ESA har i disse dager fått et kliss nytt atomur inn på test-laboratoriet som blant annet skal brukes til å undersøke grunnleggende fysiske lover.

Klokken heter Pharao, og skal skytes opp til den internasjonale romstasjonen i 2016, hvor den skal bli del av en ekstremt presis tidsmålingsstasjon i verdensrommet.

Denne tidsmålingsstasjonen kalles ACES (Atomic Clock Ensemble in Space) og består av to atomur som er koblet sammen, hver med sine styrker.

– Man kan si at de utfyller hverandre, sier Harald Hauglin, fagansvarlig for tid og frekvens i Justervesenet til forskning.no.

Presisjon og stabilitet i skjønn forening

Når man snakker om klokker, skiller man mellom nøyaktighet og stabilitet, forteller Hauglin. Nøyaktighet handler om ekstrem nøyaktighet målt over lang tid, selv om klokketakten, eller “tikkene”, kan variere. Stabilitet handler om takten, og nøyaktige “tikk” fra sekund til sekund.

Pharao er en cesiumklokke som er ekstremt nøyaktig over lengre tid. Ifølge ESA skal den verken sakke eller forte seg mer enn et sekund i løpet av 300 millioner år.  Den andre klokken er en hydrogenmaser, og den er mye mer stabil over korte perioder enn Pharao.

– Hydrogenmaseren er ikke nøyaktig, men gir en mer stabil klokketakt enn Pharao i korte perioder opp mot en times tid, sier Hauglin.

For tidsspenn utover ett døgn vil derimot klokketakten til hydrogenmaseren systematisk og gradvis endre seg. 

Ved å korrigere hydrogenmaseren ved hjelp av Pharao skal disse klokkene sammen bli et veldig nøyaktig og stabilt referansepunkt for tidsmåling i verdensrommet.

ACES skal også kommunisere med andre atomur i USA, Japan, Australia og Europa for å gi svært presis tidsmåling.

Nå skal Pharao-klokken gjøres klar for oppskytning, hvor ESA-teknikerne forsikrer seg om at den kan takle oppskytningen om to år, og fortsatt holde på nøyaktigheten.

Pharao blir levert til ESA-labben.

(Foto: ESA)

Hva skal vi med denne ekstreme presisjonen?

Den ekstreme presisjonen til disse klokkene tillater veldig nøyaktige eksperimenter for å teste relativitetsteorien.

Tid er nemlig en sleip måleenhet. Ifølge relativitetsteorien er ikke tiden absolutt, men relativ i forhold til forskjellige observatører. Dermed oppfører den seg rart, og er ikke særlig intuitiv.

Tid henger helt sammen med hastighet og tyngdekraft. Jo lengre man er fra et massivt objekt som jorden, dess raskere går tiden. Helt enkelt betyr det at en fjellklatrers klokke vil gå bittelitt raskere enn din klokke mens du står på bakken, og er nærmere et massivt objekt (Jorden).

Denne effekten har ingenting med klokkene å gjøre, men selve sammensetningen av det som kalles rom-tid gjør at tiden oppfører seg på denne måten. Klokkene er bare en illustrasjon.

Hvis dette er forvirrende, er det bare å bite tennene sammen. Hastighet har nemlig den motsatte effekten på tid. Hvis en klokke står stille, og en annen beveger seg i høy hastighet, vil klokken som beveger seg gå saktere enn den stillestående klokken.

Se for deg at du står stille på en perrong, og et hurtigtog raste forbi i millioner av kilometer i timen. Hvis du på en eller annen måte kunne se på en klokke inne i dette toget, ville klokken gå merkbart saktere enn din egen på perrongen.

Men siden tiden er relativ, ville man ikke merket noe til denne effekten hvis man selv var passasjer på toget.

Uansett hvor rart dette høres ut, er det høyst reelt. Relativistiske effekter er der hele tiden, man trenger bare veldig nøyaktige instrumenter for å kunne måle dem.

GPS og relativitet

Selv om de er små, vet man at effektene er reelle, både gjennom eksperimenter og erfaringer fra det virkelige liv.

For eksempel GPS-satellitter er avhengig av nøyaktig tidsmåling for å kunne gi nøyaktige posisjonsdata.

