Τι είναι το Μποζόνιο Χιγκς; Τα πάντα για το σωματίδιο του Θεού

    Πολύς ο λόγος τελευταία για το μποζόνιο του Χιγκς (Higgs), μια οντότητα αφηρημένη και ακατάληπτη όσο το όνομά της.

Ας δούμε λοιπόν τι σόι πράγμα είναι αυτό, ξεκινώντας από τα ειδικά και προχωρώντας στα γενικότερα.:



Τι είναι μποζόνιο;

Χονδρικά, μποζόνια είναι τα σωματίδια που λειτουργούν ως φορείς των φυσικών δυνάμεων των αντίστοιχων πεδίων. Το φωτόνιο, για παράδειγμα, είναι το σωματίδιο του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και μεταδίδει την ηλεκτρομαγνητική δύναμη στη μορφή φωτός. Τα μποζόνια έρχονται σε αντιδιαστολή με τα φερμιόνια, τα σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη. (Δείτε τον πίνακα στο τέλος της ανάρτησης).



Τι είναι το μποζόνιο του Χιγκς;

Το μποζόνιο του Χιγκς είναι το σωματίδιο που αντιστοιχεί στο πεδίο του Χιγκς, το οποίο προσδίδει μάζα στην ύλη. Είναι στοιχειώδες σωματίδιο, δηλαδή δεν έχει εσωτερική δομή και δεν αποτελείται από άλλα, συστατικά σωματίδια. Παρόλα αυτά, είναι εξαιρετικά ασταθές και όταν σχηματιστεί καταρρέει σχεδόν ακαριαία και δίνει άλλα υποατομικά σωματίδια. Οι επιστήμονες κουράστηκαν πολύ να προσδιορίσουν την πιθανή του μάζα, η οποία εκτιμάται τώρα στα γύρω στα 121 γιγαηλεκτρονιοβόλτ (Gev), περίπου 130 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του πρωτονίου.



Τι είναι το πεδίο Χιγκς;

Αν και λέγεται και γράφεται ευρέως ότι το μποζόνιο του Χιγκς δίνει στα στοιχειώδη σωματίδια τη μάζα τους, αυτό δεν είναι απόλυτα σωστό. Τη μάζα τη δίνει το πεδίο του Χιγκς, το οποίο δεν την δημιουργεί εκ του μηδενός αλλά την εμπεριέχει από πριν ως ενέργεια.

Τη στιγμή που εμφανίστηκε το Σύμπαν, τα στοιχειώδη σωματίδια δεν είχαν μάζα. Αυτό άλλαξε ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου αργότερα, όταν εμφανίστηκε το πεδίο του Χιγκς, λέει η θεωρία. Ορισμένα σωματίδια όπως το φωτόνιο μπορούν να κινούνται μέσα στο πεδίο χωρίς να συναντούν αντίσταση, γι’ αυτό και δεν έχουν μάζα. Άλλα σωματίδια, όπως το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο, κολυμπούν με δυσκολία μέσα στο πεδίο. Και όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση που συναντούν, τόσο μεγαλύτερη η μάζα τους.


Γιατί το Χιγκς αποκαλείται «σωματίδιο του Θεού;»

Πρόκειται για ατυχές παρατσούκλι με το οποίο δυσανασχετoύν πολλοί επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του Πίτερ Χιγκς που δηλώνει άθεος. Η ονομασία προέρχεται από το βιβλίο The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? («Το Σωματίδιο του Θεού: Αν το Σύμπαν είναι η απάντηση, τότε ποια είναι η ερώτηση;» που εκδόθηκε το 1993. Ο συγγραφέας του, ο νομπελίστας φυσικός Λίον Λέντερμαν, έχει παραδεχτεί ότι δέχτηκε πιέσεις από τους εκδότες να αλλάξει το όνομα που είχε αρχικά επιλέξει: The Goddamn Particle, ή «το καταραμένο σωματίδιο» σε ελεύθερη απόδοση.


Πού βρίσκεται στη φύση το μποζόνιο του Χιγκς;

Τα μποζόνια Χιγκς δεν υπάρχουν πουθενά σε σταθερή κατάσταση. Δεν μπορεί κανείς να μαζέψει σε ένα κουτί μποζόνια Χιγκς. Το σωματίδιο υπάρχει μόνο στιγμιαία σε συνθήκες ακραίας θερμοκρασίας, ή ενέργειας όπως προτιμούν να λένε οι φυσικοί. Τέτοιες θερμοκρασίες υπήρξαν μερικές στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και παράγονται σήμερα στο τούνελ του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN. Το σωματίδιο μπορεί επίσης να εμφανίζεται στιγμιαία σε τυχαία συμβάντα υψηλής ενέργειας, για παράδειγμα κατά την πρόσκρουση κοσμικών ακτίνων στη γήινη ατμόσφαιρα, ωστόσο δεν είναι συστατικό της καθημερινής πραγματικότητας.

Υπάρχουν όμως και τα λεγόμενα «εικονικά» σωματίδια Χιγκς, τα οποία εμφανίζονται κυριολεκτικά από το πουθενά και εξαφανίζονται μια στιγμή αργότερα. Τα στοιχειώδη σωματίδια που έχουν μάζα πιστεύεται ότι αποκτούν αυτή την ιδιότητα όταν αλληλεπιδρούν με το πεδίο μέσω εικονικών σωματιδίων.

Με άλλα λόγια, το Χιγκς μπορεί να εμφανιστεί οπουδήποτε αλλά μόνο για μια στιγμή.



Υπάρχει περίπτωση να βρούμε και δεύτερο μποζόνιο του Χιγκς;

Ναι. Μεταξύ άλλων, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων θα μπορούσε να προσφέρει ενδείξεις για τη λεγόμενη θεωρία της υπερσυμμετρίας, η οποία προβλέπει ότι για κάθε σωματίδιο που γνωρίζουμε υπάρχει ένα αντίστοιχο, «υπερσυμμετρικό» σωματίδιο με μεγαλύτερη μάζα. Σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να υπάρχει ένα υπερσυμμετρικό αντίστοιχο του Χιγκς (το sHiggs), ενώ υπάρχουν και θεωρητικά μοντέλα που προβλέπουν πέντε ή και επτά παραλλαγές του Χιγκς.



Πώς θα ήταν ένα Σύμπαν χωρίς το Χιγκς;

Δύσκολο να απαντήσει κανείς, μαθηματικά όμως ίσως θα υπήρχε αυτή η δυνατότητα. Θα ήταν ένα Σύμπαν πιο ελαφρύ από πούπουλο, χωρίς καθόλου μάζα και επομένως χωρίς βαρύτητα. Και χωρίς βαρύτητα δεν θα υπήρχαν άστρα, πλανήτες, άνθρωποι.



Λύνει οριστικά το Χιγκς το πρόβλημα της μάζας;

Πολλοί πιστεύουν πως όχι. Το πεδίο Χιγκς αλληλεπιδρά με τα στοιχειώδη σωματίδια, κανείς όμως δεν γνωρίζει γιατί ορισμένα σωματίδια αλληλεπιδρούν περισσότερο και έχουν μεγάλη μάζα, ενώ άλλα δεν αλληλεπιδρούν καθόλου και είναι αβαρή. Με άλλα λόγια, δεν υπάρχει τρόπος να προβλεφθεί θεωρητικά η μάζα ενός οποιοδήποτε σωματιδίου, και αυτό θεωρείται σημαντικό κενό από ορισμένους φυσικούς.



Γιατί είναι τόσο δύσκολη η επιβεβαίωση της ύπαρξης του Χιγκς;

Πρώτον, το φευγαλέο σωματίδιο εμφανίζεται μόνο σε ακραίες θερμοκρασίες, τις οποίες μπορεί να πετύχει με σιγουριά μόνο ο LHC, o ισχυρότερος και ακριβότερος επιταχυντής. Δεύτερον, το Χιγκς εμφανίζεται πολύ σπάνια στις συγκρούσεις πρωτονίων μέσα στον LHC, επομένως οι ερευνητές πρέπει να εξετάζουν τρισεκατομμύρια συμβάντα για να δουν έστω και ένα μικρό ίχνος του. Τρίτον, το μποζόνιο είναι είναι τόσο βραχύβιο ώστε διασπάται πριν φτάσει καν στους ανιχνευτές του επιταχυντή. Επομένως, η ανίχνευσή του δεν μπορεί να γίνει άμεσα. Οι ερευνητές απλά συμπεραίνουν την ύπαρξή του επειδή το σωματίδιο λάμπει διά τις απουσίας του: η ανάλυση δείχνει ότι εξαφανίστηκε μια μικρή ποσότητα από την ενέργεια της σύγκρουσης, και η ποσότητα αυτή πρέπει να αντιστοιχεί στην ενέργεια, και επομένως στη μάζα, ενός άφαντου σωματίδιου.


Τι είναι το Καθιερωμένο Μοντέλο;

Είναι το σύνολο των εξισώσεων που περιγράφουν τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά όλων των στοιχειωδών σωματιδίων. Το μοντέλο περιγράφει πώς λειτουργούν οι τρεις από τις τέσσερις φυσικές δυνάμεις: η ηλεκτρομαγνητική δύναμη, δηλαδή ο ηλεκτρισμός, ο μαγνητισμός και το φως· η ισχυρή πυρηνική δύναμη, η οποία συγκρατεί τα σωματίδια στον πυρήνα των ατόμων· και η ασθενής πυρηνική δύναμη, η οποία περιγράφει ορισμένες μορφές ραδιενεργών αντιδράσεων. Το μοντέλο δεν έχει καταφέρει να ενσωματώσει τη βαρύτητα -η καλύτερη περιγραφή αυτής της δύναμης μέχρι σήμερα είναι η Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν, η οποία όμως είναι ασύμβατη με το μοντέλο.


Ποιος είναι ο ρόλος του Χιγκς στο Καθιερωμένο Μοντέλο;

Στην αρχική τους μορφή, οι εξισώσεις του μοντέλου λειτουργούσαν μόνο αν η μάζα απουσίαζε από όλα στοιχειώδη σωματίδια. Ο μηχανισμός του Χιγκς προτάθηκε προκειμένου να συμβιβάσει το Μοντέλο με την έννοια της μάζας, και το μποζόνιο του Χιγκς είναι το τελευταίο από τα στοιχειώδη σωματίδια του Μοντέλου του οποίου η ύπαρξη αποδεικνύεται πειραματικά. Αν η ύπαρξη του διαψευδόταν, οι θεωρητικοί φυσικοί θα αναγκάζονταν να εξετάσουν εναλλακτικές θεωρίες για τη μάζα.



Πώς εμφανίστηκε η ιδέα για το πεδίο του Χιγκς;

Ο μηχανισμός του Χιγκς προτάθηκε προκειμένου να καταστήσει το μέγεθος της μάζας συμβατό με τις εξισώσεις της σωματιδιακής φυσικής. Επιπλέον, όμως, συνετέλεσε στο να ενοποιηθούν, δηλαδή να περιγραφούν με κοινό τρόπο, δύο από τις τέσσερις φυσικές δυνάμεις: η ηλεκτρομαγνητική δύναμη (που προέκυψε με τη σειρά της από την ενοποίηση του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού) και η ασθενής πυρηνική δύναμη, η οποία περιγράφει ορισμένες ραδιενεργές αντιδράσεις, όπως αυτές που τροφοδοτούν τον Ήλιο. Αυτό που προέκυψε είναι η λεγόμενη «ηλεκτρασθενής δύναμη», η οποία επέτρεψε στους θεωρητικούς φυσικούς να προχωρήσουν ένα βήμα προς τον απώτερο, απόλυτο στόχο τους: να περιγράψουν μια θεωρία των πάντων, η οποία εξηγεί όλες τις φυσικές δυνάμεις ως παράγωγα μιας κοινής δύναμης που υπήρχε μόνη της τη στιγμή που γεννήθηκε το Σύμπαν.



Πώς βοήθησε ο μηχανισμός του Χιγκς τη θεωρία της ηλεκτρασθενούς δύναμης;

Στην προσπάθειά τους να βρουν την κοινή προέλευση της ηλεκτρομαγνητικής και της ασθενούς δύναμης, οι φυσικοί στα μέσα του προηγούμενου αιώνα συνάντησαν ένα σημαντικό εμπόδιο: το φωτόνιο, το σωματίδιο που λειτουργεί ως φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, δεν έχει μάζα. Αντίθετα, τα σωματίδια που μεταδίδουν την ασθενή πυρηνική δύναμη, τα μποζόνια W και Z, έχουν μάζα και μάλιστα μεγάλη. Πώς λύνεται το πρόβλημα; Σύμφωνα με την κρατούσα πλέον δύναμη, το πρώτο τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη τίποτα στο Σύμπαν δεν είχε μάζα, οπότε μπορούσε να υπάρχει ένα αβαρές σωματίδιο-φορέας της ηλεκτρασθενούς δύναμης. Στη συνέχεια, όμως, εμφανίστηκε το πεδίο του Χιγκς, το οποίο «έσπασε τη συμμετρία» ανάμεσα στην ηλεκτρομαγνητική και την ασθενή δύναμη και τις έκανε να μοιάζουν διαφορετικές, ή ασύμμετρες, όπως τις βλέπουμε σήμερα.

Βαγγέλης Πρατικάκης

NASA: Μπορούμε να μετακομίσουμε τη Γη, σε ψυχρότερη τοποθεσία.

Επιστήμονες βρήκαν έναν ασυνήθιστο τρόπο για να σταματήσουν την υπερθέρμανση του πλανήτη: να τον...

μετακινήσουν σε ένα πιο ψυχρό σημείο του διαστήματος.

Το μόνο που χρειάζεται να γίνει είναι να περάσουν με δύναμη δίπλα από τη Γη μερικοί κομήτες και η τροχιά της θα μεταβληθεί. Ο κόσμος μας, τότε, θα μεταφερθεί σε ένα ασφαλέστερο και ψυχρότερο σημείο του ηλιακού μας συστήματος.

Η εκπληκτική αυτή ιδέα της βελτίωσης της διαπλανητικής μας γειτονιάς είναι επινόηση μίας ομάδας μηχανικών της NASA και Αμερικανών αστρονόμων, οι οποίοι ισχυρίζονται πως το σχέδιο τους θα μπορούσε να εξασφαλίσει άλλα 6 δισεκατομμύρια χρόνια χρήσιμης ζωής στον πλανήτη μας.

Η τεχνολογία δεν είναι σε καμία περίπτωση παρατραβηγμένη, δήλωσε ο Δρ. Γκρεγκ Λόγκλιν, από το Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA, στην Καλιφόρνια. Πρόκειται για τις ίδιες τεχνικές που προτείνουν οι άνθρωποι προκειμένου να εκτραπεί η πορεία ενός αστεροειδή ή ενός κομήτη που κατευθύνεται προς τη Γη. Δεν χρειαζόμαστε απότομη ενέργεια για να μετακινήσουμε τη Γη, απλά χρειαζόμαστε λεπτότητα στον σχεδιασμό και τον χειρισμό.

Το σχέδιο, που επινόησε ο Δρ. Λόγκλιν και οι συνεργάτες του Ντον Κορικάνσκι και Φρεντ Άνταμς, απαιτεί την προσεκτική κατεύθυνση ενός κομήτη ή ενός αστεροειδούς ώστε να περάσει ξυστά από τον πλανήτη μας και να μεταφέρει τμήμα της βαρυτικής του ενέργειας στη Γη.

Η ταχύτητα της τροχιάς της Γης θα αυξηθεί και έτσι ο πλανήτης μας θα μετακινηθεί σε μία υψηλότερη τροχιά, μακριά από τον Ήλιο, ανέφερε χαρακτηριστικά ο Λόγκλιν.

