Όσο κι αν παλεύουμε να καταλάβουμε τον κόσμο, υπάρχουν ακόμα μυστήρια που δεν μπορούμε να λύσουμε. Στο αφιέρωμα αυτό θα παρουσιαστούν είκοσι έξι από τα πιο δύσκολα τέτοια μυστήρια. Η επίλυση οποιουδήποτε από αυτά, θα μπορούσε να αποκαλύψει σημαντικές αλήθειες για τον κόσμο μας.

Μην το προσπαθήσετε σπίτι σας. Πολλές φορές στην ημέρα και για πολλές ημέρες προκαλείτε πόνο σε κάποιον. Ελέγχετε τον πόνο με μορφίνη μέχρι την τελευταία ημέρα του πειράματος, όπου αντικαθιστάτε την μορφίνη με αλατούχο διάλυμα. Μαντέψτε: το αλατούχο διάλυμα θα κάνει τον πόνο να εξαφανιστεί!

Αυτό είναι το φαινόμενο placebo: με κάποιον τρόπο, κάποιες φορές, ένα ολόκληρο τίποτα μπορεί να είναι εξαιρετικά ισχυρό. Στην πραγματικότητα δεν είναι ακριβώς ένα τίποτα. Όταν ο Fabrizio Benedetti του Πανεπιστημίου του Τορίνο στην Ιταλία έκανε το παραπάνω πείραμα, έκανε έναν τελευταίο ελιγμό προσθέτοντας ναλοξόνη (naloxone) στο αλατούχο διάλυμα. Η ναλοξόνη είναι ένα φάρμακο που μπλοκάρει τα αποτελέσματα της μορφίνης στο αλατούχο διάλυμα. Το εντυπωσιακό αποτέλεσμα ήταν πως μ' αυτή την προσθήκη εξαφανίστηκε το αναλγητικό αποτέλεσμα του αλατούχου διαλύματος.

Τι συμβαίνει λοιπόν; Οι γιατροί γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες για το φαινόμενο placebo και η επίδραση της ναλοξόνης φαίνεται να δείχνει πως το φαινόμενο placebo έχει κάποια βιοχημική βάση. Αλλά πέρα από όλα αυτά, το σημαντικό είναι, πως πραγματικά δεν ξέρουμε.

Έκτοτε ο Benedetti έδειξε ότι το placebo του αλατούχου διαλύματος μπορεί επίσης να μειώσει το τρέμουλο και τη μυϊκή δυσκαμψία σε ασθενείς με νόσο του Parkinson. Αυτός και η ομάδα του μέτρησαν τη δραστηριότητα νευρώνων στους εγκεφάλους των ασθενών καθώς τους είχε δοθεί αλατούχο διάλυμα. Βρήκαν ότι μεμονωμένοι νευρώνες του υποθαλάμιου πυρήνα (που είναι συχνός στόχος σε χειρουργικές επεμβάσεις για την αναχαίτιση των συμπτωμάτων του Parkinson) άρχισε να πυροδοτεί πιο σπάνια και με μικρότερη συχνότητα παλμών όταν είχε δοθεί το αλατούχο διάλυμα, κάτι που επίσης σχετίζεται με την ασθένεια του Parkinson. Η νευρωνική δραστηριότητα μειώθηκε την ίδια ώρα που εμφανίστηκε βελτίωση στα συμπτώματα: το αλατούχο διάλυμα συνεπώς, φαίνεται πως είχε σημαντικό θεραπευτικό αποτέλεσμα.

Υπάρχουν πολλά που έχουμε να μάθουμε σχετικά με το τι συμβαίνει ακριβώς στο φαινόμενο placebo, αλλά σύμφωνα με τον Benedetti ένα πράγμα είναι ξεκάθαρο: ο νους μπορεί να επηρεάσει τη βιοχημεία του σώματος. Η σχέση μεταξύ προσδοκίας και θεραπευτικού αποτελέσματος είναι ένα θαυμάσιο μοντέλο για να καταλάβει κανείς την αλληλεπίδραση νου σώματος, αναφέρει ο επιστήμονας. Οι ερευνητές χρειάζεται τώρα να αναγνωρίσουν πότε και πως δρα το placebo. Ίσως να υπάρχουν ασθένειες στις οποίες δεν έχει κανένα αποτέλεσμα. Μπορεί ακόμα να υπάρχει κοινός μηχανισμός σε διαφορετικές ασθένειες. Για την ώρα, απλώς δε γνωρίζουμε.

Το σύμπαν μας φαίνεται πως είναι απροσμέτρητα ομοιογενές. Εάν κοιτάξει κανείς το διάστημα από τη μία άκρη του ορατού σύμπαντος έως την άλλη άκρη, θα δει ότι η μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου που γεμίζει τον κόσμο έχει παντού σχεδόν την ίδια θερμοκρασία. Αυτό ίσως δε φαίνεται παράξενο εκτός εάν σκεφτεί κανείς ότι οι δύο άκρες απέχουν μεταξύ τους περίπου 28 δισεκατομμύρια έτη φωτός και πως το σύμπαν μας έχει ηλικία μόνο 14 δισεκατομμύρια χρόνια.

Τίποτε δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός, έτσι δεν υπάρχει κάποιος τρόπος με τον οποίο θα μπορούσε να έχει ταξιδέψει η ακτινοβολία της θερμότητας μεταξύ των δύο οριζόντων, ώστε να εξομαλύνει τα ψυχρά και τα θερμά σημεία που δημιουργήθηκαν από τη μεγάλη έκρηξη και να αφήσει την θερμική ισορροπία που παρατηρούμε σήμερα.

Το 'πρόβλημα του ορίζοντα' είναι ένας μεγάλος πονοκέφαλος για τους κοσμολόγους, τόσο μεγάλος που κατέληξαν σε κάποιες αρκετά τολμηρές λύσεις. Όπως για παράδειγμα η θεωρία του 'πληθωρισμού'. Μπορεί κανείς να λύσει το πρόβλημα του ορίζοντα εάν θεωρήσει ότι το σύμπαν είχε διασταλεί εξαιρετικά γρήγορα για κάποιο χρόνο, ακριβώς μετά τη μεγάλη έκρηξη, με έναν ρυθμό 10 στην πεντηκοστή μέσα σε 10 στη μείων τριακοστή τρίτη δευτερόλεπτα. Αλλά μήπως αυτό είναι απλά ένας ευσεβής πόθος; Ο πληθωρισμός θα ήταν μια εξήγηση εάν όντως έχει συμβεί, λέει ο αστρονόμος του Πανεπιστημίου του Cambridge, Martin Rees. Το πρόβλημα είναι πως κανείς δε γνωρίζει τι είναι αυτό που θα μπορούσε να προκαλέσει τον πληθωρισμό. Έτσι, πρακτικά το πληθωριστικό μοντέλο για το σύμπαν λύνει ένα μυστήριο για να δημιουργήσει ένα άλλο.

Μια διακύμανση στην ταχύτητα του φωτός θα μπορούσε επίσης να λύσει το πρόβλημα του ορίζοντα, αλλά κι αυτό επίσης δεν μπορεί να απαντήσει στην ερώτηση του γιατί. Με επιστημονικούς όρους, η ομοιόμορφη θερμοκρασία της ακτινοβολίας υποβάθρου παραμένει μια ανωμαλία.

Για πάνω από μια δεκαετία, οι φυσικοί στην Ιαπωνία βλέπανε κοσμικές ακτίνες που κανονικά δε θα έπρεπε να υπάρχουν. Οι κοσμικές ακτίνες είναι σωματίδια, κυρίως πρωτόνια αλλά κάποιες φορές επίσης ατομικοί πυρήνες με μεγάλο βάρος, που ταξιδεύουν μέσα από το σύμπαν με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Κάποιες κοσμικές ακτίνες που εντοπίστηκαν στη Γη έχουν προκληθεί από βίαια γεγονότα όπως σούπερ νόβα, αλλά ακόμα δε γνωρίζουμε την προέλευση των σωματιδίων υψηλότερης ενέργειας, που είναι τα πιο ενεργειακά σωματίδια που έχουν ποτέ ειδωθεί στη φύση. Αλλά αυτό δεν είναι το πραγματικό μυστήριο.

Καθώς τα σωματίδια των κοσμικών ακτινών ταξιδεύουν μέσα από το διάστημα, χάνουν ενέργεια σε συγκρούσεις με χαμηλής ενέργειας φωτόνια που διαχέονται στο σύμπαν, όπως αυτά της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Η ειδική θεωρία της Σχετικότητας του Einstein υπαγορεύει πως οποιεσδήποτε κοσμικές ακτίνες πλησιάζουν τη Γη από κάποια πηγή εκτός του Γαλαξία μας, θα έχουν υποστεί τόσες πολλές ενεργειοβόρες συγκρούσεις που η μέγιστη δυνατή ενέργειά τους θα είναι 5 επί 10 στην δέκατη ενάτη ηλεκτρονιοβόλτ. Αυτό είναι γνωστό ως το όριο Greisen-Zatsepin-Kuzmin.

Κατά τη διάρκεια της προηγούμενης δεκαετίας ωστόσο, το AGASA (Akeno Giant Air Shower Array, μια διάταξη που κατασκευάστηκε με στόχο να μελετήσει την προέλευση κοσμικών ακτινών εξαιρετικά υψηλής ενέργειας και που αποτελείται από 111 ανιχνευτές σωματιδίων διασπασμένους σε μια περιοχή περίπου 100 τετραγωνικών χιλιομέτρων ) του Πανεπιστημίου του Τόκιο, ανίχνευσε αρκετές κοσμικές ακτίνες που υπερέβαιναν το όριο GZK (Greisen Zatsepin Kuzmin). Θεωρητικά, θα μπορούσαν να προέρχονται μόνο μέσα από τον δικό μας Γαλαξία, έχοντας αποφύγει ένα ενεργειοβόρο ταξίδι διαμέσου του σύμπαντος. Ωστόσο, οι επιστήμονες δε μπορούν να βρουν κάποια πηγή αυτών των ακτινών από τον Γαλαξία μας. Τι συμβαίνει λοιπόν;

Μια πιθανότητα είναι πως κάτι δεν είναι σωστό με τα αποτελέσματα του AGASA. Μια άλλη είναι, πως ο Einstein είχε λάθος. Σύμφωνα με την ειδική θεωρία της Σχετικότητας, ο χώρος είναι ίδιος σε όλες τις κατευθύνσεις, αλλά τι θα συνέβαινε εάν τα σωματίδια μπορούσαν να μετακινηθούν πιο εύκολα σε ορισμένες κατευθύνσεις; Τότε οι κοσμικές ακτίνες θα διατηρούσαν περισσότερη από την ενέργειά τους, επιτρέποντάς τους να σπάσουν το όριο GZK.

Οι Φυσικοί του πειράματος Pierre Auger στην Mendoza της Αργεντινής, ασχολούνται αυτή τη στιγμή με το συγκεκριμένο πρόβλημα. Χρησιμοποιούνε 1600 ανιχνευτές που είναι διεσπαρμένοι σε μια έκταση 3000 τετραγωνικών χιλιομέτρων και θα είναι σε θέση να προσδιορίσουν τις ενέργειες εισερχόμενων κοσμικών ακτινών ώστε να ρίξουν περισσότερο φως στα αποτελέσματα του AGASA.

Ο Alan Watson, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιου του Leeds στη Μεγάλη Βρετανία και εκπρόσωπος του σχεδίου Pierre Auger, είναι ήδη πεπεισμένος πως υπάρχει κάτι σημαντικό που συμβαίνει με το θέμα αυτό. Δεν έχω αμφιβολίες πως υπάρχουν γεγονότα που ξεπερνούν το όριο των 10 στην εικοστή ηλεκτρονιοβόλτ. Υπάρχουν επαρκή παραδείγματα για να με πείσουν, δηλώνει. Η ερώτηση είναι τώρα, τι είναι αυτά; Πόσα από αυτά τα σωματίδια εισέρχονται και από ποια κατεύθυνση προέρχονται; Μέχρι να φτάσουμε στην πληροφορία αυτή, δεν μπορεί κανείς να πει πόσο εξωτική θα είναι η εξήγηση.

Η Madeleine Ennis, φαρμακολόγος του Πανεπιστημίου Queen στο Belfast, ήταν ο αδέκαστος κριτής της ομοιοπαθητικής. Κατέκρινε τους ισχυρισμούς ότι ένα χημικό φάρμακο θα μπορούσε να υποστεί διαδικασία εξασθένησης, στο σημείο που ένα δείγμα από το εξασθενημένο προϊόν θα ήταν πολύ απίθανο να περιέχει ακόμα και ένα μόνο μόριο του αρχικού φαρμάκου, παρά μόνο νερό και ωστόσο να διατηρεί το θεραπευτικό του αποτέλεσμα. Μέχρι που αποφάσισε να αποδείξει μια και καλή πως η ομοιοπαθητική δεν ήταν τίποτε άλλο παρά μια ανοησία.

Στην πλέον πρόσφατη επιστημονική της έρευνα, η Ennis περιγράφει πως η ομάδα της ερεύνησε τα αποτελέσματα εξαιρετικά αραιωμένων διαλυμάτων ισταμίνης σε ανθρώπινα λευκά αιμοσφαίρια που είχαν εμπλακεί σε φλεγμονή. Αυτά τα βασόφιλα απελευθερώνουν ισταμίνη όταν τα κύτταρα υφίστανται επίθεση. Καθώς απελευθερώνεται η ισταμίνη, σταματάει την περαιτέρω απελευθέρωσή της από τα κύτταρα αυτά. Η έρευνα που επαναλήφθηκε σε τέσσερα διαφορετικά εργαστήρια, έδειξε ότι τα ομοιοπαθητικά διαλύματα, τόσο αραιωμένα που μετά βίας θα περιείχαν έστω και ένα μόριο ισταμίνης, επέδρασαν ακριβώς όπως η ισταμίνη. Η Ennis ίσως δεν χάρηκε και τόσο με τα αποτελέσματα που ήρθαν σε αντίθεση με τις αρχικές της αμφιβολίες σχετικά με την ομοιοπαθητική, αλλά παραδέχεται πως το αποτέλεσμα αυτό δεν μπορεί να αγνοηθεί.

Τι λοιπόν έγινε; Οι ομοιοπαθητικοί προετοιμάζουν τα θεραπευτικά τους σκευάσματα διαλύοντας υλικά όπως κάρβουνο, θανατηφόρα στρυχνίνη ή δηλητήριο αράχνης μέσα σε αιθανόλη και στη συνέχεια αραιώνουν αυτή την αρχική ουσία σε νερό, ξανά και ξανά. Ασχέτως με το πόσο μεγάλος είναι ο βαθμός της αραίωσης, οι ομοιοπαθητικοί ισχυρίζονται, πως η αρχική ουσία αφήνει κάποιο είδος ίχνους στα μόρια του νερού. Έτσι, όσο και αν είναι αραιωμένο το διάλυμα, εξακολουθεί να είναι εμποτισμένο με τις ιδιότητες του αρχικού φαρμάκου.

Είναι εύκολα κατανοητό γιατί η Ennis εξακολουθεί να διατηρεί μια στάση σκεπτικισμού. Και εξακολουθεί να είναι αλήθεια το ότι κανένα ομοιοπαθητικό σκεύασμα δεν έχει ποτέ δειχθεί ότι επιδρά σε μεγάλες τυχαίες ομάδες που συμμετέχουν σε κλινικές μελέτες και όπου συγκρίνονται τα θεραπευτικά αποτελέσματα των ομοιοπαθητικών σκευασμάτων με αυτά των σκευασμάτων placebo. Αλλά η έρευνα του Belfast υποδηλώνει πως κάτι τρέχει. Η Ennis δηλώνει, πως δεν είμαστε σε θέση να εξηγήσουμε τα ευρήματά μας και τα δημοσιεύουμε ώστε να ενθαρρύνουμε άλλους να ερευνήσουν το φαινόμενο. Εάν τα αποτελέσματα προκύψουν αληθινά, όπως λέει η Ennis, οι επιπλοκές είναι πρόδηλες: πιθανότατα θα πρέπει να γράψουμε τη φυσική και τη χημεία από την αρχή.

Πάρτε την καλύτερη κατανόηση που μπορούμε να έχουμε για τη βαρύτητα, εφαρμόστε τη στον τρόπο που περιστρέφονται οι γαλαξίες και γρήγορα θα δείτε το πρόβλημα που ανακύπτει: οι γαλαξίες θα έπρεπε να διαλύονται. Η ύλη των γαλαξιών περιστρέφεται σε τροχιά γύρω από ένα κεντρικό σημείο λόγω των αμοιβαίων βαρυτικών έλξεων που δημιουργούν κεντρομόλες δυνάμεις. Αλλά δεν υπάρχει αρκετή ύλη στους γαλαξίες για να προκαλέσει την παρατηρούμενη περιστροφή.

Η Vera Rubin, αστρονόμος που εργάζεται στο τμήμα του Ινστιτούτου Carnegie στην Washington DC το οποίο είναι υπεύθυνο για τον επίγειο μαγνητισμό, εντόπισε αυτή την ανωμαλία στα τέλη της δεκαετίας του 1970. Η καλύτερη απάντηση από τους φυσικούς ήταν ότι πρότειναν πως θα έπρεπε να υπάρχει περισσότερη ύλη εκεί έξω από αυτή που μπορούμε να δούμε. Το πρόβλημα ήταν, πως κανείς δεν μπορούσε να εξηγήσει τι ήταν αυτή η 'σκοτεινή ύλη'.

