Κοσμολογία

Χρονομηχανές ή επανακτώντας τον «χαμένο» χρόνο.

Αν ανατρέξει κανείς στην ιστορία των ανθρώπινων ιδεών σχετικά με τον χρόνο θα διαπιστώσει ότι μέσα σε τρεις χιλιετίες υπήρξε μια σαφής μετάβαση από τον κυκλικό χρόνο των αρχαίων Ελλήνων στον γραμμικό και τελεολογικό χρόνο των Εβραίων και των χριστιανών, και από αυτόν στον σύγχρονο μαθηματικοποιημένο και τελικά άχρονο χρόνο της κλασικής φυσικής.

Τι σχέση όμως μπορεί να έχει η εύπλαστη υποκειμενική εμπειρία του χρόνου, που οι άνθρωποι ανέκαθεν βίωναν στην καθημερινή ζωή τους, με τον «απανθρωποποιημένο», δηλαδή τον μαθηματικοποιημένο και μετρήσιμο χρόνο της σύγχρονης επιστήμης;

Η απάντηση σ’ αυτό το ερώτημα δεν είναι διόλου αυτονόητη, αφού κάθε αντικειμενική περιγραφή της επιστήμης στηρίζεται, εξ ορισμού, πάνω στη μελέτη επαναλαμβανόμενων, δηλαδή α-χρονικών φαινομένων. Πώς λοιπόν θα μπορούσε να νομιμοποιηθεί επιστημονικά η μελέτη φαινομένων «μοναδικών» και ανεπανάληπτων στον χρόνο;

Επιστημονικά αδιέξοδα στη σύλληψη του χρόνου

Στις 6 Απριλίου του 1922, στο Παρίσι, στην περίφημη Φιλοσοφική Εταιρεία, συναντήθηκαν δύο μεγάλοι στοχαστές, ο φυσικός Αλμπερτ Αϊνστάιν και ο φιλόσοφος Ανρί Μπερξόν, για να ανταλλάξουν απόψεις γύρω από το αίνιγμα του χρόνου.

Στο επίμονο ερώτημά του, αν ο χρόνος όπως περιγράφεται από τη θεωρία της σχετικότητας, και συνεπώς από τη σύγχρονη φυσική, έχει να κάνει με τον χρόνο όπως τον βιώνουν καθημερινά οι άνθρωποι, ο Μπερξόν έλαβε από τον Αϊνστάιν την ακόλουθη απάντηση:

«Το ερώτημα τίθεται ως εξής: ο χρόνος του φιλοσόφου είναι ίδιος με τον χρόνο του φυσικού;».

Και προς μεγάλη απογοήτευση του Μπερξόν, ο δημιουργός της θεωρίας της σχετικότητας θα απαντήσει απερίφραστα: «Μόνο η επιστήμη λέει την αλήθεια και κανένα υποκειμενικό βίωμα δεν μπορεί να διασώσει ό,τι αρνείται η επιστήμη»!

Σε αυτήν την ατελέσφορη προσπάθεια διαλόγου ανάμεσα σε έναν μεγάλο φυσικό επιστήμονα και έναν εξίσου μεγάλο φιλόσοφο αποτυπώνεται η θεμελιώδης διαφωνία σχετικά με τη φύση του χρόνου και την επίδρασή του στο Σύμπαν: ο χρόνος όπως περιγράφεται από τους βασικούς νόμους της δυναμικής του Νεύτωνα, αλλά και από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, είναι γραμμικός, ομοιότροπος και συμμετρικός ως προς το παρελθόν και το μέλλον, είναι δηλαδή αντιστρεπτός.

Ο φυσικός χρόνος, σε αντίθεση με τον υποκειμενικό ανθρώπινο χρόνο, δεν κυλάει προς κάποια κατεύθυνση και δεν παράγει ποτέ τίποτα νέο. Οπως το έθεσε ο Νεύτων στην εισαγωγή του περίφημου βιβλίου του «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» (Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας): «Ο απόλυτος, αληθινός και μαθηματικός χρόνος, αφ’ εαυτού και από την ίδια του τη φύση, ρέει ομοιόμορφα χωρίς να εξαρτάται από τίποτα το εξωτερικό…».

Με άλλα λόγια, η υποκειμενική εμπειρία του χρόνου που βιώνουν οι άνθρωποι, για τον Νεύτωνα (αλλά και την κλασική επιστήμη συνολικά) είναι απλώς μια ψευδαίσθηση που δεν έχει την παραμικρή σχέση με τον απόλυτο κοσμικό χώρο και χρόνο. Αποψη που, παραδόξως, αιώνες μετά συμμερίζεται και ο Αϊνστάιν, ο βασικός υπαίτιος της «δολοφονίας» της έννοιας του απόλυτου χρόνου στη σύγχρονη φυσική!

Πράγματι, όπως θα εκμυστηρευθεί ο ίδιος ο Αϊνστάιν σε ένα περίφημο γράμμα του: «Η διάκριση ανάμεσα σε παρελθόν και σε μέλλον αποτελεί μόνο μια ψευδαίσθηση, μολονότι πρόκειται για μια επίμονη ψευδαίσθηση»!

Για τον πατέρα της θεωρίας της σχετικότητας ο χρόνος δεν είναι τίποτα άλλο από μία επιπλέον μαθηματική παράμετρο στην περιγραφή του φυσικού κόσμου, μία διάσταση στο ενοποιημένο τετραδιάστατο συνεχές που σήμερα ονομάζεται «χωρόχρονος». Προσβλέποντας στην αντικειμενική περιγραφή του χρόνου η φυσική οδηγήθηκε στην εξάλειψή του.

Πώς εξηγείται αυτό το παράδοξο; Τόσο για τη νευτώνεια δυναμική όσο και για τη σχετικιστική φυσική, ο χρόνος δεν είναι δημιουργική δύναμη αλλά μόνο μία διάσταση στη μαθηματική περιγραφή της κίνησης των υλικών σωμάτων, η οποία μπορεί να παίρνει είτε θετικές είτε αρνητικές τιμές (η χρονική αντιστροφή από το t στο -t), μπορεί δηλαδή να ρέει ελεύθερα από το παρελθόν προς το μέλλον (και αντίστροφα), χωρίς αυτό να επηρεάζει ουσιαστικά τις βασικές εξισώσεις της δυναμικής που περιγράφουν τη συμπεριφορά και τις μεταβολές των υλικών αντικειμένων.

Με άλλα λόγια, το παράδοξο προκύπτει από τη θεμελιώδη φυσική και, κατά βάθος, μετα-φυσική παραδοχή περί συμμετρότητας ή αντιστρεπτότητας του χρόνου.

Αν όμως «ο χρόνος είναι μόνο ό,τι μετράνε τα ρολόγια», όπως κατ’ επανάληψη υποστήριξε ο Αϊνστάιν, τότε γιατί μας φαίνεται ατελείωτος όταν πλήττουμε και αδυσώπητος όταν γερνάμε; Ποιοι νευροψυχολογικοί μηχανισμοί επιτρέπουν στους περισσότερους ανθρώπους να έχουν μια «ακριβή» αίσθηση του χρόνου; Χάρη στις πρωτοποριακές έρευνες των νευροεπιστημών, αρχίζουμε να κατανοούμε τόσο τους ψυχολογικούς όσο και τους εγκεφαλικούς μηχανισμούς που ρυθμίζουν ή απορρυθμίζουν το εγκεφαλικό μας χρονόμετρο.

Ολοι έχουμε διαπιστώσει ότι η αίσθησή μας του χρόνου εξαρτάται και επηρεάζεται από την ψυχολογική μας διάθεση ή από τη νοητική μας κατάσταση. Για παράδειγμα, ενώ ο χρόνος διάρκειας ενός ονείρου είναι μόλις λίγα λεπτά, έχουμε την εντύπωση ότι διήρκεσε πολλές ώρες. Επίσης, το αλκοόλ, το όπιο και ο έρωτας μπορούν να μας δημιουργούν μια ανάλογη ψευδαίσθηση διαστολής ή συστολής του βιωμένου χρόνου.

Ταξίδια στον χρόνο με την εγκεφαλική χρονομηχανή

Η εντύπωσή μας ότι ο ανθρώπινος χρόνος «ρέει», «κυλά» και «φεύγει» με διαφορετικούς ρυθμούς είναι στην πραγματικότητα μια «μεταφορά» ή, ενδεχομένως, μια αληθοφανής ψευδαίσθηση. Και το γεγονός ότι αυτή η μεταφορά μάς φαίνεται τόσο ρεαλιστική οφείλεται στο ότι η «πραγματικότητά» της διαμορφώνεται και εξαρτάται από ενδογενείς νευρολογικούς μηχανισμούς, οι οποίοι παραμένουν αδιαφανείς στην καθημερινή μας εμπειρία. Εξάλλου, γενικότερα, τόσο οι λεγόμενες «μεταφορές» όσο και οι «ψευδαισθήσεις» μας δεν είναι σχεδόν ποτέ αυθαίρετες, αφού, κατά κανόνα, προκύπτουν από κάποια δομικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας του ανθρώπινου νου.

Εκτός από τα αφηρημένα μαθηματικά μοντέλα σχετικά με τη φύση του κοσμικού χρόνου, τα τελευταία χρόνια έχουν αρχίσει να αναπτύσσονται, στη βάση συγκεκριμένων πειραμάτων, επιστημονικές θεωρίες που επιχειρούν να κατανοήσουν τον υποκειμενικό ή νοητικό χρόνο, όπως αυτός βιώνεται από τους ανθρώπους στην καθημερινή τους ζωή.

Κοινός παρονομαστής αλλά και αφετηρία των σύγχρονων νευροψυχολογικών μοντέλων του νοητικού χρόνου είναι η παραδοχή ότι υπάρχει ένας κεντρικός εγκεφαλικός μηχανισμός για τη μέτρηση του χρόνου, ένα είδος εγκεφαλικής κλεψύδρας που συσσωρεύει και «καταμετρά» στιγμές του νοητικού χρόνου.

Ενας «συσσωρευτής δευτερολέπτων», όπως αφελώς τον περιέγραψε ο Μαρκ Γουίτμαν (Marc Wittmann), επιφανής καθηγητής στην Ψυχιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας ο οποίος επί σειρά ετών μελέτησε τις εγκεφαλικές προϋποθέσεις της αίσθησης του χρόνου. Η αφέλεια του Γουίτμαν συνίσταται στο ότι παρομοιάζει το εγκεφαλικό μας χρονόμετρο με ένα «νευρωνικό εκκρεμές» που η κάθε του αιώρηση αντιστοιχεί στο τικ-τακ ενός μηχανικού ρολογιού.

Στην πραγματικότητα, πρόκειται για περισσότερα από ένα νευρωνικά κυκλώματα, η λειτουργία των οποίων συνίσταται στο ότι απλώς καταγράφουν νευρικές ώσεις, ενώ ο συνολικός αριθμός των καταγεγραμμένων νευρικών ώσεων αντιστοιχεί στη χρονική διάρκεια στην οποία έλαβε χώρα μια πράξη. Το ζήτημα βέβαια είναι αν αυτά τα νευρωνικά χρονόμετρα «καταγράφουν» παθητικά χρονικές στιγμές ή αν, αντίθετα, τις δημιουργούν. Εξάλλου, τα δευτερόλεπτα, τα λεπτά και οι ώρες είναι μόνο μια εντελώς αυθαίρετη ανθρώπινη διαίρεση του χρόνου.

Πάντως, από τις μέχρι σήμερα έρευνες προκύπτουν μερικά εξαιρετικά ενδιαφέροντα συμπεράσματα. «Σύμφωνα με το καθιερωμένο γνωστικό μοντέλο, όσο περισσότερη προσοχή δίνουμε στον χρόνο τόσο αυξάνεται η υποκειμενική αίσθηση της διάρκειάς του», υποστηρίζει ο Γουίτμαν. Αυτό συμβαίνει επειδή τα «τικ-τακ» του νευρωνικού χρονόμετρου συσσωρεύονται μονάχα όποτε εστιάζουμε την προσοχή μας στον χρόνο ή όταν βρισκόμαστε σε κατάσταση επιφυλακής. Πράγματι, όπως διαπίστωσαν πειραματικά, όποτε εστιάζουμε την προσοχή μας, η συχνότητα των νευρικών ώσεων αυξάνει, συνεπώς αυξάνει και η συχνότητα των ώσεων που καταγράφονται από την εγκεφαλική κλεψύδρα.

Αρχίζουμε λοιπόν να υποψιαζόμαστε το γιατί και κυρίως το πώς η ψυχολογική μας διάθεση μπορεί να επηρεάζει την υποκειμενική μας αντίληψη του χρόνου. Αυξάνοντας ή, εναλλακτικά, μειώνοντας τα νευρωνικά σήματα, θέτουμε σε κίνηση ή αδρανοποιούμε τους χρονοδείκτες του εγκεφαλικού μας ωρολογιακού μηχανισμού, δηλαδή, σαν να λέμε, θέτουμε σε κίνηση τους «κόκκους άμμου» στην εγκεφαλική μας κλεψύδρα. Ισως γι’ αυτό όταν βαριόμαστε ή όταν βιώνουμε κάτι παθητικά, έχουμε την εντύπωση ότι ο χρόνος δεν περνά: η προσοχή μας παγιδεύεται σε ένα αενάως επεκτεινόμενο παρόν.

Πού όμως εντοπίζονται αυτά τα εγκεφαλικά χρονόμετρα; Και από ποια εγκεφαλικά υποστρώματα αναδύεται η ανθρώπινη αίσθηση του χρόνου; Σε αυτά τα αποφασιστικά ερωτήματα δεν υπάρχουν ακόμη οριστικές απαντήσεις.

Για την ώρα, οι απόψεις των ειδικών διίστανται: ορισμένοι υποστηρίζουν ότι η εγκεφαλική κλεψύδρα βρίσκεται κάπου μεταξύ της παρεγκεφαλίδας και των βασικών γαγγλίων. Αλλοι υποστηρίζουν ότι τέτοιες «κλεψύδρες» είναι διάσπαρτες σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου μας: εντοπίζονται δηλαδή σε ειδικά νευρωνικά κυκλώματα κατανεμημένα στο σύνολο του εγκεφάλου.

Πάντως, ο ανθρώπινος νους -αυτή η πολύπλοκη βιολογική χρονομηχανή- φαίνεται πως διαθέτει την αξιοπερίεργη ικανότητα να παραβιάζει καταφανώς και συστηματικά κάθε χρονικό περιορισμό.

Μόνο ο ανθρώπινος νους μπορεί να υπερβαίνει το φράγμα του χρόνου, επιτρέποντάς μας να πραγματοποιούμε απαγορευμένα ταξίδια στον χρόνο: όχι μόνο να ανασυγκροτούμε το πιο μακρινό παρελθόν μας, αλλά και να σχεδιάζουμε το απώτερο μέλλον μας.

Καλή χρονιά!

http://physicsgg.me/2016/01/02/%cf%87%cf%81%ce%bf%ce%bd%ce%bf%ce%bc%ce%b7%cf%87%ce%b1%ce%bd%ce%ad%cf%82-%ce%ae-%ce%b5%cf%80%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%ba%cf%84%cf%8e%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%cf%84%ce%bf%ce%bd-%cf%87%ce%b1%ce%bc/

Τι είναι τελικά η Μεγάλη Έκρηξη;

«…Έχουμε πλέον ωθήσει το σύνορο της γνώσης μας 14 δισεκατομμύρια χρόνια πίσω στο παρελθόν, σε μια εποχή όπου ολόκληρο το Σύμπαν μας ήταν ένας φλεγόμενος αντιδραστήρας θερμής σύντηξης. Όταν λέω ότι πιστεύω στην υπόθεση της Μεγάλης Έκρηξης, εννοώ ότι είμαι πεπεισμένος γι’ αυτήν αλλά τίποτε παραπάνω.

Η Υπόθεση της Μεγάλης Έκρηξης: Ό,τι μπορούμε να παρατηρήσουμε ήταν κάποτε θερμότερο από τον πυρήνα του Ήλιου, και διαστελλόταν τόσο γρήγορα ώστε να διπλασιάσει το μέγεθός του μέσα σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.

Πρόκειται σίγουρα για μια αρκετά μεγάλη έκρηξη ώστε να μπορούμε να την αποκαλούμε Μεγάλη, με κεφαλαίο Μ. Προσέξτε, ωστόσο, ότι ο ορισμός μου είναι αρκετά συντηρητικός και δεν λέει απολύτως τίποτε για το τι συνέβαινε πριν από αυτήν. Για παράδειγμα, από την υπόθεση δεν προκύπτει ότι εκείνη τη στιγμή το Σύμπαν μας είχε την ηλικία ενός δευτερολέπτου, ή ότι ήταν για πάντα απείρως πυκνό ή ότι προήλθε από κάποιο είδος ανωμαλίας όπου καταρρέουν τα μαθηματικά μας.

Το ερώτημα Διαθέτουμε ενδείξεις υπέρ της ύπαρξης του σημείου ανωμαλίας (ιδιομορφία) της Μεγάλης Έκρηξης; έχει μια πολύ απλή απάντηση: Όχι!

Δίχως άλλο, αν επεκτείνουμε τις εξισώσεις του Φρίντμαν όσο το δυνατόν πίσω στο χρόνο, αυτές καταρρέουν σε μια ανωμαλία άπειρης πυκνότητας ένα περίπου δευτερόλεπτο πριν από τη πυρηνοσύνθεση της Μεγάλης Έκρηξης – όμως, σύμφωνα με τη θεωρία της κβαντικής μηχανικής η συγκεκριμένη επέκταση καταρρέει πριν φτάσουμε στην ανωμαλία. Νομίζω πως είναι σημαντικό να διακρίνουμε ανάμεσα σε αυτό για το οποίο διαθέτουμε βάσιμες ενδείξεις και σ’ εκείνο που παραμένει άκρως υποθετικό. Και η αλήθεια είναι πως μολονότι διαθέτουμε ορισμένες συναρπαστικές θεωρίες και νύξεις για το τι συνέβη νωρίτερα, στην πραγματικότητα δεν γνωρίζουμε, προς το παρόν τουλάχιστον, τίποτε. Αυτό είναι το σύνορο της τωρινής γνώσης μας. Για την ακρίβεια, δεν γνωρίζουμε ακόμη μετά βεβαιότητας αν το Σύμπαν μας είχε αρχή, ή αν πριν από τη πυρηνοσύνθεση της Μεγάλης Έκρηξης έζησε μια ολόκληρη αιωνιότητα κάνοντας πράγματα που δεν κατανοούμε.

Κοντολογίς, έχουμε σήμερα επεκτείνει το σύνορο της γνώσης μας πολύ πίσω στον χρόνο, αποκαλύπτοντας την κοσμική ιστορία που προσπάθησα να σκιαγραφήσω στην εικόνα που ακολουθεί.

Aν και ξέρουμε ελάχιστα για την αρχή του σύμπαντος, γνωρίζουμε πολύ καλά το τι έγινε στη συνέχεια κατά τα επόμενα 14 δισεκατομμύρια έτη. Καθώς το σύμπαν μας διαστελλόταν και ψυχόταν, τα κουάρκ ενώθηκαν σχηματίζοντας πρωτόνια (πυρήνες Υδρογόνου) και νετρόνια, τα οποία με τη σειρά τους συντήχθηκαν σε πυρήνες Ηλίου. Στη συνέχεια αυτοί οι πυρήνες σχημάτισαν άτομα συλλαμβάνοντας ηλεκτρόνια, και η βαρύτητα συγκέντρωσε αυτά τα άτομα στους γαλαξίες, τα άστρα και τους πλανήτες που παρατηρούμε σήμερα

Ένα εκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ο χώρος κατακλυζόταν από ένα σχεδόν ομοιόμορφο διαφανές αέριο. Αν ξετυλίγαμε την κοσμική ιστορία αντιστρόφως στον χρόνο, θα βλέπαμε το αέριο να γίνεται σταδιακά θερμότερο και τα άτομα να συγκρούονται μεταξύ τους όλο και πιο έντονα, έως ότου αρχίσουν να διασπώνται σε ατομικούς πυρήνες και ελεύθερα ηλεκτρόνια – δηλαδή, σε πλάσμα. Έπειτα θα βλέπαμε τα άτομα ηλίου να συγκρούονται και να διασπώνται σε πρωτόνια και νετρόνια τα οποία, στη συνέχεια, επίσης θα συγκρούονταν και θα διασπώνταν στα δομικά συστατικά τους, τα κουάρκ. Κατόπιν θα διασχίζαμε το σύνορο της γνώσης μας και θα εισερχόμασταν στην επικράτεια της επιστημονικής εικασίας…»

Απόσπασμα από το βιβλίο του Max Tegmark, «ΤΟ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ ΜΑΣ«, Εκδόσεις Τραυλός

http://www.travlos.gr/Goitia_gnosis/to_mathimatiko_sympan.htm

http://physicsgg.me/2016/01/01/%cf%84%ce%b9-%ce%b5%ce%af%ce%bd%ce%b1%ce%b9-%cf%84%ce%b5%ce%bb%ce%b9%ce%ba%ce%ac-%ce%b7-%ce%bc%ce%b5%ce%b3%ce%ac%ce%bb%ce%b7-%ce%ad%ce%ba%cf%81%ce%b7%ce%be%ce%b7/

Ολόκληρο το σύμπαν σε μια εικόνα.

