A Hét, 1973. január-június (4. évfolyam, 1-26. szám)

1973-01-12 / 2. szám

Tömegmérés a naprendszerben A bolygómozgás törvényeit Kep­ler állította fel, e törvények fizikai magyarázatát pedig Newton adta meg az általános tömegvonzás tör­vényeinek felfedezésével. Newton­nak sikerült a harmadik törvény közelítőleg érvényes alakját ponto­sabban megfogalmaznia azáltal, hogy a középponti égitest tömegén kívül két bolygó tömegét vette te­kintetbe. Ismerve tehát a Nap és a Föld tömegét, a tökéletesített képletből kiszámítható valamely Nap körül keringő bolygó tömege. A Kepler-féle törvények érvénye­sek minden középponti égitest kö­rül keringő objektumra, tehát a bolygók körül keringő természetes és mesterséges holdakra is. A Nap, a Föld és a Hold tömegét tehát aránylag könnyen ki lehet számí­tani a „klasszikus“ módszerek se­gítségével. A Nap tömege Az égitestek körül a nehézségi gyorsulás (a gravitációs térerősség) értéke és a körsebesség nagysága csupán a középponti égitest töme­gétől függ. Ezeknek az adatoknak a felhasználásával meghatározható a Nap tömege — erre az M = (1,989+0,002)100 kg adódik. A Föld tömege A Föld felszínén lévő m­ tömegű test súlya G = mg, ahol g = 9,8 a nehézségi gyorsulás értéke a fel­színen. Ez a kifejezés nyilvánvaló­an egyenlő azzal, amely az általános tömegvonzást fejezi ki. A két erő egyenlőségéből ki lehet számítani a Föld tömegét, ennek értéke (5,977+0,004) 10­ 10 kg. A Hold tömege A Föld a Holddal csillagászati kettős rendszert alkot. Mindkét égitest a közös tömegközéppont körül kering Ez a középpont a Föld belsejében van, a Föld centru­mától számítva mintegy 4650 km távolságra. Ismerve a Föld-Hold távolságot, a két égitest tömegará­nyára az rg­r érték adódik, azaz a Ol­d Hold tömege 81,3-szer kisebb a Földénél. A bolygók tömege A már ismertetett módszeren kí­vül a holddal rendelkező bolygók tömegét a Napéhoz hasonlóan le­het meghatározni. A Merkúrnak, a Venusnak és a Plútónak azonban nincs holdja. Ezeknek a bolygóknak a tömegét azokból a zavaró hatásokból (per­turbációkból) számították ki, ame­lyeket a többi bolygó mozgására kifejtenek. Az ilyen számítások az égi mechanika legnehezebb felada­tai közé tartoznak. Az elektronikus számológépek alkalmazása lehetővé tette ugyan a számítások elvégzését rövidebb idő alatt, ezek pontosságát azonban nem növelte, mivel az a megfigyelés útján szerzett, betáp­lált adatoktól függ. Az itt vázolt, klasszikusnak nevezett módszer pontossága nem kielégítő s ez az oka például annak, hogy a Plútó tömegének meghatározásában olyan nagy a bizonytalanság. A számítás pontosságát csak olyan esetben lehetett fokozni, amikor a holdnélküli bolygó mel­lett üstökös vonult el. Az üstökös pályájának a bolygó gravitációs erőterében mért megváltozásából kiszámítható a kérdéses égitest tö­mege. Az üstökösök ilyen kedvező elvonulása azonban rendkívül ritka csillagászati esemény. Az utolsó évtizedben gyökeresen megváltozott a helyzet. Sikerült működőképes űrszondákat küldeni a Hold és a szomszédos bolygók felé. Az űrszondák pályája teremet­A tömegarány után következő tizedestört jelenti a mérésnél elkö­vetett legnagyobb hibát. A relatív tömeg ennyivel lehet nagyobb vagy kisebb Az űrszondák legmegfelelőbb pályájának kiválasztásához nélkü­lözhetetlen a célbolygó tömegének, átmérőjének, tengely körüli forgás­idejének és sűrűségének pontos ismerete. A klasszikus tömegmeg­­határozási módszereket az űrszon­dák tették pontosabbá, s csak az­után valósulhatott meg a sima le­szállás a Holdra. (Szovjet önmű­ködő bolygóközi űrállomások több ízben simán leszálltak a Venus bolygó felszínére. A két űrnagyha­talom szondái még most is kerin­genek a Mars bolygó körül). Mivel a bolygók tömegének meg­határozása a módszerek finomodo­rikus mérések alapján pontosan bemérhető, s a gravitációs erőtérben fellépő eltérítő