Σκοτεινή ύλη.

[Δροσος Γεωργιος]

Γιγάντιο «φωτοστέφανο» σκοτεινής ύλης μεταβάλλει το σχήμα του γαλαξία μας.

Ο γαλαξίας μας δεν έχει την εικόνα που πιστεύαμε μέχρι σήμερα. πηγή φωτό (NASA)

Νέα μελέτη ανατρέπει την εικόνα που είχαμε για τον γαλαξία μας παρουσιάζοντας τον με κομμένο... σομπρέρο.Με δημοσίευση της στην επιθεώρηση «Nature Astronomy» ερευνητική ομάδα υποστηρίζει ότι μια γιγάντιων διαστάσεων κοσμική δομή αποτελούμενη από τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη μεταβάλει το σχήμα του γαλαξία μας.Οι επιστήμονες αρχικά πίστευαν ότι ο γαλαξίας μας ήταν είναι ένας επίπεδος δίσκος που κυριαρχείται από δύο σπειροειδείς βραχίονες που «τραβούσαν» αστέρια από το κέντρο του. Όμως οι μετρήσεις και παρατηρήσει που γίνονται από τα μέσα του 20ου αιώνα αποκαλύπτουν ότι ο γαλαξίας μας έχει ένα ανεξήγητο σχήμα.Η στρέβλωση συμβαίνει κυρίως στις εξωτερικές πλευρές του γαλαξία μας όπου ορισμένες περιοχές κάμπτονται προς τα κάτω ενώ άλλες «φουντώνουν» προς τα πάνω  δίνοντάς του την όψη ενός σομπρέρο που του λείπει το πάνω μέρος του. Οι προσομοιώσεις της ερευνητικής ομάδας μπορεί να έχουν αποκαλύψει την αιτία: γύρω από τη Γη υπάρχει, μια άλως σκοτεινής ύλης και αυτό το σκοτεινό φωτοστέφανο διατάραξε κάποιο άγνωστο γεγονός. «Αυτά τα αποτελέσματα, σε συνδυασμό με δεδομένα στην αστρική άλω παρέχουν αδιάσειστα στοιχεία ότι ο γαλαξίας μας είναι ενσωματωμένος σε ένα κεκλιμένο φωτοστέφανο σκοτεινής ύλης» αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη.

Αυτή είναι η εικόνα του γαλαξία μας σύμφωνα με τη νέα μελέτη. πηγή φωτό (Stefan Payne-Wardenaar; Mέagellanic Clouds: Robert Gendler/ESO)

Η σκοτεινή ύλη είναινας μυστηριώδης τύπος ύλης. Αποτελεί το 85% της ύλης του Σύμπαντος αλλά επειδή δεν αλληλεπιδρά άμεσα με το φως, είναι εντελώς αόρατη. Ωστόσο, οι επιστήμονες μπορούν να παρατηρήσουν τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις της σκοτεινής ύλης στο περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται. Η σκοτεινή ύλη κάνει γνωστή την παρουσία της επιταχύνοντας αστέρια σε κατά τα άλλα ανεξήγητες ταχύτητες καθώς περιφέρονται γύρω από τα γαλαξιακά κέντρα. Ανάμεσα στα άλλα στρεβλώνει το μακρινό φως των άστρων και δίνει σχήμα στο φωτοστέφανο του γαλαξία μας.Το γαλαξιακό φωτοστέφανο βρίσκεται λίγο μετά τους σπειροειδείς βραχίονες του γαλαξία μας και είναι μια τεράστια δομή από άστρα που επιπλέουν σαν φύλλα σε μια λίμνη σκοτεινής ύλης. Σε μια μελέτη του 2022 αστρονόμοι ερεύνησαν αυτήν την περιοχή χρησιμοποιώντας το διαστημικό παρατηρητήριο Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, το οποίο χαρτογραφεί τις θέσεις και τις κινήσεις περίπου 2 δισεκατομμυρίων άστρων του γαλαξία μας. Εξετάζοντας τα δεδομένα του Gaia οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα άστρα που αιωρούνταν στο γαλαξιακό φωτοστέφανο παρουσίαζαν παράξενα χαρακτηριστικά. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η άλως σκοτεινής ύλης επηρεάζει την αστρική άλω μεταβάλλοντας έτσι το σχήμα του γαλαξία μας.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1517645/gigantio-fotostefano-skoteinis-ylis-metavallei-to-schima-toy-galaxia-mas/

 

 

[Δροσος Γεωργιος]

Χαλοουίν και Ημέρα Σκοτεινής Ύλης.

Η φύση της σκοτεινής ύλης παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα άλυτα μυστήρια της σύγχρονης κοσμολογίας, παρά το γεγονός ότι τα αστρονομικά δεδομένα δείχνουν ότι η σκοτεινή ύλη αποτελεί ένα μεγάλο ποσοστό του περιεχομένου του σύμπαντος. 

Καθόλου τυχαία, ως Ημέρα της Σκοτεινής Ύλης έχει ορισθεί η τελευταία μέρα του Οκτωβρίου, όταν σε πολλές χώρες γιορτάζεται το «Χαλοουίν», κάτι σαν τις ελληνικές Απόκριες (αλλά προς το πιο τρομακτικό και μυστικιστικό…).

