Ενα «νέο παράθυρο στο σύμπαν» ανοίγει η ανίχνευση, για πρώτη φορά, των βαρυτικών κυμάτων, εκτατό χρόνια μετά την πρώτη αναφορά στην ύπαρξή τους από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, στη θεωρία της Σχετικότητας.

Επιστήμονες του Παρατηρητηρίου LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) στις ΗΠΑ ανακοίνωσαν ότι ανίχνευσαν βαρυτικά κύματα -«ρυτιδώσεις» στον ιστό του χωροχρόνου- επιβεβαιώνοντας έτσι τη σχετική φημολογία των τελευταίων εβδομάδων. 

Το «σήμα» θεωρείται καθαρό και αξιόπιστο, οπότε η ανακοίνωση -αν και προς το παρόν δεν έχει επιβεβαιωθεί από άλλo επιστημονικό πείραμα- θεωρείται βαρύνουσα και αληθινή.

Την προηγούμενη φορά, το 2014, που είχε γίνει μία ανάλογη ανακοίνωση από άλλη ερευνητική κοινοπραξία, είχε αργότερα διαψευσθεί. Τώρα όμως, όπως τονίστηκε σε σχετική συνέντευξη Τύπου στην Ουάσιγκτον, η ανίχνευση είναι αξιόπιστη.

Η πηγή των βαρυτικών κυμάτων είναι μία σύγκρουση και συγχώνευση δύο τεράστιων μαύρων τρυπών, με μάζες περίπου 30 φορές μεγαλύτερη του Ήλιου, σε απόσταση 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Το συμβάν αυτό απελευθερώνει τεράστια μάζα-ενέργεια με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων, τα οποία έγιναν αντιληπτά από τους ανιχνευτές του LIGO.

Όπως είπε ο David Reitze, διευθυντής του Εργαστηρίου LIGO του Caltech, μέσω των βαρυτικών κυμάτων παρατηρήθηκε για πρώτη φορά μια συγχώνευση δύο μαύρων οπών, μια απόδειξη ότι οι μαύρες τρύπες όντως υπάρχουν.

Τα βαρυτικά κύματα είχαν προβλεφθεί από τη Γενική Θεωρία Σχετικότητας του Αϊνστάιν πριν από ένα αιώνα, αλλά ποτέ δεν είχαν παρατηρηθεί άμεσα μέχρι σήμερα, παρότι αναζητούνται εδώ και δεκαετίες. Μέχρι σήμερα, ψευδή σήματα και ανεπαρκή όργανα εμπόδιζαν την ανίχνευσή τους, καθώς τα μακρινά βαρυτικά κύματα φθάνουν στη Γη σχετικά εξασθενημένα.

Αυτή τη φορά το σήμα που ανιχνεύθηκε, συμφωνεί απολύτως με τις θεωρητικές προβλέψεις του Αϊνστάιν. «Επί μήνες κάναμε αναλύσεις και επανελέγχους , ώστε να είμαστε σίγουροι ότι πρόκειται για τα βαρυτικά κύματα και τώρα είμαστε πεπεισμένοι», τόνισε ο κ. Reitze.

Τα βαρυτικά κύματα εξαπλώνονται στο Σύμπαν ως ομόκεντροι κύκλοι από μια κατακλυσμική πηγή-αφετηρία (ένα ακραία βίαιο συμβάν όπως εκρήξεις ή συγκρούσεις άστρων ή μαύρων τρυπών), «συμπιέζοντας» και «τεντώνοντας» τον ιστό του χωροχρόνου. Η ανίχνευσή τους αναμένεται να χαρίσει ένα Νόμπελ Φυσικής στους επιστήμονες που έκαναν την ανακοίνωση, καθώς πρόκειται για μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις της εποχής μας.