Οι μηχανικοί θα κατευθύνουν τότε τον κομήτη τους ώστε να περάσει πολύ κοντά από τον Δία και τον Κρόνο και να συμβεί η ακριβώς αντίθετη διαδικασία. Ο κομήτης θα πάρει ενέργεια από έναν από τους δύο αυτούς γιγάντιους πλανήτες. Στη συνέχεια, η τροχιά του θα τον γυρίσει πίσω προς τη Γη και η διαδικασία θα επαναληφθεί.

Βραχυπρόθεσμα, το σχέδιο αποτελεί μία ιδανική λύση στο πρόβλημα της υπερθέρμανσης του πλανήτη, αν και η ομάδα κατέληξε σε αυτή την ιδέα προκειμένου να προλάβει έναν πιο δραστικό κίνδυνο. Ο Ήλιος αναμένεται να υπερθερμανθεί σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια και η βιόσφαιρά μας εκτίθεται σε σοβαρότατο βαθμό, καθώς υπάρχει ο κίνδυνος να ψηθούμε. NASA: Μπορούμε να μετακομίσουμε τη Γη, σε ψυχρότερη τοποθεσία.
04 Ιουλίου 2012, 21:11 » alexiptwto » τοποθεσια, ψυχροτερη, μετακομισουμε, nasa
τοποθεσια, ψυχροτερη, μετακομισουμε, nasa
« NASA: Μπορούμε να μετακομίσουμε τη Γη, σε ψυχρότερη τοποθεσία. »
Επιστήμονες βρήκαν έναν ασυνήθιστο τρόπο για να σταματήσουν την υπερθέρμανση του πλανήτη: να τον...

μετακινήσουν σε ένα πιο ψυχρό σημείο του διαστήματος.

Το μόνο που χρειάζεται να γίνει είναι να περάσουν με δύναμη δίπλα από τη Γη μερικοί κομήτες και η τροχιά της θα μεταβληθεί. Ο κόσμος μας, τότε, θα μεταφερθεί σε ένα ασφαλέστερο και ψυχρότερο σημείο του ηλιακού μας συστήματος.

Η εκπληκτική αυτή ιδέα της βελτίωσης της διαπλανητικής μας γειτονιάς είναι επινόηση μίας ομάδας μηχανικών της NASA και Αμερικανών αστρονόμων, οι οποίοι ισχυρίζονται πως το σχέδιο τους θα μπορούσε να εξασφαλίσει άλλα 6 δισεκατομμύρια χρόνια χρήσιμης ζωής στον πλανήτη μας.

Η τεχνολογία δεν είναι σε καμία περίπτωση παρατραβηγμένη, δήλωσε ο Δρ. Γκρεγκ Λόγκλιν, από το Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA, στην Καλιφόρνια. Πρόκειται για τις ίδιες τεχνικές που προτείνουν οι άνθρωποι προκειμένου να εκτραπεί η πορεία ενός αστεροειδή ή ενός κομήτη που κατευθύνεται προς τη Γη. Δεν χρειαζόμαστε απότομη ενέργεια για να μετακινήσουμε τη Γη, απλά χρειαζόμαστε λεπτότητα στον σχεδιασμό και τον χειρισμό.

Το σχέδιο, που επινόησε ο Δρ. Λόγκλιν και οι συνεργάτες του Ντον Κορικάνσκι και Φρεντ Άνταμς, απαιτεί την προσεκτική κατεύθυνση ενός κομήτη ή ενός αστεροειδούς ώστε να περάσει ξυστά από τον πλανήτη μας και να μεταφέρει τμήμα της βαρυτικής του ενέργειας στη Γη.

Η ταχύτητα της τροχιάς της Γης θα αυξηθεί και έτσι ο πλανήτης μας θα μετακινηθεί σε μία υψηλότερη τροχιά, μακριά από τον Ήλιο, ανέφερε χαρακτηριστικά ο Λόγκλιν.

Οι μηχανικοί θα κατευθύνουν τότε τον κομήτη τους ώστε να περάσει πολύ κοντά από τον Δία και τον Κρόνο και να συμβεί η ακριβώς αντίθετη διαδικασία. Ο κομήτης θα πάρει ενέργεια από έναν από τους δύο αυτούς γιγάντιους πλανήτες. Στη συνέχεια, η τροχιά του θα τον γυρίσει πίσω προς τη Γη και η διαδικασία θα επαναληφθεί.

Βραχυπρόθεσμα, το σχέδιο αποτελεί μία ιδανική λύση στο πρόβλημα της υπερθέρμανσης του πλανήτη, αν και η ομάδα κατέληξε σε αυτή την ιδέα προκειμένου να προλάβει έναν πιο δραστικό κίνδυνο. Ο Ήλιος αναμένεται να υπερθερμανθεί σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια και η βιόσφαιρά μας εκτίθεται σε σοβαρότατο βαθμό, καθώς υπάρχει ο κίνδυνος να ψηθούμε.



Εξ' ου, λοιπόν, και η απόφαση της ομάδας να σώσει τη Γη. Το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να τοποθετήσουμε έναν χημικό πύραυλο σε έναν αστεροειδή ή έναν κομήτη και να τον πυροδοτήσουμε την κατάλληλη στιγμή, πρόσθεσε ο Λόγκλιν. Είναι βασικές αρχές της επιστήμης των πυραύλων.

Παρόλα αυτά, υπάρχουν δύο πράγματα στην όλη ιδέα που προκαλούν ανησυχία. Πρώτον, οι μηχανικοί του διαστήματος θα πρέπει να είναι πολύ προσεκτικοί με το πώς θα κατευθύνουν τον αστεροειδή ή τον κομήτη προς τη Γη. Ακόμα και ο παραμικρός λάθος υπολογισμός στην τροχιά θα μπορούσε να τον ρίξει πάνω στη Γη -με ολέθριες συνέπειες.

Είναι ένας κίνδυνος που η ομάδα αναγνωρίζει. Η σύγκρουση ενός αντικειμένου διαμέτρου 100 χιλιομέτρων με τη Γη, σε κοσμική ταχύτητα, θα αποστείρωνε τη βιόσφαιρα, τουλάχιστον σε επίπεδο μικροβίων, υπογραμμίζει η ομάδα σε μία μελέτη της Αστροφυσικής και της Επιστήμης το Διαστήματος. Δεν μπορεί να δοθεί περισσότερη έμφαση στον κίνδυνο.

Τα 10 πιο υπέροχα πειράματα φυσικής που έγιναν ποτέ!

Ο Robert P. Crease, μέλος του τμήματος φιλοσοφίας του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης στο Stony Brook και ιστορικός στο Εθνικό Εργαστήριο του Brookhaven, είχε ζητήσει σε έναν αριθμό φυσικών επιστημόνων να κατονομάσουν τα πιο υπέροχα πειράματα όλων των εποχών. Με βάση το κείμενο του George Johnson που δημοσιεύτηκε στο New York Times θα δούμε στη συνέχεια τα 10 πειράματα που ήρθαν πρώτα σύμφωνα με την παραπάνω έρευνα.

Το πείραμα της διπλής σχισμής

Ο γάλλος φυσικός Louis de Broglie πρότεινε το 1924 ότι τα ηλεκτρόνια και άλλα τμήματα ύλης, τα οποία μέχρι τότε είχαν αντιμετωπιστεί μόνο ως υλικά σωματίδια, έχουν επίσης ιδιότητες κυμάτων όπως πλάτος και συχνότητα. Αργότερα (το 1927) η κυματική φύση των ηλεκτρονίων επαληθεύτηκε πειραματικά από τους C.J. Davisson και L.H. Germer στη Νέα Υόρκη και από τον G.P. Thomson στο Aberdeen της Σκοτίας.
Για να εξηγήσουν την υπόθεση αυτή οι φυσικοί συχνά χρησιμοποιούσαν ένα νοητικό πείραμα, στο οποίο το πείραμα του Young με τη διπλή σχισμή πραγματοποιείται με τη χρήση μίας δέσμης ηλεκτρονίων αντί για φωτόνια. Μία δέσμη ηλεκτρονίων προσκρούει σε ένα πέτασμα με δύο σχισμές από τις οποίες περνούνε τα ηλεκτρόνια και αποτυπώνονται σε μία επιφάνεια πίσω από το πέτασμα. Ακολουθώντας τους νόμους της κβαντομηχανικής η δέσμη των σωματιδίων θα χωριζόταν στα δύο και η σύνθεση των επιμέρους δεσμίδων θα αλληλεπιδρούσε με τέτοιο τρόπο, ώστε να σχηματιστεί το ίδιο σχήμα των φωτεινών και σκοτεινών λωρίδων, όπως γίνεται και με την περίπτωση που το πείραμα εκτελείται με μία φωτεινή δέσμη. Σύμφωνα με ένα άρθρο του Physics World, το 1961 ο Claus Jonsson του Tubingen πραγματοποίησε το πείραμα αυτό σε εργαστήριο.

Το πείραμα του Γαλιλαίου με την πτώση αντικειμένων

Στα τέλη του 1500 υπήρχε η κοινή πεποίθηση ότι τα βαρύτερα αντικείμενα πέφτουν πιο γρήγορα από τα ελαφρύτερα. Το είχε πει και ο Αριστοτέλης άλλωστε. Είναι εντυπωσιακό το πόσα χρόνια πέρασαν μέχρι να βρεθεί κάποιος που να αμφισβητήσει το παλιό αυτό δόγμα που προήλθε από την αρχαία Ελλάδα.
Ο Galileo Galilei που ήταν μαθηματικός στο πανεπιστήμιο της Πίζας, τόλμησε να αμφισβητήσει αυτήν την τόσο κοινή πεποίθηση. Η ιστορία έχει παραμείνει στην παράδοση της επιστήμης ως εξής: λέγεται ότι έριξε δύο διαφορετικού βάρους αντικείμενα από την κορφή του πύργου της Πίζας, δείχνοντας ότι έφτασαν στο έδαφος την ίδια χρονική στιγμή. Η αμφισβήτησή του στον Αριστοτέλη μπορεί να του στοίχισε τη δουλειά του, αλλά έδωσε το μήνυμα ότι αυτό που ορίζει ο κοινός νους μπορεί σε μία επανεξέτασή του να καταρρεύσει.

Το πείραμα του Milikan με τις σταγόνες του λαδιού

Το πείραμα των σταγόνων του λαδιού ήταν η πρώτη άμεση και πειστική μέτρηση του ηλεκτρικού φορτίου ενός ηλεκτρονίου. Έγινε το 1909 από τον αμερικανό φυσικό Robert A. Milikan. Χρησιμοποιώντας έναν ψεκαστήρα αρώματος ψέκασε σταγόνες λαδιού μέσα σε έναν διαφανή θάλαμο. Στην κορυφή και στη βάση του θαλάμου υπήρχαν μεταλλικές πλάκες συνδεδεμένες με μπαταρία δημιουργώντας έναν θετικό και έναν αρνητικό πόλο. Εφόσον κάθε σταγονίδιο λάμβανε ένα ελάχιστο φορτίο στατικού ηλεκτρισμού καθώς ταξίδευε στον αέρα, η ταχύτητα της κίνησής του μπορούσε να ελεγχθεί με αλλαγές της τάσης στις δύο πλάκες. Όταν ο χώρος μεταξύ των δύο πλακών ιονίζεται με ακτινοβολία, τα ηλεκτρόνια του αέρα κολλάνε στα σταγονίδια του λαδιού προσδίδοντάς τους αρνητικό φορτίου. Ο Milikan παρατήρησε πολλά σταγονίδια μεταβάλλοντας την τάση και ελέγχοντας το αποτέλεσμα. Μετά από πολλές επαναλήψεις συμπέρανε ότι το φορτίο μπορεί να λάβει μόνο κάποιες συγκεκριμένες τιμές. Οι μικρότερες από τις τιμές αυτές αντιστοιχούν στο φορτίο του ηλεκτρονίου.

Η ανάλυση του φωτός μέσω ενός πρίσματος από τον Νεύτωνα

Ο Isaac Newton γεννήθηκε τη χρονιά που πέθανε ο Γαλιλαίος. Αποφοίτησε από το κολέγιο Trinity του Cambridge το 1665 και στη συνέχεια παρέμεινε κλεισμένος στο σπίτι του για δύο χρόνια μέχρι να περάσει η επιδημία της πανώλης. Όλον αυτόν τον καιρό είχε πολλές ιδέες που τον απασχολούσαν.
Σύμφωνα με την κοινή γνώμη της τότε εποχής το λευκό φως ήταν η καθαρότερη μορφή φωτός, ενώ τα διάφορά χρώματά του αποτελούσαν κάποιο είδος αλλαγών που θεωρούσαν ότι είχε υποστεί το φως. Για να ελέγξει την υπόθεση αυτή ο Νεύτωνας κατηύθυνε μία ακτίνα ηλιακού φωτός σε ένα πρίσμα και ανακάλυψε ότι αναλύεται σε ένα φάσμα χρωμάτων στον τοίχο. Οι άνθρωποι εκείνης της εποχής γνώριζαν το φαινόμενο του ουράνιου τόξου αλλά το θεωρούσαν ως ενός είδους όμορφη ανωμαλία. Τελικά ο Νεύτωνας κατέληξε ότι τα θεμελιώδη χρώματα του φωτός είναι το κόκκινο, το πορτοκαλί, το κίτρινο, το πράσινο, το μπλε, το λουλακί και το βιολετί, καθώς και οι μεταξύ τους διαβαθμίσεις. Εκείνο που φαινόταν επιφανειακά τόσο απλό όπως μία ακτίνα φωτός, εάν το κοιτούσε κανείς σε μεγαλύτερο βάθος έκρυβε μία θαυμάσια πολυπλοκότητα.

Το πείραμα της συμβολής του φωτός από τον Young

Ο Νεύτωνας δεν είχε στα πάντα δίκιο. Μέσα από μία ποικιλία επιχειρημάτων κατάφερε να εγκαθιδρύσει στο επιστημονικό κατεστημένο την άποψη, ότι η φύση του φωτός είναι σωματιδιακή και όχι κυματική. Το 1803 ο Thomas Young, άγγλος γιατρός και φυσικός, πρότεινε ένα πείραμα. Έκανε μία τρύπα σε ένα παραθυρόφυλλο και το κάλυψε με ένα κομμάτι χαρτόνι στο οποίο είχε σχηματίσει μία μικρή τρύπα και ακολούθως χρησιμοποίησε έναν καθρέφτη για να εκτρέψει την ακτίνα φωτός που έμπαινε από την τρύπα αυτή. Στη συνέχεια πήρε μία λεπτή κάρτα και την τοποθέτησε με την κόψη της στη διαδρομή της ακτίνας, χωρίζοντάς την στα δύο. Το αποτέλεσμα ήταν μία σκιά που παρουσίαζε φωτεινές και σκοτεινές ζώνες, ένα φαινόμενο που θα μπορούσε να εξηγηθεί με την υπόθεση ότι οι δύο φωτεινές δέσμες αλληλεπιδρούσαν σαν κύματα. Οι φωτεινές περιοχές σχηματιζόντουσαν εκεί που οι δύο κορυφές των κυμάτων συνέπιπταν, ενδυναμώνοντας η μία την άλλη, ενώ οι σκοτεινές περιοχές σχηματιζόντουσαν εκεί που η κορφή του ενός κύματος συναντούσε τη βάση του άλλου με αποτέλεσμα να αλληλοεξουδετερωθούν.
Με το πέρασμα των χρόνων το πείραμα αυτό επαναλήφθηκε με μία κάρτα η οποία είχε δύο τρύπες ώστε να χωρίζει στα δύο τη φωτεινή δέσμη. Αυτά τα επονομαζόμενα ‘πειράματα διπλής σχισμής’ αποτέλεσαν το πρότυπο για τον καθορισμό της κυματικής κίνησης. Ένα θέμα που έμελλε να αποκτήσει εξέχουσα σημασία τον επόμενο αιώνα, όταν έκανε την εμφάνισή της η κβαντική θεωρία.