Το ορθότερο θα ήταν η 31η Οκτωβρίου να είχε οριστεί ως ημέρα σκοτεινής ύλης και σκοτεινής ενέργειας, γιατί (σύμφωνα με τον Frank Wilczek),
η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια έχουν παρόμοιο χαρακτήρα, οπότε η από κοινού παρουσίασή τους έχει λογική βάση. Αμφότερες αναφέρονται σε παρατηρούμενες αστρονομικές κινήσεις δίχως εμφανή αιτία. Θα ήταν ακριβέστερο, αν και λιγότερο εντυπωσιακό, να αναφερόμαστε σε «ανεξήγητες επιταχύνσεις» παρά σε «σκοτεινή ύλη» και «σκοτεινή ενέργεια». Ωστόσο, το μοτίβο των επιπλέον αυτών κινήσεων υποδηλώνει ότι οφείλονται σε βαρυτικές δυνάμεις που, κατά τα άλλα, ασκούνται από αόρατες πηγές. Για να μπορέσουμε να εξηγήσουμε τις διάφορες παρατηρήσεις χρειάζεται να εισαγάγουμε δυο διακριτές νέες πηγές. Εξ ορισμού, αυτές είναι η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια. Επιτρέψτε μου να τονίσω ότι ούτε η σκοτεινή ύλη ούτε η σκοτεινή ενέργεια είναι «σκοτεινές» με τη συνήθη έννοια του όρου. Αμφότερες έχουν, έως τώρα τουλάχιστον, αποδειχθεί αόρατες. Δεν έχουμε παρατηρήσει ούτε εκπομπή ούτε απόρρόφηση φωτός από τις περιοχές όπου υποτίθεται πως βρίσκεται το οτιδήποτε «σκοτεινό». Η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να συντίθεται από ένα καινούργιο είδος σωματιδίου, το οποίο παρήχθη κατά τη Μεγάλη Έκρηξη και αλληλεπιδρά ανεπαίσθητα με τη συνηθισμένη ύλη. Η σκοτεινή ενέργεια ίσως να είναι μια καθολική πυκνότητα του ίδιου του χώρου. Πρόκειται για τις δημοφιλέστερες ιδέες σχετικά με τη φύση τους μεταξύ των ερευνητών του τομέα^. και ερμηνεύουν ένα μεγάλο εύρος των παρατηρήσεων με πειστικό τρόπο. Υπάρχουν και άλλες ιδέες που βρίσκουν υποστηρικτές, αλλά παραμένουν (σε ακόμη μεγαλύτερο) βαθμό εικασίες.Προς το παρόν η σημερινή μέρα έχει οριστεί μόνο ως η ημέρα της μυστηριώδους αόρατης σκοτεινής ύλης, η οποία αποτελεί το 26,8% του σύμπαντος (η συνηθισμένη ύλη αποτελεί το 4,9% του σύμπαντος και το υπόλοιπο 68,3% είναι η σκοτεινή ενέργεια). Ας σημειωθεί ότι η σκοτεινή ύλη συνεισφέρει κατά 84,5% στη συνολική ύλη του σύμπαντος.Λόγω της ημέρας, οι φυσικοί του πειράματος Belle ΙΙ μας υπενθυμίζουν μια σειρά από πρόσφατες εργασίες τους που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση του μυστηρίου της σκοτεινής ύλης. Μεταξύ των πιο πρόσφατων δημοσιεύσεων του Belle II είναι:
α) η αναζήτηση για το σωματίδιο Z’, ένα νέο υποθετικό μποζόνιο που χρησιμοποιείται στην διατύπωση πολλών θεωριών πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων: Search for a τ⁺τ⁻ Resonance in e⁺e⁻→μ⁺μ⁻τ⁺τ⁻ Events with the Belle II Experiment

β) η αναζήτηση ενός σκοτεινού μποζονίου Higgs σε συνδυασμό με ένα σκοτεινό φωτόνιο: Search for a Dark Photon and an Invisible Dark Higgs Boson in μ⁺μ⁻ and Missing Energy Final States with the Belle II Experiment
γ) η αναζήτηση ενός μποζονίου άλφα που διασπάται προς ταυ: Search for Lepton-Flavor-Violating τ Decays to a Lepton and an Invisible Boson at Belle II
και δ) η αναζήτηση ενός μακρόβιου σωματιδίου σε διασπάσεις του μεσονίου Β: Search for a long-lived spin-0 mediator in b→s transitions at the Belle II experiment

Πέρα από την αστεία σύνδεση του Χαλοουίν με την Ημέρα Σκοτεινής Ύλη, είναι φανερό πως πάρα πολλοί φυσικοί (όχι μόνο του πειράμαμτος Belle II) αφιερώνουν πολλές εργατοώρες για να λύσoυν το μυστήριο της σκοτεινής ύλης.
Μπορεί προς το παρόν τα διάφορα πειράματα να μην έχουν καταφέρει την ανίχνευση της σκοτεινής ύλης, όμως θεωρούνται κατά κάποιο τρόπο επιτυχημένα. Και τούτο γιατί η μη ανίχνευση αποκλείει κάποιες από τις θεωρίες της σκοτεινής ύλης. Κι αυτό είναι πρόοδος. Αν έχετε χάσει τα κλειδιά του αυτοκινήτου σας, κάθε δωμάτιο που ψάχνετε και δεν τα βρίσκετε, σας φέρνει πιο κοντά στο να βρείτε το δωμάτιο στο οποίο τα ξεχάσατε!

πηγή: https://twitter.com/belle2collab/status/1719217598913708297

 

[Δροσος Γεωργιος]

Το μεγαλύτερο και βαθύτερο εργαστήριο αναζήτησης σκοτεινής ύλης.

… εγκαινιάζει η Κίνα

Το Υπόγειο Εργαστήριο του Τζινπίνγκ (CJPL) χτίστηκε κάτω από 2,5 χιλιόμετρα βράχου και έχει όγκο 330.000 κυβικών μέτρων.

