Zusammenfassung der neuesten wissenschaftlichen Entdeckungen, 2003

Zusammenfassung der neuesten wissenschaftlichen Entdeckungen, 2003
Zusammenfassung der neuesten wissenschaftlichen Entdeckungen, 2003

Video: Top 10 Wissenschaftliche Entdeckungen von 2019 2021, Juli

Anonim

-Borgna Brunner

In einer der wichtigsten kosmologischen Entdeckungen seit Jahren haben Wissenschaftler der NASA das genaueste Bild des Universums aufgenommen, Licht auf seine Ursprünge und sein Alter geworfen und weitere Beweise für die langjährigen Urknall- und Inflationstheorien geliefert. Im Februar 2003 erstellte ein gemeinsamer Satellit der NASA und der Princeton University, die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), eine hochauflösende Karte, die das älteste Licht im Universum einfing. Dieses uralte Licht, das als kosmischer Mikrowellenhintergrund bezeichnet wird, ist der gekühlte Überrest der heißen Explosion, die als Urknall bekannt ist. "Das kosmische Mikrowellenlicht ist ein Fossil", erklärte David Wilkinson, nach dem die Sonde benannt wurde. „So wie wir Dinosaurierknochen studieren und ihr Leben vor Millionen von Jahren rekonstruieren können, können wir dieses alte Licht untersuchen und das Universum so rekonstruieren, wie es war.”(Wilkinson starb kurz vor der Veröffentlichung der bemerkenswerten Ergebnisse von WMAP.)

Das Alter des Universums wurde nun mit einer Fehlerquote von nur 1% als 13,7 Milliarden Jahre genau bestimmt (frühere Schätzungen lagen zwischen 8 und 20 Milliarden Jahren). Die Geburt der Sterne wurde auf nur 200 Millionen Jahre nach dem Urknall genau festgelegt, was für die meisten Wissenschaftler eine Überraschung war (Vorhersagen lagen zwischen 500 Millionen und 1 Milliarde Jahre nach der Entstehung des Kosmos). Das WMAP-Bild enthüllte auch den Inhalt des Universums: Nur 4% bestehen aus Atomen oder dem physischen Universum, wie wir es kennen. Der Rest besteht aus schlecht verstandenen Substanzen: Dunkle Energie (73%) und Dunkle Materie (23%). Diese Ergebnisse stimmen mit den Urknall- und Inflationstheorien überein, nach denen das Universum in einem „Urknall“materialisiert wurde und sofort mit der Abkühlung und Expansion begann."Ich denke, jeder Astronom wird sich daran erinnern, wo er war, als er diese Ergebnisse hörte", sagte John Bahcall, Astrophysiker an der Princeton University. "Mit Sicherheit werde ich. Diese Ankündigung ist ein Übergangsritus für die Kosmologie von der Spekulation zur Präzisionswissenschaft. “

Gewalttätige Gammastrahlen festgenommen

Das Geheimnis der Gammastrahlenexplosionen - die stärksten Explosionen des Universums, die so viel Energie wie eine Milliarde Billionen Sonnen freisetzen - hat Wissenschaftler verwirrt, seit sie 1973 zum ersten Mal identifiziert wurden. Diese unvorhersehbaren Blitze dauern nur Sekunden und erscheinen zufällig Erstaunliche Energie entging den wachsamen Augen der Wissenschaftler der Welt - das heißt, bis in die frühen Morgenstunden des 29. März 2003, als ein Satellit in flagrante delicto endlich einen besonders dreisten traf. Dieser Gammastrahlenausbruch war besonders lang anhaltend (30 Sekunden), hell (eine Billion Mal heller als die Sonne) und verlockend nah (nur 2 Milliarden, im Gegensatz zu den üblichen 10 bis 12 Milliarden Lichtjahren entfernt). . Das Nachglühen dauerte zwei Wochen, eine glückliche Pause, die den Wissenschaftlern endlich die Beweise lieferte, nach denen sie gesucht hatten.