Παράλληλα με την προφορική ανακοίνωση από επιστήμονες των πανεπιστημίων Caltech (Τεχνολογικού Ινστιτούτου Καλιφόρνια) και ΜΙΤ, της ερευνητικής κοινοπραξίας LIGO και του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών (NSF) των ΗΠΑ, γίνονται οι σχετικές επιστημονικές δημοσιεύσεις, με την πρώτη στο «Physical Review Letters».

Το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων Μέσω Συμβολόμετρου Λέιζερ (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory - LIGO) αποτελείται από δύο πανομοιότυπους υπερευαίσθητους ανιχνευτές, κατασκευασμένους από ερευνητές του Caltech και του ΜΙΤ με χρηματοδότηση του NSF, οι οποίοι είναι εγκατεστημένοι σε απόσταση περίπου 3.000 χιλιομέτρων μεταξύ τους, ο ένας στο Λίβινγκστον της Λουιζιάνα και ο άλλος στο Χάνφορντ της Ουάσιγκτον.

Κάθε ανιχνευτής έχει δύο βραχίονες τεσσάρων χιλιομέτρων σε σχήμα «L», κατά μήκος των οποίων στέλνεται μια ακτίνα λέιζερ, που διαχωρίζεται σε δύο και μετά ανακλάται πάλι πίσω. Το πείραμα προσπαθεί να «πιάσει» τις ανεπαίσθητες δονήσεις που αφήνουν στο πέρασμα τους από τη Γη τα βαρυτικά κύματα, καθώς επί εκατομμύρια έτη ταξιδεύουν στο Σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός. Ένα διερχόμενο από τον πλανήτη μας βαρυτικό κύμα μεταβάλλει απειροελάχιστα -αλλά μετρήσιμα- την απόσταση που διανύει η ακτίνα λέιζερ στους ανιχνευτές LIGO.

Το LIGO λειτούργησε μεταξύ 2002-2010 χωρίς επιτυχία, ενώ μετά από μια αναβάθμιση κόστους 200 εκατ. δολαρίων, που βελτίωσε δραστικά τις δυνατότητές του, τέθηκε ξανά σε λειτουργία πέρυσι τον Σεπτέμβριο ως Advanced LIGO.

Και άλλες ερευνητικές ομάδες, με άλλα επίγεια πειράματα, προσπαθούν να ανιχνεύσουν τα βαρυτικά κύματα, με κυριότερη τη VIRGO στην Ιταλία. Το σχετικό πείραμα λειτούργησε χωρίς ευρήματα έως το 2011, μετά αναβαθμίστηκε σε Advanced Virgo και θα επαναλειτουργήσει εντός του 2016.

Μία άλλη επιστημονική ομάδα-πείραμα είναι το BICEP-2 στην Ανταρκτική, που έκανε την «γκάφα» πρόπερσι, ανακοινώνοντας ότι είχε παρατηρήσει τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα της «Μεγάλης Έκρηξης» (Μπιγκ Μπανγκ), ενώ μάλλον επρόκειτο για παραπλανητικό εύρημα εξαιτίας της διαστρικής σκόνης. Τα επόμενα χρόνια, σχεδιάζεται και το πρώτο αντίστοιχο πείραμα στο διάστημα (Laser Interferometer Space Antenna-LISA). Προπομπός του είναι η αποστολή του επιστημονικού δορυφόρου LISA Pathfinder, που εκτόξευσε πέρυσι η Ευρώπη.

Η ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων -εφόσον επιβεβαιωθεί- μεταξύ άλλων ανοίγει ένα τελείως νέο πεδίο στην αστρονομία: την «αστρονομία βαρυτικών κυμάτων» ή «βαρυτική αστρονομία», που θα προστεθεί στην οπτική αστρονομία, στη ραδιοαστρονομία, στην αστρονομία ακτίνων-Χ, υπερύθρων, νετρίνων κ.ά. Η βαρυτική αστρονομία θα «ακούει» -παρά θα «βλέπει»- πράγματα άγνωστα έως τώρα, εφόσον τα βαρυτικά κύματα, καθώς ταξιδεύουν στο Σύμπαν, δεν εμποδίζονται από τίποτε. Επιπλέον, θα αποτελέσει το καλύτερο ίσως «παράθυρο» για τη μελέτη του προέλευσης του Σύμπαντος, αφού τα βαρυτικά κύματα υπήρχαν εξαρχής, πολύ πριν «γεννηθεί» το φως στον Κόσμο.

