Tiga Teori Sains dan Hukum Biometri yang Kerap Digunakan Agen Judi Online

Dunia sains dipercaya akan selalu berkembang. Tidak hanya itu saja, bidang matematika, biometri, dan lainnya akan terus diisi dengan banyak ilmuwan handal yang ahli di area masing masing. Acara seminar kelak juga akan diadakan bagi para peminat, termasuk agen situs judi online. Setidaknya ada tiga teori sains dan hukum biometri yang nantinya akan paling kerap dibahas.

Teori Big Bang

Teori sains dan hukum biometri pertama yang wajib diketahui oleh masyarakat luas adalah Teori Big Bang. Teori ini membahas tentang awal mula alam semesta tercipta. Melansir dari penelitian fenomenal yang dikendarai oleh Georges Lemaitre, Edwin Hubble, dan Albert Einstein, teori ini menyatakan bahwa belasan miliar tahun lalu adalah awal terciptanya alam semesta. Sebuah fakta mencengangkan bagi para pemain judi online yang buka 24 jam bahkan hingga akhir pekan.

Ternyata, teori ini pun dapat banyak dukungan dari komunitas ilmiah yang ada di berbagai belahan negara. Main slot online pun pasti akan bisa dapat banyak cuan kalau dapat dukungan dari teman, plus bisa dapat bonus referral. Robert Wilson dan Amo Penziasa adalah dua nama ilmuwan yang pada akhirnya turut mendukung fakta fakta yang dijabarkan dalam teori Big Bang. Tidak heran, teori ini terus berkembang bahkan hingga saat ini.

Teori Big Bang

Hukum Ekspansi Kosmik Hubble

Teori sains dan hukum biometri kedua yang wajib diketahui oleh masyarakat luas adalah Hukum Ekspansi Kosmik Hubble. Perlu diakui bahwa Edwin Hubble tidak pernah berpuas diri. Main judi online dan dapat cuan juga baiknya tidak berpuas diri karena ada jackpot utama yang bisa diraih. Setelah berhasil membawa teori Big Bang dikenal luas oleh dunia, Hubble terus lakukan penelitian. Kini, ia mengamati betapa inovatifnya dunia astronomi yang ada di dunia ini.

Melalui penelitiannya, ia berhasil memberi sebuah bukti bahwa Bima Sakti bukanlah satu satunya galaksi yang ada di semesta ini. Tidak hanya itu saja, Hubble juga beberkan sebuah rumus yang nantinya dikenal sebagai Hukum Ekspansi Kosmik Hubble, dimana untuk mengukur kecepatan pergerakan galaksi, konstanta Hubble dapat dikalikan dengan jarak antar galaksi. Sebuah penemuan baru untuk menikmati akhir pekan dengan main pragmatic 24 jam non stop.

Hukum Kepler tentang Gerak Planet

Hukum Kepler tentang Gerak Planet

Teori sains dan hukum biometri ketiga yang wajib diketahui oleh masyarakat luas adalah Hukum Kepler tentang Gerak Planet. Orbit planet telah menjadi sebuah topik kontroversial di kalangan ilmuwan sebab belum pernah ada yang menemukan fakta paling akurat. Hingga akhirnya pada abad ke-17, Johannes Kepler mengenalkan tiga hukum Kepler yang disambut positif oleh para ilmuwan yang menghabiskan waktu luangnya untuk main judi online lewat aplikasi di smart phone.

Tiga hukum Kepler tersebut antara lain hukum orbit, hukum luas, dan hukum periode. Ketiganya saling berhubungan dan menjelaskan bagaimana planet melakukan suatu orbit serta bagaimana pergerakan tersebut sedikit banyak memberi pengaruh terhadap benda benda yang ada di sekitarnya. Penemuan ini pastinya memberi motivasi bagi pemain judi agar terus giat cari trik terbaik berjudi karena kelak pasti akan cuan pada waktunya.

Kerap digunakan oleh agen judi online, tiga teori sains dan hukum biometri ini masih terus dikembangkan hingga hari ini. Mulai dari teori big bang, hukum ekspansi kosmik hubble, dan hukum kepler, ketiganya telah berkontribusi besar dalam pengembangan dunia sains modern.

Matematikawan Membangun Algoritme Untuk Korelasi Foton Sinar-X
Ilmuwan

Matematikawan Membangun Algoritme Untuk Korelasi Foton Sinar-X

Matematikawan Membangun Algoritme Untuk Korelasi Foton Sinar-X, Matematikawan di Center for Advanced Mathematics for Energy Research Applications (CAMERA) di Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) telah mengembangkan algoritme matematika untuk menguraikan dinamika rotasi partikel puntiran dalam sistem kompleks besar dari pola hamburan sinar-X yang diamati pada tingkat yang sangat tinggi. eksperimen spektroskopi korelasi foton sinar-X (XPCS) yang canggih.

Menurut thebigvantheory Eksperimen ini – dirancang untuk mempelajari sifat suspensi dan larutan koloid, makromolekul, dan polimer – telah ditetapkan sebagai pendorong ilmiah utama untuk banyak peningkatan sumber cahaya koheren yang sedang berlangsung yang terjadi di dalam Departemen Energi AS (DOE). Metode matematika baru, yang dikembangkan oleh tim CAMERA dari Zixi Hu, Jeffrey Donatelli, dan James Sethian, memiliki potensi untuk mengungkapkan lebih banyak informasi tentang fungsi dan sifat bahan kompleks daripada sebelumnya.

Partikel dalam suspensi mengalami gerak Brown, bergoyang saat mereka bergerak (menerjemahkan) dan berputar (berputar). Ukuran fluktuasi acak ini bergantung pada bentuk dan struktur material dan berisi informasi tentang dinamika, dengan aplikasi di seluruh biologi molekuler, penemuan obat, dan ilmu material.

XPCS bekerja dengan memfokuskan berkas sinar-X yang koheren untuk menangkap cahaya yang tersebar dari partikel dalam suspensi. Sebuah detektor mengambil pola bintik yang dihasilkan, yang berisi beberapa fluktuasi kecil dalam sinyal yang mengkodekan informasi rinci tentang dinamika sistem yang diamati. Untuk memanfaatkan kemampuan ini, peningkatan sumber cahaya koheren yang akan datang di Berkeley Lab’s Advanced Light Source (ALS), Argonne’s Advanced Photon Source (APS), dan Linac Coherent Light Source SLAC semuanya merencanakan beberapa eksperimen XPCS paling canggih di dunia, mengambil keuntungan koherensi dan kecerahan yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Tetapi begitu Anda mengumpulkan data dari semua gambar ini, bagaimana Anda mendapatkan informasi yang berguna darinya? Teknik pekerja keras untuk mengekstrak informasi dinamis dari XPCS adalah dengan menghitung apa yang dikenal sebagai autokorelasi temporal, yang mengukur bagaimana piksel dalam pola bintik berubah setelah berlalunya waktu tertentu. Fungsi autokorelasi menyatukan gambar diam, sama seperti film lama menjadi hidup saat gambar kartu pos yang terkait erat melintas.

Baca Juga : Sir Roger Penrose: Penemuan Inovatif Lebih Dari Layak Untuk Hadiah Nobel

Algoritma saat ini terutama terbatas pada mengekstraksi gerakan translasi; pikirkan tongkat Pogo yang melompat dari satu tempat ke tempat lain. Namun, tidak ada algoritme sebelumnya yang mampu mengekstrak informasi “difusi rotasi” tentang bagaimana struktur berputar dan berputar — informasi yang sangat penting untuk memahami fungsi dan sifat dinamis dari sistem fisik. Mendapatkan informasi tersembunyi ini merupakan tantangan besar.

Memutar Cahaya

Sebuah terobosan datang ketika para ahli berkumpul untuk lokakarya KAMERA di XPCS pada Februari 2019 untuk membahas kebutuhan kritis yang muncul di lapangan. Mengekstraksi difusi rotasi adalah tujuan utama, dan Hu, seorang mahasiswa pascasarjana matematika UC Berkeley; Donatelli, Pimpinan KAMERA untuk Matematika; dan Sethian, Profesor Matematika di UC Berkeley dan Direktur CAMERA, bekerja sama untuk mengatasi masalah ini secara langsung.

Hasil dari pekerjaan mereka adalah pendekatan matematis dan algoritmik baru yang kuat untuk mengekstrak informasi rotasi, sekarang bekerja dalam 2D ​​dan mudah diskalakan ke 3D. Dengan gambar yang sangat sedikit (kurang dari 4.000), metode ini dapat dengan mudah memprediksi koefisien difusi rotasi yang disimulasikan hingga beberapa persen. Rincian algoritma diterbitkan 18 Agustus di Prosiding National Academy of Sciences.

Ide utamanya adalah untuk melampaui fungsi autokorelasi standar, alih-alih mencari informasi tambahan tentang rotasi yang terkandung dalam fungsi korelasi silang sudut-temporal, yang membandingkan bagaimana piksel berubah dalam waktu dan ruang. Ini adalah lompatan besar dalam kompleksitas matematika: matriks data sederhana berubah menjadi tensor data 4 arah, dan teori yang menghubungkan informasi rotasi dengan tensor ini melibatkan analisis harmonik lanjutan, aljabar linier, dan analisis tensor. Untuk menghubungkan informasi rotasi yang diinginkan dengan data, Hu mengembangkan model matematika yang sangat canggih yang menjelaskan bagaimana korelasi sudut-temporal berperilaku sebagai fungsi dinamika rotasi dari rangkaian persamaan kompleks baru ini.

“Ada banyak misteri berlapis yang harus diurai untuk membangun kerangka matematika dan algoritme yang baik untuk memecahkan masalah,” kata Hu. “Ada informasi yang berkaitan dengan struktur statis dan sifat dinamis, dan sifat-sifat ini perlu dieksploitasi secara sistematis untuk membangun kerangka kerja yang konsisten. Secara bersama-sama, mereka menghadirkan peluang bagus untuk menyatukan banyak ide matematika. Mendapatkan pendekatan ini untuk mengambil manfaat informasi dari apa yang tampak pada pandangan pertama menjadi sangat bising sangat menyenangkan.”

Namun, memecahkan rangkaian persamaan untuk memulihkan dinamika rotasi ini merupakan tantangan, karena terdiri dari beberapa lapisan dari berbagai jenis masalah matematika yang sulit untuk dipecahkan sekaligus. Untuk mengatasi tantangan ini, tim membangun di atas karya Donatelli sebelumnya tentang Proyeksi Iteratif Multi-Tiered (M-TIP), yang dirancang untuk memecahkan masalah invers yang kompleks di mana tujuannya adalah untuk menemukan input yang menghasilkan output yang diamati. Ide dari M-TIP adalah untuk memecah masalah yang kompleks menjadi subbagian, menggunakan inversi/pseudoinversion terbaik yang Anda bisa untuk setiap subbagian, dan beralih melalui subsolusi tersebut sampai mereka bertemu dengan solusi yang menyelesaikan semua bagian dari masalah.

Hu dan rekan-rekannya mengambil ide-ide ini dan membangun metode saudara, “Estimasi Berjenjang untuk Spektroskopi Korelasi (M-TECS),” memecahkan rangkaian persamaan berlapis kompleks melalui sublangkah sistematis.

“Hal yang kuat tentang pendekatan M-TECS adalah bahwa ia mengeksploitasi fakta bahwa masalah dapat dipisahkan menjadi bagian linier berdimensi tinggi dan bagian nonlinier dan noncembung berdimensi rendah, yang masing-masing memiliki solusi efisien sendiri, tetapi mereka akan berubah menjadi masalah optimasi yang sangat sulit jika diselesaikan sekaligus,” kata Donatelli.

“Inilah yang memungkinkan M-TECS untuk secara efisien menentukan dinamika rotasi dari sistem persamaan yang begitu kompleks, sedangkan pendekatan optimasi standar akan mengalami masalah baik dalam hal konvergensi dan biaya komputasi.”

Baca Juga : 8 Tokoh Matematikawan Terbesar Sepanjang Masa

Membuka Pintu Eksperimen Baru

“XPCS adalah teknik yang kuat yang akan menonjol dalam upgrade ALS. Pekerjaan ini membuka dimensi baru untuk XPCS, dan akan memungkinkan kita untuk mengeksplorasi dinamika bahan kompleks seperti molekul berputar di dalam saluran air,” kata Alexander Hexemer, Program Memimpin untuk Komputasi di ALS.

Hu, yang memenangkan Hadiah Bernard Friedman dari UC Berkeley untuk pekerjaan ini, telah bergabung dengan CAMERA — bagian dari Divisi Riset Komputasi Berkeley Lab — sebagai anggota terbarunya. “Desain bersama matematis dan algoritmik semacam ini adalah ciri khas matematika terapan yang baik, di mana matematika baru memainkan peran penting dalam memecahkan masalah praktis di garis depan penyelidikan ilmiah,” kata Sethian.

Tim CAMERA saat ini bekerja dengan ilmuwan beamline di ALS dan APS untuk merancang eksperimen XPCS baru yang dapat sepenuhnya memanfaatkan pendekatan matematis dan algoritmik tim untuk mempelajari sifat dinamika rotasi baru dari bahan penting. Tim juga bekerja untuk memperluas kerangka kerja matematis dan algoritmik mereka untuk memulihkan jenis properti dinamis yang lebih umum dari XPCS, serta menerapkan metode ini ke teknologi pencitraan korelasi lainnya.

Pekerjaan ini didukung oleh CAMERA, yang didanai bersama oleh Kantor Penelitian Komputasi Ilmiah Tingkat Lanjut dan Kantor Ilmu Energi Dasar, keduanya di dalam Kantor Ilmu Pengetahuan Departemen Energi AS.

Seminar Integrasi Workshop HMI dalam AdS/CFT Teori Dimensi Rendah
Teori Sains

Seminar Integrasi Workshop HMI dalam AdS/CFT Teori Dimensi Rendah

Seminar Integrasi Workshop HMI dalam AdS/CFT Teori Dimensi Rendah, Seminar Integrasi Workshop HMI (Hamilton Mathematical Institute) dalam AdS/CFT Teori Dimensi Rendah, Beberapa tahun terakhir telah terlihat perkembangan luar biasa di bidang sistem terintegrasi supersimetris. Perkembangan ini terutama didorong oleh penemuan struktur terintegrasi dalam teori yang muncul dalam korespondensi AdS/CFT.

 

Menurut thebigvantheory Sejauh ini, sebagian besar hasil telah diperoleh untuk contoh prototipikal korespondensi AdS/CFT; dualitas antara teori string tipe IIB pada AdS5xS5 dan 4d SYM. Di sini penemuan matriks hamburan yang benar-benar terintegrasi yang mengatur dinamika eksitasi masif yang diwujudkan oleh superstring yang merambat telah menghasilkan hasil yang mencengangkan, seperti deskripsi yang tepat tentang spektrum dimensi anomali dalam teori medan ganda.

Dalam contoh dimensi yang lebih rendah, keterpaduan korespondensi AdS/CFT bekerja dengan cara yang sama seperti dalam kasus lima dimensi. Namun, untuk ruang AdS tiga dan dua dimensi, fitur baru muncul: mode tanpa massa muncul dalam masalah hamburan, dan masalah matriks S tak bermassa dan Termodinamika Bethe Ansatz (TBA) yang terkait menjadi pusat perhatian.

Interpretasi yang tepat secara tradisional adalah aliran kelompok renormalisasi antara teori-teori kritis, dengan kondisi dasar TBA memberikan ukuran muatan pusat yang efektif di sepanjang aliran. Beberapa model yang dihasilkan dari teori string dengan cara ini sangat istimewa dan tidak menerima perlakuan standar, seperti model yang menunjukkan ketiadaan keadaan referensi dan menampilkan sifat matriks transfer yang sangat aneh.

Tujuan lokakarya ini adalah untuk menyatukan beberapa pakar dunia dalam integrasi AdS/CFT, bersama para peneliti dengan keahlian luas dalam analisis hamburan tanpa massa dan termodinamika, yang bekerja pada antarmuka antara sistem yang dapat terintegrasi dan teori medan konformal.

Baca Juga : Event Seminar Matematika dan Biologi 2021

Lokasi

  • Online (Zoom) diselenggarakan oleh Trinity College Dublin

Pembicara

  • I. Aniceto (Univ. Southampton)
  • C. Dunning (Univ. Kent)
  • P. Fendley (Universitas Oxford)
  • R. Nepomechie (Univ. Miami)
  • P. Ryan (TCD/HMI)
  • H. Saleur (Saclay dan USC)
  • F. Seibold (ETH)
  • B. Stefanski (Kota, Univ. London)
  • D. Volin (Uppsala U. dan Stockholm U.)

Registrasi

  • Link Zoom akan diedarkan pada waktunya, atau dapat diminta melalui email: a dot torrielli hat surrey dot ac dot uk

Penyelenggara

  • Marius de Leeuw (TCD/HMI)
  • Juan Miguel Nieto Garcia (University of Surrey)
  • Ana Retore (TCD/HMI)
  • Alessandro Torrielli (Univ. Surrey)

Sponsor

  • Institut Matematika Hamilton
  • Yayasan Simons
  • Yayasan Sains Irlandia
  • Perkumpulan Kerajaan
  • EPSRC
  • GATIS +

JADWAL (silakan periksa secara teratur untuk pembaruan)

  • Selasa 17 14:00 – 17:00 waktu Inggris [Fendley, Dunning dan Nepomechie]
  • Rabu 18 14:00 – 17:00 waktu Inggris [Aniceto, Seibold dan Saleur]
  • Kamis 19 [tidak ada pembicaraan]
  • Jumat 20 14:00 – 17:00 waktu Inggris [Ryan, Volin dan Stefanski]
  • Setiap pembicaraan akan berdurasi 40-45 menit

JUDUL PEMBICARA:

  • Paul Fendley: “Fermion dan Parafermion Gratis”
  • Clare Dunning: [muncul]
  • Rafael Nepomechie: ” Memecahkan rantai spin lubang hitam “
  • Ines Aniceto: [muncul]
  • Fiona Seibold: ” Matriks S untuk superstring terdeformasi kuantum”
  • Hubert Saleur: ” CFT model Potts O(n) dan Q-state dalam 2d: kesimpulan dari cerita panjang? “
  • Paul Ryan: “Pemisahan Variabel: dari fungsi gelombang ke korelator dalam rantai putaran terintegrasi peringkat tinggi”
  • Dmytro Volin: “Jadilah Aljabar dan Bendera Gabungan” *
  • Bogdan Stefanski: [muncul]

RINGKASAN:

*Dmytro Volin: Menjadi Aljabar dan Bendera Gabungan

Tujuan kami adalah untuk menawarkan deskripsi “baik” untuk aljabar biaya perjalanan dalam model yang dapat diintegrasikan (aljabar Bethe). Ini membawa kita untuk menyadari peran Langlands ganda dari aljabar simetri: secara alami bekerja pada keluarga besar fungsi-Q Baxter memberi mereka interpretasi geometris dari satu set koordinat Plucker pada bendera G/B yang menikmati, sebagai fungsi parameter spektral, hubungan fusi non-sepele.

Baca Juga : Membentuk Revolusi AI Dalam Filsafat

Menuntut sifat analitik (alias analitik Bethe Ansatz) agar kompatibel dengan hubungan fusi adalah cara untuk menggambarkan aljabar Bethe yang lebih akurat dan seringkali lebih efisien daripada persamaan Bethe/persamaan Baxter/(tidak diperpanjang) sistem QQ. Mengingat kovarians sehubungan dengan dual Langlands,

Sebagai contoh, kita mengambil rantai spin rasional tetapi formalisme bersifat universal dan merupakan fitur (memutar) aljabar Lie affine daripada sistem fisik. Untuk kesederhanaan, kami hanya akan menulis rumus dengan asumsi kasus ADE sederhana selama pembicaraan dan memberikan contoh eksplisit dari A-series (dipahami beberapa waktu lalu) dan D-series (yang dipelajari secara ekstensif tahun lalu).

Event Seminar Matematika dan Biologi 2021
Rumus Matematika Teori Sains

Event Seminar Matematika dan Biologi 2021

Event Seminar Matematika dan Biologi 2021, Seminar diadakan pada hari Selasa pukul 11:30 di Webex atau Zoom, kecuali dinyatakan lain.

2 Maret

Jonathan Cannon, MIT Postdoctoral Associate, Sinha Lab

Entrainment Irama sebagai Inferensi Dinamis

Ketika disajikan dengan rangsangan pendengaran ritmis yang kompleks, manusia dapat melacak struktur temporal yang mendasarinya (misalnya, “ ketukan ”), baik secara diam-diam maupun dengan gerakan mereka. Kapasitas ini jauh melampaui kapasitas sebuah osilator entri sederhana, yang memanfaatkan ekspektasi waktu yang kontekstual dan terenkulturasi dan menyesuaikan dengan cepat gangguan dalam waktu, fase, dan tempo acara.

thebigvantheory mengusulkan bahwa masalah pelacakan ritme secara alami dicirikan sebagai masalah terus-menerus memperkirakan fase dan tempo yang mendasarinya berdasarkan waktu kejadian yang tepat dan kesesuaiannya dengan ekspektasi waktu. Saya memformalkan masalah ini sebagai kasus menyimpulkan distribusi pada keadaan tersembunyi dari data proses titik dalam waktu yang terus menerus: baik Inferensi Fase dari Point Process Event Timing (PIPPET) atau Fase dan Inferensi Tempo (PATIPPET).

Pendekatan pelacakan ritme ini menggeneralisasi ritme non-isochronous dan multi-suara. Kami menunjukkan bahwa masalah inferensi ini kira-kira dapat diselesaikan dengan menggunakan metode Bayesian variasional yang menggeneralisasi filter Kalman-Bucy ke data proses titik. Solusi ini mereproduksi beberapa karakteristik pelacakan ritme manusia yang terbuka dan terselubung, termasuk koreksi fase yang bergantung pada periode, kontraksi ilusi dari interval kosong yang tidak terduga, dan kegagalan untuk melacak ritme yang terlalu sinkron, dan dapat diperkirakan secara masuk akal di otak. PIPPET dapat berfungsi sebagai dasar untuk model kinerja pada berbagai tugas waktu dan entrainment dan membuka pintu ke pemrosesan prediktif yang lebih kaya dan model inferensi aktif dari pengaturan waktu ritmis.

16 Maret

Cliff Kerr, Institute for Disease Modeling

Entrainment Irama sebagai Inferensi Dinamis

Ketika disajikan dengan rangsangan pendengaran ritmis yang kompleks, manusia dapat melacak struktur temporal yang mendasarinya (misalnya, “ ketukan ”), baik secara diam-diam maupun dengan gerakan mereka. Kapasitas ini jauh melampaui kapasitas sebuah osilator entri sederhana, yang memanfaatkan ekspektasi waktu yang kontekstual dan terenkulturasi dan menyesuaikan dengan cepat gangguan dalam waktu, fase, dan tempo acara.

Saya mengusulkan bahwa masalah pelacakan ritme secara alami dicirikan sebagai masalah terus-menerus memperkirakan fase dan tempo yang mendasarinya berdasarkan waktu kejadian yang tepat dan kesesuaiannya dengan ekspektasi waktu. Saya memformalkan masalah ini sebagai kasus menyimpulkan distribusi pada keadaan tersembunyi dari data proses titik dalam waktu yang terus menerus: baik Inferensi Fase dari Point Process Event Timing (PIPPET) atau Fase dan Inferensi Tempo (PATIPPET). Pendekatan pelacakan ritme ini menggeneralisasi ritme non-isochronous dan multi-suara.

Baca Juga : Sir Roger Penrose: Penemuan Inovatif Lebih Dari Layak Untuk Hadiah Nobel

Kami menunjukkan bahwa masalah inferensi ini kira-kira dapat diselesaikan dengan menggunakan metode Bayesian variasional yang menggeneralisasi filter Kalman-Bucy ke data proses titik. Solusi ini mereproduksi beberapa karakteristik pelacakan ritme manusia yang terbuka dan terselubung, termasuk koreksi fase yang bergantung pada periode, kontraksi ilusi dari interval kosong yang tidak terduga, dan kegagalan untuk melacak ritme yang terlalu sinkron, dan dapat diperkirakan secara masuk akal di otak. PIPPET dapat berfungsi sebagai dasar untuk model kinerja pada berbagai tugas waktu dan entrainment dan membuka pintu ke pemrosesan prediktif yang lebih kaya dan model inferensi aktif dari pengaturan waktu ritmis.

2 April

Andrea Barreiro, Southern Methodist University

Membedah Mekanisme Penciuman Retronasal

Persepsi rasa adalah faktor pengatur mendasar dari perilaku makan dan penyakit terkait seperti obesitas. Bau yang masuk ke hidung secara retronas, yaitu dari bagian belakang rongga hidung, memainkan peran penting dalam persepsi rasa. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa penciuman orthonasal (bau yang dihirup melalui hidung) dan penciuman retronasal melibatkan aktivasi otak yang sangat berbeda, bahkan untuk bau yang identik. Namun, mekanisme saraf yang mungkin mendasari perbedaan ini masih belum diketahui. Dalam pembicaraan ini saya akan melaporkan upaya kami untuk mendokumentasikan dan menjelaskan perbedaan-perbedaan ini.

Pertama, kami menyelidiki selektivitas dengan merekam dari olfactory bulb (OB) dan piriform cortex (PC) dari tikus yang dibius. Kami menemukan bahwa sel-sel dalam bola penciuman tikus menunjukkan selektivitas spesifik dan dinamis terhadap rangsangan orthonasal vs. retronasal. Kedua, studi pemodelan kami menunjukkan bahwa ketika bola olfaktorius menerima masukan yang berbeda dari sumber orthonasal vs retronasal, masukan retronasal secara selektif diperkuat oleh rangkaian bola olfaktorius.

Terakhir, mengapa bohlam menerima masukan yang berbeda berdasarkan arah aliran udara? Kami berhipotesis bahwa perbedaan ini sebagian berasal, karena gaya mekanis fluida di pinggiran: neuron reseptor olfaktorius merespons rangsangan mekanis dan kimiawi. Jika waktu mengizinkan saya akan menunjukkan hasil yang sangat awal yang menunjukkan bahwa gaya berbeda untuk aliran udara orthonasal vs. retronasal; yaitu inspirasi vs. pernafasan.

9 April

Hanspeter Herzel, Institut Biologi Teoretis, Charité dan Universitas Humboldt Berlin

Jam Circadian sebagai Sistem Osilator Berpasangan

Banyak organisme menunjukkan osilator mandiri intrinsik untuk beradaptasi dengan kondisi lingkungan ritmis. Jam sirkadian ini dihasilkan oleh jaringan pengatur gen secara otonom sel. Pemodelan matematika berkontribusi pada pemahaman tentang pembuatan ritme dan sinkronisasi.

Jam dihasilkan oleh loop umpan balik negatif yang tertunda. Kami menyajikan model 5-gen yang dipasang pada profil ekspresi gen yang diukur. Ternyata bahkan untuk model yang relatif kecil seperti itu, banyak konfigurasi parameter dapat mereproduksi data yang tersedia. Menganalisis ansambel model yang dioptimalkan ini, kami dapat mengekstrak motif khusus jaringan termasuk “penekan”.

Jam intrinsik dibawa ke zeitgeber eksternal seperti cahaya, suhu, dan makanan. Menariknya, fase entrainment (“chronotypes”) cukup bervariasi. Menggunakan teori osilator dan diagram bifurkasi dua dimensi (“Arnold lidah dan bawang”) kami membahas perbedaan “burung pagi” dan “burung hantu malam”.