Έπειτα από μεγάλο πρόγραμμα επέκτασης που διήρκεσε τρία χρόνια, η Κίνα εγκαινίασε το μεγαλύτερο και βαθύτερο εργαστήριο του κόσμου, το οποίο φιλοδοξεί να λύσει το μεγάλο μυστήριο της σκοτεινής ύλης, αυτού του υποθετικού υλικού που γεμίζει το Σύμπαν αλλά παραμένει άφαντο.Χτισμένο βαθιά στην πλαγιά ενός βουνού από μάρμαρο, κάτω από 2.500 μέτρα βράχου, το αναβαθμισμένο Υπόγειο Εργαστήριο του Τζινπίνγκ (CJPL) έχει πλέον όγκο 330.000 κυβικών μέτρων και ξεπερνά έτσι το ρεκόρ όγκου και βάθους που κατείχε ως τώρα το Εθνικό Εργαστήριο του Γκραν Σάσο στην Ιταλία.Η επέκταση του εργαστηρίου, το οποίο κατασκευάστηκε στη μέση ενός τούνελ που ανοίχτηκε για τη δημιουργία υδροηλεκτρικού εργοστασίου, επέτρεψε την αναβάθμιση των μεγάλων ανιχνευτών της εγκατάστασης, αναφέρει ο δικτυακός τόπος του Nature.H σκοτεινή ύλη παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της φυσικής και της κοσμολογίας από τότε που η ύπαρξή της προτάθηκε τη δεκαετία του 1930.Οι αστρονόμοι άρχισαν τότε να συνειδητοποιούν ότι η βαρυτική έλξη της ύλης που βλέπουμε στο Σύμπαν δεν επαρκεί για να εξηγήσει την κίνηση των γαλαξιών –τα άστρα δείχνουν να περιφέρονται γύρω από τα κέντρα των γαλαξιών με υπερβολικά μεγάλη ταχύτητα, τόσο μεγάλη ώστε θα έπρεπε να είχαν εκσφενδονιστεί στο Διάστημα.Η επικρατέστερη εξήγηση είναι ότι το Σύμπαν είναι γεμάτο με κάποια μορφή ύλης που δεν αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη και επιπλέον εκπέμπει, δεν απορροφά και δεν ανακλά το φως. Το υλικό αυτό φαίνεται ότι βρίσκεται παντού και αντιστοιχεί στο 80% της συνολικής μάζας του Σύμπαντος.Όμως, παρά τις προσπάθειες δεκαετιών, κανείς δεν έχει καταφέρει να ανιχνεύσει άμεσα την σκοτεινή ύλη ή να προσδιορίσει τη σύστασή της.

Απομόνωση

Δεκάδες εργαστήρια σε όλο τον κόσμο αναζητούν λύση στο μυστήριο, όμως το CJPL δείχνει να προηγείται σε κάποιες παραμέτρους.Χάρη στα πετρώματα που το κρατούν απομονωμένο, το εργαστήριο δέχεται μόνο το 0,000001% των κοσμικών ακτίνων που φτάνουν από το Διάστημα στην επιφάνεια της Γης. Πρόκειται για σωματίδια πολύ υψηλής ενέργειας που επηρεάζουν τον εξοπλισμό και εμποδίζουν την ανίχνευση των ασθενών σημάτων σκοτεινής ενέργειας.Ένας από τους ανιχνευτές του CJPL προσπαθεί να ανιχνεύσει αχνές λάμψεις που θα παράγονταν όταν ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης πέσει σε μια δεξαμενή με υγρό ξένο. Με την επέκταση του εργαστηρίου η δεξαμενή μεγάλωσε από τα 120 κιλά ξένου στους 4 τόνους.Τα πρωτεία πάντως διατηρεί το υπόγειο εργαστήριο του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στη Νότια Ντακότα με χωρητικότητα 8,6 τόνων ξένου. Ωστόσο ο ανιχνευτής του CJPL σχεδιάζεται να μεγαλώσει σταδιακά στους 40-50 τόνους.Με αυξημένη ευαισθησία λειτουργεί επίσης ο ανιχνευτής PandaX-4T στο CJPL, σχεδιασμένος να καταγράφει ενδεχόμενη πρόσκρουση σωματιδίων σκοτεινής ύλης σε μια δεξαμενή νερού. Η χωρητικότητα αυξήθηκε στους 900 τόνους.Ακόμα, ο ανιχνευτής CDEX που βασιζόταν μέχρι πρότινος σε ένα κιλό του μετάλλου γερμανίνου μεγάλωσε στα 10 κιλά με την προοπτική να φτάσει τον έναν τόνο.Η διεθνής κούρσα για τη λύση του μεγάλου μυστηρίου εντείνεται.Και ο νικητής μπορεί σίγουρα να ελπίζει σε ένα Νόμπελ.

 – https://www.in.gr/2024/01/26/in-science/episthmes/skoteini-yli-kina-egkainiazei-megalytero-kai-vathytero-ergastirio-tou-kosmou/

 

[Δροσος Γεωργιος]

Τεράστιο εργαστήριο στο «κέντρο της Γης» θα αναζητήσει τη σκοτεινή ύλη του Σύμπαντος (βίντεο)

Εικόνα από το υπόγειο εργαστήριο για τη σκοτεινή ύλη στη Κίνα. πηγή φωτό ( CJPL)