Και εξακολουθούν να μη μπορούνε να την εξηγήσουν. Αν και οι ερευνητές έχουν κάνει πολλές προτάσεις σχετικά με το τι είδος σωματίδια αποτελούν τη σκοτεινή ύλη, δεν υπάρχει ομοφωνία. Είναι μια στενόχωρη τρύπα στην κατανόησή μας. Οι αστρονομικές παρατηρήσεις υποδεικνύουν πως η σκοτεινή ύλη αποτελεί πάνω από το 90% της ύλης του σύμπαντος, ωστόσο έχουμε εντυπωσιακή άγνοια για το τι είναι αυτό το 90 τοις εκατό.

Ίσως δε μπορούμε να βρούμε τι είναι αυτή η σκοτεινή ύλη επειδή δεν υπάρχει στην πραγματικότητα. Αυτή είναι ακριβώς η έκβαση που θα επιθυμούσε η Rubin. Εάν μπορούσα να διαλέξω, θα προτιμούσα να μάθαινα πως οι νόμοι του Νεύτωνα θα πρέπει να μετατραπούν ώστε να περιγράψουν σωστά τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις σε μακρινές αποστάσεις, δηλώνει. Αυτό είναι πιο γοητευτικό από ένα σύμπαν που είναι γεμάτο με ένα νέο είδος από υποατομικά σωματίδια.

Και πράγματι, οι επιστήμονες είναι διχασμένοι σχετικά με το ζήτημα της σκοτεινής ύλης. Από τη μια μεριά είναι εκείνοι που προσπαθούν να καταλάβουν τι είναι αυτή η αόρατη ύλη που φαίνεται πως υπάρχει σε αφθονία στο σύμπαν, ενώ από την άλλη μεριά βρίσκονται εκείνοι που προσπαθούν να ανακαλύψουν τι ακριβώς έχει πάει στραβά με τους νόμους του Νεύτωνα.

20 Ιουλίου, 1976. Ο Gilbert Levin κάθεται σε αναμμένα κάρβουνα. Εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά, στον Άρη, οι διαστημικές συσκευές του διαστημοπλοίου Viking ανεσκάψανε λίγο χώμα και το ανέμειξαν με θρεπτικές ουσίες μαρκαρισμένες με άνθρακα 14. Οι επιστήμονες της αποστολής συμφώνησαν όλοι πως εάν τα όργανα του Levin στην άκατο ανίχνευαν εκπομπές μεθανίου με άνθρακα 14 από το χώμα, τότε θα έπρεπε να υπάρχει ζωή στον Άρη. (Εάν στο χώμα υπήρχαν μικροοργανισμοί που κατανάλωναν τα θρεπτικά συστατικά με τον άνθρακα 14, τότε θα απελευθέρωναν ως προϊόν του μεταβολισμού τους μεθάνιο, που θα περιείχε τον άνθρακα 14. Τέτοιο μεθάνιο θα μπορούσε να παραχθεί μόνο από ζωντανούς οργανισμούς και όχι από ανόργανες διαδικασίες κι έτσι θα αποδεικνυόταν η ύπαρξη ζωής).

Το Viking αναφέρει θετικό αποτέλεσμα. Κάτι χωνεύει τα θρεπτικά συστατικά, τα μεταβολίζει και στη συνέχεια αποβάλλει αέρια που είναι μαρκαρισμένα με άνθρακα 14. Γιατί να μην το γιορτάσουμε λοιπόν; Γιατί ένα άλλο όργανο, σχεδιασμένο να ανιχνεύει οργανικά μόρια μελετώντας θεμελιώδη σημάδια ζωής, δε βρήκε τίποτε. Σχεδόν όλοι οι επιστήμονες της αποστολής αποδέχτηκαν ότι η ανακάλυψη του Viking ήταν εσφαλμένος συναγερμός. Ήταν όμως;

Τα επιχειρήματα εξακολουθούν να μαίνονται, αλλά τα αποτελέσματα από τις τελευταίες περιπλανήσεις της NASA στον Άρη έδειξαν πως η επιφάνειά του ήταν σίγουρα υγρή στο παρελθόν και ως εκ τούτου μπορούσε να φιλοξενήσει ζωή. Και υπάρχουν ακόμα περισσότερα στοιχεία που ήρθαν στο φως, σύμφωνα με τον Levin. Κάθε αποστολή στον Άρη έχει αποδώσει στοιχεία που υποστηρίζουν το συμπέρασμά μου. Κανένα δεν ήταν αντίθετο.

Ο Levin υποστηρίζει τον ισχυρισμό του και δεν είναι πλέον μόνος. Ο Joe Miller, κυτταρικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνια στο Los Angeles, έκανε ξανά ανάλυση των δεδομένων και πιστεύει πως οι εκπομπές του μεθανίου δείχνουν σημάδια κιρκαδικού ρυθμού (ο κιρκαδικός ρυθμός είναι ο κατά προσέγγιση 24ωρος κύκλος που παρουσιάζει η δραστηριότητα ζωντανών οργανισμών, όπως ζώων, φυτών, μυκήτων μέχρι και βακτηρίων). Αυτό υποδηλώνει σε μεγάλο βαθμό την ύπαρξη ζωής.

Ο Levin κάνει αίτηση στην ESA και στη NASA να απογειώσει μια παραλλαγμένη έκδοση της δικής του αποστολής ώστε να ερευνήσει μόρια με συγκεκριμένες συμμετρίες. Τέτοια μόρια είναι είτε δεξιόστροφα είτε αριστερόστροφα. Το κάθε ένα αποτελεί την κατοπτρική εικόνα του άλλου. Ενώ οι βιολογικές διεργασίες τείνουν να παράγουν μόρια που προτιμούν τον δεξιόστροφο ή τον αριστερόστροφο τύπο, οι μη ζωντανές διεργασίες δημιουργούν εκδοχές και των δύο τύπων σε ίσες ποσότητες. Εάν μια μελλοντική αποστολή στον Άρη έβρισκε ότι ο μεταβολισμός του Άρη προτιμά επίσης τον ένα τύπο από τη συμμετρία σε ένα μόριο, αυτό θα ήταν η καλύτερη ένδειξη για ζωή στον πλανήτη αυτό.

Πριν από μερικά χρόνια, ένας επιταχυντής σωματιδίων στη Γαλλία ανίχνευσε έξι σωματίδια που δεν θα έπρεπε να υπάρχουν. Ονομαστήκανε 'τετρανετρόνια': αποτελούνταν από τέσσερα νετρόνια ενωμένα μεταξύ τους με έναν τρόπο που αψηφά τους φυσικούς νόμους. Ο Francisco Miguel Marques και οι συνεργάτες του στον επιταχυντή Ganil στην πόλη Caen προσπαθούν να επαναλάβουν τη διαδικασία. Στην περίπτωση που θα πετύχουν, αυτά τα συμπλέγματα μπορεί να μας υποχρεώσουν να επαναθεωρήσουμε τις δυνάμεις που κρατούν ενωμένους τους ατομικούς πυρήνες.

Η ομάδα πυροδότησε πυρήνες Βηρυλλίου σε έναν μικρό στόχο από άνθρακα και ανέλυσε τα θραύσματα που προσέκρουσαν στους περιβάλλοντες ανιχνευτές σωματιδίων. Περίμεναν να βρουν στοιχεία για τέσσερα ξεχωριστά νετρόνια που θα είχαν χτυπήσει τους ανιχνευτές. Αντί γι' αυτό, η ομάδα του Ganil βρήκε μόνο μια λάμψη φωτός στον ένα ανιχνευτή. Και η ενέργεια αυτής της λάμψης υποδήλωνε πως είχανε προσκρούσει τέσσερα νετρόνια ταυτόχρονα στον ανιχνευτή. Βέβαια, τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να οφείλονται σε ατύχημα: τέσσερα νετρόνια θα μπορούσαν να είχαν φτάσει ταυτόχρονα στον ίδιο τόπο και χρόνο λόγω σύμπτωσης. Αλλά αυτό είναι εξαιρετικά απίθανο.

Όχι τόσο απίθανο όσο η ύπαρξη των τετρανετρονίων, θα μπορούσε κανείς να απαντήσει, διότι στο καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής τα τετρανετρόνια είναι απλώς αδύνατο να υπάρχουν. Σύμφωνα με την αρχή της απαγόρευσης του Pauli, δεν μπορούνε ούτε καν δύο πρωτόνια ή νετρόνια στο ίδιο σύστημα να έχουν πανομοιότυπες κβαντικές ιδιότητες. Στην πραγματικότητα, η ισχυρή πυρηνική δύναμη που θα τα κρατούσε μαζί είναι ρυθμισμένη με τέτοιον τρόπο που δεν μπορεί να κρατήσει ούτε καν δύο μοναχικά νετρόνια ενωμένα, πόσο μάλλον τέσσερα. Ο Marques και η ομάδα του ξαφνιάστηκαν τόσο από τα αποτελέσματα αυτά που έθαψαν τα δεδομένα σε μια ερευνητική εργασία που υποτίθεται ότι αναφερόταν στην πιθανότητα εύρεσης τετρανετρονίων στο μέλλον.

Και υπάρχουν και άλλοι ακόμα πιο πειστικοί λόγοι για να αμφιβάλλει κανείς για την ύπαρξη των τετρανετρονίων. Εάν τεντώσει κανείς τους νόμους της φυσικής για να επιτρέψει την ένωση τεσσάρων νετρονίων, ακολουθεί χάος. Αυτό θα σήμαινε πως το μείγμα των στοιχείων που σχηματίστηκαν μετά τη μεγάλη έκρηξη θα ήταν ανακόλουθο με αυτό που παρατηρούμε σήμερα και ακόμα χειρότερα, τα σχηματισμένα στοιχεία θα γινόντουσαν σύντομα πολύ πιο βαριά για να μπορέσει να υπάρξει ο κόσμος. Ίσως το σύμπαν να κατέρρεε πριν αποκτήσει κάποια πιθανότητα να επεκταθεί, λέει η Natalia Timofeyuk, που είναι θεωρητικός στο Πανεπιστήμιο του Surrey στο Guildford της Αγγλίας.

Υπάρχουν ωστόσο δύο κενά σ' αυτή την αιτιολόγηση. Εδραιωμένες θεωρίες επιτρέπουν την ύπαρξη των τετρανετρονίων, ωστόσο μόνο ως ενός εξαιρετικά βραχύβιου σωματιδίου. Αυτό θα μπορούσε να είναι η αιτία που τέσσερα νετρόνια χτύπησαν τους ανιχνευτές του Ganil ταυτόχρονα, δηλώνει η Timofeyuk. Και υπάρχουν κάποια άλλα στοιχεία που υποστηρίζουν την άποψη ότι υπάρχει ύλη που είναι σχηματισμένη από πολλαπλά νετρόνια: οι αστέρες νετρονίων. Αυτά τα σώματα, που περιέχουν έναν τεράστιο αριθμό από ενωμένα νετρόνια, υποδηλώνουν πως όταν συνωστίζονται νετρόνια εμφανίζονται ανεξήγητες μέχρι στιγμής δυνάμεις.

Αυτή είναι η ιστορία δύο διαστημοπλοίων. Το Pioneer 10 εκτοξεύτηκε το 1972 και το Pioneer 11 εκτοξεύτηκε δύο χρόνια αργότερα. Για την ώρα και τα δύο διαστημόπλοια θα έπρεπε να κατευθύνονται στο βαθύ διάστημα χωρίς κανείς να μπορεί να τα δει. Ωστόσο, τα διανύσματα της κίνησής τους αποδείχτηκαν εξαιρετικά ενδιαφέροντα για να τα αγνοήσει κανείς.

Αυτό συμβαίνει διότι κάτι τα έχει τραβήξει ή σπρώξει, κάνοντάς τα να επιταχυνθούν. Η επιτάχυνση αυτή είναι πολύ μικρή, μικρότερη από ένα νανόμετρο ανά μέτρο στο τετράγωνο. Αυτό είναι αντίστοιχο με ένα δεκάκις δισεκατομμυριοστό της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης, αλλά είναι αρκετό ώστε να μετακινήσει το Pioneer 10 περίπου 400.000 χιλιόμετρα έξω από την πορεία του. Η NASA έχασε επαφή με το Pioneer 11 το 1995, αλλά μέχρι αυτό το σημείο υποβάλλονταν στην ακριβώς ίδια παρέκκλιση που είχε υποβληθεί το αδελφάκι του. Τι ήταν λοιπόν αυτό που την προκαλούσε;

Κανείς δεν ξέρει. Κάποιες πιθανές εξηγήσεις έχουν ήδη αποκλεισθεί, όπως η πιθανότητα για λάθη στο λογισμικό, ο ηλιακός άνεμος και διαρροή καυσίμων. Εάν η αιτία είναι κάποια βαρυτική επίδραση, δεν αφορά σε κάποιο είδος που γνωρίζουμε. Στην πραγματικότητα, οι φυσικοί είναι τόσο μπερδεμένοι με το γεγονός που κάποιοι κατέφυγαν για την εξήγηση του φαινομένου στο να επικαλεστούν άλλα ανεξήγητα φαινόμενα.

Ο Bruce Bassett του Πανεπιστημίου του Portsmouth στην Αγγλία πρότεινε πως το αίνιγμα του Pioneer ίσως έχει σχέση με αποκλίσεις του άλφα, της σταθεράς της συμπαντικής λεπτής υφής (η σταθερά άλφα είναι κάτι που χτίζεται στον ίδιο το σκελετό του Σύμπαντος. Είναι ένας αδιάστατος αριθμός, η αναλογία μεταξύ τεσσάρων φυσικών σταθερών: της ταχύτητας του φωτός, της κβαντικής ενεργειακής σταθεράς, του φορτίου του ηλεκτρονίου και του π). Κάποιοι άλλοι πρότειναν πως η εκτροπή στους Pioneer προκαλείται από τη σκοτεινή ύλη, αλλά εφόσον δε γνωρίζουμε τι είναι η σκοτεινή ύλη, η παραπάνω παρατήρηση δε βοηθά ιδιαίτερα. Όλο αυτό είναι τόσο εξωφρενικά ενδιαφέρον, λέει ο Michael Nieto των Εθνικών Εργαστηρίων στο Los Alamos. Έχουμε μόνο προτάσεις, καμία από τις οποίες δεν έχει αποδειχθεί.

Ο Nieto πρότεινε να γίνει μια νέα ανάλυση στα αρχικά δεδομένα από τα διανύσματα κίνησης των διαστημοπλοίων, υποθέτοντας πως πιθανόν να αποκαλύψει νέα στοιχεία. Αλλά για να φτάσουν στο βάθος του προβλήματος, αυτό που πραγματικά χρειάζονται οι επιστήμονες είναι μια αποστολή που να είναι ειδικά σχεδιασμένη στο να μετρήσει ασυνήθιστες βαρυτικές επιδράσεις στις πιο μακρινές άκρες του ηλιακού συστήματος. Μια τέτοια αποστολή θα στοίχιζε κάτι μεταξύ 300 και 500 εκατομμυρίων δολαρίων και θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε μια άλλη μελλοντική αποστολή που θα προοριζόταν για τις εξωτερικές περιοχές του ηλιακού συστήματος.

Στο τέλος θα βρεθεί μια εξήγηση, λέει ο Nieto. Ελπίζω βέβαια πως θα οφείλεται στη νέα φυσική, κάτι τέτοιο θα ήταν θαυμάσιο. Αλλά από τη στιγμή που ένας φυσικός ξεκινά να εργάζεται στη βάση της ελπίδας, είναι καταδικασμένος να αποτύχει. Όσο κι αν φαίνεται πεζό, ο Nieto πιστεύει πως η εξήγηση της ανωμαλίας στους Pioneer θα βρεθεί τελικά σε κάποια κοσμική επίδραση, όπως κάποια απαρατήρητη πηγή θερμότητας επάνω στο σκάφος.

Στις αρχές του 1990, ένα πράγμα ήταν σαφώς αδιαφιλονίκητο σχετικά με τη διαστολή του σύμπαντος. Είτε θα είχε αρκετή ενεργειακή πυκνότητα ώστε να σταματήσει να διαστέλλεται και να καταρρεύσει, είτε ότι είχε τόση λίγη ενεργειακή πυκνότητα που δε θα σταματούσε ποτέ να διαστέλλεται, αλλά η βαρύτητα ήταν σίγουρο πως θα σταματούσε τη διαστολή καθώς θα περνούσε ο καιρός. Όπως φάνηκε, η επιβράδυνση δεν παρατηρήθηκε, αλλά θεωρητικά το σύμπαν θα έπρεπε να επιβραδύνεται. Το σύμπαν είναι γεμάτο από ύλη και η ελκτική δύναμη της βαρύτητας την κάνει να τείνει να συγχωνευτεί. Αλλά οι παρατηρήσεις του τηλεσκοπίου Hubble το 1998 που αφορούσαν κάποιους απομακρυσμένους υπερκαινοφανείς αστέρες έδειξαν πως πριν από πάρα πολλά χρόνια το σύμπαν διαστελλόταν με μικρότερη ταχύτητα από αυτή που διαστέλλεται σήμερα. Έτσι, η ταχύτητα διαστολής δεν μειώθηκε λόγω της βαρύτητας, όπως καθένας πίστευε, αλλά αντίθετα η διαστολή επιταχύνεται. Κανένας δεν περίμενε κάτι τέτοιο, κανένας δεν ήξερε πώς να το εξηγήσει. Αλλά κάτι το προκαλούσε.