Το πείραμα του Cavendish για τη μέτρηση της σταθεράς της βαρύτητας

Το πείραμα αυτό έγινε τη χρονιά 1797-98 από τον άγγλο επιστήμονα Henry Cavendish. Χρησιμοποίησε μια συγκεκριμένη μέθοδο και χρησιμοποίησε τον εξοπλισμό που κατασκεύασε ο συμπατριώτης του γεωλόγος John Michell, ο οποίος πέθανε το 1793. Η πειραματική διάταξη αποτελούνταν από μία ράβδο που ήταν κρεμασμένη ισορροπώντας στο κέντρο της, στις άκρες υπήρχαν δύο μικρά μεταλλικά σφαιρικά βάρη, ενώ σε μικρή απόσταση από αυτά υπήρχαν δύο βαριές σφαίρες από μολύβι. Η έλξη που εφάρμοζαν τα ζεύγη των βαρών μεταξύ τους προκαλούσε μία ελαφριά περιστροφή της ράβδου, μέσω της οποίας μπόρεσε να γίνει ο πρώτος υπολογισμός της τιμής για τη βαρυτική σταθερά G. Το πείραμα αυτό είναι ευρέως γνωστό ως ‘το ζύγισμα της Γης’, γιατί ο καθορισμός του G επέτρεψε να υπολογιστεί η μάζα της γης.

Ο Ερατοσθένης και η μέτρηση της περιφέρειας της Γης

Στο Ασουάν, περίπου 800 χιλιόμετρα νοτιοανατολικά της Αλεξάνδρειας της Αιγύπτου, οι ηλιακές ακτίνες έπεφταν κάθετα το απόγευμα του θερινού ηλιοστασίου. Ο Ερατοσθένης (γεννήθηκε περίπου το 276 π.Χ.) πρόσεξε ότι την ίδια μέρα και ώρα στην Αλεξάνδρεια, το φως του ηλίου έπεφτε σε γωνία 7 μοιρών από την κατακόρυφο. Υπέθεσε πολύ σωστά ότι η απόσταση του ήλιου ήταν πολύ μεγάλη, ώστε οι ακτίνες του που φτάνουν στη γη καταλήγουν να είναι πρακτικά παράλληλες μεταξύ τους. Υπολογίζοντας την απόσταση μεταξύ του Ασουάν και της Αλεξάνδρειας μπόρεσε να μετρήσει την περιφέρεια της γης. Το ακριβές αποτέλεσμα των μετρήσεών του (που ήταν σε στάδια) είναι αμφίβολο και έτσι δεν είναι σίγουρη η ακρίβειά τους. Θεωρείται ότι ποικίλλει από 0,5 έως 17% σε σχέση με τις μετρήσεις που είναι αποδεκτές από τους σύγχρονους αστρονόμους.

Το πείραμα του Γαλιλαίου με τις σφαίρες που κυλάνε σε κεκλιμένα επίπεδα

Ο Γαλιλαίος συνέχισε να βελτιώνει τις ιδέες του σχετικά με την κίνηση των αντικειμένων. Πήρε μία επιφάνεια με μήκος περίπου 6 μέτρα και πλάτος 25 εκατοστά και σκάλισε στο κέντρο της ένα αυλάκι, όσο το δυνατόν πιο ίσιο και λείο. Το έγειρε ώστε να γίνει κεκλιμένο και άφησε να κυλήσουν μπρούτζινες σφαίρες διανύοντας διάφορες αποστάσεις, μετρώντας την κάθοδό τους με μία κλεψύδρα νερού. Σε κάθε κάθοδο μετρούσε το νερό που είχε τρέξει στην κλεψύδρα, το οποίο αντιστοιχούσε στο χρόνο που χρειάστηκε κάθε σφαίρα για να κυλήσει στην κεκλιμένη επιφάνεια, και σύγκρινε το αποτέλεσμα με την απόσταση που ταξίδεψε η σφαίρα.
Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη η ταχύτητα κάθε κυλιόμενης σφαίρας θα έπρεπε να είναι σταθερή και ο διπλασιασμός του χρόνου κύλισης θα σήμαινε και διπλασιασμό του διαστήματος που διάνυσε. Ο Γαλιλαίος με το παραπάνω πείραμα έδειξε ότι το διάστημα είναι ανάλογο του τετραγώνου του χρόνου. Εάν διπλασιαστεί ο χρόνος, η σφαίρα θα διανύσει τετραπλάσια απόσταση. Ο λόγος είναι ότι η σφαίρα επιταχύνεται από τη βαρύτητα.

Η ανακάλυψη του πυρήνα από τον Rutherford

Όταν ο Ernest Rutherford έκανε πειράματα για τη ραδιενέργεια στο πανεπιστήμιο του Manchester του 1911, υπήρχε η πεποίθηση ότι τα άτομα αποτελούνταν από συμπαγείς μάζες με θετικό ηλεκτρικό φορτίο, ενώ στο εσωτερικό τους κυκλοφορούσαν ηλεκτρόνια (το μοντέλο του ‘σταφιδόψωμου’). Αλλά όταν αυτός και οι συνεργάτες του εκτόξευσαν μικρά θετικά φορτισμένα σωματίδια (σωματίδια Α) προς ένα λεπτό φύλο χρυσού, με έκπληξη παρατήρησαν ότι ένα μικρό ποσοστό από αυτά αναπήδησε προς τα πίσω. Σαν σφαίρες που αναπηδούν όταν τις εκτοξεύει κανείς προς ένα ζελέ. Ο Rutherford διαπίστωσε ότι στην πραγματικότητα τα άτομα δεν ήταν τόσο συμπαγή όπως πιστευόταν μέχρι τότε. Το μεγαλύτερο μέρος της μάζας θα έπρεπε να είναι συγκεντρωμένο σε έναν μικροσκοπικό πυρήνα, ενώ τα ηλεκτρόνια θα έπρεπε να κυκλοφορούν γύρω από αυτόν. Αν και έχουν υπάρξει τροποποιήσεις του μοντέλου αυτού από την κβαντική θεωρία, η εικόνα αυτή του ατόμου έχει διατηρηθεί μέχρι και σήμερα.

Το εκκρεμές του Φουκώ

Πριν από μερικά χρόνια μία ομάδα επιστημόνων άφησαν να αιωρηθεί ένα εκκρεμές επάνω από το Νότιο Πόλο και παρατήρησαν την κίνησή του, επαναλαμβάνοντας ένα διάσημο πείραμα που είχε γίνει στο Παρίσι το 1851. Χρησιμοποιώντας ένα ατσάλινο νήμα με μήκος 67 μέτρα, ο γάλλος επιστήμονας Jean Bernard Leon Foucault άφησε μία σιδερένια σφαίρα βάρους 28 κιλών να αιωρηθεί από τον θόλο του Πάνθεου, κινούμενη μπροστά και πίσω. Για να καταγράψει την κίνησή της, στερέωσε μια μικρή ράβδο στη σφαίρα, η οποία αποτύπωνε την τροχιά του εκκρεμούς σε μία επιφάνεια στρωμένη με άμμο, στο έδαφος κάτω από τη σφαίρα.
Το κοινό παρατηρούσε με έκπληξη το εκκρεμές να κάνει μία κυκλική κίνηση, πράγμα που μπορούσε να διαπιστωθεί από τις ελαφρώς διαφορετικές γραμμές που αποτύπωνε στην άμμο η σφαίρα σε κάθε κίνησή της. Στην πραγματικότητα, η κυκλική κίνηση συνέβαινε στο πάτωμα του Πάνθεου και με αυτόν τον τρόπο ο Φουκώ κατάφερε να δείξει ότι η γη γυρίζει γύρω από τον άξονά της. Στο γεωγραφικό πλάτος που αντιστοιχεί στο Παρίσι, το εκκρεμές συμπλήρωνε έναν πλήρη κύκλο κάθε 30 ώρες, ενώ στο νότιο ημισφαίριο η κίνησή του θα ήταν αντίστροφη από την φορά των δεικτών του ρολογιού. Στον ισημερινό δε θα έκανε καμία κυκλική κίνηση. Στο Νότιο Πόλο η περίοδος μιας πλήρους περιστροφής της τροχιάς του εκκρεμούς διαπιστώθηκε ότι ήταν 24 ώρες

Ανακαλύφθηκε ο αρχαιότερος και μακρινότερος σπειροειδής γαλαξίας

Τον αρχαιότερο και μακρινότερο σπειροειδή γαλαξία που έχουν δει ποτέ στο σύμπαν, αντίκρισαν για πρώτη φορά αμερικανοί και καναδοί αστρονόμοι.
Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 10,7 δισεκατομμυρίων ετών, κοντά στις εσχατιές του ορατού σύμπαντος, πολύ πιο μακριά και πιο πίσω στο χρόνο από ότι θεωρούσαν έως τώρα δυνατό οι επιστήμονες για ένα τέτοιου είδους γαλαξία.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Ντέηβιντ Λο του Ινστιτούτου Αστρονομίας και Αστροφυσικής του πανεπιστημίου του Τορόντο, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στα περιοδικά "Nature", "Science" και "New Scientist", ανακάλυψαν τον γαλαξία ενώ χρησιμοποιούσαν το διαστημικό τηλεσκόπιο «Χαμπλ» για να φωτογραφίσουν πολύ μακρινούς γαλαξίες.

Ο νέος γαλαξίας, με την ονομασία ΒΧ442, που παρατηρήθηκε στην κατεύθυνση του αστερισμού του Πήγασου όπως ήταν τρία περίπου χρόνια μετά την «Μεγάλη Έκρηξη», είναι πολύ παλαιότερος και πολύ πιο απομακρυσμένος, κατά αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια, σε σχέση με τους έως τώρα σπειροειδείς γαλαξίες που έχουν ανακαλυφθεί.

Η απρόσμενη και σημαντική ανακάλυψη είναι πιθανό να οδηγήσει σε αναθεώρηση των αντιλήψεων για τη δημιουργία των γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν. Οι αστρονόμοι πίστευαν ότι είναι αδύνατο να υπάρξει γαλαξίας με καλοσχηματισμένους σπειροειδείς βραχίονες στην ταραχώδη «παιδική» ηλικία του σύμπαντος, όταν κοσμικά νέφη και άστρα συγκρούονταν, κάτι που δεν άφηνε εύκολα περιθώριο για συμμετρικές γαλαξιακές δομές.

Σήμερα πια υπάρχουν αρκετοί σπειροειδείς γαλαξίες, ανάμεσα στους οποίους και ο δικός μας, οι οποίοι έχουν πολλά νέα άστρα, ενώ παράλληλα υπάρχουν και πολλοί ελλειπτικοί γαλαξίες που έχουν συνήθως πιο παλιά άστρα. Τα δύο τρίτα των φωτεινών γαλαξιών που έχουν εντοπιστεί (γιατί υπάρχουν και σκοτεινοί που είναι αόρατοι), είναι σπειροειδείς.

Οι επιστήμονες επίσης έχουν ήδη βρει ενδείξεις για μία τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του ασυνήθιστου γαλαξία, ο οποίος έχει διάμετρο περίπου 50.000 ετών φωτός, σχεδόν τη μισή από το δικό μας. Ο πρώτος σπειροειδής γαλαξίας που παρατηρήθηκε στην ιστορία, ήταν αυτός της «Δίνης», το 1845, στην Ιρλανδία.

Στην πραγματικότητα όμως, σήμερα πια ο αρχαίος σπειροειδής γαλαξίας ΒΧ442 μπορεί να μην έχει διατηρήσει τους τρεις όμορφους σπειροειδείς -γεμάτους αέρια και άστρια- βραχίονές του. Είναι πολύ πιθανό ότι θα έχει ήδη συγκρουστεί με ένα άλλο γείτονά του, σχηματίζοντας πια ένα νέο άμορφο ελλειπτικό γαλαξία. Μια ανάλογη μοίρα κατά πάσα πιθανότητα περιμένει και τον δικό μας γαλαξία, όταν θα συγκρουστεί μετωπικά με τον γαλαξία της Ανδρομέδας μετά από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια.

Επιστήμονες ανακάλυψαν "εξωτική" χημεία στο διάστημα

Ομάδα ερευνητών του πανεπιστημίου του Όσλο, ανακάλυψε ένα νέο χημικό δεσμό, ο οποίος δημιουργείται μόνο υπό την...


επίδραση εξαιρετικά ισχυρών μαγνητικών πεδίων, όπως αυτά που περιβάλλουν τους λευκούς νάνους, Η ανακάλυψη, δεν υπογραμμίζει μόνο την ύπαρξη μιας ασυνήθιστης, «εξωτικής» χημείας στο διάστημα, αλλά μπορεί να λύσει κάποια από τα μυστήρια που καλύπτουν αυτά τα αστρικά σώματα.



Οι λευκοί νάνοι είναι ένα συγκεκριμένο είδος υπέρπυκνων άστρων τα οποία έχουν «σβήσει», και η ύλη σε αυτά είναι τόσο συμπιεσμένη που φτάνει σε πυκνότητα τον ένα τόνο ανά κυβικό εκατοστό.



Είναι και η μοίρα του Ήλιου να καταλήξει σε λευκό νάνο, όπως και των περισσότερων άστρων του γαλαξία μας, όταν σταματήσουν οι πυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό τους, και καταρρεύσουν από την ίδια τους τη βαρύτητα σε μέγεθος μικρότερο κι από αυτό της Γης.



Το χαρακτηριστικό τους πέρα από την υψηλή πυκνότητα είναι τα πανίσχυρα μαγνητικά πεδία, της τάξης των 100.000 Tesla, 10 δισεκατομμύρια φορές πιο ισχυρά από αυτό της Γης. Τα πεδία αυτά επηρεάζουν τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων τα οποία είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία των χημικών δεσμών.



Στη Γη, τα άτομα δημιουργούν δεσμούς με δύο τρόπους, είτε μοιράζονται ηλεκτρόνια με γειτονικά άτομα, είτε με την ελκτική δύναμη που δημιουργείται από την ανταλλαγή ηλεκτρονίων μεταξύ τους. Τα ηλεκτρόνια που συμμετέχουν στο δεσμό, κυβερνώνται από την απαγορευτική αρχή του Pauli, έναν περιορισμό που τους απαγορεύει να βρίσκονται στην ίδια κβαντική κατάσταση στην ίδια θέση.



Για να ικανοποιήσουν αυτό τον περιορισμό συνήθως συμμετέχουν στις αντιδράσεις ηλεκτρόνια που έχουν αντίθετο σπιν, και βρίσκονται συνεπώς σε διαφορετική κβαντική κατάσταση. Υπό την επίδραση όμως του μαγνητικού πεδίου των λευκών νάνων, το σπιν των ηλεκτρονίων ευθυγραμμίζεται, και κανονικά αυτό θα έπρεπε να σημάνει το τέλος των χημικών δεσμών σε αυτές τις καταστάσεις.



Η ομάδα του Όσλο, αποφάσισε να μελετήσει το φαινόμενο, και δημιουργώντας κβαντικές προσομοιώσεις των χημικών δεσμών στην περίπτωση του υδρογόνου του ήλιου υπό ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, απέδειξαν πως οι δεσμοί όχι μόνο δε σπάνε, αλλά αντίθετα γίνονται πιο ισχυροί.



