Category Archives: computer

I fremtiden bliver det måske muligt for gæster hos burgerkæden McDonald’s selv at printe de små stykker legetøj, der i dag følger med de såkaldte Happy Meals, målrettet børn.

Det oplyser det engelske teknologimedie The Register, som har talt med Mark Fabes, it-direktør for den britiske division af McDonald’s.

Han fortæller, at han er ved at se på forskellige anvendelsesmuligheder for 3D-printing – og en af disse muligheder er, hvorvidt det vil kunne bruges til at producere de små stykker legetøj, der følger med Happy Meals.

Det er der ifølge Fabes flere perspektiver i. Dels ville børnene ikke blive skuffede, hvis et bestemt stykke legetøj ikke lige havner i deres Happy Meal-boks, dels kunne muligheden for selv at 3D-printe et stykke legetøj være et tilløbsstykke i sig selv.

Foreløbigt er det dog bare en løs idé.

»Det er bare en tanke,« siger Fabes til The Register på en Fujitsu-konference i München.

Han forklarer, at udover at skulle tage hensyn til omkostningerne ved at indføre 3D-printere, så kan det også være problematisk at indføre plastik-smeltende maskiner steder, hvor der langes mad over disken.

Fabes understreger desuden, at hvis 3D-printing skal blive en realitet, så skal det ske i samarbejde med en stabil teknologiproducent.

»Det bliver nødt til at være en stor partner, når det kommer til robusthed,« siger han.

Bjørne går i hi i op mod et halvt år ad gangen – og alligevel vågner de friske og stærke for straks at gå på jagt efter føde.

Hvordan det kan lade sig gøre, vil forskerne meget gerne finde ud af, for hvis de kan kopiere de biologiske funktioner, der ligger bag denne evne, kan de både gøre det meget mere behageligt for astronauter at opholde sig i rummet i længere perioder, og måske også hjælpe patienter, der er udsat for f.eks. knogleskørhed eller liggesår.

For liggesår – dét får bjørne ikke. Når de krøller sig sammen i hulen i løbet af efteråret, går der en række mekanismer i gang i kroppen, der sørger for, at den kan klare sig vinteren over, fortæller den danske hjertelæge Ole Frøbert, der er ansat på Örebro Universitetshospital i Sverige.

»Bjørnen er et unikt pattedyr, for den får ikke blodpropper, mister ikke muskelvæv og får ikke hjertesvigt af at være inaktiv,« siger han og fortsætter:

»Desuden giver den lægerne en ny måde at tænke på, for i stedet for f.eks. at påføre en mus en sygdom og se på, hvad vi kan gøre ved det, så skal vi her prøve at spole tilbage og regne ud, hvad det er, der gør, at bjørnen er beskyttet mod alle disse dårligdomme,« siger han.

Ud over sit daglige arbejde primært med behandling af blodpropper er han tilknyttet The Scandinavian Brown Bear Project, som helt tilbage i 1984 blev startet af en gruppe biologer, der ville vide mere om bjørnenes adfærd og fysik. Siden er projektet vokset, og en lang række forskellige forskere har meldt sig under fanerne.

Ole Frøbert kom selv med for seks-syv år siden, og siden 2009 har gruppen været ude i Mellemsveriges skove og tage prøver fra de vilde brune bjørne, som er udstyret med en GPS, så de kan spores igen.

Bjørnene er blevet bedøvet, henholdsvis mens de har været i hi, og mens de har været vågne, og så bliver der hver gang taget en blodprøve fra halsen samt fedt- og muskelprøver fra bugen – alt sammen efter alle etiske forskrifter, forsikrer Ole Frøbert.

»Så isolerer vi f.eks. stamcellerne fra fedtvævet, og allerede her kan vi se, at bjørnens opfører sig anderledes end andre pattedyrs. Normalt skal en stamcelle stimuleres for at blive til noget bestemt, men hos bjørnen begynder cellerne spontant at danne knogler og brusk, og det er en medvirkende forklaring på, at de kan ligge og reparere sig selv,« fortæller han.

Af denne grund har bjørneprojektet også fået en repræsentant med fra det europæiske rumagentur ESA, som er interesseret i nogle af disse mekanismer.

I dag skal astronauter på rumstationen træne to en halv time om dagen for at holde deres muskelmasse nogenlunde intakt, og stadig er det ikke muligt at holde på det hele under et halvt års ophold i rummet. Især er kvindelige astronauter plaget af knogleskørhed. Omvendt kan bjørne altså slumre halvdelen af året væk uden at miste knoglevæv og kun miste 10-15 procent af muskelmassen.

Og skal det senere være muligt at sende mennesker helt til Mars – en tur, der tager mange måneder i en kapsel uden de store udfoldelsesmuligheder – ja, så kan det blive nødvendigt at komme frem til nye løsninger, der erstatter træningen.