Μια λογαριθμική αναπαράσταση του σύμπαντος από τον Pablo Carlos Budassi. Ο Ήλιος, η Γη και οι υπόλοιποι πλανήτες βρίσκονται στο μέσον της εικόνας. Ακολουθούν ο Γαλαξίας μας, οι κοντινοί μας γαλαξίες, όπως η Ανδρομέδα, πιο απομακρυσμένοι γαλαξίες, ο υπόλοιπος κοσμικός ιστός, και στο όριο κοσμική ακτινοβολία των μικροκυμάτων και ο αδιαφανής τοίχος του πλάσματος υδρογόνου που τη δημιούργησε, όταν το Σύμπαν μας είχε ηλικία μόνο 400.000 χρόνια.

http://physicsgg.me/2016/01/05/%ce%bf%ce%bb%cf%8c%ce%ba%ce%bb%ce%b7%cf%81%ce%bf-%cf%84%ce%bf-%cf%83%cf%8d%ce%bc%cf%80%ce%b1%ce%bd-%cf%83%ce%b5-%ce%bc%ce%b9%ce%b1-%ce%b5%ce%b9%ce%ba%cf%8c%ce%bd%ce%b1/

Φήμες ότι ανιχνεύτηκαν βαρυτικά κύματα για πρώτη φορά.

Αγωνία επικρατεί στην επιστημονική κοινότητα, καθώς κυκλοφόρησαν νέες φήμες ότι ανιχνευτήκαν βαρυτικά κύματα στο πλαίσιο του πειράματος LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) στις ΗΠΑ.

Ο Λόρενς Κράους, κοσμολόγος στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, με μήνυμά του στο Twitter, αποκάλυψε ότι ανεξάρτητη πηγή του επιβεβαίωσε τη φήμη που κυκλοφορεί εδώ και μήνες, ότι δηλαδή «Ίσως έχουν ανακαλυφθεί βαρυτικά κύματα».

My earlier rumor about LIGO has been confirmed by independent sources. Stay tuned! Gravitational waves may have been discovered!! Exciting.

— Lawrence M. Krauss (@LKrauss1) January 11, 2016

Σύμφωνα με τον Guardian, οι φήμες που κυκλοφορούν θέλουν την ερευνητική ομάδα του πειράματος LIGO να βρίσκεται στη διαδικασία σύνταξης του σχετικού επιστημονικού δημοσιεύματος, που θα περιγράφει ένα σήμα βαρυτικού κύματος. Αν πράγματι εντοπίστηκε στην πράξη το βαρυτικό κύμα, θα επιβεβαιωθεί μια από τις πιο σημαντικές προβλέψεις της Θεωρίας Γενικής Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, πριν από έναν αιώνα.

Ο Κράους δίνει πιθανότητα 60% να αληθεύει η φήμη, επισημαίνοντας ότι θα πρέπει να δούμε πρώτα τα δεδομένα των επιστημόνων πριν καταλήξουμε σε συμπεράσματα σχετικά με το αν το σήμα που ελήφθη ήταν γνήσιο ή όχι.

Πάντως πρέπει να επισημανθεί ότι δεν είναι η πρώτη φορά που κυκλοφορούν παρόμοιες φήμες. Τον περασμένο Σεπτέμβριο ο ίδιος ο Κράους είχε και πάλι τουιτάρει σχετικά με φήμες ότι ανιχνεύτηκαν βαρυτικά κύματα. Οι σχετικές φήμες μάλιστα είχαν πάρει τότε τέτοιες διαστάσεις ώστε να κινητοποιήσουν το ενδιαφέρον του περιοδικού Nature.

Η ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων είχε προβλεφθεί το 1916 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν ως συνέπεια της Θεωρίας Γενικής Σχετικότητας. Ο μεγάλος φυσικός είχε υπολογίσει ότι η περιστροφή σωμάτων μεγάλης μάζας, όπως μαύρες τρύπες και άστρα νετρονίων που οποία κινούνται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο, δημιουργούν κυματισμούς στο χωροχρόνο που διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.

Τον περασμένο Μάρτιο, διεθνής ερευνητική ομάδα προκάλεσε σάλο όταν ανακοίνωσε ότι εντόπισε ίχνη μιας ιδιαίτερης κατηγορίας βαρυτικών κυμάτων, τα οποία πρέπει να εμφανίστηκαν μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Η μελέτη όμως τέθηκε υπό αμφισβήτηση, και ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων έμεινε ανεπιβεβαίωτη.

Τα βαρυτικά κύματα, εφόσον υπάρχουν, ουσιαστικά τεντώνουν το χώρο σε μια διάσταση (ας πούμε κατά μήκος) και τον συμπιέζουν σε μια άλλη (ας πούμε κατά πλάτος)

Αυτό είναι το φαινόμενο που προσπαθούν να καταγράψουν οι ανιχνευτές οι δύο ανιχνευτές LIGO -ένας στην πολιτεία της Ουάσινγκτον και ένας ακόμα στη Λουιζιάνα. Καθένας από τους δύο ανιχνευτές αποτελείται από δύο σωλήνες τοποθετημένους κάθετα ο ένας στον άλλο, μέσα στους οποίους υπάρχουν δέσμες λέιζερ.

Τα βαρυτικά κύματα θα γίνονταν θεωρητικά αντιληπτά από μικρές μεταβολές στο μήκος των δύο σωλήνων, λόγω της παραμόρφωσης του χώρου.

Οι σωλήνες έχουν μήκος 4 χιλιόμετρα, όμως η πειραματική διάταξη μπορεί να μετρά μεταβολές τουλάχιστον 1.000 φορές μικρότερες από τη διάμετρο ενός ατόμου.

Τον περασμένο Σεπτέμβριο οι δύο ανιχνευτές LIGO αναβαθμίστηκαν σε νέα επίπεδα ακρίβειας και ευαισθησίας αναπτερώνοντας τις ελπίδες των φυσικών για την ανίχνευση του θεωρητικού φαινομένου, έπειτα από μια δεκαετία άκαρπης αναζήτησης με τους αρχικούς ανιχνευτές.

Η αναβάθμιση των συστημάτων με ισχυρότερα λέιζερ και νέα οπτικά επιτρέπει θεωρητικά την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από απόσταση περίπου 88 εκατομμυρίων ετών φωτός. Τελικός στόχος είναι η αύξηση αυτής της απόστασης στα 650 εκατομμύρια έτη φωτός -αυτό σημαίνει ότι οι ανιχνευτές θα μπορούν να σαρώνουν μια σφαίρα στο Διάστημα 1.000 φορές μεγαλύτερη από ό,τι η αρχική μορφή των συστημάτων.

Στην Ευρώπη λειτουργούν στο μεταξύ οι ανιχνευτές GEO600 και Virgo, ενώ ανάλογο ερευνητικό πρόγραμμα, με την ονομασία Indigo, ανακοίνωσε πρόσφατα και η Ινδία.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500051090

Νέα θεωρία για τα πρώτα δευτερόλεπτα της Μεγάλης Έκρηξης.

Ένα άγνωστο μέχρι σήμερα «επεισόδιο», το οποίο συνέβη ελάχιστες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, έρχονται να προσθέσουν στην κοσμική ιστορία αμερικανοί επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven, το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή Fermi και το πανεπιστήμιο Stony Brook.

Το «επεισόδιο» αυτό έρχεται να συμπληρώσει την καθιερωμένη εικόνα που έχουν οι κοσμολόγοι για το σύμπαν, δηλαδή ότι λίγες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ο «κόσμος» γνώρισε μία σύντομη περίοδο εκθετικής διαστολής που ονομάζεται «εποχή του πληθωρισμού» και η οποία είναι υπεύθυνη για την ομοιογένεια που παρουσιάζει σήμερα.

Έτσι, όπως αναφέρει η επιστημονική ομάδα σε άρθρο της στο περιοδικό Physical Review Letters, στην κοσμική εξέλιξη ενδεχομένως υπήρξε και μία δεύτερη περίοδος απότομης επέκτασης.

Μάλιστα, σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτή η δεύτερη περίοδος θα μπορούσε να εξηγήσει την ποσότητα σκοτεινής ύλης στο σύμπαν.

Η επιστημονική κοινότητα δεν έχει καταφέρει μέχρι σήμερα να ανιχνεύσει τη σκοτεινή ύλη άμεσα, με συνέπεια η φύση της να είναι άγνωστη.

Ωστόσο, η ποσότητά της μπορεί να εκτιμηθεί από τη βαρυτική επίδραση που ασκεί σε κοσμικές δομές όπως οι γαλαξίες.

Έτσι, υπολογίζεται πως αυτή η «εξωτική» μορφή ύλης συνεισφέρει κατά 27% περίπου στη συνολική ύλη-ενέργεια του σύμπαντος.

Ένα ποσοστό πολλαπλάσιο από το περίπου 5%, το οποίο αντιστοιχεί στη συμβατική ύλη που μας περιβάλλει.

Εκτός από τη μυστηριώδη φύση της, ένα ακόμη πρόβλημα που δημιουργεί η σκοτεινή ύλη είναι πως αποτελεί εμπόδιο για ορισμένες θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν άλλα αινιγματικά φαινόμενα της φυσικής, όπως για παράδειγμα το γεγονός ότι η βαρύτητα είναι ασθενέστερη από τις υπόλοιπες θεμελιώδεις δυνάμεις.

Κι αυτό γιατί οι εν λόγω θεωρίες προβλέπουν μεγαλύτερη ποσότητα «εξωτικής» ύλης από αυτήν που παρατηρείται στο σύμπαν.

Η δεύτερη «εποχή του πληθωρισμού» λύνει όμως αυτό το πρόβλημα, με την παραδοχή πως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη υπήρξαν δύο φάσεις βίαιης συμπαντικής διαστολής.

Η «εποχή» αυτή τοποθετείται ανάμεσα στην πρώτη έκρηξη, που συνέβη απειροελάχιστες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, και τον σχηματισμό των πρώτων ελαφριών χημικών στοιχείων, όταν η ζωή του «κόσμου» δεν ξεπερνούσε τα λίγα δευτερόλεπτα ή λεπτά.

Σε αυτό το χρονικό διάστημα, αντί απλώς να ψύχεται όπως προβλέπει η καθιερωμένη θεωρία, το σύμπαν πέρασε από μία δεύτερη φάση σύντομων και απότομων διαστολών.

«Παρόλο που αυτές οι διαστολές δεν θα ήταν τόσο βίαιες όσο η αρχική, θα μπορούσαν να εξηγήσουν τη μικρότερη ποσότητα σκοτεινής ύλης», σημειώνει ο Χούμαν Νταβουντιάσλ, από το Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven και μέλος της ομάδας.

Στις αρχικές στιγμές του σύμπαντος, όταν είχε θερμοκρασία δισεκατομμυρίων βαθμών Κελσίου και μικρό όγκο, τα σωματίδια σκοτεινής ύλης θα συγκρούονταν συχνά μεταξύ τους, με συνέπεια να αλληλοεξουδετερώνονται και να παράγουν σωματίδια συμβατικής ύλης.

Με την κοσμική διαστολή και ψύξη, οι συγκρούσεις θα γίνονταν ολοένα και λιγότερες.

Αυτή η εξέλιξη του σύμπαντος θα σήμαινε σταδιακή μείωση της συχνότητας αλληλεξουδετερώσεων των σωματίων σκοτεινής ύλης, κάνοντας ορισμένες θεωρίες να καταλήγουν σε έναν θεωρητικό υπολογισμό της σημερινής της ποσότητας ο οποίος υπερβαίνει το νούμερο που προκύπτει από τις παρατηρήσεις.

Ωστόσο, μία δεύτερη φάση από συμπαντικές εκρήξεις θα μπορούσε να συμβιβάσει αυτές τις θεωρίες με τα παρατηρησιακά δεδομένα, αφού θα μπορούσε να λειτουργήσει ως μηχανισμός για τη μείωση της ποσότητάς της.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η θεωρία που προτείνουν δεν αποτελεί μεγάλη απόκλιση από το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας, ενώ προβλέψεις της βρίσκονται μέσα στο όριο των ενεργειών που μπορεί να πετύχει ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο CERN ή ο Σχετικιστικός Επιταχυντής Βαρέων Ιόντων στο Εργαστήριο Brookhaven.

Επομένως, οι δύο αυτές πειραματικές εγκαταστάσεις έχουν τη δυνατότητα να απαντήσουν για το αν όντως ισχύει ή όχι.

http://www.naftemporiki.gr/story/1056485/nea-theoria-gia-ta-prota-deuterolepta-tis-megalis-ekriksis

H θεωρία χορδών και η πιθανή ύπαρξη παράλληλων Συμπάντων.

Το «τοπίο» της θεωρίας χορδών: Συνέντευξη με τον Κωνσταντίνο Μπαχά. Ο Κωνσταντίνος Μπαχάς διευθύνει το εργαστήριο θεωρητικής φυσικής στη φημισμένη σχολή Ecole normale superieure στο Παρίσι. Έχει εργαστεί σε πρωτοπόρα ερευνητικά ιδρύματα της Ευρώπης και της Αμερικής με την έρευνα του να εστιάζεται στη θεωρία χορδών. Τον συναντήσαμε στο διεθνές σχολείο θεωρητικής φυσικής στην Κέρκυρα. Μας μίλησε για τις ρηξικέλευθες ιδέες της θεωρίας χορδών, την πιθανή ύπαρξη παράλληλων Συμπάντων, τη σύγχρονη έρευνα, αλλά και για το χαρακτηριστικό ενός επιτυχημένου εκπαιδευτικού συστήματος.

-Η θεωρία χορδών μας προσφέρει μία ενοποιητική περιγραφή των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων στη φύση, δηλαδή της βαρύτητας, του ηλεκτρομαγνητισμού και των πυρηνικών δυνάμεων. Πώς καταφέρνει η θεωρία χορδών να συνδυάσει τη κβαντική μηχανική με τη θεωρία βαρύτητας του Αϊνστάιν;

-Η βασική υπόθεση είναι ότι αντί για στοιχειώδη σωματίδια, που είναι σημειακά σωματίδια, έχουμε μια παλλόμενη χορδή. Τα διαφορετικά σωματίδια στη φύση, όπως το ηλεκτρόνιο, τα κουάρκς ή το φωτόνιο, αντιστοιχούν σε διαφορετικές καταστάσεις της ίδιας παλλόμενης χορδής. Η κβαντομηχανική χαρακτηρίζεται από την αρχή της απροσδιοριστίας που μας λέει ότι δεν μπορούμε να μετρήσουμε ταυτόχρονα τη θέση και την ταχύτητα ενός σωματιδίου. Μετρήσεις σε όλο και μικρότερες αποστάσεις απαιτούν όλο και περισσότερη ενέργεια. Μια σημειακή μέτρηση θα απαιτούσε άπειρη ενέργεια σε πεπερασμένο χώρο, γεγονός ασύμβατο με τη θεωρία της βαρύτητας. Η θεωρία χορδών θεραπεύει το πρόβλημα εισάγοντας ένα ελάχιστο μήκος, το λεγόμενο μήκος της χορδής, και μετρήσεις σε μικρότερες αποστάσεις δεν είναι έτσι δυνατές. Συνεπώς, όχι μόνο είναι αδύνατη η ταυτόχρονη μέτρηση ταχύτητας και θέσης αλλά επίσης δεν είναι δυνατή η μέτρηση της θέσης με ακρίβεια μεγαλύτερη από το θεμελιώδες μήκος της χορδής.

Αυτή η ιδιότητα συμβιβάζει την κβαντομηχανική και την βαρύτητα.

-Τη δεκαετία του '80 αναπτύξατε μαζί με τους συνεργάτες σας μια νέα θεωρία χορδών, τη λεγόμενη 4-διάστατη θεωρία υπερ-χορδών. Θα θέλατε να μας πείτε λίγα λόγια για αυτήν;

-Η θεωρία χορδών ορίζεται καταρχήν σε 10-διάστατο χωρόχρονο και η παραδοσιακή θεώρηση θέλει τις 6 από τις 9 χωρικές διαστάσεις να είναι ισχυρά καμπυλωμένες σε αποστάσεις τόσο μικρές ώστε να μην είναι ορατές στο μάτι ούτε στα μέχρι τώρα «μικροσκόπια» μας. Εμείς δείξαμε ότι αυτή η ισχυρά καμπυλωμένη γεωμετρία των επιπλέον 6 χωρικών διαστάσεων μπορεί να αφαιρεθεί και η θεωρία χορδών να διατυπωθεί απευθείας στις 4-διαστασεις. Προϋπόθεση είναι οι χορδές να χαρακτηρίζονται από κάποιες επιπρόσθετες ιδιότητες, δηλαδή επιπλέον «κβαντικούς αριθμούς» που αντικαθιστούν τη γεωμετρία των επιπλέον διαστάσεων. Σήμερα πιστεύουμε ότι αυτές οι 4-διάστατες θεωρίες χορδών αντιστοιχούν σε διαφορετικές καταστάσεις μιας βασικής ενοποιημένης θεωρίας.

-Η θεωρία χορδών είναι επίσης μία θεωρία βαρύτητας. Μετά τον Αϊνστάιν έχει γίνει μια συστηματική προσπάθεια να τροποποιηθεί η βαρυτική θεωρία παρά την εξαιρετική επιτυχία της. Ποιοι είναι οι λόγοι αυτής της προσπάθειας;

-Ο κύριος λόγος είναι όπως είπαμε ότι η θεωρία του Αϊνστάιν δεν συμβαδίζει με τις αρχές της κβαντομηχανικής, που διέπουν όλα τα φαινόμενα του μικρόκοσμου. Ένας άλλος είναι ότι τα βασικότερα ίσως μυστήρια της σύγχρονης φυσικής σχετίζονται με άγνωστες μορφές σκοτεινής ενέργειας και σκοτεινής ύλης. Αυτές οι άγνωστες μορφές ύλης και ενέργειας αποτελούν περίπου το 95% της συνολικής ενέργειας στο Σύμπαν και η παρουσία τους γίνεται αισθητή μόνο μέσω βαρυτικών αλληλεπιδράσεων, είτε από την περιστροφή των Γαλαξιών είτε από την διαστολή του Σύμπαντος σε υπεργαλαξιακές κλίμακες. Είναι συγκλονιστικό ότι παρά την τεράστια πρόοδο της φυσικής, το 95% της ενέργειας που μας περιβάλλει παραμένει ένα μυστήριο. Για να είμαστε σίγουροι ότι αυτές οι πιθανολογούμενες μορφές ενέργειας πράγματι υπάρχουν πρέπει να ξέρουμε αν η θεωρία του Αϊνστάιν χρειάζεται τροποποίηση, όχι μόνο σε μικροσκοπικές αλλά και σε μεγάλες αποστάσεις.

-Λύσεις της 10-διάστατης θεωρία χορδών προβλέπουν ένα τεράστιο αριθμό διαφορετικών καταστάσεων, π.χ. 10500, που συνιστούν το λεγόμενο και «τοπίο της θεωρίας χορδών». Θα μπορούσατε να μας περιγράψετε αυτό το τοπίο; Κάθε μία από αυτές τις διαφορετικές καταστάσεις αντιστοιχεί σε ένα διαφορετικό Σύμπαν;

-Πράγματι, η θεωρία χορδών φαίνεται να προβλέπει τέτοιες καταστάσεις. Σε κάθε μία κατάσταση του κενού χώρου, γύρω δηλαδή από την οποία η ενέργεια των τοπικών διαταράξεων είναι πάντα θετική, αντιστοιχούν διαφορετικοί νόμοι της φυσικής: διαφορετικές δυνάμεις, διαφορετικά σωματίδια ύλης, δηλαδή ένα διαφορετικό Σύμπαν. Αν αυτές οι καταστάσεις είναι όντως δυνητικά πιθανές τότε μάλλον θα υπάρχουν παράλληλα Σύμπαντα. Αλλά αυτή είναι μία υπόθεση που μένει να εξεταστεί, δεν είναι ακόμα ένα αναπόφευκτο συμπέρασμα της θεωρίας χορδών.