Η εγκατάσταση βρίσκεται 2,5 χλμ. κάτω από το έδαφος.Η σκοτεινή ύλη, μια αόρατη ουσία που σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία αποτελεί πάνω από το 80 τοις εκατό της ύλης στο Σύμπαν, είναι ένα φαινόμενο που διαφεύγει πεισματικά από τις παρατηρήσεις των επιστημόνων.  Παρά το γεγονός ότι η σκοτεινή ύλη αναζητείται εδώ και δεκαετίες και υπάρχουν ενδείξεις ότι πράγματι υπάρχει  δεν έχει ποτέ εντοπιστεί άμεσα.Στην Κίνα υπήρχε το China Jinping Underground Laboratory (CJPL) ένα υπόγειο ερευνητικό εργαστήριο το οποίο όπως έγινε γνωστό μετά τις εργασίες αναβάθμισης του έγινε η μεγαλύτερη και βαθύτερη υπόγεια εγκατάσταση στον κόσμο για έρευνες σχετικά με την σκοτεινή ύλη.Χτισμένο μέσα σε επανασχεδιασμένες σήραγγες που διασχίζουν τα βουνά Jinping στην επαρχία Σιτσουάν της Κίνας, το εργαστήριο είναι θαμμένο κάτω από 2,4 χλμ. βράχου. Ο λόγος για τη βαθιά, μοναχική του θέση είναι ότι τόσο πολύ βράχος μπορεί να μειώσει τον θόρυβο του περιβάλλοντος που βρίσκεται στα δεδομένα της σκοτεινής ύλης, που συνήθως προκαλείται από πράγματα όπως οι κοσμικές ακτίνες οι οποίες με τη σειρά τους αποτελούν άλλο ένα κοσμικό μυστήριο το οποίο πασχίζουν να λύσουν οι επιστήμονες. Σε έκταση πέντε χιλιάδων τετραγωνικών μέτρων η τεράστια νέα εγκατάσταση φιλοξενεί δύο αναβαθμισμένους ανιχνευτές σκοτεινής ύλης.

Το εργαστήριο είναι κατασκευασμένο οριζόντια. «Μπορεί κανείς να οδηγήσει ένα λεωφορείο στα σπήλαια. Αυτή η εντυπωσιακή πτυχή της εγκατάστασης καθιστά την κατασκευή μεγάλων υπογείων εγκαταστάσεων λιγότερο δαπανηρή και πιο αποτελεσματική. Δεν πιστεύω ότι υπάρχει άλλη εγκατάσταση που να συνδυάζει τόσο μεγάλο βάθος με τέτοια χαρακτηριστικά» λέει ο Γουίκ Χάξτον, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλι, ο οποίος έχει περιοδεύσει το CJPL-II καθώς και το αρχικό εργαστήριο και ήταν στη συμβουλευτική επιτροπή του εργαστηρίου μέχρι πέρυσι.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1595353/terastio-ergastirio-sto-kentro-tis-gis-tha-anazitisei-ti-skoteini-ylis-toy-sympantos-vinteo/

[Δροσος Γεωργιος]

Δεν υπάρχει σκοτεινή ύλη στο Σύμπαν προτείνει νέα ριζοσπαστική θεωρία.