hatásból az égitest tömege minden eddigi módszernél pontosabban kiszámítható. Ilyen méréseket végeztek a Ve­­nus és a Mars bolygó felé irányí­tott amerikai Mariner-típusú űr­szondák, amelyek a Hold mellett is elhaladtak. Az új mérési adatokat a követ­kező táblázat tü­nteti fel, a Föld tömegét választva egységnek. Jóval pontosabbá vált, a Nemzet­közi Csillagászati Unió (Internatio­nal Astronomical Union, IAU) 1964-ben Hamburgban tartott kon­ferenciáján új ér­tékeket fogadott el a bolygók tömegére, az úgyneve­zett efemerisz adatokat, amelyeket a csillagászati számításoknál egysé­gesen használnak. Napjainkban azonban az űrszon­dák mérési adatainak a figyelem­­bevételével az 1964-es adatok felül­vizsgálása és módosítása is szük­ségesnek mutatkozott Ezt a nagy munkát, végezték el napjainkban elektronikus számítógépek segítsé­gével E. Ash és munkatársai : I. I. Saphire és B. W Smith. A kuta­tóknak sikerült elkészíteniük a nagybolygók tömegének az eddigi­nél pontosabb táblázatát : CZIMB­ALMOS LÁSZLÓ Az égitest neve Az klasszikus égitest tömege új módszerrel A mérőszonda neve Hold 0,01230 0,012300 + 0,00007 Mariner-5, -6,-7 Venus 0,815 0,8150,1 + 0,00003 Mariner-5 Mars 0,107 0,1074464+0,0000005 Mariner-4 A bolygó neve A nagybolygók IAU 1964 tömege (1024 kg) Ash, Shapiro, 1972 Smith Merkúr 0,3315 0,3301 + 0,0017 Venus 4.875 4,8688 + 0,0061 Föld-Hold 6,0384 6,0474 + 0.0060 Mars 0,6429 0,6420 + 0,0014 Jupiter 1899,06 1898,97 + 2.07 Saturnus 568,02 568,53 + 0,65 Uranus 86,98 36,86 + 0,84 Neptunus 102,98 102,52 + 0,65 Pluto 5,525 0,6630 T 0,3320 Édesítőszer, pókháló, rák A természetes anyagok közül nem egynek érdekes biológiai hatása van, ami­nek kutatása számos szak­embert foglalkoztat. íme néhány az utóbbi eredmények közül. Kutatás ideális édesítő­szer után. A cukorbetegek számára az egyetlen édes­ségpótló anyag sokáig a cukornál ,100—500-szor éde­sebb zaharin volt. A za­­harin azonban nem eszmé­nyi pótanyag. Fogyasztása után sokan kellemetlen u­­tóízt tapasztalnak, a nátri­umszegény diétára szoru­lók számára pedig azért al­kalmatlan, mert csak sói oldékonyak. A ciklamátnak (az E­­gyesült Államokban ked­velt édesítő szer), ami 30- szor édesebb, mint a cukor, az utóbbi időben rákkeltő hatását észlelték, ezért az egészségügyi hatóságok megtiltották a felhasználá­sát. Ismeretesek más, cukor­nál jóval édesebb anyagok is, mint például az aspar­­til-fenilalaninmetilészter vagy citromfélék glükozid­­jai, de ezeket — éppen a cik­lamát okozta riadalom miatt — még sokáig nem fogják alkalmazni az élel­miszeriparban. Egy nyu­gat-afrikai cserje (Diosco­­reophyllum cumminsii) bogyója egy nagy moleku­lájú anyagot, moncilint tartalmaz, ami 30 1­0-szer édesebb, mint a cukor; szerkezete egyelőre nem is­mert, annyit tudunk róla, hogy vegyileg fehérjeter­mészetű anyag. A kémiai szerkezet és bi­ológiai hatás, jelen esetben a szerkezet és az íz közöt­ti kapcsolat vizsgálata igen érdek­es eredményeket hoz­hat. A kérdés, hogy mi o­­kozza az édes ízt, még nem eldöntött, de az bizonyos, hogy minden édes ízű a­­nyagnak van egy hidrogén­­atomot leadó, illetve felve­vő (donor-acceptor) cso­portja, amelyek egymástól mért távolsága 2,5—4 A. (1 A — 10—1 cm). A nyel­ven, az ízlelőszemölcsökön lennie kell egy hasonló szerkezetű proteinnek, a­­mely a cukor-, vagy c­u­­korpótló molekulával hid­rogénkötéseket képezve kelti az édes íz érzetét. A pókháló kémiája. Szá­zadunk elején nem kisebb vegyész, mint Emil Fischer vizsgálta a pókháló kémiai összetételét. Eredményei, a­­melyek döntő hatással vol­tak a műanyagkutatásra, azt mutatták, hogy ezt a ravasz csapdát különféle amin­osavakból „szövik“. Az elmúlt évtizedekben keveseket érdekelt a pók­háló további kutatása, pe­dig a német kutató sok kérdésre nem adott felele­tet. Ezek közül az egyik a háló ellenállóképessége a baktériumokkal, gombák­kal