Hvad forskerne har fundet ud af, når det kommer til bjørne, er, at de har en høj koncentration af D-vitaminer i kroppen, også mens de er i hi. Hvor den kommer fra, er man ikke helt sikker på endnu, men forskerne har dog konstateret, at nogle særlige svampe, der sidder på blåbærris har en høj koncentration af dette vitamin. Så måske kan dette udvindes og bruges på mennesker.

Det kan dog tage lang tid at knække bjørnenes kode, og det er som nævnt ikke kun astronauter, der kan få glæde af at få kræfter som bjørne, slår Ole Frøbert fast. Der er mange skavanker, der ikke behøvede at plage mennesker, hvis bjørnenes evner kunne kopieres – herunder problemer med hjertesvigt.

F.eks. har forskerne set på scanninger, at bjørnenes hjerte nærmest står stille om vinteren og bliver mærkbart forstørret. Var det sket for et menneske, ville det mildest talt have det meget dårligt.

»Men bjørnen er jo ikke ved at dø – og de tisser heller ikke. Hvordan kan de lade være med det? Det er spørgsmål, vi gerne vil finde svar på,« siger Ole Frøbert.

Samtidig trækker bjørne kun vejret 3-4 gange i minuttet i hi, bl.a. fordi de røde blodlegemer er ændrede om vinteren.

»Bjørnen optager på en måde ilten mere grådigt, holder på den, og slipper den først ud, hvor der virkelig er behov. Det er smart,« siger Ole Frøbert.

På samme måde kunne der være hjælp at hente for patienter i risiko for blodpropper.

»Vi har vist, at bjørne kan fortynde deres blod spontant om vinteren, så de undgår blodpropper på den måde. Vi er i gang med at udrede mekanismen – måske kan de op- og nedregulere nogle receptorer på blodpladerne. Vi kan i hvert fald måle nogle meget dramatiske ændringer,« siger han.

»Alle hjertepatienter får jo i dag blodfortyndende medicin, men det er der nogle bivirkninger ved, så kunne vi kopiere bjørnen der, var vi superlangt,« siger han.

Gruppen er på dette punkt gået i gang med at udvikle en strategi, så et konkret projekt kan iværksættes med et biotekfirma, men endnu er de ikke helt i mål.

I det hele taget skal alle mulige løsninger betragtes med de lange briller på, for det har taget fire år blot at nå frem til en række forklaringer. Derudover skal forskerne passe deres sædvanlige job ved siden af.

Men så må det tage den tid, det tager, når slutresultatet kan have et så enormt potentiale, fortæller Ole Frøbert.

»Min opfattelse er, at projektet kommer til at løbe i mange år. Det er meget kompleks biologi, hvor der heller tiden kommer nye spørgsmål til – og vi kan ikke få fat i så mange prøver om året,« siger Ole Frøbert.

»Vi vil jo egentlig gerne ende op med at stå med en tablet i hånden, en ‘bjørnetablet’, der virker. Det kan virke så langt ude, at folk ikke forstår, det er værd at støtte og måske ryster lidt på hovedet af os. Men vi tror på det,« forsikrer han.

Vil man gerne høre Ole Frøbert fortælle mere om bjørneforskningen, kan man melde sig til et foredrag på Experimentarium 19. november, hvor også Danmarks første astronaut Andreas Mogensen dukker op for bl.a. at lægge krop til en sammenligning mellem ham og en bjørn, når Ole Frøbert scanner hans hjerte for at lave sammenligningen mellem hi og rumrejser.

Eventen er arrangeret af Lundbeckfonden, som har doneret 1 mio. kroner til Scandinavian Brown Bear Research-projektet.

»Det er på tide at formulere et nyt åbent brev til FN om en åben verden.«

Det siger professor Ole Wæver fra Københavns Universitet, der er formand for komiteen bag konferencen ’An open world’, der 4.-6. december markerer afslutningen på Københavns Universitets festligholdelse af 100-året for Niels Bohrs atommodel.

Udover at være en brillant fysiker og mentor for nye generationer af fysikere fra 1920’erne og fremefter var Niels Bohr også en person, der interesserede sig dybt for, hvordan teknologi påvirker samfundsudviklingen.

Det kom til udtryk, da Niels Bohr under afslutningen af Anden Verdenskrig var i USA og tilknyttet udviklingen af den amerikanske atombombe.

Niels Bohr mødtes i 1944 både med den britiske premierminister Winston Churchill og den amerikanske præsident Franklin D. Roosevelt for at bede dem om at informere Sovjetunionen om bombeprojektet og tage initiativer til fremtidigt nuklear samarbejde.

Mødet med Churchill gik helt galt. Churchill anså efter mødet Bohr som en sikkerhedsrisiko. Det efterfølgende møde med Roosevelt gik bedre, men Churchill fik overtalt den amerikanske præsident til lægge Bohr på is.

Bohr tog bolden op igen i 1950, denne gang med et åbent brev til FN, hvor han gentog sine argumenter for en åben udveksling af information mellem nationer. Brevet findes både i en engelsk og en dansk udgave.