-Η φυσική που κυβερνά το Σύμπαν μας αντιστοιχεί σε μία κατάσταση του τοπίου των χορδών. Το ότι βρισκόμαστε σε αυτό το Σύμπαν, με αυτούς τους νόμους και με αυτές τις τιμές στις σταθερές της φύσης, θα μπορούσε να εξηγηθεί βάσει της ανθρωπικής αρχής;

-Για εκείνους τους επιστήμονες που πιστεύουν ότι η πρόοδος είναι η αναγωγή των φυσικών φαινομένων σε κάποιες, λίγες, θεμελιώδεις και αναπόφευκτες αρχές μια τέτοια εξήγηση θα ήταν απογοητευτική. Από την άλλη, δεν υπάρχει εκ των προτέρων βεβαιότητα ότι με την αναγωγή μπορούν να εξηγηθούν όλα. Ένα παράδειγμα είναι η ερώτηση «γιατί η Γη απέχει περίπου 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο;» Σε αυτό δεν υπάρχει κάποια θεμελιώδης εξήγηση. Μπορούμε απλά να πούμε πως αν ήταν πολύ διαφορετική η απόσταση δεν θα υπήρχαν οι κατάλληλες συνθήκες για να υπάρχει ζωή, και άρα και εμείς για να μετρήσουμε αυτήν την απόσταση. Παρόμοια, θα μπορούσαμε να πούμε ότι ζούμε σε ένα Σύμπαν που επιτρέπει την ύπαρξη του ανθρώπου και ότι αυτό δικαιολογεί εκ των υστέρων τις τιμές των φυσικών σταθερών (όπως η δύναμης της βαρύτητας, η μάζα του ηλεκτρονίου κλπ). Σίγουρα μια τέτοια εξήγηση είναι πολύ λιγότερο πειστική και επιδραστική από ένα υπολογισμό που θα προσδιόριζε ένα μοναδικό Σύμπαν και τις ιδιότητες αυτού. Όμως δεν μπορούμε λογικά να την αποκλείσουμε.

-Πριν από έναν αιώνα, ο Αϊνστάιν, βασισμένος αποκλειστικά σε θεωρητικούς συλλογισμούς, πρότεινε τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας παρόλο που εκείνη την εποχή η Νευτώνεια θεωρία ήταν μια επιτυχημένη θεωρία βαρύτητας. Οι φυσικοί της θεωρίας χορδών εμπνευσμένοι από τον Αϊνστάιν ακολουθούν τον ίδιο δρόμο. Πιστεύετε πως αυτός ο δρόμος είναι αποδοτικός; Πόσο μακριά μπορούμε να φτάσουμε;

-Ο Αϊνστάιν εισήγαγε την έννοια των νοητικών (gedanken) πειραμάτων. Θα μπορούσε κάποιος να πει ότι επιδιώκουμε οι μαθηματικές εξισώσεις που περιγράφουν τη φύση να είναι αμοιβαία συνεπείς. Αυτή η λογική συνέπεια είναι ένα σημαντικό κριτήριο και κίνητρο στην έρευνα. Χρησιμοποιήθηκε στην πρόβλεψη του μηχανισμού Χιγκς, που αποτελεί τη βάση του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων, 50 χρόνια πριν την πειραματική του ανακάλυψη. Βέβαια τίποτα δεν αντικαθιστά το πείραμα και μέχρι την πειραματική επαλήθευση ποτέ δε μπορούμε να είμαστε σίγουροι για τις θεωρίες μας.

-Πιστεύετε ότι η θεωρία χορδών προσφέρει τον πιο υποσχόμενο δρόμο προς μια ενοποιημένη περιγραφή των δυνάμεων της φύσης;

-Μέχρι σήμερα ναι. Αλλά η θεωρία χορδών δεν είναι ακόμα μια ολοκληρωμένη θεωρία και δεν υπάρχει πειραματική επαλήθευσή της. Χρειαζόμαστε νέα πειραματικά δεδομένα, από τον επιταχυντή LHC του CERN ή αλλού, για να είμαστε πιο σίγουροι για το δρόμο που ακολουθούμε.

-Εκτός από ερευνητής, είστε και καθηγητής σε μια φημισμένη σχολή, την Ecole normale superieure. Από την εμπειρία σας στον ακαδημαϊκό χώρο ποια είναι εκείνα τα στοιχεία που κάνουν ένα εκπαιδευτικό σύστημα επιτυχημένο;

-Αυτή είναι μία θεματικά ευρεία και δύσκολη ερώτηση, επιτρέψτε μου να τονίσω μόνο μια πτυχή της. Η σωστή μόρφωση απαιτεί μια ιδιαίτερη χημεία. Χρειάζεται από την μια μεριά επιμέλεια και πνευματική πειθαρχία, και από την άλλη ενθουσιασμό και περιέργεια. Η επιμέλεια και η πειθαρχία χωρίς τον ενθουσιασμό είναι στείρες ενώ ο ενθουσιασμός χωρίς την πειθαρχία δεν σε οδηγεί μακριά. Πιστεύω ότι αυτά τα χαρακτηριστικά αναπτύσσονται στο άτομο αρκετά νωρίτερα από την είσοδό του στο πανεπιστημιακό περιβάλλον. Θα έλεγα ότι αναπτύσσονται κυρίως στη μέση εκπαίδευση, στο Γυμνάσιο και στο Λύκειο. Σημαντικό ρόλο σε αυτό διαδραματίζει ο δάσκαλος-καθηγητής του οποίου ο ρόλος πρέπει να αναγνωριστεί και να αναβαθμιστεί. Από την εμπειρία μου ξέρω ότι η παιδεία λειτουργεί καλύτερα σε εκείνες τις κοινωνίες στις οποίες ο ρόλος του καθηγητή μέσης εκπαίδευσης αναγνωρίζεται, όχι υποχρεωτικά με όρους μισθολογικούς, αλλά κυρίως ως ιδιαίτερα σημαντικός για την κοινωνία την ίδια.

http://www.pronews.gr/portal/20160131/%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%B1/h-%CE%B8%CE%B5%CF%89%CF%81%CE%AF%CE%B1-%CF%87%CE%BF%CF%81%CE%B4%CF%8E%CE%BD-%CE%BA%CE%B1%CE%B9-%CE%B7-%CF%80%CE%B9%CE%B8%CE%B1%CE%BD%CE%AE-%CF%8D%CF%80%CE%B1%CF%81%CE%BE%CE%B7-%CF%80%CE%B1%CF%81%CE%AC%CE%BB%CE%BB%CE%B7%CE%BB%CF%89%CE%BD-%CF%83%CF%85%CE%BC%CF%80%CE%AC%CE%BD%CF%84%CF%89%CE%BD

Φουντώνουν οι φήμες για ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

Ερευνητές του αμερικανικού πειράματος LIGO θα ανακοινώσουν εντός της εβδομάδας ότι ανίχνευσαν για πρώτη φορά τα περιβόητα βαρυτικά κύματα του Άλμπερτ Αϊνστάιν -αυτό τουλάχιστον λέει το τελευταίο ακαδημαϊκό κουτσομπολιό, και κάποιοι μάλιστα ήδη μιλούν για το επόμενο Νόμπελ.

Αν είναι αλήθεια, θα κερδίσει το φετινό Νόμπελ Φυσικής.

Ο τελευταίος που ρίχνει τροφή στις φήμες των τελευταίων μηνών είναι ο Κλίφορντ Μπέργκες, θεωρητικός φυσικός του διάσημου Perimeter Institute στο Γουοτερλού του Καναδά και του γειτονικού Πανεπιστημίου McMaster.

O Μπέργκες έστειλε email στους συναδέλφους και φοιτητές του, ενημερώνοντάς τους ότι η επίσημη ανακοίνωση της ανακάλυψης μάλλον θα γίνει στις 11 Φεβρουαρίου στο περιοδικό Nature. Ο ίδιος το έμαθε από «κατασκόπους» που έχουν δει το κείμενο της δημοσίευσης, λέει ο καθηγητής, κλείνοντας το μήνυμα με ένα ενθουσιώδες «Ζήτω! (ελπίζω)».

Το email σύντομα διαδόθηκε, καθώς αναρτήθηκε στο Twitter από συνάδελφο του υπό τη μορφή συνημμένης εικόνας.

Φωτογραφία.

Εδώ και μερικές εβδομάδες κυκλοφορούν στο διαδίκτυο φήμες ότι το πείραμα LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ανίχνευσε βαρυτικά κύματα που προκλήθηκαν από ένα διπλό σύστημα μαύρων τρυπών που περιφέρονταν η μία γύρω από την άλλη, προκαλώντας διαταραχές στη γεωμετρία του χωρόχρονου. Σύμφωνα με την τελευταία διαρροή, που δημοσιεύει το sciencemag.org

http://www.sciencemag.org/news/2016/02/woohoo-email-stokes-rumor-gravitational-waves-have-been-spotted

οι δυο μαύρες τρύπες που στροβιλίστηκαν μεταξύ τους και συγχωνεύθηκαν είχαν 29 και 36 ηλιακές μάζες αντίστοιχα, για να καταλήξουν σε μια μαύρη τρύπα 62 ηλιακών μαζών.

Κάποιοι μάλιστα, βασισμένοι σ’ αυτές τις φήμες, υπολόγισαν ότι η μέγιστη ισχύς των βαρυτικών κυμάτων που εξέπεμψαν οι δυο μαύρες τρύπες ήταν 1044 Watt και η συχνότητά τους λίγο πριν την συγχώνευσή τους περίπου 300 Hz, ενώ άλλοι έχουν αρχίσει την αντίστροφη μέτρηση μέχρι την Πέμπτη 11 Φεβρουαρίου 2016, όταν θα γίνει η υποτιθέμενη επίσημη ανακοίνωση της ανακάλυψης από την πειραματική ομάδα LIGO.

Όπως γράφει ο Μπέργκες, οι ερευνητές του LIGO θα αναφέρουν ότι η στατιστική αξιοπιστία της ανακάλυψης φτάνει τα «5,1 σίγμα», πάνω από το όριο των 5 σίγμα που θεωρείται συνήθως το στάνταρτ για την επιβεβαίωση ανακαλύψεων στο χώρο της σωματιδιακής φυσικής.

«Αν είναι αλήθεια, τότε έχουμε 90% πιθανότητα ότι θα κερδίσει το φετινό Νόμπελ Φυσικής. [Η σημασία της ανακάλυψης] είναι τεράστια, πέρα από κάθε κλίμακα» σχολίασε ο ερευνητής στο δικτυακό τόπο του Science.

Τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί που δημιουργούνται στον χωροχρόνο από βίαια κοσμικά φαινόμενα και διαδίδονται στο διάστημα με την ταχύτητα του φωτός.

Η ύπαρξή τους είχε προβλεφθεί το 1916 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, ως συνέπεια της Γενικής Σχετικότητας, μέχρι σήμερα όμως δεν έχει επιβεβαιωθεί.

Τι είναι τα βαρυτικά κύματα και οι ανιχνευτές LIGO

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500056589

Οι τελευταίες φήμες ξεκίνησαν το φθινόπωρο, λίγο μετά την αναβάθμιση των δύο γιγάντιων ανιχνευτών LIGO -ένας στην πολιτεία της Ουάσινγκτον και ακόμα ένας στη Λουιζιάνα. Λειτουργώντας σαν μεζούρες ακριβείας, τα αναβαθμισμένα συστηματα μπορούν θεωρητικά να ανιχνεύσουν αμυδρές παραμορφώσεις του χωροχρόνου που πηγάζουν από απόσταση περίπου 88 εκατομμυρίων ετών φωτός.Τον Μάρτιο του 2015, η ερευνητική κοινότητα είχε αναστατωθεί από φήμες για ανακάλυψη ενός ιδιαίτερου είδους βαρυτικών κυμάτων, τα οποία πρέπει να εμφανίστηκαν μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Η μελέτη όμως τέθηκε υπό αμφισβήτηση, και ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων μένει ανεπιβεβαίωτη.

Τουλάχιστον μέχρι στιγμής.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500056581

Η πρώτη ανακοίνωση ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων δημοσιεύθηκε το 1969 και αποδείχθηκε λανθασμένη.

Αναμένοντας την συνέντευξη τύπου του LIGO (Πέμπτη 11 Φεβρουαρίου 2016) , όπου σύμφωνα με τις φήμες θα ανακοινωθεί η ανακάλυψη βαρυτικών κυμάτων , θα μνημονεύσουμε έναν πρωτοπόρο της αστρονομίας των βαρυτικών κυμάτων, τον Joseph Weber.

Γραμμικά πολωμένο βαρυτικό κύμα

Ο Joseph Weber ήταν ο πρώτος που αντιλήφθηκε ότι η προσπάθεια ανίχνευσης των βαρυτικών κυμάτων δεν θα ήταν εντελώς μάταιη. Αποφοίτησε το 1940 από τη Ναυτική Ακαδημία των ΗΠΑ με πτυχίο μηχανικού και υπηρέτησε στο ναυτικό κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου. Είχε αποκτήσει τόσο μεγάλη φήμη για τις γνώσεις του στην ραδιοτεχνολογία ώστε το 1948 του προσφέρθηκε η θέση τακτικού καθηγητή στο τμήμα ηλεκτρολόγων μηχανικών του πανεπιστημίου του Μaryland.

Το 1951 επινόησε μια παραλλαγή του μηχανισμού στον οποίο βασίζεται η λειτουργία των λέιζερ, αλλά δεν διέθετε τα οικονομικά μέσα για την ανάπτυξη της ιδέας του. Ενώ δημοσίευσε την εργασία του στην οποία ανέλυε την ιδέα του, δυο άλλες ερευνητικές ομάδες, η μία στις ΗΠΑ υπό τον Charles Townes και η άλλη στη Μόσχα με επικεφαλείς τους Nikolai Gennadievich Basov και Aleksandr Michailovich Prokharov, επινόησαν ανεξάρτητα άλλες παραλλαγές του μηχανισμού αυτού, και στη συνέχεια πραγματοποίησαν την κατασκευή πραγματικών λέιζερ. Παρότι η εργασία του Weber ήταν η πρώτη που δημοσιεύθηκε ο ίδιος δεν έτυχε σχεδόν καμίας αναγνώρισης. Απογοητευμένος, αλλά διατηρώντας στενή φιλία με τον Townes και τον Basov στράφηκε σε νέα ερευνητικά πεδία.

Ο Weber συμμετείχε στην ομάδα του John Wheeler και εκεί απέκτησε πολύ καλή γνώση πάνω σε θέματα γενικής σχετικότητας. Μαζί με τον Wheeler ασχολήθηκε με τη θεωρητική έρευνα των σχετικιστικών προβλέψεων για τις ιδιότητες των βαρυτικών κυμάτων. Το 1957 είχε ήδη επιλέξει τη νέα του ερευνητική κατεύθυνση. Θα ξεκινούσε την πρώτη στον κόσμο προσπάθεια κατασκευής μιας συσκευής για την ανίχνευση και την καταγραφή βαρυτικών κυμάτων.

Joseph Weber

https://aas.org/obituaries/joseph-weber-1919-2000

Από τα τέλη του 1957 έως τις αρχές του 1959, ο Weber πάλευε να ανακαλύψει κάθε δυνατή διάταξη που θα είχε την ικανότητα να ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα. Αρχικά οι προσπάθειές του δεν ήταν παρά επίπονοι αναλυτικοί υπολογισμοί και δεν είχαν σχέση με πραγματικά πειράματα. Αναζητούσε τον κατάλληλο τύπο ανιχνευτή που θα είχε την δυνατότητα ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων. Ο Weber επέλεξε τελικά έναν, ο οποίος αποτελούνταν από μια κυλινδρική ράβδο αλουμινίου μήκους 2 μέτρων, διαμέτρου 50 εκατοστών και μάζας 1 τόνου, τοποθετημένη κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης των εισερχομένων κυμάτων.

Τα βαρυτικά κύματα διαδοχικά συμπιέζουν και επιμηκύνουν το σώμα μιας τέτοιας ράβδου εξαναγκάζοντάς την σε ταλάντωση. Η ράβδος έχει έναν φυσικό τρόπο ταλάντωσης κατά τον οποίο τα άκρα της κινούνται «μέσα – έξω» στη διεύθυνση του άξονά της. Αυτός ο φυσικός τρόπος ταλάντωσης – όπως οι ταλαντώσεις μιας καμπάνας, ενός διαπασών ή ενός κρυστάλλινου ποτηριού – χαρακτηρίζεται από μια πολύ συγκεκριμένη συχνότητα που ονομάζεται ιδιοσυχνότητα. Όπως ακριβώς μπορούμε να υποχρεώσουμε μια καμπάνα, ένα διαπασών ή ένα κρυστάλλινο ποτήρι να δονούνται χρησιμοποιώντας ηχητικά κύματα που έχουν την ίδια συχνότητα με τη φυσική συχνότητα αυτών των αντικειμένων (φαινόμενο συντονισμού), έτσι και τα βαρυτικά κύματα που έχουν την ίδια συχνότητα με τη φυσική συχνότητα της ράβδου μπορούν να προκαλέσουν την ταλάντωσή της.

Επομένως, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί μια τέτοια ράβδος ως ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων θα πρέπει να επιλεγεί το μέγεθός της έτσι ώστε η φυσική της συχνότητα να συμπίπτει με εκείνη των εισερχομένων βαρυτικών κυμάτων.

Πόση πρέπει να είναι αυτή η συχνότητα;

Το 1959, όταν ο Weber ξεκίνησε να ασχολείται με τούτη την ιδέα, ελάχιστοι πίστευαν στις μαύρες τρύπες, και όσοι πίστευαν γνώριζαν πολύ λίγα πράγματα για τις ιδιότητές τους. Κανείς δεν φανταζόταν τότε ότι οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να συγκρούονται, να συνενώνονται και να εκπέμπουν κυματίδια χωροχρονικής καμπυλότητας τα οποία θα μετέφεραν κωδικοποιημένο το χρονικό της σύγκρουσής τους. Ούτε ήταν δυνατόν να υποδείξει κανείς άλλες πηγές βαρυτικών κυμάτων, για την ανίχνευση των οποίων θα μπορούσαν ίσως να υπάρχουν κάποιες ελπίδες.

Έτσι, ο Weber ξεκίνησε την προσπάθειά του σχεδόν στα τυφλά. Μοναδικός οδηγός του ήταν το χονδρικό (αλλά σωστό ) επιχείρημα ότι τα βαρυτικά κύματα πρέπει, κατά πάσα πιθανότητα, να έχουν συχνότητες κάτω από 10.000 Ηz – η συχνότητα αυτή αντιστοιχεί στην κυκλική συχνότητα ενός σώματος που κινείται με την μέγιστη δυνατή ταχύτητα (ταχύτητα φωτός) γύρω από το πιο συμπαγές άστρο που μπορεί να υπάρχει: ένα άστρο με μέγεθος περίπου όσο η κρίσιμη περίμετρός του.

Ο Weber λοιπόν σχεδίασε όσο το δυνατό καλύτερους ανιχνευτές με ιδιοσυχνότητα όμως μικρότερη από 10.000 Hz – έχοντας την ελπίδα ότι στο σύμπαν παράγονται βαρυτικά κύματα με συχνότητες ίδιες με εκείνες που θα επέλεγε. Στάθηκε τυχερός. Οι ιδιοσυχνότητες των ράβδων ήταν περίπου 1000 Hz, και, όπως αποδεικνύεται, αυτές ακριβώς τις συχνότητες θα πρέπει να έχουν ορισμένα από τα κύματα που προέρχονται από εκρήξεις υπερκαινοφανών και από ζεύγη συνενούμενων αστέρων νετρονίων.

Η μεγαλύτερη πρόκληση που είχε να αντιμετωπίσει ο Weber ήταν η επινόηση ενός αισθητήρα για την καταγραφή των δονήσεων της ράβδου. Ο Weber ανέμενε ότι οι δονήσεις που θα προκαλούσαν τα κύματα θα ήταν εξαιρετικά μικρές: μικρότερες από τη διάμετρο του πυρήνα ενός ατόμου. Στα τέλη της δεκαετίας του 1950 και κατά τη διάρκεια του 1960, οι περισσότεροι φυσικοί θεωρούσαν αδύνατο να μετρηθεί δόνηση ακόμη και ίση με το 1 δέκατο της διαμέτρου του ατομικού πυρήνα. Δεν πίστευε το ίδιο και ο Weber που επινόησε έναν αισθητήρα ικανό να πετύχει κάτι τέτοιο.

Ο αισθητήρας του Weber βασιζόταν στο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο, κατά το οποίο ορισμένοι κρύσταλλοι και κεραμικά υλικά όταν πιέζονται αναπτύσσουν στα άκρα τους ηλεκτρικές τάσεις. Ο Weber θα προτιμούσε να είχε κατασκευάσει τη ράβδο του από τέτοια υλικά, όμως το υπερβολικό κόστος τους τον ανάγκασε να επιλέξει την αμέσως καλύτερη λύση: Κατασκεύασε μια ράβδο από αλουμίνιο και στη συνέχεια κόλλησε γύρω από το μέσο της πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους. Καθώς η ράβδος θα δονούνταν, η επιφάνειά της θα προκαλούσε μηχανικές πιέσεις στους κρυστάλλους κατά σειρά, έτσι ώστε οι εξαιρετικά μικρές ηλεκτρικές τάσεις να προστίθενται παράγοντας μια τάση αρκετά μεγάλη ώστε να μπορεί να ανιχνευθεί ηλεκτρονικά, ακόμα κι αν το πλάτος των δονήσεων της ράβδου ήταν ίσο με το 1/10 της διαμέτρου ενός ατομικού πυρήνα.