30 April

Morgan Craig, Universite de Montreal

Memahami Jaringan Komunikasi Kekebalan Tubuh menggunakan Dinamika Empiris

Baik pensinyalan lokal dan jarak jauh diperlukan untuk komunikasi sel kekebalan, yang sangat penting untuk menjaga regulasi kekebalan yang efisien dan efektif. Banyaknya interaksi sel / sitokin dalam sistem kekebalan mempersulit kemampuan kita untuk memahami secara luas regulasi respons imun, dan patofisiologi gangguan imun akut dan kronis.

Tantangan utama adalah menerjemahkan pemahaman klinis dan observasi ke dalam mekanisme. Dalam pembicaraan ini, saya akan membahas pendekatan kita untuk mengungkap jaringan komunikasi kekebalan. Untuk ini, kami menerapkan kumpulan teknik dan model kuantitatif baru pada kelainan darah langka yang disebut trombositopenia siklik, yang secara klinis bermanifestasi sebagai trombosit berosilasi dan konsentrasi trombopoietin dengan periode trombositopenia.

Hasil kami membantu memperbaiki transmisi sinyal dalam sistem kekebalan sel-ke-sel dan distal. Saya akan membahas bagaimana hal ini bermanfaat baik secara praklinis maupun klinis untuk merancang terapi yang ditingkatkan dan alat diagnostik baru, dan menetapkan jadwal terapeutik yang efektif untuk membantu mengobati penyakit.

6 Mei

Chun Liu, Institut Teknologi Illinois

Pendekatan Ariasional Energetik (EnVarA) untuk Bahan Aktif dan Cairan Reaktif

Bahan aktif dan fluida reaktif terdiri dari bahan yang mengkonsumsi atau mengubah energi untuk menghasilkan gerakan dan deformasi. Mereka terlibat dalam banyak aktivitas biologis dan pada sebagian besar waktu, karakteristik utama organisme hidup. Dalam pembicaraan ini, kami akan menyajikan turunan dan generalisasi kinetika aksi massa reaksi kimia menggunakan pendekatan variasional energetik.

Metode ini memungkinkan kami untuk menangkap kopling dan persaingan berbagai mekanisme, termasuk efek mekanis seperti difusi, viskoelastisitas dalam cairan polimer dan kontraksi otot, serta efek termal. Kami juga akan membahas beberapa aplikasi di bawah pendekatan ini, khususnya, pemodelan solusi misellar wormlike. Ini adalah kerja sama dengan Bob Eisenberg, Pei Liu, Yiwei Wang dan Tengfei Zhang.

7 Mei

Calvin Zhang-Molina, Universitas Arizona

* Seminar ini akan diadakan pada pukul 13.30*

Memodelkan Dinamika Sinaptik dengan Keacakan dan Plastisitas

Transmisi sinaptik adalah mekanisme transfer informasi dari satu neuron ke neuron lainnya. Dinamika transmisi sinaptik menentukan efektivitas transfer informasi dari satu neuron ke neuron lainnya, dan juga dengan dunia luar melalui sistem sensorik dan motorik. Kami bertujuan untuk mengembangkan kerangka kerja teoritis yang menjembatani sistem dinamis, proses stokastik, pemfilteran optimal, dan prinsip kontrol untuk memahami pemrosesan informasi neuron di seluruh tingkat sinaptik, sirkuit saraf, dan sistem. Dalam pembicaraan ini, saya akan menyajikan model sederhana pelepasan vesikel stokastik yang mencakup fasilitasi berdasarkan data percobaan. Saya kemudian akan menerapkan model ini untuk mempelajari interaksi fasilitasi dan depresi dalam transmisi sinaptik. (Kerja sama dengan Charles S. Peskin, Universitas New York.)

13 Mei

Qixuan Wang, Departemen Matematika, Universitas California, Riverside

Pemodelan Pertumbuhan: Apa yang Kita Pelajari dari Folikel Rambut?

Folikel rambut adalah organ mini kulit kaya sel punca yang dapat mengalami siklus regenerasi seperti osilasi sepanjang masa hidupnya. Dalam beberapa tahun terakhir, folikel rambut telah muncul sebagai sistem model terkemuka untuk mempelajari mekanisme umum kontrol sel induk, pola jaringan selama morfogenesis, regenerasi, dan penuaan. Hasil eksperimental terbaru telah menjelaskan bagaimana jalur pensinyalan tertentu mengatur pembelahan sel, diferensiasi, dan kematian terprogram di berbagai bagian folikel.

Namun, mekanisme regulasi terintegrasi dari dinamika pertumbuhan folikel rambut masih belum jelas hingga saat ini. Secara khusus, dua pertanyaan penting tetap tidak terpecahkan: 1) bagaimana folikel rambut mengetahui jika telah mencapai panjang maksimum, dan 2) bagaimana folikel rambut mengetahui kapan harus menghentikan anagen dan memasuki katagen? Untuk menjawab pertanyaan ini, kami baru-baru ini mengembangkan model multiskala baru pada pertumbuhan folikel rambut. Kami mengusulkan Hipotesis Respons Heterogen pada mekanisme kontrol pertumbuhan folikel: heterogenitas dalam respons sel dengan tipe yang sama sangat penting dalam mengatur dinamika pertumbuhan folikel, baik secara spasial maupun temporal.

Dalam pembicaraan ini, saya akan mempresentasikan hasil pemodelan dan eksperimental terbaru kami, dan membahas bagaimana hipotesis baru akan berkontribusi pada studi umum tentang pengendalian pertumbuhan. (Pekerjaan ini bekerja sama dengan Christian Fernando, Maksim Plikus dan Qing Nie.)

27 Mei

Giovanna Guidoboni, Universitas Missouri

Pemodelan Multiskala / Multifisika Fisiologi Mata: Mata sebagai Jendela pada Tubuh

Mata adalah satu-satunya tempat di tubuh manusia di mana fitur vaskular dan hemodinamik dapat diamati dan diukur dengan mudah dan non-invasif hingga ke tingkat kapiler. Sejumlah studi klinis telah menunjukkan korelasi antara perubahan aliran darah mata dan penyakit mata (misalnya glaukoma, degenerasi makula terkait usia, retinopati diabetik), penyakit neurodegeneratif (misalnya penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson) dan penyakit sistemik lainnya (misalnya hipertensi, diabetes). Dengan demikian, menguraikan mekanisme yang mengatur aliran darah mata bisa menjadi kunci untuk penggunaan pemeriksaan mata sebagai pendekatan non-invasif untuk diagnosis dan pemantauan terus menerus untuk banyak pasien.

Baca Juga : Mengulas Lebih Dalam Tentang Teorema Perron–Frobenius

Namun, banyak faktor yang mempengaruhi hemodinamik okular, termasuk tekanan darah arteri, tekanan intraokular, tekanan cairan serebrospinal dan regulasi aliran darah, dan sangat menantang untuk menentukan kontribusi individual mereka selama studi klinis dan hewan. Dalam beberapa tahun terakhir, kami telah mengembangkan model matematika dan metode komputasi untuk membantu interpretasi data klinis dan memberikan wawasan baru dalam fisiologi mata di bidang kesehatan dan penyakit.

Dalam pembicaraan ini, kami akan meninjau bagaimana model matematika ini telah membantu menjelaskan mekanisme yang mengatur interaksi antara biomekanik okuler, hemodinamik, transportasi zat terlarut dan pengiriman dalam kesehatan dan penyakit. Kami juga akan menyajikan antarmuka berbasis web yang memungkinkan pengguna menjalankan dan memanfaatkan model ini secara mandiri, tanpa memerlukan keahlian perangkat lunak tingkat lanjut.

Sir Roger Penrose: Penemuan Inovatif Lebih Dari Layak Untuk Hadiah Nobel
Ilmuwan

Sir Roger Penrose: Penemuan Inovatif Lebih Dari Layak Untuk Hadiah Nobel

Sir Roger Penrose: Penemuan Inovatif Lebih Dari Layak Untuk Hadiah Nobel, Bulan lalu Sir Roger Penrose diumumkan sebagai pemenang bersama Hadiah Nobel Fisika 2020. Sir Roger Penrose sebelumnya memegang jabatan Profesor tamu di Center for Research in String Theory (CRST) di Queen Mary University of London. Dalam blog ini, Profesor David Berman dan Profesor Malcolm Perry dari CRST membahas beberapa ide revolusioner Penrose dan bagaimana mereka memiliki dan terus membentuk bidang fisika partikel.

Menurut thebigvantheory.com Pada tahun 1915 teori relativitas umum Einstein pertama kali menyatukan konsep ruang dan waktu dengan fenomena gravitasi. Awalnya itu cukup sukses, membantu menjelaskan penyimpangan yang diamati dalam orbit Merkurius di sekitar Matahari dan memprediksi pembelokan cahaya bintang yang lewat dekat dengan Matahari, yang terkenal pertama kali diamati oleh Eddington selama gerhana total.

Tapi begitu pencapaian awal ini menjadi mapan, studi relativitas umum tetap relatif tak tersentuh. Ada dua alasan alasan utama untuk ini; pertama itu dianggap eksperimental tidak dapat diakses dan kedua, matematis itu sangat rumit yang membuat menguasai subjek proposisi yang sangat menakutkan.

Namun, perlahan sikap mulai berubah. Selama tahun 1920-an teori relativitas umum berhasil diterapkan untuk memodelkan alam semesta secara keseluruhan, meskipun penelitian ini cukup kontroversial. Dan tepat sebelum Perang Dunia II, itu kembali digunakan dalam eksplorasi keruntuhan gravitasi – titik akhir kehidupan bintang – yang dapat mengakibatkan pembentukan lubang hitam.

Pada akhir 1950-an, setelah perang berakhir kemudian menjadi area penelitian yang aktif dan selama kebangkitan inilah Sir Roger Penrose mulai menerapkan ide-ide matematika modern untuk relativitas umum dengan hasil yang spektakuler.

Ide – ide revolusioner

Pada saat ini, komunitas peneliti mulai menunjukkan minat pada tiga isu utama yang merevolusi gambaran kita tentang ruang, waktu dan gravitasi; radiasi gravitasi, keruntuhan gravitasi materi untuk membentuk lubang hitam dan terakhir, pemodelan alam semesta. Sir Roger Penrose menjadi pemimpin di ketiga bidang ini, memberikan kontribusi besar yang sepenuhnya mengubah gagasan kita tentang dunia fisik.

Pertama, Penrose menggunakan pemintal – awalnya ditemukan pada tahun 1919 – untuk merumuskan kembali relativitas umum, yang membuat banyak perhitungan rumit yang sebelumnya menjadi relatif sederhana. Dengan menggunakan metode ini, ia mengembangkan pemahaman kita tentang radiasi gravitasi hingga seperti sekarang ini.

Selanjutnya, beberapa ide ini juga memungkinkan kita untuk memahami rangkaian peristiwa dalam ruang-waktu dan hubungan antara peristiwa-peristiwa ini, yang dikenal sebagai struktur kausal. Tanpa kontribusinya, pemahaman kita saat ini tentang lubang hitam tidak mungkin. Dia juga menemukan proses Penrose, metode tak terduga untuk mengekstrak energi dari lubang hitam yang berputar, yang pada akhirnya berkontribusi pada pemahaman kita tentang bagaimana quasar yang sangat terang ditenagai.

Mungkin penemuannya yang paling spektakuler dan revolusioner adalah teorema singularitas pertama dalam relativitas umum. Singularitas ruangwaktu, yang dianggap sebagai batas ruangwaktu, telah dikenal sejak teori relativitas umum Einstein pertama kali dikembangkan.

Awalnya singularitas dianggap artefak penyederhanaan yang dibuat untuk teori rumit Einstein daripada menjadi sesuatu yang nyata secara fisik. Namun Penrose membuktikan bahwa jika materi yang cukup terkumpul untuk membentuk lubang hitam, singularitas ruang-waktu tak terelakkan. Teorema singularitas pertamanya adalah revolusioner, membuktikan bahwa relativitas umum adalah teori yang tidak lengkap.

Baca Juga : Organisasi Multiscale Genome Membuat Seminar Bulanan

Untuk mengikuti teorema singularitas, ia mengusulkan hipotesis sensor kosmik. Hipotesis sensor kosmik belum terbukti dan tetap menjadi tantangan besar. Idenya adalah bahwa singularitas apa pun yang terkait dengan lubang hitam akan disembunyikan dari pandangan orang-orang di luar lubang hitam. Anda akan mencapai singularitas hanya jika Anda jatuh ke dalam lubang hitam.

Jika hipotesis sensor kosmik benar, maka singularitas ruang-waktu tidak perlu terlalu mengganggu kita selama kita tidak jatuh ke dalam lubang hitam. Kemudian, Penrose bekerja dengan Stephen Hawking yang terkenal untuk menggeneralisasi teorema ini ke situasi yang lebih luas. Mungkin teorema singularitas baru yang paling jauh jangkauannya adalah bukti bahwa di alam semesta yang mengembang pasti ada singularitas di masa lalu, singularitas big bang.

Koneksi ke Ratu Mary

Kontribusi besar Penrose untuk studi relativitas umum tidak luput dari perhatian. Dia telah dianugerahi gelar kebangsawanan, diangkat ke Order of Merit, terpilih ke Royal Society, dan dianugerahi beberapa medali dari masyarakat bergengsi di seluruh bidang ilmiah. Karyanya masih dipelajari oleh siswa di seluruh dunia, dan dalam setiap kursus relativitas umum, siswa akan belajar tentang diagram Penrose, representasi grafisnya tentang hubungan kausal ruangwaktu.

Salah satu dari banyak penemuannya yang terkenal, teori twistor, adalah yang menghubungkannya dengan Ratu Mary. Teori ini pertama kali dikembangkan pada akhir 1960-an, tetapi membutuhkan waktu hampir 40 tahun untuk memasuki arus utama penelitian fisika.

Sejak 2004 twistor Penrose telah menyebabkan kemajuan besar dalam pemahaman kita tentang hamburan partikel fundamental dan memicu reformulasi radikal dari metode buku teks tradisional. Jauh dari gagasan abstrak, amplitudo hamburan ini diukur pada Large Hadron Collider CERN.

Sementara menghitungnya secara tradisional dilakukan dengan menggunakan metode diagram yang diperkenalkan oleh Richard Feynman, Pusat Penelitian dalam Teori String di Queen Mary telah mengambil ide twistor Penrose dan memperluasnya sehingga amplitudo hamburan dapat dihitung dengan lebih mudah dan efisien.Amplitudo Hamburan: dari Geometri ke Eksperimen (SAGEX) .

Ketika pentingnya variabel twistor Penrose menjadi semakin jelas, bidang fisika partikel mulai ditulis ulang dan generasi baru fisikawan meneruskan ide-idenya. Selama waktunya sebagai Profesor Tamu di Queen Mary, Penrose adalah peserta kunci dalam beberapa konferensi ilmiah untuk para peneliti di sini yang mengerjakan twistor, dan memamerkan keterampilan berbicara di depan umum yang mengagumkan, pada ceramah yang mengesankan tentang ide-ide revolusionernya dalam kosmologi pada tahun 2010. Dia adalah dan terus menjadi inspirasi bagi semua anggota Center for Research in String Theory di Queen Mary, dan banyak lagi di seluruh dunia.

Organisasi Multiscale Genome Membuat Seminar Bulanan
Ilmuwan

Organisasi Multiscale Genome Membuat Seminar Bulanan

Organisasi Multiscale Genome Membuat Seminar Bulanan, Dr. Thomas C. Bishop, Associate Professor Kimia, Fisika, dan Nanosystems Engineering di Lousiana Tech University, dan Dr. Tamar Schlick, Profesor Kimia, Matematika dan Ilmu Komputer di New York University, telah ikut mendirikan Organisasi Genom Multiskala ( MGO) Subkelompok Masyarakat Biofisika internasional, yang akan mulai menyelenggarakan webinar dua bulanan pada hari Rabu, 28 April.

Pembicara pertama dalam seri ini adalah Profesor Karolin Luger dari Universitas Colorado Boulder dan Vladimir Teif, PhD dari Universitas Essex. Luger akan membahas remodeling dan perakitan nukleosom, unit struktural dasar genom, dan Teif akan membahas organisasi domain nano yang bergantung pada urutan DNA menjadi heterokromatin. Lebih dari 100 peserta dari kalangan industri, pemerintah, dan akademisi telah mendaftar untuk mengikuti webinar pertama. Webinar terbuka untuk siapa saja yang tertarik dengan struktur dasar dan fungsi genom.

Menurut thebigvantheory Pembentukan subkelompok MGO diusulkan selama pertemuan Pemodelan Multiskala Chromatin: Briding Experiment and Theory yang diadakan di Les Houches di Pegunungan Alpen Prancis pada tahun 2019. Kelompok ini secara resmi berkumpul pada pertemuan tahunan ke-65 Masyarakat Biofisika pada Februari 2021. Fokus MGO adalah organisasi genom di seluruh skala spasial dan temporal mulai dari asam nukleat individu hingga seluruh kromosom. Subkelompok secara khusus mendorong interaksi antara ahli biologi, kimiawan, informatika, matematikawan, dan fisikawan yang berusaha mengintegrasikan studi teoretis, komputasi, dan eksperimental proses genetik dan epigenetik.

“Mengurutkan seluruh genom individu menghabiskan biaya sekitar $1.000,” kata Bishop. “Pengurutan yang ditargetkan jauh lebih murah. Kami telah menguasai kemampuan membaca, menulis, dan menyalin ‘cetak biru kehidupan’, tetapi kami masih harus banyak belajar tentang hubungan antara cetak biru dan struktur serta fungsi yang diwakilinya. Kelompok ini berusaha untuk mengisi kesenjangan pengetahuan itu.”

Tentang Organisasi Genom Multiskala

Fokus dari Subkelompok Multiscale Genome Organization (MGO) adalah studi tentang organisasi genom, dinamika dan fungsi pada beberapa skala temporal dan spasial mulai dari asam nukleat individu hingga seluruh kromosom menggunakan berbagai teknik eksperimental, teoretis, dan komputasi integratif dengan tujuan menguraikan bagaimana informasi genomik dan epigenomik mendorong proses kehidupan dasar.

Kepemimpinan

  • Tom Connor Bishop , Wakil Ketua (2020-2022)
  • Tamar Schlick , Wakil Ketua (2020-2022)
  • Vladimir Teif, Sekretaris-Bendahara (2021-2023)
  • Jeff Wereszczynski, Ketua Program 2022
  • Co-Chairs-Elect: Yamini Dalal dan Anna Panchenko

Peraturan Subkelompok Organisasi Genom Multiskala

Pasal 1

Tujuan : Fokus dari Subkelompok Multiscale Genome Organization (MGO) adalah studi tentang organisasi genom, dinamika dan fungsi pada beberapa skala temporal dan spasial mulai dari asam nukleat individu hingga seluruh kromosom menggunakan berbagai teknik eksperimental, teoretis, dan komputasi integratif dengan tujuan menguraikan bagaimana informasi genomik dan epigenomik mendorong proses kehidupan dasar.

Baca Juga : International Joint Conference on Biometrics (IJCB 2021)

Pasal 2

Keanggotaan : Anggota Masyarakat Biofisika dapat bergabung dengan Subkelompok Organisasi Genom Multiskala; non-anggota Masyarakat Biofisika dipersilakan untuk menghadiri simposium Subgrup MGO tetapi tidak dapat bergabung dengan Subgrup, melayani sebagai Petugas Subgrup, atau memberikan suara.

Pasal 3

Pembubaran : Subkelompok Organisasi Genom Multiskala harus sesuai dengan anggaran dasar dan anggaran rumah tangga, misi, nilai, tujuan, dan pedoman operasional Masyarakat Biofisika. Jika Subgrup MGO ditemukan melanggar anggaran rumah tangga atau pedoman Perhimpunan mereka, Subgrup akan ditempatkan dalam masa percobaan dan dapat dibubarkan atas kebijaksanaan Dewan Perhimpunan Biofisika.

Pasal 4

Pertemuan : Pertemuan bisnis harus diadakan sehubungan dengan pertemuan ilmiah tahunan Masyarakat Biofisika. Lima persen dari anggota Subkelompok Organisasi Genom Multiskala atau 10 anggota, mana yang lebih kecil, harus memenuhi kuorum. Pertemuan ilmiah diselenggarakan bersamaan dengan pertemuan tahunan Masyarakat Biofisika, dan harus mengikuti pedoman yang ditetapkan oleh Dewan BPS.

Pasal 5

Petugas : Petugas dari Subkelompok Organisasi Genom Multiskala akan menjadi Ketua, Ketua terpilih, Sekretaris-Bendahara, dan Ketua Program.

Ketua terpilih akan menjabat satu tahun seperti itu diikuti oleh satu tahun sebagai Ketua. Sekretaris-Bendahara dipilih untuk masa jabatan dua tahun dan Ketua Program akan dipilih untuk jangka waktu satu tahun. Petugas akan bertanggung jawab untuk menyusun program ilmiah untuk Pertemuan Subkelompok tahunan, yang akan melibatkan pemilihan pembicaraan dari abstrak yang dikirimkan, mengundang pembicara secara aktif, dan acara sosial apa pun yang diadakan selama pertemuan tersebut. Ketua Subkelompok dan Ketua terpilih akan menjalankan pertemuan bisnis dan memastikan peraturan dipatuhi. Sekretaris-Bendahara akan memastikan bahwa rekening-rekening itu seimbang, bahwa uang dibelanjakan sesuai dengan semangat Sub-grup dan bahwa catatan-catatan yang tepat dari kegiatan-kegiatan Sub-grup dipelihara.

Pasal 6

Komite Eksekutif: Komite Eksekutif akan bertanggung jawab untuk memenuhi kewajiban ilmiah dan bisnis dari Subkelompok. Komite Eksekutif akan terdiri dari setidaknya tiga, tetapi tidak lebih dari empat pejabat dengan setidaknya satu pejabat memegang posisi dengan masa jabatan lebih dari satu tahun. Anggota Komite Eksekutif dapat mencakup ketua, ketua terpilih (2 tahun), sekretaris-bendahara (2 tahun), satu atau lebih Ketua bersama program. Dua anggota tambahan dari Komite Eksekutif dapat dipilih pada Rapat Subkelompok tahunan atau ditunjuk oleh Ketua atau Ketua terpilih. Anggota yang ditunjuk untuk Komite Eksekutif harus disetujui dengan suara bulat oleh semua Pejabat. Komite Eksekutif memiliki kekuasaan untuk menjalankan bisnis lain melalui pemungutan suara elektronik.

Pasal 7

Komite Nominasi : Para anggota Komite Eksekutif merupakan komite nominasi. Komite Nominasi bertanggung jawab untuk mengumpulkan nominasi dari keanggotaan Sub-grup dan untuk mempersiapkan daftar calon terakhir. Nominasi akan diterima secara elektronik hingga satu bulan sebelum pertemuan bisnis Subgrup. Calon harus menerima nominasi mereka sebelum ditempatkan pada surat suara.

Pasal 8

Kelayakan untuk Kantor : Hanya anggota Subkelompok Organisasi Genom Multiskala yang dapat menjadi kandidat untuk kantor. Anggota tidak boleh dipilih untuk jabatan tertentu lebih dari sekali setiap lima tahun.

Pasal 9

Komite Penghargaan yang terdiri dari Anggota Komite Eksekutif dan Ketua Komite Penghargaan akan meminta nominasi melalui panggilan ke semua anggota Subgrup, mengevaluasi nominasi, dan memilih penerima penghargaan untuk semua Penghargaan Subgrup. Kriteria pemilihan panitia akan didasarkan pada keunggulan ilmiah terlebih dahulu tetapi juga harus mempertimbangkan keragaman.

Pasal 10

Pemilihan : Pemilihan Pejabat, Komite Eksekutif dan Ketua Komite Penghargaan, akan diadakan selama pertemuan bisnis Subkelompok. Suara yang diserahkan secara elektronik akan diterima hingga dua minggu sebelum pertemuan bisnis Subgrup dan hanya dari anggota yang tidak dapat menghadiri pertemuan bisnis. Kandidat untuk setiap kantor yang menerima jumlah suara tertinggi akan dipilih. Hasilnya akan diumumkan kepada semua anggota Subgrup selama pertemuan Bisnis Subgrup. Pejabat akan menjabat pada akhir pertemuan bisnis tahunan yang diadakan bersamaan dengan pertemuan tahunan Masyarakat Biofisika. Lowongan sementara di pejabat atau anggota dewan akan diisi sesuai dengan Anggaran Rumah Tangga Pasal VII Masyarakat Biofisika.

Pasal 11

Amandemen Anggaran : Perubahan harus muncul dari anggota Subkelompok Organisasi Genom Multiskala, disetujui oleh dua pertiga mayoritas Komite Eksekutif Subkelompok, dan disahkan dalam pemungutan suara elektronik oleh mayoritas anggota voting Subkelompok.

International Joint Conference on Biometrics (IJCB 2021)
Biometry

International Joint Conference on Biometrics (IJCB 2021)

International Joint Conference on Biometrics (IJCB 2021), Konferensi Gabungan Internasional Biometrik (IJCB 2021) 2021 menggabungkan dua konferensi biometrik utama, konferensi IEEE Biometrics Theory, Applications, and Systems (BTAS) dan Konferensi Internasional tentang Biometrik (ICB). Perpaduan kedua konferensi ini pada tahun 2021 melalui kesepakatan khusus antara IEEE Biometrics Council dan IAPR TC-4, dan harus menghadirkan acara yang menarik bagi seluruh komunitas riset biometrik di seluruh dunia. Konferensi akan diselenggarakan secara online.

Konferensi ini akan diselenggarakan dalam mode campuran. Peserta yang tidak dapat hadir secara langsung dapat berpartisipasi secara online.

Konferensi Internasional IAPR tentang Biometrik (ICB) disponsori oleh IAPR-TC4 (Komite Teknis Biometrik – TC4, Asosiasi Internasional untuk Pengenalan Pola), adalah forum utama untuk presentasi kemajuan baru dan hasil penelitian di bidang biometrik. ICB, dibentuk pada tahun 2006 dengan menggabungkan AVBPA (Otentikasi Orang Berbasis Audio dan Video), ICBA (Konferensi Internasional tentang Otentikasi Biometrik) dan lokakarya biometrik lainnya, telah memantapkan dirinya sebagai konferensi internasional terkemuka di bidang biometrik.

Baca Juga : Tecpar Akan Mempresentasikan Teknologi Agribisnis Dalam Seminar Virtual

Konferensi ini akan memiliki cakupan yang luas dan mengundang makalah yang memajukan teknologi biometrik, desain sensor, ekstraksi fitur dan algoritma pencocokan, analisis keamanan dan privasi, dan evaluasi dampak sosial dari teknologi biometrik. Topik yang menarik mencakup semua bidang penelitian dan aplikasi Biometrik saat ini.

Konferensi Gabungan Internasional tentang Biometrik (IJCB) menggabungkan dua konferensi penelitian biometrik utama, Konferensi Internasional tentang Biometrik (ICB) dan konferensi Teori, Aplikasi, dan Sistem Biometrik (BTAS). Perpaduan kedua konferensi ini melalui kesepakatan khusus antara IAPR TC-4 dan IEEE Biometrics Council. IJCB menghadirkan acara yang menarik bagi seluruh komunitas penelitian biometrik di seluruh dunia.

Menurut thebigvantheory Konferensi ini akan memiliki cakupan yang luas dan mengundang makalah yang memajukan teknologi biometrik, desain sensor, ekstraksi fitur dan algoritma pencocokan, keamanan dan privasi, dan dampak sosial dari teknologi biometrik. Topik yang menarik mencakup semua bidang penelitian dan aplikasi Biometrik saat ini.