Επειδή τα ηλεκτρόνια σπρώχνονται σε τροχιές που δεν επιτρέπονται από οποιονδήποτε γνωστό χημικό δεσμό, οι ερευνητές υποστηρίζουν πως πρόκειται για ένα τελείως νέο τύπο χημικού δεσμού, τον οποίο βάφτισαν «εγκάρσιο παραμαγνητικό δεσμό».



Η έρευνα, η οποία δυστυχώς δε μπορεί να επιβεβαιωθεί με πειράματα στη Γη, δείχνει πως μόρια που δεν απατώνται στη Γη μπορούν να δημιουργηθούν υπό την παρουσία ισχυρού μαγνητικού πεδίου, και μάλιστα οι επιστήμονες υποστηρίζουν πως με παρόμοιο τρόπο, υπάρχουν και άλλα είδη «περίεργων» χημικών δεσμών εκεί έξω τα οποία δε γνωρίζουμε.

Το φως κάμπτεται από μόνο του

Κάθε μαθητής ξέρει ότι το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή. Αλλά τώρα ερευνητές έχουν δείξει ότι το φως μπορεί ομοίως να ταξιδέψετε σε μια καμπύλη, χωρίς οποιαδήποτε εξωτερική επίδραση. Το αποτέλεσμα είναι στην πραγματικότητα μια οφθαλμαπάτη, αν και οι ερευνητές λένε ότι θα μπορούσε να έχει πρακτικές χρήσεις, όπως κινούμενα αντικείμενα με το φως από μακριά.

 

Αλλαγή των κανόνων. Το φως ταξιδεύει κανονικά ευθύγραμμα, αλλά με κάποια έξυπνη προ-ρύθμιση, καμπυλώνει.

Είναι γνωστό ότι το φως κάμπτεται. Όταν για παράδειγμα ακτίνες του φωτός περνούν από τον αέρα στο νερό,  λυγίζει. Γι ‘αυτό κι ένα ραβδί βουτηγμένα σε μια λίμνη φαίνεται να γέρνει (λυγίζει) προς την επιφάνεια. Επίσης, στο διάστημα, οι ακτίνες του φωτός που περνούν κοντά σε πολύ ογκώδη αντικείμενα, όπως είναι τα αστέρια φαίνεται να καμπυλώνουν. Σε κάθε περίπτωση, το φως που κάμπτεται έχει μια εξωτερική αιτία: Για το νερό, είναι μια αλλαγή που οφείλεται στον δείκτη διάθλασης, και για τα αστέρια, είναι η στρεβλωμένη φύση της βαρύτητας.

Για να λυγίσει όμως το φως από μόνο του είναι σχεδόν ανήκουστο. Στα τέλη της δεκαετίας του 1970, οι φυσικοί Michael Berry και Balazs Nandor ανακάλυψαν ότι μια κυματομορφή, Airy όπως λέγεται, ένα κύμα που περιγράφει πώς τα κβαντικά σωματίδια κινούνται, μπορεί μερικές φορές να καμφθεί κατά ένα μικρό ποσό. Αυτή η εργασία είχε αγνοηθεί σε μεγάλο βαθμό έως το 2007, όταν ο Δημήτρης Χριστοδουλίδης και άλλοι φυσικοί στο Πανεπιστήμιο στο Ορλάντο δημιούργησαν οπτικές εκδόσεις των κυμάτων Airy με το χειρισμό φωτός από λέιζερ, και διαπίστωσαν ότι η προκύπτουσα δέσμη ελαφρώς λύγιζε, καθώς διέσχισε έναν ανιχνευτή.

Πώς όμως προέκυψε αυτή η αυτο-κάμψη; Το φως είναι ένα συνονθύλευμα από κύματα, και οι κορυφές με τις κοιλάδες τους μπορεί να συμβάλουν το ένα με ένα άλλο. Για παράδειγμα, μια κορυφή περνώντας από κοιλάδα ακυρώνει το ένα το άλλο για να δημιουργήσει σκοτάδι. Μια κορυφή που συμβάλει με μία άλλη κορυφή "συμβάλει ενισχυτικά" για να δημιουργήσει ένα φωτεινό σημείο. Τώρα, φανταστείτε το φως που εκπέμπεται από μια πλατιά λουρίδα (ταινία), όπως ένα σωλήνα φθορισμού ή, καλύτερα, ένα λέιζερ του οποίου η παραγωγή έχει επεκταθεί. Ελέγχοντας προσεκτικά την αρχική θέση των κορυφών των κυμάτων – τη φάση των κυμάτων – σε κάθε βήμα κατά μήκος της ταινίας, είναι δυνατόν να κάνουμε το φως που ταξιδεύει προς τα έξω να συμβάλει ενισχυτικά μόνο σε σημεία πάνω σε μια καμπύλη και να ‘ακυρώνεται’ οπουδήποτε αλλού. Η συνάρτηση Airy, η οποία περιέχει ταχύτατες αλλά φθίνουσες ταλαντώσεις, αποδείχθηκε ένας εύκολος τρόπος για να προσδιορίσουμε αυτές τις αρχικές φάσεις, εκτός από το ότι το συνιστάμενο φως θα λυγίζει μόνο μέχρι περίπου 8°.

Τώρα, οι φυσικοί Mordechai Segev και οι συνεργάτες του στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στο Ισραήλ λένε ότι έχουν μια συνταγή για την παραγωγή φωτός που αυτο-καμπυλώνεται με οποιαδήποτε γωνία, ακόμα και μέσω ενός πλήρους κύκλου. Το πρόβλημα με τη συνάρτηση Airy, λέει ο Segev, είναι ότι το σχήμα των ταλαντώσεων του καθορίζει τις κατάλληλες φάσεις δουλεύει μόνο σε μικρές γωνίες. Σε γωνίες πολύ μεγαλύτερες από 8°, το σχήμα γίνεται κατά προσέγγιση άτεχνο. Έτσι, η ομάδα του στράφηκε στις εξισώσεις του Maxwell, τους μαθηματικούς τύπους που περιγράφουν τη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Μετά από επίπονα μαθηματικά και την σχετική εικασία, οι ερευνητές βρήκαν λύσεις στις εξισώσεις του Maxwell που περιγράφουν με ακρίβεια τις αρχικές φάσεις που απαιτούνται για την πραγματική αυτο-κύρτωση του φωτός, όπως αναφέρουν αυτή την εβδομάδα στο Physical Review Letters.

Το έργο της ομάδας του Segev θα μπορούσε να παραμείνει θεωρητικό, αλλά κατά σύμπτωση, μια ομάδα με επικεφαλής τον John Dudley στο Πανεπιστήμιο Franche-Comté στην Γαλλία, έχει κάνει τα δικά της πειράματα στην αυτο-κύρτωση του φωτός. Με την τροποποίηση της υπάρχουσας συνάρτησης Airy, η ομάδα του Dudley κατόρθωσε να βρει τιμές της αρχικής φάσης που να αντιστοιχεί στην λύση της ισραηλινής ομάδας, ακόμα κι αν αυτοί δεν την γνώριζαν. Χρησιμοποιώντας μια συσκευή που ονομάζεται διαμορφωτής χωρικού φωτός  για να προ-ρυθμίσουν την φάση μιας διευρυμένης δέσμης φωτός λέιζερ, η γαλλική ομάδα διαπίστωσε ότι το παραγόμενο φως αυτο-κυρτώνει έως και 60 °, όπως αναφέρει στο Optics Letters.

Η αυτο-κύρτωση του φωτός θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μια οπτική λαβίδα. Οι συσκευές αυτές, οι οποίες αναπτύχθηκαν στη δεκαετία του 1980, χρησιμοποιούν τη δύναμη που δημιουργήθηκε από ένα έντονο φως λέιζερ για να συγκρατήσει μικροσκοπικά αντικείμενα στον αέρα. Ο Segev πιστεύει ότι με την αντικατάσταση των ακτίνων λέιζερ με αυτο-κυρτούμενο φωτός, οι ερευνητές θα μπορούσαν να αναγκάσει παγιδευμένα αντικείμενα να ταξιδεύουν κατά μήκος πολύπλοκων διαδρομών χωρίς να τα αγγίξουμε. Με αυτόν τον τρόπο, το καμπυλωμένο φως θα μπορούσε επιλεκτικά να κινεί κύτταρα από ένα βιολογικό δείγμα, ένα θείο δώρο για τους βιομηχανικούς.

Ο φυσικός Pavel Polynkin στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson προτείνει μια άλλη εφαρμογή: να φτιάξει μία κυρτή τρύπα σε ένα υλικό, το οποίο θα ήταν αδύνατο με ένα κανονικό λέιζερ. Όμως, παρά αυτές τις εφαρμογές, ο ίδιος επισημαίνει ότι το ίδιο το φως δεν κάμπτεται πραγματικά, και αυτό το κάνει μόνο, λόγω του τρόπου με τον οποίο τα φωτεινά σημεία λόγω συμβολής, ευθυγραμμίζονται. Στην πραγματικότητα, λέει, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του φωτός δεν πηγαίνει προς τη φωτεινή καμπύλη, αλλά στις εξασθενημένες περιοχές που έχουν αποσβεστεί. "Δεν αμφισβητώ την επιστημονική σημασία της έρευνας”, προσθέτει. "Παρουσιάζει μια σημαντική συμβολή, αλλά κανένας θεμελιώδης νόμος της φυσικής δεν έχει ακυρωθεί μέχρι στιγμής -και αυτό είναι καλό, κατά τη γνώμη μου."

Πηγή: Science

Ανακαλύφθηκε μια τεράστια δομή από δορυφόρους γαλαξίες: Μήπως οι συνοδοί του Γαλαξία μας θέτουν πρόβλημα για την σκοτεινή ύλη;

Αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο της Βόννης  έχουν ανακαλύψει μια τεράστια δομή από δορυφόρους γαλαξίες και αστρικά σμήνη να περιβάλλουν τον Γαλαξία μας, απλωμένα σε μια έκταση ενός εκατομμυρίου έτη φωτός. Η μελέτη αμφισβητεί την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, που είναι ένα σημαντικό τμήμα του καθιερωμένου μοντέλου για την εξέλιξη του σύμπαντος.

Το γαλαξιακό ζευγάρι UGC 9618 / VV 340, δύο σπειροειδείς γαλαξίες κατά την έναρξη της σύγκρουσης

Ο επικεφαλής της έρευνας και υποψήφιος διδάκτορας Marcel Pawlowski εκθέτει τα πορίσματά της ομάδας του στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.

Ο Γαλαξίας μας αποτελείται από περίπου τριακόσια δισεκατομμύρια αστέρια, καθώς και μεγάλες ποσότητες αερίου και σκόνης που διευθετούνται σε βραχίονες σε ένα επίπεδο δίσκο που ξεφεύγουν από μία κεντρική ράβδο. Η διάμετρος του κύριου τμήματος του Γαλαξία μας είναι περίπου 100.000 έτη φωτός, πράγμα που σημαίνει ότι μια ακτίνα του φωτός χρειάζεται 100.000 χρόνια για να ταξιδέψει κατά μήκος του. Ένας αριθμός μικρότερων δορυφόρων γαλαξιών και σφαιρικών σμηνών άστρων (τα λεγόμενα σφαιρωτά σμήνη) είναι σε τροχιά σε διάφορες αποστάσεις από τον Γαλαξία μας.

Τα συμβατικά μοντέλα για την προέλευση και την εξέλιξη του σύμπαντος (κοσμολογία) έχουν σαν βάση την παρουσία της «σκοτεινής ύλης», το αόρατο υλικό που πιστεύεται ότι αποτελεί περίπου το 23% του σύμπαντος που όμως δεν έχει ανιχνευθεί ποτέ άμεσα. Σε αυτό το μοντέλο, ο Γαλαξίας αναμένεται να έχει πολύ περισσότερους δορυφόρους γαλαξίες από όσο έχουμε δει στην πράξη.

Στην προσπάθειά τους να κατανοήσουν ακριβώς τι περιβάλλει τον Γαλαξία μας, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια σειρά από εικόνες του εικοστού αιώνα με εικόνες από το ρομποτικό τηλεσκόπιο Sloan Deep Sky Survey. Χρησιμοποιώντας όλα αυτά τα στοιχεία οι ειδικοί  συγκέντρωσαν μια εικόνα που περιλαμβάνει φωτεινούς «κλασικούς» δορυφόρους γαλαξίες, αμυδρούς δορυφόρους που πρόσφατα εντοπίστηκαν και μικρότερα σφαιρωτά σμήνη.

«Μόλις είχαμε ολοκληρώσει την ανάλυσή μας, μας προέκυψε μια νέα εικόνα της κοσμικής γειτονιάς», λέει ο Pawlowski. Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι όλα τα διαφορετικά αντικείμενα κατανέμονται σε ένα επίπεδο κάθετο προς το γαλαξιακό δίσκο. Η πρόσφατα ανακαλυφθείσα δομή είναι τεράστια, που εκτείνεται από 33.000 έτη φωτός και πέρα και απέχει ένα εκατομμύριο έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία. Αυτή όμως η επίπεδη δομή δεν ήταν αναμενόμενη με βάση τις θεωρίες περί σκοτεινής ύλης

Το μέλος της ομάδας Pavel Kroupa, καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Βόννης, προσθέτει «Νιώθαμε αμηχανία από το πόσο καλά οι κατανομές των διαφόρων τύπων των αντικειμένων συμφωνούσαν μεταξύ τους.» Καθώς οι διάφοροι συνοδοί κινούνται γύρω από τον Γαλαξία μας, χάνουν υλικό, αστέρια και μερικές φορές αέριο, που σχηματίζουν μεγάλο ρεύματα κατά μήκος των διαδρομών τους. Τα νέα αποτελέσματα δείχνουν ότι αυτό το χαμένο υλικό ευθυγραμμίζεται πάρα πολύ με το επίπεδο των γαλαξιών και των σμηνών. "Αυτό δείχνει ότι τα αντικείμενα, όχι μόνο βρίσκονται μέσα σε αυτό το επίπεδο τώρα, αλλά ότι κινούνται μέσα σε αυτό”, λέει ο Παβλόφσκι. "Η δομή είναι σταθερή."

Τα διάφορα μοντέλα σκοτεινής ύλης προσπαθούν να εξηγήσουν αυτή τη διευθέτηση. «Στις καθιερωμένες  θεωρίες, οι δορυφόροι γαλαξίες θα έχουν σχηματιστεί ως μεμονωμένα αντικείμενα, πριν συλληφθεί από τον Γαλαξία μας», εξηγεί ο Kroupa. "Καθώς αυτοί θα προέρχονται από πολλές κατευθύνσεις, είναι σχεδόν αδύνατο όλοι αυτοί να καταλήγουν να διανέμονται σε μια τέτοια λεπτή επίπεδη δομή."

Ο μεταδιδακτορικός ερευνητής και μέλος της ομάδας Jan Pflamm-Altenburg προτείνει μια εναλλακτική εξήγηση. "Οι δορυφόροι γαλαξίες και τα σμήνη πρέπει να έχουν σχηματιστεί μαζί σε ένα σημαντικό γεγονός, όπως μια σύγκρουση των δύο γαλαξιών." Τέτοιες συγκρούσεις είναι σχετικά συχνές και οδηγούν μεγάλα κομμάτια γαλαξιών να σχίζονται λόγω της βαρύτητας και των παλιρροιακών δυνάμεων που ενεργούν πάνω στα αστέρια, το αέριο και την σκόνη που περιέχουν, σχηματίζοντας ουρές, που είναι οι γενέτειρες των νέων αντικειμένων, όπως αστρικά σμήνη και γαλαξίες νάνους.