– Klokkene i GPS-satellittene blir korrigert for relativistiske effekter allerede når de produseres, og uten disse korreksjonene ville ikke GPS virket,  sier Hauglin. 

– Klokkene i satellittene må i tillegg korrigeres en til to ganger per dag for å holdes synkronisert. Uten oppdaterte klokkekorreksjoner vil brukere av GPS i løpet av kort tid merke at nøyaktigheten blir dårligere.

Dette skjer på grunn av GPS-satellittenes hastighet og avstand fra jordens masse, og tiden vil rett og slett gå bittelitt raskere hos satellittene i forhold til en observatør nede på jorden. 38 mikrosekunder hver dag, for å være nøyaktig.

GPS-satelitt i bane rundt jorden.

(Bilde: NASA)

Atomur i fly

Disse relativistiske effektene ble også målt i det svært berømte Hafele-Keating-eksperimentet i 1971, hvor flere atomklokker ble synkronisert og flydd rundt jorden på jetfly. Noen synkroniserte klokker ble igjen på bakken. Etter at flyturene var over, ble klokkene sammenlignet. 

Resultatene viste at de ikke lengre var synkroniserte, og ”tiden” hadde endret seg slik relativitetsteorien forutsa.

– Atomklokkene i flyene var langt mindre nøyaktige og stabile enn klokkene som nå skal brukes i ACES, som tillater mye mer nøyaktige målinger og tester av fundamentale fysiske lover.

Det kan også være at disse ekstremt nøyaktige målingene plukker opp variasjoner i rom-tiden som man ennå ikke forstår.

– Jeg er litt konservativ, og tror vi først og fremst vil få en bekreftelse på at relativitetsteorien stemmer med mer nøyaktige målinger.

Men som på LHC ved CERN kan man ikke være sikker på hva som skjer når eksperimentet starter.

– Men man kan jo håpe på at man får et avvik som man ikke forstår, og som kan si noe nytt om hvordan naturen fundamentalt er bygget opp, sier Hauglin.

Referanse: 

ESA

Hafele-Keating Experiment

I 2003 gikk Human Genome Project i mål. Menneskets arvestoff – genomet – var kartlagt. Fem års samarbeid mellom genetikere i USA, Storbritannia, Japan, Frankrike, Tyskland og Kina hadde kartlagt over mer enn tre milliarder nukleinsyrer, bokstavene i det genetiske alfabetet som skriver inn livets kode i alle celler.

Jeg var imponert den gangen, som så mange andre. Jobben var gjort på rekordtid, ikke minst takket være den nye intelligente kjapt og gæli-sekvenseringsmetoden til Craig Venter, kalt shotgun sequencing.

Standardmennesket

Men så begynte jeg å tenke. Menneskets genom er altså kartlagt. Men hvilket menneske? Pettersen eller Franzen? Det er tross alt stor forskjell på Pettersen og Franzen. Hvem av dem hadde fått æren av å få oppskriften på seg selv publisert åpent på nettet?

Ingen av dem. Æren ville vært tvilsom. Personvernet forbyr slik offentliggjøring.  Derfor var donorene i Human Genome Project anonyme. Ja, for det var flere. Utvelgelsen ble gjort slik at ingen i dag kan vite hvem bidro med de utvalgte blodprøvene. Det første menneskelige genomet som ble kartlagt, var altså ikke genomet til ett bestemt menneske. Det var et generisk genom. Standardmennesket, om du vil.

Meg på en minnepinne

Så gikk årene. Sekvensering ble billigere, og kunne utføres på utvalgte enkeltmennesker, oftest på sykehus ved mistanke om alvorlig arvelig sykdom. Rundt 2010 ble sekvensering for første gang salgsvare. Men da jeg sendte inn en spyttprøve til firmaet 23andMe i 2011, var det bare utvalgte områder av genomet som ble kartlagt.

Tre år seinere bør vi forberede oss på at annonsen for kartlegging av hele genomet vårt kan dukke opp i innboksen ganske snart. I januar 2014 annonserte firmaet Illumina at de hadde laget en sekvenseringsmaskin som kunne klare jobben for rundt 6000 kroner.

Igjen føler jeg fristelsen og betenkelighetene. Meg på en minnepinne? Alle mine egenskaper i genetisk klartekst, kanskje også noen alvorlige arvelige sykdommer verken jeg eller barna mine vil ha godt av å vite om uten videre?