Στο τέλος οι θεωρητικοί κατέληξαν με πολλών ειδών εξηγήσεις. Ίσως ήταν αποτέλεσμα μιας προ πολλού απορριφθείσας εκδοχής της βαρυτικής θεωρίας του Αϊνστάιν, αυτής που περιλάμβανε την αποκαλούμενη 'κοσμολογική σταθερά'. Ίσως πάλι ήταν κάποιο παράξενο είδος ενεργειακού ρευστού που γέμιζε τον χώρο. Πιθανόν κάτι να είναι λάθος με τη βαρυτική θεωρία του Αϊνστάιν και μια νέα θεωρία να μπορούσε να συμπεριλάβει κάποιου είδους πεδίο που δημιουργεί την κοσμική επιτάχυνση. Οι θεωρητικοί ακόμα δε γνωρίζουν ποια είναι η σωστή εξήγηση, αλλά της έδωσαν ένα όνομα: την ονόμασαν σκοτεινή ενέργεια.

Από το 1998 που οι αστρονόμοι ανακάλυψαν πως το σύμπαν διαστέλλεται σε ολοένα και πιο γρήγορες ταχύτητες αποτελεί ένα από τα διασημότερα, αλλά και τα πιο στενάχωρα προβλήματα στη φυσική. Είναι ένα φαινόμενο που ακόμα αναζητά την αιτία του, μέχρι τότε, καθένας πίστευε πως η διαστολή του σύμπαντος μειωνόταν συνέχεια μετά από τη μεγάλη έκρηξη. Οι θεωρητικοί ακόμα το ψάχνουν, αναζητώντας μια εξήγηση που να βγάζει νόημα, λέει η κοσμολόγος Katherine Freese του Πανεπιστημίου του Michigan, στο Ann Arbor. Ελπίζουμε όλοι πως επερχόμενες παρατηρήσεις σε υπερκαινοφανείς αστέρες ή σε γαλαξιακά συμπλέγματα μπορεί να μας δώσουν περισσότερα στοιχεία.

Είναι επίσης πιθανό πως η θεωρία του Αϊνστάιν για τη Γενική Σχετικότητα ίσως θα πρέπει να αλλάξει όταν εφαρμόζεται σε μεγάλες κλίμακες στο σύμπαν. Το πεδίο είναι ακόμα ανοιχτό, λέει η Freese.

Εάν ταξιδέψετε στα απώτατα άκρα του ηλιακού συστήματος, στα παγωμένα πέρατα μετά από τον Πλούτωνα, θα δείτε κάτι παράξενο. Ξαφνικά, αφού θα περάσετε τη ζώνη του Kuiper, μια περιοχή του διαστήματος γεμάτη με παγωμένους βράχους, θα βρεθείτε σε μια περιοχή που δεν υπάρχει απολύτως τίποτε.

Οι αστρονόμοι καλούν αυτό το όριο 'χάσμα του Kuiper' λόγω του ότι η πυκνότητα των διαστημικών βράχων μειώνεται εντελώς απότομα. Τι προκάλεσε κάτι τέτοιο; Η μόνη απάντηση φαίνεται να είναι η υπόθεση ενός δέκατου πλανήτη. Δεν αναφερόμαστε στον Quaoar ή στη Sedna: πρόκειται για ένα πολύ μεγάλο αντικείμενο, τόσο μεγάλο όσο η Γη ή ο Άρης και αυτό φαίνεται να καθάρισε την περιοχή από τα διαστημικά συντρίμμια. (Η Sedna και ο Quaoar είναι δύο πλανητοειδή που ανακαλύφθηκαν μέσα στην τελευταία δεκαετία, βρίσκονται πολύ μακρύτερα από τον Ποσειδώνα και οι τροχιές τους φτάνουν στα πιο απόμακρα σημεία του ηλιακού συστήματος κοντά στη ζώνη του Kuiper).

Τα στοιχεία για την ύπαρξη του 'Πλανήτη Χ' είναι αρκετά σημαντικά, λέει ο Alan Stern, αστρονόμος στο νοτιοδυτικό ερευνητικό Ινστιτούτο στο Boulder του Colorado. Αλλά αν και οι υπολογισμοί δείχνουν πως ένα τέτοιο σώμα θα μπορούσε να ευθύνεται για το χάσμα του Kuiper, κανείς δεν έχει μέχρι στιγμής δει αυτόν τον υποτιθέμενο δέκατο πλανήτη.

Υπάρχει ένας καλός λόγος γι' αυτό. Η ζώνη του Kuiper βρίσκεται απλά πολύ μακριά από μας για να έχουμε μια καλή θέα της περιοχής. Θα πρέπει να φτάσουμε εκεί έξω και να ρίξουμε μια ματιά πριν μπορέσουμε να αποφανθούμε κάτι για το τι ακριβώς υπάρχει εκεί. Και αυτό δε θα είναι δυνατό για μια δεκαετία ακόμα, περίπου. Το πρόγραμμα της NASA 'New Horizons' που θα κατευθυνθεί στον Πλούτωνα και στη ζώνη του Kuiper, είχε προγραμματιστεί να ξεκινήσει τον Ιανουάριο του 2006. Δε θα έχει φτάσει στον Πλούτωνα μέχρι το 2015, έτσι λοιπόν εάν γυρεύετε μια εξήγηση για το κενό, άδειο χάσμα του Kuiper, θα πρέπει να περιμένετε μερικά χρόνια ακόμα.

Είχε διάρκεια 37 δευτερόλεπτα και ήρθε από το εξώτερο διάστημα. Στις 15 Αυγούστου του 1977 έκανε τον αστρονόμο Jerry Ehman, που τότε ήταν στο πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Ohio στο Columbus, να φωνάξει 'wow!' όταν είδε την εκτύπωση του σήματος που ανίχνευσε το Ραδιοτηλεσκόπιο που ήταν γνωστό με το όνομα 'Μεγάλο Αυτί' (Big Ear). Όπως συνήθιζε να κάνει χιλιάδες φορές, ο Jerry Ehman έριξε μια ματιά στις εκτυπώσεις του 'Big Ear' χωρίς να περιμένει να βρει κάτι το ασυνήθιστο. Αλλά αυτό που είδε στις 15 Αυγούστου του 1977 θα αποτελούσε ένα ιστορικό συμβάν της ραδιοαστρονομίας και τα επιστημονικά βιβλία της αστρονομίας θα το συζητούσαν μέχρι και σήμερα. Είχε δει ένα σήμα τόσο δυνατό που σύμφωνα με τον ίδιο αποτελεί το πιο σημαντικό πράγμα που είχε δει ποτέ.

Μετά από τριάντα χρόνια κανείς δε γνωρίζει τι προκάλεσε το σήμα. Ακόμα περιμένω μια εξήγηση που να βγάζει νόημα, λέει ο Ehman.Θα μπορούσε να είναι αυτό η πρώτη επαφή του ανθρώπου με μια εξωγήινη νοημοσύνη; Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ohio είχαν προβληματιστεί με το περίεργο σήμα. Γύρισαν για ένα μήνα το τεράστιο τηλεσκόπιο στην πλευρά του ουρανού από όπου είχε προέλθει και συνέχιζαν να το γυρίζουν προς την περιοχή αυτή αρκετά συχνά, αλλά το σήμα δεν καταγράφηκε ποτέ ξανά.

Είχε έρθει από την κατεύθυνση του Τοξότη και ο παλμός του προσδιορίστηκε σε μια στενή μπάντα ραδιοσυχνοτήτων περίπου στα 1420 megahertz. Αυτή η συχνότητα βρίσκεται σε ένα τμήμα του ραδιοφάσματος που όλες οι μεταδόσεις απαγορεύονται μέσω διεθνούς συμφωνίας. Φυσικές πηγές ακτινοβολίας όπως θερμικές εκπομπές από πλανήτες, συνήθως καλύπτουν ένα πολύ πιο ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Δεν μπορεί λοιπόν να είχε προκληθεί από κάποιον πλανήτη, τι ήταν όμως;

Το κοντινότερο άστρο σ' αυτή την κατεύθυνση βρίσκεται σε απόσταση 220 ετών φωτός. Εάν ήρθε από κει, θα πρέπει να ήταν είτε ένα ιδιαίτερα έντονο αστρονομικό γεγονός, ή ένας προηγμένος εξωγήινος πολιτισμός που μπορούσε να χρησιμοποιήσει έναν ασύλληπτα μεγάλο και ισχυρό πομπό μετάδοσης.

Το γεγονός ότι εκατοντάδες σαρωτικοί έλεγχοι που έγιναν στο ίδιο σημείο του ουρανού δεν βρήκαν τίποτε που να μοιάζει με το σήμα αυτό, δε σημαίνει πως δεν υπάρχουν εξωγήινοι πολιτισμοί. Εάν σκεφτεί κανείς το γεγονός ότι το ραδιοτηλεσκόπιο Big Ear καλύπτει μόνο ένα εκατομμυριοστό του ουρανού κάθε δεδομένη στιγμή και πως ένας εξωγήινος πομπός πιθανότατα θα έστελνε μια ακτίνα που θα κάλυπτε επίσης ένα τόσο μικρό τμήμα του ουρανού, οι πιθανότητες να εντοπιστεί και πάλι το σήμα είναι τουλάχιστον πολύ μακρινές.

Άλλοι σκέφτονται πως θα πρέπει να υπάρχει μια πιο γήινη εξήγηση. Ο Dan Wertheimer, επικεφαλής επιστήμονας στο πρόγραμμα SETI@home, λέει ότι το σήμα 'wow' ήταν σχεδόν σίγουρα θόρυβος: αλληλεπίδραση ραδιοσυχνοτήτων από εκπομπές που είχαν ως βάση τους τη Γη. Έχουμε δει πολλά σήματα σαν αυτό και αυτό το είδος των σημάτων πάντα καταλήγει να προέρχονται από αλληλεπιδράσεις, δηλώνει. Η διαφωνία όμως συνεχίζεται.

Το 1997 ο αστρονόμος John Webb και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στο Sydney ανέλυσαν το φως που έφτανε στη Γη από απομακρυσμένα Κβάζαρ. Σε κάθε ταξίδι 12 δισεκατομμυρίων χρόνων το φως είχε περάσει μέσα από διαστρικά νέφη μετάλλων όπως ο σίδηρος, το νικέλιο και το χρώμιο και οι ερευνητές βρήκαν πως αυτά τα άτομα είχαν απορροφήσει μερικά από τα φωτόνια του φωτός των Κβάζαρ, αλλά όχι εκείνα που περίμεναν.

Εάν είναι παρατηρήσεις είναι σωστές, η μόνη αμυδρά λογική εξήγηση είναι πως μια σταθερά της φυσικής που ονομάζεται σταθερά της λεπτής συμπαντικής υφής ή σταθερά alpha (η σταθερά alpha είναι κάτι που χτίζεται στον ίδιο το σκελετό του σύμπαντος, είναι ένας αδιάστατος αριθμός, η αναλογία μεταξύ τεσσάρων φυσικών σταθερών: της ταχύτητας του φωτός, της κβαντικής ενεργειακής σταθεράς, του φορτίου του ηλεκτρονίου και του π) είχε μια διαφορετική τιμή τη στιγμή που το φως πέρασε μέσα από τα νέφη.

Αλλά αυτό είναι αιρετικό. Η alpha είναι μια εξαιρετικά σημαντική σταθερά που καθορίζει πως αλληλεπιδρά το φως με την ύλη και δε θα έπρεπε να είναι σε θέση να μεταβάλλεται. Η τιμή της εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από το φορτίο του ηλεκτρονίου, την ταχύτητα του φωτός και τη σταθερά του Planck. Θα μπορούσε κάτι από τα παραπάνω να έχει μεταβληθεί;

Κανείς από τους επιστήμονες της Φυσικής δεν ήθελε να πιστέψει στις μετρήσεις. Ο Webb και η ομάδα του προσπάθησαν επί χρόνια να βρουν που υπήρχε το σφάλμα στα αποτελέσματά τους. Αλλά μέχρι στιγμής έχουν αποτύχει να το βρουν. Και δεν είναι μόνο τα αποτελέσματα του Webb αυτά που υποδηλώνουν πως κάτι λείπει από την κατανόησή μας για τη σταθερά alpha. Μια πρόσφατη ανάλυση από τον μοναδικό γνωστό φυσικό πυρηνικό αντιδραστήρα, ο οποίος ήταν ενεργός πριν περίπου δύο δισεκατομμύρια χρόνια, στο μέρος που σήμερα είναι γνωστό ως Oklo στην Gabon, επίσης υποδηλώνει ότι έχει αλλάξει κάτι που αφορά στην αλληλεπίδραση του φωτός με τη μάζα.

Η αναλογία ορισμένων ραδιενεργών ισοτόπων που παράγονται μέσα σε έναν τέτοιο αντιδραστήρα εξαρτάται από την alpha, και η μελέτη των προϊόντων της σχάσης που έχουν απομείνει στο έδαφος του Oklo παρέχει έναν τρόπο για να υπολογίσουμε την τιμή της σταθεράς τη στιγμή που είχαν σχηματιστεί. Με τη χρήση αυτής της μεθόδου, ο Steve Lamoreaux και οι συνεργάτες του στο Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos στο Νέο Μεξικό προτείνουν ότι η alpha ίσως έχει μειωθεί σε ποσοστό μεγαλύτερο από 4 τοις εκατό από τη στιγμή που είχε ξεκινήσει ο αντιδραστήρας στο Oklo.

Υπάρχουν και εκείνοι που υποστηρίζουν την αντίθετη άποψη, δηλαδή ότι δεν έχει υπάρξει κάποια αλλαγή στην alpha. Ο Patrick Petitjean, αστρονόμος στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής στο Παρίσι, ήταν επικεφαλής σε μια ομάδα που ανέλυσε φως από Κβάζαρ το οποίο είχε φτάσει στο πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο της Χιλής (VLT) και δεν βρήκε κανένα στοιχείο που να υποστηρίζει την αλλαγή της alpha. Αλλά ο Webb, που δε μελετά τις μετρήσεις του VLT, λέει ότι απαιτείται πιο περίπλοκη ανάλυση από εκείνη που έγινε από την ομάδα του Petitjean. Η ομάδα του εργάζεται πάνω σ' αυτό αυτή τη στιγμή, και ίσως αυτό είναι μια ευκαιρία για να λυθεί η παρατηρούμενη ανωμαλία.

Είναι δύσκολο να πούμε πόσο χρόνο θα χρειαστεί, λέει το μέλος της ομάδας του Webb, o Michael Murphy του Πανεπιστημίου του Cambridge. Όσο περισσότερο ερευνούμε αυτά τα νέα στοιχεία, όλο και περισσότερες δυσκολίες συναντούμε. Αλλά όποια κι αν είναι η απάντηση, η έρευνα θα έχει την αξία της. Μια ανάλυση του τρόπου που το φως περνάει μέσα από απομακρυσμένα μοριακά νέφη θα μπορούσε να αποκαλύψει πολλά σχετικά με το πώς είχαν παραχθεί τα στοιχεία στις απαρχές της ιστορίας του σύμπαντος.

Μετά από περίπου 20 χρόνια, επιστρέφει. Στην πραγματικότητα, η ψυχρή σύντηξη ποτέ δε μας είχε αφήσει. Σε μια περίοδο μεγαλύτερη των 10 χρόνων, από το 1989, στα εργαστήρια του Ναυτικού στις Ηνωμένες Πολιτείες έγιναν περισσότερα από 200 πειράματα για να διερευνηθεί εάν οι πυρηνικές αντιδράσεις που παράγουν περισσότερη ενέργεια από εκείνη που καταναλώνουν, κάτι που υποτίθεται πως είναι πιθανό μόνο μέσα στα αστέρια, μπορούν να συμβούν σε θερμοκρασίες δωματίου. Ένας μεγάλος αριθμός από ερευνητές έχουν από τότε θεωρήσει τους εαυτούς τους ως οπαδούς αυτής της άποψης.

Με ελεγχόμενη ψυχρή σύντηξη πολλά από τα ενεργειακά προβλήματα του κόσμου θα μπορούσαν να εξαλειφθούν. Δεν είναι λοιπόν καθόλου άξιο απορίας το ότι το Τμήμα Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών εκδήλωσε ενδιαφέρον, ώστε μετά από μια μακρόχρονη ανασκόπηση των στοιχείων κατέληξε στη δήλωση ότι είναι ανοιχτό στην αποστολή προτάσεων για νέα πειράματα ψυχρής σύντηξης.

Και αυτό ήταν μια σημαντική αλλαγή πορείας. Η πρώτη αναφορά του Τμήματος Ενέργειας για το αντικείμενο αυτό δημοσιεύτηκε πριν από περίπου 20 χρόνια και είχε καταλήξει στο ότι τα αρχικά αποτελέσματα της ψυχρής σύντηξης που είχαν παραχθεί από τον Martin Fleischmann και τον Stanley Pons του Πανεπιστημίου της Utah και που αποκαλύφθηκαν σε μια συνέντευξη τύπου το 1989, ήταν αδύνατο να αναπαραχθούν, κάτι που υποδήλωνε πως ήταν εσφαλμένα.