I det 12 sider lange brev, skrev Niels Bohr bl.a.:

»Teknikkens udvikling har nu nået et stadium, hvor samkvemsmidlerne har åbnet mulighed for at gøre hele menneskeheden til en samarbejdende enhed, og hvor på samme tid skæbnesvangre følger for civilisationen kan opstå, medmindre internationale uoverensstemmelser kan løses gennem forhandling på grundlag af fri adgang til oplysning om alle i betragtning kommende forhold.«

Tid til et nyt åbent brev

Det var Niels Bohr Arkivets leder Finn Aaserud, der mente, at Bohr-aktiviteterne i 2013 udover de faglige arrangementer med rod i fysikken også skulle markere Bohrs bestræbelser på at skabe en åben verden.

Professor Ole Wæver fra Institut for Statskundskab blev udpeget til formand for organisationskomiteen. Han merner, der er tre gode grunde til at formulere et nyt åbent brev.

Den første vedrører den teknologiske udvikling. Niels Bohr havde atomvåben i tankerne, da han tog udgangspunkt i de teknologiske forandringer. I dag er det eksempelvis udviklingen inden for droner, der er med til at forandre verden.

»Det er på tide, at vi stopper op og tænker igennem, hvor den udvikling fører hen, når alle og enhver får adgang til denne teknologi,« siger Ole Wæver.

Den anden drejer sig om mulighederne for åbenhed.

»I 1950 var det måske en utopisk tanke at dele information på tværs af grænser. I dag har vi world wide web, men også intensiv overvågning, som det fremgår af NSA-afsløringerne. Der er kamp om åbenheden på en ny måde.«

Den tredje vedrører videnskabens stemme i samfundsdebatten.

»Niels Bohr kunne få foretræde for verdenslederne. Han havde ikke meget held i sine bestræbelser, men i dag vil det næppe muligt være muligt for en enkelt person at opnå det samme. Udfordringen er derfor en anden. En bredere kreds må stå sammen,« siger Ole Wæver.

Tværfaglig konference

Foredragsholderne på konferencen repræsenterer et bredt international felt af eksperter inden for militær og civil teknologi, samfundsforskere og sikkerhedseksperter samt topforskere inden for bl.a. fysik og medicin.

Som tidligere omtalt af Ingeniøren uddeles tre Unesco-Niels Bohr medaljer i forbindelse med konferencen.

De går til den franske fysiker Alain Aspect, der også modtog Ingeniørens Niels Bohr Guldmedalje i år, Wikipedias stifter Jimmy Wales samt Rolf-Dieter Heuer, der er generaldirektør for Cern.

Konferencen afholdes i festsalen på Københavns Universitet 4-6. december. Programmet kan læses her, hvor der også er mulighed for tilmelding.

Det er en tidskrævende og dyr proces, når en gasledning skal inspiceres og repareres for brud eller lækager – den omfatter både fjernstyrede ROV’er (Remotely Operated Vehicles), der sendes ned på havets bund for at lokalisere skaden og reparere røret, og af støtteskibe på havoverfladen.

Da selskabet bag Nord Stream-gasledningerne mellem Tyskland og Rusland skulle have inspiceret rørene, henvendte det sig derfor til den tyske virksomhed Rosen Group, som er ekspert i fremstilling og udvikling af inspektionssystemer.

Rosen Group fremstiller de såkaldte PIG’er – Pipeline Inspection Gauges – som er mekanisk drevne fartøjer, der registrerer ændringer og brud i gasrørets indvendige side. Den indvendige inspektion er hurtigere at gennemføre end inspektion udefra – og bagefter ved man præcis, hvor en eventuel reperation udefra skal foretages.

Selve operationen blev gennemført i juli og var delt op i tre processer med tre forskellige PIG’er: en forundersøgelse, hvor røret blev målt op og undersøgt for ændringer i den interne geometri, en rengøringsproces til fjernelse af uønskede partikler og løsrevne dele af den indvendige coating og til sidst selve inspektionsprocessen, hvor den specialfremstillede inline-inspektionsrobot ved hjælp af sensorer og magnetfelter kortlagde rørets indvendige tilstand.

Drives frem af gastryk

Denne PIG blev sendt ind i røret fra Vyborg i Rusland. Den drives frem ved, at man åbner for gassen, og når trykket bag PIG’en overstiger trykket foran, bevæger den sig fremad. Undervejs måles konstant den tilbagelagte distance ved hjælp af hjul, der berører den indvendige side af rørvæggen. Den optimale hastighed på 1,5 meter i sekundet opnås ved hjælp af ventiler i hastighedskontrollen, der sidder forrest på PIG’en.

I midten sidder en magnetisk lækagesensor, der magnetiserer rørvæggen og efterfølgende registrerer ændringer i den magtiske feedback, der indikerer ændringer i rørtykkelsen som følge af korrosion.