 Κάνει λόγο για ταλαντεύσεις του χωροχρόνου που παράγουν βαρύτητα.Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία η μυστηριώδης σκοτεινή ύλη αντιπροσωπεύει το 85% της μάζας στο Σύμπαν. Παρά τις προσπάθειες των επιστημόνων να βρουν κάποιες άμεσες αποδείξεις της ύπαρξης της αυτό δεν έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα. Μία ριζοσπαστική νέα θεωρία για την βαρύτητα στην οποία ο χωροχρόνος είναι «ταλαντευόμενος» καθιστά αχρείαστη την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης για να είναι ολοκληρωμένο το παζλ της ύπαρξης του Σύμπαντος.  Η νέα θεωρία εγείρει την αμφιλεγόμενη πιθανότητα ότι η σκοτεινή ύλη είναι ένας αντικατοπτρισμός που άδικα κυνηγούν οι κοσμολόγοι.«Παιδιά, κάτι φαίνεται να συμβαίνει. Δείχνουμε ότι η θεωρία μας για τη βαρύτητα μπορεί να εξηγήσει τη διαστολή του Σύμπαντος και τη γαλαξιακή περιστροφή χωρίς σκοτεινή ύλη ή σκοτεινή ενέργεια. Ελλείψει οποιασδήποτε άμεσης απόδειξης για τη σκοτεινή ενέργεια ή τη σκοτεινή ύλη, είναι φυσικό να αναρωτιόμαστε αν μπορεί να είναι περιττά επιστημονικά κατασκευάσματα όπως οι ουράνιες σφαίρες, ο αιθέρας ή ο πλανήτης Vulcan, τα οποία αντικαταστάθηκαν από απλούστερες εξηγήσεις»» λέει ο Τζόναθαν Όπενχάιμ από το University College του Λονδίνου που συνέλαβε αυτή την νέα ιδέα η οποία χαρακτηρίζεται ως  «μετακβαντική θεωρία της κλασικής βαρύτητας». Ο καθηγητής του UCL πέρασε τα τελευταία πέντε χρόνια αναπτύσσοντας την προσέγγιση, η οποία στοχεύει να ενώσει τους δύο πυλώνες της σύγχρονης φυσικής που θεωρητικώς τουλάχιστον μοιάζουν ασύμβατοι μεταξύ τους: την κβαντική θεωρία και τη γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν.Η θεωρία του Όπενχάιμ οραματίζεται τον ιστό του χωροχρόνου ως ομαλό και συνεχές αλλά εγγενώς ταλαντευόμενο. Ο ρυθμός με τον οποίο οι χρονικές ροές θα κυμαίνονταν τυχαία, όπως ένα ρυάκι που το νερό στροβιλίζεται, ο χώρος θα παραμορφωνόταν τυχαία και ο χρόνος θα είχε αποκλίσεις σε διαφορετικά σημεία του Σύμπαντος. Η θεωρία προβλέπει επίσης μια εγγενή ανάλυση της προβλεψιμότητας.Ο Οπενχάιμ συνεργάστηκε με τον Αντρέα Ρούσο, υποψήφιου διδάκτορα στο UCL, και διατύπωσαν σε δημοσίευση τους την νέα θεωρία στην οποία ισχυρίζονται ότι αυτή η άποψη για το Σύμπαν θα μπορούσε να εξηγήσει σημαντικές παρατηρήσεις περιστρεφόμενων γαλαξιών που οδήγησαν στην ιδέα της ύπαρξης της σκοτεινής ύλης. Τα αστέρια στις άκρες των γαλαξιών, όπου η βαρύτητα αναμένεται να είναι πιο αδύναμη με βάση την ορατή ύλη, θα έπρεπε να περιστρέφονται πιο αργά από τα αστέρια στο κέντρο. Αλλά στην πραγματικότητα, η τροχιακή κίνηση των άστρων δεν πέφτει. Από αυτό, οι αστρονόμοι συμπέραναν την παρουσία ενός φωτοστέφανου αόρατης (σκοτεινής) ύλης που ασκούσε βαρυτική έλξη.Στην νέα προσέγγιση η πρόσθετη ενέργεια που απαιτείται για να κρατηθούν τα αστέρια κλειδωμένα σε τροχιά, παρέχεται από τις τυχαίες διακυμάνσεις του χωροχρόνου, οι οποίες στην πραγματικότητα παρέχουν την απαραίτητη βαρύτητα με την μορφή ενός «βαρυτικού βουητού» όπως το αναφέρουν οι δύο ερευνητές  . Αυτό θα ήταν αμελητέο σε μια αλληλεπίδραση υψηλής βαρύτητας, όπως η Γη σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Αλλά σε καταστάσεις χαμηλής βαρύτητας, όπως οι παρυφές ενός γαλαξία, το φαινόμενο θα κυριαρχούσε  και σωρευτικά θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας στο Σύμπαν.«Δείχνουμε ότι μπορεί να εξηγήσει τη διαστολή του Σύμπαντος και τις γαλαξιακές καμπύλες περιστροφής χωρίς την ανάγκη για σκοτεινή ύλη ή σκοτεινή ενέργεια οπότε χρειάζονται περαιτέρω υπολογισμοί και σύγκριση με δεδομένα. Αλλά αν ισχύει, φαίνεται ότι το 95% της ενέργειας στο Σύμπαν οφείλεται στην ακανόνιστη φύση του χωροχρόνου, σηματοδοτώντας είτε μια θεμελιώδη κατάρρευση της προβλεψιμότητας της φυσικής, είτε βυθιζόμαστε σε ένα περιβάλλον που δεν υπακούει στους νόμους της κλασικής ή της κβαντικής φυσικής» λέει ο  Οπενχάιμ που σίγουρα θα έχει βαρεθεί ειδικά τον τελευταίο καιρό να δέχεται ερωτήσεις σχετικά με το όνομα του και την σχεδόν συνωνυμία του με τον κορυφαίο Αμερικανό θεωρητικό φυσικό Ρόμπερτ Οπενχάιμερ η βιογραφική ταινία του οποίου είναι ανάμεσα στα φαβορί για να αποσπάσει αρκετά Όσκαρ στην φετινή τελετή των βραβείων.Να σημειωθεί ότι η νέα αυτή θεωρία δεν έχει ακόμη μελετηθεί και αναλυθεί από τους ειδικούς όπως είθισται σε επιστημονικές δημοσιεύσεις αλλά έχει ήδη προκαλέσει μεγάλη συζήτηση στην επιστημονική κοινότητα και αναμένονται σύντομα τα πρώτα σχόλια για αυτή.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1611306/den-yparchei-skoteini-yli-sto-sympan-proteinei-nea-rizospastiki-theoria/

[Δροσος Γεωργιος]

Η σκοτεινή επιστημονική γνώση.

Η επίγνωση της άγνοιας ως προϋπόθεση της νέας επιστημονικής περιπέτειας ● Η σημερινή επιστημονική άγνοια για τη φύση και τη λειτουργία της σκοτεινής ύλης και ενέργειας είναι πολύ διαφορετική από την άγνοια του παρελθόντος. Διότι, παραδόξως, είναι μια «συνειδητή άγνοια», αφού αναγνωρίζει ρητά τόσο τα ερευνητικά-μεθοδολογικά της αδιέξοδα όσο και τα ιστορικά-γνωστικά όριά της