O Joseph Weber τοποθετεί τους πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους σε κύλινδρο αλουμινίου. Τα βαρυτικά κύματα θα πρέπει να αναγκάζουν τη ράβδο να δονείται κατά μήκος του άξονά της, οι δονήσεις παραμορφώνουν τους κρυστάλλους δημιουργώντας μεταβαλλόμενες ηλεκτρικές τάσεις, και οι οποίες θα μπορούσαν να μετρηθούν.

Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, ο Weber παρέμενε μια μοναχική φυσιογνωμία – ο μοναδικός πειραματικός φυσικός στον κόσμο που αναζητούσε βαρυτικά κύματα.

Χρησιμοποιώντας δυο κυλίνδρους, σαν αυτούς που περιγράφηκαν παραπάνω, σε απόσταση 1000 χιλιομέτρων μεταξύ τους φάνηκε ότι η κατασκευή λειτουργεί. Το 1969, ανακοίνωσε ότι ανίχνευσε για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα, περίπου 24 γεγονότα [J. Weber. «Gravitational-Wave-Detector Events«. Phys. Rev. Lett. 20, 1307 (1968)] και την επόμενη χρονιά, ανακοίνωσε άλλα 311 σήματα.

Η δεύτερη κυρίως ανακοίνωση δημιούργησε σάλο. Σύμφωνα με τον Tony Tyson, τώρα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, αποδείχθηκε ότι η στατιστική ανάλυση που έκανε ο Weber στα δεδομένα του ήταν λανθασμένη.

Παρόλα αυτά, στις αρχές της δεκαετίας του 1970 τα εντυπωσιακά επίπεδα ευαισθησίας που κατάφερε να πετύχει στους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων ο Weber, (αλλά και οι ισχυρισμοί του ότι είχε ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα) ενέπνευσαν και προσέλκυσαν δεκάδες άλλους πειραματικούς φυσικούς μέχρι τη δεκαετία του 1980 που ανταγωνίζονταν με στόχο να κάνουν πραγματικότητα την αστρονομία βαρυτικών κυμάτων.

http://physicsgg.me/2016/02/09/%ce%b7-%cf%80%cf%81%cf%8e%cf%84%ce%b7-%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%ba%ce%bf%ce%af%ce%bd%cf%89%cf%83%ce%b7-%ce%b1%ce%bd%ce%af%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%83%ce%b7%cf%82-%ce%b2%ce%b1%cf%81%cf%85%cf%84%ce%b9/

Το απόγευμα η πολυαναμενόμενη ανακοίνωση για τα βαρυτικά κύματα.

Ερευνητές του αμερικανικού πειράματος LIGO θα δώσουν το απόγευμα συνέντευξη Τύπου στην οποία αναμένεται να ανακοινώσουν ότι ανίχνευσαν για πρώτη φορά τα περιβόητα βαρυτικά κύματα του Αϊνστάιν.

Η ανακοίνωση του προγράμματος LIGO δεν αποκαλύπτει λεπτομέρειες και περιορίζεται να αναφέρει ότι κατά τη συνέντευξη θα παρουσιαστεί μια «έκθεση προόδου» για την πολυετή προσπάθεια ανίχνευσης των βαρυτικών κυμάτων.

Τη φετινή χρονιά συμπληρώνεται ένας αιώνας από την πρώτη δημοσίευση του Άλμπερτ Άινσταϊν για τα βαρυτικά κύματα, των οποίων η ύπαρξη έρχεται ως συνέπεια της Γενικής Σχετικότητας.

Μέχρι σήμερα, όμως, το φαινόμενο παραμένει ανεπιβεβαίωτο.

Τα βαρυτικά κύματα είναι ρυτιδώσεις στην ίδια την υφή του χωροχρόνου -κυματισμοί που πηγάζουν από βίαια κοσμικά φαινόμενα και διαδίδονται στο Σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός.

Τα κύματα αυτά παράγονται από την επιτάχυνση σωμάτων μεγάλης μάζας, όπως για παράδειγμα άστρα νετρονίων και μαύρες τρύπες που κινούνται σπειροειδώς η μία προς την άλλη και τελικά συγχωνεύονται.

Τα βαρυτικά κύματα, εφόσον υπάρχουν, ουσιαστικά τεντώνουν το χώρο σε μια διάσταση (ας πούμε κατά μήκος) και τον συμπιέζουν σε μια άλλη (ας πούμε κατά πλάτος).

Οι δύο πανομοιότυποι ανιχνευτές του πειράματος LIGO, ένας στην πολιτεία της Ουάσινγκτον και ένας στη Λουιζιάνα, θεωρητικά μπορούν να καταγράψουν τα βαρυτικά κύματα από ανεπαίσθητες μεταβολές στο μήκος δύο κάθετων σωλήνων των 4 χιλιομέτρων ο καθένας.

Η συνέντευξη Τύπου, την οποία οργανώνει το αμερικανικό Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών, προγραμματίζεται να ξεκινήσει στην Ουάσινγκτον στις 17:30 την Πέμπτη.

Το in.gr θα παρακολουθήσει ζωντανά την παρουσίαση και θα μεταφέρει όλες τις εξελίξεις.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500057416

Ιστορική επιβεβαίωση της ύπαρξης βαρυτικών κυμάτων.

Ανακοινώθηκε επίσημα η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από το πείραμα LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)

Ακριβώς πριν από 100 χρόνια, ο πατέρας της Σχετικότητας προέβλεψε την ύπαρξή αυτού του παράξενου φαινομένου, αργότερα όμως άλλαξε γνώμη και μάλιστα αρκετές φορές. Ακριβώς εκατό χρόνια μετά, το αμερικανικό πείραμα LIGO φαίνεται πως επιβεβαίωσε τον Άλμπερτ Αϊνσάιν για τα περίφημα βαρυτικά κύματα.

«Κυρίες και κύριοι, ανιχνεύσαμε βαρυτικά κύματα. Τα καταφέραμε!» ανακοίνωσε πανηγυρικά ο Ντέιβιντ Ρέιτζε, εκτελεστικός διευθυντής του LIGO, μιλώντας σε συνέντευξη Τύπου του αμερικανικού Εθνικού Ιδρύματος Επιστήμης το απόγευμα της Πέμπτης στην Ουάσινγκτον.

Στις 14 Σεπτεμβρίου, ανέφερε η εκπρόσωπος του πειράματος Γκέιμπι Γκονζάλες, και οι δύο ανιχνευτές LIGO στις ΗΠΑ, οι οποίοι απέχουν μεταξύ τους 3.000 χιλιόμετρα, κατέγραψαν το πολυπόθητο σήμα με διαφορά 7 χιλιοστών του δευτερολέπτου -όσο θα περίμενε κανείς για ένα κύμα που ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός.

«Μπορεί κανείς να πιστέψει ότι οι παραμορφώσεις είναι αληθινές μόνο αν τις δει σε δύο μέρη που βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους» εξήγησε η Γκονζάλες.

Δύο από τους βασικούς συντελεστές του LIGO, ο Ράινερ Ράις του MIT (A) και ο Κιπ Θορν του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνια (Caltech) αγκαλιάστηκαν κατά την ανακοίνωση της ανακάλυψης στην Ουάσινκγτον (Reuters)

Ταυτόχρονα με την επίσημη ανακοίνωση αναρτήθηκε και η αντίστοιχη επιστημονική δημοσίευση με τίτλο: «Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger«, B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), Phys. Rev. Lett. 116, 061102 – Published 11 February 2016 (PDF)

http://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.061102

Η εν λόγω δημοσίευση θα μείνει ως μια από τις πιο σημαντικές στην ιστορία της φυσικής (… εφόσον βέβαια δεν επαναληφθεί το φιάσκο των πειραμάτων OPERA ή BICEP)

http://physicsgg.me/2012/02/22/%CF%84%CE%B1-%CE%BD%CE%B5%CF%84%CF%81%CE%AF%CE%BD%CE%B1-%CE%B4%CE%B5%CE%BD-%CE%BA%CE%B9%CE%BD%CE%BF%CF%8D%CE%BD%CF%84%CE%B1%CE%B9-%CE%B3%CF%81%CE%B7%CE%B3%CE%BF%CF%81%CF%8C%CF%84%CE%B5%CF%81%CE%B1/

http://physicsgg.me/2015/02/02/%CF%84%CE%B1-%CE%B1%CF%81%CF%87%CE%AD%CE%B3%CE%BF%CE%BD%CE%B1-%CE%B2%CE%B1%CF%81%CF%85%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AC-%CE%BA%CF%8D%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1-%CF%80%CE%B1%CF%81%CE%B1%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%BF/

Το σήμα προήλθε από δύο μαύρες τρύπες σε απόσταση 1,2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Οι μαύρες τρύπες βρέθηκαν σε μικρή απόσταση μεταξύ τους, κινήθηκαν σπειροειδώς η μία προς την άλλη και τελικά συγκρούστηκαν και συγχωνεύτηκαν, παράγοντας πανίσχυρα κύματα που έφτασαν μέχρι τους ανιχνευτές.

Εκεί καταγράφηκε μια απειροελάχιστη μεταβολή, μικρότερη από τη διάμετρο ενός πρωτονίου, στις διαστάσεις δύο κάθετων σωλήνων μήκους 4 χιλιομέτρων. Εκείνη τη στιγμή, ολόκληρη η Γη τεντώθηκε και συρρικνώθηκε ανεπαίσθητα.

Το σήμα μετατράπηκε από τους ερευνητές σε ηχητικό αρχείο, το οποίο τους επέτρεψε να ακούσουν τον ήχο δύο μελανών οπών που συγκρούονται.

Η ανακάλυψη έχει γίνει δεκτή για δημοσίευση σε μια σειρά άρθρων στις επιθεωρήσεις Physical Review Letters και The Astrophysical Journal. Η στατιστική αξιοπιστία των ευρημάτων φτάνει μάλιστα τα «5,1 σίγμα», πάνω από το όριο των 5 σίγμα που θεωρείται συνήθως το στάνταρτ για την επιβεβαίωση ανακαλύψεων στο χώρο της σωματιδιακής φυσικής.

Εφόσον αντέξει τον έλεγχο της επιστημονικής κοινότητας, η ανακάλυψη πιστεύεται ευρέως ότι θα βραβευτεί με Νόμπελ, πιθανώς φέτος.

Από τη βαρύτητα στα βαρυτικά κύματα

Η μεγάλη επανάσταση που έφερε η γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν είναι ότι περιέγραψε τη δύναμη της βαρύτητας ως παραμόρφωση του χώρου και του χρόνου.

Αν κανείς φανταστεί τον τετρασδιάστατο χωροχρόνο ως επίπεδη επιφάνεια, οποιαδήποτε μάζα υπάρχει σε αυτήν την επιφάνεια δημιουργεί ένα βαθούλωμα, σαν να αφήνει κανείς ένα καρπούζι πάνω σε τεντωμένο σεντόνι.

Το 1916, ένα χρόνο μετά την δημοσίευση της θεωρίας της γενικής σχετικότητας, ο Αϊνστάιν προέβλεψε ότι τα αντικείμενα μεγάλης μάζας που κινούνται επιταχυνόμενα παράγουν κυματισμούς στο χωροχρόνο που διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις με την ταχύτητα του φωτός.

Τα κύματα αυτά ονομάστηκαν βαρυτικά επειδή παραμορφώνουν το «σεντόνι» του χωροχρόνου όπως η βαρύτητα.

Πρακτικά, τα βαρυτικά κύματα τεντώνουν το χώρο σε μια διάσταση (ας πούμε κατά μήκος) και τον συμπιέζουν σε μια άλλη (ας πούμε κατά πλάτος), μεταβάλοντας ανεπαίσθητα τις διαστάσεις των αντικειμένων που συναντούν την πορεία τους.

Το πρόβλημα είναι ότι δεν μπορεί να μετρήσει κανείς αυτή τη μεταβολή με έναν απλό χάρακα –ο ίδιος ο χάρακας θα μάκραινε ή θα γινόταν κοντύτερος μαζί με το αντικείμενο που θα έπρεπε να μετρήσει.

Στους ανιχνευτές LIGO, δύο κάθετες δέσμες λέιζερ μετρούν με ακρίβεια το μήκος δύο σωλήνων μήκους 4 χιλιομέτρων (Πηγή: LIGO)

Τη λύση έδωσαν οι ανιχνευτές LIGO, οι οποίοι άρχισαν να συλλέγουν δεδομένα το 2001 και αναβαθμίστηκαν πέρυσι, λίγο πριν καταγράψουν το πολυπόθητο σήμα.

Καθένας από τους ανιχνευτές αποτελείται από δύο κάθετους βραχίονες μήκους 4 χιλιομέτρων, μέσα στους οποίους αναπηδούν δύο κάθετες δέσμες λέιζερ.

Τα λέιζερ ουσιαστικά συγκρίνουν διαρκώς το μήκος των δύο κάθετων σωλήνων και καταγράφουν απειροελάχιστες αποκλίσεις, 10.000 φορές μικρότερες από ένα πρωτόνιο -τόσο μικρές που οι μετρήσεις πρέπει να διακόπτονται κάθε φορά που περνά ένα τρένο σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων ή ένα δέντρο πέφτει με γδούπο.

Το σήμα που καταγράφηκε στις 14 Σεπτεμβρίου υπολογίζεται ότι προέρχεται από τη σύγκρουση δύο μελανών οπών με μάζα 29 φορές και 36 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου.

Η σύγκρουση απελευθέρωσε ενέργεια που αντιστοιχεί σε 3 φορές τη μάζα του Ήλιου (η ενέργεια και η μάζα είναι ισοδύναμες στη Σχετικότητα) και εξαπλώθηκε στο Διάστημα από τα βαρυτικά κύματα.

Η ενέργεια αυτή είναι μεγαλύτερη από ό,τι εκπέμπουν στον ίδιο χρόνο όλα τα άστρα του ορατού Σύμπαντος μαζί.

«Είναι μακράν η πιο ισχυρή έκρηξη που έχει καταγράψει ο άνθρωπος μετά τη Μεγάλη Έκρηξη» επισήμανε ο Κιπ Θορν του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνια (Caltech), βασικός συντελεστής της προσπάθειας

Παράθυρο στο Σύμπαν.

Εκτός του ότι επιβεβαιώνει τον Αϊνστάιν, η ανακάλυψη στο LIGO αναμένεται να προσφέρει έναν νέο, επαναστατικό τρόπο παρατήρησης του Σύμπαντος.

Τα περισσότερα από όσα γνωρίζουμε για τον Κόσμο προέρχεται από παρατηρήσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας –το ορατό και αόρατο φως που φτάνει σε τηλεσκόπια και ραδιοτηλεσκόπια.

Το πρόβλημα είναι ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπλοκάρεται από σύννεφα σκόνης ή άλλα αντικείμενα που βρίσκονται ανάμεσα στην πηγή της ακτινοβολίας και τον παρατηρητή.

Αυτό δεν ισχύει για τα βαρυτικά κύματα, τα οποία διαδίδονται στην ίδια την υφή του Σύμπαντος, διαπερνώντας ανενόχλητα ολόκληρους γαλαξίες.

Οι υφιστάμενοι και οι μελλοντικοί ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων θα μπορούσαν λοιπόν να καταγράψουν βίαια φαινόμενα που θα ήταν αδύνατο να δουν τα τηλεσκόπια.

Βαρυτικά κύματα πιστεύεται για παράδειγμα ότι παράγονται από άστρα νετρονίων και μαύρες τρύπες που συγκρούονται ή ακόμα και από γερασμένα άστρα που εκρήγνυνται σε σουπερνόβα (το υλικό τους επιταχύνεται απότομα καθώς εκτοξεύεται προς τα έξω).

Ακόμα και ο κλάδος της κοσμολογίας θα είχε πολλά να κερδίσει από την παρατήρηση αυτών των ρυτιδώσεων στο χωροχρόνο: βαρυτικά κύματα πιστεύεται ότι κατέκλυσαν ολόκληρο το Σύμπαν μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Τον Μάρτιο του 2014, διεθνής ερευνητική ομάδα προκάλεσε σάλο όταν ανακοίνωσε ότι εντόπισε ίχνη μιας ιδιαίτερης κατηγορίας βαρυτικών κυμάτων, τα οποία πρέπει να εμφανίστηκαν μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Η μελέτη όμως τέθηκε υπό αμφισβήτηση, και η ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων παρέμενε ανεπιβεβαίωτη μέχρι σήμερα.

Τώρα που η θεωρία επιβεβαιώνεται, οι ερευνητές του LIGO έχουν λόγο να συνεργαστούν ακόμα πιο στενά με αντίστοιχα πειράματα σε άλλες χώρες, όπως οι ευρωπαϊκοί ανιχνευτές GEO600 και Virgo.

Για το μέλλον σχεδιάζονται ακόμα μεγαλύτεροι ανιχνευτές, αποτελούμενοι από δορυφόρους που μετρούν με ακρίβεια τη μεταξύ τους απόσταση.

Παράδειγμα είναι η αποστολή LISA της ευρωπαϊκής διαστημικής υπηρεσίας ESA, η οποία προγραμματίζεται να εκτοξευτεί το 2034.

Βίντεο.

https://www.youtube.com/watch?v=n5Ycv2yYNG8

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500057670

Η σύγκρουση απελευθέρωσε ενέργεια που αντιστοιχεί σε 3 φορές τη μάζα του Ήλιου (η ενέργεια και η μάζα είναι ισοδύναμες στη Σχετικότητα) και εξαπλώθηκε στο Διάστημα από τα βαρυτικά κύματα.

Η ενέργεια αυτή είναι μεγαλύτερη από ό,τι εκπέμπουν στον ίδιο χρόνο όλα τα άστρα του ορατού Σύμπαντος μαζί.

«Είναι μακράν η πιο ισχυρή έκρηξη που έχει καταγράψει ο άνθρωπος μετά τη Μεγάλη Έκρηξη»

Είναι σωστό αυτό? 3 μάζες Ήλιου δεν μου φαίνεται ικανό.

Δλδ τί γίνεται σε εκρήξεις αντικειμένων πολύ μεγαλύτερων?

Φίλε liakjim

Η απαντηση στην απορία σου μεσα απο μια δημοσίευση!!!

LIGO: ανοίγοντας ένα νέο παράθυρο στο σύμπαν.

Ο επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου Διονύσης Σιμόπουλος περιγράφει την ιστορία αλλά και τις λεπτομέρειες της ιστορικής ανακάλυψης των παρατηρητήριων LIGO στη Λουιζιάνα και την Ουάσιγκτον:

Στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας ο Αϊνστάιν περιέγραψε τη βαρύτητα ως τη παραμόρφωση που προκαλεί η παρουσία της ύλης στην δομή του τετραδιάστατου χωροχρόνου. Οποιοδήποτε μικρό ή μεγάλο κομμάτι ύλης, είτε άτομο είναι αυτό, είτε πλανήτης, είτε άστρο, είτε γαλαξίας, μπορεί και παραμορφώνει την δομή του χωρόχρονου.

Καθώς τα διάφορα αντικείμενα κινούνται μέσα στο Σύμπαν, είναι σαν να κυλάνε μέσα, έξω, και γύρω απ’ αυτές τις χωροχρονικές παραμορφώσεις, και η κίνηση τους επηρεάζεται από τις παραμορφώσεις αυτές που δεν μπορούμε να δούμε.

Αντίθετα, εκείνο το οποίο βλέπουμε είναι το αποτέλεσμα που έχει στα διάφορα αυτά αντικείμενα η επίδραση της μυστηριώδους δύναμης που ονομάζουμε βαρύτητα. Με άλλα λόγια «η ύλη λέει στο χωροχρόνο πώς θα καμπυλωθεί και ο βαθμός καμπύλωσης του χωρόχρονου υπαγορεύει στην ύλη πώς θα κινηθεί» όπως τόσο χαρακτηριστικά έγραφε πριν από χρόνια ο αείμνηστος καθηγητής John Archibald Wheele.

Στη Γενική Σχετικότητα, λοιπόν, η μετακίνηση αντικειμένων με τεράστιες μάζες εκπέμπουν βαρυτική ακτινοβολία με την μορφή βαρυτικών κυμάτων. Επειδή όμως η Βαρύτητα είναι η πιο αδύναμη από τις θεμελιώδεις δυνάμεις η επίδραση των βαρυτικών κυμάτων είναι εξ ίσου αδύναμη οπότε μέχρι τώρα δεν είχε επιτευχθεί ο εντοπισμός τους.

Παρ’ όλα αυτά υπήρχαν ισχυρές ενδείξεις για την ύπαρξή τους σε σχέση με την ανακάλυψη το 1974 ενός συστήματος δύο πάλσαρ από τους αμερικανούς αστροφυσικούς Russel Hulse και Joseph Taylor, οι οποίοι για την ανακάλυψή τους αυτή τιμήθηκαν το 1993 με το Νόμπελ Φυσικής.