De to sæt sensorer bagest på fartøjet optager afvigelser i røret på under en millimeter og fungerer ved, at fjederspændte målearme registrerer ændringer i afstanden til rørvæggen, når sensoren rammer en afvigelse. Disse optagelser bliver lagret på en hukommelsesenhed, og al elektronikken om bord forsynes med strøm fra batterier.

Da PIG’en kom i land i Lubmin i Tyskland, havde den optaget over 1 terabyte data, svarende til 12 megabit i sekundet, hvilket ifølge Nord Stream er den største mængde data optaget i ét stræk nogensinde inden for rørinspektion.

Det er planen, at de to gasledninger på hver 1.224 km skal inspiceres indvendigt med få års mellemrum for at holde øje med korrosion og brud.

Roterende tårne på fragtskibe er en af de teknologier, der – som et nyt koncept fra det danske firma Thiiink – løbende popper op i mediebilledet som en vej til et mere grønt transportsystem til havs. Men rotorerne er blot en ud af mange teknologier. Verden over arbejder firmaer også med hårde kulfibersejl, drager, sejlformede skrog og turbosejl. Men hvad der ligner enkle midler til at mindske et højt dieselforbrug, viser sig ofte at være langt mindre effektivt end forventet.

Fremdrift ved Magnus-effekten

Flere eksperter peger på såkaldte Flettner-rotorer som en lovende teknologi i en fremtid med stigende oliepriser. Rotorerne virker ved, at et hydraulisk eller elektrisk system sætter dem til at rotere, og når vinden rammer rotorerne, skaber det en fremdrift på grund af den såkaldte Magnus-effekt.

Ifølge den erfarne skibsdesigner Jesper Kanstrup fra skibsfirmaet Knud E. Hansen, der også har eksperimenteret med vindkraft til skibe, er Flettner-rotoren utrolig effektiv, når vinden blæser direkte fra siden. Typisk udtrykker ingeniører effekten af et system ved begrebet liftkoefficient, som er et mål for den opdrift, f.eks. et sejl eller en rotor giver pr. kvadratmeter. En Flettner-rotor kan give en liftkoefficient på helt op til 10. Til sammenligning giver en vingemast en liftkoefficient på cirka 4, mens et sejl på en fuldrigger giver en liftkoefficient på 1. Men i det regnestykke skal man også tage højde for, hvor stort det samlede areal er – og arealet af et sejl er eksempelvis langt større end arealet af en Flettner-rotor.

Flettner-rotorernes imponerende ydelse fordufter dog hurtigt, når vinden forsvinder eller ikke kommer fra siden.

»Ofte glemmer firmaerne bag vindteknologier at tage højde for, at systemerne også risikerer at øge modstanden, f.eks. når det ikke blæser, eller der er for meget modvind. Vægten af rotorer eller sejl skal jo også medregnes, ligesom man skal tænke på, at de optager plads på dækket, kan få skibet til at krænge eller måske går i stykker,« siger Jesper Kanstrup.

Professor Harry Bingham fra DTU deltager i øjeblikket i et EU-projekt ved navn Ulysses, der laver eksperimenter med Flettner-rotorer, blandt andet i store bassiner i Gøteborg. Projektet er netop afsluttet, og de første rapporter ventes inden for de kommende tre måneder. Indtil videre er konklusionen, at rederierne kan spare meget med rotorerne, især hvis oliepriserne bliver ved med at stige.

Rotorerne egner sig bedst til langsomtgående skibe, og på grund af den økonomiske krise har flere rederier – blandt andre Maersk – netop valgt at halvere farten, så skibene i dag sejler cirka otte til ti knob. Det gør rotorerne oplagte til især bulkcarriere og tankskibe. Vil rederierne optimere skrogformen yderligere, bør de fjerne bulben forrest på skibet, der er beregnet til at reducere bølgemodstanden ved hurtig sejlads, men yder modstand ved langsom sejlads.

Drager sparer på brændstoffet

Tyske SkySails er et eksempel på et firma, der bruger drager til at mindske brændstofforbruget. SkySails har solgt flere dragesystemer, der fungerer ved, at et styresystem hele tiden holder dragen stabil i højder på mellem 100 og 300 meter. Danske eksperter er uenige om dragernes fordele. Ifølge skibsdesigner Hans Otto Holmegaard Kristensen fra Danmarks Rederiforening er drageteknologien længere fremme end Flettner-rotorer – alligevel har den ikke vundet udbredelse i branchen, og flere eksperter tvivler på, at den vil gøre det:

»Rederierne er bange for dragerne, og det er ikke mærkeligt. Hvis sejldugen river sig i stykker, og dragen ender i havet, så risikerer man, at skibet kommer til at slæbe 300 meter lange wirer, der kan gå i skibets propel, efter sig,« siger Harry Bingham.