Vi er mange

Men så enkelt er det heller ikke alltid. Klarteksten er ikke så klar. Genene sier ikke den fulle og hele sannhet. De påvirker og påvirkes av et samspill med omgivelsene. Genetikk er blitt epigenetikk.

Nå tikker nye resultater inn som kan punktere selve utgangspunktet for idéen om genomet som konstruksjonstegning for menneskemaskinen, med eller uten epigenetiske tannhjul og pinjonger.

Vi er nemlig ikke bare ett genom. Vi er mange. For å finne ut det, trengs ikke bare sekvensering av ett menneske. Slik sekvensering gjøres normalt ved å finne gjennomsnittet fra tusener eller opp til millioner av celler. Men cellene er forskjellige. For å se det, må forskerne klare å kartlegge genene i enkeltceller. Det er de i ferd med å klare.

Vel bevart i mangfoldet

En studie som ble publisert i tidsskriftet Cell Reports 21. august 2014, beskriver sekvensering av  97 friske enkeltceller fra en menneskehjerne. De færreste var helt like.

Forskjellen bestod i at mellom hundre og flere millioner genbokstaver enten manglet eller var gjentatt flere ganger forskjellige steder i genomet.

Andre genforskere har de seineste årene rapportert enda større forskjeller. Mellom hvert tiende til hvert fjerde nevron i knotten vår mangler et helt kromosom, eller har flere utgaver av samme kromosom. Og likevel er vi vel bevarte, og vel så det.

Genetisk variasjon bygger hjernen

Disse genetiske variasjonene er altså ikke nødvendigvis noe farlig, som ved arvelige sykdommer, mener noen forskere. Tvert imot, sier de: Variasjonene kan også gjøre oss sterke.

Nevrobiologen Fred Gage skritter lengst ut langs denne tankegangen, ifølge en artikkel av journalisten Kat McGowan på nettstedet Quanta Magazine.

Han er tilknyttet genetikklaboratoriet på Salk Institute, og har funnet ut at genetisk variasjon er vanlig i normale, voksne menneskehjerner.

Ifølge Gage er den genetiske variasjonen nettopp det som gjør hjernen så tilpasningsdyktig og bidrar til den fantastiske kompleksiteten.

En urskog av mangfold i hodet

En parallell finnes i en annen del av kroppen, nemlig immunsystemet. Her er det variasjonene i genkoden som gir immuncellene deres evne til å reagere på et mangfold av forskjellige trusler, også trusler de aldri har møtt før.

Immuncellene er som et helt økosystem, der diversiteten eller mangfoldet sikrer at noen immunceller til enhver tid og under skiftende forhold er tilpasset oppgaven, nemlig å forsvare kroppen.

Med andre ord: Det samme genetiske mangfoldet som utfolder seg i en urskog og gjør den levedyktig framfor en kunstig monokultur, utfolder seg inne i menneskekroppen. Og hvis resultatene til Gage og andre forskere er riktige, kan dette genetiske mangfoldet være avgjørende viktig i det organet som mest av alt må være forberedt på uforutsette situasjoner og møte det med kløkt og oppfinnsomhet: Hjernen.

Kan være overdrevet

Men resultatene er ikke helt sikkert riktige. Teknikken for sekvensering av enkeltceller er ennå under utvikling. Kritikere mener at metodene som brukes i dag, kan fordreie resultatet. Derfor kan variasjonene i genene og den positive effekten av dem være overdrevet.

Også Fred Gage innrømmer at idéene om at den genetiske variasjonen fungerer som et robust økosystem er en teoretisk tolkning av data.

Likevel – også skeptikerne anerkjenner den dype appellen som denne idéen har, ifølge artikkelen i Quanta Magazine.

Hjerne vår er i så fall et helt økosystem, en urskog av levende evolusjon. Hva har det å si for vårt selvbilde?

Buer over buer

Er det enda et riss i den store tankebuen som flyr over kunstige skiller mellom celle og organ, mellom organ og organisme, mellom organisme og populasjon, mellom populasjon og økosystem, mellom økosystem og biosfære, mellom biosfære og … ?