Ο Αμερικανός Πρόεδρος Μπαράκ Ομπάμα θα τιμήσει τον ομογενή καθηγητή Χημείας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Μπέρκλεϊ, Πoλ Αλιβιζάτο, σε ειδική τελετή στον Λευκό Οίκο, όπου θα του απονείμει το Εθνικό Μετάλλιο Επιστημών, το ανώτατο βραβείο για τους κορυφαίους επιστήμονες των ΗΠΑ, το οποίο απονέμεται για την μακροχρόνια προώθηση των επιστημών και της τεχνολογίας στις ΗΠΑ, ανακοινώθηκε από τον Λευκό Οίκο.

Ο Δρ. Αλιβιζάτος, που κατέχει την θέση του διευθυντή του Εθνικού Εργαστηρίου Λόρενς Μπέρκλεϊ, θα τιμηθεί μαζί με άλλους τέσσερις επιστήμονες μετά το Νέο Έτος.

Οι άλλοι βραβευθέντες είναι ο Δρ. Μάικλ Άρτιν από το MIT, ο Δρ. ‘Αλμπερτ Μπαντούρα από το Στάνφορντ, ο Δρ. Στάνλεϊ Φάλκο από την Ιατρική Σχολή Στάνφορντ και η Δρ. Σίρλεϊ Ανν Τζάκσον από το Πολυτεχνείο Rensselaer.

Ποιος είναι

Ο Παύλος Αλιβιζάτος (γεννημένος το 1959) είναι Αμερικανός επιστήμονας ελληνικής καταγωγής, που έχει αναγνωριστεί ως πρωτοπόρος στην έρευνα των Νανοεπιστημών και στην Νανοτεχνολογία. Κατέχει την πέμπτη θέση μεταξύ των 100 καλύτερων χημικών του κόσμου. Το 2009, διορίστηκε διευθυντής στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence του Berkeley.

Aποφοίτησε από την σχολή χημείας του Πανεπιστημίου του Σικάγου το 1981 και πήρε διδακτορικό στην χημεία από το Πανεπιστήμιο Berkeley το 1986. Εχει πραγματοποιήσει έρευνες για την σύνθεση νανοκρυστάλων με βασική εφαρμογή στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και έχει διαδραματίσει κεντρικό ρόλο στην ίδρυση ειδικού τμήματος στο αμερικανικό υπουργείο ενέργειας για τις εφαρμογές της νανοτεχνολογίας.

Eκτός από το ακαδημαϊκό και ερευνητικό έργο του ο Αρμάντ Πολ Αλιβιζάτος είναι και ιδρυτής δύο κορυφαίων εταιριών νανοτεχνολογίας, της Nanosys και της Quantum Dot Corp.

Ο Ιούλιος Βερν θα είχε ενθουσιαστεί με την ιδέα, έστω κι αν δεν πρόκειται για Ταξίδι στο Κέντρο της Γης: διεθνής ερευνητική ομάδα αναχωρεί αυτήν την εβδομάδα για μια ιδιαίτερη περιοχή του Ινδικού Ωκεανού όπου θα προσπαθήσει να ανοίξει την πρώτη γεώτρηση μέχρι τον μυστηριώδη γήινο μανδύα

Ο μανδύας είναι ένα στρώμα από στερεά αλλά εύπλαστα πετρώματα που βρίσκεται κάτω από το εξωτερικό στρώμα του φλοιού και φτάνει μέχρι τον γήινο πυρήνα. Ξεκινά περίπου 30 με 60 χιλιόμετρα κάτω από τα πόδια μας και έχει πάχος περίπου 3.000 χιλιόμετρα, καταλαμβάνοντας το μεγαλύτερο μέρος του συνολικού όγκου της Γης.