Panggilan untuk Kontribusi IJCB 2021 meminta kontribusi pada topik termasuk, tetapi tidak terbatas, sebagai berikut:

– Wajah, Iris, Sidik Jari, Sidik Jari
– Periokular, Telinga, Vena, Ucapan
– Kiprah dan Gestur
– Biometrik Multi-Modal dan Multi-Spektral
– Biometrik Berbasis Seluler
– Perlindungan Template dan Sistem Kripto
– Privasi, Bias Demografis, Keadilan
– Desain Template, Pemilihan dan Pembaruan
– Kumpulan Data, Evaluasi, Pembandingan
– Pemodelan dan Prediksi Kinerja
– Manajemen ID skala besar
– Anti-spoofing, Deteksi Serangan Presentasi
– DeepFakes Biometrik, Forensik Data Digital
– Penegakan Hukum dan Aplikasi Forensik
– Biometrik dalam Perawatan Kesehatan, Perbankan, IoT
– Masalah Etika, Sosial dan Hukum

Lokasi

Konferensi Bersama Internasional 2021 tentang Biometrik (IJCB 2021) akan diadakan mulai 4 Agustus hingga 7 Agustus 2021 di Shenzhen, Cina.

Baca Juga : Kemajuan Program Biometrik Pemerintah Untuk Digital Forensik dan Investigasi

Shenzhen, sebuah kota pesisir di Cina selatan, terletak di tepi timur Muara Sungai Mutiara, dipisahkan dari Hong Kong oleh perairan. Ini adalah pusat keuangan Cina, pusat informasi, basis industri teknologi tinggi, dan pusat bisnis dan daya tarik wisata Cina Selatan. Ini adalah kota tingkat pertama di Cina, kota pusat ekonomi nasional, kota inovasi independen nasional, dan kota internasional modern. Kami berharap dapat menyambut Anda di Shenzhen!

Penulis makalah dengan ulasan terbaik akan diundang untuk mengirimkan versi diperpanjang makalah mereka ke IEEE Transactions on Biometrics, Behavior, dan Identity (social science) (IEEE-TBIOM).

Tecpar Akan Mempresentasikan Teknologi Agribisnis Dalam Seminar Virtual
Teori Sains

Tecpar Akan Mempresentasikan Teknologi Agribisnis Dalam Seminar Virtual

Tecpar Akan Mempresentasikan Teknologi Agribisnis Dalam Seminar Virtual, Kajian terbaru tentang nanoteknologi yang diterapkan pada agribisnis akan dipresentasikan pada Jumat (16) dalam acara virtual yang dipromotori oleh Parana Institute of Technology (Tecpar). Simposium Ilmiah pertama tentang Nano Agro akan mempertemukan para peneliti dan profesional dari sektor produksi untuk membahas kemajuan ilmiah dan teknologi dalam nanoteknologi yang diterapkan pada bahan, biomaterial, makanan, filter dan kemasan, di antara produk lainnya.

Transmisi akan melalui channel youtube tikbar. Dimulai pada pukul 08:30 dan berakhir pada pukul 16:00. Acara ini terbuka untuk semua pihak yang berkepentingan, dan tidak diperlukan pra-registrasi. terbayar Disini Jadwal Lengkapnya.

CEO Tecpar, Jorge Callado, menyoroti bahwa inisiatif ini sejalan dengan rencana pemerintah Paraná, dengan mempromosikan integrasi, dialog dan pertukaran informasi antara lembaga penelitian, inisiatif swasta dan masyarakat.

Baca Juga : Konferensi dan Seminar tentang Logika dan Yayasan Matematika

“Tecpar adalah pendukung besar proyek-proyek inovatif untuk sektor inti Paraná, seperti agribisnis. Untuk segmen ini, integrasi berkelanjutan dari teknologi baru, seperti nanoteknologi, adalah cara untuk menambah nilai produksi dan mempromosikan pertanian yang lebih berkelanjutan,” katanya.

Pembicara akan mencakup perwakilan dari Embrapa Florestas, Universitas Federal Parana (UFPR), PUC-PR, Universitas Negara Bagian Maringa (UEM), Londrina (UEL), Ponta Grossa (UEPG) dan Parana Barat (Unioeste). Juga berpartisipasi adalah spesialis dari startup Fiber Bio di Paraná (kemasan biodegradable) dan dari perusahaan Anton Bar di São Paulo (produk lab).

Tabel – Dalam kuliah pembuka, peneliti dari Embrapa Florestas Washington Luiz Esteves Magalhães akan membahas bagaimana penggunaan biofilter dapat menjadi strategi bioekonomi dan contoh pemanfaatan nanoselulosa.

Presentasi lainnya akan membahas topik seperti nanoteknologi hijau. aplikasi nanoteknologi untuk produksi pangan olahan; nanobioteknologi; Tantangan dan aplikasi potensial dari bahan yang mengandung nanoselulosa; Penelitian dilakukan dengan menggunakan selulosa. Kemasan biodegradable untuk limbah pertanian, antara lain.

Menurut thebigvantheory Program ini juga mencakup dua meja bundar, dikoordinasikan oleh Leandro Antunes Berti, Presiden Masyarakat Nanoteknologi Brasil (BrasilNano).

Teknologi nano – Para ahli menunjukkan bahwa nanoteknologi akan menjadi salah satu sekutu terbesar perusahaan pertanian di seluruh dunia, karena membantu memantau kondisi tanah, pertumbuhan tanaman, dan meningkatkan produktivitas.

“Di bidang pertanian, penelitian nanoteknologi utama bertujuan untuk mengurangi penggunaan pestisida dan meningkatkan efisiensi pemupukan, mengurangi kerugian pangan dan secara langsung berkontribusi pada produksi berkelanjutan petani dan meningkatkan kualitas hidup konsumen,” kata Direktur Teknologi dan Inovasi Tecpar, Carlos Pesoa.

Ada juga aplikasi untuk sektor lain yang terkait dengan agribisnis, seperti agribisnis, agri-energi, bioteknologi, pemantauan lingkungan, pertanian presisi, dan ketertelusuran, serta inovasi di bidang farmasi untuk penggunaan veteriner.

Tentang Perusahaan Tecpar

Institut Teknologi Paraná (Tecpar), sebuah perusahaan publik dari Pemerintah Negara Bagian yang didirikan pada tahun 1940, adalah sebuah lembaga ilmu pengetahuan dan teknologi yang, dengan staf teknisnya, mendukung inovasi dan pembangunan ekonomi dan sosial Paraná dan Brasil.

Tecpar hadir di empat kota di Paraná: di Curitiba, dengan kantor pusatnya di Cidade Industrial dan dengan unitnya di Juvevê; di Araucaria, di wilayah metropolitan; di Maringa, di barat laut negara bagian; dan di Jacarezinho, di Pioneiro Utara.

Misi Institut Teknologi Paraná adalah bekerja dalam Penelitian, Pengembangan dan Inovasi, dalam Solusi Produksi dan Teknologi, yang menambah nilai bagi pelanggan dan masyarakat.

Baca Juga : Sains Sangat Penting dalam Pendidikan

Tiga pilar mendukung kinerja Tecpar: kewirausahaan teknologi yang inovatif, industri kesehatan serta pengembangan dan inovasi teknologi.

Misi

Bertindak dalam Penelitian, Pengembangan dan Inovasi, dalam Produksi dan Solusi Teknologi, yang menambah nilai bagi pelanggan dan masyarakat kami.

Bisnis

Penelitian, Pengembangan, Inovasi, Produksi dan Solusi Teknologi untuk sektor publik dan swasta.

Nilai

  • etika
  • Transparansi
  • Komunikasi
  • Komitmen
  • Menghargai orang
  • Keberlanjutan
  • Inovasi
  • Politik
  • Manajemen organisasi mengintegrasikan prinsip-prinsip lingkungan, kualitas, kesehatan dan keselamatan dan penelitian, pengembangan dan inovasi dalam semua prosesnya untuk memenuhi kebutuhan pihak yang berkepentingan dan mengelola pengetahuan untuk perbaikan dan inovasi berkelanjutan dari kegiatannya yang bertujuan untuk keberlanjutan mereka.

Gol

  • Berkomitmen untuk kepuasan pelanggan dan pihak berkepentingan lainnya melalui mengejar keunggulan dan keandalan dalam hasil;
  • Memotivasi dan mendorong apresiasi dan pengembangan karyawan;
  • Mempromosikan perbaikan berkelanjutan dari sistem manajemen terpadu;
  • Mematuhi standar dan peraturan teknis saat ini;
  • Mencegah dan mengurangi polusi;
  • Mempromosikan dan menjaga kesehatan dan keselamatan karyawan;
  • Menyediakan lingkungan perusahaan untuk perbaikan dan inovasi prosesnya.
Misteri Inti Fisika yang Hanya Dapat Dipecahkan oleh Matematika
Rumus Matematika

Misteri Inti Fisika yang Hanya Dapat Dipecahkan oleh Matematika

Misteri Inti Fisika yang Hanya Dapat Dipecahkan oleh Matematika, Selama abad yang lalu, teori medan kuantum telah terbukti menjadi satu-satunya teori fisika yang paling berhasil dan berhasil yang pernah ditemukan. Ini adalah istilah umum yang mencakup banyak teori medan kuantum spesifik — cara “bentuk” mencakup contoh spesifik seperti persegi dan lingkaran. Yang paling menonjol dari teori-teori ini dikenal sebagai Model Standar, dan kerangka fisika inilah yang telah begitu sukses.

“Ini dapat menjelaskan pada tingkat fundamental secara harfiah setiap eksperimen yang pernah kami lakukan,” kata David Tong , seorang fisikawan di University of Cambridge.

Tetapi teori medan kuantum, atau QFT, tidak dapat disangkal tidak lengkap. Baik fisikawan maupun matematikawan tidak tahu persis apa yang membuat teori medan kuantum menjadi teori medan kuantum. Mereka memiliki sekilas gambaran lengkap, tetapi mereka belum bisa melihatnya.

“Ada berbagai indikasi bahwa mungkin ada cara berpikir yang lebih baik tentang QFT,” kata Nathan Seiberg , fisikawan di Institute for Advanced Study. “Rasanya seperti binatang yang bisa Anda sentuh dari banyak tempat, tetapi Anda tidak bisa melihat keseluruhan binatang itu.”

Matematika, yang membutuhkan konsistensi internal dan perhatian pada setiap detail terakhir, adalah bahasa yang mungkin membuat QFT menjadi utuh. Jika matematika dapat belajar bagaimana menggambarkan QFT dengan ketelitian yang sama dengan yang mencirikan objek matematika mapan, gambaran yang lebih lengkap dari dunia fisik kemungkinan akan datang untuk perjalanan.

“Jika Anda benar-benar memahami teori medan kuantum dengan cara matematis yang tepat, ini akan memberi kita jawaban atas banyak masalah fisika terbuka, bahkan mungkin termasuk kuantisasi gravitasi,” kata Robbert Dijkgraaf , direktur Institute for Advanced Study (dan kolumnis reguler). untuk Kuantum ).

Baca Juga : Apakah Einstein salah Tentang Teori Ruang dan Waktu

Setiap ide lain yang telah digunakan dalam fisika selama berabad-abad terakhir memiliki tempat alami dalam matematika. Ini jelas tidak terjadi dengan teori medan kuantum.

Nathan Seiberg, Institut Studi Lanjut

Ini juga bukan jalan satu arah. Selama ribuan tahun, dunia fisik telah menjadi inspirasi terbesar matematika. Orang Yunani kuno menemukan trigonometri untuk mempelajari gerak bintang. Matematika mengubahnya menjadi disiplin dengan definisi dan aturan yang sekarang dipelajari siswa tanpa mengacu pada asal usul topik tersebut. Hampir 2.000 tahun kemudian, Isaac Newton ingin memahami hukum Kepler tentang gerak planet dan berusaha menemukan cara berpikir yang cermat tentang perubahan yang sangat kecil. Dorongan ini (bersama dengan wahyu dari Gottfried Leibniz) melahirkan bidang kalkulus, yang disesuaikan dan ditingkatkan matematika – dan hari ini hampir tidak ada tanpanya.

Sekarang matematikawan ingin melakukan hal yang sama untuk QFT, mengambil ide, objek, dan teknik yang telah dikembangkan oleh fisikawan untuk mempelajari partikel fundamental dan menggabungkannya ke dalam tubuh utama matematika. Ini berarti mendefinisikan ciri-ciri dasar QFT sehingga matematikawan masa depan tidak perlu memikirkan konteks fisik di mana teori itu pertama kali muncul.

Hadiahnya kemungkinan besar: Matematika tumbuh ketika menemukan objek baru untuk dijelajahi dan struktur baru yang menangkap beberapa hubungan paling penting — antara angka, persamaan, dan bentuk. QFT menawarkan keduanya.

“Fisika itu sendiri, sebagai sebuah struktur, sangat mendalam dan seringkali merupakan cara yang lebih baik untuk berpikir tentang hal-hal matematika yang sudah kita minati. Ini hanya cara yang lebih baik untuk mengaturnya,” kata David Ben-Zvi , ahli matematika di University of Texas, Austin.

Setidaknya selama 40 tahun, QFT telah menggoda matematikawan dengan ide-ide untuk dikejar. Dalam beberapa tahun terakhir, mereka akhirnya mulai memahami beberapa objek dasar di QFT itu sendiri — mengabstraksikannya dari dunia fisika partikel dan mengubahnya menjadi objek matematika dengan caranya sendiri.

Namun itu masih hari-hari awal dalam upaya.

“Kami tidak akan tahu sampai kami tiba di sana, tetapi tentu saja harapan saya bahwa kami hanya melihat puncak gunung es,” kata Greg Moore , seorang fisikawan di Rutgers University. “Jika ahli matematika benar-benar memahami [QFT], itu akan mengarah pada kemajuan besar dalam matematika.”

Medan Selamanya

Adalah umum untuk menganggap alam semesta dibangun dari partikel fundamental: elektron, quark, foton, dan sejenisnya. Tapi fisika sudah lama bergerak melampaui pandangan ini. Alih-alih partikel, fisikawan sekarang berbicara tentang hal-hal yang disebut “medan kuantum” sebagai lengkungan dan pakan nyata dari realitas.

Medan-medan ini membentang melintasi ruang-waktu alam semesta. Mereka datang dalam banyak varietas dan berfluktuasi seperti lautan yang bergulir. Saat medan beriak dan berinteraksi satu sama lain, partikel muncul darinya dan kemudian menghilang kembali ke dalamnya, seperti puncak gelombang yang cepat berlalu.

“Partikel bukanlah benda yang ada selamanya,” kata Tong. “Ini adalah tarian ladang.”

Untuk memahami medan kuantum, paling mudah untuk memulai dengan medan biasa, atau klasik. Bayangkan, misalnya, mengukur suhu di setiap titik di permukaan bumi. Menggabungkan banyak titik di mana Anda dapat melakukan pengukuran ini membentuk objek geometris, yang disebut bidang, yang mengemas semua informasi suhu ini.

Secara umum, bidang muncul setiap kali Anda memiliki beberapa kuantitas yang dapat diukur secara unik pada resolusi yang sangat baik di seluruh ruang. “Anda bisa mengajukan pertanyaan independen tentang setiap titik ruang-waktu, seperti, apa medan listrik di sini versus di sana,” kata Davide Gaiotto , fisikawan di Perimeter Institute for Theoretical Physics di Waterloo, Kanada.

Menurut thebigvantheory Medan kuantum muncul ketika Anda mengamati fenomena kuantum, seperti energi elektron, di setiap titik dalam ruang dan waktu. Tapi medan kuantum pada dasarnya berbeda dari yang klasik.

Sementara suhu pada suatu titik di Bumi adalah apa adanya, terlepas dari apakah Anda mengukurnya, elektron tidak memiliki posisi yang pasti sampai saat Anda mengamatinya. Sebelum itu, posisi mereka hanya dapat dijelaskan secara probabilistik, dengan menetapkan nilai ke setiap titik dalam medan kuantum yang menangkap kemungkinan Anda akan menemukan elektron di sana versus di tempat lain. Sebelum pengamatan, elektron pada dasarnya tidak ada di mana pun – dan di mana-mana.

“Kebanyakan hal dalam fisika bukan hanya objek; mereka adalah sesuatu yang hidup di setiap titik dalam ruang dan waktu,” kata Dijkgraaf.

Teori medan kuantum dilengkapi dengan seperangkat aturan yang disebut fungsi korelasi yang menjelaskan bagaimana pengukuran pada satu titik dalam suatu bidang berhubungan dengan — atau berkorelasi dengan — pengukuran yang dilakukan pada titik lain.

Setiap teori medan kuantum menjelaskan fisika dalam sejumlah dimensi tertentu. Teori medan kuantum dua dimensi sering berguna untuk menggambarkan perilaku bahan, seperti isolator; teori medan kuantum enam dimensi sangat relevan dengan teori string; dan teori medan kuantum empat dimensi menggambarkan fisika di alam semesta empat dimensi kita yang sebenarnya. Model Standar adalah salah satunya; itu adalah teori medan kuantum tunggal yang paling penting karena itu yang paling menggambarkan alam semesta.

Ada 12 partikel dasar yang diketahui membentuk alam semesta. Masing-masing memiliki medan kuantum yang unik. Untuk 12 medan partikel ini, Model Standar menambahkan empat medan gaya, yang mewakili empat gaya fundamental: gravitasi, elektromagnetisme, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah. Ini menggabungkan 16 bidang ini dalam satu persamaan yang menggambarkan bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain. Melalui interaksi ini, partikel fundamental dipahami sebagai fluktuasi medan kuantum masing-masing, dan dunia fisik muncul di depan mata kita.

Ini mungkin terdengar aneh, tetapi fisikawan menyadari pada tahun 1930-an bahwa fisika berdasarkan medan, bukan partikel, menyelesaikan beberapa ketidakkonsistenan mereka yang paling mendesak, mulai dari masalah kausalitas hingga fakta bahwa partikel tidak hidup selamanya. Itu juga menjelaskan apa yang sebaliknya tampak sebagai konsistensi yang mustahil di dunia fisik.

“Semua partikel dari jenis yang sama di mana-mana di alam semesta adalah sama,” kata Tong. “Jika kita pergi ke Large Hadron Collider dan membuat proton yang baru dicetak, itu persis sama dengan yang telah melakukan perjalanan selama 10 miliar tahun. Itu layak mendapat penjelasan.” QFT menyediakannya: Semua proton hanyalah fluktuasi dalam medan proton dasar yang sama (atau, jika Anda bisa melihat lebih dekat, medan quark yang mendasarinya).

Tetapi kekuatan penjelas QFT datang dengan biaya matematis yang tinggi.

“Teori medan kuantum sejauh ini merupakan objek paling rumit dalam matematika, sampai pada titik di mana matematikawan tidak tahu bagaimana memahaminya,” kata Tong. “Teori medan kuantum adalah matematika yang belum ditemukan oleh para matematikawan.”

Terlalu Banyak Tak Terbatas

Apa yang membuatnya begitu rumit bagi matematikawan? Dalam satu kata, tak terhingga.

Ketika Anda mengukur medan kuantum pada suatu titik, hasilnya tidak sedikit seperti koordinat dan suhu. Sebaliknya, ini adalah matriks, yang merupakan array angka. Dan bukan sembarang matriks — matriks besar, yang disebut operator, dengan banyak kolom dan baris tak terhingga. Ini mencerminkan bagaimana medan kuantum menyelubungi semua kemungkinan partikel yang muncul dari medan tersebut.

“Ada banyak posisi tak terhingga yang dapat dimiliki sebuah partikel, dan ini mengarah pada fakta bahwa matriks yang menggambarkan pengukuran posisi, momentum, juga harus berdimensi tak hingga,” kata Kasia Rejzner dari University of York.

Dan ketika teori menghasilkan ketidakterbatasan, itu mempertanyakan relevansi fisiknya, karena ketidakterbatasan ada sebagai sebuah konsep, bukan sebagai apa pun yang dapat diukur oleh eksperimen. Itu juga membuat teori sulit untuk dikerjakan secara matematis.

“Kami tidak suka memiliki kerangka kerja yang menjelaskan ketidakterbatasan. Itulah mengapa Anda mulai menyadari bahwa Anda membutuhkan pemahaman matematis yang lebih baik tentang apa yang sedang terjadi,” kata Alejandra Castro , fisikawan di University of Amsterdam.

Masalah dengan ketidakterbatasan menjadi lebih buruk ketika fisikawan mulai berpikir tentang bagaimana dua medan kuantum berinteraksi, seperti yang mungkin terjadi, misalnya, ketika tabrakan partikel dimodelkan di Large Hadron Collider di luar Jenewa. Dalam mekanika klasik, jenis perhitungan ini mudah: Untuk memodelkan apa yang terjadi ketika dua bola bilyar bertabrakan, cukup gunakan angka yang menentukan momentum masing-masing bola pada titik tumbukan.

Ketika dua medan kuantum berinteraksi, Anda ingin melakukan hal serupa: kalikan operator berdimensi tak hingga untuk satu bidang dengan operator berdimensi tak hingga untuk yang lain tepat pada titik dalam ruang-waktu di mana keduanya bertemu. Tetapi perhitungan ini — mengalikan dua objek berdimensi tak hingga yang jaraknya tak terhingga — sulit.

“Di sinilah segalanya menjadi sangat salah,” kata Rejzner.

Sukses Menghancurkan

Fisikawan dan matematikawan tidak dapat menghitung menggunakan ketidakterbatasan, tetapi mereka telah mengembangkan solusi — cara-cara untuk memperkirakan jumlah yang menghindari masalah. Solusi ini menghasilkan perkiraan perkiraan, yang cukup baik, karena eksperimen juga tidak tepat.

“Kita dapat melakukan eksperimen dan mengukur sesuatu hingga 13 tempat desimal dan mereka menyetujui semua 13 tempat desimal. Ini adalah hal yang paling menakjubkan dalam semua ilmu pengetahuan,” kata Tong.

Satu solusi dimulai dengan membayangkan bahwa Anda memiliki medan kuantum di mana tidak ada yang terjadi. Dalam pengaturan ini — disebut teori “bebas” karena bebas dari interaksi — Anda tidak perlu khawatir tentang mengalikan matriks dimensi tak terbatas karena tidak ada yang bergerak dan tidak ada yang bertabrakan. Ini adalah situasi yang mudah untuk dijelaskan secara matematis lengkap, meskipun deskripsi itu tidak terlalu berarti.

“Ini benar-benar membosankan, karena Anda telah menggambarkan bidang yang sepi tanpa interaksi apa pun, jadi ini sedikit latihan akademis,” kata Rejzner.

Tapi Anda bisa membuatnya lebih menarik. Fisikawan meningkatkan interaksi, mencoba mempertahankan kontrol matematis gambar saat mereka membuat interaksi lebih kuat.

Pendekatan ini disebut QFT perturbative, dalam arti bahwa Anda mengizinkan perubahan kecil, atau gangguan, di bidang bebas. Anda dapat menerapkan perspektif perturbatif ke teori medan kuantum yang mirip dengan teori bebas. Ini juga sangat berguna untuk memverifikasi eksperimen. “Anda mendapatkan akurasi yang luar biasa, kesepakatan eksperimental yang luar biasa,” kata Rejzner.

Tetapi jika Anda terus membuat interaksi menjadi lebih kuat, pendekatan yang mengganggu pada akhirnya akan menjadi terlalu panas. Alih-alih menghasilkan perhitungan yang semakin akurat yang mendekati alam semesta fisik nyata, itu menjadi semakin tidak akurat. Hal ini menunjukkan bahwa meskipun metode gangguan adalah panduan yang berguna untuk eksperimen, pada akhirnya ini bukanlah cara yang tepat untuk mencoba dan mendeskripsikan alam semesta: Ini secara praktis berguna, tetapi secara teoritis goyah.

“Kami tidak tahu bagaimana menambahkan semuanya dan mendapatkan sesuatu yang masuk akal,” kata Gaiotto.

Kami telah menggunakan QFT sebagai stimulus dari luar, tetapi akan lebih baik jika itu adalah stimulus dari dalam.

Dan Freed, Universitas Texas, Austin

Skema pendekatan lain mencoba menyelinap pada teori medan kuantum lengkap dengan cara lain. Secara teori, medan kuantum berisi informasi yang sangat halus. Untuk memasak bidang ini, fisikawan mulai dengan kisi, atau kisi, dan membatasi pengukuran ke tempat di mana garis kisi saling bersilangan. Jadi, alih-alih dapat mengukur medan kuantum di mana-mana, pada awalnya Anda hanya dapat mengukurnya di tempat-tempat tertentu dengan jarak yang tetap.

Dari sana, fisikawan meningkatkan resolusi kisi, menarik benang lebih dekat untuk menciptakan tenunan yang lebih halus. Saat diperketat, jumlah titik di mana Anda dapat melakukan pengukuran meningkat, mendekati gagasan ideal tentang bidang di mana Anda dapat melakukan pengukuran di mana-mana.

“Jarak antar titik menjadi sangat kecil, dan hal seperti itu menjadi medan kontinu,” kata Seiberg. Dalam istilah matematika, mereka mengatakan medan kuantum kontinum adalah batas kisi pengencang.

Matematikawan terbiasa bekerja dengan batasan dan tahu bagaimana menetapkan bahwa batasan tertentu benar-benar ada. Misalnya, mereka telah membuktikan bahwa batas barisan tak hingga12 + 14 +18 +116… adalah 1. Fisikawan ingin membuktikan bahwa medan kuantum adalah limit dari prosedur kisi ini. Mereka hanya tidak tahu caranya.

Baca Juga : Pemanfaatan Sejarah Matematika di Sekolah Yang Harus Anda Ketahui

“Tidak begitu jelas bagaimana mengambil batas itu dan apa artinya secara matematis,” kata Moore.

Fisikawan tidak meragukan bahwa kisi-kisi yang mengencang bergerak menuju gagasan ideal tentang medan kuantum. Kecocokan yang dekat antara prediksi QFT dan hasil eksperimen sangat menunjukkan bahwa itulah masalahnya.

“Tidak diragukan lagi bahwa semua batasan ini benar-benar ada, karena keberhasilan teori medan kuantum benar-benar menakjubkan,” kata Seiberg. Tetapi memiliki bukti kuat bahwa sesuatu itu benar dan membuktikan secara meyakinkan bahwa itu adalah dua hal yang berbeda.

Ini adalah tingkat ketidaktepatan yang tidak sejalan dengan teori fisika hebat lainnya yang ingin digantikan oleh QFT. Hukum gerak Isaac Newton, mekanika kuantum, teori relativitas khusus dan umum Albert Einstein — semuanya hanyalah bagian dari cerita besar yang ingin diceritakan QFT, tetapi tidak seperti QFT, semuanya dapat ditulis dalam istilah matematika yang tepat.

“Teori medan kuantum muncul sebagai bahasa fenomena fisik yang hampir universal, tetapi dalam bentuk matematika yang buruk,” kata Dijkgraaf. Dan untuk beberapa fisikawan, itu adalah alasan untuk berhenti.

“Jika full house bertumpu pada konsep inti yang tidak dipahami secara matematis, mengapa Anda begitu yakin ini menggambarkan dunia? Itu mempertajam seluruh masalah,” kata Dijkgraaf.

Seminar Sains Interdisipliner CMSA
Teori Sains

Seminar Sains Interdisipliner CMSA

Seminar Sains Interdisipliner CMSA akan berlangsung juli 2021. Seminar ini berkonsentrasi pada analisis geometrik, algoritma, dan biologi matematika dengan penekanan pada genetika. Seminar ini didedikasikan untuk aplikasi matematika dan ilmu komputer untuk ilmu kehidupan dan kedokteran. Kami berharap seminar ini dapat berperan memfasilitasi kolaborasi antara matematikawan, fisikawan, dan ilmuwan komputer dengan pakar domain di bidang biologi dan kedokteran.