Turbosejl

Den verdensberømte eventyrer og dykker Jacques Cousteau forsøgte også at optimere udnyttelsen af vind til søs. Sammen med en gruppe forskere byggede han i 1981 et skib med såkaldte turbosejl, der umiddelbart ligner Flettner-rotorer, men er stillestående, hule og ovale tårne. Tårnene er perforeret af tusindvis af huller, og på toppen sidder en slags ventilator, der suger luft ind gennem tårnene. De ovale tårne har også en lodret åben spalte med en bevægelig klap, og luftstrømmen gennem tårnet skaber en kraft, der driver skibet fremad.

Det lykkedes Jacques Cousteau at sejle Jorden rundt med skibet Alcyone, der var udstyret med to turbosejl, men selvom han berettede om en tredjedel sparet brændstof, har ingen siden eksperimenteret med turbosejl for alvor.

Fuldriggernes firkantede råsejl har også givet inspiration til en metode til at bruge vindens kraft på nutidens fragtskibe. Endnu en gang er det en tysk ingeniør, der står bag opfindelsen. I 1960’erne foreslog hydraulikingeniøren Wilhelm Prölss at montere master fast til dækket uden at støtte dem med wirer – såkaldt rig. Masterne skulle udstyres med tværbomme, også kaldet ræer, ligesom på fuldriggere, og i ræerne skulle sejlene ligge gemt, så de kunne rulles ud i blæsevejr.

En af verdens største luksusyachts, den 88 meter lange The Maltese Falcon, blev i 2005 udstyret med den såkaldte DynaRig, men systemet har aldrig fundet vej til kommerciel skibsfart. En af forklaringerne er, at råsejlene ikke egner sig til at gå tæt til vinden.

»Almindelige sejl som DynaRig har været forsøgt i mange år, men har slet ikke samme effektivitet som f.eks. Flettner-rotorer. Problemet er, at kombinationen af sejl og motorer betyder, at den relative vindretning ændrer sig, så vinden kommer mere forfra. Det kræver sejl, der er gode til at gå på kryds (sejle få grader til vinden, red.), og det kan de symmetriske sejl ikke,« siger Jesper Kanstrup.

Skal sejl have en fremtid på fragtskibe, så skal det være i en form, der minder om de faste kulfibersejl, som f.eks. bliver brugt i America’s Cup. Eksperterne forestiller sig en stiv vingekonstruktion, der er udstyret med flaps for at gøre det muligt at gå højere til vinden.

Ifølge Jesper Kanstrup kunne en oplagt løsning være at anbringe en Flettner-rotor forrest på vingen, ligesom det faktisk er forsøgt med succes på skibes ror, hvor man har anbragt en rulle på forkanten og flaps på bagkanten.

»Det kunne være en oplagt løsning til langsomtgående skibe, men det indebærer mange bevægelige dele, og det kommer hurtigt til at koste,« siger Jesper Kanstrup.

Universet forekommer at være et sted, hvor kemiske reaktioner vil vantrives. Det er koldt, tomt og ensformigt.

I det interstellare rum er temperaturen typisk 10-50 kelvin. Antallet af partikler pr. kubikcentimeter ligger mellem tusind og en million – i en kubikcentimeter flydende vand er der til sammenligning 10^22 molekyler. I mælkevejen med mere end 100 milliarder stjerner udgør hydrogen og helium 97,9 procent af massen – kun 0,1 procent er oxygen, og kulstof udgør det halve heraf.

Alligevel myldrer det med kemiske forbindelser i rummet. Hen ved 180 forskellige er allerede fundet.

»Vi lever i et molekylært univers,« forklarer astrokemikeren Lucy Ziurys på sin hjemmeside på University of Arizona.

De mest almindelige grundstoffer i de kemiske forbindelser er hydrogen, kulstof, nitrogen og oxygen, men også jern, titan og andre grundstoffer er fundet i molekyler.

De fleste forbindelser, der er fundet til dato, indeholder kun to eller tre atomer, men der kendes også organiske molekyler med 10 og flere atomer.

Molekylerne detekteres med radioastronomi eller infrarød spektroskopi, da deres vibrations- eller rotationstilstande giver anledning til absorption og emission ved bestemte bølgelængder. På den måde sætter molekylerne karakteristiske fingeraftryk i de signaler, der modtages fra rummet.

Komplekse molekyler med mange atomer sætter dog kun ganske svage aftryk og er derfor vanskelige at identificere.

Kulstof og sukker

Nogle af forbindelserne er fundet i områder af universet, der er forholdsvis varme, og hvor koncentrationen af partikler er høj.

Det er eksempelvis tilfældet for de største molekyler, der er observeret i rummet, de fodboldformede kulstofmolekyler C60 og C70.

Jan Cami fra University of Western Ontario i Canada beskrev sammen med tre medforfattere for tre år siden i Science, hvordan de havde observeret disse i en gassky, en såkaldt planetarisk tåge – 6.500 lysår fra jorden.

Opdagelsen blev gjort med Nasas Spitzer-rumteleskop.

Sukkermolekylet glycolaldehyd (HCOCH2OH) er et andet interessant lidt større molekyle, der er fundet i rummet.

