Nej, man skall inte återskapa Big Bang.

Sällan har ett vetenskapligt experiment föregåtts av ett sådant intresse från press och allmänhet som den nya acceleratorn vid CERN. Och visst är det befogat. The Large Hadron Collider, LHC, är troligtvis den mest avancerade maskinen som mänskligheten någonsin byggt. I Newsweek kan man läsa om vad ledande fysiker har att säga om experimentet:

As a project, it's magnificent—i like to say it's our civilization's answer to the Pyramids of Egypt, but much better because it's driven by curiosity rather than superstition, and built on collaboration, not command. The scale isn't just vanity—everything has to be as big as it is. But it's not only big in physical size; it's extremely sophisticated, extremely delicate. It's probably the most complex thing we've ever done—we being humanity.

Så uttrycker sig Nobelpristagaren Frank Wilczek. Men tyvärr har mycket av pressens intresse handlat om rena dumheter, som att LHC skulle riskera att förstöra världen, eller felaktigheter som att man skulle återskapa Big Bang. Visst låter det spännade att man skall återskapa universums födelse, men det är en beskrivning som skiljer sig från sanningen med åtminstone 19 storleksordningar.

För att ta det lite mer detaljerat så var Big Bang det ögonblick då universum skapades. Universum var då en singularitet och om man inte tar hänsyn till någon kvantgravitation (vilket man måste göre, men teorin för vilken man ännu inte känner till) så var densiteten och temperaturen i Big Bang oändlig. En gissning, enligt det man känner till om kvantgravitation, är att temperaturen låg någonstans runt 10³² Kelvin. Därefter expanderade universum våldsamt och temperatur och densitet sjönk. När temperaturen sjunker delas de tre krafterna, som vid tillräckligt höga temperaturer är samma kraft, i standardmodellen upp. Först separeras gravitationen vid ca 10²⁹ K, sedan den starka kraften runt 10¹⁶ K och slutligen vid 10¹² K delas den svaga kraften från den elektromagnetiska. Vid den här punkten kan kvarkar bindas ihop till protoner och neutroner, och det är den nivån som man kan studera i LHC. Man är alltså rätt långt från Big Bang.

Det finns många andra skillnader också, t.ex det faktum när det tidiga universum expanderade så var det rummet själv som expanderade, medan "eldklotet" i LHC, likt eldklotet från en explosion, expanderar ut i det existerande rummet.

Att tala om LHC som en Big Bang-maskin är därför helt ovetenskapligt och ger bara ytterligare poäng på sensationsskalan. Bättre, och rättare, vore att beskriva den som världens största mikroskop.

Nu verkar ju de inledande testerna ha gått bra, och den första strålen protoner har guidats genom maskinen. Nu skall man börja testa att accelerera den också. Efter hand kommer man att testa fler och fler system för att till slut börja kollidera strålar. Därefter följer ytterligare en tid av tester och kalibrering av mätinstrumenten innan LHC kan börja leverera riktiga mätdata, något som kanske kan ske i slutet av oktober eller något senare.

Andra bloggar om: LHC, CERN, fysik, vetenskap, Big Bang.

Sund livsstil kan kanske förändra genuttryck men naturligtvis inte själva generna

Ofta när jag läser helt galna påståenden om gener i tidningsrubriker tänker jag att detta borde jag blogga om, men oftast orkar jag inte göra det. Oftast är det dessutom bara rubrikerna som innehåller felaktigheter medan själva artikeln är helt OK. Idag läste jag dock något så dumt på Expressens hemsida att jag kände mig tvungen att skriva. 

Under rubriken "Sund kost ger dig bättre gener" finns texten "köttfri diet och en sundare livsstil kan ge dig fler sjukdomsskyddande gener" och en länk till denna artikel. Även i den artikeln på "Allt om mat" står det felaktiga påståendet att generna skulle förändras. Att generna skulle förändras genom hur man beter sig är ett mycket kontroversiellt påstående. Generna i enstaka celler kan förändras genom mutationer tex pga gifter, strålning eller slump och om denna enstaka cell råkar vara en cell som ska bli ett ägg eller en spermie så kan det orsaka sjukdomar i nästa generation. Detta är eftersom avkomman bildas från en enda cell som sedan delar sig. Om en mutation skett i en gen i ägget eller spermien så kommer den förändrade genen därför sedan att finnas i alla celler i avkomman. Men att en människa som utsätts för miljöfaktorer skulle förändra sina gener stämmer inte. Generna i enstaka celler kan visserligen förändras (och i värsta fall orsaka tex cancer i den kroppsdelen) men generna i alla kroppens celler ändras inte så förändringen i enstaka celler påverkar oftast inte hela organismen så mycket eftersom alla de andra cellerna har de normala genvarianterna. 