Ο βασικός ισχυρισμός της ψυχρής σύντηξης είναι ότι η εμβύθιση ηλεκτροδίων παλλαδίου σε βαρύ ύδωρ (στο οποίο το οξυγόνο συνδυάζεται με το ισότοπο του υδρογόνου, το δευτέριο) μπορεί να απελευθερώσει μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Εφαρμόζοντας μια διαφορά δυναμικού διαμέσου των ηλεκτροδίων υποτίθεται ότι μπορούν οι πυρήνες του δευτέριου να μετακινηθούν στο μοριακό πλέγμα του παλλαδίου, επιτρέποντάς τους να υπερνικήσουν τη φυσική τους άπωση και να συγχωνευθούν, απελευθερώνοντας απότομα μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Το πρόβλημα είναι πως η σύντηξη σε θερμοκρασία δωματίου θεωρείται από κάθε αποδεκτή επιστημονική θεωρία πως είναι αδύνατη.

Αλλά αυτό δεν έχει σημασία, σύμφωνα με τον David Nagel, έναν μηχανικό του Πανεπιστημίου George Washington στην Washington DC. Χρειάστηκαν 40 χρόνια για να εξηγήσουμε τι γίνεται με τους υπεραγωγούς, όπως τονίζει, έτσι δεν υπάρχει λόγος να απορρίψουμε την ψυχρή σύντηξη. Η πειραματική απόδειξη είναι αλεξίσφαιρη, προσθέτει. Δεν μπορείς να την εξαλείψεις.

Τι θα κάνατε εάν βρίσκατε ένα μυστηριώδες και αντιφατικό μοτίβο στα απομεινάρια της ακτινοβολίας της Μεγάλης Έκρηξης; Το 2005, η Kate Land και ο Joao Magueijo στο Αυτοκρατορικό Κολέγιο του Λονδίνου αντιμετώπισαν ακριβώς αυτό το αίνιγμα. Αυτό που έκαναν στη συνέχεια ήταν να αποκαλέσουν το εύρημά τους αυτό ως τον 'άξονα του κακού'.

Τι είχαν δει ακριβώς; Αντί να βρουν θερμά και ψυχρά σημεία που να είναι τυχαία διεσπαρμένα στον ουρανό όπως θα περίμεναν, η ανάλυση έδειξε πως τα σημεία στην κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (cosmic microwave background CMB) φαινόντουσαν να είναι διαταγμένα σε μια συγκεκριμένη διεύθυνση στον χώρο.

Η διάταξη αυτή είναι 'δαιμονική' γιατί υπονομεύει αυτό που νομίζαμε ότι γνωρίζουμε αναφορικά με τις αρχικές στιγμές του σύμπαντος. Η σύγχρονη κοσμολογία είναι δομημένη στην υπόθεση ότι το σύμπαν είναι στην ουσία του ομοιόμορφο σε οποιαδήποτε διεύθυνση κι αν κοιτάξουμε. Εάν η κοσμική ακτινοβολία έχει μια προτιμούμενη διεύθυνση, ίσως θα πρέπει να εγκαταλειφθεί η υπόθεση αυτή, μαζί με τις καλύτερες θεωρίες μας σχετικά με την κοσμική ιστορία.

Η καταστροφή μπορεί να αποφευχθεί εάν μπορούμε να δείξουμε πως ο άξονας προέρχεται από κάποια παραξενιά στον τρόπο με τον οποίο παρατηρούν την ακτινοβολία τα τηλεσκόπιά μας και οι δορυφόροι μας. Ένα κοντινό μεγάλο υπερ-συσσωμάτωμα γαλαξιών θα μπορούσε επίσης να σώσει την κατάσταση: η βαρυτική του έλξη θα μπορούσε να είναι αρκετή για να διαστρέψει την ακτινοβολία στην ανώμαλη μορφή που έχει παρατηρηθεί.

Κανείς δεν ξέρει στα σίγουρα. Έχουμε να κάνουμε με τα όρια των δυνατοτήτων μας, λέει ο Michael Longo του Πανεπιστημίου του Michigan στο Ann Arbor. Όλες οι παρατηρήσεις πέρα από τον γαλαξία μας σκιάζονται από τον δίσκο του Γαλαξία, τονίζει, έτσι χρειάζεται να είμαστε προσεκτικοί για το πώς τις ερμηνεύουμε.

Το Ευρωπαϊκό Τμήμα Διαστήματος εκτόξευσε πρόσφατα το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck, κάτι που μπορεί να διευθετήσει το ζήτημα όταν θα φτιάξει τους πιο ευαίσθητους χάρτες που έχουν ποτέ φτιαχτεί για την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου. Μέχρι τότε, ο άξονας του κακού θα συνεχίζει να μας τρομοκρατεί.

Δε μπορούμε να δούμε τι βρίσκεται πέρα από τον ορατό ορίζοντα του σύμπαντός μας, απλά επειδή το φως που εκπέμπεται πίσω από τον ορίζοντα δεν είχε ποτέ το χρόνο για να μας φτάσει. Παρά αυτή τη δυσκολία, πάντα υποθέταμε πως το διάστημα είναι γεμάτο με το ίδιο υλικό οπουδήποτε κι αν πάει κανείς στο σύμπαν.

Έτσι, τα πρόσφατα ευρήματα από τον Sasha Kashlinsky του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt στο Maryland, δεν βγάζουν κανένα νόημα. Με τους συνεργάτες του βρήκε μια ομάδα από συμπλέγματα γαλαξιών να κινούνται με μια ασυνήθιστη ταχύτητα στην κατεύθυνση μιας μικρής περιοχής του ουρανού μεταξύ των αστερισμών του Κενταύρου και Vela. Ο Kashlinsky αποκάλεσε το φαινόμενο αυτό 'σκοτεινή ροή', ως φόρο τιμής στη σκοτεινή ενέργεια και στη σκοτεινή ύλη.

Δεν υπάρχει εμφανής λόγος γιατί τα συμπλέγματα θα έπρεπε να κινούνται με τόσο μεγάλες ταχύτητες, εκτός εάν εφαρμόζεται σ' αυτά μια ασυνήθιστα μεγάλη έλξη από κάτι που βρίσκεται πέρα από τον ορατό ορίζοντα. Αλλά τι είναι αυτό; Η πιο προφανής απάντηση είναι πως υπάρχει κάτι μεγάλο εκεί έξω, πολύ μεγαλύτερο από οτιδήποτε ξέρουμε στο γνωστό μας σύμπαν. Ένας τέτοιος γίγαντας θα επέβαλλε μια μορφή κλίσης στο σύμπαν, κάνοντας την ύλη να κινηθεί σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, όπως υποδηλώνουν οι παρατηρήσεις της σκοτεινής ροής.

Εάν υπάρχουν τέτοιες κοσμικές μεγα-δομές, πιθανότατα αντικαθιστούν ένα μυστήριο με ένα άλλο. Μία από τις θεμέλιους λίθους της κοσμολογίας είναι η Κοπερνίκεια Αρχή, που λέει πως δεν υπάρχει κάτι το ιδιαίτερο σχετικά με την περιοχή του σύμπαντος στην οποία βρισκόμαστε. Έτσι, εάν υπάρχουν μεγα-δομές πέρα από τον ορίζοντά μας, θα έπρεπε να βρίσκονται και στη δική μας περιοχή. Αλλά δεν έχουμε δει καμία.

Υπάρχουν επίσης υποδείξεις πως η έλξη μπορεί να προέρχεται από ένα άλλο σύμπαν. Αυτό θα ήταν καλό νέο για όσους υποστηρίζουν τη θεωρία του αιώνιου πληθωρισμού, που υποθέτει πως το σύμπαν στην πραγματικότητα αποτελείται από πολλά μίνι σύμπαντα, σα φουσκάλες, που αποκολλήθηκαν το ένα από το άλλο. Ο Kashlinsky προετοιμάζει άρθρα με περαιτέρω αποτελέσματα. Υποστηρίζει πως οι παρατηρήσεις μας οδηγούν σε μεγα-δομές πέρα από τον ορίζοντα.

Η Ηώκαινος Περίοδος ξεκίνησε πριν από 56 εκατομμύρια χρόνια και τελείωσε πριν από 34 εκατομμύρια χρόνια. Γεωλογικά στοιχεία που προέρχονται από το αρχικό και το μέσο τμήμα αυτής της περιόδου προσφέρουν νέα που μας προβληματίζουν: η μέση θερμοκρασία στις τροπικούς εκείνη την εποχή θα πρέπει να ήταν στο ύψος των 40ο C ενώ οι πόλοι είχαν θερμοκρασία 15 ή 20ο C. Κανένα από τα κλιματικά μοντέλα που διαθέτουμε δεν μπορεί να κάνει εκτίμηση για το πώς προήλθε το θερμοκήπιο αυτό της Ηώκαινου.

Με όποιον τρόπο κι αν ερευνήσει κανείς το αίνιγμα της Ηώκαινου, θα συναντήσει κακά νέα για τη ζωή στη Γη. Για αρχή, όποιες αλλαγές και αν κάνουμε στα κλιματολογικά μας μοντέλα για να περιλάβουν και την περίπτωση αυτή, θα παραχθούν τρομακτικές προβλέψεις υπερθέρμανσης. Ακόμα, υποδηλώνει πως δεν υπάρχει αναδραστικός μηχανισμός που θα μπορούσε να σταθεροποιήσει έναν θερμαινόμενο κόσμο ενάντια σε μια ανεξέλεγκτη κλιματική αλλαγή. Και τρίτον, υπάρχουν γεωλογικά στοιχεία για εξάλειψη φυτών στην Ηώκαινο.

Εάν η σύγχρονη Γη εξελίσσεται με τον ίδιο τρόπο και εάν φυτά στις τροπικούς αρχίζουν να πεθαίνουν, αυτό θα αποτελέσει ακόμα έναν λόγο για την γρήγορη αύξηση στα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα. Η ανωμαλία του θερμοκηπίου στην Ηώκαινο υποδηλώνει πως το χειρότερό μας σενάριο είναι τουλάχιστον αισιόδοξο.

Ο απόμαχος μηχανικός της NASA John Anderson θα παρατηρούσε με μεγάλο ενδιαφέρον την πτήση του διαστημοπλοίου Rosetta του Ευρωπαϊκού Διαστημικού Τμήματος που θα περνούσε για τρίτη και τελευταία φορά κατευθυνόμενο στην πορεία του για τον κομήτη 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Τέτοια πτητικά περάσματα δίνουν στα διαστημόπλοια ένα τίναγμα επιπλέον ταχύτητας στο ταξίδι τους μέσα από το Ηλιακό Σύστημα. Χρησιμοποιώντας τα βαρυτικά πεδία πλανητών ή δορυφόρων, μπορεί να γίνει οικονομία στα καύσιμα και να επιτευχθεί ένα ταξίδι πολύ μακρύτερα μέσα από το ηλιακό σύστημα, κάτι που αλλιώς θα ήταν αδύνατο. Αλλά αυτό το κόλπο είχε μια αναπάντεχη επίδραση.

Τον Δεκέμβριο του 1990, για παράδειγμα, το διαστημόπλοιο Galileo της NASA εκσφενδονίστηκε γύρω από τη Γη καθώς πορευόταν για τον Δία. Καθώς η βολίδα επιταχυνόταν απομακρυνόμενη από τη Γη, ταξίδευε με ταχύτητα 3.9 χιλιοστά το δευτερόλεπτο πιο γρήγορα από όσο θα έπρεπε να είναι η ταχύτητα, σύμφωνα με τους υπολογισμούς της NASA. Η μεγαλύτερη τέτοια ασυμφωνία που έχει καταγραφεί, το 1998, επηρέασε το διαστημόπλοιο της NASA, NEAR Shoemaker, που η ταχύτητά του ενισχύθηκε με ακόμα 13.5 χιλιοστά το δευτερόλεπτο. Η Rosetta είχε ήδη μια ενίσχυση: το 2005 είχε επιταχυνθεί με 1.8 χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο περισσότερο από όσο αναμενόταν καθώς πέρασε γύρω από τη Γη.

Τίποτε στη γνωστή φυσική δεν μπορεί να προβλέψει αυτή την επιτάχυνση. Ο Anderson συγκέντρωσε όλα τα στοιχεία και κατέληξε σε μια εμπειρική φόρμουλα που συσχετίζει τις γωνίες των διανυσμάτων της βολίδας καθώς πλησιάζει και απομακρύνεται και την περιστροφική ταχύτητα της Γης με την επιπλέον επιτάχυνση που δίνεται στα διαστημόπλοια καθώς περνούν από εμάς. Βρήκε πως οι μικρότερες ανωμαλίες εμφανίζονται όταν τα διανύσματα άφιξης και αναχώρησης είναι συμμετρικά σε σχέση με τον γήινο ισημερινό. Σε μια περίεργη στροφή, η φόρμουλα περιλαμβάνει επίσης και την ταχύτητα του φωτός. Ποια είναι όμως η φυσική που κρύβεται από πίσω;

Δεν υπάρχει εξήγηση από την επίσημη και αποδεκτή φυσική. Αλλά έχει προταθεί μια ποικιλία από εξωτικές εξηγήσεις. Αυτές περιλαμβάνουν τη σκοτεινή ενέργεια, τροποποιήσεις της σχετικότητας, ανισορροπίες στο βαρυτικό πεδίο της Γης ή κάτι άγνωστο που έχει να κάνει με την αδράνεια ή τη φύση του φωτός. Από αυτές τις ιδέες, η λιγότερο αμφισβητήσιμη είναι ότι η ανωμαλία έχει να κάνει με την σκοτεινή ύλη που είναι δεσμευμένη από τη Γη, λέει ο Michael Nieto του Εθνικού Εργαστηρίου του Los Alamos, ο οποίος εργάζεται μαζί με τον Anderson στην έρευνα για τη συγκεκριμένη ανωμαλία.

Εάν δει κανείς το γονιδίωμα από ένα θαλάσσιο ασκίδιο (sea squid) θα έρθει αντιμέτωπος με μια αλλόκοτη έκπληξη. Τα μισά από τα γονίδιά του έχουν μια ακριβή εξελικτική ιστορία. Για να είμαστε δίκαιοι, το ίδιο ισχύει και για τα υπόλοιπα μισά. Το πρόβλημα είναι πως οι δύο ιστορίες είναι παντελώς διαφορετικές μεταξύ τους. Φαίνεται πως τα θαλάσσια ασκίδια δεν τοποθετούνται, όπως νομίζαμε, ανάμεσα στα χορδωτά, στην ίδια εξελικτική γραμμή με αυτή των ανθρώπων. Αντίθετα, είναι το αποτέλεσμα αυτού που συμβαίνει όταν αναμειγνύεις ένα αρχαίο χορδωτό με έναν πρόγονο του αχινού.

Η ανάμειξη δύο διαφορετικών εξελικτικών γραμμών υποτίθεται πως δεν μπορεί να λειτουργήσει. Σύμφωνα με την καθιερωμένη βιολογική γνώση, οποιαδήποτε χίμαιρα που θα αποτελεί το προϊόν μιας τέτοιας ανάμειξης δε θα είναι παρά ένα εξελικτικό αδιέξοδο (δηλαδή, δεν μπορεί να εξελιχθεί παραπέρα).

Υπήρχε η θεώρηση πως η υβριδικότητα είναι κάτι κακό και πως τα 'καθαρά είδη' είναι καλά, λέει ο James Mallet του UCL. Η αλήθεια είναι, πως η υβριδικότητα είναι κάτι σαν την μετάλλαξη. Στις περισσότερες περιπτώσεις είναι κάτι κακό, αλλά κάποιες φορές αποτελεί τη λύση σε μια ανάγκη. Η φυσική επιλογή μπορεί να χρησιμοποιήσει οποιαδήποτε κληρονομούμενη παραλλαγή θα συναντήσει, συμπληρώνει ο Mallet.

Οι βιολόγοι εξετάζουν σήμερα την ιδέα πως πολλά είδη στη φύση δεν είναι το αποτέλεσμα καθαρών οικογενειακών γραμμών, αλλά αντίθετα αποτελούν μια μπερδεμένη μείξη διασταυρούμενων συνδέσεων. Έτσι μπορεί να εξηγηθεί για παράδειγμα, το πώς οι γενετικές οδηγίες μπορούν να μετατρέψουν κάτι όπως μία κάμπια σε ένα εντελώς διαφορετικό ον όπως η πεταλούδα. Τέτοιου είδους μεταμορφώσεις είναι ευρέως διαδεδομένες στη θαλάσσια ζωή, ίσως επειδή η γονιμότητα λαμβάνει χώρα σε μέρη που συχνά ο σπόρος μπορεί να μεταφερθεί σε 'λάθος' ωάριο. Με τόσα πολλά διαφορετικά πλάσματα να αφήνουν τα αυγά τους στην ίδια περιοχή περιμένοντας τον σπόρο να τα γονιμοποιήσει, ίσως δεν προκαλεί έκπληξη πως μια περιστασιακή λανθασμένη γονιμοποίηση είναι κάτι πολύ πιθανό που μπορεί να οδηγήσει σε κάτι εντελώς αναπάντεχο.

Κλασική περίπτωση είναι ο αστερίας Luidia sarsi. Ξεκινάει σα μια μικρή κάμπια με έναν ακόμα μικρότερο αστερία στο εσωτερικό της. Τελικά, ο αστερίας μετακινείται προς το εξωτερικό της κάμπιας. Στη συνέχεια, οι δρόμοι τους χωρίζονται. Αυτό που ξεκίνησε ως ένας κάπως αλλόκοτος οργανισμός συνεχίζει και τελειώνει τη ζωή του ως δύο ξεχωριστά πλάσματα.