Sidste år kunne Jes K. Jørgensen fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet berette i Astrophysical Journal Letters, at han ved brug af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), der nu består af 66 antenner i Chile, havde fundet det i nærheden af en ung stjerne, af samme type som vores egen sol, 400 lysår borte.

Ydermere var molekylerne på vej ind i solsystemet omkring stjernen. Det er interessant, for molekylet indgår i processer, der danner mere komplekse molekyler af relevans for biologisk aktivitet.

Støvskyen, der danner solsystemet, har en temperatur omkring 10 kelvin. Når stjernen er dannet, bliver støvskyen varmet op til omkring stuetemperatur.

Der findes flere alternative processer til, hvordan glycolaldehyd kan dannes, men Jes K. Jørgensen noterede i artiklen, at observationerne var konsistente med, at det var opstået ved en reaktion, der involverede methanol (CH3OH) og carbonoxid (CO) i forbindelse med ultraviolet stråling.

Aminosyrer er nøglen til livet

Aminosyrer er særligt interessante at finde i universet, da de så at sige er livets byggeblokke.

Der var igennem mange år usikkerhed om, hvorvidt den mindste aminosyre, glycin (NH2CH2COOH), var detekteret i rummet.

I 2008 opdagede tyske forskere dog en forløber for glycin, amino-acetonitril (NH2CH2CN), i et område nær mælkevejens centrum kaldet Sagittarius B2. Endelig kunne Nasa i 2009 bekendtgøre, at der var fundet glycin i halen fra kometen Wild 2, da Stardust-missionen opsamlede materiale under en passage i 2004.

Spørgsmålet er så, hvordan aminosyrer dannes i universet. På jorden sker det gennem en lang kæde af komplekse reaktioner i planter og dyr, som understøttes af enzymer, der er udviklet til dette formål gennem millioner af år.

Ralf Kaiser fra University of Hawaii har genskabt betingelser i laboratoriet, der minder om det kolde univers.

Herved har han vist, at processen i universet forløber nogenlunde som Strecker-syntesen, der har været anvendt industrielt siden 1800-tallet, hvor man blander aldehyd, ammoniak og cyanid, varmer det op og tilfører syre.

I rummet kommer energien fra ioniserende stråling, og processen sker i forbindelse med isbelagt kosmisk støv indeholdende bl.a. kulstofdioxid og ammoniak.

Reaktionen kræver mindre energi, når den sker på overfladen af støvpartiklerne, som også opsamler den overskudsenergi, der bliver frigivet.

Ralf Kaiser undersøger nu i laboratoriet, om to aminosyrer kan reagere på støvet og danne et dipeptid, som er et lille protein.

Tunneleffekten hjælper til

Støv hjælper dog ikke alle kemiske processer.

Sidste år opdagede astronomer methoxy-molekyler indeholdende kulstof, hydrogen og oxygen i en molekylær sky omkring 600 lysår fra jorden. Det var umuligt at skabe dette molekyle i laboratoriet ved hjælp af støvkorn.

Ved et tilfælde opdagede Dwayne Heard fra University of Leeds dog, at reaktionshastigheden for hydroxyl-radikaler ikke fulgte den forventede kurve, så reaktionerne forløb langsommere og langsommere, når temperaturen blev sænket.

I en nylig artikel i Nature Chemistry er beskrevet, at reaktionshastigheden omkring 70 kelvin er 100 gange så hurtig som reaktionshastigheden ved 200 kelvin og omkring 10 gange så hurtig som reaktionshastigheden ved 500 kelvin.

»Gosh! Der må foregå noget andet,« siger han til New Scientist.

Det andet er kvantemekanik og tunneleffekten.

Ved de lave temperaturer er det muligt for molekylerne at være i kontakt med hinanden i relativ lang tid. Det gør det muligt for reaktionen at gennembryde energibarrieren for den kemiske reaktion via tunneleffekten, som er et kvantemekanisk fænomen, der også udnyttes i bl.a. halvlederelektronik.

Effekten er størst for små atomer og derfor særligt relevant for processer, hvor der indgår hydrogen, beskrev Johannes Kästner fra Universität Stuttgart mere indgående i en nylig artikel i Computational Molecular Science.

Tunneleffekten gør det derfor muligt for hydrogenatomer i reaktionen mellem methanol (CH3OH) og hydroxylradikalet (OH) at danne et methoxyradikal (CH3O).

Fjerner man et hydrogenatom herfra, får man formaldehyd (CH2O), som via yderligere reaktioner kan danne mere komplekse organiske molekyler. Om det rent faktisk sker i universet, vides dog ikke endnu.

Der er således stadig en lang række uafklarede forhold om kemien i kosmos, men kemikere og astronomer har for alvor sat gang i forskningen om det molekylære univers.

I dag bliver invasive arter ført rundt på verdenshavene i handelsskibenes ballasttanke og påfører lokalt varige skader, når skibene lader ballastvandet fosse ud i havnen i takt med, at de tager last ombord.

