúdom sa intenzívne rieši na Fakulte výrobných technológií Technickej univerzity v Košiciach so sídlom v Prešove v spolupráci s Ústavom geoniky Akademie věd ČR, v. v. i Ostrava-Poruba, kde sa realizujú všetky experimenty. Výsledkom tejto spolupráce je vôbec prvá dizertačná práca Jána Cáracha, ktorá sa zaoberala využitím tejto technológie pri delení supertvrdých materiálov a niklových zliatin. Vznikli priekopnícke štúdie na využitie tejto metódy aj pre environmentálne prijateľnejší spôsob výroby grafitových elektród pre elektroerozívne obrábanie materiálov.

V spolupráci so študentmi v rámci diplomových prác sa rozpracovala myšlienka plne automatizovaného procesu likvidácie vyradenej munície s využitím technológie vodného prúdu. Podnetom bol výbuch delaboračného skladu v Novákoch v roku 2007, v dôsledku ktorého zahynulo osem ľudí. Navrhnutým plne automatizovaným spôsobom by bolo možné vylúčiť živú pracovnú silu z procesu, zvýšiť bezpečnosť a využívať získané suroviny. Novou oblasťou výskumu, v ktorej bola tiež vypracovaná pionierska dizertačná práca Dominiky Lehockej, je technológia pulzujúceho vodného prúdu, pri ktorej sa využíva na dezintegráciu či povrchovú úpravu materiálov sila kvapiek. Tento spôsob sa dá označiť ako vodné kovanie, čím sa dosiahne spevnenie povrchových vrstiev. Otvárajú sa však aj možnosti v medicíne, napríklad pomoc pacientom a lekárom v ortopédii. Ďalšou možnosťou je zisťovanie eróznej odolnosti materiálov, ktoré sú počas svojej prevádzky vystavené napríklad dažďu a pri ktorých neexistuje spoľahlivá predpoveď na ich opotrebovanie.

Porovnanie dýz využívajúcich vodný prúd: a) vodné delo s priemerom okolo 20 cm používané pri hydrodobývaní, b) experimentálna dýza s priemerom 0,3 mm navrhnutá autorom pre medicínske aplikácie, Zdroj: archív prof. Ing. Sergeja Hlocha, PhD

Porovnanie dýz využívajúcich vodný prúd: a) vodné delo s priemerom okolo 20 cm používané pri hydrodobývaní, b) experimentálna dýza s priemerom 0,3 mm navrhnutá autorom pre medicínske aplikácie, Zdroj: archív prof. Ing. Sergeja Hlocha, PhD

Virtuálni ľudia (Rozhovor s Martinom Takáčom)

Niektoré firmy už v súčasnosti majú svoju virtuálnu tvár značky, virtuálnych modelov a modelky. Napríklad virtuálna postava Lil Miquela, ktorá sa objavila v roku 2016, má na sociálnych sieťach svoj vlastný životný príbeh, vystupuje v reklamách rôznych módnych značiek. Môžete si pozrieť videá, kde nakrúca rozhovory s reálnymi ľuďmi, teda jeden partner je v rozhovore ozajstný a druhý simulovaný. Toto je trend, ktorý nastupuje – budú sa prelínať živí reálni ľudia s nasimulovanými virtuálnymi. A čím budú tí virtuálni realistickejší, tým ich bude ťažšie rozlíšiť. Preto už v niektorých krajinách zaviedli zákon, podľa ktorého musí firma jasne označiť, či ide o živú bytosť alebo nie. V našej firme sa avatar hneď na začiatku predstavuje slovami: Ja nie som živý človek, ale simulácia.

Generácia súčasných detí je už teraz nalepená na digitálnych obrazovkách. Hrozbu nevidím v tom, že nás nejaká umelá inteligencia zahubí, ako to môžeme vidieť v niektorých sci-fi filmoch, ale v tom, že zhlúpneme. Naša komunikácia a vzťahy sa prispôsobia tomu, čo momentálne existuje vo virtuálnom svete, teda čo ešte nedosahuje a dlho nebude dosahovať štandardy medziľudských vzťahov. Nehovorím pritom iba o vzťahoch k virtuálnym bytostiam, ale aj vzťahoch medzi nami, živými ľuďmi, ktoré sú sprostredkované cez nejakú aplikáciu. Už teraz existujú štúdie o aplikáciách slúžiacich na rýchle zoznamovanie ľudí, ktoré poukazujú na meniacu sa percepciu vlastnej žiadanosti na vzťahovom trhu či degradáciu a vulgarizáciu vzťahov. Ľudia začínajú pod vplyvom rôznych sociálnych sietí a aplikácií premýšľať o svojich vzťahoch a vnímať ich iným spôsobom ako doteraz. Interakcia s počítačmi bude v budúcnosti určite intenzívnejšia a používateľsky čoraz príjemnejšia. Pre nás ľudí je dôležité, aby sme tu ako ľudia zostali.