Seminar ini diselenggarakan oleh Yingying Wu ( ywu@cmsa.fas.harvard.edu ). Silakan kirim email ke penyelenggara atau isi formulir untuk mempelajari cara menghadirinya.

Jadwal di bawah ini akan diperbarui saat pembicaraan dikonfirmasi.

1. Adversarially robust streaming algorithms

Pembicara : Omri Ben-Eliezer (CMSA)

Algoritme streaming adalah kelas penting dari algoritme yang dirancang untuk menganalisis dan meringkas kumpulan data skala besar. Dalam konteks ini, tujuannya biasanya untuk mendapatkan algoritme yang kompleksitas ruang (atau konsumsi memori) sekecil mungkin, membuatnya nyaman digunakan pada satu mesin.
Secara tradisional, algoritme streaming telah dianalisis dalam pengaturan statis, di mana aliran data yang masuk ditetapkan terlebih dahulu dan tidak bergantung pada keluaran algoritme. 

Namun, ini tidak realistis dalam banyak situasi. Dalam pembicaraan ini, saya akan mempresentasikan dan membahas algoritma streaming yang sangat kuat, yang outputnya benar dengan probabilitas tinggi bahkan ketika pembaruan aliran dipilih secara adaptif sebagai fungsi dari output sebelumnya. Rezim ini secara mengejutkan hanya mendapat sedikit perhatian sampai saat ini, dan banyak masalah yang menarik masih terbuka. Saya akan menyebutkan beberapa hasil baru-baru ini, membahas algoritma yang cocok untuk rezim musuh yang kuat (sampling acak), algoritma yang tidak kuat (sketsa linier),

Hasilnya menunjukkan hubungan yang kuat antara konteks streaming dan berbagai bidang lain dalam ilmu komputer, kombinatorik, dan statistik.

Berdasarkan karya bersama dengan Noga Alon, Yuval Dagan, Rajesh Jayaram, Shay Moran, Moni Naor, David Woodruff, dan Eylon Yogev.

2. Pengantar Topologi Diferensial 4 Dimensi

Pembicara : Cliff Taubes (Departemen Matematika, Universitas Harvard)

Topologi diferensial adalah studi tentang lipatan halus. Saya berharap untuk memberi tahu Anda di mana batas antara pengetahuan dan ketidaktahuan sehubungan dengan manifold 4 dimensi yang halus (yang sejauh ini merupakan dimensi yang paling sulit untuk dipahami).

3. Supergeometri dan Permukaan Super Riemann Genus Nol

Pembicara : Enno Keßler

Supergeometri adalah teori matematika ruang geometris dengan koordinat dan fungsi anti-perjalanan yang dilatarbelakangi oleh konsep supersimetri dari teori fisika. Saya akan menjelaskan pendekatan fungsional untuk supermanifold oleh Molotkov dan Sachse. Permukaan Super Riemann adalah generalisasi supergeometrik yang menarik dari permukaan Riemann. Saya akan menyajikan pendekatan geometris diferensial untuk klasifikasi mereka dalam kasus genus nol dan dengan tusukan Neveu-Schwarz.

Baca Juga : Festival Sains Dunia Queensland Brisbane 2021

4. Weak solutions to the isentropic system of gas dynamics

Pembicara : Cheng Yu (Department of Mathematics, University of Florida)

Dalam pembicaraan ini, saya akan membahas solusi lemah global untuk sistem isentropik dinamika gas: keberadaan dan non-keunikan. Pada bagian pertama, kami menggeneralisasi teknik renormalisasi yang diperkenalkan oleh DiPerna-Lions untuk membangun solusi lemah global untuk persamaan Navier-Stokes yang dapat dikompresi dengan viskositas yang menurun. 

Hasil keberadaan ini berlaku untuk $\gamma>1$ apa pun dalam ruang dimensi apa pun untuk data awal yang besar. Pada bagian kedua, kami membuktikan bahwa untuk setiap data awal yang termasuk dalam subset padat dari ruang energi, terdapat banyak solusi lemah global tak terhingga untuk persamaan Euler isentropik untuk $1<\gamma\leq 1+2/n$ apa pun. Hasil kami didasarkan pada generalisasi teknik integrasi cembung oleh De Lellis-Szekelyhidi dan batas viskositas hilang yang lemah dari persamaan Navier-Stokes.

5. Integrasi Cembung dan Turbulensi Fluida

Pembicara : Matt Novack (Universitas New York)

Persamaan Navier-Stokes dan Euler adalah model dasar untuk masing-masing menggambarkan cairan kental dan tidak kental. Berdasarkan ide-ide yang berasal dari Kolmogorov dan Onsager, solusi untuk persamaan ini diharapkan menghilangkan energi bahkan dalam batas viskositas yang hilang, yang pada gilirannya menunjukkan bahwa solusi tersebut agak kasar dan dengan demikian hanya solusi yang lemah. 

Pada tingkat keteraturan yang rendah ini, bagaimanapun, seseorang dapat membangun solusi lemah liar menggunakan metode integrasi cembung. Metode-metode ini berasal dari karya Nash dan Gromov dan diadaptasi ke dalam konteks persamaan fluida oleh De Lellis dan Szekelyhidi Jr. Dalam pembicaraan ini, kita akan mensurvei sejarah teori fenomenologis turbulensi dan integrasi cembung. Akhirnya, kami membahas kerja sama baru-baru ini dengan Tristan Buckmaster, Nader Masmoudi,

6. Masalah isoperimetri dengan persaingan istilah singular nonlokal

Pembicara : Yijing Wu (Departemen Matematika, Universitas Maryland, College Park)

thebigvantheory tertarik pada masalah minimasi fungsional di mana perimeter bersaing dengan istilah tunggal nonlokal sebanding dengan perimeter pecahan, dengan kendala volume. Kami membuktikan bahwa perkecil ada dan simetri radial untuk massa kecil, sedangkan perkecil tidak dapat simetri radial untuk massa besar. Untuk massa yang besar, kami membuktikan bahwa barisan perkecil dapat dipecah menjadi himpunan yang lebih kecil yang melayang hingga tak terhingga atau mengembangkan jari dengan lebar yang ditentukan. Kami menghubungkan dua alternatif ini ke masalah minimisasi terkait untuk konstanta optimal dalam pertidaksamaan interpolasi klasik.

7. Memvisualisasikan teori netral

Pembicara : Aaron Fenyes (Institut des Hautes tudes Scientifiques)

Dalam pembicaraan ekspositori ini, saya akan menggunakan model pemilih 1d untuk menggambarkan fitur dasar teori netral—sebuah visi tentang bagaimana keragaman genetik dan ekologi dapat muncul bahkan tanpa tekanan selektif. Kita akan melihat bagaimana pertanyaan tentang kegigihan dan organisasi spasial garis keturunan dapat diungkapkan kembali, dalam model ini, sebagai pertanyaan tentang jalan acak.

8. Algoritma Tight Deterministic untuk Submodular Multiple Knapsack Problem

Pembicara : Jialin Zhang (Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Science)

Maksimalisasi fungsi submodular telah menjadi topik sentral dalam komunitas ilmu komputer teoretis selama dekade terakhir. Banyak algoritma aproksimasi berkinerja baik telah dirancang untuk memaksimalkan fungsi submodular (monoton atau non-monoton) pada berbagai kendala. Dalam pembicaraan ini, kami mempertimbangkan masalah ransel ganda submodular (SMKP), yang merupakan versi submodular dari masalah ransel ganda (MKP) yang dipelajari dengan baik. 

Secara kasar, masalahnya meminta untuk memaksimalkan fungsi submodular monoton di beberapa tempat sampah (ransel). Baru-baru ini, Fairstein et al. (ESA20) menyajikan algoritma acak aproksimasi ketat (1−1/e−ϵ) untuk SMKP. Algoritma mereka didasarkan pada teknik serakah terus menerus yang secara inheren melibatkan keacakan. Namun, algoritma deterministik dari masalah ini belum dipahami dengan baik sebelumnya. Dalam makalah ini, kami menyajikan algoritma deterministik ketat (1−1/e−ϵ) untuk SMKP. 

Algoritme kami didasarkan pada pengurangan SMKP menjadi masalah maksimisasi submodular berukuran eksponensial di atas matroid partisi khusus yang menikmati algoritme deterministik ketat. Kami mengembangkan beberapa teknik untuk meniru algoritme, yang mengarah ke pendekatan deterministik yang ketat untuk SMKP.

9. Desain in silico dan evaluasi pengurai protein berbasis PROTAC–Studi kasus Pengantar

Pembicara : Shang Su (Departemen Biologi Kanker, Universitas Toledo)

Chimera penargetan proteolisis (PROTACs) adalah molekul kecil heterobifungsional yang terdiri dari dua bagian kimia yang dihubungkan oleh penghubung. Pengikatan PROTAC secara simultan ke protein target dan ligase E3 memfasilitasi ubiquitinasi dan degradasi protein target. Sejak penelitian pembuktian konsep pada tahun 2001, PROTAC telah dikembangkan dengan giat oleh komunitas penelitian dan industri farmasi, untuk bertindak melawan protein yang signifikan secara terapeutik, seperti BRD4, BTK, dan STAT3.

Namun, terlepas dari antusiasme, merancang PROTAC adalah tantangan. Sampai sekarang, tidak ada kasus desain rasional de novo dari PROTAC yang telah dilaporkan dan PROTAC yang berhasil biasanya berasal dari layar fungsional dari perpustakaan skala terbatas. Sebagai pembentukan kompleks terner antara target protein, PROTAC, dan ligase E3 yang direkrut dianggap penting untuk keberhasilan degradasi, beberapa algoritma komputasi (PRosettaC sebagai contoh), telah dikembangkan untuk memodelkan kompleks terner ini, yang telah mendapatkan persetujuan parsial dengan data eksperimen dan pada prinsipnya menginformasikan desain PROTAC rasional di masa depan. Di sini saya akan memperkenalkan beberapa metode komputasi ini dan membagikan bagaimana mereka memodelkan kompleks terner.

10. Memprediksi Keberhasilan Tugas Pencarian Visual dari Data Tatapan Mata untuk Sistem Visualisasi Informasi Adaptif Pengguna

Pembicara : Ying Hsang Liu & Moritz Spiller (Universitas Denmark Selatan & Universitas Otto von Guericke Magdeburg)

Visualisasi informasi adalah cara yang efisien untuk mendukung pengguna dalam memahami sejumlah besar data yang kompleks dan saling berhubungan; pemahaman pengguna. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa visualisasi informasi adaptif pengguna berdampak positif terhadap kinerja pengguna dalam tugas visualisasi. Studi ini bertujuan untuk mengembangkan model komputasi untuk memprediksi keberhasilan pengguna dalam tugas pencarian visual dari data pandangan mata dan dengan demikian mendorong sistem adaptif pengguna tersebut.

Baca Juga : 8 Penemuan Sains Paling Berpengaruh di Dunia

Model pembelajaran mendalam mutakhir untuk klasifikasi deret waktu telah dilatih pada data tatapan mata sekuensial yang diperoleh dari interaksi 40 peserta studi dengan lingkaran dan grafik organisasi. Hasilnya menunjukkan bahwa model tersebut menghasilkan akurasi yang lebih tinggi daripada pengklasifikasi dasar dan model yang digunakan sebelumnya untuk tujuan ini. Khususnya, a Multivariate Long Short Term Memory Fully Convolutional Network (MLSTM-FCN) menunjukkan kinerja yang menggembirakan untuk penggunaannya dalam sistem adaptif pengguna on-line. 

Mengingat temuan ini, model komputasi semacam itu dapat menyimpulkan kebutuhan pengguna akan dukungan selama interaksi dengan grafik dan memicu intervensi yang sesuai dalam sistem visualisasi informasi adaptif pengguna

Apakah Einstein salah Tentang Teori Ruang dan Waktu
Teori Sains

Apakah Einstein salah Tentang Teori Ruang dan Waktu

Apakah Einstein salah Tentang Teori Ruang dan Waktu, Untuk lebih memahami alam semesta, kita mungkin perlu mematikan salah satu teori terpenting sepanjang masa. Seperti dalam sejarah, revolusi adalah urat nadi ilmu pengetahuan. Kegelisahan yang meluap-luap mereda sampai sebuah rezim baru muncul untuk merebut kekuasaan. Kemudian perhatian semua orang beralih untuk menggulingkan penguasa baru mereka. Raja sudah mati, panjang umur raja.

Ini telah terjadi berkali-kali dalam sejarah fisika dan astronomi. Pertama, kami mengira Bumi berada di pusat tata surya — sebuah gagasan yang bertahan selama lebih dari 1.000 tahun. Kemudian Copernicus menjulurkan lehernya untuk mengatakan bahwa keseluruhan sistem akan jauh lebih sederhana jika kita hanyalah planet lain yang mengorbit matahari. Meskipun banyak pertentangan awal, gambar geosentris lama akhirnya tertekuk di bawah beban bukti dari teleskop yang baru ditemukan.

Kemudian Newton datang untuk menjelaskan bahwa gravitasi adalah alasan mengapa planet-planet mengorbit matahari. Dia mengatakan semua benda bermassa memiliki gaya tarik gravitasi terhadap satu sama lain. Menurut idenya, kita mengorbit matahari karena menarik kita, bulan mengorbit bumi karena kita menariknya. Newton memerintah selama dua setengah abad sebelum Albert Einstein muncul pada tahun 1915 untuk merebutnya dengan Teori Relativitas Umum . Gambar baru ini dengan rapi menjelaskan inkonsistensi dalam orbit Merkurius , dan dikonfirmasi dengan pengamatan gerhana matahari di lepas pantai Afrika pada tahun 1919.

Baca Juga : Festival Sains Dunia Queensland Brisbane 2021

Alih-alih tarikan, Einstein melihat gravitasi sebagai hasil dari ruang melengkung. Dia mengatakan bahwa semua objek di alam semesta berada dalam struktur empat dimensi yang halus yang disebut ruang-waktu. Benda-benda besar seperti matahari membengkokkan ruang-waktu di sekitarnya, sehingga orbit Bumi hanyalah hasil dari planet kita yang mengikuti kelengkungan ini. Bagi kami itu terlihat seperti tarikan gravitasi Newtonian. Gambar ruang-waktu ini sekarang telah berada di atas takhta selama lebih dari 100 tahun, dan sejauh ini telah mengalahkan semua orang yang berpura-pura ke mahkotanya. Penemuan gelombang gravitasi pada tahun 2015 adalah kemenangan yang menentukan, tetapi, seperti pendahulunya, gelombang itu juga mungkin akan jatuh. Itu karena pada dasarnya tidak cocok dengan binatang besar lainnya di kebun binatang fisika: teori kuantum.

Dunia kuantum terkenal aneh. Partikel tunggal bisa berada di dua tempat sekaligus, misalnya. Hanya dengan melakukan pengamatan kita memaksanya untuk ‘memilih’. Sebelum observasi, kita hanya dapat menetapkan probabilitas untuk kemungkinan hasil. Pada tahun 1930-an, Erwin Schrödinger menemukan cara terkenal untuk mengungkap betapa sesatnya ide ini. Dia membayangkan seekor kucing dalam kotak tertutup disertai dengan botol racun yang ditempelkan pada palu. Palu dihubungkan ke perangkat yang mengukur keadaan kuantum partikel. Apakah palu menghancurkan botol dan membunuh kucing bergantung pada pengukuran itu, tetapi fisika kuantum mengatakan bahwa sampai pengukuran seperti itu dilakukan, partikel secara bersamaan berada di kedua keadaan, yang berarti botolnya rusak dan tidak terputus dan kucingnya hidup dan mati.

Gambaran seperti itu tidak dapat didamaikan dengan struktur ruang-waktu yang mulus dan berkesinambungan. “Medan gravitasi tidak bisa berada di dua tempat sekaligus,” kata Sabine Hossenfelder, fisikawan teoretis di Institut Frankfurt untuk Studi Lanjutan . Menurut Einstein, ruang-waktu dibelokkan oleh materi dan energi, tetapi fisika kuantum mengatakan materi dan energi ada di beberapa keadaan secara bersamaan — mereka bisa berada di sini dan di sana. “Jadi di mana medan gravitasi?” tanya Hossenfelder. “Tidak ada yang punya jawaban untuk pertanyaan itu. Agak memalukan,” katanya.

Coba dan gunakan relativitas umum dan teori kuantum bersama-sama, dan itu tidak berhasil. “Di atas energi tertentu, Anda mendapatkan probabilitas yang lebih besar dari satu,” kata Hossenfelder. Salah satunya adalah kemungkinan tertinggi — itu berarti suatu hasil pasti. Anda tidak bisa lebih yakin daripada pasti. Demikian pula, perhitungan terkadang memberi Anda jawaban tak terhingga, yang tidak memiliki makna fisik yang nyata. Oleh karena itu, kedua teori tersebut secara matematis tidak konsisten. Jadi, seperti banyak raja sepanjang sejarah, fisikawan mencari perkawinan antara faksi-faksi yang bersaing untuk mengamankan perdamaian. Mereka sedang mencari teori gravitasi kuantum — latihan diplomatik pamungkas untuk membuat kedua rival ini berbagi takhta. Ini telah melihat para ahli teori beralih ke beberapa kemungkinan aneh.

Menurut thebigvantheory.com Bisa dibilang yang paling terkenal adalah teori string. Ini adalah gagasan bahwa partikel sub-atom seperti elektron dan quark terbuat dari string bergetar kecil. Sama seperti Anda dapat memainkan senar pada alat musik untuk membuat nada yang berbeda, ahli teori senar berpendapat bahwa kombinasi senar yang berbeda menciptakan partikel yang berbeda. Daya tarik dari teori ini adalah bahwa ia dapat mendamaikan relativitas umum dan fisika kuantum, setidaknya di atas kertas. Namun, untuk menarik kelinci itu keluar dari topi, senar harus bergetar melintasi sebelas dimensi — tujuh lebih banyak daripada empat di struktur ruang-waktu Einstein. Belum ada bukti eksperimental bahwa dimensi ekstra ini benar-benar ada. “Ini mungkin matematika yang menarik, tetapi apakah itu menggambarkan ruang-waktu di mana kita hidup, kita tidak benar-benar tahu sampai ada eksperimen,” kata Jorma Louko dari Universitas Nottingham .

Sebagian terinspirasi oleh kegagalan teori string yang dirasakan, fisikawan lain telah beralih ke alternatif yang disebut Gravitasi Kuantum Loop (LQG) . Mereka bisa mendapatkan dua teori untuk bermain dengan baik jika mereka menghilangkan salah satu prinsip utama relativitas umum: Bahwa ruang-waktu adalah kain yang halus dan berkelanjutan. Sebaliknya, mereka berpendapat, ruang-waktu terdiri dari serangkaian loop yang terjalin — yang memiliki struktur pada skala ukuran terkecil. Ini agak seperti panjang kain. Sepintas terlihat seperti satu kain halus. Namun, perhatikan baik-baik, dan Anda akan melihat bahwa itu benar-benar terbuat dari jaringan jahitan. Atau, anggap saja seperti foto di layar komputer: Perbesar, dan Anda akan melihat bahwa itu benar-benar terbuat dari piksel individu.

Masalahnya adalah ketika fisikawan LQG mengatakan kecil, artinya sangat kecil. Cacat dalam ruang-waktu ini hanya akan terlihat pada tingkat skala Planck—sekitar sepertriliun dari sepertriliun meter. Itu sangat kecil sehingga akan ada lebih banyak loop dalam satu sentimeter kubik ruang daripada sentimeter kubik di seluruh alam semesta yang dapat diamati. “Jika ruang-waktu hanya berbeda pada skala Planck, maka ini akan sulit untuk diuji di akselerator partikel mana pun,” kata Louko. Anda membutuhkan atom smasher yang 1.000 triliun kali lebih kuat daripada Large Hadron Collider (LHC) di CERN. Lalu, bagaimana Anda bisa mendeteksi cacat ruang-waktu sekecil itu? Jawabannya adalah dengan melihat melintasi area yang luas.

Baca Juga : 4 Fakta Yang Sangat Mengejutkan tentang Astronomi

Cahaya yang tiba di sini dari jangkauan terjauh alam semesta telah melakukan perjalanan melalui ruang-waktu miliaran tahun cahaya di sepanjang jalan. Sementara efek dari setiap cacat ruang-waktu akan kecil, interaksi jarak jauh dengan banyak cacat mungkin menambah efek yang berpotensi diamati. Selama dekade terakhir, para astronom telah menggunakan cahaya dari Gamma Ray Burstsuntuk mencari bukti yang mendukung LQG. Kilatan kosmik ini adalah hasil dari bintang masif yang runtuh di akhir hidupnya, dan ada sesuatu tentang ledakan jauh yang saat ini tidak dapat kami jelaskan. “Spektrum mereka memiliki distorsi sistematis,” kata Hossenfelder, tetapi tidak ada yang tahu apakah itu sesuatu yang terjadi dalam perjalanan ke sini atau apakah itu ada hubungannya dengan sumber ledakan itu sendiri. Juri masih keluar.

Untuk membuat kemajuan, kita mungkin harus melangkah lebih jauh daripada mengatakan ruang-waktu bukanlah hal yang mulus dan berkelanjutan yang disarankan Einstein. Menurut Einstein, ruang-waktu seperti panggung yang tetap di tempatnya, terlepas dari apakah para aktor menginjak papannya atau tidak —bahkan jika tidak ada bintang atau planet yang menari-nari, ruang-waktu akan tetap ada. Namun, fisikawan Laurent Freidel, Robert Leigh, dan Djordje Minic berpikir bahwa gambaran ini menahan kita. Mereka percaya ruang-waktu tidak ada secara independen dari objek di dalamnya. Ruang-waktu ditentukan oleh cara objek berinteraksi. Itu akan membuat ruang-waktu menjadi artefak dari dunia kuantum itu sendiri, bukan sesuatu yang bisa digabungkan dengannya. “Ini mungkin terdengar aneh,” kata Minic, “tetapi ini adalah cara yang sangat tepat untuk mendekati masalah.”

Daya tarik teori ini — disebut ruang-waktu modular — adalah bahwa teori itu mungkin membantu memecahkan masalah lama lain dalam fisika teoretis mengenai sesuatu yang disebut lokalitas, dan fenomena terkenal dalam fisika kuantum yang disebut keterjeratan. Fisikawan dapat mengatur situasi di mana mereka menyatukan dua partikel dan menghubungkan sifat kuantumnya. Mereka kemudian memisahkan mereka dengan jarak yang jauh dan menemukan bahwa mereka masih terhubung. Mengubah sifat satu dan yang lain akan berubah seketika, seolah-olah informasi telah berpindah dari satu ke yang lain lebih cepat dari kecepatan cahaya yang melanggar relativitas langsung. Einstein sangat terganggu oleh fenomena ini sehingga dia menyebutnya ‘aksi seram di kejauhan’.

Teori ruang-waktu modular dapat mengakomodasi perilaku seperti itu dengan mendefinisikan ulang apa artinya dipisahkan. Jika ruang-waktu muncul dari dunia kuantum, maka menjadi lebih dekat dalam arti kuantum lebih mendasar daripada dekat dalam arti fisik. “Pengamat yang berbeda akan memiliki pengertian yang berbeda tentang lokalitas,” kata Minic, “itu tergantung pada konteksnya.” Ini sedikit seperti hubungan kita dengan orang lain. Kita bisa merasa lebih dekat dengan orang yang dicintai jauh dari pada orang asing yang tinggal di ujung jalan. “Anda dapat memiliki koneksi non-lokal ini selama mereka cukup kecil,” kata Hossenfelder.

Freidel, Leigh, dan Minic telah mengerjakan ide mereka selama lima tahun terakhir, dan mereka yakin mereka perlahan membuat kemajuan. “Kami ingin menjadi konservatif dan mengambil langkah demi langkah,” kata Minic, “tetapi ini menggiurkan dan menggairahkan”. Ini tentu saja merupakan pendekatan baru, yang terlihat untuk “menggravitasi” dunia kuantum daripada mengkuantisasi gravitasi seperti di LQG. Namun seperti halnya teori ilmiah lainnya, teori itu perlu diuji. Saat ini ketiganya sedang mengerjakan bagaimana menyesuaikan waktu dengan model mereka.

Ini semua mungkin terdengar sangat esoterik, sesuatu yang hanya diperhatikan oleh akademisi, tetapi itu bisa memiliki efek yang lebih mendalam pada kehidupan kita sehari-hari. “Kita duduk di luar angkasa, kita melakukan perjalanan melalui waktu, dan jika sesuatu berubah dalam pemahaman kita tentang ruang-waktu, ini akan berdampak tidak hanya pada pemahaman kita tentang gravitasi, tetapi juga teori kuantum secara umum,” kata Hossenfelder. “Semua perangkat kita saat ini hanya berfungsi karena teori kuantum. Jika kita memahami struktur kuantum ruang-waktu dengan lebih baik, itu akan berdampak pada teknologi masa depan – mungkin tidak dalam 50 atau 100 tahun, tetapi mungkin dalam 200 tahun,” katanya.

Raja saat ini semakin gigih, dan penipu baru sudah lama tertunda, tetapi kami tidak dapat memutuskan mana dari banyak opsi yang paling mungkin berhasil. Ketika kita melakukannya, revolusi yang dihasilkan dapat membuahkan hasil tidak hanya untuk fisika teoretis, tetapi untuk semua.

Festival Sains Dunia Queensland Brisbane 2021
Teori Sains

Festival Sains Dunia Queensland Brisbane 2021

Festival Sains Dunia Queensland Brisbane 2021, Memasuki tahun 2021 dengan pesan harapan, kebijaksanaan, dan keajaiban yang sangat dibutuhkan, Festival Sains Dunia Brisbane kembali pada 24-28 Juli 2021, merayakan sains dan ketahanan manusia di era perubahan global yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Sekarang di tahun keenam dan diselenggarakan oleh Museum Queensland, program 2021 bertujuan untuk menjawab salah satu pertanyaan terbesar yang dihadapi umat manusia: bagaimana sains, teknologi, teknik, dan matematika (STEM) memegang kunci untuk mengatasi tantangan saat ini dan masa depan demi kebaikan semua orang dan planet kita?

Pikirkan, mulai dari memerangi pandemi hingga bencana alam; mengatasi perubahan iklim dan kebakaran hutan Australia; merencanakan kota yang benar-benar cerdas dan terhubung; dan bahkan menavigasi masa depan alam semesta. Mengungkap tema Festival Sains Dunia Brisbane 2021 ‘Ekstrim dan Adaptasi’, jangkauan program festival telah ditingkatkan berkat pengenalan serangkaian acara digital inovatif bersama dengan pemrograman langsung.

Baca Juga : Festival Sains Dunia Tahunan ke-12 Penghormatan untuk Albert Einstein

Cara Streaming Online Festival Sains Dunia 2021 Brisbane

Festival Sains Dunia Tahunan ke-12 Penghormatan untuk Albert Einstein
Teori Sains

Festival Sains Dunia Tahunan ke-12 Penghormatan untuk Albert Einstein

Festival Sains Dunia Tahunan ke-12 Penghormatan untuk Albert Einstein – Festival Sains Dunia telah meluncurkan jajaran program 2021, yang menghadirkan banyak ilmuwan, perintis, seniman, dan pemikir berpengaruh terkemuka dunia – menghidupkan sains dengan cara yang imajinatif di seluruh lima wilayah di New York City.