Ο δε Παβλόφσκι προσθέτει, «Πιστεύουμε ότι ο Γαλαξίας μας συγκρούστηκε με ένα άλλο γαλαξία στο μακρινό παρελθόν. Ο άλλος γαλαξίας έχασε μέρος του υλικού, το υλικό αυτό σχημάτισε τότε δορυφόρους γαλαξίες του δικού μας Γαλαξία και τα νεώτερα σφαιρωτά σμήνη καθώς και το εξόγκωμα στο γαλαξιακό κέντρο. Οι συνοδοί που βλέπουμε σήμερα είναι τα συντρίμμια της σύγκρουσης των 11 δισεκατομμυρίων ετών. "

Ενώ ο Kroupa καταλήγει υπογραμμίζοντας την ευρύτερη σημασία του νέου έργου. «Το μοντέλο μας φαίνεται να αποκλείει την παρουσία της σκοτεινής ύλης στο σύμπαν, απειλώντας ένα κεντρικό πυλώνα της τρέχουσας κοσμολογικής θεωρίας. Θεωρούμε ότι αυτό αποτελεί την αρχή μιας αλλαγής παραδείγματος, αυτό που θα μας οδηγήσει τελικά σε μια νέα κατανόηση του σύμπαντος μας στο οποίο κατοικούμε. "

Πηγή: ScienceDaily

Άλλος ένας κακός οιωνός για το κλίμα: οι πάγοι της Ανταρκτικής λιώνουν από κάτω προς τα πάνω

Οι τεράστιες κρηπίδες πάγου που περιβάλλουν την Ανταρκτική δεν συρρικνώνονται λόγω του θερμού αέρα, αλλά λόγω του ζεστού νερού που τις κατατρώει από τη βάση τους, αποκαλύπτει μελέτη που βασίστηκε σε δορυφορικά δεδομένα. Το φαινόμενο δεν οφείλεται αποκλειστικά στην κλιματική αλλαγή, δείχνει όμως ότι η άνοδος της στάθμης των ωκεανών μπορεί να είναι ταχύτερη από ό,τι προβλεπόταν μέχρι σήμερα.

To κάλυμμα πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής (κόκκινο) υποχωρεί κατά 7 μέτρα το χρόνο

Η Παγοκρηπίδα της Δυτικής Ανταρκτικής, ένα στρώμα πάγου που επιπλέει στο Νότιο Ωκεανό, υποχωρεί κατά περίπου επτά μέτρα το χρόνο, και οι επιστήμονες προβληματίζονταν για το κατά πόσο η υποχώρηση αυτή οφείλεται στην ανθρωπογενή κλιματική αλλαγή.

Σύμφωνα με τη νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο Nature, η παγκόσμια θέρμανση παίζει έμμεσο μόνο ρόλο.

Ο Hamish Pritchard της βρετανικής αποστολής στην Ανταρκτική (BAS) εξέτασε δορυφορικά δεδομένα της NASA και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η άνοδος της θερμοκρασίας του αέρα δεν επαρκεί για να εξηγήσει την υποχώρηση των πάγων.

Μια πιο προσεκτική εξέταση έδειξε ότι 20 επιμέρους κρηπίδες πάγου δείχνουν να λιώνουν λόγω θερμού νερού. Οι άνεμοι που πνέουν έξω από τη Δυτική Ανταρκτική δείχνουν να έχουν αλλάξει και να ωθούν αυτό το σχετικά θερμό νερό κάτω από τους επιπλέοντες πάγους.

Η μεταβολή των ανέμων πιθανότατα οφείλεται σε έναν συνδυασμό παραγόντων, όπως οι φυσικές διακυμάνσεις των καιρικών συνθηκών, η τρύπα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική, αλλά και οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Όποια κι αν είναι η αιτία, το φαινόμενο απειλεί να επιταχύνει την άνοδο της στάθμης. Σε κανονικές συνθήκες, οι κρηπίδες πάγου είναι αρκετά παχιές ώστε να συγκρατούν τους παγετώνες της ξηράς. Καθώς όμως λεπταίνουν και υποχωρούν, μεγάλες ποσότητες πάγου κυλούν όλο και ταχύτερα στη θάλασσα.

Αυτό σημαίνει ότι η άνοδος της στάθμης μπορεί να αποδειχθεί μεγαλύτερη και ταχύτερη από ό,τι θα ήταν αν οι πάγοι έλιωναν λόγω του θερμού αέρα.

«Σημαίνει ότι οι παγοκρηπίδες είναι ευαίσθητες ακόμα και σε μικρές μεταβολές του κλίματος λόγω της επίδρασης των ανέμων» αναφέρει ο Hamish Pritchard.

Αυτό που συμβαίνει στην Ανταρκτική, επισημαίνει, «ενδέχεται να έχει ήδη πυροδοτήσει μια περίοδο ασταθούς υποχώρησης των παγετώνων».

Προηγούμενες μελέτες εκτιμούσαν ότι, αν λιώσει όλος ο πάγος που βρίσκεται πάνω στην ξηρά της Δυτικής Ανταρκτικής, κάτι που θα χρειαζόταν δεκαετίες ή αιώνες για να ολοκληρωθεί, η στάθμη θα ανέβαινε κατά πέντε μέτρα.

Πηγή: in.gr

Γιγαντιαίος εξωπλανήτης χωρίζεται σε δύο κομμάτια στο μέγεθος της Γης Σε μια ανακάλυψη που δημιο

Σε μια ανακάλυψη που δημιουργεί πρόσθετα ερωτήματα σχετικά με το πώς οι πλανήτες τελειώνουν τις ζωές τους, επιστήμονες έχουν εντοπίσει τα υπολείμματα ενός γιγάντιου κόσμου που καταστράφηκε από έντονες παλιρροιακές δυνάμεις που ασκούνταν από το μητρικό άστρο του. Τα δε συντρίμμια περιφέρονται γύρω από το ‘πρησμένο’ κόκκινο γίγαντα άστρο KIC 05807616.

Καλλιτεχνική εικόνα που δείχνει τους δύο κόσμους που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το φουσκωμένο άστρο KIC 05807616

Αλλά η ποσότητα των συντριμμιών είναι εξαιρετικά μεγάλη. Αστρονομικές παρατηρήσεις εντόπισαν αντικείμενα μεγέθους δύο πλανητών σε τροχιά γύρω από αυτό το άστρο, καθένα δε από τα οποία είναι ελαφρώς μόνο μικρότερα από τη Γη. Οι ερευνητές προτείνουν ότι αυτά τα δυο κομμάτια ανήκαν κάποτε σε ένα ενιαίο, μεγαλύτερο εξωηλιακό πλανήτη.

Σύμφωνα με τους ειδικούς, ο μεγαλύτερος κόσμος (εξωπλανήτης) μπορεί να έχει καταστραφεί, όταν μια ακραία βαρυτική έλξη από το φουσκωμένο άστρο του, τον ανάγκασε να κινηθεί σπειροειδώς προς το αντικείμενο. Οι παλιρροιακές δυνάμεις στη συνέχεια το έκοψαν σε κομμάτια. Μερικά απ ‘αυτά πιθανότατα έπεσαν προς το άστρο, ενώ άλλα εγκαταστάθηκαν σε σταθερές τροχιές.

Αυτές οι ανακαλύψεις ρίχνουν νέο φως στο πώς οι πλανήτες τελειώνουν τις ζωές τους. Μέχρι τώρα, είχε θεωρηθεί ότι οι περισσότεροι εξωπλανήτες καταναλώνονται από τα μητρικά αστέρια τους, όταν αυτά γίνονται σουπερνόβα, και πετάγονται έξω στο βαθύ διάστημα κάτι που οφείλεται στις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις, ή καταναλώνονται ολοσχερώς από τις νεοσυσταθείσες μαύρες τρύπες μετά την υπερκαινοφανή έκρηξη.

Αλλά η νέα έρευνα δείχνει ότι κι άλλη μοίρα μπορεί να περιμένει τους πλανήτες.Τα συμπεράσματα της έκθεσης δείχνουν ότι η αρχή και το τέλος του κόσμου δεν ορίζεται πάντα με σαφήνεια.

“Οι πλανήτες μπορεί ακόμα και να εξελιχθούν, διαλυόμενοι σε διάφορα μικρά σώματα, ή να καταστραφούν ολοσχερώς," λένε οι συγγραφείς της έκθεσης Ealeal Bear και  Noam Soker από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Ισραήλ.

Οι ειδικοί λένε ότι το αντικείμενο KIC 05807616 ήταν κάποτε ένας κίτρινος νάνος, σαν τον Ήλιο μας. Καθώς έφτασε στο τέλος της κύριας ακολουθίας του, τα εξωτερικά στρώματα της ατμόσφαιρας του φούσκωσαν, εκτινάσσοντας τα προς τα έξω σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτό θα συμβεί και στο ηλιακό σύστημα μας κάποτε.

Σύμφωνα με τα υπολογιστικά μοντέλα, οι τρεις εσωτερικοί πλανήτες -  Ερμής, Αφροδίτη και Γη – θα περιτυλιχθούν μέσα στον Ήλιο. Ο Άρης μπορεί να υποστεί μια παρόμοια μοίρα, αν και είναι ασαφές εάν θα καταστραφεί ή όχι. Οι άλλοι όμως κόσμοι θα μείνουν ανεπηρέαστοι.

Όσο για τους δύο κόσμους που είναι σε τροχιά γύρω από το KIC 05807616, βρίσκονται πολύ κοντά στο γονικό αστέρι τους, μόλις 900.000 χιλιόμετρα και 1.100.000 χιλιόμετρα, αντίστοιχα. Αυτό σημαίνει πως οι συνθήκες εκεί πάνω είναι πολύ σκληρές: κοντά 9,000° Κελσίου. Είναι δε γνωστοί ως KOI 55,01 και KOI 55.02.

Σε μια τέτοια μικρή απόσταση, είναι πιθανόν να είναι κλειδωμένοι παλιρροιακά στο αστέρι τους, πράγμα που σημαίνει ότι θα έχουν πάντα την ίδια όψη προσανατολισμένη προς το αντικείμενο. Μια παρόμοια κατάσταση μπορεί να παρατηρηθεί μεταξύ της Σελήνης και της Γης.

«Ελπίζαμε ότι άλλες ομάδες θα μελετούσαν την ανακάλυψη αυτή και θα προτείνουν τις δικές τους ιδέες, ή να βελτιώσουν τις ερμηνείες μας σχετικά με το αντικείμενο. Είμαστε λοιπόν χαρούμενοι ότι αυτό συνέβη πολύ γρήγορα, από τους Ealeal Bear και Noam Soker. Οι δύο τους πρότειναν αυτή την πραγματικά ενδιαφέρουσα εναλλακτική λύση για το σενάριο μας, εξηγεί ο Stéphane Charpinet από το Ινστιτούτο Ερευνών της Τουλούζης και κύριος ερευνητής της ανακάλυψης.

Πηγή: SoftPedia

Οι άνθρωποι μπορεί να είναι ένα από τα πρώτα προηγμένα είδη στο Σύμπαν

Η ευφυής ζωή μπορεί να είναι σε ένα πολύ νεαρό στάδιο του παρατηρήσιμου Σύμπαντος. Οι 200 δισεκατομμύρια γαλαξίες του δείχνουν ένα σαφές δυναμικό για να συνεχίσει την ύπαρξη του για εκατοντάδες δισεκατομμύρια χρόνια, αν όχι για πολύ περισσότερο. Επειδή οι πλανήτες και η ζωή είναι τόσο νέα στο Σύμπαν μας, λέει ο Dimitar Sasselov του Χάρβαρντ στο βιβλίο του The Life of the Super-Earths, ίσως «το ανθρώπινο είδος δεν άργησε να έλθει στο προσκήνιο. Μπορεί κάλλιστα να είμαστε ανάμεσα στους πρώτους προηγμένους πολιτισμούς."

 
Το γαλαξιακό σμήνος Hydra A σε απόσταση 840 εκατομμύρια έτη φωτός. Εκατοντάδες γαλαξίες βρίσκονται σε αυτή την εικόνα

Αυτό μπορεί να εξηγήσει γιατί δεν βλέπουμε κανένα αποδεικτικό στοιχείο «αυτών» και μπορεί να χρειαστεί πολύς χρόνος για να εξηγηθεί το περίφημο παράδοξο Φέρμι, το οποίο ρωτάει ότι αν υπάρχει ευφυής προηγμένη ζωή στο Σύμπαν, πού είναι και δεν εμφανίζεται; Γιατί δεν έχουμε ανακαλύψει κανένα στοιχείο της ύπαρξής τους;

Η ιστορία του Σύμπαντος, σύμφωνα με τον Sasselov στη νέα μελέτη του, The Life of Super-Earths, μοιάζει με αυτό: πολλές γενιές άστρων φτιάχνουν αρκετό σίδηρο και οξυγόνο, πυρίτιο και άνθρακα, και όλα τα άλλα στοιχεία από το αρχικό υδρογόνο και ήλιο εδώ και περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια, για να είναι σε θέση να σχηματίσουν τόσο τη γη που ζούμε όσο και τους εξωπλανήτες που η αποστολή Kepler ανακαλύπτει σήμερα.

Σταθερά περιβάλλοντα σε γαλαξίες που είχαν εμπλουτιστεί ικανοποιητικά για να έχουν πλανήτες υπήρξαν μόνο, περίπου, εννέα δισεκατομμύρια χρόνια πριν, ενώ βραχώδεις πλανήτες σαν τη Γη και μεγαλύτεροι σούπερ-Γαίες κόσμοι, περίπου 7 έως 8 δισ. χρόνια πριν. Έτσι, η ζωή έπρεπε να περιμένει μέχρι εκείνη τη στιγμή, αν όχι αργότερα, για να ξεκινήσει την εμφάνισή της σε όλο το Σύμπαν. Μεταξύ 7 και 9 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, ήταν διαθέσιμα αρκετά βαριά στοιχεία για να συμμετάσχουν στην πολύπλοκη χημεία που απαιτείται για να αναδυθεί η ζωή και φτιάχτηκαν μαζί με τους γήινους πλανήτες, συγχρόνως με τα σταθερά περιβάλλοντα που απαιτούνται για τη συγκέντρωση των χημικών ενώσεων.

Ο Enrico Fermi υποστήριξε ότι, δεδομένης της ηλικία του Σύμπαντος και λόγω του μεγάλου αριθμού των άστρων και των πλανητικών συστημάτων καθώς και του απίστευτα σύντομου χρονικού διαστήματος που χρειάστηκαν οι άνθρωποι να αναπτύξουν τεχνολογία, γι αυτό άλλοι τυχόν πολιτισμοί στον Γαλαξία μας θα μπορούσαν να είχαν ένα σημαντικό προβάδισμα και θα πρέπει να είναι πολύ πιο προηγμένοι τεχνολογικά από ό,τι είμαστε εμείς τώρα.

Ο Sasselov καταλήγει στο συμπέρασμα ότι το στατιστικό επιχείρημα στο Παράδοξο του Fermi "ισχύει μόνο αν το χρονοδιάγραμμα για την εμφάνιση της ζωής είναι πολύ μικρότερο από την ηλικία του σύμπαντος, αλλά δεν είναι και τόσο αν οι δύο χρόνοι (του σύμπαντος και της εμφάνισης της ζωής) είναι συγκρίσιμοι. "Το μέλλον για τη ζωή στο Σύμπαν μοιάζει εξαιρετικό”, λέει ο Sasselov.

Οι πλανήτες μπορεί να είναι ένα μικρό μόνο κλάσμα του Σύμπαντος λόγω του μικρού μεγέθους τους, αλλά υπάρχουν τόσοι πολλοί από αυτούς που η πιθανότητα της ζωής αυξάνεται εκθετικά. Το Σύμπαν διέρχεται τώρα από την εποχή με το ανώτατο ρυθμό σχηματισμού άστρων – αλλά φαίνεται να μην έγινε ακόμα η κορύφωση στο σχηματισμό των πλανητών του. Υπάρχουν περισσότερα αστέρια στο Σύμπαν από τους κόκκους της άμμου στη Γη και φυσικά υπάρχει ένας ίσος αριθμός πλανητών.