BabyX, model virtuálneho dieťaťa spoločnosti Soul Machines, Zdroj: YouTube/YouTube Originals

BabyX, model virtuálneho dieťaťa spoločnosti Soul Machines, Zdroj: YouTube/YouTube Originals

Križovatky riek (Technické stavby)

Splavné akvadukty sú mosty veľmi podobné mostom na cestných komunikáciách, ibaže namiesto povrchu vozovky majú hladinu vody. Tieto mostné konštrukcie, nazývané aj vodné mosty, slúžia ako vodné dopravné cesty pre lode nad úrovňou okolitého terénu, kde často prekonávajú rôzne prírodné či iné prekážky. Vyznačujú sa predovšetkým svojou veľkosťou a majú širší prierez ako väčšina akvaduktov dodávajúcich vodu. Hoci sa už aj rímske akvadukty niekedy využívali na dopravu, všeobecne sa na tento účel nepoužívali až do 17. storočia. Veľkým zlomom bol vynález plavebnej komory, ktorá staviteľom vodných ciest pomohla prekonať rozdiely medzi výškou vodných hladín. V priebehu 18. a 19. storočia nastal rozmach skutočných dopravných stavieb, medzi inými aj vodných mostov.

Jedným z najslávnejších vodných mostov je akvadukt plavebného kanála Llangollen Canal s názvom Pontcysyllte Aqueduct. Nachádza sa neďaleko waleského mesta Wrexham, medzi obcami Trevor a Froncysyllte. Akvadukt bol postavený v 19. storočí, ešte na začiatku priemyselného rozvoja oblasti, a ide o najvyššiu a najdlhšiu stavbu tohto druhu vo Veľkej Británii. Pontcysyllte Aqueduct naplánovali ako súčasť kanála Ellesmere Canal, ktorý mal spájať britský prístav Ellesmere Port s mestom Shrewsbury. Tento kanál však zostal kvôli nedostatku financií nedokončený a jeho hlavná časť bola neskôr využitá pri stavbe kratšieho kanála Llangollen Canal. Podľa pôvodného plánu mala široké údolie rieky Dee prekonávať zložitá kaskáda plavebných komôr na zníženie hladiny vody do údolia. Škótsky inžinier Thomas Telford (1757 – 1834) však navrhol náročnú stavbu nahradiť vysokým mostom nesúcim kanál, aby voda zostala v jednej úrovni a bez zdržania lodí v plavebných komorách tak, ako to už raz realizoval pri stavbe jednoduchšieho vodného mostu Longdon-on-Tern Aqueduct neďaleko anglického mesta Telford. Za dozoru anglického inžiniera Williama Jessopa tak začal roku 1795 vznikať významný príklad civilného inžinierstva obdobia priemyselnej revolúcie.

Most z liatiny a kameňa prekračuje údolie 19 dutými piliermi, z ktorých len štyri stoja v samotnej rieke. Dĺžka mosta je 307 m, výška od hladiny rieky k spodnej časti žľabu s vodou je 38 m. Plavebný kanál, ktorý most nesie, je 3,7 m široký a má hĺbku 1,6 m. Na jednej strane vodného žľabu nad hladinou vody je úzka lávka pre chodcov so zábradlím. Celá stavba bola otvorená už po desiatich rokoch od položenia základného kameňa, a to 26. novembra 1805. Kanál sa stal vyhľadávaným cieľom pre letnú rekreáciu s možnosťou osobnej dopravy turistov. V roku 2009 Pontcysyllte Aqueduct zapísali do Zoznamu svetového kultúrneho dedičstva UNESCO.

Malé monštrá (Vedátor)

Čierne diery sú ikonou astrofyziky. Sú známe ako masívne objekty, ktoré požierajú celé svety. Internetom kolujú videá, ktoré nám zobrazujú tie najväčšie z nich, vážiace pokojne aj miliardkrát toľko, čo hmotnosť nášho Slnka. Rozmýšľali ste však niekedy aj nad opačným extrémom? Aké malé môžu čierne diery byť?

Život hviezd sprevádza ustavičný súboj. Gravitácia sa usiluje, aby sa hmota zrútila a stlačila do čo najmenšieho objemu. Tomu však bráni tlak, okrem iného spôsobený neustálymi termonukleárnymi reakciami. Niekedy gravitácia preváži nad všetkými efektmi, ktoré inak hviezdu stabilizujú, a tá začne kolabovať.