Es stellte sich heraus, dass Gammastrahlenausbrüche nichts anderes als Supernovae-Explosionen sind, die mit dem gewaltsamen Tod massereicher Sterne verbunden sind, was viele Wissenschaftler vermutet hatten, aber nicht beweisen konnten. "Wir haben jahrzehntelang nach einer direkten Verbindung gesucht und sie endlich bekommen", sagte Donald Kniffen von der NASA. Der Astronom Brian Lee vom Lawrence Berkeley National Laboratory zeigte sich erleichtert, dass die lange Jagd endlich vorbei ist: „Man ist nur ein wenig verblüfft, 12 Jahre lang nach einer Antwort zu suchen, hat so viele Hinweise und falsche Vermutungen und hat dann eines Tages einfach die Antworten. Es gibt noch viele Fragen, aber niemand ahnt mehr über die Hauptfrage. “

Frühreifer Planet


Das Hubble-Teleskop hat den ältesten bekannten Planeten entdeckt - und es scheint Milliarden von Jahren früher entstanden zu sein, als Astronomen es für möglich hielten. Der Planet, der nach dem alten biblischen Patriarchen Methusalah genannt wird, ist erstaunlich 12,7 Milliarden Jahre alt. Im Gegensatz dazu wurden alle anderen bekannten Planeten (einschließlich unserer eigenen) etwa 8 Milliarden Jahre später, vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, erschaffen. Das Alter von Methusalah veranlasst die Astronomen, die vorherrschende Theorie der Planetenbildung neu zu bewerten, wonach das frühe Universum nicht genügend schwere Elemente (z. B. Kohlenstoff, Silizium und Sauerstoff) enthielt, um die Bildung von Planeten zu ermöglichen. Aber Methusalah widersetzt sich dieser Theorie, nachdem er debütierte, als das Uruniversum nur ein Dreißigstel der schweren Elemente hatte, die existierten, als unser eigenes Sonnensystem geboren wurde.

Vor 160.000 Jahren, unsere Vorfahren…


Drei versteinerte Schädel, die 1997 in der Nähe des äthiopischen Dorfes Herto entdeckt wurden, wurden nun als die ältesten bekannten Überreste des modernen Menschen identifiziert. Die Schädel werden einer neuen menschlichen Unterart namens Homo sapiens idaltu (idaltu bedeutet Ältester in der Afar-Sprache Äthiopiens) zugeordnet und sind schätzungsweise 160.000 Jahre alt - gut 50.000 Jahre älter als alle zuvor entdeckten Homo sapiens. Die Herto-Entdeckung hilft bei der Lösung zweier wichtiger Debatten in der Paläontologie: ob Menschen mit Neandertalern verwandt sind und ob alle modernen Menschen aus Afrika stammen oder sich gleichzeitig in anderen Regionen der Welt entwickelt haben. Diese Schädel deuten darauf hin, dass moderne Menschen Tausende von Jahren existierten, bevor sich die Neandertaler in Europa entwickelten.Dies würde bestätigen, dass Homo sapiens neanderthalis keine Sprosse auf der Evolutionsleiter war, die zu Homo sapiens sapiens (das sind wir) führte, sondern ein völlig separater Ableger von Hominiden, der schließlich ausgestorben war. Der Herto-Fund unterstützt auch die Hypothese „Out of Africa“, wonach alle modernen Menschen sich innerhalb Afrikas entwickelt haben und dann anderswohin migriert sind, und widerlegt die multiregionale Hypothese, wonach sich moderne Menschen ungefähr zur gleichen Zeit in verschiedenen Teilen der Welt entwickelt haben . Die frühesten menschlichen Fossilien außerhalb Afrikas sind viel jünger als die 160.000 Jahre alten Herto-Schädel. Der Berkeley-Paläoanthroplogist Tim White, einer der Hauptwissenschaftler des Fundes, ist überzeugt, dass Herto „die kritisch fehlenden Daten“sind, die die Out of Africa-Theorie unterstützen. "Alle Menschen", behauptet er, "jeder von uns lebt heute,ist letztendlich afrikanisch. “

Ein jüngerer Mungo

Nach Jahren umstrittener Debatten haben sich die Wissenschaftler endlich auf das Alter von Mungo Man geeinigt, Australiens ältester Entdeckung des Homo Sapien. Ursprünglich als 62.000 Jahre alt angesehen, haben neue Tests, die im Februar 2003 veröffentlicht wurden, definitiv 22.000 Jahre seines Alters gekürzt. "Der Konsens war einstimmig - Mungo Man wurde vor etwa 42.000 Jahren begraben", sagt der Geologe Jim Bowler von der University of Melbourne, der Mungo Man 1974 im trockenen Bett des Lake Mungo in New South Wales entdeckte. Mungo Man ist das älteste rituell begrabene Skelett der Welt - sein Körper wurde mit Ocker bemalt.