Ως γνωστόν, τα πάλσαρ είναι ταχύτατα περιστρεφόμενα άστρα νετρονίων με πανίσχυρα μαγνητικά πεδία, τα οποία εκπέμπουν ακτινοβολίες όπως ένας φάρος. Μάλιστα το αστρικό σύστημα των Hulse-Taylor, βοήθησε στον έλεγχο ορισμένων προβλέψεων της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, γιατί καθώς τα δύο άστρα νετρονίων στροβιλίζονται όλο και πλησιέστερα το ένα με το άλλο, υπολογίζεται ότι τελικά θα συγκρουστούν σε περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια, αφού σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα όταν ένα τέτοιο διπλό αστρικό σύστημα εκπέμπει βαρυτικά κύματα η περίοδός της τροχιάς του μειώνεται.

Αν και οι μεταβολές αυτές είναι ελάχιστες, εντούτοις αντιστοιχούν με μεγάλη ακρίβεια στις τιμές που προβλέπει η Γενική Σχετικότητα, γεγονός που αποτελούσε μια έμμεση ένδειξη ότι τα βαρυτικά κύματα που προέβλεψε ο Αϊνστάιν υπάρχουν.

Την Πέμπτη, αυτή η έμμεση ένδειξη έγινε άμεση με την δημοσίευση των αποτελεσμάτων της παρατήρησης που έγινε στις 14 Σεπτεμβρίου 2015 για την σύγκρουση δύο “Μαύρων Τρυπών” σε απόσταση 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.

Η μία από τις δύο αυτές μαύρες τρύπες είχε μάζα 36 ηλιακές μάζες και η άλλη 29 ηλιακές μάζες και, λίγο πριν από την σύγκρουση τους, οι δύο μαύρες τρύπες περιφέρονταν, η μία γύρω από την άλλη, 250 φορές το δευτερόλεπτο, ενώ η ταχύτητά τους έφτανε τα 150.000 χλμ. το δευτερόλεπτο.

Η σύγκρουση έγινε σε χρονικό διάστημα ενός πέμπτου του δευτερολέπτου και δημιούργησε μία μεγαλύτερη με μάζα 62 ηλιακές μάζες με το σήμα της παρατήρησης να είναι ιδιαίτερα θεαματικό.

Η μάζα της μαύρης τρύπας που δημιουργείται από την σύγκρουση εξαρτάται από την γεωμετρία και το σπιν της σύγκρουσης κι έτσι δεν είναι το σύνολό τους αφού ένα 5% περίπου «χάνεται» με την μορφή της ενέργειας των βαρυτικών κυμάτων που παράγονται κατά την σύγκρουση. Έτσι κι εδώ αντί των 65 ηλιακών μαζών έχουμε μία μαύρη τρύπα 62 ηλιακών μαζών.

Οι τρεις χαμένες ηλιακές μάζες μετετράπησαν σε ενέργεια βαρυτικών κυμάτων η οποία ως ορατό φως θα ήταν αντίστοιχο με ένα δισεκατομμύριο τρισεκατομμυρίων ήλιους! Παρ’ όλα αυτά η παραμόρφωση που κατέγραψαν τα δύο παρατηρητήρια LIGO στη Λουιζιάνα και την Ουάσγκτον μετακινήθηκε τέσσερα χιλιοστά της διαμέτρου ενός πρωτονίου!

http://physicsgg.me/2016/02/12/ligo-%ce%b1%ce%bd%ce%bf%ce%af%ce%b3%ce%bf%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%ce%bd%ce%ad%ce%bf-%cf%80%ce%b1%cf%81%ce%ac%ce%b8%cf%85%cf%81%ce%bf-%cf%83%cf%84%ce%bf-%cf%83%cf%8d%ce%bc%cf%80/

Συγχαρητήρια από την ESA για την ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων.

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) ενθουσιάστηκε που έμαθε πως τα βαρυτικά κύματα ανιχνεύθηκαν και ανυπομονεί για την έναρξη της αποστολής του που θα δοκιμάσει τεχνολογίες οι οποίες θα μπορούσαν να επεκτείνουν τη μελέτη αυτών των εξωτικών κυμάτων στο διάστημα.

Τα βαρυτικά κύματα δεν είναι πια φευγαλέα: μια συναρπαστική ανακάλυψη που βρίσκεται 100 χρόνια στα σκαριά.

Τον Νοέμβριο του 1915, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν παρουσίασε τη γενική θεωρία της σχετικότητας, εισάγοντας μια δραματική αλλαγή στην προοπτική της φυσικής κατανόησης της μιας από τις τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις της φύσης: τη βαρύτητα.

Αυτή η θεωρία περιγράφει τη βαρύτητα και ως τον τρόπο αλληλεπίδρασης της ύλης με τον ευέλικτο «χωροχρόνο» που είναι ενσωματωμένη. Τεράστια σώματα παραμορφώνουν τον χωροχρόνο αλλάζοντας την καμπυλότητα του καθώς κινούνται.

Όταν επιταχύνονται τα μεγάλα σώματα παράγουν μικροσκοπικές διακυμάνσεις στον ιστό του χωροχρόνου - βαρυτικά κύματα - που είχαν προβλεφθεί για πρώτη φορά σε περαιτέρω μελέτη που δημοσιεύθηκε από τον Αϊνστάιν το 1918. Αυτές οι μικροσκοπικές κοσμικές διαταραχές τελικά αποκαλύφθηκαν μετά από σχεδόν έναν αιώνα θεωρητικών ερευνών και πειραματικών αναζητήσεων.

Η ανακάλυψη ανακοινώθηκε χθες από τους επιστήμονες της συνεργασίας Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO.

Το LIGO περιλαμβάνει δύο ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων στο Λίβινγκστον, Λουιζιάνα και στο Χάνφορντ, Ουάσινγκτον, ΗΠΑ, και εμπλέκει πάνω από χίλιους επιστήμονες από όλο τον κόσμο.

Το πείραμα χρησιμοποιεί ακτίνες λέιζερ για να παρακολουθεί δύο κάθετα σκέλη, με το καθένα να εκτείνεται 4 χιλιόμετρα, που ψάχνουν για μικροσκοπικές αλλαγές στο μήκος τους που θα μπορούσαν να προκληθούν από περαστικά κύματα βαρύτητας.

Πρόσφατα αναβαθμισμένο σε Advanced LIGO, το πείραμα πέτυχε αυτό το ιστορικό αποτέλεσμα κατά την πρώτη παρατήρηση που έτρεξε με τη νέα ρύθμιση, η οποία συνέλλεξε δεδομένα μεταξύ Σεπτεμβρίου 2015 και Γενάρη 2016.

"Αυτή είναι τεράστια είδηση για όλους εκείνους που μελετούν τη βαρύτητα και τη γενική σχετικότητα, και στέλνουμε τα πιο θερμά συγχαρητήριά μας στους συναδέλφους στη συνεργασία LIGO για το εξαιρετικό αποτέλεσμα τους", λέει ο Πολ ΜακΝαμάρα, επιστήμονας του έργου LISA Pathfinder της ESA.

Το LISA Pathfinder είναι η αποστολή επίδειξης τεχνολογίας της ESA για πιθανές μελλοντικές αποστολές που θα παρατηρήσει τα βαρυτικά κύματα από το διάστημα. Το διαστημικό σκάφος που εκτοξεύθηκε στις 3 Δεκεμβρίου 2015, έφτασε στην επιχειρησιακή τροχιά του τον Ιανουάριο και βρίσκεται στο στάδιο τελικών ελέγχων πριν από την έναρξη της επιστημονικής αποστολής της την 1η Μαρτίου.

"Με το LISA Pathfinder θα ελέγξουμε την υποκείμενη τεχνολογία για να παρατηρήσουμε τα βαρυτικά κύματα από το διάστημα, και είναι ακόμα πιο ενθαρρυντικό να γνωρίζουμε ότι αυτές οι - για πολύ καιρό - μυστηριώδεις διακυμάνσεις έχουν πλέον άμεσα εντοπιστεί", προσθέτει ο Πολ.

Μια πρώτη έμμεση επιβεβαίωση ότι υπάρχουν τα βαρυτικά κύματα ήρθε στα τέλη της δεκαετίας του 1970 με τις παρατηρήσεις ενός ζεύγους άστρων νετρονίων - τους νεκρούς πυρήνες των μεγάλων άστρων – που βρίσκονταν σε μεγάλης ταχύτητας τροχιά το ένα γύρω από το άλλο.

Ένα από τα δύο αστέρια νετρονίων εμφανίζεται ως παλλόμενη πηγή ραδιοκυμμάτων, ή πάλσαρ, το οποίο επέτρεψε ακριβείς χρονικές μετρήσεις του συστήματος. Δεδομένου ότι τα δύο αστρικά υπολείμματα κύκλωναν το ένα το άλλο, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι κινούνται σε πιο σφιχτές και πιο γρήγορες τροχιές και ο ρυθμός της επιτάχυνσης ήταν ακριβώς όπως ήταν αναμενόμενο αν ήταν να χάσουν ενέργεια εκπέμποντας βαρυτικά κύματα.

Ωστόσο η σημερινή ανακοίνωση της συνεργασίας LIGO παρέχει την άμεση ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων που οι επιστήμονες αναζητούν εδώ και δεκαετίες.

"Βγάζουμε το καπέλο στη συνεργασία LIGO για το αξιοσημείωτο επίτευγμα τους, έχοντας τελειοποιήσει τις πειραματικές εγκαταστάσεις ώστε να φτάσουν την εξαιρετική ευαισθησία που απαιτείται για την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων από το έδαφος", λέει ο Σεζαρ Γκαρσια Μαριροντριγα, διαχειριστής του έργου LISA Pathfinder της ESA.

Το καταγραφόμενο σήμα είναι πολύ ισχυρό και φαίνεται να προέρχεται από ένα ζευγάρι συγχωνευμένων μαύρων τρυπών περίπου 1,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Τα δύο τερατώδη σώματα, με μάζες που ισοδυναμούν με 36 και 29 φορές τη μάζα του Ήλιου αντιστοίχως, συγχωνεύτηκαν για να σχηματίσουν μια ενιαία, ακόμα πιο γιγαντιαία μαύρη τρύπα αντίστοιχη 62 ηλιακών μαζών απελευθερώνοντας τις υπόλοιπες 3 ηλιακές μάζες σε βαρυτικά κύματα.

"Τώρα που τα βαρυτικά κύματα έχουν βρεθεί μπορούμε να αρχίσουμε να ψάχνουμε την φυσική των πηγών τους. Εκεί είναι όπου η κίνηση στο διάστημα θα κάνει τη διαφορά", λέει ο Όλιβερ Γιενριχ, αναπληρωτής επιστήμονας του έργου LISA Pathfinder στην ESA.

Όπως το φως, έτσι και τα βαρυτικά κύματα καλύπτουν επίσης ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων και τα διάφορα αστρονομικά αντικείμενα αναμένεται να εκπέμπουν αυτά τα κύματα όλα σε όλο το φάσμα. Επίγεια πειράματα όπως το LIGO είναι ευαίσθητα σε κύματα υψηλής συχνότητας όπως εκείνες που προέρχονται από συγχωνευμένα ζευγάρια μαύρων τρυπών ή άστρα νετρονίων, με συχνότητες 10-1000 Hz.

Για την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων με χαμηλότερες συχνότητες, όπως εκείνες από τη συγχώνευση των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στο κέντρο των μεγάλων γαλαξιών, οι επιστήμονες θα πρέπει να διερευνήσουν τις αλλαγές στο μήκος πολύ μακρύτερων βραχιόνων – περίπου ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μόνο στο διάστημα χρησιμοποιώντας ακτίνες λέιζερ για την παρακολούθηση της απόστασης μεταξύ τριών μαζών σε ελεύθερη πτώση που χωρίζονται από πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις από ό,τι μπορεί να επιτευχθεί στη Γη.

Η ESA έχει προσδιορίσει το βαρυτικό Σύμπαν ως το επιστημονικό θέμα για την αποστολή του L3, την τρίτη αποστολή Μεγάλης κατηγορίας στο κοσμικό επιστημονικό πρόγραμμα Vision, με αποτέλεσμα ένα μεγάλο παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων στο διάστημα τα επόμενα χρόνια.

Σήμερα το LISA Pathfinder είναι ένα βήμα πιο κοντά προς την κατεύθυνση L3, γιατί θα εξετάσει εάν είναι δυνατόν να τεθούν μάζες σε καθαρή ελεύθερη πτώση, ατάραχες από οποιεσδήποτε εξωτερικές δυνάμεις, στο επίπεδο που απαιτείται για τα μελλοντικά διαστημικά παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων.

Στις 3 Φεβρουαρίου οι δύο μάζες στην καρδιά του διαστημικού σκάφους - ένα ζεύγος πανομοιότυπων κύβων από χρυσό-πλατίνα, 46 μμ σε κάθε πλευρά - ξεκλειδώθηκαν από τον έναν από τους δύο μηχανισμούς που τους κρατούσαν ασφαλισμένους κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης και του ταξιδιού.

Η τελική απελευθέρωση θα πραγματοποιηθεί την επόμενη εβδομάδα, αφήνοντας τους δύο κύβους χωρίς φυσική επαφή με το διαστημικό σκάφος, πριν από την έναρξη των επιστημονικών επιχειρήσεων.

Για να αντισταθμιστούν άλλες δυνάμεις που ενεργούν στους κύβους το LISA Pathfinder θα μετρήσει τη θέση και τον προσανατολισμό τους με εξαιρετική ακρίβεια και θα κάνει το ίδιο πολύ μικρούς ελιγμούς για να παραμείνει στο κέντρο ενός από αυτά.

"Το LISA Pathfinder έχει ένα δύσκολο έργο μπροστά του και έχουμε την τιμή να συνεισφέρουμε σε αυτή τη νέα εποχή της έρευνας βαρυτικών κυμάτων που εγκαινιάστηκε σήμερα από την ανακάλυψη LIGO", καταλήγει ο Πολ στη χθεσινή δήλωσή του.

Για περισσότερς πληροφορίες μπορείτε να επικοινωνήσετε με:

Paul McNamara

LISA Pathfinder Project Scientist

Scientific Support Office

Directorate of Science

European Space Agency

Email: paul.mcnamara@esa.int

Phone: +31 71 565 8239

César García Marirrodriga

LISA Pathfinder Project Manager



Projects Department

Directorate of Science

European Space Agency

Email: cesar.garcia@esa.int

Tel: +31 71 565 5172

Oliver Jennrich

LISA Pathfinder Deputy Mission Scientist and L3 mission Study Scientist

Scientific Support Office

Directorate of Science

European Space Agency

Email: oliver.jennrich@esa.int

Phone: +31 71 565 6074

http://www.esa.int/ell/ESA_in_your_country/Greece/Sygcharetheria_apho_ten_ESA_gia_ten_anakhalypse_ton_varytikhon_kymhaton

Πως το LIGO ανίχνευσε μια σκουληκότρυπα.

Πως θα μπορούσαμε να ανακαλύψουμε μια σκουληκότρυπα;

Το περιέγραφε ο Kip Thorne στο αρχικό σενάριο της ταινίας Interstellar.

Σε γενικές γραμμές, σύμφωνα με το βιβλίο του «The science of interstellar»

http://www.amazon.com/Science-Interstellar-Kip-Thorne/dp/0393351378

η ιστορία είχε ως εξής:

Ο καθηγητής Brand (στην ταινία ο Michael Caine) στα νιάτα του ήταν αναπληρωτής διευθυντής του LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) της διάταξης των συμβολομέτρων που είχαν ως στόχο την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

Μια μέρα του 2019, το LIGO χτυπήθηκε από μια ριπή βαρυτικών κυμάτων πολύ ισχυρότερη από οποιαδήποτε άλλη φορά:

Το πλάτος των κυμάτων αυξομειώθηκε πολλές φορές και στη συνέχεια διακόπηκαν απότομα.

Το φαινόμενο διήρκησε μόνο λίγα δευτερόλεπτα.

Συγκρίνοντας το σχήμα της κυματομορφής με τις προσομοιώσεις που πραγματοποίησαν υπερ-υπολογιστές, ο καθηγητής Βrand και η ομάδα του συμπέραναν ότι τα βαρυτικά κύματα προκλήθηκαν από έναν αστέρα νετρονίων σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα.

Ο αστέρας νετρονίων που ζύγιζε 1,5 ηλιακές μάζες συγχωνεύθηκε τελικά με τη μαύρη τρύπα που ζύγισε 4,5 ηλιακές μάζες….

Κοιτάζοντας πίσω στα δεδομένα των προηγούμενων δυο ετών του LIGO, ο καθηγητής Brand και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν πολύ ασθενή κύματα που εκπέμπονταν από το άστρο νετρονίων…

Αναλύοντας αυτά τα κύματα ανακάλυψαν την κατεύθυνση της πηγής τους. Ήταν απίστευτο! Τα κύματα προέρχονταν από κάτι που βρίσκονταν σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο. Καθώς η Γη και ο Κρόνος κινούνταν στις τροχιές τους, η πηγή ήταν πάντα κοντά στον Κρόνο!

Ένα άστρο νετρονίων σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο; Αδύνατον!

Και μια μαύρη τρύπα συνοδός του άστρου νετρονίων, κι οι δυο τους σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο; Αυτό κι αν είναι αδύνατον! Ο Κρόνος θα έπρεπε να είχε καταστραφεί, και μαζί μ’ αυτόν και το πλανητικό μας σύστημα.

Αλλά τα βαρυτικά κύματα υπήρχαν. Και χωρίς καμία αμφιβολία προέρχονταν από την γειτονιά του Κρόνου.

Η μοναδική εξήγηση που μπορούσε να δώσει ο καθηγητής Brand ήταν ότι τα κύματα προέρχονταν από μια σκουληκότρυπα που περιστρέφονταν γύρω από τον Κρόνο.

Η δε πηγή τους, η μαύρη τρύπα και το άστρο νετρονίων, θάπρεπε να βρίσκονται από την άλλη μεριά της σκουληκότρυπας.

Τα κύματα που εκπέμφθηκαν από το δυαδικό σύστημα μαύρη τρύπα – άστρο νετρονίων, ταξίδεψαν διαμέσου της σκουληκότρυπας και στη συνέχεια διαδόθηκαν στο ηλιακό μας σύστημα φθάνοντας στον ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων LIGO στη Γη.

Μια σύντομη παραλλαγή αυτής της ιστορίας ήταν μέρος του αρχικού σεναρίου στην ταινία Interstellar, αλλά τελικά δεν συμπεριλήφθηκε, αφήνοντας έξω από το Χόλυγουντ, LIGO και βαρυτικά κύματα. Για τον Kip Thorne η απόφασή αυτή ήταν οδυνηρή, δεδομένου ότι ήταν από τους οραματιστές του πειράματος LIGO, ξοδεύοντας δυο δεκαετίες σκληρής δουλειάς από τη ζωή του για το κάνει πραγματικότητα. Και όπως έγραφε – πριν από 1,5 χρόνο – στο βιβλίο του, «The science of interstellar»:

«το LIGO βρίσκεται σήμερα στο στάδιο της ωριμότητας, έτοιμο για την πρώτη ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων που αναμένεται μέσα σ’ αυτή τη δεκαετία». Και την περασμένη εβδομάδα δικαιώθηκε πλήρως

O Kip Thorne ήταν παρών στην ανακοίνωση ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων του LIGO

Υπενθυμίζεται ότι σε ένα παλαιότερο βιβλίο του Kip Thorne, κυκλοφόρησε στις αρχές της δεκαετίας του 1990 [«Mαύρες τρύπες και στρεβλώσεις του χρόνου», εκδόσεις κάτοπτρο], εκτιμούσε με αισιοδοξία ότι η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων θα γινόταν το 2007:

«Σε τι κατάσταση θα βρίσκεται η αστρονομία των βαρυτικών κυμάτων στη δεκαετία του 2000; Ένα αρκετά πιθανό σενάριο είναι το εξής: Έως το έτος 2007, οκτώ συμβολόμετρα, μήκους αρκετών χιλιομέτρων το καθένα, βρίσκονται σε πλήρη λειτουργία, αναζητώντας στον ουρανό εξάρσεις βαρυτικών κυμάτων. Δυο συμβολόμετρα βρίσκονται σε λειτουργία στην εν κενώ εγκατάσταση της Πίζας, στην Ιταλία, δυο στο Λιβινγκστον της Λουιζιάνα, στο νοτιοανατολικό τμήμα των ΗΠΑ, δυο στο Χάνφορντ της Ουάσιγκτον, στο βορειοδυτικό τμήμα των ΗΠΑ, και δυο στην Ιαπωνία. Σε κάθε περιοχή το ένα από τα δυο συμβολόμετρα καταγράφει συχνότητες μεταξύ 10 και 1.000 Hz. Το άλλο, που κατασκευάστηκε και εγκαταστάθηκε πρόσφατα, είναι ένα προηγμένο, εξειδικευμένο συμβολόμετρο, στόχος του οποίου είναι η ανίχνευση ταλαντώσεων μεταξύ 1000 και 3000 Hz.