Det er på samme tid skremmende og frigjørende å tenke at mitt genom, min identitet bare får mening som en del av en stor helhet, der framtidas forskning også vil tegne nye buer over buer av kompleksitet, livskraft og mening.

Lenker:

I Contain Multitudes, artikkel i Quanta Magazine, 21. august 2014

Iain C. Macaulay,Thierry Voet: Single Cell Genomics: Advances and Future Perspectives, PLoS Genetics, 30. Januar 2014, DOI: 10.1371/journal.pgen.1004126.

Xuyu Cai et. al: Single-Cell, Genome-wide Sequencing Identifies Clonal Somatic Copy-Number Variation in the Human Brain, Cell Reports, 21.8.2014.

Ho ligg slengt på sofaen med eit tomt uttrykk i auga, under ein vegg dekorert med kokte spagettitrådar. 

Iiu Susiraja er sjukeleg overvektig. Ho gjer ingenting for å skjule det, eller for å sjå tiltrekkjande ut. Tvert imot.

Susiraja er kunstnar, og har gjort det til eit prosjekt å lage sjølvportrett av kroppen sin. Men nesten alltid er det noko som er på feil plass. Til dømes fotografiet der ho held ei kjevle mellom beina så handtaket stikk ut som ein penis. Eller der ho fyller eit par småsko med krem, og deretter pressar føtene nedi så kremen tyt ut. 

Likevel er det noko anna enn desse feilplasserte tinga som trekk til seg størsteparten av merksemda: kroppen hennar.

Korleis vågar ho? har mange spurt seg i møte med kunsten hennar. 

Der storleik er makt

Kunsthistorikar Ulla Karttunen meinar fotografia er eit angrep på overflatiske verdiar i den moderne kulturen. At Susiraja gjer narr av forfengelegheita ho ser kring seg – sjølvpromoteringa på sosiale medium, det utbreidde behovet for å framstå som aktiv, vellykka og attråverdig. Når ho viser seg fram utan å forsøke på noko av dette, er det ein provokasjon, eit motkulturelt trekk, ifølgje Karttunen. 

- Det finst sterke føringar i våre dagar for korleis kroppen skal sjå ut. Særleg i middelklassen. Men vi må vere medvitne om at desse normene ikkje blir delte av alle, seier sosiolog Lotte Holm. Forskinga hennar viser at feitt tyder heilt ulike ting i ulike delar av samfunnet. 

Då ho studerte hanldningar til kropp og livsstil blant danske, mannlige renovasjonsarbeidarar, fekk ho mellom anna høyre denne påstanden: 

“Alt under hundre kilo er homo”. 

Ei anna studie av svarte, kvinnelege narkotikaseljarar og gjengmedlemmer i USA viser at det i deira verd er særs viktig å vere stor. Den tunge kroppen utstråler ei kraft, ei ”ikkje bøll med meg”-haldning.

Feittet følgjer utdanning

Så kven av oss er det som blir tjukke? Auken i sjukeleg fedme i Norge har vore stor for alle aldersgrupper dei siste tiåra, men det er dei med lågast utdanning som er hardast råka. Blant dei med berre folkeskule, er førekomsten av alvorleg fedme dobbelt så høg som blant dei med høgare utdanning. Internasjonale studiar peiker mot ei liknande skeivfordeling av feittet i andre land.

Og nett der ligg eit stort dilemma. For kva om mange av dei som er tunge ikkje vil vere med på at det er så ille å vere tung? Kva om dei berre vil vere i fred og leve liva sine på usunt vis? Har samfunnet rett til å blande seg då?

Einsretting av kroppar og liv

Disiplineringa av kroppen er ein av dei sentrale verdiane i det moderne vestlege samfunnet, meiner Roger Strand, professor i vitskapsteori ved Universitetet i Bergen. Personlegdomstrekka som står høgt i kurs er no evna til sjølvregulering, planlegging og rasjonelle val.

- Som nordmenn lever vi i ein utprega homogen kultur. Når eg høyrer representantar frå helsestyresmaktene snakke om haldningskampanjar og tiltak for å forme folket, verkar det som dei meiner det berre finst ein versjon av det gode livet. Og at vi alle er forplikta til å etterleve den, seier Strand.