Das überarbeitete Zeitalter von Mungo Man ist nicht nur ein Sieg für die Weiterentwicklung wissenschaftlicher Tests, sondern leistet auch einen wichtigen Beitrag zu den Theorien der menschlichen Evolution. Wäre Mungo Man wie ursprünglich bestimmt 62.000 Jahre alt gewesen, hätte die multiregionalistische Sicht der menschlichen Entwicklung einen wichtigen Schub erhalten. Multiregionalisten behaupten, ein früher menschlicher Vorfahr, Homo erectus, habe Afrika vor 1 bis 2 Millionen Jahren verlassen und sich dann in verschiedenen Regionen der Welt zum modernen Homo sapiens entwickelt. Da, wie die meisten Paläontologen zustimmen, frühe Menschen nicht schnell genug aus Afrika abgewandert sein konnten, um vor 50.000 Jahren nach Australien zu gelangen, vermutet ein 62.000 Jahre alter Mungo, dass sich moderne Menschen in Australien unabhängig entwickelt haben. Aber eine lebhafte 42,Der 000-jährige Mungo unterstützt die Hypothese „Out of Africa“(die unter Paläontologen am weitesten verbreitete Ansicht), dass anatomisch moderne Menschen Afrika verlassen und vor etwa 50.000 Jahren nach Australien gekommen sind. Die Homo Sapien-Vorfahren von Mungo Man aus Afrika hätten viel Zeit gehabt, um sich auf den Weg ins ferne Australien zu machen, bevor der junge Mungo auftauchte.

Es ist ein Vogel … Es ist ein Dino … Es ist Microraptor!

Wissenschaftler haben das Fossil einer neuen Art fliegender Dinosaurier im Nordosten Chinas entdeckt, von dem angenommen wird, dass es vor 120 Millionen Jahren existiert hat. Es wurde im Februar 2003 entdeckt und ist der erste Dinosaurier, der jemals mit vier Flügeln gefunden wurde. Das chinesische Team, das den Dinosaurier gefunden hat, hat ihn nach dem chinesischen Paläontologen Gu Zhiwei Microraptor gui genannt. Die Kreatur könnte in Bäumen gelebt haben und vielleicht von Ast zu Ast gleiten. Im Zusammenhang mit dem Tyrannosaurus Rex, obwohl viel kleiner - von Kopf bis Schwanz misst der winzige Raubvogel nur 30 Zoll -, ähnelt er eher einem fliegenden Eichhörnchen als einem beeindruckenden Fleischfresser. Wissenschaftler hoffen, dass Microraptor gui die Verbindung zwischen Dinosauriern und Vögeln beweisen kann - einige Wissenschaftler haben angenommen, dass sich Vögel direkt aus Dinosauriern entwickelt haben, aber bisher gab es nicht genügend Beweise, um dies zu beweisen. „Es ist eine wunderschöne Mischung aus Dinosaurier und Vogel… es 'Es ist so einzigartig “, kommentierte der Paläontologe Nick Czaplewski vom Sam Noble Oklahoma Museum of Natural History. "Es ist ein sehr interessantes Tier, egal wie es klassifiziert ist."

Der Paläontologe Jack Horner hat konventionelle Vorstellungen von T. rex als wildem Raubtier in Frage gestellt. Horner argumentiert, dass T. rex kein Jäger, sondern ein Aasfresser war, was ihn mehr mit Hyänen und Geiern in Verbindung bringt als mit anderen wilden Raubtieren. Horner glaubt, dass T. rex zu langsam war, seine Vorderbeine zu kurz und seine Augen zu klein, um es zu einem wirksamen Raubtier zu machen. Laut Horner hat T. rex höchstwahrscheinlich fleischfressende Dinosaurier gemobbt oder verängstigt, nachdem sie ihre Beute getötet und dann ihr Essen gestohlen hatten. Horner, ein farbenfroher und gefeierter Paläontologe (Alan Grant, der Wissenschaftler im Jurassic Park von Steven Spielberg, soll auf ihm beruhen), entschuldigt sich dafür, dass seine T. rex-Theorie den Ruf des Königs der Dinosaurier getrübt hat. „Fast jedes Kind, fast jeder auf der Welt, hasst die Idee von T.Rex ist ein Aasfresser “, sagte Horner.