Πόσο διαδεδομένη είναι άραγε αυτή η βιολογική ακαταστασία; Γνωρίζουμε πως πιθανότατα, τουλάχιστον το 10% από τα φυτικά είδη έχουν δημιουργηθεί από ένα είδος υβριδισμού. Το ερώτημα παραμένει ανοιχτό για το πόσο σημαντική είναι αυτή η διαδικασία όσον αφορά σε εξελικτικά υψηλότερα είδη. Μόλις που αρχίζουμε να ξύνουμε την επιφάνεια, καταλήγει ο Mallet.

Εάν αντιμετωπίζετε κόπωση, πληγές στο δέρμα, κάψιμο, πόνους και την αίσθηση ότι σέρνονται έντομα κάτω από το δέρμα σας, είναι πολύ πιθανό να πάσχετε από την ασθένεια Morgellons. Να έχετε ωστόσο υπόψη, πως πιθανόν να μην υπάρχει αυτή η ασθένεια. Το εάν η Morgellons είναι ή δεν είναι μια πραγματική αρρώστια, είναι κάτι που κανείς δεν το γνωρίζει.

Κάτι παρόμοιο με τα συμπτώματα που περιγράφηκαν πιο πάνω, συμπληρωμένα με την εμφάνιση περίεργων ινών ή νημάτων που αναπτυσσόντουσαν επάνω στο δέρμα ή λίγο πιο κάτω από αυτό, αναφέρθηκαν από τον γιατρό του 17ου αιώνα, Thomas Browne. Δεν υπήρξαν άλλες αναφερθείσες περιπτώσεις και η ασθένεια φάνηκε πως εξαφανίστηκε. Μετά, το 2002, μια μητέρα που παρατήρησε πως το παιδί της αντιμετώπιζε κάποια ασθένεια του δέρματος, ισχυρίστηκε πως η μυστηριώδης αρρώστια επέστρεψε. Επέμενε πως το παιδί της έπασχε από Morgellons.

Αν κάνετε μια αναζήτηση στην ιατρική βιβλιογραφία θα συναντήσετε την Morgellons να περιγράφεται συχνά ως 'ανεξήγητη δερμοπάθεια' ή 'ψευδαισθητική παρασίτωση', κάτι που αναφέρεται σε μια ψυχιατρική πάθηση που έχει ως αποτέλεσμα οι άνθρωποι που πάσχουν από αυτή να θεωρούν λανθασμένα πως το δέρμα τους μαστίζεται από παράσιτα. Πιστεύουν όντως λανθασμένα οι ασθενείς με Morgellons πως το δέρμα τους είναι γεμάτο με παράσιτα;

Στην εποχή του Διαδικτύου, τέτοιες προκλητικές πλάνες μπορούν πολύ εύκολα να διαδοθούν, σύμφωνα με μια επιστολή που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό 'Psychosomatics΄ (τεύχος 50, σελίδα 90). Η Morgellons είναι ένα προϊόν του Διαδικτύου, όπως λέει ο Andrew Lustig και οι συνεργάτες του στο Κέντρο Εξάρτησης και Νοητικής Υγείας του Τορόντο στον Καναδά. Με αναφορές που έχουν διαδοθεί και που χρονολογούνται εδώ και περίπου τρία χρόνια, η Morgellons είδε ξαφνικά μεγάλη ανάπτυξη, ξεκινώντας από μια έννοια που ήταν σε λήθαργο για πάνω από 300 χρόνια, δηλώνει.

Ίσως να μάθουμε σύντομα περισσότερα. Το αμερικάνικο κέντρο για τον έλεγχο και την πρόληψη ασθενειών (CDC) βρίσκεται στη μέση μιας μεγάλης και συστηματικής έρευνας σχετικά με τη Morgellons. Η έρευνα έχει ως στόχο να προσδιορίσει εάν υπάρχει πραγματικά μια φυσιολογική βάση στην ασθένεια. Το CDC κρατάει μια στάση ανοιχτόμυαλη όσον αφορά στη Morgellons, όπως λέει η Michelle Pearson, η οποία ηγείται της έρευνας. Το CDC προσεγγίζει την υπόθεση ως μια ανεξήγητη περίπτωση, συμπληρώνει.

Το καλοκαίρι του 1997, μια σειρά από υποβρύχια μικρόφωνα ή υδρόφωνα που άνηκαν στην αμερικάνικη κυβέρνηση, συνέλαβαν έναν περίεργο ήχο. Για ένα λεπτό, άρχισε να αυξάνεται ταχέως σε συχνότητα και μετά εξαφανίστηκε. Τα υδρόφωνα, κατάλοιπα ενός συστήματος υποβρύχιας ανίχνευσης που είχαν ξεμείνει από τον ψυχρό πόλεμο, συνέλαβαν το σινιάλο ξανά και ξανά κατά τη διάρκεια των καλοκαιρινών μηνών και μετά δεν ξανακούστηκε ποτέ. Κανείς δεν ξέρει τι ήταν αυτό που προκάλεσε τον ήχο, που πλέον είναι γνωστός ως το 'Bloop'.

Δεν είναι όμως ο μόνος μυστηριώδης ήχος που έχει ακουστεί στον ωκεανό. Τον Μάιο του 1997, υδρόφωνα συνέλαβαν τον Επιβραδυνόμενο ήχο. Κατά τη διάρκεια περίπου επτά λεπτών, σταδιακά έπεφτε σε τόνο, κάπως όπως ο ήχος ενός αεροπλάνου που περνάει. Η προέλευσή του εντοπίστηκε πολύ ασθενώς. Φαίνεται πως προερχόταν από μια περιοχή της δυτικής όχθης της Νότιας Αμερικής και μπορούσε να ακουστεί από απόσταση 2000 χιλιομέτρων.

Τι βρίσκεται λοιπόν πίσω από τους παράξενους ήχους; Το Bloop ακούγεται σα να έχει δημιουργηθεί από κάποιο ζώο, αλλά είναι πολύ πιο δυνατό σε ένταση από το τραγούδι της φάλαινας, έτσι εάν προήλθε από κάποιο θαλάσσιο είδος θα έπρεπε να είναι πολύ μεγαλύτερο από οποιαδήποτε φάλαινα, ή με κάποιον τρόπο θα ήταν κάτι που θα μπορούσε να παράγει πολύ πιο δυνατό ήχο. Από την άλλη μεριά, η πιο δημοφιλής πιθανότητα για τον επιβραδυνόμενο ήχο είναι πως προήλθε από την σχάση πάγων της Ανταρκτικής, κάτι που πιθανόν να σημαίνει μια ένδειξη για κλιματική αλλαγή.

Δεν υπάρχει ακόμα ομοφωνία ωστόσο και αυτά τα δύο μυστήρια είναι απλά μια σταγόνα στον ωκεανό, σύμφωνα με την Sharon Nieukrik της αμερικάνικης Εθνικής Ατμοσφαιρικής και Ωκεάνιας Υπηρεσίας. Έχουμε υδρόφωνα στον Ατλαντικό, στην Αρκτική, στη Γροιλανδία, στη Βερίγγειο Θάλασσα και πλέον στην Ανταρκτική και συνεχώς εκπλήσσομαι για την ποικιλία των ήχων που προέρχονται από τη θάλασσα, δηλώνει. Υπάρχουν εκατοντάδες από μυστηριώδεις ήχους.

Η Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang) θα πρέπει να δημιούργησε ύλη και αντιύλη σε ίσες ποσότητες, ή τουλάχιστον έτσι θα πρέπει να ισχύει σύμφωνα με τις καλύτερες θεωρίες μας. Εάν αυτό πραγματικά συνέβη, ωστόσο, τότε το σύμπαν θα έπρεπε να εξαφανιστεί σε μια πνοή αυτό-εκμηδενισμού σχεδόν τόσο σύντομα όσο ξεκίνησε να δημιουργείται. Το γεγονός ότι βρισκόμαστε εδώ και μπορούμε να το συζητάμε, υποδηλώνει πως κάτι δεν πάει καλά με την ιδέα αυτή. Το ερώτημα είναι, τι ακριβώς δεν πάει καλά;

Πειράματα που γίνονται σήμερα σε επιταχυντές μας λένε ότι για κάθε 10 δισεκατομμύρια αντιπρωτόνια που υπήρχαν στις αρχές του σύμπαντος, υπήρχαν 10 δισεκατομμύρια και ένα πρωτόνια. Η ίδια μικροσκοπική ανισορροπία ίσχυε και για τα άλλα σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια. Κάποια στιγμή στην κοσμική ιστορία η ύλη και η αντιύλη συναντήθηκαν και αλληλοεξουδετερώθηκαν. Πίσω έμειναν αυτά τα παραπάνω σωματίδια που τελικά συνενώθηκαν και σχημάτισαν το πλήρες ύλης σύμπαν που γνωρίζουμε σήμερα. Τι όμως δημιούργησε την αρχική ανισορροπία;

Η σύντομη απάντηση είναι, πως δε γνωρίζουμε. Μια πιθανότητα είναι πως η αντιύλη κρύφτηκε εκεί έξω σε μακριά σημεία γύρω από τον κόσμο. Αυτό όμως είναι κάπως απίθανο.

Μια καλύτερη λύση προέρχεται από την ασθενή δύναμη, που επιδρά σε συγκεκριμένες πυρηνικές διαδικασίες, συμπεριλαμβανόμενης της εξασθένησης της ακτινοβολίας βήτα. Το 1964, οι φυσικοί ανακάλυψαν πως η ασθενής πυρηνική δύναμη δεν είναι ακριβώς συμμετρική όσον αφορά στη σχέση της με την ύλη και την αντιύλη, έχοντας ως αποτέλεσμα κάτι που είναι γνωστό ως παράβαση CP (στη σωματιδιακή φυσική, η παράβαση αυτή αναφέρεται στην παράβαση της υποτιθέμενης συμμετρίας C και P. Σύμφωνα με τη θεωρία, στη συμμετρία CP οι νόμοι της φυσικής θα έπρεπε να είναι ίδιοι εάν ένα σωματίδιο ανταλλασσόταν με το αντισωματίδιό του). Αυτό οδήγησε τους φυσικούς σωματιδίων να προτείνουν ότι οι νόμοι της φυσικής είναι ασύμμετροι. Το πρόβλημα όμως είναι, πως σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, οι νόμοι δεν είναι αρκετά ασύμμετροι. Δεν υπάρχει αρκετή ασυμμετρία CP ώστε να έχει το ζητούμενο αποτέλεσμα, λέει ο Frank Close του πανεπιστημίου της Οξφόρδης.

Άλλες ιδέες για να εξηγηθεί η ανισορροπία ύλης και αντιύλης στο βρεφικό σύμπαν περιλαμβάνουν ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται majoron, για το οποίο εικάζεται πως δημιούργησε νετρίνα και αντινετρίνα, αλλά όχι σε ίσες ποσότητες. Αυτό θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε ανισορροπία μεταξύ ύλης και αντιύλης. Εάν βρούμε majorons στον Μεγάλο Επιταχυντή στο CERN, λέει ο Close, τότε θα μπορούσαμε να ελπίσουμε ότι θα μελετήσουμε την εξασθένησή τους. Αυτό θα μας βοηθούσε να ανακαλύψουμε εάν αποτελούν τη λύση.

Οι καλύτερες θεωρίες που διαθέτουμε για τις απαρχές του σύμπαντος υποθέτουν για το ποια άτομα δημιουργήθηκαν στα πρώτα πέντε λεπτά μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι υπάρχουσες ποσότητες Υδρογόνου και Ήλιου ταιριάζουν τέλεια στη θεωρία, τόσο καλά, που οι κοσμολόγοι ισχυρίζονται πως αυτό είναι το καλύτερο στοιχείο που διαθέτουμε σχετικά με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης. Τα πράγματα δεν είναι ωστόσο και τόσο καλά για το τρίτο στοιχείο, το Λίθιο.

Όταν μετράμε τα άτομα Λιθίου που βρίσκονται στους αστέρες, υπάρχει μόνο το ένα τρίτο από την ποσότητα του ισοτόπου 7 του Λιθίου που θα έπρεπε να υπάρχει. Ένα άλλο ισότοπο, το Λίθιο 6, βρίσκεται σε μεγαλύτερη αφθονία από όση θα έπρεπε: ίσως υπάρχει 1000 φορές περισσότερο.

Κάτι λοιπόν στη Μεγάλη Έκρηξη δεν ταιριάζει. Είναι αυτό ένα σοβαρό πρόβλημα; Ναι, λέει ο Gary Steigman του Πανεπιστημίου του Ohio στο Columbus, αλλά η ασυμβατότητα αυτή δεν είναι μοιραία για τη θεωρία. Υπάρχουν πάρα πολλές επιτυχίες της κοσμολογίας της Μεγάλης Έκρηξης για να ταρακουνηθεί από αυτά τα προβλήματα που σχετίζονται με το Λίθιο, δηλώνει. Κάποιοι άλλοι όμως διαφωνούν. Το πρόβλημα του Λιθίου είναι ένας από τους πολύ λίγους υπαινιγμούς για το ότι πιθανόν να υπάρχει πρόβλημα με τη θεωρία της μεγάλης έκρηξης, λέει ο Jonathan Feng του Πανεπιστημίου Irvine στην Καλιφόρνια.

Ένα πράγμα για το οποίο καθένας συμφωνεί είναι πως τα πράγματα πηγαίνουν ακόμα χειρότερα. Το πρόβλημα με το Λίθιο 7 είναι πιο σόβαρο παρά ποτέ, λέει ο Joseph Silk του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης. Βελτιωμένες παρατηρήσεις σε αστέρες υποδηλώνουν ότι περιέχουν ακόμα πιο λίγο Λίθιο 7 από όσο είχαμε πριν υποθέσει. Το χάσμα μεταξύ πρόβλεψης και παρατήρησης έχει μεγαλώσει, λέει ο Steigman.

Τι συμβαίνει λοιπόν; Το πρόβλημα με το Λίθιο 6 ίσως να είναι ένα θέμα μετρήσεων: είναι δύσκολο να διακριθούν οι ποσότητες του στοιχείου αυτού παρατηρώντας το φως από τους αστέρες. Η έλλειψη του Λιθίου 7 μπορεί να οφείλεται σε καταστρεπτικές διαδικασίες μέσα στα αστέρια, αλλά δεν υπάρχει ομοφωνία σχετικά με το ποιες θα μπορούσαν να είναι αυτές οι διαδικασίες. Άλλοι προτείνουν ότι η ασυμφωνία με το Λίθιο 7 πιθανόν να σχετίζεται με τη σκοτεινή ύλη. Θα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον να δούμε τι θα μάθουμε σχετικά με αυτό το ζήτημα όταν ξεκινήσει η λειτουργία του επιταχυντή στο Cern, λέει ο Feng.

Οι ισχυρισμοί για την πιθανότητα να μην ήξερε ο Αϊνστάιν όλες τις απαντήσεις δεν είναι και τόσο πειστικοί εκτός από την ακόλουθη ανακάλυψη που ξεχωρίζει από όλες τις άλλες. Κι αυτό, γιατί ξεπηδά από μερικά από τα πιο δυνατά μυαλά στον κόσμο της Φυσικής.

Το 2005, ερευνητές του τηλεσκοπίου MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescope: Μεγάλο Ατμοσφαιρικό Απεικονιστικό Τηλεσκόπιο Ακτινών Γάμμα του Cherenkov) που βρίσκεται στη La Palma των Κανάριων Νήσων, μελετούσαν εκρήξεις ακτινών γάμμα που εκπέμπονταν από τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία Markarian 501, μισό δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά. Οι εκρήξεις από τις ακτίνες γάμμα έφταναν στο τηλεσκόπιο τέσσερα λεπτά πιο αργά από ότι οι ακτίνες χαμηλότερης ενέργειας. Και τα δύο τμήματα του φάσματος θα έπρεπε να έχουν εκπεμφθεί την ίδια ώρα.

Σημαίνει λοιπόν αυτό ότι η ακτινοβολία υψηλότερης ενέργειας ταξιδεύει με μικρότερη ταχύτητα μέσα από το διάστημα; Κάτι τέτοιο δε θα έβγαζε νόημα: θα ερχόταν σε αντίκρουση με ένα από τα κεντρικότερα αξιώματα της ειδικής σχετικότητας. Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, κάθε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ταξιδεύει πάντα μέσα από το κενό στην οριακή κοσμική ταχύτητα του φωτός. Η ενέργεια της ακτινοβολίας δε θα έπρεπε να έχει καμία απολύτως σχέση με την ταχύτητά της.

Τι τρέχει λοιπόν; Τα αποτελέσματα του MAGIC υποδηλώνουν ότι η ειδική σχετικότητα είναι μόνο μια προσέγγιση για το πως πραγματικά λειτουργούν τα πράγματα. Η παρατηρούμενη καθυστέρηση μπορεί να είναι αποτέλεσμα διαδικασιών που συμβαίνουν στη πιο θεμελιώδη κλίμακα του χωροχρόνου, το μήκος Planck (10-35 μέτρα). Εάν κάτι τέτοιο ισχύει, ίσως τελικά να έχουμε έναν τρόπο να ελέγξουμε θεωρίες που σκοπεύουν να συνδυάσουν τη σχετικότητα με την κβαντική θεωρία σε μια κβαντική θεωρία της βαρύτητας.

