Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιούνιος 19, 2024 Δημοσιεύτηκε Ιούνιος 19, 2024 Η μνήμη των βαρυτικών κυμάτων. Η παρατήρηση της μνήμης βαρυτικών κυμάτων μπορεί να βοηθήσει τους φυσικούς να ελέγξουν τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας σχετικά με συμμετρίες μεγάλης κλίμακας στον ιστό του χωροχρόνου.Φυσικοί επανεξέτασαν την μνήμη βαρυτικών κυμάτων ως το κλειδί για τη μέτρηση των χωροχρονικών συμμετριών. Συγκεκριμένα, έδειξαν πώς αυτές οι συμμετρίες μπορούν να διερευνηθούν μέσω των παρατηρήσεων βαρυτικής μνήμης μετατόπισης και περιστροφής, αντίστοιχα.Τα βαρυτικά κύματα παραμορφώνουν τον ίδιο τον χωροχρόνο. Έχουν όμως και μια λιγότερο γνωστή (και λιγότερο κατανοητή) ιδιότητα. Μετά το πέρασμά τους, αφήνουν ένα μόνιμο αποτύπωμα στο σύμπαν, αλλάζοντας για πάντα τις αποστάσεις μεταξύ δύο σημείων στο διάστημα. Αυτό το φαινόμενο της βαρυτικής μνήμης, προβλέπεται από τη γενική σχετικότητα να είναι πολύ μικρής έντασης, αλλά θα μπορούσε ενδεχομένως να ανιχνευτεί σε μελλοντικούς ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων, όπως η LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Μια νέα θεωρητική μελέτη από τους Boris Goncharov et al διερευνά το τι θα μπορούσαμε να μάθουμε για τις χωροχρονικές συμμετρίες του σύμπαντος από την ανίχνευση της βαρυτικής μνήμης. Συμπεραίνουν ότι οι παρατηρήσεις του φαινομένου της βαρυτικής μνήμης θα μπορούσαν να προσφέρουν πληροφορίες για το πώς η γενική σχετικότητα μπορεί να ενοποιηθεί με την κβαντική θεωρία.Τα βαρυτικά κύματα δημιουργούνται όταν πραγματοποιούνται κατακλυσμικά φαινόμενα όπως εκρήξεις σουπερνόβα ή συγχώνευση μαύρων τρυπών ή ακόμη και η γέννηση του ίδιου του σύμπαντος με την Μεγάλη Έκρηξη. Όταν ένα βαρυτικό κύμα διαπεράσει δύο αντικείμενα – ας πούμε, δύο δοκιμαστικές μάζες σε έναν ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων – προκαλεί ταλαντώσεις στην απόσταση μεταξύ των αντικειμένων.Το 1991, ο Δημήτρης Χριστοδούλου στην εργασία του με τίτλο «Nonlinear nature of gravitation and gravitational-wave experiments» διατύπωσε το αποκαλούμενο στη Φυσική «Christodoulou memory effect» ή «Christodoulou permanent displacement» ή για συντομία φαινόμενο μνήμης που αφορά την επ’ άπειρον μη γραμμική φύση των βαρυτικών κυμάτων. Όταν ένα βαρυτικό κύμα κινείται μέσω μιας πειραματικής συσκευής, μετατοπίζει προσωρινά τις δοκιμαστικές μάζες που σύντομα σταματούν αφού περάσουν τα κύματα. Ο Χριστοδούλου έδειξε ότι οι δοκιμαστικές μάζες δεν επιστρέφουν ακριβώς στις αρχικές τους θέσεις. H γεωμετρία του χωροχρόνου διατηρεί μια μνήμη του διερχόμενου βαρυτικού κύματος και αλλάζει μόνιμα από αυτό – ένα φαινόμενο που θα μπορούσε να ανιχνευθεί. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την κατάσταση μιας επιφάνειας λίμνης που διαταράσσεται προσωρινά από μια πέτρα γιατί η λίμνη θα επιστρέψει τελικά στην αρχική της κατάσταση. H μόνιμη μετατόπιση των πειραματικών μαζών ενός ανιχνευτού βαρυτικών κυμάτων εξαιτίας του «φαινομένου μνήμης» οφείλεται στην μη-γραμμικότητα των εξισώσεων Αινστάιν.Το 2016, οι φυσικοί αποκάλυψαν ένα δεύτερο είδος βαρυτικής μνήμης, που ονομάζεται μνήμη ιδιοπεριστροφής, η οποία είναι ένα αποτύπωμα της στροφορμής των πηγών των βαρυτικών κυμάτων [«New Gravitational Memories«, Sabrina Pasterski, Andrew Strominger, Alexander Zhiboedov]. Αυτή η βαρυτική «συστροφή» έχει μόνιμη επίδραση στην περιστροφική κίνηση των αντικειμένων. Το φαινόμενο μνήμης ιδιοπεριστροφής αναμένεται να είναι πολύ μικρότερης έντασης σε σχέση με το φαινόμενο μνήμης Χριστοδούλου. Προς το παρόν τα σημερινά παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων δεν μπορούν να ανιχνεύσουν κανένα από τα δύο φαινόμενα.