Στους ωκεανούς, ο φλοιός είναι πολύ λεπτότερος και ο μανδύας βρίσκεται σε μικρότερο βάθος, το οποίο όμως και πάλι ξεπερνά τις δυνατότητες των καλύτερων γεωτρύπανων. Από τη δεκαετία του 1960 ως σήμερα, οι γεωλόγοι έχουν επιχειρήσει αρκετές φορές να φτάσουν τον μανδύα, πάντα όμως αποτύγχαναν λόγω οικονομικών ή τεχνικών δυσκολιών.

Παρόλα αυτά, οι ερευνητές της αποστολής SloMo Project πιστεύουν ότι υπάρχει λύση. Αυτήν την εβδομάδα, το ερευνητικό πλοίο JOIDES θα αναχωρήσει από τη Σρι Λάνκα και θα κατευθυνθεί σε μια περιοχή του νοτιοδυτικού Ωκεανού που ονομάζεται Ανάχωμα της Ατλαντίδας.

Η περιοχή αυτή βρίσκεται κοντά στη Μεσοωκεάνια Ράχη του Ινδικού, ένα γιγάντιο χαντάκι που βρίσκεται στο όριο δύο τεκτονικών πλακών και επιτρέπει σε μάγμα να αναβλύζει από το υπέδαφος και να ανανεώνει διαρκώς τον φλοιό του ωκεάνιου πυθμένα.

Λόγω αυτών των ιδιαίτερων γεωλογικών συνθηκών, οι υπεύθυνοι της αποστολής πιστεύουν ότι στην περιοχή του Αναχώματος της Ατλαντίδας ο μανδύας βρίσκεται μόλις πέντε χιλιόμετρα κάτω από το βυθό της θάλασσας, θάλασσα, η οποία έχει βάθος μόλις 700 μέτρων στο σημείο της γεώτρησης.

Στην πρώτη πρώτη φάση της αποστολής, η οποία θα διαρκέσει μέχρι τον Ιανουάριο, το γεωτρύπανο του JOIDES θα επιχειρήσει να διαπεράσει το πρώτο ενάμισι χιλιόμετρο φλοιού. Σε επόμενη φάση, η οποία προγραμματίζεται για το 2018 χωρίς όμως να έχει εξασφαλιστεί η χρηματοδότηση, το ίδιο ερευνητικό σκάφος θα προσπαθήσει να φτάσει το βάθος των 3 χιλιομέτρων κάτω από τον ωκεάνιο πυθμένα. Αν όλα πάνε καλά, ένα διαφορετικό κινεζικό ερευνητικό σκάφος θα συνεχίσει τη γεώτρηση μέχρι το τελικό βάθος των 5 χλμ, σε ημερομηνία που δεν έχει ακόμα καθοριστεί.

Εφόσον πετύχει, το ερευνητικό πρόγραμμα ουσιαστικά θα ανοίξει ένα νέο παράθυρο στον κόσμο που κρύβεται κάτω από τα πόδια μας.

Συγκεκριμένα, θα μπορούσε ή να διαψεύσει την κρατούσα θεωρία για το ποιο είναι το ανώτερο όριο του μανδύα. Σήμερα, οι γεωλόγοι πιστεύουν ότι το όριο αυτό συμπίπτει με την «Ασυνέχεια Μοχορόβιτσιτς», ή Moho, ένα όριο κάτω από το οποίο τα σεισμικά κύματα αλλάζουν απότομα ταχύτητα.