Die dunkle Seite der Dinosaurier

Wissenschaftler, die Dinosaurierknochen aus Madagaskar untersuchen, haben einen Dinosaurier entdeckt, der nicht nur ein gewöhnlicher Fleischfresser war - der 65 Millionen Jahre alte Majungatholus atopus, ein zweibeiniger Dinosaurier aus der Kreidezeit an Mitgliedern seiner eigenen Spezies gefressen. Nachdem die Forscher die Kiefer und Zähne anderer zeitgenössischer madagassischer Dinosaurier auf wahrscheinliche Verdächtige untersucht hatten, kamen sie zu dem Schluss, dass es sich um ein Majungatholus-on-Majungatholus-Verbrechen handelte. "Nachdem diese anderen Kandidaten eliminiert wurden, wird Majungatholus atopus des Kannibalismus beschuldigt und bis zum Beweis seiner Unschuld für schuldig befunden, was meiner Meinung nach unwahrscheinlich ist", sagte einer der Wissenschaftler, David Krause von SUNY-Stony Brook. Dies ist der erste echte Beweis dafür, dass eine Dinosaurierart Kannibalismus praktiziert. Aber laut der Zeitschrift Nature,Der Majungatholus war kaum der einzige Kannibale im Tierreich, und heute wird Kannibalismus von einer Vielzahl von Kreaturen praktiziert, von Mäusen bis zu Löwen.

Leben im Untergrund

Weit unter dem Meeresboden gedeiht laut Wissenschaftlern der Oregon State University eine Welt voller Mikroben. Die Wissenschaftler bohrten 1.000 Fuß unter dem Meeresboden, zuerst durch 825 Fuß Sediment am Meeresboden und dann durch 175 Fuß Basalt tief in der 3,5 Millionen Jahre alten Erdkruste. Die Proben, die sie sammelten, zeigten eine Fülle von Bakterienleben in dieser scheinbar feindlichen Umgebung. Diese mikroskopisch kleinen Lebewesen leben inmitten von Basaltspalten in heißem Wasser mit einer Temperatur von 65 ° C und leben von anorganischen Molekülen wie Sulfid, Wasserstoff und Kohlendioxid (die meisten Lebewesen verbrauchen organische Moleküle). "Dies ist eine der besten Ansichten, die wir jemals über diesen schwer erreichbaren Ort in der Erdkruste und die darin lebenden Lebensformen hatten", sagte Michael Rappe, einer der Forscher.„Bis jetzt wussten wir praktisch nichts über die Biologie solcher Gebiete, aber wir fanden ungefähr die gleiche Menge an Bakterien in diesem Wasser, die Sie im umgebenden Meerwasser im Ozean finden könnten. Es war reichlich vorhanden. “

"Verrottendes Y" eingelöst

Im Juni 2003 veröffentlichten Wissenschaftler die erste umfassende Analyse des genetischen Codes des Y-Chromosoms. Genetiker haben das Y-Chromosom, das nur 78 der geschätzten 30.000 Gene in der menschlichen DNA liefert und über die Geschlechtsbestimmung hinaus nur wenige wichtige Beiträge leistet, etwas abgelehnt (Frauen haben zwei X-Chromosomen; Männer haben ein X- und ein Y-Chromosom). Sobald das Y-Chromosom die Größe des X-Chromosoms hat, das etwa 1.000 Gene enthält, zerfällt es im Laufe der menschlichen Evolution rapide und schrumpft auf nur noch ein Zehntel seines früheren Selbst. Während das X-Chromosom paarweise kommt und seinen Partner zur Regeneration verwendet, steht das Y allein. Infolgedessen haben sich viele Wissenschaftler der Theorie des „verrottenden Y“angeschlossen, wonach das Y, das nicht rekombinieren kann, in den nächsten 5 Millionen Jahren weiter degenerieren wird.schließlich ausgestorben. Aber jetzt haben Wissenschaftler einen neuen Respekt für den Einfallsreichtum und die Überlebenskraft des Y gewonnen, die als entarteter Einzelgänger abgeschrieben wurden. Das Y zeigt tatsächlich beeindruckende Anzeichen dafür, dass es sich an den Stiefelriemen hochzieht. Das Y-Chromosom ist in der Tat in der Lage, seine wichtigsten Gene zu reparieren, und dies ganz alleine: „Die Vorteile der Rekombination mit dem X wurden verweigert, das Y rekombiniert mit sich selbst.“Einer der führenden Forscher, Richard K. Wilson vom Genomsequenzierungszentrum der Washington University School of Medicine in St. Louis, sagte: „Diese Studie zeigt, dass das Y-Chromosom seine wichtigen Gene sehr effizient erhalten hat. Es wurden verschiedene Wege gefunden, um die Dinge zu tun, die Chromosomen tun müssen, um sich zu entwickeln, zu überleben und zu gedeihen. “Die Nachricht hat einen anderen leitenden Forscher, den MIT-Genetiker David Page, erfreut.wer sieht es als seine Pflicht an, "die Ehre des Y-Chromosoms angesichts eines Jahrhunderts von Beleidigungen zu verteidigen".