Festival, yang dimulai Rabu, 22 Mei, merayakan sains dengan program orisinal yang mencakup wacana, debat, teater, film, lokakarya, dan instalasi interaktif serta acara untuk inovator muda, ilmuwan dalam pembuatan, dan keluarga. Festival ini mengubah kota dan membawa para ilmuwan terkemuka dunia untuk memajukan pemahaman dan apresiasi kita tentang segala sesuatu mulai dari quark hingga kosmos.

Tracy Day, Co-Founder dan CEO World Science Festival, telah lama menjadi penganjur membawa diskusi ilmiah yang signifikan kepada khalayak yang lebih luas. “Kami sangat senang menawarkan rangkaian program yang menarik, dengan para pemimpin di bidangnya melibatkan publik dalam percakapan yang mendorong semua orang untuk menjadi juara kebenaran ilmiah dan keingintahuan manusia.”

thebigvantheory – “Tahun ini kami merayakan hari jadi konfirmasi Teori Relativitas Umum Einstein dan juga pendaratan Apollo di bulan, dua momen wawasan dan eksplorasi yang memuaskan,” kata fisikawan Universitas Columbia Brian Greene, Co-Founder World Science Festival. “Tonggak sejarah yang menakjubkan ini adalah kesempatan bagi kita semua untuk mengenali kapasitas besar umat manusia untuk mencapai hal yang tampaknya mustahil.”

Mengawali perayaan tahun ini, The World Science Festival Gala akan diadakan pada 22 Mei 2019, menampilkan produksi asli Light Falls: Space, Time, and an Obsession of Einstein, yang menceritakan kisah dramatis penemuan Einstein yang menggemparkan. Teori relativitas. Produksi, diriwayatkan oleh Brian Greene, menampilkan pemeran Broadway, visual 3D inovatif yang dirancang oleh 59 Productions (“An American in Paris”) pemenang Tony Award, dan skor asli oleh Jeff Beal (“House of Cards”) . Bekerja sama dengan WNET, pada 29 Mei— peringatan 100 tahun Teori Einstein dikonfirmasi melalui pengamatan astronomi—PBS akan mengudarakan Light Falls secara nasional. Silakan periksa daftar lokal untuk waktu.

Sekarang di tahun ke-12, Festival Sains Dunia terus menghadirkan kekuatan sains kepada audiens baru. Pemrograman tahun ini akan menampilkan beberapa ilmuwan paling brilian, penjelajah berpengalaman, dan pemain berpengaruh, termasuk astronot Apollo Michael Collins, penemu CRISPR Jennifer Doudna, ikon catur Garry Kasparov, komposer pemenang Grammy Eric Whitacre, komandan Stasiun Luar Angkasa Internasional Scott Kelly, aktris dan aktivis Marlee Matlin, peneliti AI terkenal Yann LeCun, dan banyak lagi.

Beberapa sorotan dari Panggung Utama akan mencakup:

Memikirkan Kembali Berpikir: Seberapa Cerdaskah Hewan Lain? : Kecerdasan pernah dianggap sebagai manusia yang unik, tetapi apakah kecerdasan itu? Mengapa beberapa spesies mendapatkan dosis ekstra? Dan betapa istimewanya manusia, sungguh? Peserta meliputi: ahli biologi Simon Garnier, ahli saraf Suzana Herculano-Houzel, dan ahli mamalia laut Denise Herzing. Penulis, jurnalis, dan komedian Faith Salie akan menjadi moderator.

Baca Juga : Jadwal Seminar Biologi Matematika Musim Semi 2021

Fisika dalam Gelap: Mencari Materi Semesta yang Hilang: Selama hampir satu abad, bukti telah menunjukkan bahwa tarikan gravitasi yang diperlukan untuk menjaga gugus galaksi tetap utuh, serta bintang-bintang di dalam galaksi agar tidak terbang terpisah, membutuhkan jauh lebih banyak materi daripada yang bisa kita lihat . Masalahnya, “materi gelap” semacam itu juga telah lolos dari satu demi satu detektor yang dirancang khusus. Yang menimbulkan pertanyaan besar: Bagaimana jika kita gagal menemukan materi gelap karena materi itu tidak ada? Peserta meliputi: fisikawan Mariangela Lisanti, astrofisikawan Joseph Silk, fisikawan Erik Verlinde, dan astrofisikawan Risa Wechsler. Fisikawan dan penulis Brian Greene akan menjadi moderator.

The Richness of Time: Waktu di Bumi berlalu dengan kecepatan yang seragam, jadi mengapa pengalaman manusia tentang waktu tampak begitu bervariasi? Bagaimana berbagai penyakit neurologis mengubah persepsi waktu? Dan di balik itu semua, bagaimana bahasa manusia memengaruhi kemampuan kita untuk memikirkan waktu dan sepenuhnya mengalami konturnya yang kaya dan misterius? Peserta meliputi: ilmuwan kognitif Lera Boroditsky dan ahli saraf Dean Buonomano. Fisikawan dan penulis Brian Greene akan menjadi moderator.

Loose Ends: String Theory and the Quest for the Ultimate Theory: Tiga puluh lima tahun yang lalu teori string mengambil alih fisika, menjanjikan teori terpadu yang didambakan tentang kekuatan alam yang dengan gagah berani dicari oleh Einstein tetapi tidak pernah ditemukan. Dalam dekade-dekade berikutnya, teori string telah membawa sekumpulan kemungkinan yang membingungkan ke dalam leksikon pemikiran arus utama—dimensi ekstra ruang, dunia holografik, dan banyak alam semesta. Beberapa peneliti melihat perkembangan ini sebagai gejala teori string telah kehilangan arah. Yang lain berpendapat bahwa teori string, meskipun masih dalam proses, mengungkapkan kualitas realitas baru yang menakjubkan. Peserta meliputi: fisikawan Lara Anderson, Michael Dine, Marcelo Gleiser, dan Andrew Strominger. Fisikawan dan penulis Brian Greene akan menjadi moderator.

Mengungkap Pikiran: Janji Psikedelik: Hampir setiap budaya sepanjang sejarah telah menggunakan bahan kimia yang mengubah kesadaran untuk eksplorasi spiritual. Pada abad ke-20 obat-obatan ini menarik perhatian para ilmuwan. Bergabunglah dengan ilmuwan dan “psikonot” yang sekarang melanjutkan penelitian 50 tahun yang lalu, bereksperimen dengan LSD dan psikedelik lainnya untuk menyembuhkan—dan mengungkapkan—pikiran. Peserta meliputi: psikolog Alison Gopnik, psikiater kecanduan Stephen Ross, dan ahli saraf Anil Seth.

Membuat Ruang untuk Mesin: Bersiap untuk AGI: “Mesin berpikir” yang didalilkan Alan Turing pada tahun 1950 telah melampaui kita di arena tertentu seperti catur dan Jeopardy. Tetapi jika kita mencapai kecerdasan umum buatan, mungkin hanya butuh beberapa detik bagi ciptaan kita untuk mengungguli kita di setiap arena lainnya juga. Akankah manusia berjuang untuk menahan kecerdasan super seperti itu, atau bergabung, mungkin membawa utopia baru? Atau, akankah kita secara sederhana dan diam-diam menjadi tidak relevan? Peserta termasuk: penulis, aktivis, dan juara catur Garry Kasparov, ilmuwan komputer Yann LeCun, ahli robot Hod Lipson, dan ahli etika AI Shannon Vallor.

Hal yang Tepat: Apa yang Dibutuhkan untuk Berani Pergi: Lima puluh tahun yang lalu, ketika Neil Armstrong dan Buzz Aldrin memantul di permukaan bulan di bawah, Pilot Modul Perintah Apollo 11 Michael Collins menghilang sebentar di balik cakram bulan, menjadi orang pertama yang mengalami ruang sepenuhnya sendirian. Saat kita mengarahkan pandangan kita pada bintang-bintang, pelancong ruang angkasa perlu mengatasi bentangan yang lebih lama di lingkungan kosmos yang sepi. Apa yang akan terjadi? Bagaimana hal itu akan mempengaruhi siapa kita? Peserta meliputi: astronot Michael Collins, astronot Scott Kelly, dan astronot Leland Melvin. Jurnalis dan produser Miles O’Brien akan menjadi moderator.

Kegiatan yang menyenangkan, menarik, dan GRATIS untuk segala usia akan mencakup:

Saturday Night Lights: Melihat Bintang di Taman Jembatan Brooklyn: Benamkan diri Anda dalam mengamati bintang dan bercerita. Pertama, naik ke teleskop profesional untuk melihat Bulan, Jupiter, dan sekitarnya dengan lebih dekat. Kemudian, duduklah di atas rumput untuk “Deep Field: The Impossible Magnitude of Our Universe”, yang diciptakan oleh komposer pemenang Grammy® Eric Whitacre. Pengalaman film pendek ini mengungkapkan galaksi dari perspektif Teleskop Luar Angkasa Hubble saat 100 anggota Paduan Suara SMA LaGuardia memberikan pemandangan suara surgawi. Nantikan diskusi yang menarik dengan ahli astrofisika dan pembuat film.

City of Science: Acara tur yang lebih besar dari kehidupan di mana keajaiban sains, teknologi, teknik, dan matematika! Dipenuhi dengan demonstrasi interaktif, kegiatan langsung, dan pameran yang menarik, program gratis ini melepaskan ilmuwan batin semua orang.

Great Fish Count:Dari Lemon Creek di Staten Island hingga tepi Sungai Bronx, saluran air New York penuh dengan kehidupan—dan terserah Anda untuk menemukannya! Dipimpin oleh ilmuwan kelautan dan ahli biologi terkemuka di 16 lokasi di lima wilayah New York, Yonkers, dan New Jersey, Great Fish Count memberi peserta dari segala usia kesempatan untuk mengikat sepasang penyeberang, memasang jaring, dan menemukan dunia bawah laut di halaman belakang mereka sendiri.

Untuk mengajukan kredensial media ke Festival, silakan isi formulir permintaan di sini.

Light Falls: Space, Time, and an Obsession of Einstein disponsori oleh Alfred P. Sloan Foundation dengan dukungan tambahan dari John Templeton Foundation.

Seri Ide Besar didukung sebagian oleh John Templeton Foundation.

Baca Juga : Sejarah Awal Ilmu Trigonometri Matematika

Kota Sains disajikan oleh Con Edison.

The Great Fish Count diproduksi dalam kemitraan dengan Lamont–Doherty Earth Observatory dan Departemen Konservasi Lingkungan Negara Bagian New York dan didukung oleh Bezos Family Foundation.

Tentang Festival Sains Dunia

Dipuji sebagai “lembaga budaya baru” oleh New York Times, World Science Festival menghasilkan konten siaran langsung, digital, dan siaran inovatif yang menghadirkan penemuan terbaru dan pemikiran terhebat dalam sains dan seni kepada penonton di seluruh dunia.

Melalui diskusi dan debat, salon intim dan ekstravaganza luar ruangan utama, karya teater dan produksi musik, program Festival yang beragam dan sangat diproduksi menginspirasi dan mendidik masyarakat dari segala usia. Karya musik dan teater asli World Science Festival melakukan tur nasional dan internasional, dan produksi ini menandai pertama Festival ke dalam siaran televisi teater langsung nasional.

4 Teori Menakutkan Dalam Astronomi
Teori Sains

4 Teori Menakutkan Dalam Astronomi

4 Teori Menakutkan Dalam Astronomi, Galileo mungkin telah diancam dengan rak selama Inkuisisi hampir 400 tahun yang lalu, tetapi—secara relatif—itu tidak menakutkan. Apakah Bumi mengelilingi Matahari (seperti yang dipikirkan Copernicus, Galileo dan Newton) atau sebaliknya (dalam model lama Ptolemy atau Aristoteles), Alam Semesta Galileo masih merupakan tempat yang tenang.

Tapi akhir-akhir ini, para astronom menghadapi ancaman yang sangat mengerikan, mereka membuat rak itu terlihat seperti jalan sederhana di bulan. Berikut adalah beberapa hal yang dikhawatirkan para astronom, dan beberapa hal yang mungkin ingin Anda mulai khawatirkan juga.

1) Kepunahan Asteroid

Sebagian besar dari kita manusia berpikir bahwa kita adalah raja dan ratu Bumi, menguasai wilayah kekuasaan kita dengan otak besar kita. Tapi begitu juga dinosaurus, sampai sekitar 65 juta tahun yang lalu ketika, suatu hari, sebuah asteroid kecil datang, bertabrakan dengan Bumi dan menciptakan awan debu di seluruh planet ini. Dari debu dan suhu dingin yang dihasilkan, ribuan spesies mati. Dinosaurus bergabung dalam kepunahan massal ini, dan kapan pun sekarang, kita bisa mengalami kepunahan massal kita sendiri.

Bukti tabrakan asteroid di masa depan dengan Bumi dapat ditemukan dengan menganalisis tabrakan masa lalu seperti yang mengakhiri zaman dinosaurus. Jadi apa yang kita ketahui tentang tabrakan itu dulu sekali? Bukti tabrakan mulai muncul ketika ilmuwan California Luis Alvarez dan putranya Walter menemukan elemen iridium di lapisan segmen di seluruh planet ini. Lapisan itu diketahui dari penanggalan radioaktif berusia 65 juta tahun, dan, jika digabungkan dengan fakta bahwa asteroid kadang-kadang diketahui kaya akan logam itu, gagasan tabrakan menjadi masuk akal.

Baca Juga : Eksperimen Memvalidasi Kemungkinan Hujan Helium di Jupiter dan Saturnus

Verifikasi teori datang ketika kawah sebenarnya yang diciptakan oleh asteroid terletak di laut lepas semenanjung Yucatan, Meksiko. Dikenal sebagai Chicxulub, kawah itu sekarang tertutup sedimen, tetapi ahli geologi dan pemetaan ruang telah menelusuri strukturnya, yang mengarah pada penemuan cincin raksasa ratusan mil di permukaan bumi.

Berdasarkan bukti ini, para ilmuwan memperkirakan bahwa asteroid yang menabrak Bumi selama zaman dinosaurus mungkin berukuran sekitar sepuluh kilometer (sekitar enam mil). Dan itu berita buruk karena asteroid atau meteorit seukuran itu diperkirakan menabrak Bumi setiap 100 juta tahun atau lebih. Dengan demikian, kita mungkin jatuh tempo. Beberapa proyek luar angkasa sekarang memindai langit untuk mendeteksi asteroid yang mungkin berada di jalur tabrakan dengan Bumi. Harapannya adalah jika ada asteroid raksasa berkemampuan kiamat menuju kita, mereka sekarang mungkin berada di orbit mengelilingi Matahari, dan kita akan memiliki pemberitahuan bertahun-tahun sebelumnya untuk melakukan sesuatu tentang hal itu.

Ada sekitar 1.000 asteroid dekat Bumi yang berdiameter lebih dari 1 km (masih merupakan ukuran yang mengancam peradaban), dan para astronom menghitung bahwa ada kemungkinan satu persen untuk bertabrakan dengan salah satunya setiap seribu tahun. Jadi, mungkin ini bukan waktunya untuk mengerjakan tempat penampungan kejatuhan yang Anda rancang pada tahun 1940-an, tetapi ini juga bukan waktunya untuk membuang cetak birunya.

2. Inilah Matahari

Matahari mungkin tampak panas pada hari musim panas, tetapi Anda belum melihat apa-apa. Itu benar: Matahari akan menjadi lebih panas di masa depan. Saat ini, permukaan Matahari sekitar 6.000 derajat Celcius (sekitar 10.000 derajat Fahrenheit). Masalahnya, Matahari hanyalah bintang setengah baya saat ini, dan bintang (tidak seperti manusia) menjadi lebih panas seiring bertambahnya usia.

Para ilmuwan thebigvantheory menentukan intensitas panas Matahari dengan mengukur cahayanya dengan dua cara berbeda. Yang pertama adalah melihat warna Matahari: Matahari memancarkan sebagian besar cahaya kuning-hijau, dengan jumlah cahaya merah yang lebih sedikit pada panjang gelombang yang lebih panjang dan jumlah cahaya biru yang lebih sedikit pada panjang gelombang yang lebih pendek.

Bintang yang lebih panas mengeluarkan lebih banyak cahaya biru dibandingkan dengan kuning-hijau, sementara bintang yang lebih dingin mengeluarkan cahaya merah yang relatif lebih banyak. Metode kedua adalah bagi para astronom untuk memecah cahaya Matahari menjadi spektrum warnanya. Para astronom menggunakan spektrograf untuk menyebarkan spektrum warna, memungkinkan mereka untuk melihat warna tertentu yang tidak ada atau relatif gelap. Warna-warna gelap ini memberi tahu para astronom tentang suhu Matahari.

Tapi apa yang akan terjadi di masa depan? Matahari sekarang sekitar setengah jalan melalui masa hidup 10 miliar tahun. Dalam beberapa miliar tahun bagian luar Matahari akan mulai membengkak, membuat Bumi lebih panas. Akhirnya, lautan akan mendidih, membuat kelangsungan hidup manusia, apalagi menyelam di laut, menjadi tidak mungkin. (Tentu saja, pada saat itu kita mungkin bisa naik roket dan pergi lebih jauh ke tata surya atau bahkan ke tata surya tetangga).

Setelah sekitar 5 miliar tahun, Matahari akan membengkak sedemikian rupa sehingga akan menjadi “raksasa merah, ” dengan permukaannya memanjang melampaui orbit Merkurius saat ini. Pada saat itu Bumi akan terpanggang, dan tak seorang pun akan berada di sekitar untuk melihat Matahari mengeluarkan lapisan luarnya, yang terlalu buruk karena sebenarnya akan sangat indah; lapisan akan mengembang untuk membuat nebula planet berwarna-warni seperti Nebula Cincin yang terkenal. Dan tak seorang pun akan berada di sekitar Bumi ketika inti Matahari yang tersisa menyusut menjadi katai putih superpanas.

Sebenarnya, bahkan sekarang beberapa bagian Matahari jauh lebih panas dari 6.000 derajat. Pusat Matahari sekitar 15 juta derajat, dan lapisan luar Matahari—korona matahari yang kita lihat pada gerhana total—sekitar 2 juta derajat (4 juta derajat Fahrenheit). Tetapi suhu tinggi itu hanya memberi tahu kita bahwa partikel (elektron, proton, dll.) di korona bergerak sangat cepat. Untungnya, bagaimanapun, tidak cukup dari mereka untuk menyimpan sejumlah energi yang berbahaya.

3) Bintang yang Meledak

Matahari kita mungkin membakar rumah kita dalam beberapa miliar tahun, tetapi ada beberapa bintang lain yang bisa meledak, atau meledak—tepatnya—setiap hari. Pada inti bintang, fusi mengubah hidrogen menjadi helium dan sedikit helium menjadi karbon. Kedengarannya cukup tidak berbahaya, bukan? Biasanya, itu. Di inti Matahari, misalnya, tekanan dari radiasi yang keluar dari fusi nuklir menyeimbangkan gravitasi, dan semuanya aman dan baik.

exploding_stars.jpg Dalam sebuah bintang yang lebih masif, bagaimanapun—satu dengan lima kali massa Matahari atau lebih—bagian dalamnya menjadi sangat panas sehingga karbon inti melebur menjadi unsur-unsur yang lebih berat seperti oksigen dan magnesium. Penciptaan unsur-unsur yang lebih berat ini menghasilkan banyak energi, dan, akhirnya, unsur-unsur itu berubah menjadi besi, ketika semua neraka pecah. Saat fusi berlanjut di inti bintang, besi mengambil energi alih-alih mengeluarkan energi. Jadi begitu besi terakumulasi di inti, energi tersedot keluar dari pusat bintang dan bintang runtuh. Dalam hitungan detik, lapisan luar jatuh dari jutaan mil ke atas, dan bintang menjadi supernova.

Baca Juga : Mengenal Planet Saturnus, Sebuah Planet Dengan Kemungkinan Memiliki Hujan Helium

Para astronom percaya bahwa supernova meledak di galaksi kita setiap 100 tahun atau lebih, tetapi kita belum pernah melihatnya sejak astronom besar Tycho Brahe (tahun 1572) dan Johannes Kepler (tahun 1604) melihat dan menulis tentang mereka. Ini mungkin karena kebanyakan supernova diyakini berada di sisi terjauh galaksi, tersembunyi dari kita oleh debu di pusat galaksi kita.

Supernova terdekat yang kita ketahui saat ini baru-baru ini terbentuk di Awan Magellan Besar, salah satu galaksi satelit Bima Sakti yang lebih dekat dengan kita di Bumi daripada beberapa bagian galaksi kita sendiri. Supernova meledak pada tahun 1987 dan mencapai kecerahan yang cukup untuk dilihat dengan mata telanjang. Kemudian memudar, tetapi, hari ini, materi yang dikeluarkan dari intinya menabrak materi yang dikeluarkan sejak lama, dan tampaknya supernova bersinar lagi. Bahkan, kita mungkin akan segera bisa melihatnya tanpa teleskop lagi.

Sejauh ini, supernova ini telah aman jauh. Tetapi supernova yang terlalu dekat dengan kita—seperti di bagian mana pun di galaksi kita—dapat memusnahkan kita semua dengan sinar-x, sinar gamma, dan partikel lainnya. Dan sebenarnya, kemungkinannya cukup realistis. Banyak ilmuwan telah memfokuskan teleskop mereka pada satu objek khususnya yang terlihat seperti bintang masif, dan, selama sekitar 100 tahun terakhir, objek tersebut menjadi terang dan berubah secara substansial. Mungkin itu adalah supernova yang hampir meledak. Atau mungkin sudah meledak, radiasinya saat ini sedang dalam perjalanan dan mampu mencapai kita kapan saja sekarang!

4) Mempercepat Alam Semesta

Seperti yang diketahui astronom Edwin Hubble pada tahun 1920-an, Alam Semesta kita terus berkembang. Saat itu, Hubble mengukur perubahan di langit dengan duduk sepanjang malam dalam cuaca dingin menggunakan teleskop untuk mengambil foto dengan eksposur hingga delapan jam. Teleskop raksasanya memfokuskan cahayanya ke sepotong kecil film yang melapisi pelat kaca.

Cahaya dari langit menciptakan spektrum, yang menunjukkan semua pola warna di langit dan pergeseran warna tersebut. Bukti dari foto-fotonya menunjukkan kepadanya bahwa galaksi-galaksi yang lebih jauh memiliki spektrum yang lebih banyak bergeser, membantunya untuk menyimpulkan, dengan lompatan jenius, bahwa Alam Semesta mengembang secara seragam.

Sejak karya awal Hubble, perluasan Alam Semesta telah menjadi landasan kosmologi. Ketika NASA meluncurkan teleskop ruang angkasa pada tahun 1990, mereka menamakannya menurut namanya, karena mempelajari kosmologi dan perluasan Alam Semesta adalah bagian utama dari misinya. Sekarang, NASA telah menamai penggantinya (akan diluncurkan pada 2010) setelah James Webb, yang merupakan Administrator NASA. (Apakah itu hal yang baik bahwa penamaannya telah dipindahkan dari ilmuwan ke birokrat belum ditentukan.)

Dalam beberapa tahun terakhir, teleskop menjadi lebih besar dan lebih kuat. Dan, pada tahun 1998, sebuah fenomena terkait telah ditemukan, dan itu mengejutkan semua orang. Ternyata galaksi-galaksi terjauh tidak pergi dengan kecepatan yang diperkirakan para astronom. Mereka pergi lebih cepat, yang membuat mereka terlihat lebih redup dari yang diharapkan. Fenomena ini dikenal sebagai “alam semesta yang mempercepat.”

Apakah Anda suka masa depan Anda panas dan cerah, atau Anda lebih suka dingin dan gelap? Teori Semesta yang dipercepat tampaknya memberi tahu kita bahwa yang terakhir inilah yang akan terjadi. Beberapa orang mengira Semesta pada akhirnya akan menghentikan ekspansinya dan mulai berkontraksi, tetapi tampaknya sekarang Semesta akan mengembang selamanya, dengan galaksi semakin menjauh, menghilang dari pandangan kita. Akhirnya, bintang-bintang akan mati dan mencapai tahap akhir mereka sebagai katai putih, bintang neutron atau lubang hitam. Setelah 50 miliar tahun atau lebih, Alam Semesta hanya akan menjadi sisa-sisa sekarat dari kemegahannya saat ini.

Ini adalah hal yang baik bahwa semua catatan sejarah—katakanlah 5000 tahun—hanya sepersepuluh juta dari waktu sampai 50 miliar tahun telah berlalu. Dibutuhkan satu triliun kali masa hidup orang dewasa 50 tahun sampai kita mencapai tahap alam semesta yang jauh itu, jadi mungkin kita tidak perlu terlalu khawatir.

Eksperimen Memvalidasi Kemungkinan Hujan Helium di Jupiter dan Saturnus
Teori Sains

Eksperimen Memvalidasi Kemungkinan Hujan Helium di Jupiter dan Saturnus

Eksperimen Memvalidasi Kemungkinan Hujan Helium di Jupiter dan Saturnus, Hampir 40 tahun yang lalu, para ilmuwan pertama kali meramalkan keberadaan hujan helium di dalam planet yang terutama terdiri dari hidrogen dan helium, seperti Jupiter dan Saturnus. Namun, mencapai kondisi eksperimental yang diperlukan untuk memvalidasi hipotesis ini belum mungkin dilakukan — sampai sekarang.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan hari ini oleh Nature, para ilmuwan mengungkapkan bukti eksperimental untuk mendukung prediksi lama ini, yang menunjukkan bahwa hujan helium mungkin terjadi pada berbagai kondisi tekanan dan suhu yang mencerminkan yang diharapkan terjadi di dalam planet-planet ini.

Baca Juga : Teori Relativitas Umum Einstein Menyingkap Kosmos

“Kami menemukan bahwa hujan helium itu nyata, dan dapat terjadi di Jupiter dan Saturnus,” kata Marius Millot, fisikawan di Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) dan salah satu penulis publikasi tersebut. “Ini penting untuk membantu para ilmuwan planet menguraikan bagaimana planet-planet ini terbentuk dan berevolusi, yang sangat penting untuk memahami bagaimana tata surya terbentuk.”

“Jupiter sangat menarik karena dianggap telah membantu melindungi wilayah planet bagian dalam tempat Bumi terbentuk,” tambah Raymond Jeanloz, rekan penulis dan profesor ilmu bumi dan planet dan astronomi di University of California, Berkeley. “Kami mungkin berada di sini karena Jupiter.”

Tim peneliti internasional, termasuk para ilmuwan dari LLNL, Komisi Energi dan Energi Alternatif Perancis, Universitas Rochester dan Universitas California, Berkeley, melakukan percobaan mereka di Laboratorium Universitas Rochester untuk Energi Laser (LLE).

“Kopling kompresi statis dan guncangan yang digerakkan laser adalah kunci untuk memungkinkan kami mencapai kondisi yang sebanding dengan interior Jupiter dan Saturnus, tetapi ini sangat menantang,” kata Millot. “Kami benar-benar harus melatih teknik untuk mendapatkan bukti yang meyakinkan. Butuh waktu bertahun-tahun dan banyak kreativitas dari tim.”

Tim menggunakan sel landasan berlian untuk memampatkan campuran hidrogen dan helium menjadi 4 gigapascal, (GPa; kira-kira 40.000 kali atmosfer bumi). Kemudian, para ilmuwan menggunakan 12 sinar raksasa dari Omega Laser LLE untuk meluncurkan gelombang kejut yang kuat untuk selanjutnya memampatkan sampel ke tekanan akhir 60-180 GPa dan memanaskannya hingga beberapa ribu derajat. Pendekatan serupa adalah kunci penemuan es air superionik.