Από υπολογισμούς υπάρχουν 200 δισεκατομμύρια άστρα στον Γαλαξία μας και το 90% αυτών είναι αρκετά μικρά και αρκετά μεγάλα για να έχουν πλανήτες σε τροχιά. Και μόνο το 10% από αυτά τα αστέρια σχηματίστηκαν με αρκετά βαριά στοιχεία για να έχουν πλανήτες σαν τη Γη, με το 2% από αυτούς – κάπου 100 εκατομμύρια σούπερ-Γαίες και Γαίες – να βρίσκονται σε τροχιά εντός της κατοικήσιμης ζώνης του άστρου τους.

Όμως πρέπει κανείς να αναρωτηθεί ότι αν ένας άλλος πλανήτης εκεί έξω στον Γαλαξία μας (και στα δισεκατομμύρια των γαλαξιών εκεί έξω) είναι ένα μόνο εκατομμύριο χρόνια μεγαλύτερος από τη Γη, πόσο πιο προηγμένη και ανιχνεύσιμη τεχνολογία θα έχει; Και όπως έγραψε ο Arthur Clarke, οποιαδήποτε προηγμένη εξωγήινη τεχνολογία θα πρέπει να διακρίνεται από τη μαγεία.

Πηγή: Daily Galaxy

Η αποστολή JUICE της ESA έχει ως στόχο τους δορυφόρους του Δία

Την αποστολή διαστημόπλοιου στους μακρινούς και παγωμένους δορυφόρους του Δία αποφάσισε ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ΕSA). Το σκάφος Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), βάρους περίπου πέντε τόνων προγραμματίζεται να εκτοξευτεί το 2022 με πύραυλο «Αριάν» και να φθάσει στον προορισμό του το 2030, με στόχο να μελετήσει κυρίως τον Γανυμήδη και δευτερευόντως την Ευρώπη και την Καλλιστώ.

Την αποστολή διαστημόπλοιου στους μακρινούς και παγωμένους δορυφόρους του Δία αποφάσισε ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος.

Ένα από τα μεγάλα «στοιχήματα» της αποστολής θα είναι η αναζήτηση μορφών εξωγήινης ζωής, μάλλον σε μικροβιακή μορφή στους πιθανολογούμενους ωκεανούς κάτω από την παγωμένη επιφάνεια είτε της Ευρώπης, είτε του Γανυμήδη.

Η απόφαση, που ελήφθη στο Παρίσι από τα κράτη-μέλη του Οργανισμού, περιλαμβάνει αρχικό προϋπολογισμό 850 εκατ. ευρώ και εντάσσεται στο ευρύτερο πρόγραμμα «Cosmic Vision» της ESΑ για την περίοδο 2015-2025. Το σκάφος θα είναι εφοδιασμένο με περίπου 11 επιστημονικά όργανα, που δεν περιλαμβάνονται στα παραπάνω χρήματα και θα πληρωθούν από τα κράτη που θα τα κατασκευάσουν. Ετσι, ο συνολικός προϋπολογισμός αναμένεται να ξεπεράσει τα 1,1 δισεκατομμύρια ευρώ.

Η αποστολή JUICE θα εστιάσει στο Γανυμήδη, τον μεγαλύτερο δορυφόρου του ηλιακού μας συστήματος, που είναι κατά 8% μεγαλύτερος από τον πλανήτη Ερμή. Πιστεύεται ότι διαθέτει ένα βαθύ ωκεανό αλμυρού νερού κάτω από την παγωμένη και γεμάτη κρατήρες επιφάνειά του, ενώ είναι και ο μόνος που διαθέτει δικό του μαγνητικό πεδίο, που τον προστατεύει από την ισχυρή ακτινοβολία του Δία. Το σκάφος θα τεθεί σε τροχιά γύρω από τον Γανυμήδη (θα είναι η πρώτη φορά που θα συμβεί αυτό γύρω από ένα παγωμένο μακρινό φεγγάρι) και θα προσπαθήσει, μεταξύ άλλων, να αξιολογήσει τις πιθανότητες ύπαρξης υπόγειας-υποθαλάσσιας ζωής.

Ακόμα το JUICE, καθ’ οδόν προς τον Γανυμήδη, θα αξιοποιήσει τη βαρυτική ώθηση του Δία, του μεγαλύτερου πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος, για να περάσει δύο φορές κοντά από τα άλλα δύο μεγάλα και ενδιαφέροντα φεγγάρια, την Ευρώπη και την Καλλιστώ, που επίσης πιστεύεται ότι διαθέτουν υπόγειους ωκεανούς καλυμμένους με πάγους. Μετά την άφιξή του, το 2030, στο σύστημα του Δία, το σκάφος θα συλλέγει επί μία τριετία στοιχεία, τα οποία θα στέλνει πίσω στη Γη, προτού ολοκληρώσει την αποστολή του με ένα ηρωικό και θεαματικό θάνατο, αυτοσυντριβόμενο στην επιφάνεια του Γανυμήδη.

Το πιο πιθανό εξάλλου είναι ότι στο μέλλον θα αλλάξει το σκοπίμως χιουμοριστικό όνομα «JUICE» της αποστολής, η οποία ίσως να μετονομαστεί σε «Λαπλάς» (το όνομα του διάσημου γάλλου επιστήμονα Πιέρ-Σιμόν Λαπλάς).

Πηγή: ΑΠΕ

Ο διπλασιασμός του γονιδίου SRGAP2 οδήγησε πριν από 2,5 εκ. χρόνια στην ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου

Ένα και μόνο γονίδιο ήταν πιθανότατα εκείνο που οδήγησε στην ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου πριν από 2,5 εκατομμύρια χρόνια χαρίζοντάς του την πολυπλοκότητά του. Αυτό προκύπτει από νέα μελέτη ειδικών του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Cell».Τ ο γονίδιο SRGAP2 δημιούργησε δύο αντίγραφα του εαυτού του και προσέφερε στους προγόνους μας την ικανότητα του λόγου και της εφευρετικότητας, κάνοντάς τους έτσι να αφήσουν πίσω τους στον αγώνα της εξέλιξης τα «εξαδέλφια» τους όπως οι χιμπατζήδες.

Το συγκεκριμένο γονίδιο βοηθά στον έλεγχο της ανάπτυξης του νεοφλοιού, της περιοχής του εγκεφάλου η οποία είναι υπεύθυνη για τις ανώτερες λειτουργίες όπως η γλώσσα και η συνειδητή σκέψη.

Σύμφωνα με τους ερευνητές επικεφαλής των οποίων ήταν ο Evan Eichler η δημιουργία επιπλέον αντιγράφου του γονιδίου έδωσε… χρόνο στον εγκέφαλο να δημιουργήσει περισσότερες συνάψεις μεταξύ των νευρικών κυττάρων και να γίνει έτσι μεγαλύτερος σε μέγεθος και πιο πολύπλοκος.

Η «θυγατέρα» και η «εγγονή»

Οι αμερικανοί επιστήμονες αναφέρουν συγκεκριμένα ότι το SRGAP2 αντιγράφηκε αρχικώς πριν από περίπου 3,5 εκατομμύρια χρόνια και «γέννησε» έτσι ένα «θυγατρικό» γονίδιο. Η διαδικασία αυτή έλαβε ξανά χώρα ένα εκατομμύριο χρόνια αργότερα με αποτέλεσμα να προκύψει και ένα αντίγραφο- «εγγόνι» του αρχικού γονιδίου.

Παρότι ο άνθρωπος διαχωρίστηκε από τους χιμπατζήδες πριν από έξι εκατομμύρια χρόνια, μοιράζεται ακόμη μαζί τους το 96% του γενετικού υλικού του. Το γονίδιο SRAGP2 είναι ένα από τα μόλις 30 που αντέγραψαν τον εαυτό τους από τότε μέχρι σήμερα.

Η πρώτη αντιγραφή του γονιδίου ήταν σχετικώς ανενεργή, ωστόσο η δεύτερη έλαβε χώρα όταν ο πρωτόγονος Homo διαχωρίστηκε από τον «αδελφό» του αυστραλοπίθηκο (Australopithecus) και άρχισε να αναπτύσσει πιο πολύπλοκες και εξεζητημένες συμπεριφορές αλλά και εργαλεία.

Όπως ανέφερε ο Evan Eichler το όφελος από την αντιγραφή του γονιδίου πρέπει να ήταν άμεσο. «Αυτό σημαίνει ότι οι πρώτοι άνθρωποι απομακρύνθηκαν από τα υπόλοιπα συγγενικά τους είδη μέσα σε μόλις μια γενεά».

Πηγή: Βήμα

Μαύρη τρύπα καταβροχθίζει ένα πλούσιο σε ήλιο άστρο

Σε μια δημοσίευση στο περιοδικό Nature αστρονόμοι αποκαλύπτουν την πιο απτή απόδειξη που είχαμε μέχρι σήμερα, ότι μια υπερβαρέα μαύρη τρύπα καταναλώνει ένα κοντινό αστέρι που είχε την ατυχία να έρθει πάρα πολύ κοντά σε αυτήν.

Μια προσομοιωμένη εικόνα που δείχνει αέριο από ένα παλιρροιακά τεμαχισμένο αστέρι να πέφτει σε μια μαύρη τρύπα

Σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες που παρατηρούσε μόνο την καταστροφή των άστρων στα χέρια αυτών των σκοτεινών κολοσσών, η νέα έρευνα μπόρεσε να προσδιορίσει και το θύμα. Το αντικείμενο είναι ένα τεράστιο αστέρι πλούσιο σε ήλιο, που βρίσκεται περίπου 2,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας.

Η παρατήρηση αυτή έγινε χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο αριθμό διαστημικών και επίγειων τηλεσκοπίων. Η έρευνα είχε επικεφαλής την αστρονόμο Suvi Gezari, στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins (JHU) στη Βαλτιμόρη.

Η Κροάτισσα Suvi Gezari αναφέρει ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες βρίσκονται συνήθως σε πυρήνες των μεγάλων γαλαξιών, όπου απλά περιμένουν για το επόμενο γεύμα τους. Μόλις λοιπόν ένα αδέσποτο αστέρι έρθει πολύ κοντά στον ορίζοντα γεγονότων, ισχυρές βαρυτικές και παλιρροιακές δυνάμεις αρχίζουν να το σχίζουν, και τελικά το καταστρέφουν και το καταναλώνουν.

"Ένα τμήμα του άστρου πέφτει μέσα στη μαύρη τρύπα, ενώ το υπόλοιπο εκτινάσσεται μακριά με τεράστιες ταχύτητες. Βλέπουμε τη λάμψη από το αστρικό αέριο που πέφτει μέσα στη μαύρη τρύπα με την πάροδο του χρόνου,” λέει η Gezari στη νέα μελέτη.

"Είμαστε μάρτυρες επίσης της φασματικής υπογραφής του αερίου που εκτινάσσεται μακριά, που βρίσκουμε πως είναι ως επί το πλείστον ήλιο. Είναι σαν να έχουμε συγκεντρωμένα τα αποδεικτικά στοιχεία από μια σκηνή του εγκλήματος”, προσθέτει η ερευνήτρια, λέγοντας ότι όλα τα στοιχεία δείχνουν πως το θύμα ήταν ένα αστέρι με πυρήνα πολύ πλούσιο σε ήλιο.

Η Gezari και η ομάδα της έχουν διεξάγει πρόσφατα μια έρευνα σε περισσότερα από 100.000 αστέρια, χρησιμοποιώντας το δορυφόρο της NASA Galaxy Evolution Explorer (GALEX). Αυτό το διαστημικό σκάφος ερευνά το νυχτερινό ουρανό στα υπεριώδη μήκη κύματος.

Πηγή: Softpedia

H έννοια της ύλης σε σχέση με τον καμπύλο χωρόχρονο και τη γεωμετρία του

Μια σημαντική παράμετρος ενός χώρου, οποιασδήποτε διάστασης, η οποία χαρακτηρίζει το είδος της γεωμετρίας που περιγράφει τις ιδιότητες του, είναι ο παράγοντας της καμπυλότητας του (ε).

Έτσι ένας ευκλείδειος χώρος έχει καμπυλότητα ε=0. Ένας χώρος Lobatschewski έχει αρνητική καμπυλότητα (ε<0), ενώ ένας χώρος Riemann παρουσιάζει θετική καμπυλότητα (ε>0).

Όπως αναφέρει ο M. Talbot (1993): «Είναι σχεδόν αδύνατο να φανταστούμε την καμπυλότητα τον χωροχρόνου στο υλικό της ίδιας της πραγματικότητας. Για να το καταφέρουμε, χρειάζεται να κοιτάξουμε το οικοδόμημα της πραγματικότητας έξω από αυτήν, κάτι που δεν μπορούμε προς το παρόν να κάνουμε. Είμαστε πιασμένοι μέσα σε έναν καθρέφτη και το φως που μας φέρνει εικόνες τον φυσικού Σύμπαντος ακολουθεί τις καμπύλες που έχει η επιφάνεια τον καθρέφτη. Οι στρεβλώσεις που συμβαίνουν όμως είναι αόρατες στα μάτια μας».

Ας αναφερθεί εδώ ότι, σύμφωνα με τη Θεωρία της Σχετικότητας, η καμπύλωση του χώρου και η διαμόρφωση του σε χώρο Lobatschewski ή Riemann εξαρτάται από την πυκνότητα και την ποσότητα της ύλης που σχηματοποιείται στο πλαίσιο του.

Για το λόγο αυτό η διερεύνηση της συνολικής τιμής της μάζας του Σύμπαντος και της κατανομής της στο Σύμπαν είναι αναγκαία προϋπόθεση, προκειμένου να εξαχθούν συμπεράσματα για την πιθανή εξέλιξη του.

Για να γίνουν πιο κατανοητά όλα τα προηγούμενα, ας δώσουμε μια σχηματική απεικόνιση των δισδιάστατων χώρων (επιπέδων) του Ευκλείδη, του Lobatschewski και του Riemann μέσα στον ευκλείδειο χώρο των τριών διαστάσεων.

O T. A. Whiller, στο βιβλίο του Superspace and the nature of quantum geometrodynamics (1968), για όλα τα παραπάνω αναφέρει:

«Η καμπυλωμένη γεωμετρία (μη ευκλείδεια) είναι ένα είδος μαγικού δομικού υλικού, από το οποίο είναι φτιαγμένο οτιδήποτε στον φυσικό κόσμο:

1. H αργή καμπύλωση σε κάποια περιοχή του διαστήματος περιγράφει ένα βαρυτικό
   πεδίο.
2. Μια κυματοειδής γεωμετρία με έναν διαφορετικό τύπο καμπυλότητας (κατά περιοχή) περιγράφει ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.
3. Μια περιοχή κόμβων υψηλής καμπυλότητας ίσως περιγράφει μια συγκέντρωση φορτίου και ενέργειας-μάζας που κινείται σαν σωματίδιο. Μήπως τελικά τα πεδία και τα σωματίδια είναι ξένες υπάρξεις βυθισμένες στη γεωμετρία, ή μήπως δεν είναι τίποτε άλλο από γεωμετρία;»

O W. K. Cliffor, το 1876, διατύπωσε την άποψη ότι η ύλη δεν είναι τίποτε περισσότερο από κενό καμπύλο διάστημα, ενώ ο T. A. Whiller (1968) δήλωνε:
«…Έκτος από το κενό, καμπυλόγραμμο (μη ευκλείδειο) διάστημα δεν υπάρχει τίποτε άλλο στον κόσμο. H ύλη, το φορτίο, ο ηλεκτρομαγνητισμός και τα υπόλοιπα πεδία είναι μόνο οι εκδηλώσεις της κάμψης του χώρου. H φυσική είναι γεωμετρία».