Snart er det imidlertid slut. Industrien forventer, at IMO i år ratificerer en konvention, som bestemmer, at skibene senest fra 2015 skal have anlæg ombord, der kan rense ballastvandet.

Et verdensmarked med en samlet handelsflåde på mere end 60.000 eksisterende skibe samt et årligt nybygningsmarked på mellem 1.400 og 2.000 skibe er dermed ved at åbne sig for et dansk firma, der kan levere det produkt, skibene skal bruge.

Det dansk udviklede såkaldte in-tank system fra virksomheden Bawat tager i al sin enkelhed vandet fra ballasttanken, varmer det kortvarigt op og pasteuriserer det. Procesvarmen bliver trukket fra overskudsvarmen i skibets kølevand. Og i modsætning til markedets eksisterende modeller, der baserer sig på filtre, uv-stråling og kemikalier, og som fungerer, når skibet har lagt til kaj og tager vand ind, foregår den dansk-udviklede opvarmnings- og pasteuriseringsproces til søs, forklarer Kim Diederichsen, direktør for Bawat:

»Når fragten bliver losset ved kajkanten, tager skibet samtidig ballastvand ind og stævner med fyldte ballasttanke mod næste havn. På rejsen går recirkuleringsprocessen i gang, hvor vandet fra ballasttanken bliver suget ind over anlægget, ilten fjernet, og vandet sendt tilbage i tanken, efter at bakterier og plankton er slået ihjel. Det foregår i et loop og bliver recirkuleret et par gange. På den måde behandler vi tanksæt for tanksæt.«

Kim Diederichsen er selv uddannet skibsfører og ved af erfaring, at skibets besætning i forvejen har nok at se til med at losse og laste:

»Derfor ser rederne en klar fordel i ikke at tilføre flere opgaver under losning og lastning og i stedet rense vandet, når skibet har forladt havnen og er på vej mod næste havn,« siger Kim Diederichsen og tilføjer, at systemet har den indbyggede fordel, at det i kraft af rensningsprocessen beskytter mod rust i ballasttankene og derved forlænger skibets levetid.

På sin vej gennem certificeringsprocessen gennemgår Bawats system pt. land- og søbaserede test med støtte fra Den Danske Maritime Fond. To af tre planlagte test er gennemført under sejlads på gastankskibet Henrietta Kosan som led i en samarbejdsaftale med Lauritzen Kosan fra Lauritzen-rederiet. Til forskel fra andre systemer fungerer Bawats teknologi med alle typer vand, dvs. saltvand, brakvand og ferskvand. Og Kim Diederichsen vurderer, at systemet er certificeret inden næste sommer og derefter klar til salg.

Som en tommelfingerregel udgør ballastvandskapaciteten knapt 40 procent af de relevante skibes tonnage, der ligger mellem 1.000 og 320.000 ton dødvægt.

Forhistorien er, at IMO i 2004 vedtog en resolution, der er ved at blive ratificeret. Industrien venter, at ratificeringsprocessen er afsluttet i år eller næste år.

Indtil da pumper verdens tusinder af handelsskibe mellem 500 og 100.000 m3 ballastvand ud, hver gang de tager last ombord.

Den årlige dokumentarfilmfestival CPH:DOX, der varer indtil 17. november, præsenterer film om blandt andet Stephen Hawking, Higgs-bosonen og internettets kulturelle omvæltninger.

Stephen Hawking blev for alvor berømt, da hans bog ’A Brief History of Time’ om universets oprindelse udkom i 1988. Bogen er solgt i mere end ti millioner eksemplarer og oversat til mere end 40 sprog. Den beskrives af og til som verdens mest solgte, men mindst læste bog.

Stephen Finnigans film om Hawking er et ordspil på bogens titel. Fortælleren i ’A Brief History of Mine’ er Hawking selv med sin karakteristiske syntetiske stemme.

Stephen Hawking er fysikkens rock star, den mest kendte og lettest genkendelige videnskabsmand. Han beskrives jævnligt som den klogeste mand på Jorden, selv om et sådant udtryk nu forekommer meningsløst.

Under sine første studieår var Stephen Hawking en flittig selskabsløve, der også involverede sig i universitetets sportsaktiviteter som styrmand i robådene, men i øvrigt ikke brugte megen tid på sine studier, som det var helt almindeligt ved Oxford University omkring 1960.

Allerede da han var 20 år, opstod de første tegn på sygdom. Filmen giver et godt indtryk af Hawkings liv og hans kamp mod sygdommen, der i dag har lænket ham til en kørestol, hvor han med egne ord er fanget i sine egne tanker.

Hawking har optrådt i talrige tv-shows og sammenhænge, som det ikke bekommer andre topforskere. I filmen erkender han nøgternt, at berømmelsen nok i mindst lige så høj grad skyldes hans kørestol og sygdom som hans forskning.

Men han nyder berømmelsen. »Det har sine fordele at være en berømt person,« siger Hawking.