Ωστόσο οι ερευνητές της αποστολής πιστεύουν ότι η Ασυνέχεια Μοχορόβιτσις ενδέχεται να μην συμπίπτει με το όριο του φλοιού, αλλά απλώς να σημειώνει το βάθος μέχρι το οποίο το νερό των ωκεανών διαβρέχει τον μανδύα και προκαλεί χημικές αλλαγές στο περιεχόμενό του.

«Το Moho είναι ομοιόμορφο σε όλη την έκταση των ωκεανών, γι΄αυτό και όλοι υπέθεταν ότι ο ωκεάνιος φλοιός είναι κι αυτός ομοιόμορφος και επομένως απλός» δήλωσε στο BBC ο Κρις ΜακΛίοντ, γεωλόγος του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ και μέλος της αποστολής.

«Αν όμως το σεισμικό όριο Moho είναι στην πραγματικότητα ένα όριο χημικής αλλαγής των πετρωμάτων λόγω διαβροχής του μανδύα με νερό, αυτό θα σήμαινε ότι γνωρίζουμε πολύ λιγότερα για τον ωκεάνιο φλοιό από ό,τι νομίζαμε» εξήγησε ο ερευνητής.

Επισημαίνει ακόμα ότι η διαβροχή του μανδύα με νερό προκαλεί χημικές αντιδράσεις που απελευθερώνουν μεθάνιο και υδρογόνο, αέρια που χρησιμοποιούνται ως πηγή ενέργειας από μικρόβια της αβύσσου.

Και αυτό σημαίνει ότι τα ανώτερα στρώματα του μανδύα, σε βάθος εκατοντάδων μέτρων ή ακόμα και αρκετών χιλιομέτρων, μπορεί να φιλοξενούν άγνωστα ως σήμερα, σχεδόν εξωγήινα οικοσυστήματα.

dol

Η χαρτογράφηση των σχέσεων επιστημών και θρησκείας από τον 4ο αιώνα μ.Χ. μέχρι τον 20ό αιώνα στις περιοχές της ΝΑ Ευρώπης και Ανατολικής Μεσογείου ολοκληρώθηκε από το Ινστιτούτο Ιστορικών Ερευνών του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών (ΕΙΕ).

Το έργο, που χρηματοδοτήθηκε από το Πρόγραμμα Αριστεία του ΕΣΠΑ, μελέτησε τις σχέσεις αυτές σε περιόδους που η Ορθόδοξη Εκκλησία ήταν κυρίαρχο ή μείζον δόγμα.

Το έργο NARSES κάλυψε ένα κενό στην ιστοριογραφία, καθώς παρόλο που υπάρχει μια εκτεταμένη βιβλιογραφία για τις σχέσεις επιστημών και χριστιανισμού στη Δύση, είναι σχεδόν ανύπαρκτες αντίστοιχες μελέτες για τις περιοχές του Βυζαντίου, της Οθωμανικής αυτοκρατορίας και των Βαλκανίων, οι οποίες ανήκαν στη σφαίρα επιρροής της Ορθόδοξης Εκκλησίας.

Μέσα από μια διεπιστημονική προσέγγιση, το NARSES, επικεφαλής του οποίου υπήρξε ο διευθυντής ερευνών του ΕΙΕ Ευθύμιος Νικολαϊδης, αποκαλύπτει άγνωστες πτυχές των σχέσεων επιστημών και θρησκείας. Το έργο, μεταξύ άλλων, αναδεικνύει την πολυπλοκότητα των σχέσεων Ορθοδοξίας - επιστημών.

Από τον 3ο έως τον 8ο αιώνα, οι Πατέρες της Εκκλησίας και οι βυζαντινοί θεολόγοι επιχείρησαν να μελετήσουν τη Δημιουργία με τη βοήθεια των φιλοσοφικών εργαλείων των αρχαίων Ελλήνων. Όμως, από την Εικονομαχία (711-843 μ.Χ.) και μετά, ένα μέρος των θεολόγων παραμέρισε τις επιστήμες και την κοσμική γνώση, καθώς η εστίασή τους μετατοπίσθηκε από τον φυσικό κόσμο ως εικόνα της θείας δημιουργίας, στην εσωτερική ζωή του ανθρώπου ως εικόνα του Θεού. Η στάση αυτή ενισχύθηκε από το κίνημα των Ησυχαστών του 14ου αιώνα, παρόλα αυτά, την ίδια περίοδο, οι επιστήμες άνθησαν στο κόσμο του Βυζαντίου.