I artikeln i "Allt om mat" hänvisas till danska Dagens medicin. Genom att googla på "dansk dagens medicin" hittar jag hemsidan och en länk till deras artikel. I den står inga felaktigheter utan det framgår att det som kan förändras är inte själva generna utan hur generna uttrycks, gener kan nämligen stängas på och av. Alla individens gener finns i alla celler i kroppen* men alla gener används inte i alla celler och många gener används olika mycket i olika celler. Detta är ingen nyhet utan det har man vetat länge däremot vet man inte så mycket om hur det styrs vilka gener som slås på och av vid olika tillfällen. Studien som refereras publicerades i den vetenskapliga tidskriften PNAS och handlar om en liten undersökning av 30 män med lågrisk-prostatacancer där man sett att förändrad kost, motion och psykologbehandling mot stress förändrade hur ca 500 gener uttrycktes i prostatan. Vissa av dessa gener kan ha betydelse för cancer. För att få bättre resultat behöver man göra större studier med fler individer. Studien har faktiskt intressanta resultat så det är synd att det förvanskats genom att olika internetsidor citerar varandra och förändrar lite på vägen (ungefär som viskleken). Genom att jag letat mig tillbaka genom källorna så kan jag konstatera att det felaktiga påståendet i detta fall uppstått mellan "Dagens medicin" och "Allt om mat", antingen beroende på att skribenten på "Allt om mat" har för dåliga kunskaper i danska eller för dåliga kunskaper i biologi (eller båda) och troligen inte har läst (eller inte förstått) orginalpublikationen i PNAS.

*Det finns faktiskt ett fåtal undantag från detta, men det går jag inte in på här.

Referens:

Ornish et al. 2008. Changes in prostate gene expression in men undergoing an intensive nutrition and lifestyle intervention. PNAS 105: 8369-8374. (Open access)

Hundra meter på 9,5 sekunder?

(Via Cosmic Variance) Ett gäng sportfånar i Olso, som händelsevis också råkar vara fysiker, med alldeles för mycket tid över har ställt sig samma fråga som många andra sedan den 16 aug: Vad skulle världsrekordet på hundra meter blivit om Bolt inte saktat ner och firat segern i slutet?

I en artikel publicerad på arXiv¹ och insänd till American Journal of Physics undersöker de Usain Bolts och tvåans Richard Thompsons hastighetsprofiler under loppet och extrapolerar en tid för Bolt utan segergest. I abstractet kan man läsa:

Först antar vi konservativt att Bolt kunde ha bibehållit Richard Thompsons, tvåans, acceleration under loppets slut. I ett andra fall, baserat på utvecklingen i loppet innan firandet, antar vi att han också kunde haft en acceleration 0.5m/s² högre än Thompson. I de två fallen finner vi att det nya världsrekordet skulle varit 9.61 ± 0.04 respektive 9.55 ± 0.04 sekunder.

Alltså, en världsrekordtid nedåt 9,6 sekunder eller lägre är troligt. Författarna avslutar med att konstatera att loppet i Beijing gick utan mätbar vind, vilket i gynnsam vind (upp till 2 m/s i ryggen) gör att ett lopp av Bolt under 9,5 s är möjligt inom en snar framtid.
Referens:
¹ Velocity dispersions in a cluster of stars: How fast could Usain Bolt have run?, H. K. Eriksen, J. R. Kristiansen, Ø. Langangen och I. K. Wehus. arXiv:0809.0209v2 [physics.pop-ph].

Andra bloggar om: sport, 100 meter, Usain Bolt, OS, världsrekord. Intressant?

Första bilden från Fermi

Fermi Gamma-ray Space Telescope, eller GLAST som det var bekant som tidigare, har släppt sin första bild av universum. Fermi är et nytt rymdteleskop, där Sverige bidragit till en del av utvecklingen, som observerar universum i gammavåglängder. Gammastrålar är den mest energetiska formen av ljus med energier över 100 keV (Fermi detekterar i området 8 keV-300GeV). Då en eV är ungefär energin hos synligt ljus är gammastrålar 100.000 till miljarder gånger mer energetiska. Gammastrålar har sitt ursprung i de mest våldsamma fenomenen i universum som aktiva galaxkärnor, svarta hål, neutronstjärnor och andra kataklysmiska händelser.