For han er dei usagte verdiane i kjernen av helsepolitikken og helseforskinga eit problem – fordi dei blir sett på som udiskutable. Det at middelklassen tek etter dei rådande verdiane, og synst ein skal vere sunn og sterk, passar makta veldig godt, påpeiker Strand:

- Det har samanheng med korleis velferdsstaten fungerer. Eit sunt folkeferd jobbar meir og kostar mindre, slik at staten og vi alle kan vere rikare. Difor er den sjukeleg overvektige personen sett på som eit problem, og samfunnet vil at ho skal forstå ho har eit problem, seier Strand.

Strand viser til Craig L. Fry, forskar innan helseetikk og -politikk, og hans skilje mellom akseptable og uakseptable helseidentitetar. I helseverda er det akseptabelt å vere rasjonell og ansvarleg, og anstrenge seg for å leve eit sunt liv. Det er også akseptabelt å vere sårbar, og innrømme at du har behov for profesjonell hjelp.

Dei slemme og udisiplinerte

Den uakseptable helseidentiteten handlar om å leve usunt og gjere risikable ting, utan noko ønske om å gjere ting annleis.

Narkomane, alkoholikarar, røykarar og alvorleg overvektige kjem i denne kategorien, og blir sett på som uansvarlege og udisiplinerte, ei byrde for velferdsstaten. Dei er slemme gutar og jenter. Dei gjer ikkje det dei kan for å maksimere livslengde og livskvalitet – det legevitskapen ser på som det fremste målet for eit menneskeliv.

- Om vi skal eller ikkje gripe inn i liva til desse personane, er eit spørsmål om etikk. Og spesielt eit spørsmål om kva som er det gode livet, seier Strand.

For har desse menneska det heilt forferdeleg, eller har dei det ikkje?

Den amerikanske bloggeren Kelly Coffey fortel om korleis overgangen er frå å veie meir enn 136 kilo til å veie det halve. Ho jobbar no som personleg trenar og blogger om trening og om å elske kroppen sin. 

For sjølv om livet i ein sunnare kropp gjer henne glad, er ikkje denne gleda eintydig. Ho saknar den tjukke kroppen sin og identiteten den ga henne som livligare og ein person som tok fleire sjansar.

Ho trur blant anna at fedmen gjorde det lettare for andre å slappe av med henne, og ho trivs sjølv framleis best med store kvinner. Dei er rausare, djupare og meir forståingsfulle, mener ho. 

Konklusjonen på før/no-lista: ”Get fit, & you, too, can be boring as hell.”

Store skiljer i synet på sunnheit

Ho har eit godt poeng, meiner Lotte Holm – det finst faktiske nokre verdiar utanom det å vere slank og sterk. Verdiar som også er verd å setje pris på, og som kan drukne i det dominerande sunnheitsjaget.

I ein sosiologisk studie har Holm samanlikna livsverdiane til normalvektige folk med høg utdanning og overvektige eller sjukeleg overvektige folk med låg utdanning.

I den første gruppa var overvekt sett på som uakseptabelt, og mosjon som noko gledesfylt og givande. Ein god forelder var ein som lærte barna sine sunne vanar, og passa på at dei ikkje sklei ut og blei tjukke. Definisjonen på ein sunn person var, ifølgje denne gruppa, ein med god livsstil og balanse i kvardagen.

Blant dei lågare utdanna, tunge folka var lista av verdiar vesentleg annleis. Dei var for det første langt meir tolerante overfor store kroppar. Vidare var dei opptekne av at maten skulle vere ekte og autentisk, heller enn sunn.

Dei meinte mosjon var stressande, og likte betre stillesitjande, sosiale aktivitetar som strikking eller ein prat med vener over ein øl. Å vere ein god forelder handla om å ha det gøy med barna, og akseptere dei som dei var. Definisjonen på ein sunn person var ein som visste å nyte livet.

Jakta på det sunne livet blei av denne gruppa interessant nok sett på som det tristaste av alt ein kunne drive med. 

Som ein av informantane uttrykker det:

”Ho kjøper den lettaste mjølka, ho et aldri smør og ho kjøper sukkerfri syltetøy. Alt blir sexlaust og utan glede. Ho er oppteken av kolesterolmål og mosjon, men blir stadig deprimert.”

Tjukk eller tynn, like bra?