Ένας συρμός βαρυτικών κυμάτων προερχόμενος από μια μακρινή κοσμική πηγή σαρώνει το ηλιακό μας σύστημα. Κάθε όρος του κύματος διεγείρει πρώτα τους ανιχνευτές της Ιαπωνίας, στη συνέχεια σαρώνει τη Γη και διεγείρει τους ανιχνευτές της Ουάσιγκτον, κατόπιν της Λουιζιάνα και τέλος της Ιταλίας. Μέσα σε διάστημα ενός περίπου λεπτού, το όρος διαδέχεται μια κοιλάδα, στη συνέχεια ακολουθεί πάλι ένα όρος, και ούτω καθεξής.

Οι αναρτημένες μάζες του κάθε ανιχνευτή ταλαντώνονται πολύ ελαφρά, διαταράσσοντας έτσι τις δέσμες των λέιζερ και, κατά συνέπεια, την ποσότητα του φωτός που εισέρχεται στη φωτοδίοδο του ανιχνευτή. Τα σήματα εξόδου των οκτώ φωτοδιόδων μεταδίδονται δορυφορικά σε έναν κεντρικό υπολογιστή, ο οποίος ειδοποιεί μια ομάδα επιστημόνων ότι άλλη μια έξαρση βαρυτικών κυμάτων – η τρίτη μέσα στην εβδομάδα – έχει φτάσει στη Γη.

Ο υπολογιστής συνδυάζει τα σήματα των οκτώ ανιχνευτών για να υπολογίσει τέσσερα στοιχεία: την πιθανότερη θέση στον ουρανό της πηγής των βαρυτικών κυμάτων, ένα πλαίσιο αβεβαιότητας γύρω από αυτή την πιθανότερη θέση, και δυο κυματομομορφές – δυο κυματοειδείς καμπύλες, ανάλογες με την κυματοειδή καμπύλη που θα παίρνατε αν εξετάζατε ηχητικά κύματα σε έναν παλμογράφο. Το παρελθόν της πηγής βρίσκεται κωδικοποιημένο μέσα σε αυτές τις κυματομορφές… Οι συγκεκριμένες αυτές κυματομορφές προέρχονται αναμφισβήτητα από δυο συνενούμενες μαύρες τρύπες … η καθεμιά από τις οποίες υπολογίστηκε ότι είχε μάζα 25 ηλιακές μάζες …»

Ο Kip Thorne έπεσε έξω , όσον αφορά τον χρόνο ανίχνευσης των βαρυτικών κυμάτων κατά 9 χρόνια. Στο σενάριο του Interstellar τοποθέτησε την ανίχνευση της σκουληκότρυπας στο έτος 2019. Δηλαδή μέχρι το 2030 οι βαρυτικοί ανιχνευτές θα έχουν ανακαλύψει σκουληκότρυπα για πρώτη φορά;

http://physicsgg.me/2016/02/15/%cf%80%cf%89%cf%82-%cf%84%ce%bf-ligo-%ce%b1%ce%bd%ce%af%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%83%ce%b5-%ce%bc%ce%b9%ce%b1-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%85%ce%bb%ce%b7%ce%ba%cf%8c%cf%84%cf%81%cf%85%cf%80%ce%b1/

Ο Δ. Νανόπουλος για την ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων.

Με την ευκαιρία να αναφέρουμε ότι η ανακοίνωση της ανίχνευσης των βαρυτικών κυμάτων από το LIGO συνοδεύθηκε από μια δεύτερη ανακοίνωση από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτινοβολίας γ Fermi. Σύμφωνα με αυτή 0,4 δευτερόλεπτα μετά την παρατήρηση των βαρυτικών κυμάτων που προκλήθηκαν από την συγχώνευση των μαύρων τρυπών το Fermi ανίχνευσε ένα σήμα ακτίνων γάμμα προερχόμενο από την ίδια κατεύθυνση απ’ όπου ήρθαν τα βαρυτικά κύματα:

«Fermi GBM Observations of LIGO Gravitational Wave event GW150914».

http://arxiv.org/abs/1602.03920

Αυτό σημαίνει εκτός των άλλων, ότι τα βαρυτικά κύματα έφτασαν στη Γη γρηγορότερα από τα ηλεκτρομανητικά.

Η ανακοίνωση αυτή – μαζί βέβαια με την ανακοίνωση ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων από το LIGO – προκάλεσε πολλές σχετικές δημοσιεύσεις. Μεταξύ αυτών και η χτεσινή δημοσίευση των John Ellis, Νίκου Μαυρόματου και Δημήτρη Νανόπουλου με τίτλο

«Comments on Graviton Propagation in Light of GW150914».

http://arxiv.org/abs/1602.04764

http://physicsgg.me/2016/02/16/%ce%bf-%ce%b4-%ce%bd%ce%b1%ce%bd%cf%8c%cf%80%ce%bf%cf%85%ce%bb%ce%bf%cf%82-%ce%b3%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%ba%ce%ac%ce%bb%cf%85%cf%88%ce%b7-%cf%84%cf%89%ce%bd-%ce%b2%ce%b1/

Βαρυτικά Κύματα: Πλέον μπορούμε να ακούσουμε τη μελωδία του Κόσμου.

Ενημερωτική εκδήλωση, την Τρίτη 23 Φεβρουαρίου 2016,στο Ίδρυμα Ευγενίδου

* Tι είναι τα βαρυτικά κύματα;

* Γιατί η ανίχνευσή τους αποτελεί μία από τις κορυφαίες επιστημονικές

ανακαλύψεις όλων των εποχών;

Απάντηση σε αυτά αλλά και σε πολλά άλλα σχετικά ερωτήματα θα δοθούν στην επίκαιρη ενημερωτική εκδήλωση που πραγματοποιείται στο Αμφιθέατρο του Ιδρύματος Ευγενίδου (Λεωφ. Συγγρού 387, 175 64 Π. Φάληρο), την Τρίτη 23 Φεβρουαρίου 2016 και ώρα 19:00 (πέρας προσέλευσης 18:30). Συνδιοργανωτές είναι το Ίδρυμα Ευγενίδου και η Ένωση Ελλήνων Φυσικών και προσκεκλημένος ομιλητής ο Δρ. Θεοχάρης Αποστολάτος, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήματος Φυσικής, Ε.Κ.Π.Α.

Η εκδήλωση απευθύνεται σε όλους όσοι/όσες αγαπούν ή ασχολούνται με την Φυσική και εν γένει τις θετικές επιστήμες, αλλά και σε εκείνους/εκείνες που επιθυμούν να ενημερωθούν έγκυρα για την νέα αυτή ανακάλυψη.

Υπενθυμίζουμε ότι η εκδήλωση πραγματοποιείται με αφορμή την ανακοίνωση, την Πέμπτη 11 Φεβρουαρίου 2016, από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, τα Πανεπιστήμια Caltech και MIT και την ερευνητική κοινοπραξία LIGO, ανακάλυψης βαρυτικών κυμάτων, ανεπαίσθητων ρυτιδώσεων στον «ιστό» του χωροχρόνου, τα οποία δημιουργήθηκαν από την σύγκρουση δύο μαύρων οπών, περίπου 1 δισ. έτη φωτός μακριά. Η ανακάλυψη αυτή, εάν μάλιστα επιβεβαιωθεί τους επόμενους μήνες και από ανεξάρτητους ανιχνευτές, θα δώσει το έναυσμα για μια νέα εποχή στην Αστρονομία. Για την σπουδαιότητα της ανακάλυψης ο Karsten Danzmann, διευθυντής στο Ινστιτούτο Max Plank Βαρυτικής Φυσικής, αλλά και στο Ινστιτούτο Βαρυτικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Leibniz της Γερμανίας, δήλωσε ότι «πρόκειται για την πρώτη στα χρονικά απευθείας ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, για την πρώτη στην ιστορία άμεση ανίχνευση μαύρων οπών και συνάμα μία ακόμη επαλήθευση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, αφού οι ιδιότητες αυτών των μαύρων οπών συμφωνούν επακριβώς με όσα προβλέπει γι’ αυτές η θεωρία του Αϊνστάιν, που διατυπώθηκε σχεδόν 100 χρόνια πριν».

Το Ίδρυμα Ευγενίδου και η Ένωση Ελλήνων Φυσικών διοργανώνουν την ως άνω εκδήλωση με στόχο την άμεση όσο και έγκυρη ενημέρωση για τις τρέχουσες επιστημονικές εξελίξεις και την παρουσίαση των μεγάλων ανακαλύψεων στο γενικό κοινό με τρόπο εύληπτο και κατανοητό.

Σημειώνεται ότι η είσοδος στην εκδήλωση είναι ελεύθερη, απαραίτητη είναι όμως η κράτηση θέσεων (και έως εξαντλήσεως των διαθεσίμων θέσεων), στα τηλέφωνα της Βιβλιοθήκης του Ιδρύματος Ευγενίδου 210 9469631 και 632 (Δευτέρα έως Σάββατο, ώρες: 09:00-16:00).

Oι κωφοί/κωφές, βαρήκοοι/βαρήκοες μπορούν να κάνουν κράτηση θέσης ηλεκτρονικά στην ηλεκτρονική διεύθυνση: pr@eef.edu.gr

Οι χώροι είναι προσβάσιμοι και φιλικοί σε ανθρώπους με αναπηρία και εμποδιζόμενα άτομα (είσοδος από οδό Πεντέλης 11), οι σκύλοι- οδηγοί τυφλών είναι ευπρόσδεκτοι, ενώ έχει ήδη προγραμματιστεί διερμηνεία στην Ελληνική Νοηματική Γλώσσα.

Θεοχάρης Αποστολάτος – Βιογραφικό Σημείωμα

Γεννήθηκε στην Αθήνα το 1966. Φοίτησε στο Τμήμα Φυσικής του ΕΚΠΑ την περίοδο 1984-1988, απ’ όπου και αποφοίτησε με βαθμό άριστα. Πραγματοποίησε μεταπτυχιακές σπουδές στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας (Caltech) την περίοδο 1989-1994, οπότε και εκπόνησε τη διαδακτορική του διατριβή υπό την επίβλεψη του Καθηγητή Kip Thorne με αντικείμενο προβλήματα της Γενικής Σχετικότητας μεταξύ των οποίων τη διερεύνηση της δυνατότητας ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων. Συνέχισε τις μεταδιδακτορικές μου μελέτες στο Max Planck Institute της Ιένας στη Γερμανία και από το 1998 εργάζεται εκπαιδευτικά και ερευνητικά στο Τμήμα Φυσικής του ΕΚΠΑ. Τα ερευνητικά του αντικείμενα στρέφονται στον ευρύτερο χώρο της Σχετικιστικής Αστροφυσικής και ειδικότερα στις ιδιότητες των πλέον σχετικιστικών κοσμικών αντικειμένων: τις μαύρες τρύπες και τους αστέρες νετρονίων.

http://physicsgg.me/2016/02/17/%ce%b2%ce%b1%cf%81%cf%85%cf%84%ce%b9%ce%ba%ce%ac-%ce%ba%cf%8d%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%b1-%cf%80%ce%bb%ce%ad%ce%bf%ce%bd-%ce%bc%cf%80%ce%bf%cf%81%ce%bf%cf%8d%ce%bc%ce%b5-%ce%bd%ce%b1-%ce%b1%ce%ba%ce%bf/

Μετά την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων το σύμπαν δεν θα είναι το ίδιo.Εντός δεκαετίας θα μπορούμε να παρατηρούμε το σύμπαν από τη γέννηση του μέχρι σήμερα.

Mετά την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων το σύμπαν δεν θα είναι ξανά το ίδιο, θα αποκαλυφθούν ακόμα και οι πιο κρυφές γωνιές του, τόνισε ο καθηγητής Θεωρητικής Αστροφυσικής στο γερμανικό πανεπιστήμιο του Τύμπιγκεν, Κωνσταντίνος Κόκκοτας, μιλώντας στην εκδήλωση που διοργάνωσε ο Σύλλογος Αποφοίτων του ΑΠΘ, με αφορμή την πειραματική απόδειξη του φαινομένου.

Εκτίμησε, δε, ότι σε λιγότερο από μια δεκαετία θα μπορούμε να παρατηρούμε το σύμπαν από τη γέννηση του μέχρι σήμερα. Όπως εξήγησε, τα βαρυτικά κύματα που εκλύθηκαν στο πρώιμο σύμπαν, δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη ‘Εκρηξη, άφησαν το αποτύπωμα τους στη μικροκυματική ακτινοβολία. Επιπλέον, δεν αλληλεπίδρασαν με την ύλη, οπότε δεν άλλαξαν μορφή.

Εκτιμάται ότι, κατά τη συγχώνευση αυτών των δύο «τεράτων», υπήρξε απώλεια μιας ποσότητας μάζας περίπου τριπλάσιας από τον Ήλιο, η οποία μετατράπηκε σε ενέργεια και στη συνέχεια σε βαρυτικά κύματα μέσα σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Αυτά τα κύματα ανίχνευσε τελικά το LIGO.

Ο κ. Κόκκοτας τόνισε ότι μεταξύ των ερωτημάτων που μένει να διερευνηθούν είναι, μεταξύ άλλων, εάν τα βαρυτικά κύματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, εάν έχουν μάζα, αλλά και ποια είναι η δομή του χωροχρόνου στο εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας.

Χαιρετισμό στην εκδήλωση απηύθυνε, μέσω Skype, η καθηγήτρια αστροφυσικής του Πανεπιστημίου Northwestern του Σικάγο, Βίκυ Καλογερά, η οποία συμμετέχει στη διεθνή επιστημονική κοινοπραξία LIGO που έκανε τη βαρυσήμαντη ανακοίνωση για την ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων. Μεταξύ άλλων, τόνισε ότι οι ανιχνευτές του LIGO θα ανοίξουν και πάλι τον Ιούνιο ή τον Ιούλιο για έξι μήνες, κατόπιν το 2017 για εννιά μήνες και το 2018, οπότε και η ευαισθησία τους θα είναι τριπλάσια σε σχέση με τη σημερινή.

Υπογράμμισε ότι ζει συγκλονιστικές στιγμές και ότι η ανακάλυψη ήρθε μετά από 15 χρόνια δουλειάς και προσπαθειών.

Δήλωσε περήφανη που είναι απόφοιτη του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ και πρόσθεσε ότι η εκπαίδευση που έλαβε ήταν η βάση για όσα έχει πετύχει.

«Πράσινο φως» στην Ινδία για την κατασκευή ενός ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων

Μία μόλις εβδομάδα από την πρώτη πετυχημένη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από τους ανιχνευτές Advanced LIGO στις ΗΠΑ, το υπουργικό συμβούλιο της Ινδίας ενέκρινε καταρχήν την κατασκευή μιας ανάλογης διάταξης στη χώρα της Νότιας Ασίας.

Ο ανιχνευτής θα ονομασθεί LIGO-India και υπεύθυνη για την κατασκευή του θα είναι η ερευνητική ομάδα IndIGO (Indian Initiative in Gravitational-wave Observations), η οποία συνέβαλε στην ανακάλυψη της περασμένης εβδομάδας.

Όταν ολοκληρωθεί, θα ενταχθεί στο παγκόσμιο δίκτυο των παρατηρητηρίων βαρυτικών κυμάτων που βρίσκονται ήδη σε λειτουργία και τα οποία, εκτός από τις ΗΠΑ, βρίσκονται στη Γερμανία, την Ιταλία και την Ιαπωνία.

Σχολιάζοντας την απόφαση με μηνύματά του στο Twitter, ο Ινδός πρωθυπουργός Ναρέντρα Μόντι σημείωσε πως η κατασκευή του ανιχνευτή θα γίνει με τη συνεργασία του Caltech and MIT, τα δύο ιδρύματα που λειτουργούν την αντίστοιχη διάταξη στις ΗΠΑ. Σύμφωνα επίσης με τον Μόντι, το LIGO-India θα προσφέρει σημαντικές ευκαιρίες και στην ινδική βιομηχανία, για να αξιοποιήσει τεχνολογίες αιχμής.

Το σήμα που ανιχνεύθηκε την περασμένη εβδομάδα αφορούσε τη συγχώνευση δύο μελανών οπών, με μάζα 36 και 29 φορές μεγαλύτερης από τη μάζα του Ήλιου, από την οποία προέκυψε μία μελανή οπή με 62πλάσια μάζα από τον Ήλιο, σε απόσταση 1,3 δισ. ετών φωτός από τη Γη.

Ινδοί επιστήμονες συμμετείχαν τόσο στην προσομοίωση της μορφής των βαρυτικών κυμάτων που θα μπορούσα να προκύπτουν από ένα τέτοιο κοσμικό γεγονός όσο και στην επεξεργασία του σήματος, το οποίο έχει ονομασθεί GW150914.

Το Advanced LIGO χρησιμοποιεί δύο ανιχνευτές, στην Ουάσιγκτον και τη Λουιζιάνα, ώστε ένα σήμα να θεωρείται αξιόπιστο όταν ανιχνεύεται και από τις δύο πειραματικές διατάξεις.Οι ανιχνευτές του πειράματος LIGO στις ΗΠΑ ανίχνευσαν σήμα βαρυτικών κυμάτων, το οποίο εκτιμούν ότι προέρχονταν από δύο μαύρες τρύπες με μάζες 29 και 36 φορές μεγαλύτερες από τον Ήλιο.

Η ύπαρξη ωστόσο και άλλων παρατηρητηρίων βαρυτικών κυμάτων, σε άλλα σημεία του πλανήτη, θα επιτρέπει στους επιστήμονες να εξάγουν περισσότερα στοιχεία για τις πηγές που προκαλούν τις διαταραχές στο χωροχρονικό συνεχές και να υπολογίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη θέση τους στο σύμπαν.

Εκτός από τις δύο διατάξεις του Advanced LIGO, στο παγκόσμιο δίκτυο συμμετέχει ο ανιχνευτής GEO600 detector στη Γερμανία και οι ανιχνευτές Virgo και KAGRA, στην Ιταλία και την Ιαπωνία αντίστοιχα, που αυτή τη στιγμή βρίσκονται σε φάση αναβάθμισης.

Σύμφωνα με ερευνητές που συνεργάζονται στο πλαίσιο του παγκόσμιου δικτύου, το LIGO-India θα αυξήσει την ακρίβεια εντοπισμού των πηγών των βαρυτικών κυμάτων κατά 5 έως 10 φορές.

http://physicsgg.me/2016/02/20/%ce%ba-%ce%ba%cf%8c%ce%ba%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b1%cf%82-%ce%bc%ce%b5%cf%84%ce%ac-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%b1%ce%bd%ce%af%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%83%ce%b7-%cf%84%cf%89%ce%bd-%ce%b2%ce%b1%cf%81%cf%85/

Φως στην προέλευση μιας γρήγορης «έκρηξης» ραδιοκυμάτων στο σύμπαν.

Οι αστρονόμοι κατάφεραν για πρώτη φορά να εντοπίσουν την προέλευση μιας «γρήγορης εκπομπής (έκρηξης) ραδιοκυμάτων» (Fast Radio Burst-FRB). Οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν τις υποψίες τους ότι αυτές οι πολύ σύντομες, αλλά εντυπωσιακές «αναλαμπές» ραδιοκυμάτων προέρχονται από το μακρινό σύμπαν και η προέλευσή τους δεν είναι κάποια πηγή κοντά στη Γη.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Έβαν Κιν του Οργανισμού SKA, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Nature, χρησιμοποίησαν αρχικά το ραδιοτηλεσκόπιο «Παρκς» της ανατολικής Αυστραλίας και στη συνέχεια το ιαπωνικό οπτικό τηλεσκόπιο «Σουμπαρού» στη Χαβάη.

Οι μυστηριώδεις FRB, που για πρώτη φορά έγιναν αντιληπτές το 2007, εκπέμπουν σε ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου τόση ενέργεια, όση ο Ήλιος μας σε 10.000 χρόνια. Μέχρι σήμερα έχουν εντοπισθεί 16 τέτοιες «εκρήξεις», αν και οι επιστήμονες θεωρούν πιθανό ότι συμβαίνουν γύρω στις 10.000 καθημερινά στον ουρανό.

Παραμένει, όμως, ακόμη άγνωστο ποιό φυσικό φαινόμενο τις προκαλεί. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι προέρχονται από τη σύγκρουση δύο άστρων νετρονίων και πάντως μάλλον όχι από εξωγήινους, όπως έχουν ισχυρισθεί ορισμένοι.

Αυτή τη φορά, τουλάχιστον, οι αστρονόμοι κατόρθωσαν να υπολογίσουν ότι μια τέτοια ραδιο-έκρηξη, που έγινε αντιληπτή τον Απρίλιο του 2015, προερχόταν από έναν πολύ μακρινό ελλειπτικό γαλαξία σε απόσταση περίπου έξι δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.

Επίσης, χάρη στον εντοπισμό της προέλευσης της ραδιο-εκπομπής, βρήκαν μια εναλλακτική μέθοδο να μετρήσουν την πυκνότητας της ύλης και να «ζυγίσουν» έτσι το σύμπαν. Επιβεβαίωσαν με αυτό τον τρόπο ότι η ορατή (κανονική ή βαρυονική) ύλη αποτελεί περίπου μόνο το 5% του σύμπαντος. Το υπόλοιπο 28% εκτιμάται ότι είναι σκοτεινή ύλη και το 67% σκοτεινή ενέργεια.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500060764

Τα «τέρατα» του Σύμπαντος.