Το μυστήριο έγινε πιο βαθύ με την πρόσφατη εκτόξευση από τη NASA του διαστημικού τηλεσκοπίου Fermi γάμμα ακτινών. Παρατήρησε πρωτόνια υψηλής ενέργειας που έφταναν σ' αυτό είκοσι λεπτά πιο αργά από τα ζωηρότερα πρωτόνια χαμηλότερης ενέργειας, από μια πηγή που βρίσκεται δώδεκα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Υπάρχει ελπίδα ότι το Fermi θα παράγει πολύ περισσότερα δεδομένα που θα δώσουν τη δυνατότητα να διατυπώσουν πιο λογικές εξηγήσεις και να μας εκτοξεύσει στην εποχή όπου θα μπορούμε τελικά να τεστάρουμε θεωρίες που επιχειρούν να ενώσουν την κβαντομηχανική με τη βαρύτητα.

Ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός είναι οι δύο πλευρές από το ίδιο νόμισμα. Υποτίθεται ότι υπάρχει μια βαθιά συμμετρία μεταξύ τους. Γιατί λοιπόν, όταν βλέπουμε μονήρη ηλεκτρικά φορτία όπως ηλεκτρόνια ή πρωτόνια δεν βλέπουμε έναν μονήρη μαγνητικό πόλο, ένα μονόπολο;

Σχεδόν σίγουρα υπάρχουν εκεί έξω: τα μονόπολα παίζουν έναν κρίσιμο ρόλο στις ευρέως αποδεκτές μεγάλες ενοποιητικές θεωρίες, για παράδειγμα. Οι θεωρίες της μεγάλης ενοποίησης προτείνουν ότι οι τέσσερις δυνάμεις της φύσης ξεπήδησαν από μία υπερδύναμη που υπήρχε μέχρι κάποιες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. [Πιο συγκεκριμένα, ο όρος Μεγάλη Ενοποιητική Θεωρία Grand Unified Theory ή GUT αναφέρεται σε διάφορα παραπλήσια μοντέλα της σωματιδιακής φυσικής. Τα μοντέλα αυτά αναφέρονται σε κλίμακες υψηλής ενέργειας, όπου σύμφωνα με το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο προσδιορίζονται τρεις αλληλεπιδράσεις βαθμίδας (gauge interactions), οι ηλεκτρομαγνητικές, οι ασθενείς και οι ισχυρές. Στις ενοποιητικές θεωρίες αυτές οι τρεις αλληλεπιδράσεις ενώνονται σε μια μόνη αλληλεπίδραση που χαρακτηρίζεται από μια μεγαλύτερη συμμετρία βαθμίδας και μια ενοποιημένη σταθερά.]

Το πρόβλημα είναι, πως το σύμπαν μας θεωρείται πως δεν περιέχει πολλά από αυτά τα μονόπολα της Ενοποίησης, δηλαδή ένα για κάθε 1029 πρωτόνια και νετρόνια στους ατομικούς πυρήνες: εάν υπήρχαν περισσότερα από αυτά, οι πιο εκλεπτυσμένες ερευνητικές μας μέθοδοι θα είχαν βρει έστω και ένα.

Και δεν μπορούμε να φτιάξουμε μερικά από αυτά. Τα μονόπολα της Μεγάλης Ενοποίησης θεωρείται ότι έχουν τόσο μεγάλη μάζα που δεν έχουμε αρκετά ισχυρούς σωματιδιακούς επιταχυντές για να δημιουργήσουμε κάποιο από αυτά. Δεν απασχολεί βέβαια ιδιαίτερα τους φυσικούς το τελευταίο. Ο Joe Polchinski, θεωρητικός φυσικός στο Ινστιτούτο Kavli της Θεωρητικής Φυσικής στη Santa Barbara της California, είπε πως η ύπαρξη μονόπολων μοιάζει σαν ένα από τα πιο ασφαλή στοιχήματα που μπορεί να βάλει κανείς σχετικά με τη φυσική που δεν έχουμε ακόμα δει.

Τη δεκαετία του 1930, ο Paul Dirac μας έδωσε έναν ακόμα καλύτερο λόγο για να πιστέψουμε στα μονόπολα, όταν έδειξε πως η ύπαρξή τους θα εξηγούσε με τη σειρά της την ύπαρξη των ηλεκτρονίων. Τα μονόπολα του Dirac θα μπορούσαν να έχουν οποιαδήποτε μάζα, λέει ο Kimball Milton του Πανεπιστημίου της Oklahoma στο Norman. Έτσι αυτά τα μονόπολα θα μπορούσαν να εμφανιστούν στους σωματιδιακούς επιταχυντές μας ή στα προϊόντα της αποσύνθεσης που προέρχεται από τη σύγκρουση κοσμικών ακτίνων στην ανώτερη ατμόσφαιρα.

Έχουν διεξαχθεί αρκετές έρευνες, αλλά χωρίς επιτυχία. Σημαίνει αυτό πως θα έπρεπε να τα παρατήσουμε; Ακόμα μπορεί να βρούμε ίχνη από μονόπολα στις κοσμικές ακτίνες, έτσι υπάρχει ακόμα ελπίδα, λέει ο Milton.

Μοιράζεται με τον Polchinski τη βεβαιότητα για τα μονόπολα. Το γεγονός ότι η ύπαρξή τους είναι σύμφωνη με όλη τη γνωστή φυσική σημαίνει πως σχεδόν σίγουρα υπάρχουν εκεί έξω, υπολογίζει. Πιστεύει στην αρχή που υιοθετήθηκε από τον διάσημο φυσικό Murray Gell-Mann: οτιδήποτε δεν απαγορεύεται είναι επιτακτικό. Τα μαγνητικά μονόπολα είναι συνεπή με την κβαντομηχανική, κι έτσι θα έπρεπε να υπάρχουν, λέει ο Milton.

Ο Ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων GEO600 στο Ανόβερο της Γερμανίας δεν έχει ακόμα ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα. Αντ' αυτού, ίσως να έχει αποκαλύψει την απώτατη φύση της πραγματικότητας.

Το 2008, ο φυσικός Craig Hogan από τον επιταχυντή του FermiLab (Fermi National Accelerator Laboratory) στη Batavia του Illinois, προσπαθούσε να βρει τον τρόπο με τον οποίο θα μπορούσαμε να ελέγξουμε την ιδέα πως οτιδήποτε βλέπουμε ως φυσική πραγματικότητα ειναι το αποτέλεσμα προβολής από τα όρια του σύμπαντος. Αυτό είναι γνωστό ως η ολογραφική αρχή.

Η πληροφορία που κρατείται στα όρια αυτά δεν είναι συνεχής, αλλά συνίσταται από 'bits', κάθε ένα από τα οποία καταλαμβάνει μια περιοχή που αντιστοιχεί στα πιο θεμελιώδη κβάντα απόστασης στο σύμπαν. Αυτό είναι το μήκος Planck, περίπου 10-35 μέτρα, δηλαδή πάρα πολύ μικρό για να μπορέσουμε να δούμε ένα ξεχωριστό bit. Όταν αυτή η πληροφορία προβάλλεται στον όγκο του σύμπαντος ωστόσο, κάθε bit μεγενθύνεται. Αυτό σημαίνει πως πιθανώς να είμαστε σε θέση να δούμε κάτι σαν διάταξη από πίξελ στον χωροχρόνο.

Τα είδη των κλιμάκων που εμπλέκονται σημαίνουν πως κάτι τέτοιο θα ήταν ανιχνεύσιμο μόνο με τα πιο ευαίσθητα όργανα που διαθέτουμε, όπως οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων που ψάχνουν τις ρυτιδώσεις του χωροχρόνου που προκαλούνται από βίαια κοσμολογικά γεγονότα, όπως η σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών. Ο Hogan βρήκε το πως θα μπορούσε να φανερωθεί αυτή η διάταξη των πιξελ στο GEO600 και έστειλε τα αποτελέσματά του στους ερευνητές που βρίσκονται εκεί.

Κατά περίεργη σύμπτωση, η ομάδα του GEO600 είχε προβλήματα με 'θόρυβο' που έπιαναν οι ανιχνευτές τους. Κι εδώ βρίσκεται το σημαντικό σημείο: ο θόρυβος είχε αλλόκοτα όμοια χαρακτηριστικά με το σήμα που είχε προβλέψει ο Hogan. Είναι πράγματι το αποτέλεσμα πληροφορίας που προέρχεται από τις άκρες του σύμπαντος; Το θέμα δεν έχει ακόμα επιλυθεί, λέει ο Karsten Danzmann, επικεφαλής ερευνητής στο GEO600. Ο θόρυβος είναι ακόμα εκεί έξω και δεν έχουμε κάποια εξήγηση.

Η απάντηση ίσως έρθει μόνο αφού το όργανο αναβαθμιστεί για να γίνει ακόμα πιο ευαίσθητο, κάτι που αναμένεται να συμβεί πολύ σύντομα.

Όταν οι δυτικοί ανθρωπολόγοι άκουσαν για πρώτη φορά αναφορές για μάγους γιατρούς που μπορούσαν να εκτοξεύσουν θανάσιμες κατάρες, γρήγορα βρήκαν λογικές εξηγήσεις. Για παράδειγμα, οι οικογένειες των καταραμένων συχνά ένιωθαν πως δεν υπήρχε λόγος να σπαταλούν τροφή για έναν 'ζωντανό νεκρό'. Κι έτσι οι καταραμένοι κατέληγαν να πεθάνουν, απλά από λιμοκτονία.

Ωστόσο, έχουν έρθει στο φως άλλες ιστορίες από περιπτώσεις, που αντιστέκονται στις προσπάθειες λογικής εξήγησης. Τη δεκαετία του 1970 για παράδειγμα, οι γιατροί διέγνωσαν σε έναν ασθενή τελικό στάδιο καρκίνου και του είπαν πως του έμεναν μόνο λίγοι ακόμα μήνες ζωής. Αν και ο ασθενής πέθανε στον χρόνο που είχε προβλεφθεί, μια αυτοψία έδειξε ότι οι γιατροί είχαν κάνει λάθος. Υπήρχε ένας μικροσκοπικός όγκος, αλλά δεν είχε επεκταθεί. Φάνηκε σαν η πρόγνωση των γιατρών να ήταν μια θανατική κατάρα.

Αν και ο μηχανισμός παραμένει ένα μυστήριο, τουλάχιστον έχει δοθεί πλέον ένα όνομα στο φαινόμενο αυτό. Το φαινόμενο 'nocebo' είναι το λιγότερο γνωστό αντίθετο αδελφάκι του φαινομένου 'placebo' και περιγράφει κάθε περίπτωση όπου το να βάλεις κάποιον σε αρνητικές σκέψεις έχει αρνητική επίπτωση στην υγεία του. Εάν πει κανείς σε κάποιον πως μια ιατρική διαδικασία θα είναι εξαιρετικά επίπονη, για παράδειγμα, αυτός θα βιώσει περισσότερο πόνο από όσο θα ένιωθε εάν δεν τον είχαν ενημερώσει για τον πόνο που θα περάσει. Παρομοίως, περιστατικά με παρενέργειες στις ομάδες που έπαιρναν το placebo όταν συμμετείχαν σε κλινικές μελέτες φαρμάκων, έδειξαν πως η προειδοποίηση του γιατρού αναφορικά με τις πιθανές παρενέργειες ενός φαρμάκου έκανε πιο πιθανή την αναφορά των παρενεργειών αυτών από τους ασθενείς.

Δεν βρίσκεται λοιπόν μόνο στο μυαλό, αλλά έχει και φυσικές επιδράσεις. Το άγχος που δημιουργείται από το φαινόμενο nocebo μπορεί να έχει μια μακρόχρονη επίδραση στην καρδιά, ίσως αρκετά σοβαρή που να προκαλέσει θανατηφόρα ζημιά.

Το ζήτημα είναι να καταλάβουμε τους ακριβείς μηχανισμούς που βρίσκονται πίσω από το nocebo. Οι ιατρικοί ερευνητές ελπίζουν πως μια τέτοια κατανόηση θα βοηθήσει ώστε να μειώσουμε το άγχος στον κόσμο. Είναι ένας καλός τρόπος να καταλάβουμε το άγχος και να βρούμε μεθόδους για την πρόληψή του, λέει ο Fabrizio Benedetti του Πανεπιστημίου του Τορίνο, στην Ιταλία.

Εάν θα έπρεπε κανείς να συνοψίσει τα τελευταία 40 χρόνια της έρευνας που αφορά στον εγκέφαλο, δε θα μπορούσε παρά να την ονομάσει, ‘η άνοδος των ζόμπιΆ. Μας αρέσει να βλέπουμε τους εαυτούς μας ως έχοντες πλήρη επίγνωση των διαδικασιών της σκέψης μας, του πώς αισθανόμαστε, των αποφάσεων που παίρνουμε και των λόγων που οδηγούν στη λήψη τους. Όταν δρούμε, ο συνειδητός εαυτό μας είναι εκείνος που δρα. Όμως, ξεκινώντας από τα τέλη της δεκαετίας του 1960, ψυχολόγοι και νευρολόγοι άρχισαν να βρίσκουν αποδείξεις ότι το τμήμα της αυτο-επίγνωσης του εγκεφάλου μας δεν είναι πάντοτε σε λειτουργία.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι επηρεαζόμαστε βαθιά από τις αντιλήψεις, τις σκέψεις, τα συναισθήματα, και τις επιθυμίες μας, για την οποία επιρροή δεν είμαστε καθόλου ενήμεροι. Η έρευνά αποκάλυψε το ανησυχητικό ενδεχόμενο ότι πολλά από αυτά που σκεφτόμαστε και κάνουμε είναι σκέψεις και πράξεις ενός ασυνείδητου μέρους του εγκεφάλου μας ενός Εσωτερικού Ζόμπι.

Μερικά από τα πρώτα στοιχεία για το εσωτερικό αυτό το 'ζόμπι' προήλθαν από μελέτες σε ανθρώπους που είχαν υποστεί βλάβες στον εγκέφαλο. Το 1970 οι Βρετανοί ψυχολόγοι Elizabeth Warrington και Lawrence Weiskrantz έδειξαν μια σειρά λέξεων σε μια ομάδα ανθρώπων με αμνησία, οι οποίοι ξέχασαν αμέσως τη λίστα. Λίγα λεπτά αργότερα η Warrington και ο Weiskrantz τους έδειξαν τα τρία πρώτα γράμματα της κάθε λέξης που μόλις είχαν δει και ξεχάσει, και ζήτησαν από τους αμνησιακούς να προσθέσουν κάποια επιπλέον γράμματα με σκοπό να δημιουργήσουν μια λέξη. Κάθε λέξη θα ήταν έγκυρη. Οι αμνησιακοί κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επίμονα επέλεγαν τις λέξεις που είχαν δει παρόλο που τις είχαν ξεχάσει. Το εσωτερικό ζόμπι, κάπου πέρα από την επίγνωση, διατήρησε μνήμες από τις λέξεις αυτές.

Το εσωτερικό μας ζόμπι μπορεί επίσης να είναι σε θέση να ελέγχει το σώμα μας. Το 1988 μια γυναίκα γνωστή ως 'ασθενής D.F' υπέστη δηλητηρίαση από μονοξείδιο του άνθρακα και έχασε την ικανότητα να αναγνωρίζει αντικείμενα και σχήματα. Τα μάτια της μετέφεραν ακόμα πληροφορίες στον εγκέφαλο της, αλλά οι συνδέσεις μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου της είχαν καταστραφεί, έτσι ώστε να μην έχει πλέον επίγνωση του τι βρισκόταν μπροστά της. Επιστήμονες του Πανεπιστημίου του δυτικού Οντάριο έβαλαν μια κάρτα σε ένα τραπέζι μπροστά στην DF και στη συνέχεια εμφάνισαν έναν δίσκο με μια σχισμή. Ζήτησαν στην DF να κρατήσει την κάρτα στην ίδια γωνία με την σχισμή. Δε μπορούσε να το κάνει. Αλλά όταν της ζητήθηκε να βάλει την κάρτα στη σχισμή σα να ήταν ταχυδρομική επιστολή, αυτή αμέσως και εν αγνοία της γύρισε την κάρτα στη σωστή γωνία και την έσπρωξε στη σχισμή.

Σήμερα, μια σειρά νέων ισχυρών εργαλείων μπορεί να εξετάσει εξονυχιστικά τα εσωτερικά ζόμπι σε υγιείς εγκεφάλους. Μια ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης ανέφεραν την πρόκληση προσωρινής τύφλωσης σε 11 υγιή άτομα εστιάζοντας μια ακτίνα μαγνητισμού με επίκεντρο το πίσω μέρος του κεφαλιού των ατόμων αυτών. Η ακτίνα αυτή επενέβη στη δραστηριότητα των νευρώνων της περιοχής του εγκεφάλου που ονομάζεται 'οπτικός φλοιός'. Για λίγα λεπτά οι νευρώνες απενεργοποιήθηκαν και τα άτομα δήλωσαν ότι δεν μπορούσαν να δουν τίποτα.

Κατά την έναρξη του πειράματος, τα υγιή άτομα -που μπορούσαν να δουν σ' αυτό το σημείο- κάθισαν μπροστά από τρεις φωτεινές πηγές, κάθε μια με ένα κουμπί κάτω από αυτή. Όταν η κεντρική φωτεινή πηγή άναβε, έπρεπε να απλώσουν το χέρι και να πατήσουν το κουμπί δίπλα της. Σε ορισμένες δοκιμές, οι επιστήμονες έσβηναν την κεντρική φωτεινή πηγή ακριβώς όταν τα άτομα άπλωναν το χέρι να τη φτάσουν και άναβαν μια άλλη. Τα άτομα επομένως έπρεπε να μετατοπίσουν το χέρι τους ώστε να πατήσουν το σωστό κουμπί.