- Eg kan verkeleg godt skjønne innvendingane deira mot middelklassedefinisjonen av kva som er eit godt liv! seier Holm, og tek fram ei historie fra sitt eige liv.

Nyleg var ho på ein forskingskonferanse, og hamna under middagen til bords med dei fremste akademikarane som var til stades der. Det einaste dei snakka om, var alle maratonane dei sprang. Å drive med krevjande sportsgreiner har nærast blitt ei norm blant den sosiale eliten i Danmark, meiner ho.

Det siste nye er triatlon:

- Eg har ei venninne som er fråskilt trebarnsmor, og trener til triatlon. Ho trener fleire gonger for dagen, og lever eit liv som er heilt skjematisk, fortel Holm.

Eit sunt liv, men er det godt? Kanskje finst det noko å lære frå livsnytar-verdiane til den overvektige og lågt utdanna gruppa sosiologen forska på. Kanskje går det an å ta livet litt meir med ro, og vere litt rausare: gje rom for ulike kroppar og livsstilar.

Og dei verkeleg store som ikkje har tenkt å gjere noko med storleiken sin – skal vi faktisk berre la dei vere i fred?

- Vi kan i teorien relativisere oss heilt vekk frå dette spørsmålet, og seie at tjukk er like bra som tynn. Men den medisinske røyndommen kjem inn her, og vi kan ikkje oversjå den. Legar og sjukepleiarar er truverdige vitne på at desse menneska faktisk lir under overvekta si, seier Roger Strand.

Eit helseproblem

Trass sympatiske livsnytar-verdiar blant overvektige menneske: Ein kjem ikkje bort ifrå at alvorleg fedme er eit helseproblem.

Dei som er aller størst, lir ofte av tilleggssjukdommar som diabetes og hjarteproblem. Dei har vondt for å røre på seg, og blir hemma av ein kropp som stadig kjem i vegen for daglegdagse gjeremål.

”Morbidly obese” heiter tilstanden på engelsk – fordi det er ein kronisk tilstand som faktisk er livstrugande.

Her er vi ved kjernen av problemstillinga, meiner etikaren: Kor langt går retten til sjølvdestruksjon? Er du suicidal, kan du bli tvangsinnlagt. Det same om du er alvorleg anorektisk. Ikkje slik for sjukeleg overvektige.

- Nokre gonger tenkjer eg at fellesskapet skal gå inn og redde folk som ikkje vil hjelpe seg sjølve. Men kor startar det, og kor sluttar det? spør Roger Strand.

- I alle høve er dette eit spørsmål som ikkje kan overlatast til lukka rom, ekspertkomitear med forskarar eller helsearbeidarar. Dette er eit spørsmål vi må ta stilling til som samfunn.

Blåbær er svært vanlig art, og så dominerende mange steder at den har gitt navn til en egen naturtype i Artsdatabankens naturtypeinndeling – blåbærskog.

Blåbær finner du over hele landet, i skogen, på myrer, på heier og i lesider i fjellet opp mot 1700 meter over havet. 

Det er en kjent og kjær art, som de fleste forbinder med matauk. Hver høst trasker mange av oss skogen rundt på jakt etter de populære bærene, som vi liker å safte, sylte, eller rett og slett bare spise rett av tua.

Svarte blåbær – ikke giftige

Har du sett helt svarte blåbær?

Disse bærene mangler det blåfargete vokslaget de andre bærene har. I deler av Norge ble de ansett som giftige, fordi man trodde bjørn, frosk eller orm hadde slikket på dem.

I Russland derimot, ble de sett på som de aller beste bærene – og bare de svarte var gode nok for Tsaren.

Lang fotosyntese

Blåbær er den eneste lyngarten i Norge som har grønn stamme og grønne greiner. Det gjør at den kan ha fotosyntese også etter at bladene er felt på høsten.

Samtidig gjør dette at blåbærplanten er ekstra sårbar for barfrost.

Når blåbæra blir stående uten et isolerende lag snø i kalde og tørre perioder på vinteren resulterer dette i mengder med brunsvidd død lyng over store områder – og lite bær den påfølgende sesongen.

Dette så vi over store deler av landet etter vinteren 2013/2014.

Men noen steder er skogen likevel full av modne bær akkurat nå, så fyll opp i bøtter og spann!