szemben, ami eléggé váratlan a fehérjékből ál­ló vegyületek esetében. A heidelbergi egyetemen egy kutatócsoport az utób­bi évtizedben számos, ro­varokkal kapcsolatos kémi­ai problémát tisztázott, ők állapították meg, hogy a szálakat borító ragacsos a­­nyag káliumnitrát és káli­­umdihitrogénfoszfát kristá­lyokat, valamint néhány százalék pirrolidont tartal­maz. Az utóbbi vízszívó (higroszkopikus) anyag, a­­mely nem engedi a szálat, kát kiszáradni. A kálium­­dihidrogénfoszfát felelős az erősen savanyú vegyhatá­­sért, ami meggátolja, hogy a háló gombák vagy bak­tériumok áldozatául essék (ezek számára a semleges vagy enyhén lúgos közeg a legmegfelelőbb). A meg­lehetősen magas sókoncent­ráció is a hálót, alkotó fe­hérjék konzerválódásai se­gíti elő. A rákos sejtek fejlődését gátló természetes anyagok.. Amerikai kutatók két új vegyület­et izoláltak termé­szetes anyagokból. Az első neve: maytansin. Lelőhe­lye: egy kelet-afrikai cser­je, a Maytenus ovatus. A vegyület, aminek szerkeze­tét röntgenananzissel de­rítették fel, rokon szerke­zetű bizonyos antibiotiku­mokkal, mint­ a Rifam,gy­ein vagy Streptovaricin, a­­melyeket az utóbbi évek­ben intenzíven tanulmá­nyoztak baktériumölő és a daganatok növekedését gátló hatásuk miatt. A Maytansin már igen kis mennyiségben (mikro­gramm/testsúly kilogramm) gátolja a daganatok fejlő­dését és csak a kísérleti dózisnál 100-szoros meny­­nyiségben káros az egész­séges sejtekre. Egy másik tumorinhibi­tort a ditiscosidot az ame­rikai Datisca glomerata ne­vű növény gyökeréből izo­lálták. Szerkezetét szintén röntgenanalízissel tisztáz­ták. A datiscosid igen bo­nyolult szerves vegyület, egy cukormolekulát is tar­talmaz. A két újonnan felfede­zett anyagnak a rákos sej­tek fejlődését gátló hatását minden kétséget kizáróan megállapították, az azon­ban egyelőre bizonytalan, hogy alkalmazható -e a hu­mánterápiában. (ha) (SCIENTIFIC AMERICAN, New York) Időmérés folyékony kristállyal Az utóbbi években a ha­gyományos­­ rugóval vagy ingával és mutatóval mű­ködő órák egymás után szenvedték el az újfajta (elektromos, kvarc, tran­zisztoros s még ki tudja milyen) típusok támadását. Most úgy látszik, korunk a­ sok évszázadon át hűsé­gesen szolgáló klasszikus órának készül megadni a kegyelemdöfést. Legújab­ban a folyékony kristályok törtek be az órapiacra. Mint ismeretes, a folyé­kony kristályok olyan a­­nyagok, amelyeknek a mo­lekulái — a folyékony hal­mazállapot ellenére — nem mozognak rendszertelenül, hanem megőrzik a kristá­lyos állapot bizonyos tulaj­donságait. Éppen ezért kü­lönleges tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a színváltoztatás a hő, vagy az ultrahangok hatására. Ezt az utóbbi tulajdonsá­got használta fel a svájci Longines cég, hogy egy új óratípust dolgozzon ki. Az új óra ,,szíve" egy 32 768 Hz frekvenciával vibráló kvarckristály. A magas frekvenciájú vibrá­ciókat egy aprócska készü­lék elektromos impulzu­sokká alakítja, amelyek fényhatást váltanak ki a folyékony kristályból. Az óra üzemeltetése két kis méretű, egyenként 1,5 vol­tos elemmel történik, több mint egyéves folyamatos működést biztosítva. Az óra a másodperceket és a dá­tumot is mutatja .Vala­hogy úgy mutatja az időt, ahogy az olimpia idején a tévé képernyőjén láttuk e­­gyik sarokban a szaladó sportolók idejét). Könnyen állítható, egyszerű gomb­nyomással elérhető az is, hogy a 24 óra helyett 12 órás ciklusokban működjék. Pontos idő beállítására nemigen van szükség, minthogy egy év alatt az óra maximális késése vagy sietése nem több mint egy perc. Az óra felső burkola­ta ásványi üveg, amely é­­rintkezésben van a folyé­kony kristállyal. Az árat nem népszerűsítik — ebből arra következtethetünk, hogy nem éppen olcsó. (fj) (SCIENCE ET VIE, Párizs) a 1­3 § O Q P­EH Áldozati lepény-sütő minta Sarcpist ábrázolja A HÉT, 1973. JANUÁR 12.

Next