Fermi har två instrument; dels Large Area Telescope (LAT) som observerar himlen och bygger en karta över gammakällor i universum, dels GLAST Burst Monitor som detekterar gammablixtar (GRB). GRB tillhör de mest mystiska fenomenen i universum. De är plötsliga utbrott av gammastrålning, som vara från några millisekunder upp till någon minut. Under den tiden kan de avge mer energi än solen under hela sin 10 miljarder år långa livstid. Vad som är orsaken till dessa utbrott vet man ännu inte.

Bilden ovan, den så kallade first light, visar himlen sedd av LAT. Den visar vår galax som ett glödande band över himlen samt några av de mest kända pulsarerna. Bilden är en summation av totalt 95 timmars observationstid, att jämföra med en liknande bild av Fermis föregångare Compton som tog flera år att observera.

Många av de andra spännande observationer som Fermi kommer att göra kan man läsa om på Fermi-projektets hemsida hos Nasa.

Andra bloggar om: vetenskap, astronomi, astrofysik, Fermi, GLAST.

Mörk materia i Italien?

Har en forskargrupp i Italien upptäckt spår av den så svårfångade mörka materien? Det är i alla fall vad DAMA-experimentets ledare Rita Bernabei hävdar sedan flera år. Vad den mörka materien, som utgör 85% av universums materia, består av är fortfarande okänt, men flera spekulationer finns. De flesta spekulationer idag rör sig kring så kallad icke-baryonisk materia (baryoner är den typ av partiklar som bygger upp atomer) med namn som axioner, WIMPs, sterila neutrinos, o.s.v.

DAMA-experimentet är en detektor av bestående av en jättelika kristaller av saltet NaI (Natriumjodid) dopat med tallium omringade av photodetektorer och strålingssköldar nedsänkt i ett underjordiskt laboratorium under Gran Sasso-bergen i Italien. Där, skyddad från bakgrundsstrålning, skall detektorn upptäcka de ljusblixtar som uppstår när en av de WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) som i enorma mängder genomströmmar jorden (om det nu är de som är den mörka materien) råkar kollidera med en av talliumatomerna. Men tyvärr kan man inte helt isolera detektorn så den bara detekterar mörk materia. I stället fokuserar DAMA på den årliga variation som förväntas när jorden på sin väg runt solen under en del av året rör sig med solens färd genom den mörka materien i galaxen och ett halvår senare mot solens riktning.
Och den förväntade variationen har hittats. Man menar att "närvaron av mörk materia i galaxhalon stöds till 8.2 standardavvikelser." D.v.s. det är bara en chans på 4×10¹⁵ att signalen man ser inte är den sökta årliga variationen. Men de flesta fysiker är inte övertygade. Visst, menar man, ser man en årlig variation, men att den skulle komma från mörk materia är inte alls säkert. Det kan finnas massor av andra anledningar till att en liknande variation uppkommer. Juan Collar, talesman för ett konkurrerande experiment i USA (COUFF), säger det här om DAMAs resultat:

Det finns bevis för en modulation i datan till 8,2 standardavvikelser. Kompatibelt med vad som kan förväntas från vissa mörka materie-partiklar i vissa galaxhalomodeller, punkt. Allt utöver det är önskedrömmar och det smetar av sig på oss andra inom forskningsområdet. Det finns självklart inga andra observerade processer i naturen som har sin topp på sommaren och går genom en dal under vintern så det måste vara mörk materia, eller hur? (Occam vänder sig i sin grav, med sitt rostiga rakblad fortfarande i handen.)

Men DAMAs forskare står på sig. De säger sig, att under ett decenniums mätningar, ha uteslutit alla andra möjliga källor, och nu, menar man, är det dags för forskarsamhället att acceptera deras upptäckt. Det räcker inte säger andra forskare kring mörk materia: Även om de uteslutit 50 möjliga felkällor så kan det finnas hundra andra. Det är för många saker som varierar periodiskt under året.