Za istých podmienok tento kolaps nič nezastaví a všetka hmota sa zrúti do jedného bodu s nekonečnou hustotou a vznikne tzv. singularita. Teda aspoň tak vravia Einsteinove rovnice – skutočnosť bude asi zložitejšia, nemáme sa to však ako dozvedieť. Okolo tejto singularity totiž vznikne hranica, nazývaná horizont udalostí, spod ktorej nemôže nič uniknúť, dokonca ani svetlo. Preto vnútra čiernych dier zatiaľ dokážeme skúmať len pomocou rovníc. Tvar horizontu udalostí môže byť dvojaký. Buď ide o dokonalú sféru, ak čierna diera nerotuje, alebo o mierne sploštenú sféru, ak čierna diera rotuje. Veľkosť horizontu je pre nerotujúce čierne diery daná jednoduchým vzťahom. Pre tie rotujúce je situácia mierne zložitejšia, môžeme však aspoň ako odhad použiť ten istý vzťah. Pravidlo na výpočet veľkosti čiernej diery s danou hmotnosťou sa skladá z dvoch krokov. Po prvé, vyjadríme hmotnosť objektu relatívne pomocou hmotnosti Slnka. Po druhé, vynásobíme výsledok trojkou – výsledok je približný polomer horizontu udalostí vyjadrený v kilometroch. Inými slovami, čierna diera s hmotnosťou Slnka má polomer horizontu udalostí tri kilometre a koľkokrát je objekt ťažší (ľahší) ako Slnko, toľkokrát by mal byť väčší (menší) polomer. Napríklad Proxima Centauri, najbližšia hviezda k Slnku, váži zhruba 0,123-násobok hmotnosti Slnka a keby sa z ničoho nič zmenila na čiernu dieru, mala by polomer asi 350 metrov. Opačný príklad, hviezda Betelgeuze, druhá najjasnejšia hviezda v súhvezdí Orión, váži asi 11-násobok hmotnosti Slnka a ako čierna diera by tak mala polomer 33 kilometrov.

Dôležité ponaučenie je, že bežné čierne diery – napríklad tie, z ktorých zrážok pozorujeme gravitačné vlny – sú na astronomické pomery veľmi malé, majú len niekoľko desiatok kilometrov. Supermasívne čierne diery sa nachádzajú až v centrách galaxií.

Prvá fotografia supermasívnej čiernej diery v jadre galaxie M87, ktorú v apríli 2019 priniesol tím vedcov z projektu Event Horizon Telescope, Zdroj: ESO

Prvá fotografia supermasívnej čiernej diery v jadre galaxie M87, ktorú v apríli 2019 priniesol tím vedcov z projektu Event Horizon Telescope, Zdroj: ESO

Prečítajte si aj najnovšie články z rubriky príroda: Dar od Quetzalcoatla, Vtáčie ikony na ústupe, Tajomná čierna.

Čo sa udialo vo výskume?

Stresované rastliny emitujú zvuky – podobne ako mnoho zvierat –, a to pomocou ultrazvukových kliknutí, ktoré ľudské ucho nezachytí.

Krehké hviezdice, ktoré menia farbu, sú schopné vidieť aj bez očí.

TESS nedávno objavil prvú planétu veľkosti Zeme v obývateľnej zóne.

Biologicky hybridná superpena dokáže absorbovať oxid uhličitý z atmosféry.

Nová metóda založená na DNA odhaduje maximálnu prirodzenú životnosť žijúcich a vyhynutých stavovcov.

Paleontológovia našli kúsok jantáru starého sto miliónov rokov s hubovitým organizmom a nohou jašterice.

Vedci sú o krok bližšie k pochopeniu, ako je časť nášho mozgu riadiaca motiváciu a drogovú závislosť organizovaná na molekulárnej úrovni.

Do akej miery zmení vplyv oxidu uhličitého a otepľovania prostredia príjem a výdaj vody rastlinami?

Vedci vyvinuli umelú inteligenciu, ktorá je schopná prekonať ľudských odborníkov v odhalení rakoviny prsníka.

Na indonézskych ostrovoch vedci len počas šiestich týždňov opísali päť nových, doteraz neznámych druhov vtákov-spevavcov a päť poddruhov.

Čítajte viac...

Nové vydanie časopisu Quark nájdete v novinových stánkoch od 1. marca 2020.

Ak chcete dostávať Quark každý mesiac pohodlne do vašej schránky a získať prístup k archívu časopisu na www.quark.sk, objednajte si zvýhodnené predplatné na tejto adrese: www.quark.sk/predplatne/

Pre aktuálne informácie a ďalšie zaujímavosti sledujte facebookovú stránku www.facebook.com/casopisquark.

Súvisiace:

Články
Hore
Aurelium - centrum vedy
Quark_2020
Quark 25 rokov
kúpa časopisov jún 2016
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Publikácie Veda v CENTRE
Zaujímavosti vo vede
Prióny, t. j. infekčné bielkoviny, spôsobujú závažné neurodegeneratívne ochorenia nazývané prionózy.
Zistite viac