Αίσθηση προκάλεσε πριν από λίγες ημέρες η ανακοίνωση ομάδας αστρονόμων στις ΗΠΑ που χρησιμοποιώντας τα τηλεσκόπια Keck II και Gemini έκανε μια ανακάλυψη από αυτές για τις οποίες δεν είναι εύκολο να βρεις κάποιο επίθετο ή χαρακτηρισμό. Οι ερευνητές εντόπισαν στο κέντρο ενός γαλαξία μια μελανή οπή η μάζα της οποίας είναι 21 δισ. φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ηλίου και η διάμετρος του ορίζοντα των γεγονότων είναι 130 δισ. χλμ.! Θυμίζουμε ότι η μελανή οπή στο κέντρο του γαλαξία μας έχει μάζα περίπου 4 εκατ. φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ηλίου, οπότε γίνεται εύκολα αντιληπτό το ασύλληπτο πραγματικά μέγεθος αυτής της νέας μελανής οπής που εντόπισαν οι επιστήμονες. Πρόκειται για τη μεγαλύτερη σε μέγεθος μελανή οπή που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα. Δεν είναι όμως η πρώτη ανακάλυψη αυτού του είδους αφού τα τελευταία χρόνια ο στόλος των διαστημικών τηλεσκοπίων και τα όλο και πιο ισχυρά επίγεια τηλεσκόπια εντοπίζουν εντυπωσιακά σε μέγεθος και ιδιότητες διαστημικά σώματα και κοσμικά φαινόμενα. Ας δούμε ορισμένα από τα πιο ενδιαφέροντα...

Το πιο λαμπρό αστέρι

Μια εντυπωσιακή ανακάλυψη έκανε ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Ματέο Μπατσέτι του Αστεροσκοπείου του Κάλιαρι στη Σαρδηνία. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Nustar και εντόπισαν ένα υπέρλαμπρο άστρο νετρονίου. Το άστρο αυτό βρίσκεται στον γειτονικό γαλαξία Μ82, γνωστό και ως «γαλαξία-πούρο», ο οποίος απέχει 12 εκατομμύρια έτη φωτός από εμάς.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτό το άστρο νετρονίου έχει φωτεινότητα παρόμοια με εκείνη 10 εκατομμυρίων άστρων σαν τον Ηλιο και είναι το λαμπρότερο άστρο νετρονίου που έχει εντοπιστεί ως σήμερα στο Σύμπαν.

Εκρηκτική λάμψη

Εξαιρετικά ενδιαφέροντα αλλά και άκρως εντυπωσιακά είναι τα αποτελέσματα της μελέτης ορισμένων αστρικών εκρήξεων που εντοπίστηκαν πριν από λίγα χρόνια. Επιστήμονες στις ΗΠΑ υποστηρίζουν ότι αυτές οι εκρήξεις ήταν απίστευτα ισχυρές, ότι διαφέρουν από τις υπόλοιπες και ότι στην ουσία πρόκειται για έναν νέο, άγνωστο ως σήμερα τύπο σουπερνόβα. Μία εξ αυτών, η οποία έχει την κωδική ονομασία SN 2006gy, είναι η λαμπρότερη αστρική έκρηξη που γνωρίζουμε ως σήμερα. Η έκρηξη αυτή ήταν 10 φορές πιο λαμπρή από τις εκρήξεις σουπερνόβα που ξέρουμε και, σύμφωνα με τη μελέτη, ήταν 100 δισεκατομμύρια φορές πιο λαμπρή από τη λάμψη την οποία εκπέμπει ο Ηλιος!

Κοσμοθύελλα.

Μια πραγματικά εντυπωσιακή, από κάθε άποψη, ανακάλυψη έκανε διεθνής ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας τα διαστημικά τηλεσκόπια XMM-Newton και NuSTAR. Τα δύο τηλεσκόπια κάνουν παρατηρήσεις σε διαφορετικά φάσματα φωτός των ακτίνων Χ και ο συνδυασμός των παρατηρήσεών τους αποκάλυψε ένα εκπληκτικό κοσμικό φαινόμενο. Σε έναν γαλαξία που βρίσκεται σε απόσταση 2 δισ. ετών φωτός από εμάς υπάρχει μια κολοσσιαία μελανή οπή η οποία έχει λάβει την ονομασία

PDS 456.

Οι ερευνητές εντόπισαν τους ανέμους που δημιουργούνται από τη δράση αυτής της μαύρης τρύπας. Πρόκειται, όπως λένε, για τους ισχυρότερους ανέμους που έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι συγκεκριμένοι άνεμοι μεταφέρουν κάθε δευτερόλεπτο ενέργεια μεγαλύτερη από εκείνη που εκπέμπουν μαζί 1 τρισ. άστρα σαν τον Ηλιο!

Οπως αναφέρουν, αν αυτή η τρομερή κοσμική θύελλα χτυπούσε έναν γαλαξία θα εξαφάνιζε όλα εκείνα τα συστατικά (αέρια, σκόνη) που είναι απαραίτητα για την παραγωγή άστρων. Με απλά λόγια, ο γαλαξίας αυτός θα γινόταν άγονος. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».

Νεροτέρας!

Μια ακόμη εκπληκτική όσο και σχεδόν ασύλληπτη για τα δικά μας δεδομένα ανακάλυψη έκαναν οι επιστήμονες που εξερευνούν το Σύμπαν. Εντόπισαν έναν μακρινό κβάζαρ (πυρήνας ενεργού γαλαξία) ο οποίος αντλεί ενέργεια από μια γιγάντια μαύρη τρύπα. Το τοπικό κοσμικό περιβάλλον επέτρεψε, σύμφωνα με τους επιστήμονες, την παραγωγή τεράστιων ποσοτήτων νερού. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ερευνητών, η ποσότητα του νερού που υπάρχει στη «δεξαμενή» που έχει δημιουργηθεί στον κβάζαρ περιέχει 140 τρισεκατομμύρια φορές περισσότερο νερό από όσο έχουν συνολικά οι ωκεανοί της Γης!

http://www.tovima.gr/science/article/?aid=779794

Η ώρα της αλήθειας για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων στο διάστημα.

Σε λίγες ώρες θα αρχίσουν να καταφθάνουν στη Γη τα πρώτα επιστημονικά δεδομένα από το ευρωπαϊκό μη επανδρωμένο διαστημόπλοιο Lisa Pathfinder, κάτι που σημαίνει πως θα ξεκινήσει η δοκιμή της τεχνολογίας που χρησιμοποιεί το σκάφος για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

Το Lisa Pathfinder αναπτύχθηκε από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) και εκτοξεύθηκε στις 2 Δεκεμβρίου, με έναν πύραυλο Vega από τον ευρωπαϊκό κοσμοδρόμιο στο Κουρού της Γαλλικής Γουιάνας. Σκοπός του σκάφους είναι να δοκιμασθεί σε πραγματικές συνθήκες μία τεχνική η οποία θα μπορούσε να επιτρέψει την κατασκευή διαστημικών παρατηρητηρίων για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

http://www.esa.int/ell/ESA_in_your_country/Greece/Sygcharetheria_apho_ten_ESA_gia_ten_anakhalypse_ton_varytikhon_kymhaton

Όπως προβλέπει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, τα βαρυτικά κύματα είναι διαταραχές που διαδίδονται στο χωροχρονικό συνεχές και προκαλούνται από την κίνηση των υλικών σωμάτων.

Επειδή είναι εξαιρετικά ασθενή, η πειραματική απόδειξη για την ύπαρξή τους έγινε μόλις τον φετινό Φεβρουάριο, δηλαδή έναν αιώνα μετά τη διατύπωση της Γενικής Σχετικότητας, από τους δύο επίγειους ανιχνευτές του πειράματος Advanced LIGO στις ΗΠΑ.

Από εδώ και στο εξής, το πείραμα Advanced LIGO αναμένεται να αρχίσει να ανιχνεύει βαρυτικά κύματα σε τακτική βάση, συνεπικουρούμενο μάλιστα από παρόμοιες διατάξεις που υπάρχουν στην Ιταλία και τη Γερμανία.

Ωστόσο, αυτοί οι επίγειοι ανιχνευτές δεν μπορούν να εντοπίσουν διαταραχές στο χωροχρονικό συνεχές οι οποίες έχουν αρκετά χαμηλές συχνότητες.

Το κενός αυτό υπόσχονται να καλύψουν τα διαστημικά παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στους αστρονόμους να μελετήσουν κοσμικά φαινόμενα όπως τη γέννηση «πανάρχαιων» γαλαξιών, που βρίσκονται σε απόσταση πάνω από 10 δισ. έτη φωτός από τη Γη.

Επομένως, σκοπός του Lisa Pathfinder είναι να γίνει το «κρας τεστ» του τρόπου λειτουργίας ενός τέτοιου παρατηρητηρίου.

Πιο συγκεκριμένα, στο εσωτερικό του διαστημοπλοίου υπάρχουν δύο πανομοιότυποι κύβοι 46 χιλιοστών από κράμα χρυσού και λευκόχρυσου, οι οποίοι απέχουν μεταξύ τους κατά 38 εκατοστά.

Το ερώτημα είναι κατά πόσο οι δύο κύβοι παραμένουν όντως απομονωμένοι από οποιαδήποτε άλλη δύναμη, εκτός από τη βαρύτητα.

Για να διαπιστωθεί αυτό, μία διάταξη θα παρακολουθεί τις θέσεις τους με εξαιρετική ακρίβεια, ώστε να ελέγξει κατά πόσο η κίνησή τους προκαλείται αποκλειστικά από τη βαρυτική δύναμη.

Από τη στιγμή της εκτόξευσής του, το σκάφος αύξανε συνεχώς το ύψος του ώστε να φτάσει τελικά στην επιθυμητή τροχιά, σε απόσταση περίπου 1,5εκατ. χλμ. από τη Γη.

Πριν από την έναρξη της επιστημονικής φάσης της αποστολής, οι υπεύθυνοι του Lisa Pathfinder πραγματοποίησαν όλους τους απαραίτητους ελέγχους στα συστήματά του.

http://www.naftemporiki.gr/story/1072855/i-ora-tis-alitheias-gia-tin-anixneusi-barutikon-kumaton-sto-diastima

Το σύμπαν έχει τουλάχιστον άλλα 2,8 δισ. χρόνια «ζωής»

Λαμβάνοντας υπ' όψιν τον τρόπο με τον οποίο εξελίσσεται το σύμπαν, Πορτογάλοι επιστήμονες υπολόγισαν πως το τέλος της «ζωής» του δεν πρόκειται να συμβεί πριν από τουλάχιστον 2,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι κοσμολόγοι γνωρίζουν με βεβαιότητα ότι η γέννηση του Σύμπαντος τοποθετείται πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, από έναν «κοσμικό σπόρο» τεράστιας πυκνότητας που άρχισε να διαστέλλεται. Αστρονομικές παρατηρήσεις έχουν επίσης δείξει πως, περίπου 9 δισεκατομμύρια έτη αργότερα, η διαστολή άρχισε να αυξάνεται με επιταχυνόμενο ρυθμό.

Ένα σενάριο για τη μοίρα του σύμπαντος είναι πως ο ρυθμός διαστολής του θα παραμείνει σταθερός, με συνέπεια στο μακρινό μέλλον να σταματήσουν να δημιουργούνται καινούριοι αστέρες και να «σβήσουν» όλα τα άστρα που έχουν σχηματισθεί μέχρι εκείνη τη στιγμή, καθώς θα ξεμείνουν από «καύσιμα».

Στη συνέχεια θα εξαφανισθούν και οι μαύρες τρύπες, λόγω της ακτινοβολίας που εκπέμπουν, έτσι ώστε ο «κόσμος» να βρεθεί τελικά σε μία αιώνια κατάσταση απόλυτου σκότους και βαθιάς κατάψυξης (Big Freeze).

Η επιτάχυνση της διαστολής αποδίδεται από τους επιστήμονες στη σκοτεινή ενέργεια, η οποία δρα αντίθετα από τη βαρύτητα και κατακλύζει το σύμπαν. Καθώς η φύση της σκοτεινής ενέργειας είναι άγνωστη, είναι πιθανό η ποσότητά της να αυξάνεται προοδευτικά με τον χρόνο, κάτι που θα σημαίνει πως ο ρυθμός της διαστολής θα αυξάνεται με ολοένα μεγαλύτερο ρυθμό.

Σε αυτή την περίπτωση, η ιστορία του σύμπαντος θα ολοκληρωθεί με το «μεγάλο σχίσμα» (Big Rip), όταν θα διαρρηχθεί ακόμη και αυτό το χωροχρονικό συνεχές.

Παλαιότερες προβλέψεις για αυτό το σενάριο τοποθετούν αυτό το «μεγάλο σχίσμα» 22 δισεκατομμύρια χρόνια από σήμερα. Θα μπορούσε όμως να συμβεί νωρίτερα;

Για να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα, ο Ντιέγκο Σάζε-Γκόμεζ και συνάδελφοί του από το πανεπιστήμιο της Λισαβόνας δημιούργησαν μία υπολογιστική προσομοίωση για τη συμπαντική εξέλιξη, χρησιμοποιώντας τα πιο πρόσφατα δεδομένα σχετικά με τη διαστολή του «κόσμου».

Τα στοιχεία αυτά προήλθαν από τις μετατοπίσεις γειτονικών αστέρων και σουπερνόβα, όπως και από «βαρυονικές ακουστικές ταλαντώσεις», δηλαδή ρυτιδώσεις στην κατανομή της ύλης στο Σύμπαν. Με αυτά τα δεδομένα, γίνεται η μελέτη της συμπεριφοράς της σκοτεινής ενέργειας.

Με βάση την υπολογιστική προσομοίωση, οι επιστήμονες βρήκαν πως η πιο σύντομη εκτίμηση για το «μεγάλο σχίσμα» το τοποθετεί χρονικά σε περίπου 2,8 δισεκατομμύρια χρόνια από σήμερα.

Όσον αφορά το πλέον απώτερο χρονικά όριο, το μοντέλο μετέθεσε το «μεγάλο σχίσμα» στο άπειρο, κάτι που πρακτικά σημαίνει πως το συγκεκριμένο τέλος δεν συμβεί ποτέ, αφού αντίθετα ο «κόσμος» θα καταλήξει στη «βαθιά κατάψυξη».

Με δεδομένο πως ο Ήλιος δεν αναμένεται να «σβήσει» πριν από τουλάχιστον 5 δισεκατομμύρια χρόνια, δημιουργεί πάντως έκπληξη το γεγονός ότι το σύμπαν μπορεί να ολοκληρώσει τη «ζωή» του τόσο νωρίς.

Ωστόσο, σενάρια όπως το «μεγάλο σχίσμα» προέρχονται από το γεγονός ότι η φυσική επιστήμη κάθε άλλο παρά πλήρης είναι, αφού για παράδειγμα δεν μπορεί να «συμφιλιώσει» την κβαντομηχανική με τη βαρυτική θεωρία, δηλαδή τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας.

Επομένως, η χρονική εκτίμηση τέτοιων εκδοχών για το «τέλος» του σύμπαντος ουσιαστικά δίνει τη δυνατότητα στους επιστήμονες να εξερευνήσουν από μία εναλλακτική σκοπιά άλυτα ερωτηματικά της φυσικής.

http://www.naftemporiki.gr/story/1074335/to-sumpan-exei-toulaxiston-alla-28-dis-xronia-zois

Πότε θα έρθει το τέλος του Σύμπαντος ;

«… αυτός είναι ο τρόπος

που ο κόσμος τελειώνει

όχι με ένα πάταγο αλλά με ένα λυγμό».

(Τ. Σ. Έλιοτ, «Οι κούφιοι άνθρωποι»)

Πριν αναφέρουμε το νέο «εύρημα» των φυσικών για το «πότε θα έρθει το τέλος του Σύμπαντος», ας δούμε πρώτα «πως πρόκειται να τελειώσει το Σύμπαν μας».

Υπάρχουν διάφορα σενάρια, τρία εκ των οποίων είναι: το σενάριο της «Μεγάλης Ψύχρας (Big Chill)», της «Μεγάλης Σύνθλιψης (Big Crunch)», της «Μεγάλης Ρήξης (Big Rip)».

Σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης το Σύμπαν μας διαστέλλεται εδώ και περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια. Η «Μεγάλη Ψύχρα» θα επέλθει αν το Σύμπαν μας εξακολουθήσει να διαστέλλεται για πάντα, αραιώνοντας τον κόσμο και μετατρέποντάς τον σε ένα ψυχρό, σκοτεινό και τελικά νεκρό μέρος.

Στο σενάριο της «Μεγάλης Σύνθλιψης» η διαστολή του Σύμπαντος αναστρέφεται, αρχίζει η συστολή του και τέλος το περιεχόμενό του συνθλίβεται σε μια κατακλυσμιαία κατάρρευση που θα θυμίζει αντίστροφη Μεγάλη Έκρηξη. Η εξέλιξη αυτή μάλλον έχει τις μικρότερες πιθανότητες διότι το Σύμπαν φαίνεται πως όχι μόνο συνεχίζει να διαστέλλεται, αλλά επιπλέον η διαστολή του γίνεται με επιταχυνόμενο ρυθμό εξαιτίας της σκοτεινής ενέργειας.

Η «Μεγάλη Ρήξη» μοιάζει με τη «Μεγάλη Ψύχρα». Οι γαλαξίες, οι πλανήτες, τα άτομά μας ακόμα και το χωροχρονικό συνεχές διαρρηγνύονται σε ένα «γκραν φινάλε». Το πως θα τελειώσει το Σύμπαν μας εξαρτάται από την σκοτεινή ενέργεια η οποία αποτελεί το 70% της μάζας του Σύμπαντος. Μπορεί να επέλθει η Ψύχρα, είτε η Σύνθλιψη, είτε η Ρήξη ανάλογα με το αν η πυκνότητα της σκοτεινής ενέργειας παραμένει αμετάβλητη, γίνει αρνητική ή αυξηθεί, αντιστοίχως.

Το μέλλον του χώρου----- Μεγάλη Ψύχρα--- Μεγάλη Σύνθλιψη--- Μεγάλη Ρήξη

Υπάρχει για πάντα;--------------------ΝΑΙ---------------ΟΧΙ------------ΟΧΙ

Το μέγεθός του γίνεται άπειρο;------ΝΑΙ---------------ΟΧΙ------------ΝΑΙ

Η πυκνότητα γίνεται άπειρη;---------ΟΧΙ---------------ΝΑΙ------------ΝΑΙ

Είναι ευσταθής;------------------------ΝΑΙ---------------ΝΑΙ------------ΝΑΙ

Απείρως επεκτάσιμος;-----------------ΝΑΙ---------------ΝΑΙ------------ΝΑΙ

Μια παλαιότερη μελέτη που ευνοούσε το σενάριο της Μεγάλης Ρήξης τοποθετούσε το φριχτό τέλος σε 22 δισεκατομμύρια χρόνια από σήμερα.

Lawrence Krauss: «Ένα σύμπαν από το τίποτε»

Μια διάλεξη του Lawrence M. Krauss βασισμένη στις ιδέες που περιγράφονται στο ομώνυμο βιβλίο του, «Ένα σύμπαν από το τίποτε» : (εκδόσεις Τραυλός)

Το Σύμπαν είναι έτσι όπως είναι είτε μας αρέσει είτε όχι. Η ύπαρξη ή η ανυπαρξία ενός δημιουργού δεν εξαρτάται από τις επιθυμίες μας. Ένας κόσμος χωρίς Θεό ή σκοπό μπορεί να δείχνει σκληρός ή μάταιος, όμως αυτό από μόνο του δεν καθιστά αναγκαία την ύπαρξη του Θεού.

Για περισσότερα από δυο χιλιάδες χρόνια, το ερώτημα, «Γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτε;» παρουσιάζεται ως πρόκληση στην πρόταση ότι το Σύμπαν μας – το οποίο περιέχει συμπλέγματα από αστέρες, γαλαξίες, ανθρώπους και ποιός ξέρει τι άλλο – μπορεί να προέκυψε χωρίς σχέδιο, πρόθεση ή σκοπό. Παρότι συνήθως προβάλλεται ως φιλοσοφικό ή θρησκευτικό ερώτημα, αναφέρεται πρωτίστως στον φυσικό κόσμο, επομένως, το εργαλέιο με το οποίο πρέπει να δοκιμάσουμε να το λύσουμε είναι, κυρίως, η επιστήμη.