Dengan menggunakan serangkaian alat diagnostik ultra cepat, tim mengukur kecepatan kejut, reflektifitas optik dari sampel yang dikompresi kejut dan emisi termalnya, menemukan bahwa reflektifitas sampel tidak meningkat secara mulus dengan meningkatnya tekanan kejut, seperti pada kebanyakan sampel. peneliti belajar dengan pengukuran serupa. Sebaliknya, mereka menemukan diskontinuitas dalam sinyal reflektifitas yang diamati, yang menunjukkan bahwa konduktivitas listrik sampel berubah secara tiba-tiba, tanda dari pemisahan campuran helium dan hidrogen. Dalam makalah yang diterbitkan pada tahun 2011, ilmuwan LLNL Sebastien Hamel, Miguel Morales dan Eric Schwegler menyarankan penggunaan perubahan reflektifitas optik sebagai probe untuk proses demixing.

thebigvantheory – “Eksperimen kami mengungkapkan bukti eksperimental untuk prediksi lama: Ada kisaran tekanan dan suhu di mana campuran ini menjadi tidak stabil dan hancur,” kata Millot. “Transisi ini terjadi pada kondisi tekanan dan suhu yang mendekati yang diperlukan untuk mengubah hidrogen menjadi cairan logam, dan gambaran intuitifnya adalah bahwa metalisasi hidrogen memicu demixing.”

Simulasi numerik proses demixing ini menantang karena efek kuantum yang halus. Eksperimen ini memberikan tolok ukur kritis untuk teori dan simulasi numerik. Ke depan, tim akan terus menyempurnakan pengukuran dan memperluasnya ke komposisi lain untuk terus meningkatkan pemahaman kami tentang material pada kondisi ekstrem.

Hujan Helium Mungkin Terjadi di Planet Jupiter, Saran Eksperimen Baru

Jupiter, Saturnus, dan sejumlah exoplanet raksasa yang ditemukan hingga saat ini sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium. Pada tahun 1977, ilmuwan planet meramalkan keberadaan lapisan hujan helium di dalam planet tersebut. Namun, mencapai kondisi eksperimental yang diperlukan untuk memvalidasi hipotesis ini masih belum mungkin – sampai sekarang.

“Kami menemukan bahwa hujan helium itu nyata, dan dapat terjadi di Jupiter dan Saturnus,” kata Dr. Marius Millot, fisikawan di Lawrence Livermore National Laboratory.

“Ini penting untuk membantu ilmuwan planet menguraikan bagaimana planet-planet ini terbentuk dan berevolusi, yang sangat penting untuk memahami bagaimana Tata Surya terbentuk.”

Baca Juga : Membahas Tentang Satelit Jupiter Yang Ada Di Astronomi

Jupiter sangat menarik karena dianggap telah membantu melindungi wilayah planet bagian dalam tempat Bumi terbentuk. Kami mungkin berada di sini karena Jupiter, “tambah Profesor Raymond Jeanloz dari Universitas California, Berkeley.

Dalam percobaan mereka, para peneliti menggunakan sel landasan berlian untuk mengompres campuran hidrogen dan helium hingga 4 GPa.

Mereka kemudian menggunakan 12 sinar raksasa dari Fasilitas Laser Omega di Laboratorium Energi Laser Universitas Rochester untuk meluncurkan gelombang kejut yang kuat guna memampatkan sampel lebih lanjut ke tekanan akhir 60-180 GPa dan memanaskannya hingga beberapa ribu derajat.

“Kopling kompresi statis dan guncangan yang digerakkan laser adalah kunci untuk memungkinkan kami mencapai kondisi yang sebanding dengan interior Jupiter dan Saturnus, tetapi ini sangat menantang,” kata Dr. Millot.

“Kami benar-benar harus mengerjakan teknik untuk mendapatkan bukti yang meyakinkan. Butuh waktu bertahun-tahun dan banyak kreativitas dari tim. ”

Dengan menggunakan serangkaian alat diagnostik ultra cepat, para ilmuwan mengukur kecepatan kejut, reflektifitas optik dari sampel yang dikompresi kejut, dan emisi termalnya.

Mereka menemukan bahwa reflektifitas sampel tidak meningkat dengan mulus dengan meningkatnya tekanan kejut.

Sebaliknya, mereka menemukan diskontinuitas dalam sinyal reflektifitas yang diamati, yang menunjukkan bahwa konduktivitas listrik sampel berubah secara tiba-tiba, tanda dari pemisahan campuran helium dan hidrogen.

“Eksperimen kami mengungkapkan bukti eksperimental untuk prediksi lama: ada kisaran tekanan dan suhu di mana campuran ini menjadi tidak stabil dan hancur,” kata Dr. Millot.

“Transisi ini terjadi pada kondisi tekanan dan suhu yang mendekati yang diperlukan untuk mengubah hidrogen menjadi cairan logam, dan gambaran intuitifnya adalah bahwa metalisasi hidrogen memicu demixing.”

Tim sekarang berencana untuk menyempurnakan pengukuran dan memperluasnya ke komposisi lain dalam upaya terus meningkatkan pemahaman kami tentang material pada kondisi ekstrem.

Penemuan ini dipublikasikan di jurnal Nature.com.

Ide dalam Sains: Teori, Hipotesis, dan Hukum
Teori Sains

Ide dalam Sains: Teori, Hipotesis, dan Hukum

Ide dalam Sains: Teori, Hipotesis, dan Hukum – Bayangkan diri Anda berbelanja di toko bahan makanan dengan seorang teman baik yang kebetulan adalah seorang ahli kimia. Berjuang untuk memilih di antara banyak jenis tomat di depan Anda, Anda mengambil satu, menoleh ke teman Anda, dan bertanya apakah menurutnya tomat itu organik.

Teman Anda hanya terkekeh dan menjawab, “Tentu saja ini organik!” bahkan tanpa melihat bagaimana buah itu tumbuh. Mengapa reaksi geli? Teman Anda menyoroti perbedaan sederhana dalam kosakata. Bagi seorang ahli kimia, istilah organik mengacu pada senyawa apa pun di mana hidrogen terikat pada karbon. Tomat (seperti semua tanaman) kaya akan senyawa organik – demikian tawa teman Anda. Dalam pertanian modern, bagaimanapun, organik telah diartikan sebagai bahan makanan yang ditanam atau dibesarkan tanpa menggunakan pupuk kimia, pestisida, atau bahan tambahan lainnya.

Jadi siapa yang benar? Kalian berdua. Kedua penggunaan kata tersebut benar, meskipun artinya berbeda dalam konteks yang berbeda. Tentu saja ada banyak kata yang memiliki lebih dari satu arti (seperti kelelawar, misalnya), tetapi banyak arti bisa sangat membingungkan ketika dua arti menyampaikan gagasan yang sangat berbeda dan khusus untuk satu bidang studi.

Teori Sains

Istilah teori juga memiliki dua arti, dan pengertian ganda ini seringkali menimbulkan kebingungan. Dalam bahasa umum, istilah teori umumnya mengacu pada spekulasi atau firasat atau tebakan. Anda mungkin memiliki teori tentang mengapa tim olahraga favorit Anda tidak bermain bagus, atau siapa yang makan kue terakhir dari toples kue. Tetapi teori-teori ini tidak sesuai dengan penggunaan ilmiah istilah tersebut. Dalam sains, teori adalah sekumpulan ide yang didukung dengan baik dan komprehensif yang menjelaskan fenomena di alam. Teori ilmiah didasarkan pada sejumlah besar data dan pengamatan yang telah dikumpulkan dari waktu ke waktu. Teori ilmiah dapat diuji dan disempurnakan dengan penelitian tambahan, dan memungkinkan ilmuwan membuat prediksi. Meskipun Anda mungkin benar dalam firasat Anda, dugaan toples kue Anda tidak sesuai dengan definisi yang lebih ketat ini.

Baca Juga : Teori Relativitas Umum Einstein Menyingkap Kosmos

Semua disiplin ilmu memiliki teori fundamental yang mapan. Misalnya, teori atom menjelaskan sifat materi dan didukung oleh banyak bukti dari cara zat berperilaku dan bereaksi di dunia sekitar kita (lihat seri kami tentang Teori Atom). Teori lempeng tektonik menggambarkan pergerakan skala besar lapisan terluar Bumi dan didukung oleh bukti dari penelitian tentang gempa bumi, sifat magnetis batuan yang menyusun dasar laut, dan sebaran gunung berapi di Bumi (lihat seri kami di Lempeng Tektonik Teori). Teori evolusi melalui seleksi alam, yang menjelaskan mekanisme yang mewarisi sifat yang mempengaruhi kelangsungan hidup atau keberhasilan reproduksi dapat menyebabkan perubahan pada organisme hidup dari generasi ke generasi, didukung oleh penelitian ekstensif tentang DNA, fosil, dan jenis bukti ilmiah lainnya (lihat kami Seri Charles Darwin untuk informasi lebih lanjut). Masing-masing teori utama ini memandu dan menginformasikan penelitian modern di bidang tersebut, dengan mengintegrasikan serangkaian ide yang luas dan komprehensif.

Jadi bagaimana teori fundamental ini dikembangkan, dan mengapa mereka dianggap didukung dengan baik? Mari kita lihat lebih dekat beberapa data dan penelitian yang mendukung teori seleksi alam untuk melihat lebih dekat bagaimana sebuah teori berkembang.

Perkembangan teori sains: Evolusi dan seleksi alam

thebigvantheory evolusi melalui seleksi alam terkadang difitnah sebagai spekulasi Charles Darwin tentang asal mula bentuk kehidupan modern. Namun, teori evolusi bukanlah spekulasi. Walaupun Darwin dianggap sebagai yang pertama kali mengartikulasikan teori seleksi alam, gagasannya dibangun di atas lebih dari satu abad penelitian ilmiah yang muncul sebelumnya, dan didukung oleh lebih dari satu setengah abad penelitian sejak itu.

The Fixity Notion: Linnaeus

Penelitian tentang asal-usul dan keragaman kehidupan berkembang biak pada abad ke-18 dan ke-19. Carolus Linnaeus, seorang ahli botani Swedia dan bapak taksonomi modern (lihat modul kami Taksonomi I untuk informasi lebih lanjut), adalah seorang Kristen taat yang percaya pada konsep Fixity of Species, sebuah gagasan yang didasarkan pada kisah penciptaan dalam Alkitab. Konsep Fixity of Species menyatakan bahwa setiap spesies didasarkan pada bentuk ideal yang tidak berubah seiring waktu.

Pada tahap awal karirnya, Linnaeus melakukan perjalanan secara ekstensif dan mengumpulkan data tentang persamaan struktural dan perbedaan antara spesies tumbuhan yang berbeda. Memperhatikan bahwa beberapa tumbuhan yang sangat berbeda memiliki struktur yang mirip, ia mulai menyusun karya tengara miliknya, Systema Naturae, pada tahun 1735 (Gambar 1). Dalam Systema, Linnaeus mengklasifikasikan organisme ke dalam kelompok terkait berdasarkan kesamaan fitur fisiknya.

Dia mengembangkan sistem klasifikasi hierarkis, bahkan menggambar hubungan antara spesies yang tampaknya berbeda (misalnya, manusia, orangutan, dan simpanse) berdasarkan kesamaan fisik yang dia amati antara organisme ini. Linnaeus tidak secara eksplisit membahas perubahan dalam organisme atau mengusulkan alasan hierarkinya, tetapi dengan mengelompokkan organisme berdasarkan karakteristik fisik, ia menyarankan bahwa spesies terkait, secara tidak sengaja menantang gagasan Fixity bahwa setiap spesies diciptakan dalam bentuk yang unik dan ideal.

Zaman Bumi: Leclerc dan Hutton

Juga di awal 1700-an, Georges-Louis Leclerc, seorang naturalis Prancis, dan James Hutton, seorang ahli geologi Skotlandia, mulai mengembangkan ide-ide baru tentang usia Bumi. Pada saat itu, banyak orang mengira Bumi berusia 6.000 tahun, berdasarkan interpretasi ketat dari peristiwa yang dirinci dalam Perjanjian Lama Kristen oleh Uskup Agung Skotlandia Ussher yang berpengaruh. Dengan mengamati planet dan komet lain di tata surya, Leclerc berhipotesis bahwa Bumi bermula dari batuan cair yang panas dan berapi-api, sebagian besar terdiri dari besi. Dengan menggunakan laju pendinginan besi, Leclerc menghitung bahwa Bumi harus berusia setidaknya 70.000 tahun untuk mencapai suhu saat ini.

Hutton mendekati topik yang sama dari perspektif yang berbeda, mengumpulkan pengamatan tentang hubungan antara formasi batuan yang berbeda dan laju proses geologi modern di dekat rumahnya di Skotlandia. Dia menyadari bahwa proses erosi dan sedimentasi yang relatif lambat tidak dapat menciptakan semua lapisan batuan yang terbuka hanya dalam beberapa ribu tahun (lihat modul kami The Rock Cycle). Berdasarkan koleksi datanya yang ekstensif (hanya satu dari sekian banyak terbitannya yang mencapai 2.138 halaman), Hutton menyatakan bahwa Bumi jauh lebih tua dari sejarah manusia – berusia ratusan juta tahun.

Sementara kita sekarang tahu bahwa Leclerc dan Hutton secara signifikan meremehkan usia Bumi (sekitar 4 miliar tahun), pekerjaan mereka menghancurkan kepercayaan yang telah lama dipegang dan membuka jendela penelitian tentang bagaimana kehidupan dapat berubah dalam rentang waktu yang sangat lama ini.

Hipotesis dan hukum: Konsep ilmiah lainnya

Salah satu tantangan dalam memahami istilah ilmiah seperti teori adalah tidak adanya definisi yang tepat bahkan dalam komunitas ilmiah. Beberapa ilmuwan memperdebatkan apakah proposal tertentu pantas ditetapkan sebagai hipotesis atau teori, dan yang lain secara keliru menggunakan istilah tersebut secara bergantian. Tetapi ada perbedaan dalam istilah-istilah ini. Hipotesis adalah penjelasan yang diajukan untuk fenomena yang dapat diamati. Hipotesis, seperti halnya teori, didasarkan pada pengamatan dari penelitian. Misalnya, LeClerc tidak berhipotesis bahwa Bumi telah mendingin dari bola besi yang meleleh sebagai tebakan acak; sebaliknya, ia mengembangkan hipotesis ini berdasarkan pengamatannya terhadap informasi dari meteorit.

Seorang ilmuwan sering mengajukan hipotesis sebelum penelitian menegaskannya sebagai cara untuk memprediksi hasil penelitian untuk membantu menentukan parameter penelitian dengan lebih baik. Hipotesis LeClerc memungkinkannya menggunakan parameter yang diketahui (laju pendinginan besi) untuk melakukan pekerjaan tambahan. Komponen kunci dari hipotesis ilmiah formal adalah bahwa hipotesis tersebut dapat diuji dan dipalsukan. Misalnya, ketika Richard Lenski pertama kali mengisolasi 12 strain bakterinya, dia kemungkinan berhipotesis bahwa mutasi acak akan menyebabkan perbedaan muncul dalam jangka waktu tertentu pada strain bakteri yang berbeda. Namun ketika hipotesis muncul dalam sains, seorang ilmuwan juga akan membuat hipotesis alternatif, yaitu penjelasan yang menjelaskan suatu penelitian jika datanya tidak mendukung hipotesis asli. Jika strain bakteri yang berbeda dalam penelitian Lenski tidak menyimpang selama periode waktu yang ditentukan, mungkin tingkat mutasi lebih lambat dari yang diperkirakan.

Jadi Anda mungkin bertanya, jika teori didukung dengan baik, apakah akhirnya teori itu menjadi hukum? Jawabannya adalah tidak – bukan karena tidak didukung dengan baik, tetapi karena teori dan hukum adalah dua hal yang sangat berbeda. Hukum menggambarkan fenomena, seringkali secara matematis. Teori, bagaimanapun, menjelaskan fenomena. Misalnya, pada tahun 1687 Isaac Newton mengajukan Teori Gravitasi, yang menggambarkan gravitasi sebagai gaya tarik-menarik antara dua benda. Sebagai bagian dari teori ini, Newton mengembangkan Hukum Gravitasi Universal yang menjelaskan bagaimana gaya ini bekerja. Hukum ini menyatakan bahwa gaya gravitasi antara dua benda berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar benda tersebut. Hukum Newton tidak menjelaskan mengapa ini benar, tetapi menjelaskan bagaimana gravitasi berfungsi (lihat modul Gravity: Newtonian Relationships kami untuk lebih detail).

Baca Juga : Mengenal Awal Mula Dan Apa itu Kosmos

Pada tahun 1916, Albert Einstein mengembangkan teorinya tentang relativitas umum untuk menjelaskan mekanisme pengaruh gravitasi. Karya Einstein menantang teori Newton, dan telah ditemukan setelah pengujian dan penelitian ekstensif untuk mendeskripsikan fenomena gravitasi dengan lebih akurat. Sementara karya Einstein telah menggantikan Newton sebagai penjelasan dominan tentang gravitasi dalam sains modern, Hukum Gravitasi Universal Newton masih digunakan karena secara wajar (dan lebih sederhana) menggambarkan gaya gravitasi dalam banyak kondisi. Demikian pula, Hukum Suksesi Faunal yang dikembangkan oleh William Smith tidak menjelaskan mengapa organisme mengikuti satu sama lain dengan cara yang berbeda dan dapat diprediksi di lapisan batuan, tetapi secara akurat menggambarkan fenomena tersebut.

Teori, hipotesis, dan hukum mendorong kemajuan ilmiah

Teori, hipotesis, dan hukum bukan hanya komponen penting dari sains, tetapi juga mendorong kemajuan ilmiah. Misalnya, biologi evolusioner sekarang berdiri sebagai bidang sains tersendiri yang berfokus pada asal-usul dan keturunan spesies. Ahli geologi sekarang mengandalkan lempeng tektonik sebagai model konseptual dan teori pemandu ketika mereka mempelajari proses yang bekerja di kerak bumi.

Dan fisikawan mengacu pada teori atom ketika mereka memprediksi keberadaan partikel subatom yang belum ditemukan. Ini tidak berarti bahwa sains telah “selesai”, atau bahwa semua teori penting telah ditemukan. Seperti evolusi, kemajuan sains terjadi secara bertahap dan singkatnya, ledakan dramatis. Kedua jenis kemajuan tersebut sangat penting untuk menciptakan basis pengetahuan yang kuat dengan data sebagai fondasi dan teori ilmiah yang memberi struktur pada pengetahuan itu.

Bagaimana Teori Gempa Bumi Dari Lempeng Tektonik Lahir
Teori Sains

Bagaimana Teori Gempa Bumi Dari Lempeng Tektonik Lahir

Bagaimana Teori Gempa Bumi Dari Lempeng Tektonik Lahir, Beberapa ide hebat mengguncang dunia. Selama berabad-abad, lapisan terluar Bumi dianggap statis, kaku, dan terkunci di tempatnya. Tapi teori lempeng tektonik telah mengguncang gambaran planet ini sampai ke intinya. Tektonik lempeng mengungkap bagaimana permukaan bumi terus bergerak, dan bagaimana fitur-fiturnya – gunung berapi, gempa bumi, cekungan samudra, dan pegunungan – secara intrinsik terkait dengan interiornya yang panas. Bentang alam planet yang kita kenal, yang sekarang kita ketahui, adalah produk dari siklus ribuan tahun di mana planet terus-menerus mengubah dirinya sendiri.

Ketika lempeng tektonik muncul pada 1960-an, ia menjadi teori pemersatu, “teori global pertama yang diterima secara umum dalam seluruh sejarah ilmu bumi”, tulis sejarawan ilmu pengetahuan Universitas Harvard, Naomi Oreskes, dalam pengantar Plate Tectonics: An Insider’s History dari Teori Modern Bumi. Pada tahun 1969, ahli geofisika J. Tuzo Wilson membandingkan dampak revolusi intelektual dalam ilmu bumi ini dengan teori relativitas umum Einstein, yang telah menghasilkan pemikiran serupa yang terbalik tentang sifat alam semesta.

Tektonik lempeng menggambarkan bagaimana seluruh lapisan terluar bumi setebal 100 kilometer, yang disebut litosfer, dipecah menjadi teka-teki gambar lempeng – lempengan batu yang menopang benua dan dasar laut – yang meluncur di atas lapisan dalam yang panas dan berputar perlahan. Bergerak dengan kecepatan antara 2 dan 10 sentimeter setiap tahun, beberapa lempeng bertabrakan, beberapa menyimpang, dan beberapa bergesekan satu sama lain. Dasar laut baru tercipta di tengah lautan dan hilang saat lempeng tenggelam kembali ke interior planet. Siklus ini memunculkan banyak keajaiban geologi Bumi, serta bahaya alamnya.

“Sungguh menakjubkan bagaimana ia mengikat potongan-potongan itu: penyebaran dasar laut, garis magnetik di dasar laut… tempat gempa bumi terbentuk, di mana pegunungan terbentuk,” kata Bradford Foley, ahli geodinamika di Penn State. “Hampir semuanya jatuh pada tempatnya.”

Dengan begitu banyak bukti yang sekarang diketahui, teori tersebut terasa jelas, hampir tak terhindarkan. Tapi perjalanan konseptual dari daratan tetap ke Bumi yang bergolak dan gelisah itu panjang dan berputar-putar, diselingi oleh momen-momen wawasan murni dan dipandu oleh pengumpulan data selama beberapa dekade.

Benua terpaut

thebigvantheory – Pada tahun 1912, ahli meteorologi Jerman Alfred Wegener mengusulkan pada pertemuan Asosiasi Geologi Frankfurt bahwa daratan bumi mungkin sedang bergerak. Pada saat itu, gagasan yang berlaku menyatakan bahwa gunung-gunung terbentuk seperti kerutan di planet ini karena perlahan-lahan kehilangan panas pembentukannya dan permukaannya menyusut. Sebaliknya, kata Wegener, pegunungan terbentuk ketika benua bertabrakan saat melayang melintasi permukaan planet. Meskipun sekarang berjauhan, benua-benua itu pernah bergabung menjadi benua super Wegener yang dijuluki Pangaea, atau “seluruh Bumi”. Ini akan menjelaskan mengapa batuan dengan jenis dan usia yang sama, serta fosil yang identik, ditemukan di kedua sisi Samudra Atlantik, misalnya.

Gagasan tentang benua yang melayang ini membuat penasaran beberapa ilmuwan. Banyak orang lainnya, terutama ahli geologi, tidak terkesan, bermusuhan, bahkan ngeri. Gagasan Wegener, menurut para pengkritik, terlalu spekulatif, tidak cukup didasarkan pada prinsip-prinsip geologi yang berlaku seperti uniformitarianisme, yang berpendapat bahwa kekuatan geologi yang bergerak lambat yang bekerja di Bumi saat ini juga pasti telah bekerja di masa lalu. Prinsip tersebut dianggap menuntut agar benua ditetapkan pada tempatnya.

Ahli geologi Jerman Max Semper dengan jijik menulis pada tahun 1917 bahwa gagasan Wegener “didirikan dengan penggunaan metode ilmiah yang dangkal, mengabaikan berbagai bidang geologi,” menambahkan bahwa ia berharap Wegener akan mengalihkan perhatiannya ke bidang sains lain dan membiarkan geologi. ” O suci Florian, lindungi rumah ini tapi bakar yang lain! ” tulisnya sinis.

Perdebatan antara “mobilis” dan “pemecah masalah” berkecamuk sepanjang tahun 1920-an, semakin memanas saat merembes ke dalam lingkaran berbahasa Inggris. Pada tahun 1926, pada pertemuan American Association of Petroleum Geologists di New York City, ahli geologi Rollin T. Chamberlin menolak hipotesis Wegener sebagai campuran dari pengamatan yang tidak terkait. Gagasan tersebut, kata Chamberlin, “adalah tipe yang longgar, di mana ia mengambil kebebasan yang cukup besar dengan globe kita, dan tidak terlalu terikat oleh batasan atau terikat oleh fakta-fakta yang canggung dan jelek daripada kebanyakan teori saingannya.”

Salah satu hal yang paling menonjol dari gagasan Wegener, yang sekarang disebut pergeseran benua, adalah bahwa hal itu tidak dapat menjelaskan bagaimana benua bergerak. Pada tahun 1928, ahli geologi Inggris Arthur Holmes memberikan penjelasan potensial untuk gerakan itu. Dia mengusulkan bahwa benua mungkin mengambang seperti rakit di atas lapisan batuan kental, sebagian cair jauh di dalam Bumi. Panas dari peluruhan bahan radioaktif, dia menyarankan, membuat lapisan ini mendidih perlahan, menciptakan arus sirkulasi besar di dalam batuan cair yang pada gilirannya perlahan-lahan menggeser benua.

Baca Juga : Teori Relativitas Umum Einstein Menyingkap Kosmos

Holmes mengakui dia tidak memiliki data untuk mendukung gagasan itu, dan komunitas geologi sebagian besar tetap tidak yakin dengan pergeseran benua. Ahli geologi beralih ke hal-hal lain, seperti mengembangkan skala kekuatan gempa bumi dan merancang metode untuk menentukan tanggal bahan organik secara tepat menggunakan bentuk radioaktif karbon, karbon-14.

Data membanjir masuk

Minat yang bangkit kembali pada pergeseran benua muncul pada tahun 1950-an dari bukti dari sumber yang tidak terduga – dasar lautan. Perang Dunia II telah membawa perkembangan pesat kapal selam dan sonar, dan para ilmuwan segera menggunakan teknologi baru untuk mempelajari dasar laut. Dengan menggunakan sonar, yang memencet dasar laut dengan gelombang suara dan mendengarkan denyut nadi balik, para peneliti memetakan sejauh mana rantai pegunungan bawah air yang terus menerus dan bercabang dengan retakan panjang di bagian tengahnya. Sistem retakan di seluruh dunia ini mengular selama lebih dari 72.000 kilometer di seluruh dunia, memotong pusat samudra dunia.

Dipersenjatai dengan magnetometer untuk mengukur medan magnet, para peneliti juga memetakan orientasi magnet batuan dasar laut – bagaimana mineral bantalan besinya diorientasikan relatif terhadap medan Bumi. Tim menemukan bahwa batuan dasar laut memiliki pola “garis zebra” yang khas: Pita dengan polaritas normal, yang orientasi magnetnya sesuai dengan medan magnet bumi saat ini, bergantian dengan pita dengan polaritas terbalik. Temuan ini menunjukkan bahwa masing-masing pita terbentuk pada waktu yang berbeda.

Sementara itu, peningkatan dukungan untuk deteksi dan pelarangan pengujian nuklir bawah tanah juga menciptakan peluang bagi ahli seismologi: kesempatan untuk membuat jaringan stasiun seismograf berstandar global. Pada akhir 1960-an, sekitar 120 stasiun berbeda dipasang di 60 negara berbeda, dari pegunungan Addis Ababa di Etiopia hingga aula Universitas Georgetown di Washington, D.C., hingga Kutub Selatan yang beku. Berkat banjir data seismik berkualitas tinggi yang dihasilkan, para ilmuwan menemukan dan memetakan gemuruh di sepanjang sistem retakan di tengah samudra, yang sekarang disebut pegunungan tengah laut, dan di bawah parit. Gempa di dekat palung laut yang sangat dalam sangat menarik: Gempa itu berasal jauh lebih dalam di bawah tanah daripada yang diperkirakan para ilmuwan. Dan punggung bukit itu sangat panas dibandingkan dengan dasar laut di sekitarnya, para ilmuwan belajar dengan menggunakan probe baja tipis yang dimasukkan ke dalam inti yang dibor dari kapal ke dasar laut.