Αν κατά τον εικοστό αιώνα οι κοσμολογικές και αστροφυσικές έρευνες αποκάλυψαν τη διαστολή του Σύμπαντος, την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, δύο σαφείς ενδείξεις υπέρ της θεωρίας της Μεγάλης Εκρηξης (Big Bang), που πριν από σχεδόν δεκατέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια δημιούργησε όλη τη μάζα και την ενέργεια του Σύμπαντος, τότε ο εικοστός πρώτος αιώνας αναμένεται να είναι ο αιώνας των ακριβέστερων μετρήσεων και της διερεύνησης του ρόλου της σκοτεινής ύλης και ενέργειας στη διαμόρφωση του φυσικού Κόσμου.Τόσο η επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος όσο και η διαμόρφωση της δυναμικής όλων των ουράνιων σωμάτων, εξαρτώνται από τη συνέργεια δύο εντελώς αόρατων, μέχρι χθες, φυσικών παραγόντων: της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας. Δύο αόρατοι κοσμολογικοί παράγοντες που, απ’ ό,τι φαίνεται, έπαιξαν και εξακολουθούν να παίζουν αποφασιστικό ρόλο στα ορατά μακροφυσικά και τα μικροφυσικά φαινόμενα.Πάντως, όλες οι θεωρητικές «λύσεις», δηλαδή οι επιστημονικές υποθέσεις που έχουν προταθεί μέχρι σήμερα για να εξηγήσουν την παρουσία αυτών των αινιγματικών φυσικών οντοτήτων, αποδείχτηκαν εμπειρικά ατεκμηρίωτες και θεωρητικά ανεπαρκείς, γεγονός που δημιουργεί μια σοβαρή επιστημονική, μεθοδολογική και γνωσιολογική κρίση στη σύγχρονη Φυσική.Ετσι, σήμερα, ολοένα και περισσότεροι φυσικοί διερωτώνται: Αν η αναμφισβήτητη αύξηση των επιστημονικών τους γνώσεων για τη Φύση, εκτός από τις ασύλληπτες τεχνολογικές εφαρμογές που αυτή η γνώση συνεπάγεται, οδηγεί εντέλει στη συνειδητοποίηση της βαθύτερης επιστημονικής τους άγνοιας; Κι αν η αναγνώριση της μεγάλης επιστημονικής άγνοιας είναι το υψηλό τίμημα που πρέπει να καταβάλει η σύγχρονη Φυσική για τη μελλοντική πρόοδο των γνώσεών της.Ωστόσο, όπως θα δούμε, η σημερινή επιστημονική άγνοια είναι πολύ διαφορετική από την άγνοια του παρελθόντος, γιατί δεν πρόκειται για απουσία γνώσης λόγω της εσκεμμένης παράλειψης κάποιων ορατών δεδομένων, αντίθετα, η σημερινή άγνοιά μας προκύπτει από την πρόοδο των επιστημονικών γνώσεων και των συστηματικών ερευνών. Πρόκειται, παραδόξως, για μία «συνειδητή άγνοια», που αναγνωρίζει ρητά αφενός τα ερευνητικά-μεθοδολογικά της αδιέξοδα και αφετέρου τα γνωστικά της όρια.

Από τα σκότη της Φύσης στην επίγνωση του σκότους

Αν η επιταχυνόμενη απομάκρυνση των γαλαξιών και η ταχύτερη κίνηση των πιο μακρινών αστέρων διαψεύδουν τη νευτώνεια αρχή της βαρύτητας ή την ανανεωμένη εκδοχή της στη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, τότε η επιστήμη της Φυσικής οφείλει να αναθεωρήσει τις, μέχρι σήμερα, αποδεκτές κοσμολογικές της προκαταλήψεις και βεβαιότητες. Και για να εξηγηθούν αυτά τα νέα και απρόσμενα κοσμολογικά δεδομένα, οι φυσικοί επινόησαν τις πρόσφατες θεωρίες της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.Ομως, δεν συμφωνούν όλοι οι φυσικοί για την ανάγκη μιας τόσο ριζικής επιστημονικής επανάστασης, κάποιοι, μάλιστα, επιμένουν ότι οι νέες «σκοτεινές» θεωρίες επινοήθηκαν όχι για να αλλάξει το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο, αλλά για να διασωθεί και να παραμείνει αλώβητο παρά τις πολυάριθμες εμπειρικές διαψεύσεις! Παρόλα αυτά, τόσο η σκοτεινή ύλη όσο και η σκοτεινή ενέργεια αποτελούν πλέον δύο βασικά ερευνητικά προγράμματα, επειδή μόνο η αποδοχή τους εξηγεί μια σειρά από θεμελιώδη φυσικά φαινόμενα, που διαφορετικά θα ήταν επιστημονικά ανεξήγητα και, επειδή δεν μπορούν να εξηγηθούν, θα έπρεπε να αντιμετωπίζονται ως «υπερφυσικές» οντότητες.Η αποδοχή, λοιπόν, τέτοιων σκοτεινών φυσικών οντοτήτων δεν αποτελεί μια παράλογη ή αυθαίρετη θεωρητική εξέλιξη και γι’ αυτό η εξήγησή τους αποτελεί επείγουσα επιστημονική αναγκαιότητα. Ωστόσο, οι εναλλακτικές επιστημονικές λύσεις στις υπερφυσικές «εξηγήσεις» δεν είναι πολλές: ή αλλάζουμε ριζικά τις καθιερωμένες θεωρίες μας περί βαρύτητας ή αλλάζουμε την προσέγγισή μας σχετικά με τη σύσταση και τη δράση της σκοτεινής ύλης-ενέργειας στο Σύμπαν.Πάντως, η κυρίαρχη μέχρι τώρα θεωρητική τακτική για την εξήγηση της σκοτεινής ύλης είναι η αναζήτηση νέων, άγνωστων σωματιδίων, όπως π.χ. τα «Wimp», δηλαδή μεγάλης μάζας σωματίδια που αλληλεπιδρούν ελάχιστα με τα ήδη γνωστά σωματίδια που συγκροτούν την ορατή ύλη. Κάτι ανάλογο επιχειρείται και με τη μικροφυσική εξήγηση της σκοτεινής ενέργειας, η οποία θεωρείται ένα επιφαινόμενο, υποπροϊόν π.χ. των κβαντικών υποατομικών διακυμάνσεων. Ομως, όλες αυτές οι έρευνες δεν τα έχουν καταφέρει, μέχρι στιγμής, να εντοπίσουν τα πολυπόθητα σκοτεινά σωματίδια.Εντούτοις, τόσο στον επιστημονικό τύπο όσο και στα ΜΜΕ, κάποιοι διάσημοι φυσικοί καλλιεργούν την εντύπωση ότι έχουν ήδη λυθεί ή, έστω, ότι επίκειται να λυθούν όλα τα θεμελιώδη προβλήματα της Φυσικής. Πρόκειται προφανώς για μια εντελώς παραπλανητική εικόνα, δεδομένου ότι αγνοούμε το 26,8% της σκοτεινής ύλης και το 68,3% της σκοτεινής ενέργειας, που ενώ υπάρχουν στο Σύμπαν δεν γνωρίζουμε τίποτα για την προέλευση και τη δράση τους.Πώς προέκυψαν, όμως, αυτά τα τόσο ακριβή ποσοστά σκοτεινής ύλης και ενέργειας; Στην πραγματικότητα, πρόκειται για μεγέθη που υπολογίστηκαν βάσει των καθιερωμένων φυσικών νόμων και των ευρύτατα αποδεκτών φυσικών θεωριών. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, αυτά τα ακριβή μεγέθη, ενώ στηρίζονται σε πολλά παρατηρησιακά δεδομένα, μπορεί να λειτουργούν ως τα αναγκαία εμπειρικά «μπαλώματα» για τη διάσωση και τη δικαίωση των αποδεκτών φυσικών νόμων, οι οποίοι, μέχρι πρόσφατα, «εξηγούσαν» σχεδόν τα πάντα.Και δεν είναι η πρώτη φορά στην ιστορία της Φυσικής, όπου μια σοβαρή επιστημονική κρίση από τη συσσώρευση νέων δεδομένων αντιμετωπίζεται ανάγοντας το άγνωστο στο γνωστό. Μία εύλογη αλλά πολύ συντηρητική αντίδραση, που καθόλου δεν αποκλείει τη δυνατότητα οι γνωστοί φυσικοί νόμοι και οι αποδεκτές θεωρίες να μην είναι σε θέση να εξηγήσουν τα νέα και πολύ ανατρεπτικά δεδομένα, για την εξήγηση των οποίων απαιτείται μια πολύ πιο ριζική εννοιολογική και μεθοδολογική μεταστροφή.