Το NARSES αναδεικνύει επίσης τις δυσκολίες της μετάβασης της Ανατολικής Ορθόδοξης εκκλησίας από την προ-νεωτερικότητα στη νεωτερικότητα. Καθώς οι ορθόδοξοι λαοί δεν μετείχαν άμεσα στην Αναγέννηση τον 15ο αι. και στην ανάδειξη των νέων επιστημών τον 16ο-17ο αι., ο ευρωπαϊκός Διαφωτισμός προκάλεσε κατά τον 18ο αι. αντιπαραθέσεις, που ενισχύθηκαν από την αντιπαλότητα μεταξύ Καθολικής και Ορθόδοξης Εκκλησίας. Η διαμάχη για το πού ανήκει η Ορθοδοξία, στην ευρωπαϊκή Δύση ή στην ασιατική Ανατολή, συνεχίζεται μέχρι σήμερα.

Τα αποτελέσματα του NARSES θα διατίθενται με ανοικτή πρόσβαση στον ιστότοπο http://narses.hpdst.gr/project και περιλαμβάνουν:

- Ανοικτή βάση δεδομένων που συγκεντρώνει, αποδελτιώνει και σχολιάζει τα θρησκευτικά κείμενα περί φύσης, τα επιστημονικά κείμενα περί θεολογίας και τις εκκλησιαστικές εγκυκλίους περί γνώσης και επιστήμης. Πρόκειται για τα σχετικά κείμενα σε ελληνική γλώσσα από τον 4ο αιώνα ως το 1960 (Βυζάντιο, ορθόδοξες κοινότητες της Οθωμανικής αυτοκρατορίας και των ενετικών κτήσεων, ελληνικό κράτος).

- Βιβλιογραφία για τις σχέσεις Ορθοδοξίας-Επιστημών.

- Κείμενα ανάλυσης και παρουσίασης των σχέσεων Ορθοδοξίας-Επιστημών από τον 4ο ως τον 20ό αιώνα.

- Πρακτικά των συνεδρίων, συμποσίων και εργαστηρίων του Narses.

Εκτός του ιστότοπου, θα δημοσιευθεί ένας θεματικός τόμος στα αγγλικά σε διεθνή εκδοτικό οίκο και τα βασικά αποτελέσματα του έργου θα παρουσιαστούν στο επιστημονικό περιοδικό ISIS τον Σεπτέμβριο του 2016.

Με το έργο NARSES, σύμφωνα με το Ινστιτούτο Ιστορικών Ερευνών του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών, εγκαινιάστηκε ένα νέο ερευνητικό πεδίο, που θα αποτελέσει το υπόβαθρο για τη διαθεματική συγκριτική έρευνα περί θρησκείας και επιστήμης μεταξύ Ανατολής και Δύσης. Θα συνεισφέρει επίσης στο διάλογο μεταξύ θρησκείας και επιστήμης, καθώς μεταξύ κοινωνιών με διαφορετικές πολιτισμικές παραδόσεις και ιστορίες.

ΑΠΕ

Στην αποκρυπτογράφηση ενός μηνύματος από το διάστημα που εστάλη πιθανότατα πριν από χιλιάδες έτη και ελήφθη από την διαστημική υπηρεσία το 1998 φαίνεται ότι κατάφερε να φθάσει τώρα η NASA.