Det hela har utvecklats till ett smutsigt akademiskt slagsmål där DAMAs kritiker menar att DAMA-gruppen inte släpper sina rådata för oberoende analys och att deras mätdata inte inte stämmer överens med andra observationer. Eller egentligen icke-observationer. DAMAs beräknade tvärsnitt (kollisionssannolikhet) är så högt att andra experiment borde ha sett något, men kammat noll. DAMA-gruppen å sin sida menar att de gjort allt den kan göra för att bemöta kritiken och det är dags att de för det erkännande de förtjänar. De har t.o.m. publicerat ett utdrag ur Rudyard Kiplings dikt If... på sin hemsida

If you can bear to hear the truth you’ve spoken
Twisted by knaves to make a trap for fools,
...you’ll be a Man my son!

Och DAMA har visst stöd. Teoretiker på CalTech menar att det kan vara så att de faktiskt ser axioner (en annan teoretiskt förutspådd kandidat för mörk materia) som kolliderar med elektroner i detektorn. Detta skulle kunna ge en signal vid rätt energier. Flera experiment håller nu på att undersöka den möjligheten med andra typer av instrument. Om det visar sig att det verkligen finns en resonans av axioner vid rätt energi är det en fjäder av Nobelstorlek i hatten för DAMA-laget, men fram till dess kanske de bör påminna sig om en annan strof i If...

If you can trust yourself when all men doubt you,
But make allowance for their doubting too;
If you can wait and not be tired by waiting,

Länkar:
DAMA-gruppens hemsida.
A light in the dark. Artikel i Physics World.
First results from DAMA/LIBRA and the combined results with DAMA/NaI, R. Bernabei et al. (arXiv) - accepterad i European Physical Journal C.

Andra bloggar om: fysik, astrofysik, mörk materia, vetenskap. Intressant?

Regeringens forskningssatsning

Idag presenterade regeringen sin satsning på forskning.  År 2009 tillförs 2,4 miljarder och sedan ökar det för varje år för att 2012 bli 5 miljarder extra till forskning. Medicin, teknik och klimat är prioriterade områden som får mest pengar. Pressmeddelandet finns här och en tabell med hur de tillförda pengarna fördelas finns här. Mer detaljer om satsningen får vi vänta på tills budgetpropositionen kommer i september och forskningspropositionen i oktober. 

Sveriger förenade studentkårer anser att en del av pengarna borde gå till doktorandlöner. Jag håller med om att det borde vara en prioriterad satsning. Att det omoderna systemet med stipendier och utbildningsbidrag för doktorander fortfarande lever kvar är en skandal. Att få ett stipendium kan låta fint men om man får det istället för en lön innebär det att man står utanför de sociala trygghetssystemen precis som svartjobbare. Ett starkt skäl för lärosäten att använda stipendier och utbildningsbidrag är att det blir mycket billigare än att anställa doktoranderna eftersom inga sociala avgifter behöver betalas (och stipendier kan ha lägre belopp som utbetalas till doktoranden eftersom ingen skatt betalas). Förutom doktorander så finns det även disputerade forskare som får stipendier istället för lön, det är lika oacceptabelt det. Med förstärkta resurser så blir de ekonomiska skälen att inte betala ut löner inte lika aktuella. Så låt oss hoppas att även de yngsta forskarna får en del av kakan.

Sunt förnuft på väg?

I juli publicerades en rapport med titeln "On the road in 2035: Reducing transportation's petroleum consumption and GHG emissions" (GHG=green house gas).

Rapporten är en summering av ett treårigt forskningsprojekt vars mål var att analysera nya fordon och bränslen för minskad bränsleförbrukning och växthusgasutsläpp, som kan utvecklas och kommersialiseras under de närmaste 25 åren. Forskningen är utförd på ett av USA:s toppuniversitet, MIT. Man har fokuserat forskningen på USA, och kunnat slå fast att det är möjligt att reducera bränslekonsumtionen med 30-50% de närmaste 30 åren. Fast det finns en hake. Eller två.

Dels behövs effektivare motorer, men framför allt krävs att amerikaner slutar älska (eller i alla fall använda) bensinslukande bilar.

Någon som är förvånad?

På något sätt känns det som om det inte krävs en MIT-forskare, eller ens en forskare, för att konstatera det. Det räcker med vetskap om vilka vidunder till bilar som rullar på amerikanska vägar och förmågan att kombinera denna vetskap med en liten smula alldeles vanligt sunt förnuft. (Det säger något att den minsta bil man kan få på en amerikansk biluthyrning är minst två storlekar större än det minsta du kan få i Sverige.) Det finns inte nödvändigtvis en korrelation mellan universitetets ranking och nyhetsvärdet i deras forskning.

Referens:
Fueling our Transportation Future