Pada awal 1960-an, dua peneliti yang bekerja secara independen, ahli geologi Harry Hess dan ahli geofisika Robert S. Dietz, menyatukan petunjuk yang berbeda – dan menambahkan gagasan lama Holmes tentang lapisan yang mendasari arus yang bersirkulasi di dalam batuan panas. Punggungan tengah samudra, masing-masing menegaskan, mungkin tempat sirkulasi mendorong batuan panas ke permukaan. Kekuatan yang kuat mendorong potongan litosfer bumi terpisah. Ke dalam celah, lahar menggelembung – dan dasar laut baru lahir. Saat potongan-potongan litosfer bergerak terpisah, dasar laut baru terus terbentuk di antara mereka, yang disebut “penyebaran dasar laut”.

Momentum tersebut memuncak dalam pertemuan dua hari yang mungkin hanya terdiri dari 100 ilmuwan bumi pada tahun 1966, yang diadakan di Institut Goddard untuk Studi Luar Angkasa di New York. “Sangat jelas, pada konferensi di New York ini, bahwa semuanya akan berubah,” ahli geofisika Universitas Cambridge Dan McKenzie mengatakan kepada Geological Society of London pada tahun 2017 dalam refleksi pada pertemuan tersebut.

Tapi masuk, “tidak ada yang tahu” bahwa pertemuan ini akan menjadi momen penting bagi ilmu bumi, kata ahli seismologi Lynn Sykes dari Universitas Columbia. Sykes, yang saat itu meraih gelar Ph.D., adalah salah satu undangan; dia baru saja menemukan pola yang berbeda dalam gempa bumi di pegunungan tengah laut. Pola ini menunjukkan bahwa dasar laut di kedua sisi punggung bukit telah terlepas, bagian penting dari bukti lempeng tektonik.

Pada pertemuan tersebut, berbicara setelah berbicara tentang tumpukan data di atas data untuk mendukung penyebaran dasar laut, termasuk data gempa bumi Sykes dan pola garis-garis zebra simetris. Segera menjadi jelas bahwa temuan ini dibangun menuju satu narasi terpadu: Punggungan tengah samudra adalah tempat lahir dasar laut baru, dan palung laut dalam adalah kuburan tempat litosfer lama diserap kembali ke pedalaman. Siklus kelahiran dan kematian ini telah membuka dan menutup lautan berulang kali, menyatukan benua dan kemudian memisahkannya.

Buktinya sangat banyak, dan selama konferensi ini “kemenangan mobilisme telah ditetapkan dengan jelas,” ahli geofisika Xavier Le Pichon, yang sebelumnya skeptis terhadap penyebaran dasar laut, menulis pada tahun 2001 dalam esai retrospektifnya, “Konversi saya ke lempeng tektonik,” termasuk dalam buku Oreskes.

Lempeng Tektonik Muncul

Seluruh komunitas ilmu bumi menyadari temuan ini pada musim semi berikutnya, pada pertemuan tahunan American Geophysical Union. Wilson memaparkan berbagai bukti untuk pandangan baru tentang dunia ini kepada audiens yang jauh lebih besar di Washington, DC Pada saat itu, hanya ada sedikit penolakan dari komunitas, Sykes berkata: “Segera, mereka menerimanya, yang mengejutkan . ”

Para ilmuwan sekarang tahu bahwa dasar laut dan benua bumi sedang bergerak, dan bahwa pegunungan dan parit menandai tepi balok-balok besar litosfer. Tapi bagaimana balok-balok ini bergerak, semuanya serempak, mengelilingi planet ini? Untuk merencanakan koreografi tarian kompleks ini, dua kelompok terpisah menggunakan teorema yang dirancang oleh ahli matematika Leonhard Euler pada abad ke-18. Teorema menunjukkan bahwa benda kaku bergerak mengelilingi bola seolah-olah berputar mengelilingi sumbu. McKenzie dan ahli geofisika Robert Parker menggunakan teorema ini untuk menghitung tarian blok litosfer – lempeng. Tanpa sepengetahuan mereka, ahli geofisika W. Jason Morgan secara mandiri menemukan solusi serupa.

Dengan potongan terakhir ini, lahirlah teori pemersatu lempeng tektonik. Perselisihan panjang tentang pergeseran benua sekarang tampaknya tidak hanya kuno, tetapi juga “penawar serius bagi kepercayaan diri manusia,” kata fisikawan Egon Orowan Science News pada tahun 1970.

Baca Juga : Orion Merupakan Sejenis Penampakan konstelasi terkemuka yang terletak di ekuator langit dan terlihat di seluruh dunia 

Orang-orang mendapat banyak manfaat dari visi yang lebih jelas tentang cara kerja Bumi ini, termasuk kemampuan untuk lebih mempersiapkan diri menghadapi gempa bumi, tsunami, dan gunung berapi. Tektonik lempeng juga telah membentuk penelitian baru lintas sains, menawarkan informasi penting tentang bagaimana iklim berubah dan tentang evolusi kehidupan di Bumi.

Namun, masih banyak yang belum kita pahami, seperti kapan dan bagaimana pergeseran permukaan bumi yang gelisah dimulai – dan kapan hal itu mungkin berakhir. Yang juga membingungkan adalah mengapa lempeng tektonik tampaknya tidak terjadi di tempat lain di tata surya, kata Lindy Elkins-Tanton, ilmuwan planet di Arizona State University di Tempe. “Bagaimana sesuatu bisa menjadi revolusi intelektual yang lengkap dan juga tidak bisa dijelaskan pada saat bersamaan?”

Teori Relativitas Umum Einstein Menyingkap Kosmos
Teori Sains

Teori Relativitas Umum Einstein Menyingkap Kosmos

Teori Relativitas Umum Einstein Menyingkap Kosmos, Pikiran Albert Einstein menemukan kembali ruang dan waktu, meramalkan alam semesta yang begitu aneh dan megah sehingga menantang batas imajinasi manusia. Ide yang lahir di kantor paten Swiss yang berkembang menjadi teori dewasa di Berlin menghasilkan gambaran baru yang radikal tentang kosmos, yang berakar pada pemahaman baru yang lebih dalam tentang gravitasi.

Di luar adalah gagasan Newton, yang telah berkuasa selama hampir dua abad, tentang massa yang tampaknya saling tarik-menarik. Sebaliknya, Einstein menyajikan ruang dan waktu sebagai kain terpadu yang terdistorsi oleh massa dan energi. Objek melengkungkan kain ruangwaktu seperti beban yang bertumpu pada trampolin, dan kelengkungan kain memandu gerakannya. Dengan wawasan ini, gravitasi dijelaskan.

Einstein mempresentasikan teori relativitas umumnya pada akhir tahun 1915 dalam serangkaian kuliah di Berlin. Tetapi baru setelah gerhana matahari pada tahun 1919 semua orang memperhatikan. Teorinya meramalkan bahwa objek masif – katakanlah, matahari – dapat mengubah ruangwaktu di dekatnya hingga membelokkan cahaya dari jalur garis lurusnya. Bintang-bintang yang jauh akan muncul tidak persis seperti yang diharapkan. Foto-foto yang diambil selama gerhana membuktikan bahwa pergeseran posisi sesuai dengan prediksi Einstein. “Semua lampu miring di langit; orang-orang sains kurang lebih agog, ”kata sebuah tajuk New York Times.

Bahkan satu dekade kemudian, sebuah cerita dalam Science News Letter, pendahulu Science News, menulis tentang “Kerusuhan untuk memahami teori Einstein” (SN: 2/1/30, hal. 79). Rupanya polisi tambahan harus dipanggil untuk mengendalikan kerumunan 4.500 orang yang “mendobrak gerbang besi dan menganiaya satu sama lain” di Museum Sejarah Alam Amerika di New York City untuk mendengar penjelasan tentang relativitas umum.

Pada tahun 1931, fisikawan Albert A. Michelson, orang Amerika pertama yang memenangkan Hadiah Nobel di bidang sains, menyebut teori tersebut sebagai “revolusi dalam pemikiran ilmiah yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam sejarah sains”.

Tetapi untuk semua kekuatan ramalan yang kami puji pada Einstein hari ini, dia adalah seorang peramal yang enggan. Kita sekarang tahu bahwa relativitas umum menawarkan lebih dari yang diinginkan atau mampu dilihat Einstein. “Itu adalah cara yang sangat berbeda dalam memandang alam semesta,” kata astrofisikawan David Spergel dari Institut Flatiron Yayasan Simons di thebigvantheory New York City, “dan itu memiliki beberapa implikasi liar yang tidak ingin diterima oleh Einstein sendiri.” Terlebih lagi, kata Spergel (anggota Dewan Kehormatan Society for Science, penerbit Science News), “aspek paling liar dari relativitas umum ternyata benar.”

Apa yang selama ini menyamar sebagai tempat yang sunyi, statis, dan terbatas justru merupakan arena yang dinamis dan terus berkembang yang diisi dengan kerusuhannya sendiri dari hewan-hewan pembengkok ruang. Galaksi berkumpul dalam superkluster dengan skala yang jauh lebih besar dari apa pun yang dianggap para ahli sebelum abad ke-20. Di dalam galaksi-galaksi itu tidak hanya terdapat bintang dan planet, tetapi juga kebun binatang objek-objek eksotis yang menggambarkan kecenderungan relativitas umum untuk keanehan, termasuk bintang neutron, yang mengemas massa bintang gemuk ke dalam ukuran kota, dan lubang hitam, yang memutarbalikkan ruangwaktu sangat kuat sehingga tidak ada cahaya yang bisa lolos. Dan ketika raksasa ini bertabrakan, mereka mengguncang ruangwaktu, meledakkan energi dalam jumlah yang sangat besar. Kosmos kita penuh kekerasan, berkembang dan penuh dengan kemungkinan seperti fiksi ilmiah yang benar-benar muncul dari relativitas umum.

“Relativitas umum membuka panggung besar hal-hal untuk kita lihat dan coba dan mainkan,” kata astrofisikawan Saul Perlmutter dari University of California, Berkeley. Dia menunjuk pada gagasan bahwa alam semesta berubah secara dramatis selama masa hidupnya – “gagasan seumur hidup tentang alam semesta adalah konsep yang aneh” – dan gagasan bahwa kosmos mengembang, ditambah pemikiran bahwa ia bisa runtuh dan muncul. akhir, dan bahkan mungkin ada alam semesta lain. “Kamu akan menyadari bahwa dunia bisa jadi jauh lebih menarik bahkan dari yang kita pernah bayangkan sebelumnya.”


Gambaran yang meluas

Persamaan relativitas umum Einstein adalah mata air dari mana pandangan kita saat ini tentang kosmos mengalir. Bahwa teori terus memberikan begitu banyak pertanyaan kaya adalah bagian dari apa yang membuatnya “luar biasa,” kata David Spergel, astrofisikawan di Institut Flatiron Yayasan Simons di New York City. Selama abad terakhir, kami telah mendeteksi binatang kosmik yang tidak dapat dibayangkan.

Baca Juga : 10 Teori Ilmiah Paling Revolusioner di Bidang Sains

Kami juga telah mempelajari beberapa fakta penting tentang kosmos kita: Alam semesta mengembang, dan dengan laju yang semakin cepat. Alam semesta dimulai dengan ledakan 13,8 miliar tahun yang lalu. Dan bentuk misterius dari materi dan energi sedang membentuk kosmos dengan cara yang tidak terduga dan sebagian besar tidak diketahui. Baca tentang beberapa pencapaian dalam gambaran kami yang berkembang, termasuk kontribusi Vera Rubin.


Relativitas umum telah menjadi dasar untuk pemahaman kosmos saat ini. Namun gambaran saat ini masih jauh dari lengkap. Masih banyak pertanyaan yang tersisa tentang materi dan gaya misterius, tentang awal dan akhir alam semesta, tentang bagaimana ilmu pengetahuan tentang benda-benda besar terhubung dengan mekanika kuantum, ilmu yang sangat kecil. Beberapa astronom percaya bahwa rute yang menjanjikan untuk menjawab beberapa dari hal-hal yang tidak diketahui itu adalah fitur relativitas umum lainnya yang awalnya kurang dihargai – kekuatan cahaya yang bengkok untuk memperbesar fitur-fitur kosmos.

Ilmuwan saat ini terus mencari dan mendorong relativitas umum untuk menemukan petunjuk tentang apa yang mungkin mereka lewatkan. Relativitas umum sekarang sedang diuji ke tingkat presisi yang sebelumnya tidak mungkin, kata astrofisikawan Priyamvada Natarajan dari Universitas Yale. “Relativitas umum memperluas pandangan kosmik kita, kemudian memberi kita fokus yang lebih tajam pada kosmos, dan kemudian membalik tabel di atasnya dan berkata, ‘sekarang kita bisa mengujinya dengan lebih kuat.’” Pengujian inilah yang mungkin akan mengungkap masalah dengan teori yang mungkin menunjukkan jalan ke gambaran yang lebih lengkap.

Jadi, lebih dari satu abad setelah relativitas umum diluncurkan, ada banyak hal yang perlu diramalkan. Alam semesta mungkin menjadi lebih liar lagi.

Ravenous beasts

Lebih dari satu abad setelah Einstein meluncurkan relativitas umum, para ilmuwan memperoleh konfirmasi visual dari salah satu binatangnya yang paling mengesankan. Pada tahun 2019, jaringan teleskop global mengungkapkan ruangwaktu yang melengkung secara massal dengan semangat sedemikian rupa sehingga tidak ada, bahkan cahaya, yang dapat lolos dari jeratnya. Teleskop Event Horizon merilis gambar pertama lubang hitam, di pusat galaksi M87 (SN: 4/27/19, p. 6).

“Kekuatan sebuah gambar itu kuat,” kata Kazunori Akiyama, seorang astrofisikawan di MIT Haystack Observatory di Westford, Mass., Yang memimpin salah satu tim yang membuat gambar itu. “Saya agak berharap kita bisa melihat sesuatu yang eksotis,” kata Akiyama. Tapi setelah melihat gambar pertama, “Ya Tuhan,” kenangnya berpikir, “itu sangat cocok dengan harapan kita tentang relativitas umum.”

Untuk waktu yang lama, lubang hitam hanyalah keingintahuan matematis belaka. Bukti bahwa mereka benar-benar tinggal di luar angkasa tidak mulai masuk hingga paruh kedua abad ke-20. Itu adalah cerita umum dalam sejarah fisika. Keanehan dalam persamaan beberapa ahli teori menunjuk pada fenomena yang sebelumnya tidak diketahui, yang memulai pencarian bukti. Setelah datanya dapat diperoleh, dan jika fisikawan sedikit beruntung, pencarian memberikan jalan untuk penemuan.

Dalam kasus lubang hitam, fisikawan Jerman Karl Schwarzschild menemukan solusi persamaan Einstein di dekat satu massa bola, seperti planet atau bintang, pada tahun 1916, tak lama setelah Einstein mengusulkan relativitas umum. Matematika Schwarzschild mengungkapkan bagaimana kelengkungan ruang waktu akan berbeda di sekitar bintang dengan massa yang sama tetapi ukurannya semakin kecil – dengan kata lain, bintang yang semakin kompak. Dari matematika muncul batasan seberapa kecil sebuah massa dapat diremas. Kemudian pada tahun 1930-an, J. Robert Oppenheimer dan Hartland Snyder menggambarkan apa yang akan terjadi jika sebuah bintang masif runtuh karena berat gravitasinya sendiri menyusut melewati ukuran kritis itu – sekarang dikenal sebagai “jari-jari Schwarzschild” – mencapai titik dari mana cahayanya tidak pernah bisa menghubungi kami. Namun, Einstein – dan kebanyakan lainnya – meragukan bahwa apa yang sekarang kita sebut lubang hitam masuk akal dalam kenyataan.

Istilah “lubang hitam” pertama kali muncul di media cetak di Science News Letter. Itu dalam cerita tahun 1964 oleh Ann Ewing, yang meliput pertemuan di Cleveland dari Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan (SN: 1/18/64, hal. 39). Itu juga tentang waktu yang mengisyaratkan yang mendukung realitas lubang hitam mulai masuk.

Hanya beberapa bulan kemudian, Ewing melaporkan penemuan quasar – menggambarkannya dalam Science News Letter sebagai “sumber cahaya dan gelombang radio yang paling jauh, paling terang, paling ganas, terberat dan paling membingungkan” (SN: 8/15/64, hal.106). Meskipun tidak terkait dengan lubang hitam pada saat itu, quasar mengisyaratkan beberapa pembangkit tenaga kosmik yang dibutuhkan untuk menyediakan energi semacam itu. Penggunaan astronomi sinar-X pada tahun 1960-an mengungkapkan fitur-fitur baru kosmos, termasuk suar terang yang bisa datang dari lubang hitam yang membelah bintang pendamping. Dan gerakan bintang dan awan gas di dekat pusat galaksi menunjukkan sesuatu yang sangat padat yang bersembunyi di dalamnya.

Lubang hitam menonjol di antara makhluk kosmik lainnya karena betapa ekstremnya mereka. Yang terbesar adalah milyaran kali massa matahari, dan ketika mereka merobek sebuah bintang, mereka dapat memuntahkan partikel dengan energi 200 triliun elektron volt. Itu kira-kira 30 kali energi proton yang mengelilingi akselerator partikel terbesar dan terkuat di dunia, Large Hadron Collider.

Sebagai bukti yang dibangun pada tahun 1990-an dan hingga saat ini, para ilmuwan menyadari bahwa makhluk besar ini tidak hanya ada, tetapi juga membantu membentuk kosmos. “Objek-objek yang diprediksi relativitas umum ini, yaitu keingintahuan matematis, menjadi nyata, kemudian menjadi marginal. Sekarang mereka menjadi pusat, ”kata Natarajan.

Kita sekarang tahu lubang hitam supermasif berada di pusat sebagian besar, jika tidak semua galaksi, di mana mereka menghasilkan arus keluar energi yang memengaruhi bagaimana dan di mana bintang-bintang terbentuk. “Di pusat galaksi, mereka mendefinisikan segalanya,” katanya.

Baca Juga : Filsafat Kosmologi, Masalah Kritis dalam Filsafat Astronomi dan Kosmologi

Meskipun konfirmasi visualnya baru-baru ini, rasanya lubang hitam telah lama dikenal. Mereka adalah metafora masuk untuk setiap ruang yang tidak diketahui, jurang yang dalam, usaha apa pun yang menghabiskan semua upaya kita sambil memberi sedikit sebagai imbalan.

Lubang hitam yang sebenarnya, tentu saja, telah memberikan banyak hal: jawaban tentang kosmos kita ditambah pertanyaan baru untuk direnungkan, keajaiban dan hiburan bagi para fanatik luar angkasa, album yang hilang dari Weezer, banyak episode Doctor Who, film blockbuster Hollywood, Interstellar.

Bagi fisikawan Nicolas Yunes dari University of Illinois di Urbana-Champaign, lubang hitam dan raksasa kosmik lainnya terus membuat takjub. “Hanya memikirkan dimensi benda-benda ini, seberapa besar, seberapa berat mereka, seberapa padat mereka,” katanya, “itu benar-benar menakjubkan.”

Jadwal Seminar Biologi Matematika Musim Semi 2021
Teori Sains

Jadwal Seminar Biologi Matematika Musim Semi 2021

Jadwal Seminar Biologi Matematika Musim Semi 2021, Seminar diadakan pada hari Selasa pukul 11:30 di Webex atau Zoom, kecuali dinyatakan lain.

2 Maret

Jonathan Cannon, MIT Postdoctoral Associate, Sinha Lab

Entrainment Irama sebagai Inferensi Dinamis

Ketika disajikan dengan rangsangan pendengaran ritmis yang kompleks, manusia dapat melacak struktur temporal yang mendasarinya (misalnya, “ ketukan ”), baik secara diam-diam maupun dengan gerakan mereka. Kapasitas ini jauh melampaui kapasitas sebuah osilator entri sederhana, yang memanfaatkan ekspektasi waktu yang kontekstual dan terenkulturasi dan menyesuaikan dengan cepat gangguan dalam waktu, fase, dan tempo acara.

thebigvantheory mengusulkan bahwa masalah pelacakan ritme secara alami dicirikan sebagai masalah terus-menerus memperkirakan fase dan tempo yang mendasarinya berdasarkan waktu kejadian yang tepat dan kesesuaiannya dengan ekspektasi waktu. Saya memformalkan masalah ini sebagai kasus menyimpulkan distribusi pada keadaan tersembunyi dari data proses titik dalam waktu yang terus menerus: baik Inferensi Fase dari Point Process Event Timing (PIPPET) atau Fase dan Inferensi Tempo (PATIPPET).

Pendekatan pelacakan ritme ini menggeneralisasi ritme non-isochronous dan multi-suara. Kami menunjukkan bahwa masalah inferensi ini kira-kira dapat diselesaikan dengan menggunakan metode Bayesian variasional yang menggeneralisasi filter Kalman-Bucy ke data proses titik. Solusi ini mereproduksi beberapa karakteristik pelacakan ritme manusia yang terbuka dan terselubung, termasuk koreksi fase yang bergantung pada periode, kontraksi ilusi dari interval kosong yang tidak terduga, dan kegagalan untuk melacak ritme yang terlalu sinkron, dan dapat diperkirakan secara masuk akal di otak. PIPPET dapat berfungsi sebagai dasar untuk model kinerja pada berbagai tugas waktu dan entrainment dan membuka pintu ke pemrosesan prediktif yang lebih kaya dan model inferensi aktif dari pengaturan waktu ritmis.

16 Maret

Cliff Kerr, Institute for Disease Modeling

Entrainment Irama sebagai Inferensi Dinamis

Ketika disajikan dengan rangsangan pendengaran ritmis yang kompleks, manusia dapat melacak struktur temporal yang mendasarinya (misalnya, “ ketukan ”), baik secara diam-diam maupun dengan gerakan mereka. Kapasitas ini jauh melampaui kapasitas sebuah osilator entri sederhana, yang memanfaatkan ekspektasi waktu yang kontekstual dan terenkulturasi dan menyesuaikan dengan cepat gangguan dalam waktu, fase, dan tempo acara.

Saya mengusulkan bahwa masalah pelacakan ritme secara alami dicirikan sebagai masalah terus-menerus memperkirakan fase dan tempo yang mendasarinya berdasarkan waktu kejadian yang tepat dan kesesuaiannya dengan ekspektasi waktu. Saya memformalkan masalah ini sebagai kasus menyimpulkan distribusi pada keadaan tersembunyi dari data proses titik dalam waktu yang terus menerus: baik Inferensi Fase dari Point Process Event Timing (PIPPET) atau Fase dan Inferensi Tempo (PATIPPET). Pendekatan pelacakan ritme ini menggeneralisasi ritme non-isochronous dan multi-suara.

Baca Juga : 10 Teori Ilmiah Paling Revolusioner di Bidang Sains

Kami menunjukkan bahwa masalah inferensi ini kira-kira dapat diselesaikan dengan menggunakan metode Bayesian variasional yang menggeneralisasi filter Kalman-Bucy ke data proses titik. Solusi ini mereproduksi beberapa karakteristik pelacakan ritme manusia yang terbuka dan terselubung, termasuk koreksi fase yang bergantung pada periode, kontraksi ilusi dari interval kosong yang tidak terduga, dan kegagalan untuk melacak ritme yang terlalu sinkron, dan dapat diperkirakan secara masuk akal di otak. PIPPET dapat berfungsi sebagai dasar untuk model kinerja pada berbagai tugas waktu dan entrainment dan membuka pintu ke pemrosesan prediktif yang lebih kaya dan model inferensi aktif dari pengaturan waktu ritmis.

2 April

Andrea Barreiro, Southern Methodist University

Membedah Mekanisme Penciuman Retronasal

Persepsi rasa adalah faktor pengatur mendasar dari perilaku makan dan penyakit terkait seperti obesitas. Bau yang masuk ke hidung secara retronas, yaitu dari bagian belakang rongga hidung, memainkan peran penting dalam persepsi rasa. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa penciuman orthonasal (bau yang dihirup melalui hidung) dan penciuman retronasal melibatkan aktivasi otak yang sangat berbeda, bahkan untuk bau yang identik. Namun, mekanisme saraf yang mungkin mendasari perbedaan ini masih belum diketahui. Dalam pembicaraan ini saya akan melaporkan upaya kami untuk mendokumentasikan dan menjelaskan perbedaan-perbedaan ini.

Pertama, kami menyelidiki selektivitas dengan merekam dari olfactory bulb (OB) dan piriform cortex (PC) dari tikus yang dibius. Kami menemukan bahwa sel-sel dalam bola penciuman tikus menunjukkan selektivitas spesifik dan dinamis terhadap rangsangan orthonasal vs. retronasal. Kedua, studi pemodelan kami menunjukkan bahwa ketika bola olfaktorius menerima masukan yang berbeda dari sumber orthonasal vs retronasal, masukan retronasal secara selektif diperkuat oleh rangkaian bola olfaktorius.

Terakhir, mengapa bohlam menerima masukan yang berbeda berdasarkan arah aliran udara? Kami berhipotesis bahwa perbedaan ini sebagian berasal, karena gaya mekanis fluida di pinggiran: neuron reseptor olfaktorius merespons rangsangan mekanis dan kimiawi. Jika waktu mengizinkan saya akan menunjukkan hasil yang sangat awal yang menunjukkan bahwa gaya berbeda untuk aliran udara orthonasal vs. retronasal; yaitu inspirasi vs. pernafasan.

9 April

Hanspeter Herzel, Institut Biologi Teoretis, Charité dan Universitas Humboldt Berlin

Jam Circadian sebagai Sistem Osilator Berpasangan

Banyak organisme menunjukkan osilator mandiri intrinsik untuk beradaptasi dengan kondisi lingkungan ritmis. Jam sirkadian ini dihasilkan oleh jaringan pengatur gen secara otonom sel. Pemodelan matematika berkontribusi pada pemahaman tentang pembuatan ritme dan sinkronisasi.

Jam dihasilkan oleh loop umpan balik negatif yang tertunda. Kami menyajikan model 5-gen yang dipasang pada profil ekspresi gen yang diukur. Ternyata bahkan untuk model yang relatif kecil seperti itu, banyak konfigurasi parameter dapat mereproduksi data yang tersedia. Menganalisis ansambel model yang dioptimalkan ini, kami dapat mengekstrak motif khusus jaringan termasuk “penekan”.

Jam intrinsik dibawa ke zeitgeber eksternal seperti cahaya, suhu, dan makanan. Menariknya, fase entrainment (“chronotypes”) cukup bervariasi. Menggunakan teori osilator dan diagram bifurkasi dua dimensi (“Arnold lidah dan bawang”) kami membahas perbedaan “burung pagi” dan “burung hantu malam”.

30 April

Morgan Craig, Universite de Montreal

Memahami Jaringan Komunikasi Kekebalan Tubuh menggunakan Dinamika Empiris

Baik pensinyalan lokal dan jarak jauh diperlukan untuk komunikasi sel kekebalan, yang sangat penting untuk menjaga regulasi kekebalan yang efisien dan efektif. Banyaknya interaksi sel / sitokin dalam sistem kekebalan mempersulit kemampuan kita untuk memahami secara luas regulasi respons imun, dan patofisiologi gangguan imun akut dan kronis.

Tantangan utama adalah menerjemahkan pemahaman klinis dan observasi ke dalam mekanisme. Dalam pembicaraan ini, saya akan membahas pendekatan kita untuk mengungkap jaringan komunikasi kekebalan. Untuk ini, kami menerapkan kumpulan teknik dan model kuantitatif baru pada kelainan darah langka yang disebut trombositopenia siklik, yang secara klinis bermanifestasi sebagai trombosit berosilasi dan konsentrasi trombopoietin dengan periode trombositopenia.