Έγγραφο από το Βρετανικό Υπουργείο Άμυνας αναφέρεται στις εκτιμήσεις του Ρώσου αστροφυσικού, Βίκτορ Κουλάκοφ, ο οποίος πιστεύει ότι το σήμα εστάλη από εξωγήινο πολιτισμό, γειτονικού γαλαξία και είναι ηλικίας 80.000 ετών (ο χρόνος που απαιτείται για να φθάσει στη Γη).

Στο μήνυμα, σε ιδιαίτερα δραματικούς τόνους, έδιναν την ακριβή τοποθεσία τους με κρυπτογραφημένη απεικόνιση ενός πλανητικού συστήματος, με ένα ή δύο κυρίαρχα άστρα, ενώ καθόριζαν και την υλική σύσταση του πλανήτη.

Ο άγνωστος πολιτισμός προειδοποιούσε ότι βρίσκεται στα πρόθυρα της εξαφάνισης, χωρίς ωστόσο να εξηγεί την αιτία.

Ο Ρώσος καθηγητής εκτιμά ότι με βάση τα γήινα δεδομένα, πιθανότερη αιτία να είναι ένας πυρηνικός πόλεμος.

Στο μέλλον μπορεί να καλλιεργούμε ηλεκτρονικούς υπολογιστές στον κήπο μας! Ερευνητές στη Σουηδία, μεταξύ των οποίων κεντρικό ρόλο είχε μία Ελληνίδα, ανέπτυξαν ηλεκτρονικά φυτά, καθώς κατάφεραν για πρώτη φορά να δημιουργήσουν ψηφιακά και αναλογικά κυκλώματα με σύρματα και τρανζίστορ μέσα σε ζωντανά τριαντάφυλλα. '

Ανοιξαν έτσι το δρόμο για ένα πιθανό μελλοντικό «πάντρεμα» των φυτών και των ηλεκτρονικών υπολογιστών με...άρωμα επιστημονικής φαντασίας.

Οι επιστήμονες του Εργαστηρίου Οργανικών Ηλεκτρονικών του Πανεπιστημίου του Λινκέπινγκ, με επικεφαλής τον καθηγητή Μάγκνους Μπέργκρεν και την δρα Ελένη Σταυρινίδου, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Science Advances", χρησιμοποίησαν το αγγειακό σύστημα (ξύλημα) και τα φύλλα των τριαντάφυλλων για να δημιουργήσουν ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η δημιουργία ηλεκτρονικών φυτών (ή κυβερνο-φυτών) μπορεί να έχει διάφορες μελλοντικές εφαρμογές στο πεδίο των βιοηλεκτρονικών. Η προσθήκη ηλεκτρονικών συστατικών στα φυτά ανοίγει το δρόμο για να συνδυασθούν τα ηλεκτρονικά σήματα με τις βιοχημικές διαδικασίες του φυτού.

Με αυτό τον τρόπο, μπορεί στο μέλλον να υπάρξουν κυψέλες καυσίμου μέσα στα ίδια τα φυτά, οι οποίες θα λειτουργούν με φωτοσύνθεση κάνοντας μετατροπή των σακχάρων των φυτών σε ηλεκτρισμό. Έτσι, τα ίδια τα φυτά μπορεί κάποτε να μετατραπούν σε φωτοβολταϊκά.

Ακόμη, μπορεί να δημιουργηθούν βοτανικοί αισθητήρες που θα καταγράφουν τις ορμόνες των φυτών, καθώς και άλλες συσκευές που θα ρυθμίζουν εκ των έσω την ανάπτυξη και άλλες λειτουργίες των φυτών. Κάτι τέτοιο μπορεί να βελτιώσει τις ιδιότητες των ιατρικών φυτών και να επιταχύνει την ανάπτυξη νέων φαρμάκων. Επίσης, μπορεί στο απώτερο μέλλον να επιτρέψει στους γεωργούς να δίνουν εντολές στα φυτά πότε θα ανθοφορήσουν και θα ωριμάσουν (π.χ. θα καθυστερούν, αν επικρατεί παγωνιά στο περιβάλλον).