Filmen giver et godt indblik i et ekstraordinært liv. Ud over Hawking selv optræder en lang række topforskere og kendte personer i filmen. Men det er hans ekskone, Jane Hawkings, kærlige og ærlige kommentarer, der står stærkest, når filmen er slut. Filmen er dog først og fremmest Hawkings egen fortælling. Det forhold er også filmens største problem. Selvportrætter er sjældent lige så interessante som portrætter.

Partikelfeber hos Cern

Fillmen ’Particle Fever’ følger jagten på Higgs-bosonen ved Cern. Den er instrueret af Mark Levison, som har en ph.d. i teoretisk fysik fra University of California. Han har fulgt arbejdet med opbygningen af Large Hadron Collider (LHC), igangsætningen af acceleratoren i 2008 og det efterfølgende uheld med en af magneterne, der førte til næsten to års forsinkelse.

Vi følger fysikeres og teknikeres begejstring og frustrationer undervejs og slutter med de helt store emotionelle udbrud ved Cerns annoncering af opdagelsen af Higgs-bosonen 4. juli 2012.

Ud over superflotte billeder fra LHC og lækre animationer er filmens styrke, at den giver indblik i fysikernes tanker og arbejdsproces både på Cern og hos teoretikere på afstand som amerikaneren af iransk afstamning Nima Arkani-Hamed fra Institute for Advanced Studies i Princeton, der er en af de helt store stjerner blandt den yngre generation af fysikere.

Man skal ikke forvente at blive informeret eller belært om detaljer i partikelfysikken. Det kan man alt efter smag vælge enten at betragte som en styrke eller svaghed ved filmen. Er man blot en lille smule betaget af LHC, går man dog ikke galt i byen med denne film.

Opbrud hos kulturen

To film sætter fokus på, hvordan internettet har forandret gamle brancher og tænkemåder.

Ben Lewis fortæller i ’Google and the World Brain’ om Googles projekt med at scanne alle bøger i verden og skabe et universelt bibliotek – en tanke, som H.G. Wells fremsatte i 1937 og kaldte en ‘World Brain’, men som hovedidé kan føres flere tusinde år tilbage.

Filmen fortæller om kultursammenstødet mellem Googles ingeniører og den etablerede biblioteksverden verden over, som kulminerede i en retssal i New York i 2011. Den stiller spørgsmålet om, hvorvidt der er tale om en demokratisering af viden eller om et nyt monopol. Det er en god klassisk dokumentarfilm.

Alex Winter beretter i ’Downloaded’ om, hvordan Napster forandrede den måde, vi lytter til musik på, og hvordan den kommercielle musikindustri totalt fejlbedømte udviklingen og forretningsmulighederne.

Historien begynder i slutningen af det forrige århundrede, mens Dotcom-boblen blev blæst større og større op.

I størstedelen af filmen hører vi aktørerne fortælle deres historie i korte sammenklip. Et meget højt tempo i fortællestilen kommer dog til at virke lidt rodet og faktisk lidt kedeligt i længden. Der er for megen gentagelse.

Det mest interessante kommer til sidst, hvor der berettes om Napsters betydning for tjenester som iTunes og Spotify og tages fat på spørgsmålet om, hvorvidt man skal kæmpe mod ny teknologi eller tilpasse sig.

Ifølge Lawrence Lessig fra Safra Foundation Center for Ethics ved Harvard University var forsøget på at kriminalisere en hel generation, der ville hente deres musik via internettet, en komplet fejltagelse. De eneste økonomiske vindere blev advokaterne. Det blev kulturens Vietnam.

Tidens dilemma

Endelig er der også mulighed for at se en film om tid.

Tidsbegrebet har interesseret fysikere og filosoffer i hundredvis af år. Augustin (354-430) er berømt for citatet: ‘Hvad er ’tid’? Hvis ingen spørger mig om det, ved jeg det. Men hvis jeg vil forklare det til en, der spørger, ved jeg det ikke’.

For Newton var tiden en absolut størrelse, Einstein gjorde den relativ. I dag diskuterer fysikere ivrigt, om tid er en fundamental størrelse, eller om den automatisk opstår på grund af mere fundamentale fysiske principper.

‘Die Zeit vergeht wie ein brüllender Löwe’(Tiden går som en brølende løve) er en filosofisk og meget personlig film om tid af 41-årige tyske Philipp Hartmann, der lider af kronofobi – frygt for tidens gang.

Filmen, hvis titel er et udtryk, Philipp Hartmann hørte af sin bedstemor, inkluderer et besøg hos PTB i Braunschweig, der udsender et 77,5 kHz signal, som holder styr på tiden i Tyskland og store dele af Europa.

Der bliver også flettet lidt ind om Einsteins tvillingeparadoks, men det er nu ikke for de videnskabelige eller teknologiske elementer, man skal se filmen. Det er først og fremmest den visuelle oplevelse, der gør den til en speciel og meget anderledes oplevelse.