Hasil kami membantu memperbaiki transmisi sinyal dalam sistem kekebalan sel-ke-sel dan distal. Saya akan membahas bagaimana hal ini bermanfaat baik secara praklinis maupun klinis untuk merancang terapi yang ditingkatkan dan alat diagnostik baru, dan menetapkan jadwal terapeutik yang efektif untuk membantu mengobati penyakit.

6 Mei

Chun Liu, Institut Teknologi Illinois

Pendekatan Ariasional Energetik (EnVarA) untuk Bahan Aktif dan Cairan Reaktif

Bahan aktif dan fluida reaktif terdiri dari bahan yang mengkonsumsi atau mengubah energi untuk menghasilkan gerakan dan deformasi. Mereka terlibat dalam banyak aktivitas biologis dan pada sebagian besar waktu, karakteristik utama organisme hidup. Dalam pembicaraan ini, kami akan menyajikan turunan dan generalisasi kinetika aksi massa reaksi kimia menggunakan pendekatan variasional energetik.

Metode ini memungkinkan kami untuk menangkap kopling dan persaingan berbagai mekanisme, termasuk efek mekanis seperti difusi, viskoelastisitas dalam cairan polimer dan kontraksi otot, serta efek termal. Kami juga akan membahas beberapa aplikasi di bawah pendekatan ini, khususnya, pemodelan solusi misellar wormlike. Ini adalah kerja sama dengan Bob Eisenberg, Pei Liu, Yiwei Wang dan Tengfei Zhang.

7 Mei

Calvin Zhang-Molina, Universitas Arizona

* Seminar ini akan diadakan pada pukul 13.30*

Memodelkan Dinamika Sinaptik dengan Keacakan dan Plastisitas

Transmisi sinaptik adalah mekanisme transfer informasi dari satu neuron ke neuron lainnya. Dinamika transmisi sinaptik menentukan efektivitas transfer informasi dari satu neuron ke neuron lainnya, dan juga dengan dunia luar melalui sistem sensorik dan motorik. Kami bertujuan untuk mengembangkan kerangka kerja teoritis yang menjembatani sistem dinamis, proses stokastik, pemfilteran optimal, dan prinsip kontrol untuk memahami pemrosesan informasi neuron di seluruh tingkat sinaptik, sirkuit saraf, dan sistem. Dalam pembicaraan ini, saya akan menyajikan model sederhana pelepasan vesikel stokastik yang mencakup fasilitasi berdasarkan data percobaan. Saya kemudian akan menerapkan model ini untuk mempelajari interaksi fasilitasi dan depresi dalam transmisi sinaptik. (Kerja sama dengan Charles S. Peskin, Universitas New York.)

13 Mei

Qixuan Wang, Departemen Matematika, Universitas California, Riverside

Pemodelan Pertumbuhan: Apa yang Kita Pelajari dari Folikel Rambut?

Folikel rambut adalah organ mini kulit kaya sel punca yang dapat mengalami siklus regenerasi seperti osilasi sepanjang masa hidupnya. Dalam beberapa tahun terakhir, folikel rambut telah muncul sebagai sistem model terkemuka untuk mempelajari mekanisme umum kontrol sel induk, pola jaringan selama morfogenesis, regenerasi, dan penuaan. Hasil eksperimental terbaru telah menjelaskan bagaimana jalur pensinyalan tertentu mengatur pembelahan sel, diferensiasi, dan kematian terprogram di berbagai bagian folikel.

Namun, mekanisme regulasi terintegrasi dari dinamika pertumbuhan folikel rambut masih belum jelas hingga saat ini. Secara khusus, dua pertanyaan penting tetap tidak terpecahkan: 1) bagaimana folikel rambut mengetahui jika telah mencapai panjang maksimum, dan 2) bagaimana folikel rambut mengetahui kapan harus menghentikan anagen dan memasuki katagen? Untuk menjawab pertanyaan ini, kami baru-baru ini mengembangkan model multiskala baru pada pertumbuhan folikel rambut. Kami mengusulkan Hipotesis Respons Heterogen pada mekanisme kontrol pertumbuhan folikel: heterogenitas dalam respons sel dengan tipe yang sama sangat penting dalam mengatur dinamika pertumbuhan folikel, baik secara spasial maupun temporal.

Dalam pembicaraan ini, saya akan mempresentasikan hasil pemodelan dan eksperimental terbaru kami, dan membahas bagaimana hipotesis baru akan berkontribusi pada studi umum tentang pengendalian pertumbuhan. (Pekerjaan ini bekerja sama dengan Christian Fernando, Maksim Plikus dan Qing Nie.)

27 Mei

Giovanna Guidoboni, Universitas Missouri

Pemodelan Multiskala / Multifisika Fisiologi Mata: Mata sebagai Jendela pada Tubuh

Mata adalah satu-satunya tempat di tubuh manusia di mana fitur vaskular dan hemodinamik dapat diamati dan diukur dengan mudah dan non-invasif hingga ke tingkat kapiler. Sejumlah studi klinis telah menunjukkan korelasi antara perubahan aliran darah mata dan penyakit mata (misalnya glaukoma, degenerasi makula terkait usia, retinopati diabetik), penyakit neurodegeneratif (misalnya penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson) dan penyakit sistemik lainnya (misalnya hipertensi, diabetes). Dengan demikian, menguraikan mekanisme yang mengatur aliran darah mata bisa menjadi kunci untuk penggunaan pemeriksaan mata sebagai pendekatan non-invasif untuk diagnosis dan pemantauan terus menerus untuk banyak pasien.

Baca Juga : Sejarah Awal Ilmu Trigonometri Matematika

Namun, banyak faktor yang mempengaruhi hemodinamik okular, termasuk tekanan darah arteri, tekanan intraokular, tekanan cairan serebrospinal dan regulasi aliran darah, dan sangat menantang untuk menentukan kontribusi individual mereka selama studi klinis dan hewan. Dalam beberapa tahun terakhir, kami telah mengembangkan model matematika dan metode komputasi untuk membantu interpretasi data klinis dan memberikan wawasan baru dalam fisiologi mata di bidang kesehatan dan penyakit.

Dalam pembicaraan ini, kami akan meninjau bagaimana model matematika ini telah membantu menjelaskan mekanisme yang mengatur interaksi antara biomekanik okuler, hemodinamik, transportasi zat terlarut dan pengiriman dalam kesehatan dan penyakit. Kami juga akan menyajikan antarmuka berbasis web yang memungkinkan pengguna menjalankan dan memanfaatkan model ini secara mandiri, tanpa memerlukan keahlian perangkat lunak tingkat lanjut.

10 Teori Ilmiah Paling Revolusioner di Bidang Sains
Teori Sains

10 Teori Ilmiah Paling Revolusioner di Bidang Sains

10 Teori Ilmiah Paling Revolusioner di Bidang Sains, Sebagian besar bidang ilmiah telah diubah dengan teori revolusioner setidaknya sekali dalam beberapa abad terakhir. Perubahan seperti itu, atau perubahan paradigma, menyusun ulang pengetahuan lama menjadi kerangka baru. Teori revolusioner berhasil ketika kerangka baru memungkinkan untuk memecahkan masalah yang menghalangi rezim intelektual sebelumnya. Inilah revolusi favorit saya.

10. Teori informasi: Claude Shannon, 1948

Ini bukan teori yang paling revolusioner, karena sebenarnya tidak ada teori pendahulu untuk merevolusi. Tapi Shannon jelas memberikan dasar matematika untuk banyak perkembangan revolusioner lainnya yang melibatkan komunikasi elektronik dan ilmu komputer. Tanpa teori informasi, bit akan tetap hanya untuk latihan.

9. Teori permainan: John von Neumann dan Oskar Morgenstern, 1944

thebigvantheory Dikembangkan untuk ilmu ekonomi, yang telah beberapa kali berhasil, teori permainan tidak sepenuhnya merevolusi bidang itu. Tapi itu telah diadopsi secara luas oleh banyak ilmu sosial lainnya. Dan teori permainan evolusi adalah cabang penting dari studi biologi evolusi.

Teori permainan bahkan berlaku untuk aktivitas sehari-hari seperti poker, sepak bola, dan negosiasi untuk mendapatkan bayaran yang lebih tinggi bagi blogger. Bahkan ada yang namanya teori permainan kuantum, yang pasti akan merevolusi sesuatu suatu hari nanti. John Nash memenangkan Hadiah Nobel atas kontribusinya pada teori permainan, dan kehidupannya yang bermasalah mengilhami buku bagus A Beautiful Mind. Tetapi jangan berharap untuk mempelajari apa pun tentang teori permainan dengan menonton versi filmnya.

8. Teori pembakaran oksigen: Antoine Lavoisier, 1770-an

Lavoisier tidak menemukan oksigen, tetapi dia menemukan bahwa itu adalah gas yang bergabung dengan zat saat mereka terbakar. Lavoisier dengan demikian menyingkirkan teori flogiston yang berlaku dan membuka jalan bagi perkembangan kimia modern. Itu adalah revolusi yang jauh lebih aman bagi Lavoisier daripada revolusi politik yang segera menyusul di Prancis, begitu revolusioner sehingga Lavoisier kehilangan akal sehatnya.

Baca Juga : Teori Sains Astronomi Hubble bubble

7. Lempeng tektonik: Alfred Wegener, 1912; J. Tuzo Wilson, 1960-an

Wegener menyadari bahwa benua-benua bergeser sejak tahun 1912. Tetapi baru pada tahun 1960-an para ilmuwan menyatukan potongan-potongan itu dalam teori tektonik lempeng yang komprehensif. Wilson, seorang ahli geofisika Kanada, adalah kontributor utama beberapa bagian utama, sementara banyak peneliti lain juga memainkan peran penting. (Ingatlah bahwa lempeng tektonik tidak sama dengan Lempeng Tektonik, nama yang bagus untuk restoran bertema sains revolusioner.)

6. Mekanika statistik: James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann, J. Willard Gibbs, akhir abad ke-19

Dengan menjelaskan panas dalam kaitannya dengan perilaku statistik atom dan molekul, mekanika statistik memahami termodinamika dan juga memberikan bukti kuat untuk realitas atom. Selain itu, mekanika statistik menetapkan peran matematika probabilistik dalam ilmu fisika. Perpanjangan modern dari mekanika statistik (kadang-kadang sekarang disebut fisika statistik) telah diterapkan pada segala hal mulai dari ilmu material dan magnet hingga kemacetan lalu lintas dan perilaku pemungutan suara. Dan bahkan teori permainan.

5. Relativitas khusus: Albert Einstein, 1905

Dalam beberapa hal, relativitas khusus tidak begitu revolusioner, karena ia mempertahankan banyak fisika klasik. Tapi ayolah. Itu menggabungkan ruang dengan waktu, materi dengan energi, memungkinkan bom atom dan membuat Anda menua lebih lambat selama penerbangan luar angkasa. Seberapa revolusioner yang ingin Anda dapatkan?

4. Relativitas umum: Einstein, 1915

Relativitas umum jauh lebih revolusioner daripada relativitas khusus, karena relativitas itu meninggalkan hukum gravitasi Newton demi ruangwaktu yang melengkung. Dan membuka mata para ilmuwan terhadap seluruh sejarah alam semesta yang mengembang. Dan menyediakan lubang hitam bagi penulis fiksi ilmiah.

3. Teori kuantum: Max Planck, Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, Paul Dirac, 1900–1926

Teori kuantum mencabik-cabik seluruh struktur fisika klasik, menghancurkan gagasan biasa tentang sifat realitas, mengacaukan seluruh filosofi sebab dan akibat, dan mengungkapkan keanehan tentang alam yang tak seorang pun, betapapun imajinatifnya, pernah dapat membayangkannya. Sungguh, sulit dipercaya itu hanya Nomor 3.

2. Evolusi melalui seleksi alam: Charles Darwin, 1859

Darwin menunjukkan bahwa kompleksitas kehidupan yang rumit dan hubungan yang rumit di antara bentuk-bentuk kehidupan dapat muncul dan bertahan dari proses alam, tanpa memerlukan perancang atau bahtera. Dia membuka pikiran manusia untuk mengejar ilmu alam tanpa cacat prasangka supernatural. Teorinya sangat revolusioner sehingga beberapa orang masih meragukannya. Seharusnya tidak.

1. Heliosentrisme: Copernicus, 1543

Salah satu wawasan terbesar yang pernah, dipahami oleh beberapa orang Yunani kuno tetapi didirikan hanya dua milenium kemudian: Bumi berputar mengelilingi matahari (seperti halnya planet lain). Itu Nomor 1 karena itu yang pertama. Menurut Anda, dari mana asal kata revolusioner? (Itu jarang digunakan untuk mengartikan apa yang dilakukannya hari ini sebelum Copernicus meletakkan revolusi dalam judul buku revolusionernya.)

Baca Juga : Mengenal Galaksi Lebih Jauh Hingga Susunannya

Teori Sains Astronomi Hubble bubble
Teori Sains

Teori Sains Astronomi Hubble bubble

Teori Sains Astronomi Hubble bubble, Dalam astronomi, gelembung Hubble akan menjadi “penyimpangan dari nilai lokal konstanta Hubble dari nilai rata-rata globalnya,” atau, lebih teknisnya, “sebuah monopole lokal dalam bidang kecepatan yang khas, mungkin disebabkan oleh kekosongan lokal. dalam kerapatan massa. “

Konstanta Hubble, dinamai menurut astronom Edwin Hubble, yang karyanya menjelaskan perluasan alam semesta, mengukur laju terjadinya ekspansi. Sesuai dengan prinsip Copernican bahwa Bumi tidak berada pada posisi pusat, yang secara khusus disukai, orang akan berharap bahwa mengukur konstanta ini pada titik mana pun di alam semesta akan menghasilkan nilai yang sama.

Sebaliknya, jika Bumi berada pada atau di dekat pusat wilayah dengan kepadatan sangat rendah di ruang antarbintang (relatif kosong), materi yang lebih padat dalam cangkang di sekitarnya akan menarik material menjauh dari titik tengah dengan kuat.

Jadi, bintang-bintang di dalam “gelembung Hubble” seperti itu akan berakselerasi menjauh dari Bumi jauh lebih cepat daripada ekspansi umum alam semesta. Situasi ini akan memberikan alternatif energi gelap dalam menjelaskan alam semesta yang mengalami percepatan nyata.

Pada tahun 1998, Zehavi et al. bukti yang dilaporkan untuk mendukung gelembung Hubble. Saran awal bahwa kecepatan pergeseran merah lokal berbeda dari yang terlihat di tempat lain di alam semesta didasarkan pada pengamatan supernova Tipe 1a, yang sering disingkat “SNe Ia”. Bintang-bintang seperti itu telah digunakan sebagai penanda jarak lilin standar selama 20 tahun, dan merupakan kunci untuk pengamatan pertama energi gelap.

Zehavi dkk. mempelajari velocites khas 44 SNe Ia untuk menguji kekosongan lokal, dan melaporkan bahwa Bumi tampaknya berada di dalam kekosongan relatif dengan kepadatan kurang sekitar 20%, dikelilingi oleh cangkang padat, sebuah “gelembung”.

Menguji Hipotesis

Pada tahun 2007, Conley et al. memeriksa perbandingan data warna SNe Ia sambil memperhitungkan efek debu kosmik di galaksi luar. Mereka menyimpulkan bahwa data tersebut tidak mendukung keberadaan gelembung Hubble lokal.

Pada tahun 2010, Moss et al. menganalisis model Gelembung Hubble meskipun tanpa menggunakan nama itu, mengatakan “Saran bahwa kami menempati posisi istimewa di dekat pusat kekosongan besar, nonlinier, dan hampir bulat baru-baru ini menarik banyak perhatian sebagai alternatif energi gelap.”

thebigvantheory -Melihat tidak hanya pada data supernova tetapi juga pada spektrum latar belakang gelombang mikro kosmik, nukleosintesis Big Bang, dan faktor-faktor lain, mereka menyimpulkan bahwa “ruang hampa berada dalam tegangan yang parah dengan data tersebut. Secara khusus, model-model kosong memprediksi laju Hubble lokal yang sangat rendah , menderita “masalah usia tua”, dan memprediksi jauh lebih sedikit struktur lokal daripada yang diamati. “

Hubble bubble : Memecahkan Masalah Alam Semesta yang Mengembang

Perbedaan antara pengukuran kecepatan di mana alam semesta mengembang telah menyusahkan para kosmolog selama beberapa dekade. Penelitian baru menunjukkan bahwa Bima Sakti bisa berada dalam gelembung dengan kepadatan rendah, menghilangkan kebutuhan akan sains baru.

Sejak awal abad ke-20, para astronom telah menyadari bahwa alam semesta tidak statis, tetapi mengembang. Menjelang akhir abad yang sama, para kosmolog menyimpulkan bahwa perluasan ini semakin cepat. Namun, masih ada misteri tentang alam semesta yang mengembang, misalnya ‘energi gelap’ – kekuatan yang mendorong perluasan – adalah tempat penyimpanan sesuatu yang belum dipahami oleh para ilmuwan. Mungkin masalah yang lebih mendasar masih ada.

Baca Juga : Penjelasan Tentang Singularitas gravitasi

Para peneliti telah menemukan dua metode untuk mengukur laju ekspansi Universal. Sayangnya, kedua metode ini tidak sejalan satu sama lain. Sepintas lalu, ini terdengar seperti masalah yang cukup mudah diperbaiki, salah satu metode ini pasti salah, bukan?

Salah.

Ketika para peneliti terus mengerjakan metode-metode yang saling bertentangan untuk mengukur perluasan Universal, hasil yang mereka berikan menjadi semakin tepat, namun, mereka tetap saling bertentangan satu sama lain. Masalah ini kemudian disebut oleh para peneliti sebagai ‘ketegangan Hubble’. Bagaimana kedua nilai menjadi ‘benar’ namun tetap tidak menyatu pada nilai yang sama?

Kuncinya bisa jadi terletak pada fakta, bahwa salah satu metode pengukuran ekspansi mempertimbangkan ruang lokal, sedangkan metode lain mempertimbangkan alam semesta secara luas. Metode lokal mengandalkan pengukuran yang dilakukan dengan merekam pergeseran merah – pergeseran frekuensi cahaya saat benda kosmik menjauh dari kita – dalam tanda cahaya supernova Tipe Ia dan galaksi jauh.

Berbeda dengan ini, teknik ‘global’ untuk mengukur konstanta Hubble bergantung pada pemanfaatan Cosmic Microwave Background (CMB) – radiasi yang dapat dianggap sebagai sisa-sisa fosil dari suatu peristiwa yang terjadi tak lama setelah ‘big bang’ – sebagai alat ukur.

Bagaimana jika Alam Semesta yang dekat dengan kita dalam beberapa hal berbeda dengan Alam Semesta yang lebih luas, dan dari perbedaan inilah perbedaan tersebut muncul?

Ini adalah ide yang dikembangkan, maafkan permainan kata-kata, oleh Lucas Lombriser, seorang profesor di Departemen Fisika Teoretis di Universitas Jenewa. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam jurnal Physics Letters B, Lombriser menunjukkan bahwa Bima Sakti dan galaksi yang mengelilinginya, mungkin ada dalam gelembung dengan kepadatan rendah – sebuah ‘gelembung Hubble.’

“Ketegangan Hubble adalah salah satu masalah paling topikal dalam kosmologi saat ini. Pengukuran dengan dua metode berbeda selama sekitar satu dekade tidak setuju, tetapi ketidakpastian dalam pengukuran ini cukup besar sehingga ini belum tentu menandakan masalah, ”kata Lombriser. “Selama beberapa tahun terakhir, ketidakpastian ini menjadi lebih kecil tetapi perbedaan tetap ada.

“Ketegangan antara kedua pengukuran tersebut sekarang berada pada tingkat signifikansi yang tidak dapat lagi diabaikan.”

Gagasan tentang perbedaan kepadatan lokal dan global pada awalnya mungkin terdengar seperti tidak sesuai dengan prinsip kosmologis – gagasan bahwa Semesta adalah sama di segala arah – tetapi, seperti yang ditunjukkan Lombriser, konsep ini hanya berlaku ketika Semesta dilihat. dalam skala besar. Secara lokal, itu tidak berlaku.

“Kami tahu bahwa alam semesta di dekatnya sangat tidak homogen,” kata Lombriser. “Kepadatan partikel di tanah, di atmosfer, atau di ruang antara Bumi dan Bulan / Matahari sangat berbeda.

Kepadatan ini juga sangat berbeda dari bagian dalam galaksi Bima Sakti hingga jarak yang jauh di luarnya.

Lombriser menjelaskan lebih lanjut bahwa ketika para astronom melihat latar belakang gelombang mikro kosmik kita melihat suhu yang hampir homogen hampir sempurna yaitu 2,7 K di alam semesta dan di sekitar kita. “Namun, jika dilihat lebih dekat, ada fluktuasi kecil pada suhu 1 bagian dalam 100.000 ini,” kata Lombriser. “Ini adalah jejak alam semesta awal, ketika usianya baru sekitar 400.000 tahun. Ketidakhomogenan kecil ini, yang juga ada di sini, berkembang dari waktu ke waktu menjadi yang lebih besar, akhirnya membentuk gugus materi, bintang, galaksi, planet, dll. ”

Ketidakhomogenan ini tumbuh lebih besar sebagai akibat gaya gravitasi yang menarik gumpalan materi kecil ini menjadi lebih besar. Ini berarti bahwa pada jarak yang kecil, Alam Semesta ‘menggumpal’, tetapi pada jarak yang sangat jauh masih sangat homogen.

The ‘Clumpy’ Universe

Lombriser menunjukkan bahwa Bima Sakti dan galaksi tetangganya berada dalam gelembung dengan kepadatan rendah yang berdiameter sekitar 250 juta tahun cahaya. Ukuran ini, ternyata sangat penting dalam menjelaskan perbedaan antara metode pengukuran laju ekspansi.

“Gagasan tentang Gelembung Hubble bukanlah hal baru dan kami sangat mengharapkan variasi kepadatan lokal di sekitar rata-rata kosmik untuk gelembung yang cukup kecil,” jelas peneliti UNIGE. “Karya sebelumnya, bagaimanapun, mengasumsikan bahwa gelembung ini perlu memiliki diameter hingga 4 miliar tahun cahaya untuk memasukkan semua supernova dalam kumpulan data.

Masalahnya adalah bahwa kerapatan rata-rata gelembung sebesar itu sangat tidak mungkin untuk menyimpang secara signifikan dari kerapatan rata-rata keseluruhan Alam Semesta.

Alasan mengapa ukuran gelembung yang sangat besar ini telah disarankan dalam penelitian sebelumnya adalah agar dapat mencakup supernova yang digunakan para peneliti untuk membuat pengukuran lokal dari ekspansi Universal. Terobosan Lombriser membenarkan mengapa hal ini tidak perlu, memungkinkan penskalaan Gelembung Hubble dengan kepadatan rendah.

“Menurut kalkulasi saya, gelembung tidak perlu sejauh ini untuk menjelaskan perbedaan dalam ekspansi yang diukur,” Lombriser menambahkan. “Alasannya adalah supernova hanya mengukur jarak relatif, tetapi jarak absolut diperlukan untuk mengubahnya menjadi pengukuran konstanta Hubble.”

Karena jarak relatif yang diberikan oleh supernova ditetapkan dengan pengukuran jarak absolut, dan ini dilakukan dengan galaksi terdekat – Messier 106 – Lombriser mengusulkan bahwa Gelembung Hubble hanya harus cukup besar untuk mencakup Bima Sakti dan galaksi ini.

“Jika Bima Sakti dan galaksi Messier 106 berada dalam gelembung, kami memperkirakan jarak yang salah untuk menyimpulkan perluasan rata-rata Alam Semesta,” Lombriser menjelaskan. “Jarak ini harus diubah ukurannya terlebih dahulu untuk lingkungan dengan kepadatan kosmologis rata-rata sebelum dapat digunakan untuk menyimpulkan perluasan rata-rata Alam Semesta. Oleh karena itu, gelembung padat lokal kita hanya perlu cukup besar untuk menampung galaksi Bima Sakti dan Messier 106, yang terletak sekitar 25 juta tahun cahaya dari kita. ”

Namun, gelembung berdensitas rendah yang disarankan Lombriser masih berdiameter sepuluh kali lebih besar daripada yang dibutuhkan untuk menampung kedua galaksi ini. Peneliti menjelaskan bahwa untuk memasukkan bintang Cepheid juga – jenis bintang variabel penting yang juga dapat digunakan untuk melakukan pengukuran jarak.

Lombriser menjelaskan bahwa untuk menjelaskan perbedaan antara pengukuran lokal dan global, kepadatan Gelembung Hubble harus 50% lebih kecil dari pada alam semesta sekitarnya.

“Standar kosmologi memprediksi bahwa bahkan untuk gelembung berukuran konservatif berdiameter 250 juta tahun cahaya, kepadatan di bawah seperti itu tidak jarang terjadi di Semesta,” Lombriser memberi tahu saya. “Penyimpangan besar urutan 50% dalam kerapatan gelembung berukuran lebih kecil ini cukup sering terjadi dalam kosmologi standar.

“Peluang untuk hidup dalam gelembung sebesar itu dengan kepadatan yang dibutuhkan masih sekitar 1 dari 20 berbanding 1 dalam 5.”

Meledakkan Gelembung? Secara eksperimental memverifikasi teori ‘Gelembung Hubble’

Secara eksperimental, teori Lombriser dapat diverifikasi di masa depan dengan menggunakan gelombang gravitasi sebagai ‘sirene standar’ atau dengan menghitung jumlah galaksi terdekat dan membandingkannya dengan jumlah kepadatan gugus galaksi di luar diameter Gelembung Hubble.

Sayangnya, galaksi induk dari satu-satunya sumber gelombang gravitasi saat ini yang juga telah diamati secara elektromagnetik — peristiwa gelombang gravitasi GW170817 – terletak di dalam diameter yang diusulkan 250 juta tahun cahaya dari isi gelembung kepadatan rendah, membatasi penggunaannya sebagai tongkat pengukur.

Baca Juga : Mengenal Bintang Pleiades Yang Ada Di Sistem Tata Surya

“GW170817 diamati dengan gelombang gravitasi dan dengan cahaya. Hal ini memungkinkan kami untuk tidak hanya mengetahui jarak ke peristiwa tetapi juga pergeseran merahnya, yang berarti bahwa kami dapat menggunakan ini sebagai ‘Sirene Standar’ yang mengukur tingkat ekspansi Cosmos, “kata Lombriser. “Karena galaksi penghasil emisi NGC 4993 terletak di gelembung lokal kita, oleh karena itu, laju ekspansi harus diharapkan sesuai dengan pengukuran lokal daripada dengan pengukuran global. Pengukuran di luar gelembung ini harus sesuai dengan tingkat ekspansi global. “

“Efek pada pengukuran gelombang gravitasi, Sirene Standar, dan potensinya untuk meningkatkan ketepatan saat ini tentu saja adalah sesuatu yang ingin saya periksa lebih lanjut.”

Makna penting dari karya Lombriser adalah ia memecahkan apa yang ia gambarkan sebagai “salah satu masalah paling menarik dalam kosmologi kontemporer” tanpa implikasi bahwa model kosmologis saat ini tidak lengkap dan dengan demikian kebutuhan akan fisika baru.

“Fisika baru, tentu saja, akan menjadi solusi yang sangat menarik untuk ketegangan Hubble,” Lombriser menyimpulkan dengan cara yang terlalu sederhana. “Jika fisika standar yang kurang kompleks dapat menjelaskan tegangan, ini memberikan penjelasan yang lebih sederhana dan berhasil untuk fisika yang diketahui, tetapi sayangnya juga lebih membosankan.”