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.