O ίδιος πάλι σημείωνε ότι ο «ιστός» του χωροχρόνου αποτελείται από μια ταραγμένη θάλασσα φυσαλίδων, την οποία ονόμασε «κβαντικό αφρό», για να καταλήξει: «0 χώρος της γεωμετροδυναμικής των κβάντα μπορεί να συγκριθεί με ένα χαλί αφρού, που επεκτείνεται σε ένα αργόσυρτο κυματιζόμενο τοπίο… Οι διαρκείς μικροσκοπικές αλλαγές που συμβαίνουν στο χαλί του αφρού, όταν εμφανίζονται νέες φυσαλίδες και εξαφανίζονται οι παλιές, συμβολίζουν τις κβαντικές διακυμάνσεις στη γεωμετρία».

Συνεπώς, σύμφωνα με τον Whiller, πάνω στον κβαντικό αφρό επιδρούν βαρυτικές  και ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις προκαλώντας δονήσεις και στη συνέχεια κύματα που επισημαίνονται από τον παρατηρητή σαν σωματίδια. H αλληλεπίδραση αυτών των κυμάτων δημιουργεί τα άτομα, τα μόρια και ολόκληρη την ουσία του φυσικού κόσμου. Με τον τρόπο αυτό, τα πάντα στο Σύμπαν είναι κυματισμοί μέσα στο τίποτα.

Πηγή: Η Κοσμολογία της νόησης – Δανέζη/Θεοδοσίου

Γεωμετρία, Τοπολογία και Πεπρωμένο του Σύμπαντος

Όταν σκεφτόμαστε το σύμπαν στη γενική σχετικότητα (GR) πρέπει να απαντήσουμε σε τρεις πολύ διαφορετικές έννοιες: Ποιό είναι το σχήμα του σύμπαντος; Είναι το σύμπαν πεπερασμένο ή άπειρο; Θα διαστέλλεται το σύμπαν για πάντα ή θα συσταλεί αργότερα.

Όταν εφαρμόζουμε GR στη κοσμολογία, κάνουμε χρήση απλοποιητικών παραδοχών, που υποστηρίζονται από παρατηρήσεις, ότι υπάρχει ένας ορισμός του χρόνου τέτοιος ώστε σε μια σταθερή τιμή του χρόνου, το σύμπαν είναι χωρικά ομοιογενές (μοιάζει δηλαδή το ίδιο όπου κι αν είναι ο παρατηρητής) και ισοτροπικό (μοιάζει το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις γύρω από ένα σημείο).

Στη συνέχεια μελετώντας την GR γράφουμε τις εξισώσεις του Αϊνστάιν με τις κατάλληλες πηγές (κανονική ύλη, σκοτεινή ύλη, ακτινοβολία, μια κοσμολογική σταθερά, κλπ.). Οι λύσεις για τις εξισώσεις αυτές είναι οι περίφημοι χωροχρόνοι Friedmann, Robertson-Walker, που περιγράφουν την διαστολή (ή συστολή) του σύμπαντος.

Η GR είναι πράγματι μία όμορφη γεωμετρική θεωρία που περιγράφει ένα καμπύλο χωρόχρονο. Αλλά στην πράξη, επιλύουμε διαφορικές εξισώσεις, με την επιφύλαξη (στην προκειμένη περίπτωση) ότι το σύμπαν μοιάζει όπως είναι σήμερα. Οι διαφορικές εξισώσεις περιγράφουν την τοπική συμπεριφορά του συστήματος και έτσι, στη Γενική Σχετικότητα, αυτές περιγράφουν την τοπική γεωμετρία στη γειτονιά ενός σημείου του χωροχρόνου.

Επειδή η ομοιογένεια και η ισοτροπία είναι αρκετά περιοριστικές υποθέσεις, υπάρχουν μόνο τρεις πιθανές απαντήσεις για την τοπική γεωμετρία του χώρου σε οποιοδήποτε σταθερό σημείο στο χρόνο – μπορεί να είναι χωρικά θετικά κυρτωμένη (σε τοπικό επίπεδο αυτό μοιάζει σαν μία 3-τρισδιάστατη σφαίρα), επίπεδη (σε τοπικό επίπεδο αυτό μοιάζει σαν μια 3-τρισδιάστατη εκδοχή μιας επίπεδης επιφάνειας) ή χωρικά αρνητικά κυρτωμένη (σε τοπικό επίπεδο μοιάζει σαν ένα 3-διαστάσεων υπερβολοειδές).

Μια ορισμένη κοσμολογική λύση στην GR μας δίνει μία από αυτές τις τρεις πιο πάνω απαντήσεις γύρω από ένα σημείο του χωροχρόνου, όμως λόγω της ομοιογένειας αυτή η λύση σε ένα σημείο είναι λύση σε κάθε σημείο στον χωροχρόνο. Αυτό εννοούμε όταν λέμε ότι η GR μας λέει για τη γεωμετρία – το σχήμα του σύμπαντος – όπως αυτή απεικονίζεται στο παρακάτω γράφημα της NASA.

Αυτό όμως εγείρει ένα πολύ διαφορετικό ζήτημα που συχνά συγχέεται με τα παραπάνω. Εάν η λύση μας μας λέει ότι το σύμπαν είναι τοπικά μία τρισδιάστατη σφαίρα (ή μια επίπεδη επιφάνεια, ή ένα υπερβολοειδές) γύρω από κάθε σημείο, τότε δεν σημαίνει ότι πρόκειται για μία τρισδιάστατη σφαίρα, ή ένα άπειρο επίπεδο τρισδιάστατο χώρο, ή ένα άπειρο υπερβολοειδές. Αυτό είναι πραγματικά ένα θέμα της τοπολογίας, που απαντά και στο ερώτημα αν το Σύμπαν είναι πεπερασμένο ή άπειρο.

Για να εξηγηθεί αυτό το σημείο, ας υποθέσουμε ότι έχουμε λύσει τις κοσμολογικές εξισώσεις της GR, και ανακαλύψαμε ότι σε κάθε σημείο του χωροχρόνου, το σύμπαν είναι τοπικά ένας επίπεδος 3-διάστατος χώρος. Αυτό που δηλαδή μας δείχνουν οι παρατηρήσεις ότι μοιάζει το σύμπαν μας. Μπορείτε όμως να σκεφτείτε πολλούς διαφορετικούς χώρους με αυτή ακριβώς την ίδια ιδιότητα. Ένα παράδειγμα είναι, φυσικά, ότι το σύμπαν είναι πράγματι ένας επίπεδος, άπειρος 3-διάστατος χώρος. Ένα δεύτερο παράδειγμα είναι ότι το σύμπαν μπορεί να είναι ένας 3 διαστάσεων τόρος, στον οποίο αν θέλατε να κρατήσετε σταθερό τον χρόνο και να κάνετε μια γραμμή από οποιοδήποτε σημείο κατά μήκος του x, y ή z-άξονα, θα κόβατε έναν κύκλο και θα φτάνατε πίσω ακριβώς από εκεί που ξεκίνησε. Αυτός είναι ένας χώρος πεπερασμένου όγκου, που συνδέεται με ένα πολύ συγκεκριμένο τρόπο, αλλά που είναι όμως επίπεδος παντού, όπως και το προηγούμενο παράδειγμα με το άπειρο. Σε δύο διαστάσεις, θα μπορούσε κανείς να τον απεικονίσει ως:

Φυσικά, θα μπορούσαμε να είχαμε φτιάξει μία ή δύο κατευθύνσεις σε κύκλους ή να φτιάξουμε τον χώρο σε ένα πεπερασμένο με περισσότερες από μία τρύπες, ή οποιαδήποτε άλλη δυνατότητα.

Αυτή είναι η ομορφιά της τοπολογίας, αλλά δεν είναι κάτι που μας το διευκρινίζει επιλύοντας απλώς τις εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας. Μάλλον πρόκειται για μια πρόσθετη πηγή για την εξεύρεση των λύσεων. Είναι, όμως, κάτι που μπορούμε να ελέγξουμε, πιο συγκεκριμένα μέσα από τις μετρήσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου.

Εντελώς ανεξάρτητα από τις ερωτήσεις της τοπολογίας, η γεωμετρία μιας δεδομένης κοσμολογικής λύσης δημιουργεί ένα άλλο ζήτημα που συχνά συγχέεται με εκείνα της γεωμετρίας και της τοπολογίας. Ας υποθέσουμε ότι το σύμπαν περιέχει μόνο τις συμβατικές πηγές ύλης (κανονική ύλη, σκοτεινή ύλη και την ακτινοβολία), και ας υποθέσουμε ότι γνωρίζετε (ίσως να αναρωτηθούμε αν αυτό είναι πραγματικά δυνατόν) ότι αυτές είναι οι μόνες που θα περιείχε ποτέ. Τότε οι εξισώσεις εύκολα προβλέπουν ότι, σε περίπτωση σύμπαντος θετικής χωρικής κυρτότητας, ένα διαστελλόμενο σύμπαν θα φτάσει τελικά στο μέγιστο μέγεθος και μετά θα ακολουθήσει την αντίστροφη πορεία, της συστολής, προς μία Μεγάλη Σύνθλιψη, ενώ επίπεδα ή με αρνητική κυρτότητα σύμπαντα θα επεκτείνονταν για πάντα. Αυτές είναι οι προβλέψεις σχετικά με το πεπρωμένο του σύμπαντος, και συχνά οδηγούν στην ακόλουθη σύνδεση

Ωστόσο, όπως καταστήσαμε σαφές, υπάρχουν κάποιες υποθέσεις που πηγαίνουν στην σχέση μεταξύ της γεωμετρίας και της μοίρας του σύμπαντος, και παρόλο που αυτά μπορεί να φαίνονταν λογικά σε μία εποχή, ξέρουμε σήμερα ότι η επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος φαίνεται να υποδηλώνει την ύπαρξη ενός είδους σκοτεινής ενέργειας (μια κοσμολογική σταθερά, για παράδειγμα), που συμπεριφέρεται με έναν τρόπο αρκετά διαφορετικό από τις συμβατικές πηγές υλο-ενέργειας. Στην πραγματικότητα, γνωρίζουμε ότι για πηγές, όπως αυτή, όταν αρχίζει η επιτάχυνση, είναι εύκολα δυνατό για ένα σύμπαν με θετική καμπύλη, για παράδειγμα, να επεκτείνεται για πάντα. Πράγματι, στην περίπτωση της κοσμολογικής σταθεράς, αυτό ακριβώς  συμβαίνει.

Έτσι, το σύμπαν μπορεί να είναι είτε θετικά είτε αρνητικά κυρτό, ή επίπεδο, και οι λύσεις μας στην GR αυτό μας λένε. Οι λύσεις μπορούν να είναι πεπερασμένες ή άπειρες, και να συνδέονται με ενδιαφέροντες τρόπους, αλλά η GR δεν θα μας πει γιατί συμβαίνει αυτό. Και το σύμπαν μπορεί να διαστέλλεται για πάντα ή να συσταλεί αργότερα, αλλά αυτό εξαρτάται από τις ακριβείς ιδιότητες της κοσμικής ενέργειας, και όχι μόνο από την γεωμετρία. Οι κοσμολογικοί χωροχρόνοι είναι μερικοί από τις πιο απλές λύσεις στην GR που γνωρίζουμε, και ακόμη αυτοί υιοθετούν όλα τα είδη των δυνητικών περιπλοκών, πέρα ​​από τις πιο προφανείς δυνατότητες.

Γραμμένο από τον Mark Trodden στο Cosmic Variance

Νέα στοιχεία για νερό στον πρώιμο Άρη και ένα κλίμα όπως της Γης

Νέα έρευνα υποστηρίζει τη θεωρία ότι ο πρώιμος Άρης είχε μια παχιά, υγρή ατμόσφαιρα και ένα κλίμα παρόμοιο με το κλίμα της Γης τώρα.

Η ατμόσφαιρα του Άρη έχει σήμερα το 1% περίπου της πυκνότητας της ατμόσφαιρας της Γης. Αυτός είναι ένας από τους κύριους λόγους που το κλίμα της Γης είναι υγρό και ο Άρης είναι πολύ ξηρός.

Ο επίκουρος καθηγητής Josef Dufek, του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Γεωργίας, ερεύνησε το πρώιμο κλίμα του Άρη αναλύοντας αρχαίες ηφαιστειακές εκρήξεις και επιφανειακές παρατηρήσεις που έκανε το ρόβερ της NASA Spirit στον Άρη.

Τα νέα ευρήματα, που δημοσιεύονται στο περιοδικό Geophysical Research Letters, αποδεικνύουν ότι ο πρώιμος Άρης ήταν υγρός και ότι η ατμόσφαιρα θα ήταν τουλάχιστον 20 φορές παχύτερη από ό, τι είναι τώρα.

"Η ατμοσφαιρική πίεση έχει παίξει πιθανά ένα ρόλο στην ανάπτυξη σχεδόν όλων των επιφανειακών χαρακτηριστικών του Άρη", δήλωσε ο Dufek. "Το κλίμα του πλανήτη, η φυσική κατάσταση του νερού στην επιφάνειά του και το δυναμικό για τη ζωή όλα αυτά επηρεάζονται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες."

Το πρώτο εργαλείο που χρησιμοποιήθηκε για την έρευνα ήταν ένας βράχος που έφτασε στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια μιας ηφαιστειακής έκρηξης πριν 3,5 δισεκατομμύρια έτη. Και κατά πάσα πιθανότητα έμεινε στην επιφάνεια από τότε.

Το άλλο εργαλείο που χρησιμοποιήθηκε, το Mars Rover Spirit, ερεύνησε το θαμμένο κομμάτι βράχου. Η ερευνητική ομάδα έλαβε αρκετά στοιχεία για να καθορίσει το μέγεθος, το βάθος και το σχήμα από το κτύπημα που έγινε στον βράχο, μετά την πτώση του μέσω της ατμόσφαιρας.

Η ερευνητική ομάδα στη συνέχεια έκανε προσομοίωση των κτυπημάτων στο εργαστήριο. Χρησιμοποίησαν γι αυτό κόκκους άμμου που ήταν το ίδιο μέγεθος με αυτά στον κρατήρα. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης διαφορετικά υλικά για να προσομοιώσουν τον βράχο – γυαλί, βράχο και χάλυβα.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα υλικά πρέπει να χτύπησαν την άμμο με ταχύτητες μικρότερες από 40 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, για να πάρουν το ίδιο βάθος διείσδυσης που είχε ο κρατήρας από την πτώση.

Η ατμόσφαιρα στον Άρη θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 20 φορές παχύτερη από ό,τι είναι τώρα για να χτυπήσει με αυτή την ταχύτητα, ενισχύοντας περαιτέρω τη θεωρία για μια παχύτερη πρώιμη ατμόσφαιρα.

“Η μελέτη μας είναι συνεπής με τις ολοένα περισσότερες ερευνητικές εργασίες ότι ο Άρης ήταν τουλάχιστον ένας παροδικά υδάτινος κόσμος με μία πολύ πυκνότερη ατμόσφαιρα από ό,τι βλέπουμε σήμερα", δήλωσε ο Dufek. "Ελπίζουμε να κάνουμε μελλοντικές δοκιμές και σε άλλα δείγματα που θα βασίζονται σε παρατηρήσεις από το επόμενο rover, το Curiosity”Το rover Curiosity αναμένεται να προσγειωθεί στον Άρη στις 5 Αυγούστου.