Ο σκοπός του Lawrence Krauss είναι να δείξει πως η σύγχρονη επιστήμη, με διάφορες μορφές, μπορεί να αντιμετωπίσει και αντιμετωπίζει το ερώτημα γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτε: οι απαντήσεις που έχουν δοθεί – από συγκλονιστικά όμορφες πειραματικές παρατηρήσεις, καθώς και από τις θεωρίες της σύγχρονης φυσικής – δείχνουν ότι μπορούμε να πάρουμε κάτι από το τίποτε, χωρίς κανένα πρόβλημα. Μάλιστα, το κάτι από το τίποτε ίσως ήταν προαπαιτούμενο για τη γέννηση του Σύμπαντος. Επιπλέον, όλες οι ενδείξεις οδηγούν στο συμπέρασμα ότι με αυτόν ακριβώς τον τρόπο θα μπορούσε να προκύψει το Σύμπαν μας.

Στην φωτογραφία Ολόκληρο το σύμπαν σε μια εικόνα.

https://www.youtube.com/watch?v=sbsGYRArH_w

http://physicsgg.me/2016/03/05/lawrence-krauss-%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%cf%83%cf%8d%ce%bc%cf%80%ce%b1%ce%bd-%ce%b1%cf%80%cf%8c-%cf%84%ce%bf-%cf%84%ce%af%cf%80%ce%bf%cf%84%ce%b5/

gevolution 1.0: προσομοίωση της εξέλιξης του σύμπαντος.

Οι αριθμητικές προσομοιώσεις είναι χρήσιμα εργαλεία που μας δίνουν πληροφορίες σχετικά με τον σχηματισμό και την περίπλοκη εξέλιξη των μεγάλων δομών στο σύμπαν μας. Αυτή η διαδικασία διέπεται κυρίως από τη βαρύτητα, η οποία είναι η κυρίαρχη δύναμη σε μεγάλες κλίμακες.

Μέχρι σήμερα, έναν αιώνα μετά τη διατύπωση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, τα υπολογιστικά προγράμματα που προσομοιώνουν τον σχηματισμό των κοσμικών δομών εξακολουθούν να χρησιμοποιούν την Νευτώνεια βαρύτητα. Αυτή η προσέγγιση βασίζεται σε δυο υποθέσεις: ότι τα βαρυτικά πεδία είναι ασθενή και ότι οφείλονται μόνο σε μη σχετικιστική ύλη. Ενώ η πρώτη υπόθεση φαίνεται να είναι απόλυτα δικαιολογημένη στις κοσμολογικές κλίμακες, η δεύτερη επιβάλλει περιορισμούς στην φύση των «σκοτεινών» συνιστωσών του σύμπαντος (σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια), οι οποίες είναι ελάχιστα κατανοητές.

Οι ερευνητές Adamek et al στην εργασία τους με τίτλο «General relativity and cosmic structure formation» παρουσιάζουν τις πρώτες προσομοιώσεις σχηματισμού και εξέλιξης των κοσμικών δομών, χρησιμοποιώντας εξισώσεις που προέρχονται από τη γενική σχετικότητα.

http://arxiv.org/pdf/1509.01699v1.pdf

Μελετούν λεπτομερώς τις μικρές σχετικιστικές επιπτώσεις στο πλαίσιο του καθιερωμένου κοσμολογικού προτύπου ΛCDM, οι οποίες δεν μπορούν να προκύψουν μέσα σε ένα καθαρά Νευτώνειο πλαίσιο.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lambda-CDM_model

Με βάση τη γενική θεωρία της σχετικότητας, κατασκευάστηκε ένα νέο πρόγραμμα – ονομάζεται «gevolution» – που προσομοιώνει με μεγαλύτερη ακρίβεια την εξέλιξη του σύμπαντος.

Επιτρέπει τον υπολογισμό μικρών αποκλίσεων από την Νευτώνεια βαρύτητα, κάτι που δεν κατάφερε καμία προσομοίωση μέχρι σήμερα και θα μπορούσε να ρίξει φως στη σκοτεινή ενέργεια, η οποία καθοδηγεί την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος.

Το λογισμικό του προγράμματος είναι ένα εντυπωσιακό έργο, αλλά τα αποτελέσματα της προσομοίωσης μέχρι στιγμής, δεν προσφέρουν σημαντικές αλλαγές στην κατανόηση της εξέλιξης του σύμπαντος. Όταν όμως στην προσομοίωση προστεθούν τα νέα δεδομένα για τις κοσμικές δομές που αναμένονται, π.χ. από τον δορυφόρο «Ευκλείδη» της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος,

http://www.euclid-ec.org/?page_id=259

τότε ο κώδικας gevolution θα βοηθήσει στους ερευνητές να εμβαθύνουν στη φύση της σκοτεινής ενέργειας, της σκοτεινής ύλης και την εξέλιξη του σύμπαντος.

http://physicsgg.me/2016/03/09/gevolution-1-0-%cf%80%cf%81%ce%bf%cf%83%ce%bf%ce%bc%ce%bf%ce%af%cf%89%cf%83%ce%b7-%cf%84%ce%b7%cf%82-%ce%b5%ce%be%ce%ad%ce%bb%ce%b9%ce%be%ce%b7%cf%82-%cf%84%ce%bf%cf%85-%cf%83%cf%8d%ce%bc%cf%80%ce%b1/

Από PC απλών χρηστών ίσως προέλθει η επόμενη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

Ενδεχομένως η δεύτερη φορά στην ιστορία που θα εντοπισθούν βαρυτικά κύματα, η ανακάλυψη να γίνει από έναν «εικονικό» υπερυπολογιστή, ο οποίος στην πραγματικότητα θα αποτελείται από χιλιάδες PC απλών εθελοντών.

Ο λόγος είναι πως το πρότζεκτ Einstein@home, το οποίο χρησιμοποιεί την αναξιοποίητη υπολογιστική ισχύ όσων ιδιοκτητών PC έχουν εγκαταστήσει το κατάλληλο λογισμικό, ξεκίνησε από σήμερα να αναλύει δεδομένα από τους ανιχνευτές του πειράματος Advanced LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

Το συγκεκριμένο πείραμα περιλαμβάνει δύο ανιχνευτές διατάξεις, στη Λουιζιάνα και την Ουάσιγκτον, και πέρασε στην ιστορία στις 11 Φεβρουαρίου, όταν οι επικεφαλής του ανακοίνωσαν πως για πρώτη φορά κατέγραψαν βαρυτικά κύματα. Το Advanced LIGO αποτελεί ουσιαστικά τη δεύτερη και βελτιωμένη φάση του πειράματος, η οποία ξεκίνησε επίσης τον περασμένο Σεπτέμβριο.

Το Einstein@home έχει επεξεργαστεί ξανά δεδομένα από τους δύο ανιχνευτές, όμως από την πρώτη φάση του πειράματος, όταν οι δύο διατάξεις είχαν πολύ μικρότερη ευαισθησία. Τότε, δεν είχε προκύψει κάποιο αξιόλογο αποτέλεσμα.

Πλέον, οι μετρήσεις που αναλύει το πρότζεκτ προέρχονται από τους αναβαθμισμένους ανιχνευτές και συγκεντρώθηκαν από τον Σεπτέμβριο μέχρι τον Ιανουάριο. Το λογισμικό αναλαμβάνει να «κατεβάσει» σε κάθε έναν υπολογιστή ένα σύνολο δεδομένων, στέλνοντας τα αποτελέσματα της επεξεργασίας σε έναν κεντρικό σέρβερ.

Αντί να αναζητήσει «ρυτιδώσεις» στο χωροχρονικό συνεχές οι οποίες προκλήθηκαν από εξαιρετικά βίαια κοσμικά φαινόμενα, όπως από τη συγχώνευση δύο μελανών οπών που έδωσε τη δυνατότητα στο Advanced LIGO να ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα για πρώτη φορά, το Einstein@home έχει βάλει στο «στόχαστρο» τις πιο ήπιες διαταραχές που εκπέμπουν με την κίνησή τους ουράνια σώματα όπως οι αστέρες νετρονίων.

Οι επιστήμονες έχουν ακόμη πολλά ερωτηματικά για αυτά τα υπολείμματα από εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων. Επομένως, το πρότζεκτ θα μπορούσε να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόησή τους.

Την ίδια στιγμή, τα βαρυτικά κύματα που πρέπει να προκαλούν οι αστέρες νετρονίων είναι αρκετά ασθενέστερα από τις διαταραχές που οφείλονται στη συγχώνευση δύο μελανών οπών. Συνεπώς, με δεδομένο ότι τα αντίστοιχα σήματα χρειάζονται μεγαλύτερη επεξεργαστική ισχύ για να εντοπισθούν, αποτελούν ιδανική περίπτωση για το δίκτυο υπολογιστών του Einstein@home.

«Το πρότζεκτ χρησιμοποιείται για τις πιο απαιτητικές σε επεξεργαστική ισχύ αναζητήσεις», λέει στο περιοδικό Nature η Μαρία Αλεσάντρα Πάπα, αστροφυσικός από το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ στη Γερμανία και μέλος της επιστημονικής ομάδας του Advanced LIGO. Οι επιστήμονες ελπίζουν πως, χάρις στην επεξεργαστική ισχύ του Einstein@home, τα σήματα θα μπορέσουν να διαχωρισθούν από τον «θόρυβο» που υπάρχει στις μετρήσεις.

Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, στο πλαίσιο της οποίας προβλέφθηκε η ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων, ένα ουράνιο σώμα που περιστρέφεται θα δημιουργήσει τέτοιες διαταραχές μόνον αν δεν είναι απόλυτα συμμετρικό.

Οι αστέρες νετρονίων θεωρούνται αντικείμενα με πολύ μεγάλη συμμετρία, λόγω του ισχυρού βαρυτικού τους πεδίου. Ωστόσο, ορισμένοι ερευνητές υποθέτουν πως θα πρέπει να υπάρχουν ανωμαλίες στο ανάγλυφό τους ή περιοχές με διαφορετική πυκνότητα. Σε μια τέτοια περίπτωση, θα εκπέμπουν βαρυτικά κύματα, με συνέπεια να μειώνεται σταδιακά η ταχύτητα περιστροφής τους.

Επομένως, στην περίπτωση που το πρότζεκτ καταφέρει να εντοπίσει βαρυτικά κύματα από κάποιον αστέρα νετρονίων, αυτό θα σημαίνει πως τα συγκεκριμένα ουράνια σώματα μπορεί να μην είναι απολύτως συμμετρικά.

Παρ’ όλα αυτά, οι επιστήμονες δεν έχουν εναποθέσει αποκλειστικά στους υπολογιστές των εθελοντών την απάντηση. Έτσι, τη στιγμή που το Einstein@home θα ψάξει για σήματα τα οποία προέρχονται από οποιαδήποτε περιοχή του Γαλαξία, η ερευνητική ομάδα του Advanced LIGO θα βάλει στο «μικροσκόπιο» γνωστούς αστέρες νετρονίων, αφού τέτοιες «στοχευμένες» αναζητήσεις μπορούν να γίνουν μέσω των υπολογιστών που έχουν στα εργαστήριά τους.

http://www.naftemporiki.gr/story/1078120/apo-pc-aplon-xriston-isos-proelthei-i-epomeni-anixneusi-barutikon-kumaton

Ξανά στο στόχαστρο βαρυτικά κύματα από το αρχέγονο σύμπαν‏.

Μια καινούρια απόπειρα για να πραγματοποιήσουν τη «μεγαλύτερη επιστημονική ανακάλυψη του 21ου αιώνα», και έτσι να επιβεβαιώσουν την επικρατούσα θεωρία της κοσμολογίας για την εξέλιξη του σύμπαντος, θα ξεκινήσουν τον επόμενο Νοέμβριο με το πείραμα BICEP3 επιστήμονες από το Κέντρο Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν των ΗΠΑ.

Οι ερευνητές θα επιχειρήσουν να επιβεβαιώσουν πειραματικά την «εποχή του πληθωρισμού», δηλαδή την υπόθεση ότι το σύμπαν γνώρισε μια περίοδο βίαιης και απότομης διαστολής όταν ήταν «νεογέννητο», στην οποία χρωστά την ομοιομορφία και την ομοιογένειά του.

Αν η «εποχή του πληθωρισμού» όντως υπήρξε, τότε θα πρέπει να προκάλεσε τη δημιουργία βαρυτικών κυμάτων, «ρυτιδώσεων» που παραμόρφωσαν τον χωρόχρονο. Για να ανιχνεύσει αυτές τις «ρυτιδώσεις», η ομάδα του BICEP3 θα βάλει στο «μικροσκόπιο» τη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB), δηλαδή το υπόλειμμα της ακτινοβολίας που εξέπεμπε το σύμπαν περίπου 380.000 χρόνια μετά τη δημιουργία του.

Κι αυτό γιατί, μελετώντας αυτή την «ηχώ» της Μεγάλης Έκρηξης, οι επιστήμονες ελπίζουν πως θα μπορέσουν να εντοπίσουν τα «αποτυπώματα» που της άφησαν τα βαρυτικά κύματα από το αρχέγονο σύμπαν και την περίοδο της βίαιης διαστολής του.

Η ομάδα του BICEP3 ελπίζει πως το πείραμα θα έχει καλύτερη τύχη από το BICEP2, την προηγούμενη απόπειρα ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων από το αρχέγονο σύμπαν που προκάλεσε πάταγο τον Μάρτιο του 2014, όταν οι επικεφαλής του πειράματος ανακοίνωσαν πως είχαν καταφέρει να βρουν αποδείξεις για την «εποχή του πληθωρισμού».

Αποδείξεις που τον επόμενο Φεβρουάριο παραδέχθηκαν πως δεν ίσχυαν, αφού τα «αποτυπώματα» που είχαν εντοπίσει, δηλαδή η πόλωση στην ακτινοβολία υποβάθρου, θα μπορούσαν να προέρχονται αποκλειστικά από διαστρική σκόνη, και όχι από αρχέγονα βαρυτικά κύματα.

Η αισιοδοξία για την έκβαση του νέου πειράματος οφείλεται στο γεγονός ότι θα επιστρατευθεί αναβαθμισμένος εξοπλισμός. Έτσι, το τηλεσκόπιο στον Νότιο Πόλο που θα χρησιμοποιηθεί έχει αποκτήσει καινούρια κάμερα ανάλυσης 1280 pixel, σε αντίθεση με τα 265 pixel που ήταν η ευκρίνειά της στο BICEP2. Επίσης, η κάμερα «βλέπει» σε διαφορετικό μήκος κύματος της μικροκυματικής ακτινοβολίας απ’ ό,τι στο BICEP2.

Ακόμη καλύτερα, τα δεδομένα θα συνδυάζονται με μετρήσεις από τα τηλεσκόπια Keck Array, επίσης στον Νότιο Πόλο. Έτσι, θα καλύπτεται μεγαλύτερο φάσμα ακτινοβολίας, ώστε να μπορεί να διαχωρισθεί το «αποτύπωμα» των βαρυτικών κυμάτων από αυτό της διαστρικής σκόνης.

Εξάλλου, ο τύπος των σημάτων που εντόπισε το BICEP2 δείχνει πως από τη διαστρική σκόνη πολώνει την ακτινοβολία υποβάθρου περισσότερο σε συγκεκριμένα μήκη κύματος. Επομένως, η πόλωση από τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσε κάλλιστα να είναι πιο ευδιάκριτη σε μήκη κύματος όπου η σκόνη έχει μικρότερη επίδραση.

Γι’ αυτό και, μελετώντας σε ένα μεγάλο φασματικό εύρος, οι επιστήμονες ελπίζουν πως θα μπορέσουν να «χαρτογραφήσουν» με ακρίβεια τη συμπεριφορά της σκόνης. Αν τα καταφέρουν, τότε ίσως αφαιρώντας την απομείνουν σήματα τα οποία να «προδίδουν» όντως την ύπαρξη των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων.

«Όσο περισσότερα μήκη κύματος εξετάζεις, τόσο καλύτερα μπορείς να απομονώσεις τα σήματα από τη σκόνη», λέει χαρακτηριστικά στο σάιτ Symmetrymagazine.org ο Ζίσαν Άχμεντ από το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC, ο οποίος επέβλεψε την κατασκευή του εξοπλισμού του BICEP3. «Η ιδέα ήταν να δεκαπλασιάσουμε τη διακριτική ικανότητα του πειράματος».

http://www.naftemporiki.gr/story/1084805/ksana-sto-stoxastro-barutika-kumata-apo-to-arxegono-sumpan

Το Σύμπαν διαστέλλεται πιο γρήγορα ;

Αν οι τελευταίες παρατηρήσεις επιβεβαιωθούν από ανεξάρτητους ερευνητές, οι κοσμολόγοι θα πρέπει να επιστρέψουν στα θρανία: η ακριβέστερη μέχρι σήμερα μέτρηση του ρυθμού διαστολής του Σύμπαντος δίνει μια τιμή που δείχνει ασύμβατη με τις προβλέψεις.

Το Σύμπαν δείχνει να διαστέλλεται 8% ταχύτερα από το αναμενόμενο αναφέρει η ομάδα του Άνταμ Ρις στο Πανεπιστήμιο της Βαλτιμόρης στο Μέριλαντ.

«Νομίζω πως υπάρχει κάτι που δεν κατανοούμε στο κοσμολογικό μοντέλο» σχολιάζει ο ερευνητής στο δικτυακό τόπο του Nature.

Η μελέτη έχει υποβληθεί για δημοσίευση σε επιστημονική επιθεώρηση και είναι διαθέσιμη στην υπηρεσία προδημοσίευσης arXiv.

http://arxiv.org/abs/1604.01424v1

To 1998, o Ρις και άλλοι επιστήμονες ανακάλυψαν έκπληκτοι ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται, αντί να επιβραδύνεται λόγω της βαρύτητας όπως πίστευαν οι περισσότεροι μέχρι τότε.

Η επιτάχυνση πιστεύεται ευρέως ότι οφείλεται στη «σκοτεινή ενέργεια», μια δύναμη άγνωστης προέλευσης που δρα αντίθετα από τη βαρύτητα και κάνει τους γαλαξίες να απομακρύνονται μεταξύ τους με όλο και μεγαλύτερη ταχύτητα.

Η ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος σε οποιαδήποτε φάση της εξέλιξής του είναι δυνατό να εκτιμηθεί έμμεσα από τη λεγόμενη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, ή CΜΒ, το απόφωτο μιας λάμψης που γέμισε τα πάντα όταν το Σύμπαν είχε ηλικία περίπου 380.000 ετών. Τα φωτόνια αυτής της λάμψης γεμίζουν ακόμα και σήμερα τον ουρανό στο φάσμα των μικροκυμάτων.

Η ακριβέστερη ως σήμερα μελέτη του CMB ολοκληρώθηκε τα τελευταία χρόνια από το ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Planck.

Η νέα μελέτη δίνει ταχύτητα διαστολής 8% μεγαλύτερη από ό,τι το Planck.

Η αλήθεια είναι ότι οι εκτιμήσεις με βάση τα δεδομένα του Planck βρίσκονταν ούτως ή άλλως σε ασυμφωνία με τις άμεσες μετρήσεις της λεγόμενης σταθεράς του Χαμπλ, της ταχύτητας με την οποία οι κοντικοί γαλαξίες απομακρύνονται από τον δικό μας Γαλαξία (o Έντουιν Χαμπλ ήταν ο αστρονόμος που ανακάλυψε τη δεκαετία του 1930 ότι το Σύμπαν δεν είναι στατικό αλλά διαστέλλεται).

Μέχρι σήμερα, όμως, οι φυσικοί πίστευαν ότι η απόκλιση οφειλόταν απλά στο μεγάλο περιθώριο σφάλματος κατά τις μετρήσεις της σταθεράς του Χαμπλ.

Η νέα μελέτη του Ρις, η οποία βασίστηκε στο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble για να μετρήσει τις ταχύτητες 18 γαλαξιών, περιορίζει τώρα την αβεβαιότητα της μέτρησης από το 3,3 στο 2,4 τοις εκατό και υποδεικνύει ότι η απόκλιση από τα δεδομένα του Planck είναι πιθανότατα πραγματική.

Όπως λέει ο ίδιος ο ερευνητής, αν δεν εντοπιστούν σφάλματα σε έναν από τους δύο τρόπους μέτρησης, τότε κάτι θα πρέπει να αλλάξει στο καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας.

Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι η λεγόμενη σκοτεινή ύλη, ένα αόρατο υλικό άγνωστης σύστασης που ξεπερνά την κανονική ύλη στο Σύμπαν σε αναλογία πέντε προς ένα, έχουν ασυνήθιστες ιδιότητες που μπορεί να επηρέασαν την εξέλιξη του νεαρού Σύμπαντος.

Μια άλλη εξήγηση είναι ότι η δύναμη της σκοτεινής ενέργειας αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου αντί να μένει σταθερή όπως πιστεύουν μέχρι σήμερα οι κοσμολόγοι.

Και μια τρίτη εξήγηση είναι ότι η ομάδα του Δρ Ρις απλώς έκανε δεν μέτρησε σωστά τις ταχύτητες των υπό εξέταση γαλαξιών.

Τα συναρπαστικά ευρήματα θα πρέπει επομένως να επιβεβαιωθούν με ανεξάρτητες μετρήσεις. Θα δούμε τότε αν το μυστήριο παραμένει ή αν θα αποδειχθεί φούσκα.

http://physicsgg.me/2016/04/12/37934/