Όμως, σε λιγότερο από ένα δέκατο του δευτερολέπτου αφού άναβε το φως, οι επιστήμονες ακτινοβολούσαν με τον μαγνητισμό τα άτομα προκαλώντας τους προσωρινή τύφλωση. Μέσα στον τόσο λίγο χρόνο μεταξύ της τύφλωσης και της αλλαγής των φώτων, τα άτομα εξακολουθούσαν να θεωρούν ότι η κεντρική φωτεινή πηγή ήταν αναμμένη. Ωστόσο, ένας σημαντικός αριθμός από τα άτομα αυτά κίνησαν το χέρι τους μακριά από το κεντρικό κουμπί και στραφήκαν προς το σωστό. Το εσωτερικό τους ζόμπι δεν χρειάστηκε καμία γνώση για να αντιληφθεί την αλλαγή και να τροποποιήσει την εντολή που στάλθηκε στο χέρι.

Στο πείραμα αυτό της Δανίας, τα άτομα είχαν τουλάχιστον επίγνωση του στόχου τους, ακόμη και αν δεν γνώριζαν πως τον πετύχαιναν. Άλλα πειράματα δείχνουν ότι το ασυνείδητο κομμάτι του μυαλού μας μπορεί πλήρως να ενεργήσει όπως ο συνειδητός εαυτός μας. Πάρτε ως παράδειγμα ένα πρόσφατο πείραμα στο οποίο Γάλλοι και Άγγλοι επιστήμονες βάλανε εθελοντές να παίζουν ένα απλό παιχνίδι, ενώ τους υπέβαλαν σε σάρωση του εγκεφάλου. Οι εθελοντές κρατούσαν μια λαβή ενώ παρακολουθούσαν μια οθόνη υπολογιστή. Τους είπαν να πιέζουν τη λαβή κάθε φορά που βλέπουν μια φωτογραφία χρήματος στην οθόνη. Όσο περισσότερο την πίεζαν, τόσο περισσότερα χρήματα θα κέρδιζαν.

Μερικές φωτογραφίες έμεναν στην οθόνη για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα ώστε να αναγνωριστούν. Άλλες περνούσαν γρήγορα. Ανεξάρτητα από το διάστημα αυτό, η εικόνα μιας βρετανικής λίρας προκαλούσε στους εθελοντές να πιέσουν πιο έντονα τη λαβή από όσο θα την πίεζαν στη θέα μιας πέννας (η πέννα είναι το ένα εκατοστό της λίρας), ακόμη και όταν εμφανιζόταν τόσο γρήγορα ώστε να μην συνειδητοποιούν το είδος των χρημάτων που έβλεπαν. Τα εγκεφαλογραφήματα επέτρεψαν στους ερευνητές να συγκρίνουν τις ασυνείδητες και τις συνειδητές αποκρίσεις και έδειξαν ότι μια η περιοχή του εγκεφάλου που κρίνει την ανταμοιβή (ventral palladium κοιλιακή ωχρά σφαίρα), ενεργοποιήθηκε και στις δύο περιπτώσεις.

Όλο και περισσότερα στοιχεία από εργασίες για το εσωτερικό μας ζόμπι έχουν οδηγήσει ορισμένους επιστήμονες να υποβαθμίζουν τη σημασία του συνειδητού εαυτού μας. Στο περιοδικό Time, ο ψυχολόγος Steven Pinker του Harvard δήλωσε ότι "η διαίσθηση που έχουμε, ότι υπάρχει ένα εκτελεστικό 'Εγώ' που βρίσκεται σε μια αίθουσα ελέγχου του εγκεφάλου μας, σαρώνοντας τις οθόνες των αισθήσεων μας και πατώντας τα κουμπιά των μυών μας, είναι μια ψευδαίσθηση.

Αλλά ας μην εγκαταλείψουμε τη συνείδηση ακόμα. Ένας μικρός αλλά όλο και αυξανόμενος αριθμός ερευνητών αμφισβητούν ορισμένα από τα ακραία επιχειρήματα που υποστηρίζουν την υπεροχή του εσωτερικού ζόμπι. "Παρά το γεγονός ότι οι μελέτες αυτές είναι ενδιαφέρουσες και σημαντικές", γράφει ο Mathew Lieberman, κοινωνικός ψυχολόγος του UCLA, τελικά υπολείπονται στην υποστήριξη υποθέσεων που άπτονται της συνολικής μας κατανόησης του νου."

Ενώ τα εσωτερικά μας ζόμπι μπορεί να είναι σε θέση να κάνουν κάποια επεξεργασία πληροφοριών, υπάρχουν και άλλα είδη επεξεργασίας που δεν μπορούν να κάνουν. Μελέτες έχουν δείξει ότι οι άνθρωποι μπορούν ασυνείδητα να προετοιμάσουν το μυαλό τους για καλύτερες επιδόσεις σε τεστ μνήμης, ουσιαστικά να εκπαιδεύονται για τις δοκιμασίες αυτές χωρίς να έχουν επίγνωση ότι το κάνουν. Για να διερευνήσει τα όρια αυτής της προετοιμασίας (priming), ο ψυχολόγος Nathan DeWall του Πανεπιστημίου του Κεντάκι και οι συνάδελφοί του πραγματοποίησαν πρόσφατα μια μελέτη για να δουν αν η συνείδηση είναι σημαντική για τη σύνθεση ενός πάζλ λογικής. Μια ομάδα εθελοντών οργάνωσαν αρχικά λέξεις που είχαν να κάνουν με τη λογική και το συμπερασμό σε προτάσεις. Μία άλλη ομάδα οργάνωσε ουδέτερες λέξεις, λέξεις δηλαδή που δεν αφορούσαν στη λογική και τον συμπερασμό σε προτάσεις. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες έδωσαν στους εθελοντές να συμπληρώσουν κατακερματισμένες λέξεις. Οι λέξεις θα μπορούσαν να συμπληρωθούν ως λέξεις σχετικές με τη λογική ή άσχετες. Για παράδειγμα, σωστές απαντήσεις για το L_G_ _ είναι η λέξη LOGIC (λογική) ή η λέξη LIGHT (φως). Τέλος, o DeWall δοκίμασε τους εθελοντές σε πραγματικά πάζλ λογικής.

Αν και οι εθελοντές που προετοιμάστηκαν με λέξεις σχετικές με τη λογική έτειναν να συμπληρώνουν τις λέξεις ώστε να προκύπτουν όροι σχετικοί με τη λογική, η ίδια προετοιμασία δεν τους βοήθησε στα πάζλ. Τα ζόμπι απέτυχαν. Από την άλλη πλευρά, η ρητή καθοδήγηση των εθελοντών στο να έχουν ιδέες σχετικές με τη λογική, αξιοποιώντας έτσι το συνειδητό τους μυαλό, τους έκανε να έχουν καλύτερες επιδόσεις στις δοκιμασίες λογικής.

Οι εγκεφαλικές σαρώσεις μας παρέχουν επίσης πυρομαχικά για να ανταποδώσουμε τα χτυπήματα των ζόμπι. Αν το εσωτερικό μας ζόμπι ήταν πραγματικά υπεύθυνο, τότε θα περιμέναμε να δούμε κάποια διακριτά πρότυπα εγκεφαλικής δραστηριότητας όταν εκτελούσαμε μια εργασία. Αν κάναμε κάτι ασυνείδητα, μόνο περιοχές του 'ζόμπι δικτύου' θα είχαν ανιχνευτεί. Αν κάναμε το ίδιο πράγμα συνειδητά, το ζόμπι δίκτυο θα φαινόταν ενεργό, αλλά αυτή τη φορά μαζί με τις λίγες άλλες περιοχές του εγκεφάλου που μας δίνουν την αίσθηση της επίγνωσης.

Ο Lieberman και οι συνεργάτες του πραγματοποίησαν πειράματα, των οποίων τα αποτελέσματα δεν ταιριάζουν με τα πρότυπα ζόμπι του εγκεφάλου. Για να χαρτογραφήσει τη συνειδητή και ασυνείδητη επεξεργασία των πληροφοριών, ο Lieberman χρησιμοποίησε ένα κλασικό πείραμα ψυχολογίας στο οποίο άτομα μαθαίνουν αυθαίρετους κανόνες για να βάζουν γράμματα στη σειρά, γνωστό ως τεχνητή γραμματική. Οι άνθρωποι μπορούν να μάθουν τους κανόνες αυτούς συνειδητά (με το να λένε, για παράδειγμα, ότι το Β ακολουθεί πάντα το Τ). Μπορούν επίσης να μάθουν τεχνητή γραμματική ασυνείδητα βλέποντας πολλές τεχνητές 'λέξεις' που ακολουθούν αυτούς τους κανόνες. Αργότερα, όταν οι ψυχολόγοι τους δείχνουν σειρές γραμμάτων, αυτοί θα μπορούν να πουν στους ερευνητές κατά πόσον είναι έγκυρες ή όχι, δίχως να είναι σε θέση να διατυπώσουν ρητά τους γραμματικούς κανόνες.

Ο Lieberman έδειξε στους συμμετέχοντες του πειράματος μια τεχνητή γραμματική, η οποία περιείχε δύο είδη κανόνων, έναν που θα μπορούσαν να μάθουν συνειδητά και έναν άλλο που έτεινε να γίνει αντιληπτός μόνο ασυνείδητα. Στη συνέχεια, καθώς σάρωνε τους εγκεφάλους τους, έδειχνε στους συμμετέχοντες ένα άλλο σύνολο σειρών γραμμάτων και οι συμμετέχοντες έπρεπε να κρίνουν κατά πόσον η γραμματική τους ήταν έγκυρη. Μία περιοχή του εγκεφάλου ενεργοποιήθηκε όταν οι συμμετέχοντες αναγνώρισαν τους συνειδητούς κανόνες, ενώ μια διαφορετική περιοχή ενεργοποιήθηκε για τους ασυνείδητους κανόνες. Οι δύο περιοχές ακολουθούσαν μια αντίστροφη σχέση: Όταν η μία ήταν πιο ενεργή, η άλλη ήταν λιγότερο. Ο συνειδητός εγκέφαλος πήρε τη δική του διακριτική πορεία.

Ο Lieberman πήρε παρόμοια αποτελέσματα όταν έδειξε σε μια ομάδα συμμετεχόντων εικόνες με πρόσωπα άλλων ανθρώπων, ενώ οι ερευνητές σάρωναν τους εγκεφάλους τους. Σε μερικές δοκιμές ο Lieberman έβαλε τους συμμετέχοντες να επιλέξουν δύο λέξεις για να περιγράψουν την έκφραση κάθε προσώπου, αναγκάζοντάς τους να ανταποκριθούν συνειδητά στα συναισθήματα που βλέπουν στα πρόσωπα αυτά. Σε άλλες δοκιμές του πειράματος, οι συμμετέχοντες επέλεξαν ένα όνομα για κάθε πρόσωπο, αλλά χωρίς να στρέψουν την προσοχή τους στο συναίσθημα του προσώπου.

Η δραστηριότητα του εγκεφάλου στις δύο ομάδες συμμετεχόντων ήταν εντυπωσιακά διαφορετικές. Όταν οι άνθρωποι επέλεξαν ένα όνομα για ένα θυμωμένο πρόσωπο, η περιοχή της αμυγδαλής του εγκεφάλου έγινε πολύ δραστήρια. Η αμυγδαλή διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο ανταποκρινόμαστε ασυνείδητα σε συναισθηματικές καταστάσεις. Μεταξύ των εθελοντών οι οποίοι χρησιμοποίησαν λέξεις για να περιγράψουν τα πρόσωπα - συνειδητά ανταποκρινόμενοι στα συναισθήματα που έβλεπαν - η αμυγδαλή παρέμενε ανενεργή. Αλλά μια εντελώς διαφορετική περιοχή, που ονομάζεται δεξιός έξω κοιλιακός προμετωπιαίος φλοιός, ενεργοποιήθηκε. Αυτή η περιοχή είναι ενεργή κατά τη διάρκεια διαδικασιών συλλογισμού, λογικής και αυτο-ελέγχου. Τα εσωτερικά ζόμπι των συμμετεχόντων που επικεντρώθηκαν συνειδητά στα συναισθήματα των προσώπων έμειναν σιωπηρά.

Οι μελέτες αυτές δεν σημαίνουν ότι το εσωτερικό μας ζόμπι δεν υπάρχει. Ένα πλήθος δικτύων στον εγκέφαλό μας επεξεργάζεται πληροφορίες χωρίς να ενοχλεί την επίγνωσή μας. Ωστόσο, δεν πρέπει να θεωρήσουμε ότι ο συνειδητός μας εαυτός δεν είναι τίποτα άλλο παρά ένας παθητικός θεατής στο θέατρο του νου μας. Η αλήθεια θα μπορούσε να είναι ότι τόσο ο συνειδητός μας νους όσο κι ο ασυνείδητος είναι παράλληλα συστήματα, το καθένα εξειδικευμένο για τον χειρισμό διαφορετικών καθηκόντων.

Ίσως το εσωτερικό μας ζόμπι παίζει τον ίδιο ρόλο με το βιβλίο διευθύνσεων του υπολογιστή μας. Μπορούμε να απομνημονεύσουμε διευθύνσεις ανθρώπων και τους αριθμούς τηλεφώνων τους, αλλά χρειάζεται προσπάθεια για να μην τα ανακαλέσουμε εσφαλμένα ή να μην τα ξεχάσουμε. Οι Υπολογιστές τα αποθηκεύουν αυτόματα, αφήνοντάς μας ελεύθερο χρόνο να σκεφτόμαστε πιο ενδιαφέροντα πράγματα. Ο νους-ζόμπι μπορεί να αναλάβει πιο απλές και επαναλαμβανόμενες εργασίες από τον συνειδητό νου μας, αφήνοντας τον τελευταίο ελεύθερο να επικεντρωθεί σε είδη σκέψης που κάνουμε καλύτερα με την αυτοεπίγνωση. Όπως αναφέρει ο Lieberman, "Οι ζόμπι διαδικασίες ίσως γίνονται 'offline', όταν οι πιο αλληλεπιδραστικές και συνειδητές διαδικασίες γίνονται 'online'.

Έτσι πέρα απ' όλα αυτά, μπορεί να έχουμε ένα νου ικανό για ελεύθερη βούληση και επίγνωση απλά χρειάζεται μια μικρή βοήθεια από τον φιλικό του γείτονα, το ζόμπι.

Ποιο είναι το ξεχασμένο 90% του εγκεφάλου μας; Η νευρογλοία, κύτταρα που υπερβαίνουν σε αριθμό τους νευρώνες, αντιστοιχώντας σε περίπου δέκα για κάθε ένα νευρώνα. Και κανείς δεν ξέρει πραγματικά τι κάνουν.

Κάποιες από τις συνήθεις λέξεις που χρησιμοποιούμε είναι παγιωμένα λάθη. Ο όρος 'influenza' (γρίπη) προέρχεται από την ιταλική λέξη 'influence' (επιρροή), που αποτελεί έναν υπαινιγμό για την επίδραση που κάποτε πιστευόταν πως είχαν τα αστέρια στην υγεία μας. Οι Ευρωπαίοι εξερευνητές που έψαχναν για μια εναλλακτική πορεία για την Ινδία κατέληξαν στο Νέο Κόσμο και χωρίς να έχουν καταλάβει τι κάνουν, τιτλοφόρησαν τους εκεί κατοίκους 'Ινδιάνους'. Οι νευροεπιστήμονες έχουν κι εκείνοι το δικό τους παγιωμένο λάθος, κάτι που αποτελεί μια εντυπωσιακή γκάφα. Στα μέσα του 1800, ερευνητές ανακάλυψαν κύτταρα στον εγκέφαλο που δεν έμοιαζαν με τους νευρώνες (τους υποτιθέμενους ενεργούς παράγοντες του εγκεφάλου) και τα αποκάλεσαν 'γλοία', μια ελληνική λέξη που σημαίνει 'κόλλα'. Παρόλο που ο εγκέφαλος περιλαμβάνει περίπου ένα τρισεκατομμύριο γλοιοκύτταρα, η υπόθεση ήταν πως τα κύτταρα αυτά δεν ήταν τίποτε παραπάνω από ένα παθητικό υποστηρικτικό σύστημα. Σήμερα γνωρίζουμε πως ο χαρακτηρισμός αυτός δε θα μπορούσε να είναι περισσότερο λανθασμένος.

Η νευρογλοία στην πραγματικότητα είναι ιδιαίτερα δραστήρια και εξυπηρετεί σε πολλούς σκοπούς, οδηγώντας και διατηρώντας την ανάπτυξη του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια της ζωής μας. Παρακολουθεί επίσης προσεκτικά τους γείτονές της και έχει τη δική της χημική γλώσσα. Οι επιστήμονες δεν καταλαβαίνουν ακόμα αυτή τη γλώσσα, αλλά υπάρχουν πειράματα που υπαινίσσονται πως αποτελεί τμήμα της νευρολογικής 'συνομιλίας' που λαμβάνει χώρα καθώς μαθαίνουμε και σχηματίζουμε νέες αναμνήσεις.