Διαφωτιστική άγνοια ή σκοταδιστική «γνώση»;

Ποια θα πρέπει να είναι, λοιπόν, η νέα επιστημονική και επιστημολογική διαχείριση του φυσικού σκότους που, απ’ ό,τι φαίνεται, κυριαρχεί στο Σύμπαν; Από τον 17ο αιώνα μέχρι σήμερα, η επιτυχία κάθε νέας επιστημονικής θεωρίας στη Φυσική ταυτιζόταν με και εξαρτιόταν από την ικανότητά της να προβλέπει, στη βάση ορισμένων φυσικών νόμων, τη μελλοντική συμπεριφορά και την εξέλιξη των φαινομένων που μελετούσε.Οι μεγάλες επιτυχίες αυτής της αναγωγιστικής και ντετερμινιστικής μεθοδολογικής προσέγγισης στη Φυσική δημιούργησαν την απλοϊκή και άκρως παραπλανητική ψευδαίσθηση ότι η τεράστια ποικιλία όλων των φυσικών, των βιολογικών και των ανθρωπολογικών φαινομένων θα μπορούσε, κατ’ αρχήν, να αναχθεί και να εξηγηθεί πλήρως από λίγους, θεμελιώδεις και καθολικούς φυσικούς νόμους. Καθόλου περίεργο λοιπόν που η σημερινή κατάσταση του Σύμπαντος (και ό,τι αυτό περιέχει) θεωρείται ως το προδιαγεγραμμένο αποτέλεσμα της επίδρασης των αρχικών συνθηκών και των λίγων πραγματικά θεμελιωδών δυνάμεων της Φυσικής. Πρόκειται για το άπιαστο όνειρο της ενιαίας φυσικής επιστήμης των πάντων, μιας «Πανεπιστήμης» που, κάποτε, θα οδηγήσει στην περιβόητη «Θεωρία των Πάντων».Προϋπόθεση βέβαια για να ισχύει κάτι τέτοιο, ήταν -και εξακολουθεί να είναι!- η συστηματική υποβάθμιση ή και εξάλειψη από τον σκληρό πυρήνα των επιστημονικών εξηγήσεων κάθε τυχαίου, συμπτωματικού ή «αυθαίρετου» ιστορικού παράγοντα. Δυστυχώς, παρά τις φιλότιμες προσπάθειές των φυσικών τους τρεις τελευταίου αιώνες, η φύση των περισσότερων μικροφυσικών και κοσμολογικών φαινομένων παραμένει γνωστικά σκοτεινή και μη προβλέψιμη.Συνεπώς, η πλήρης και γνωστικά ακριβής πρόβλεψη των μελλοντικών εξελίξεων στη Φυσική είναι -τόσο θεωρητικά όσο και πρακτικά- ανέφικτη. Δεδομένου ότι οι δύο θεμελιώδεις αλλά ασύμβατοι πυλώνες της σύγχρονης Φυσικής, δηλαδή οι θεωρίες της Σχετικότητας και της Κβαντομηχανικής, αλλά και οι νέες κατακτήσεις της θεωρίας του Χάους, ή η πιο πρόσφατη ανακάλυψη της γνωστικής αδιαφάνειας της σκοτεινής ύλης και ενέργειας, έχουν αλλάξει ριζικά την εικόνα και τις γνωστικές μας προσδοκίες για μια επιστημονικά ενιαία περιγραφή της φυσικής πραγματικότητας. Η «αντικειμενική» αλήθεια της οποίας δεν πρέπει να θεωρείται πλέον καθόλου προφανής ή αυτονόητη, αφού εξαρτάται, αφενός, από το πώς την παρατηρούμε και την ερμηνεύουμε και, αφετέρου, από το πώς αλλάζουν, συν τω χρόνω, τα επιστημονικά μας κριτήρια για το τι τελικά είναι η «πραγματικότητα».Ομως, το νεωτερικό όνειρο της αναζήτησης μιας διαχρονικά αληθούς και αδιάψευστης επιστημονικής γνώσης, μέσω της ανακάλυψης των αιώνιων νόμων της Φύσης και της υπεριστορικής μαθηματικής περιγραφής της βαθύτερης φυσικής πραγματικότητας υπήρξε, από τον 17ο αιώνα μέχρι σήμερα, μια ιδιαίτερα γόνιμη αυταπάτη, που συνέβαλε στην εκπληκτική ανάπτυξη της λεγόμενης «κλασικής» επιστήμης (πρωτίστως της Φυσικής, αλλά όχι μόνο). Τι άραγε θα αντικαταστήσει, κατά τον 21ο αιώνα, αυτά τα άλλοτε τόσο δημιουργικά επιστημονικά μυθεύματα;Για τη σύγχρονη Αστροφυσική και Κοσμολογία, οι ρυθμοί διαστολής του Σύμπαντος καθορίζονται αφενός από τη δύναμη της βαρύτητας, που ενεργεί επιβραδυντικά, και αφετέρου από τη μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια που ευθύνεται για την επιταχυνόμενη διαστολή του. Ομως, όπως επιβεβαιώνουν οι αστροφυσικές έρευνες και παρατηρήσεις, τα τελευταία 7 δισεκατομμύρια χρόνια, η σκοτεινή ενέργεια φαίνεται να υπερνικά τη βαρυτική έλξη που αναπτύσσεται από τη συνολική μάζα, δηλαδή από την ορατή και σκοτεινή ύλη, που δρα ως τροχοπέδη στην επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος. Η μελλοντική λύση στο αίνιγμα της σκοτεινής ύλης και ενέργειας ίσως δοθεί από μια εντελώς νέα, μεγάλη επιστημονική σύνθεση, η οποία όχι απλώς θα συνδυάζει δημιουργικά τις κατακτήσεις της μακροφυσικής και της μικροφυσικής, αλλά και θα καταφέρει να υπερβεί τα σημερινά τους γνωστικά αδιέξοδα και εμμονές.