Η Γερασιμίδου χρησιμοποίησε ένα διαφανές αγώγιμο πολυμερές υλικό (PEDOT-S:Η), το οποίο διάλυσε σε νερό και, στη συνέχεια, βύθισε τριαντάφυλλα μέσα σε αυτό το διάλυμα. Τα φυτά απορρόφησαν μαζί με το νερό και το πολυμερές υλικό, το οποίο κυκλοφόρησε μέσω του αγγειακού συστήματος του φυτού. Μετά από λίγες μέρες, είχαν δημιουργηθεί αυτοσυναρμολογούμενα 'σύρματα' μήκους δέκα εκατοστών μέσα στον βλαστό του τριαντάφυλλου, τα οποία -όταν συνδέθηκαν με μια εξωτερική πηγή ηλεκτρισμού- μπορούσαν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα στο εσωτερικό του φυτού.

Συνδυάζοντας τα σύρματα από το οργανικό πολυμερές με έναν ηλεκτρολύτη, η Ελληνίδα ερευνήτρια δημιούργησε ένα επίσης αυτοσυναρμολογούμενο ηλεκτροχημικό τρανζίστορ (διακόπτη), που μετατρέπει τα σήματα ιόντων του φυτού σε ηλεκτρονικά σήματα. Με τα τρανζίστορ αυτά, κατάφερε επίσης να δημιουργήσει ένα είδος ψηφιακής λογικής πύλης.

'Αλλα μέλη της ερευνητικής ομάδας κατάφεραν να εισάγουν ηλεκτρονικά στα φύλλα, έτσι ώστε αυτά να γίνουν ηλεκτροχρωματικά, δηλαδή να αλλάζουν χρώμα από πράσινο σε μπλε -και αντίστροφα- μέσω ηλεκτρισμού, σαν να επρόκειτο για μια ζωντανή οθόνη.

Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει ηλεκτρικά δίκτυα μήκους έως 20 εκατοστών μέσα στο φυτό και οραματίζονται ότι τα φυτά του μέλλοντος, αντί για γενετικές μεταλλάξεις, θα ενσωματώνουν ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Το θέμα, βέβαια, είναι αυτά τα βιο-ηλεκτρονικά να μην καταλήγουν στο στομάχι των ανθρώπων.

«Απ' όσο γνωρίζουμε, κανένας έως τώρα δεν είχε παράγει ηλεκτρονικά μέσα σε φυτά. Τώρα πια μπορούμε να αρχίσουμε να μιλάμε πραγματικά για 'ενεργειακά' φυτά, αφού μπορούμε να τοποθετήσουμε αισθητήρες μέσα στα φυτά και να χρησιμοποιήσουμε την ενέργεια που σχηματίζεται στη χλωροφύλλη τους, μπορούμε να δημιουργήσουμε 'πράσινες' κεραίες ή να παράγουμε νέα υλικά.

Το κάθε τι συμβαίνει με φυσικό τρόπο, αξιοποιώντας τα πολύ εξελιγμένα και μοναδικά συστήματα των ίδιων των φυτών», δήλωσε ο Μπέργκρεν και πρόσθεσε ότι «το ίδιο το φυτό βοηθά να δημιουργηθούν οι ηλεκτρονικές συσκευές στο εσωτερικό του».

Η Ε.Σταυρινίδου αποφοίτησε το 2008 από το Τμήμα Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, όπου έκανε και μεταπτυχιακά στη νανοτεχνολογία το 2010.

Το 2013 πήρε το διδακτορικό της από το Τμήμα Βιοηλεκτρονικής της Ecole National Superieure des Mines στο Σεντ-Ετιέν της Γαλλίας και από το 2014 είναι μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο σουηδικό Πανεπιστήμιο του Λινκέπινγκ, ειδικευόμενη στο «πάντρεμα» των οργανικών βιοηλεκτρονικών με τα φυτά.

imerisia