Πηγή: PlanetSave

Το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου ετοιμάζεται για την πλήρη 11-ετή αναστροφή του

Περίπου κάθε 11 χρόνια το μαγνητικό πεδίο του ήλιου αντιστρέφεται πλήρως – ο βόρειος μαγνητικός πόλος αλλάζει σε νότιο, και αντίστροφα. Αυτή η αλλαγή συμπίπτει με μια μεγαλύτερη ηλιακή δραστηριότητα που βλέπουμε στον ήλιο σε κάθε κύκλο, που είναι γνωστή ως «ηλιακό μέγιστο».

Ενώ ο κύκλος εξελίσσεται με μια φαινομενική κανονικότητα κάθε 11 χρόνια, σε δύο μελέτες επιστήμονες τονίζουν πόσο ασύμμετρη είναι στην πραγματικότητα αυτή η διαδικασία. Σήμερα, η πολικότητα στο βόρειο πόλο του ήλιου φαίνεται να έχει μειωθεί σχεδόν στο μηδέν – δηλαδή, φαίνεται να προσεγγίζει χρονικά στην μετατροπή του από το μαγνητικό βορρά προς το νότιο – όμως η πολικότητα στο νότιο μαγνητικό πόλο μόλις έχει αρχίσει να μειώνεται.

«Αυτή τη στιγμή, υπάρχει μια ανισορροπία ανάμεσα στο βόρειο και το νότιο πόλο," λέει ο Jonathan Cirtain, στο Κέντρου Πτήσεων Μάρσαλ της NASA, ο οποίος είναι και υπεύθυνος της NASA για μια ιαπωνική ηλιακή αποστολή που ονομάζεται Hinode. «Ο Βορράς είναι ήδη σε ένα μεταβατικό στάδιο, πολύ νωρίτερα από το Νότιο Πόλο, και δεν καταλαβαίνουμε το γιατί."

Η ασυμμετρία που περιγράφεται στις μελέτες διαψεύδει τα μοντέλα του ήλιου, που υποθέτουν ότι ο βόρειος και νότιος μαγνητικός πόλος ταυτόχρονα αλλάζουν. Επιπλέον, και οι δύο συμφωνούν ότι η μεταβολή επίκειται στο βόρειο πόλο, πολύ πριν από τη γενική πρόβλεψη ότι το ηλιακό μέγιστο για τον κύκλο αυτό θα συμβεί το 2013. Τέλος, τα άμεσα αποτελέσματα του σκάφους Hinode δείχνουν, επίσης, την ανάγκη να επανεξετασθούν ορισμένα ηλιακά μοντέλα.

Η μέτρηση της μαγνητικής δραστηριότητας κοντά στους πόλους δεν είναι εύκολο να γίνει, διότι το σύνολο των ηλιακών τηλεσκοπίων μας, βλέπουν τον ήλιο περίπου στον ισημερινό του, προσφέροντας μόνο μια ‘λοξή’ προβολή των πόλων, όταν χρειάζεται να λάβουν μαγνητικές μετρήσεις με ακρίβεια. Το Hinode μπορεί να παρατηρήσει τη δραστηριότητα αυτή σε ετήσια βάση με το υψηλής ανάλυσης οπτικό τηλεσκόπιο του που μπορεί να χαρτογραφήσει τα μαγνητικά πεδία, όταν τα παρατηρούμε από κοντά στον ισημερινό.

Πηγή: Goddard Space Flight Center

Κι άλλες ενδείξεις για ζωή στον αρχαίο Άρη

Νέες ενδείξεις ότι η μεγάλο κομμάτι της επιφάνειας του πλανήτη Άρη ήταν κάποτε καλυμμένο με νερό φέρνει στην επιφάνεια ο ρομποτικός εξερευνητής Opportunity. Το σκάφος της NASA εντόπισε κοντά στον κρατήρα Endeavour φλέβες ορυκτού γύψου, οι οποίες αφθονούν στη Γη και δείχνουν ότι υπάρχει νερό σε υγρή μορφή.

«Υπάρχουν πολλές τοποθεσίες στη Γη, στις οποίες οργανισμοί ζουν σε σημεία, όπου το νερό ρέει σε βράχους μέσω ρωγμών», λέει ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του Πανεπιστημίου Κορνέλ, Steve Squyres. «Αυτό είναι πολύ πιθανό σε αυτήν την περίπτωση». Διευκρινίζει ότι το νερό θα μπορούσε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια να φιλοξενούσε ζωή, όμως έκτοτε έχει εξατμιστεί.

Το Opportunity «χτενίζει» την επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη τα τελευταία 10 χρόνια, έχοντας μέχρι στιγμής καλύψει περισσότερα από 33 χιλιόμετρα. Μόνο η διάμετρος του Endeavour, ο οποίος σχηματίστηκε πριν από 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια, είναι 22 χιλιόμετρα. Στον κρατήρα διακρίνονται γεωλογικά επίπεδα πολύ παλαιότερα από τον αμμόλιθο που περιβάλλει την περιοχή, όπου προσγειώθηκε το ρομποτικό σκάφος.

Οι ερευνητές εντόπισαν τη φλέβα γύψου αξιοποιώντας δεδομένα από το φασματόμετρο ακτίνων Χ και σωματιδίων άλφα (APXS) του Opportunity, το οποίο αναλύει τη σύνθεση υλικών που συλλέγει από τον Άρη. Ο γύψος σχηματίζεται μόνο σε νερό θερμοκρασίας χαμηλότερης από 60 βαθμούς Κελσίου, καθώς σε υψηλότερες θερμοκρασίες θα ήταν παρόντα και άλλα ορυκτά.

Μια εξέταση ενός μικρού βράχου, γνωστού ως Homestake, απεκάλυψε ορυκτά που δημιουργούνται από ροή νερού. Στα ρήγματα μέσα σε αυτόν τον βράχο θα μπορούσε να φιλοξενηθεί ζωή

Το νερό, εξηγούν οι επιστήμονες γράφοντας στην επιθεώρηση Science, έρεε κάποτε πολύ αργά από το έδαφος προς το εσωτερικό του βράχου, μεταφέροντας θειικό άλας. Με τη δημιουργία ρωγμών στο βράχο, εναποτέθηκε ο γύψος. «Οι φλέβες γύψου είναι πολύ κοινές σε πολλές τοποθεσίες στη Γη», λέει ο Squyres. «Σχηματίζονται πάντοτε όταν το νερό ρέει διά μέσου του βράχου αφήνοντας το γύψο να κατακαθίσει στις ρωγμές.»

Κατά τον ίδιο, προτού το νερό εξατμιστεί, είναι πολύ πιθανό μέσα στις ρωγμές να είχαν αναπτυχθεί μορφές ζωής. «Οργανισμοί μπορούν να ζήσουν σε ρωγμές βράχων, αρκεί να υπάρχει νερό», τονίζει προσθέτοντας αμέσως μετά ότι δεν υπάρχουν ενδείξεις ζωής σήμερα στον Άρη, παρότι «οι υγρές συνθήκες που απαιτούνται – η προϋπόθεση να υπάρχει νερό- ήταν παρούσες».

Οι σουπερνόβες τύπου Ia παράγονται από δύο διαφορετικές διαδικασίες

Σύμφωνα με επιστήμονες από το Κέντρο για την Αστροφυσική στο Χάρβαρντ (CfA), φαίνεται ότι οι σουπερνόβες τύπου Ia μπορούν να προκύψουν από δύο ανεξάρτητους μηχανισμούς. Μέχρι τώρα, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι αυτά τα αντικείμενα θα μπορούσαν να δημιουργηθούν μόνο μέσω μιας μοναδικής διαδικασίας, και συζητούσαν ποιά ήταν αυτή η διαδικασία.

Το κατάλοιπο του σουπερνόβα Tycho που προέρχεται από μία υπερκαινοφανή έκρηξη τύπου Ia

Με τα χρόνια, οι ειδικοί δημιούργησαν δύο ανταγωνιστικά μοντέλα για να εξηγήσουν την προέλευση των σουπερνόβα τύπου Ia, και κάθε εξήγηση υποστηρίζεται από αρκετές μελέτες. Τώρα, οι επιστήμονες του CfA  έχουν σημαντικές αποδείξεις ότι και τα δύο προηγούμενα μοντέλα είναι σωστά, και ότι αυτά τα αντικείμενα μπορεί πράγματι να προκληθούν από δύο διαφορετικές πηγές.

Η μελέτη των σουπερνόβα τύπου Ia είναι εξαιρετικά σημαντική για την αστρονομία και την αστροφυσική, επειδή αυτά τα άστρα που εξερράγησαν χρησιμοποιούνται ως πρότυπα κεριά για τη μέτρηση των κοσμικών αποστάσεων στο Σύμπαν. Η φωτεινότητά τους παραμένει σταθερή, και αυτό επέτρεψε στους φυσικούς να ανακαλύψουν τη σκοτεινή ενέργεια, και να μάθουν περισσότερα για τον Κόσμο.

Αυτές οι γνώσεις βασίστηκαν στη μελέτη αυτών των δομών και έτσι οι αστρονόμοι απέδειξαν την διαρκώς επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος, μια ανακάλυψη για την οποία η ερευνητική ομάδα πήρε το 2011 το βραβείο Νόμπελ Φυσικής.

«Προηγούμενες μελέτες είχαν αντικρουόμενα αποτελέσματα. Η σύγκρουση αυτή όμως εξαφανίζεται αν συμβαίνουν και οι δύο τύποι της έκρηξης," λέει ο αστρονόμος του CfA Ryan Foley. Εξηγεί ότι όλες οι σουπερνόβες τύπου Ia παράγονται από τους πυρήνες των παλιών άστρων που καίνε το ήλιο τους, τους λευκούς νάνους.

Οι ερευνητές λοιπόν είχαν διαπιστώσει ότι αυτά τα αστέρια είτε είχαν ένα αέριο στρώμα γύρω τους, ή δεν το έχουν. Το ένα μοντέλο δείχνει ότι θα πρέπει να είναι παρόν το αέριο, ενώ η άλλη θεωρεί ότι δεν πρέπει. Το τέχνασμα εδώ είναι ότι οι λευκοί νάνοι που οδηγούνται σε σουπερνόβα τύπου Ia βρίσκονται σε δυαδικά συστήματα – έχουν δηλαδή ένα σύντροφο.

«Ακριβώς όπως το μεταλλικό νερό μπορεί να είναι με ή χωρίς ανθρακικό, έτσι μπορούν και τα σουπερνόβα", εξηγεί ο καθηγητής του Χάρβαρντ Robert Kirshner, ο οποίος συμμετείχε επίσης στη νέα μελέτη. Λέει ότι η ανακάλυψη αυτή έχει σημαντικές συνέπειες για τον υπολογισμό των κοσμικών αποστάσεων και τους ρυθμούς διαστολής.

"Υπάρχουν σίγουρα δύο είδη περιβάλλοντα – με και χωρίς εκροές αερίου. Και τα δύο βρίσκονται γύρω από σουπερνόβες τύπου Ia," υποστηρίζει ο Foley, που βασίζεται σε μια νέα μελέτη με 23 αντικείμενα σε αυτή την κατηγορία.

Αυτός υποστηρίζει ότι οι διαφορετικές αφετηρίες για τα γεγονότα αυτά υποδηλώνουν ότι πρέπει να χρησιμοποιούνται διαφορετικοί τύποι κατά τον υπολογισμό των αποστάσεων και τους ρυθμούς διαστολής που βασίζονται σε αυτά.

«Είναι σαν να μετράμε το σύμπαν με ένα μείγμα από μέτρα και σταθμά – θα έχετε περίπου την ίδια απάντηση, αλλά όχι εντελώς. Για να πάρετε μια ακριβή απάντηση, θα πρέπει να διαχωρίσετε τα διαφορετικά είδη κριτηρίων," καταλήγει ο Foley.

Πηγή: SoftPedia

Τα αέρια των δεινοσαύρων προκάλεσαν άνοδο της θερμοκρασίας;

Πριν από 150 εκατομμύρια χρόνια, η θερμοκρασία της Γης ανέβηκε – και τα αέρια των δεινοσαύρων υπήρξαν μία από τις βασικές αιτίες. Βρετανοί επιστήμονες υπολόγισαν την παραγωγή εκπομπών μεθανίου των σαυρόποδων, στα οποία συγκαταλέγονται οι βροντόσαυροι και οι διπλόδοκοι, στα 520 εκατομμύρια τόνους ετησίως, ποσότητα έως και δεκαπλάσια σε σχέση με αυτήν που παράγουν σήμερα οι αγελάδες.

Η ποσότητα μεθανίου που οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι παρήγαγαν οι δεινόσαυροι αντιστοιχεί σε αυτήν που παράγεται σήμερα από φυσικές πηγές και από ανθρώπινες δραστηριότητες.

«Είναι γνωστό ότι η εποχή των δεινοσαύρων ήταν θερμότερη από τη σημερινή», λέει ο David M. Wilkinson από το Πανεπιστήμιο Τζον Μουρς του Λίβερπουλ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που δημοσιεύει τα ευρήματά της στην επιθεώρηση Current Biology. «Αυτό εξηγείται συνήθως από ένα ενισχυμένο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Εάν η θεωρία μας είναι σωστή, τότε το μεθάνιο από τα σαυρόποδα συνέβαλε σε αυτό το φαινόμενο του θερμοκηπίου.»

Η ποσότητα μεθανίου που οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι παρήγαγαν οι δεινόσαυροι αντιστοιχεί σε αυτήν που παράγεται σήμερα από φυσικές πηγές και από ανθρώπινες δραστηριότητες. Προειδοποιούν ότι, παρότι έβαλαν τα δυνατά τους να καταλήξουν σε μια σχετικά ακριβή εκτίμηση, οι απαντήσεις που πήραν από τις μελέτες τους είναι μόνο υπολογισμοί, προερχόμενοι από διάφορες υποθέσεις και βασισμένοι σε μαθηματικά μοντέλα.

Το μεθάνιο, ένα αέριο του θερμοκηπίου πιο ισχυρό από το διοξείδιο του άνθρακα, αποτελεί φυσικό παραπροϊόν της διαδικασίας της πέψης στα φυτοφάγα ζώα και ιδιαίτερα στα μηρυκαστικά, π.χ. στις αγελάδες και στις καμήλες. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα σαυρόποδα, όπως ακριβώς τα μηρυκαστικά, είχαν στα έντερά τους βακτήρια που παράγουν μεθάνιο προκειμένου να χωνεύουν αποτελεσματικότερα αυτές τις ινώδεις τροφές.

«Η οικολογία των μικροβίων και ο ρόλος τους στη λειτουργία του πλανήτη μας αποτελούν τα βασικά ενδιαφέροντά μου στην επιστήμη», εξομολογείται Wilkinson. «Παρότι το στοιχείο των δεινοσαύρων είναι αυτό που εξάπτει τη φαντασία του κόσμου σε αυτήν τη μελέτη, στην πραγματικότητα τα μικρόβια που ζουν μέσα στα έντερα των δεινοσαύρων είναι αυτά που παράγουν το μεθάνιο».

Ο καθηγητής παραδέχεται ότι δεν υπάρχει τρόπος να μάθουμε τι βακτήρια ζούσαν στο πεπτικό σύστημα των δεινοσαύρων ή τι αέρια παρήγαν, παρότι ο ίδιος κλίνει προς το μεθάνιο. «Για να επεξεργαστούν τέτοιες ποσότητες βλάστησης, θα πρέπει να εξαρτώνταν από μικρόβια στο πεπτικό τους σύστημα, όμως δεν μπορείς να είσαι σίγουρος αν δεν έχεις μια χρονομηχανή».

Πηγή: ΑΠΕ