https://physicsgg.me/2024/03/11/η-σκοτεινή-επιστημονική-γνώση/

[Δροσος Γεωργιος]

Την ώρα της ηλιακής έκλειψης στο CERN αναζητούσαν τη σκοτεινή ύλη του Σύμπαντος.

Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC), ο μεγαλύτερος και πιο ισχυρός επιταχυντής σωματιδίων επαναλειτούργησε μετά μια παύση δύο ετών στη διάρκεια της οποίας όπως συνηθίζεται πραγματοποιήθηκαν εργασίες συντήρησης και αναβάθμισης των συστημάτων του. Ο LHC που βρίσκεται στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικών Ερευνών (CERN) μπήκε στη πρίζα την περασμένη Παρασκευή με τους επιστήμονες του CERN να εκκινούν μια διαδικασία στην οποία πρωτόνια συγκρούονται μεταξύ τους με ταχύτητα ελάχιστα μικρότερη από αυτή του φωτός.

Στο κυνήγι του Σύμπαντος

Ο LHC θα προσπαθήσει να ανασυνθέσει τι συνέβη το πρώτο δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το μυστηριώδες φαινόμενο από το οποίο προέκυψε το Σύμπαν. Η πρώτη ερευνητική προσπάθεια από την επαναλειτουργία του LHC θα είναι η αναζήτηση της σκοτεινής ύλης. Η μυστηριώδης σκοτεινή ύλη αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο Σύμπαν. Ωστόσο, η σκοτεινή ύλη είναι αόρατη και γίνεται γνωστή μόνο μέσω των βαρυτικών της επιδράσεων. Δεν έχει απομονωθεί ποτέ σε εργαστήριο, οπότε οι ερευνητές πρέπει να βασίζονται σε πειράματα για τη μελέτη της.Όπως έγινε γνωστό οι υπεύθυνοι του προγράμματος αναζήτησης της σκοτεινής ύλης άφησαν τον επιταχυντή να δουλεύει τρεις μέρες και χθες την ώρα που η προσοχή της επιστημονικής κοινότητας ήταν στραμμένη στην ολική ηλιακή έκλειψη εκείνοι συνέλεξαν όλα τα δεδομένα που προέκυψαν από τις συγκρούσεις των σωματιδίων για να ξεκινήσουν τις αναλύσεις ευελπιστώντας να υπάρχουν στοιχεία που να σχετίζονται με τη σκοτεινή ύλη.Τα πειράματα στη νέα φάση λειτουργίας του LHC θα διαρκέσουν πολλούς μήνες και στη συνέχεια ο επιταχυνής θα αδρανοποιηθεί εκ νέου για να ξεκινήσουν οι διεργασίες δημιουργίας του νέου μοντέλου επιταχυντή που θα λειτουργεί στο CERN, του High Luminosity LHC (HL-LHC). Οι επιστήμονες στο CERN ευελπιστούν τα πειράματα με το νέο επιταχυντή θα προσφέρουν νέες σημαντικές πληροφορίες για τη γέννηση, εξέλιξη αλλά το πιθανό τέλος του Σύμπαντος.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1635423/tin-ora-tis-iliakis-ekleipsis-sto-cern-anazitoysan-tin-skoteini-yli-toy-sympantos/