Εάν έπρεπε να ρίξουμε σε ένα μόνο παράγοντα το φταίξιμο για τη λανθασμένη εντύπωση που υπάρχει για τη νευρογλοία, αυτός θα ήταν ο ηλεκτρισμός. Ο φυσιολόγος του 18ου αιώνα Luigi Galvani ανακάλυψε πως όταν άγγιζε ένα κομμάτι ηλεκτρισμένου μετάλλου σε ένα εκτεθειμένο νεύρο στο πόδι ενός βατράχου, το πόδι τιναζόταν. Αυτός και άλλοι έδειξαν ότι υπεύθυνος ήταν ένας ελαφρύς ηλεκτρικός παλμός που μετακινήθηκε από το μέταλλο προς το νεύρο. Για δύο χιλιετίες οι γιατροί και οι φιλόσοφοι έψαχναν να βρουν τα 'ζωικά πνεύματα' που κινούσαν το σώμα, αλλά ο Galvani ήταν αυτός που ανακάλυψε το μυστικό: ήταν το ίδιο πράγμα που προκαλούσε την αστραπή.

Στους επόμενους δύο αιώνες οι επιστήμονες πέτυχαν μια πιο καθαρή κατανόηση του πως λειτουργούν αυτά τα σήματα. Όταν ερεθίζεται ένας κλάδος στη μια άκρη ενός νευρικού κυττάρου, κινείται ένας ηλεκτρικός παλμός κατά μήκος του σώματος του νευρώνα. Άλλοι κλάδοι μπορεί να στέλνουν ξεχωριστούς παλμούς την ίδια στιγμή. Το κυρίως σώμα του νευρώνα αθροίζει τους παλμούς αυτούς και τους μεταδίδει στον άξονά του, ο οποίος χωρίζεται σε πολυάριθμους άλλους κλάδους, κάθε ένας από τους οποίους έρχεται σχεδόν σε επαφή με άλλους νευρώνες. Το μικροσκοπικό διάστημα που παρεμβάλλεται μεταξύ δύο νευρικών κυττάρων καλείται συναπτικό χάσμα ή σχισμή. Ο νευρώνας πομπός του σήματος στέλνει χημικά στη συναπτική σχισμή και ο νευρώνας δέκτης λαμβάνει κάποια από αυτά πυροδοτώντας ένα νέο ηλεκτρικό παλμό.

Όλοι οι νευρώνες έχουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά: άξονες, συνάψεις και τη δυνατότητα να παράγουν ηλεκτρικά σήματα. Καθώς όμως οι επιστήμονες εξέτασαν με τα μικροσκόπιά τους τμήματα του εγκεφάλου, βρήκαν μπροστά τους άλλα κύτταρα που δεν ταίριαζαν σ' αυτό το προφίλ. Τα κύτταρα αυτά, όταν τρυπήθηκαν με ηλεκτρόδια δεν παρήγαγαν μια σειρά από ηλεκτρικούς παλμούς. Εάν η γλώσσα της σκέψης ήταν ο ηλεκτρισμός, τότε τα κύτταρα αυτά ήταν βουβά. Ο γερμανός παθολόγος Rudolf Virchow επινόησε το όνομα 'γλοία' το 1856 και για πάνω από έναν αιώνα τα κύτταρα αυτά αντιμετωπιζόντουσαν ως παθητικοί κάτοικοι του εγκεφάλου.

Τουλάχιστον κάποιοι επιστήμονες κατάλαβαν πως αυτό θα μπορούσε να είναι μια βιαστική υπόθεση. Ο πρωτοπόρος νευροεπιστήμονας Santiago Ramon y Cajal κέρδισε το 1906 το βραβείο Nobel για τη θεωρία του ότι οι νευρώνες είναι οι θεμελιώδεις μονάδες του εγκεφάλου. Δεν πίστευε ωστόσο πως η νευρογλοία ήταν απαραιτήτως απλά ένα είδος κόλλας. Αντίθετα, πίστευε πως τα γλοιοκύτταρα αποτελούσαν ένα μυστήριο, ένα μυστήριο που καθώς έγραψε, ίσως μείνει άλυτο για πολλά ακόμα χρόνια μέχρις ότου οι φυσιολόγοι βρουν μεθόδους για να το αντιμετωπίσουν.

Σήμερα το μυστήριο των γλοιοκυττάρων είναι εν μέρει λυμένο. Οι βιολόγοι γνωρίζουν πως υπάρχουν σε διάφορες μορφές. Ένα είδος, που καλείται ακτινοειδής νευρογλοία, εξυπηρετεί σα σκαλωσιά για την ανάπτυξη του εμβρυικού εγκεφάλου. Οι νευρώνες σκαρφαλώνουν κατά μήκος αυτών των κυττάρων που μοιάζουν με στύλους ώστε να φτάσουν στον τελικό τους προορισμό. Ένα άλλο είδος γλοίας, η μικρογλοία, αποτελεί το σύστημα προστασίας του εγκεφάλου. Τα κύτταρα της μικρογλοίας αναρριχώνται μέσα από το δάσος των νευρώνων ψάχνοντας ερείπια από νεκρά ή τραυματισμένα κύτταρα. Ένα τρίτο είδος, γνωστά ως κύτταρα του Schwann και ολιγοδενδροκύτταρα, σχηματίζουν μονωτικά φύλλα γύρω από τους νευρώνες για να εμποδίσουν τη διάχυση των ηλεκτρικών σημάτων.

Αλλά όσο περισσότερο εξετάζουν τη νευρογλοία οι νευροεπιστήμονες, τόσο περισσότερο πολύπλευρα αποδεικνύεται ότι είναι τα κύτταρα αυτά. Η μικρογλοία δεν κρατάει απλώς τον εγκέφαλο καθαρό, κόβει επίσης επιπλέον κλάδους από νευρώνες για να βοηθήσει στη ρύθμιση των αναπτυσσόμενων συνδέσεών τους. Τα ολιγοδενδροκύτταρα και τα κύτταρα του Schwann δε μονώνουν απλώς τους νευρώνες, αλλά επίσης βοηθούν στο σχηματισμό νέων συνάψεων μεταξύ των νευρώνων. Και όταν τα κύτταρα της ακτινοειδούς γλοίας έχουν τελειώσει με το έργο της βοήθειας στην ανάπτυξη του εγκεφάλου, δεν πεθαίνουν. Μετατρέπονται σε ένα άλλο είδος γλοιοκυττάρων, στα αστροκύτταρα.

Τα αστροκύτταρα, που ονομάζονται έτσι λόγω των ακτινών τους που εκτείνονται προς όλες τις κατευθύνσεις, είναι τα πιο άφθονα από όλα τα γλοιοκύτταρα και συνεπώς τα πιο άφθονα από όλα τα κύτταρα του εγκεφάλου. Είναι επίσης τα πιο μυστηριώδη. Ένα μόνο αστροκύτταρο μπορεί να περιτυλίξει τις ακτίνες του γύρω από περισσότερες από ένα εκατομμύριο συνάψεις. Τα αστροκύτταρα επίσης συγχωνεύονται μεταξύ τους σχηματίζοντας κανάλια μέσω των οποίων μπορούν να μετακινηθούν μόρια από κύτταρο σε κύτταρο.

Όλες αυτές οι συνδέσεις φέρνουν τα αστροκύτταρα σε μια πλεονεκτική θέση για να επηρεάσουν τις διεργασίες που συμβαίνουν στον εγκέφαλο. Έχουν επίσης υποδοχείς που μπορούν να δεσμεύσουν μια ποικιλία από νευροδιαβιβαστές, πράγμα που σημαίνει ότι ίσως είναι σε θέση να 'κρυφακούσουν' τη βιοχημική φλυαρία που συμβαίνει γύρω τους. Ωστόσο για πολύ καιρό, οι νευροεπιστήμονες δεν μπορούσαν να βρουν κάποιο σημάδι για το ότι τα αστροκύτταρα πράγματι ανταποκρίνονταν σε σήματα από το εξωτερικό. Τελικά, το 1990, η νευροεπιστήμονας Ann Cornell-Bell του Yale ανακάλυψε αυτό που φάνηκε να είναι η λύση στο μυστήριο. Προέκυψε πως τα αστροκύτταρα, όπως οι νευρώνες, μπορούν να ανταποκριθούν σε νευροδιαβιβαστές, αλλά αντί για ηλεκτρισμό, τα κύτταρα παράγουν κύματα από φορτισμένα άτομα ασβεστίου.

Το ασβέστιο προέρχεται από σφραγισμένα πακέτα που είναι διασκορπισμένα μέσα στα αστροκύτταρα. Όταν ερεθιστούν, τα αστροκύτταρα ανοίγουν τα πακέτα στη σειρά που πρώτη έρχεται σε επαφή με τους νευροδιαβιβαστές, πυροδοτώντας το άνοιγμα άλλων πακέτων που βρίσκονται σε άλλα σημεία στο κύτταρο. Στη συνέχεια τα αστροκύτταρα φυλάνε τα άτομα του ασβεστίου πίσω στα πακέτα τους, για να τα απελευθερώσουν και πάλι όταν ξανά ερεθιστούν. Η Cornell-Bell πρόσεξε πως ένα κύμα τέτοιας δραστηριότητας που άρχισε σε ένα αστροκύτταρο μπορούσε να διαδοθεί σε άλλα αστροκύτταρα. Κάποιες ερευνητικές ομάδες ανακάλυψαν επίσης ότι τα ίδια τα αστροκύτταρα απελευθερώνουν δυνατούς νευροδιαβιβαστές. Μπορούν να παράγουν γλουταμάτη (που διεγείρει τους νευρώνες έτσι ώστε είναι πιο εύκολο να ανταποκριθούν στο σήμα από έναν άλλο νευρώνα) και αδενοσίνη ( που μπορεί να αμβλύνει την ευαισθησία ενός νευρώνα).

Για κάποιος επιστήμονες του εγκεφάλου, αυτές οι ανακαλύψεις αποτελούν κομμάτια από πάζλ που σιγά σιγά ταιριάζουν μεταξύ τους σε μια συναρπαστική νέα εικόνα του εγκεφάλου. Πρώτο κομμάτι: τα αστροκύτταρα μπορούν να νιώσουν εισερχόμενα σήματα. Δεύτερο κομμάτι: μπορούν να ανταποκριθούν με κύματα ασβεστίου. Τρίτο κομμάτι: μπορούν να παράγουν εξόδους νευροδιαβιβαστές και ίσως ακόμα κύματα ασβεστίου που διαδίδονται σε άλλα αστροκύτταρα. Με άλλα λόγια, έχουν τουλάχιστον μερικά από τα προαπαιτούμενα για να επεξεργαστούν πληροφορίες όπως κάνουν οι νευρώνες. Ο Alfonso Araque, νευροεπιστήμονας στο Ινστιτούτο Cajal στην Ισπανία, και οι συνεργάτες του εργάζονται για την πιθανότητα ενός τετάρτου κομματιού στο πάζλ. Βρίσκουν πως δύο διαφορετικά διεγερτικά σήματα μπορούν να παράγουν δύο διαφορετικά πρότυπα από κύματα ασβεστίου (αυτό σημαίνει, δύο διαφορετικές αποκρίσεις) σε ένα αστροκύτταρο. Όταν έδωσαν στα αστροκύτταρα και τα δύο σήματα μαζί, τα κύματα που παρήγαγαν τα κύτταρα δεν ήταν ακριβώς το άθροισμα των δύο προτύπων. Αντίθετα, τα αστροκύτταρα παρήγαγαν ένα εντελώς διαφορετικό πρότυπο για απάντηση. Αυτό κάνουν τόσο οι νευρώνες, όσο και οι υπολογιστές.

Εάν πράγματι επεξεργάζονται πληροφορίες τα αστροκύτταρα, αυτό θα αποτελούσε μια μεγάλη προσθήκη στην υπολογιστική δύναμη του εγκεφάλου. Άλλωστε, υπάρχουν πολύ περισσότερα αστροκύτταρα στον εγκέφαλο απ' ότι νευρώνες. Ίσως, όπως κάποιοι επιστήμονες έχουν υποψιαστεί, τα αστροκύτταρα κάνουν τους δικούς τους υπολογισμούς. Αντί για τον ψηφιακό κώδικα των ηλεκτρικών παλμών που χρησιμοποιούν οι νευρώνες, τα αστροκύτταρα ίσως δρουν πιο πολύ ως ένα αναλογικό δίκτυο που κωδικοποιεί πληροφορίες σε αργά ανερχόμενα και κατερχόμενα κύματα ασβεστίου. Στο νέο του βιβλίο, 'The Root of Thought' (Η Ρίζα της Σκέψης) ο νευροεπιστήμονας Andrew Koob προτείνει πως η επικοινωνία μεταξύ των αστροκυττάρων μπορεί να είναι υπεύθυνη για την δημιουργική και ευφάνταστη ύπαρξή μας ως ανθρώπινα όντα.

Μέχρι πρόσφατα, οι μελέτες για τα αστροκύτταρα εξέταζαν μόνο λίγα κύτταρα που βρίσκονταν σε ένα τρυβλίο petri. Τώρα οι επιστήμονες ανακαλύπτουν πώς να παρατηρούν αστροκύτταρα σε ζωντανά ζώα και να μάθουν ακόμα περισσότερο για τις ικανότητες των κυττάρων αυτών. Ο Alex Nimmerjahn του Πανεπιστημίου Stanford και οι συνεργάτες του, για παράδειγμα, ανέπτυξαν έναν τρόπο να τοποθετούν μικροσκόπια στα κρανία ποντικιών. Για να δουν τα αστροκύτταρα εγχέουν μόρια στα ποντίκια τα οποία λάμπουν όταν ενώνονται με ελεύθερο ασβέστιο. Κάθε φορά που ένα ποντίκι κουνάει ένα από τα πόδια του, ο Nimmerjahn και οι συνεργάτες του μπορούν να δουν μια μικρή έκρηξη από κύματα ασβεστίου. Σε μερικές περιπτώσεις, εκατοντάδες αστροκύτταρα μπορούν να πυροδοτηθούν με μιας και αυτό μπορεί να διαρκέσει για μερικά δευτερόλεπτα.

Τα αστροκύτταρα είναι επίσης ζωτικής σημασίας για τις συνάψεις. Ο νευροεπιστήμονας του Πανεπιστημίου του Stanford Ben Barres και οι συνεργάτες του βρήκαν πως νευρώνες οι οποίοι μεγάλωσαν με αστροκύτταρα σχημάτισαν περίπου δέκα φορές περισσότερες συνάψεις από νευρώνες που μεγάλωσαν χωρίς αυτά και η δραστηριότητα των συνάψεων αυτών ήταν περίπου εκατό φορές μεγαλύτερη. Καθώς οι συνάψεις αλλάζουν όταν μαθαίνουμε και σχηματίζουμε νέες αναμνήσεις, η Marie E. Gibbs του Πανεπιστημίου Monash στην Αυστραλία υποψιάστηκε πως τα αστροκύτταρα ίσως είναι σημαντικά στη δυνατότητα που έχουμε να μαθαίνουμε. Για να ελέγξει την ιδέα αυτή, μαζί με τους συνεργάτες της έδωσαν σε μικρά κοτόπουλα χρωματιστές χάντρες να τις τσιμπήσουν. Οι κόκκινες χάντρες ήταν καλυμμένες με ένα πικρό χημικό και συνήθως ένα μόνο τσίμπημα ήταν αρκετό για να μάθουν τα κοτόπουλα να μην ξανατσιμπήσουν μια κόκκινη χάντρα. Αλλά όταν τους έγινε ένεση με ένα φάρμακο που εμπόδιζε τη σύνθεση γλουταμάτης από τα αστροκύτταρα, τα πουλιά δε μπορούσαν να θυμηθούν την άσχημη γεύση και τσιμπούσαν ξανά τις χάντρες.

Δεν έπεισαν όμως τους σκεπτικιστές αυτά τα πειράματα. Εάν τα κύματα ασβεστίου είναι πραγματικά τόσο σημαντικά, για παράδειγμα, θα περίμενε κανείς πως ένα γενετικά τροποποιημένο ποντίκι που δε θα μπορούσε να παράγει κύματα ασβεστίου θα ήταν ένα αξιολύπητο τρωκτικό. Ο Ken McCarthy, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνα στο Chapel Hill, και οι συνεργάτες του επενέβησαν σε ποντίκια ώστε να μεγαλώσουν αστροκύτταρα που τους έλειπε μια βασική πρωτεΐνη που χρησιμεύει για το άνοιγμα των πακέτων ασβεστίου. Τα ποντίκια αυτά μεγάλωσαν και ήταν απαράλλαχτα από τα κανονικά, για λόγους που ακόμα δεν είναι γνωστοί.

Υπάρχει κάτι το θαυμάσιο στο γεγονός ότι πενιχρά μόλις καταλαβαίνουμε τι κάνουν τα περισσότερα κύτταρα στον εγκέφαλό μας. Αρχίζοντας στη δεκαετία του 1930, οι αστρονόμοι κατάλαβαν πως όλα όσα μπορούσαν να δουν με τα τηλεσκόπιά τους, τα αστέρια, οι γαλαξίες και τα νεφελώματα, αποτελούσαν μόνο ένα μικρό κλάσμα από τη συνολική μάζα του σύμπαντος. Το υπόλοιπο, γνωστό ως σκοτεινή ύλη, ακόμα αψηφά τις καλύτερες προσπάθειές τους για εξήγηση. Μεταξύ των δύο αυτιών μας, όπως προκύπτει, κάθε ένας από εμάς φέρει επίσης ένα προσωπικό απόθεμα σκοτεινής ύλης.