Οι μελλοντικοί ανιχνευτές μπορεί να έχουν καλύτερη τύχη. Ο Goncharov και οι συνάδελφοί του εξετάζουν τις προοπτικές ανίχνευσης βαρυτικής μνήμης με τον ανιχνευτή LISA καθώς επίσης και με δύο ακόμα μελλοντικούς επίγειους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων, το τηλεσκόπιο Αϊνστάιν (ET) και τον Κοσμικό Εξερευνητή. Σε αντίθεση με προηγούμενες εργασίες που εξερεύνησαν πιθανά σήματα βαρυτικής μνήμης, οι ερευνητές διερευνούν το πώς η ανίχνευση βαρυτικής μνήμης μπορεί να αποκαλύψει πληροφορίες για συμμετρίες που είναι ενσωματωμένες στο χωροχρονικό ιστό του σύμπαντος μας. Αυτές οι λεγόμενες ασυμπτωτικές συμμετρίες αφορούν γεωμετρικές διεργασίες (όπως μετατοπίσεις και περιστροφές) που εκτελούνται σε μεγάλες αποστάσεις – μακριά από κάθε γαλαξία ή άλλες μάζες – όπου η βαρύτητα τείνει στο μηδέν. Υπάρχουν διαφορετικά μοντέλα που περιγράφουν αυτές τις συμμετρίες και πόσες από αυτές υπάρχουν.Ο Goncharov και οι συνεργάτες του εξετάζουν την επίδραση που μπορεί να έχουν αυτά τα διαφορετικά μοντέλα συμμετρίας στις πιθανές παρατηρήσεις των φαινομένων μνήμης. Διαφορετικά μοντέλα συμμετρίας παράγουν διαφορετικές μορφές μνήμης επιτρέποντας διαφορετικές παραμορφώσεις του χωροχρόνου σε μεγάλες αποστάσεις. Ένα μοντέλο, για παράδειγμα, δημιουργεί μνήμη μετατόπισης αλλά όχι μνήμη περιστροφής, ενώ ένα άλλο παράγει και τα δύο φαινόμενα.Οι ερευνητές προσομοιώνουν σήματα βαρυτικών κυμάτων σε διάφορα σενάρια. Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι ο ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων LISA θα μπορούσε ενδεχομένως να κάνει διάκριση μεταξύ διαφορετικών μοντέλων συμμετρίας σε γεγονότα συγχώνευσης υπερμαζικών μαύρων τρυπών. Το τηλεσκόπιο Αϊνστάιν και ο Κοσμικός Εξερευνητής μπορεί να δυσκολεύονται να δουν φαινόμενα μνήμης από μεμονωμένα γεγονότα, αλλά θα μπορούσαν να παρέχουν πληροφορίες από αθροιστικές παρατηρήσεις.Αν οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων μπορούν να απομονώσουν τα φαινόμενα μνήμης και επιπλέον, να δουν υπογραφές ενός συγκεκριμένου μοντέλου συμμετρίας, τότε οι ερευνητές θα μπορούσαν να εξάγουν κάποια συμπεράσματα για την κβαντική θεωρία πεδίου. Ο λόγος έχει να κάνει με το «Τρίγωνο Pasterski–Strominger–Zhiboedov», μια θεωρητική κατασκευή που συνδέει τρεις περιοχές στη θεμελιώδη φυσική: φαινόμενα μνήμης, χωροχρονικές συμμετρίες και τα λεγόμενα μαλακά θεωρήματα που περιγράφουν την συμπεριφορά σκέδασης χαμηλής ενέργειας στην κβαντική φυσική. Η κατανόηση μιας γωνίας του τριγώνου μπορεί να οδηγήσει σε πληροφορίες για τις άλλες γωνίες. Σύμφωνα με τον Goncharov: «Αυτό μπορεί να είναι ένας δρόμος προς μια ενοποίηση της βαρύτητας και της κβαντικής θεωρίας, ένας ακρογωνιαίος λίθος που λείπει στη σύγχρονη φυσική.«Πιστεύω ότι αξίζει τον κόπο να προσπαθήσουμε να [προβλέψουμε τα αποτελέσματα της μνήμης] από παρατηρησιακή άποψη», λέει ο Paul Lasky, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Monash της Αυστραλίας, ο οποίος δεν συμμετείχε στην μελέτη. Ωστόσο, επισημαίνει ότι οι περισσότεροι ερευνητές αναμένουν ότι τα σήματα μνήμης θα περιλαμβάνουν και συνεισφορές μετατόπισης και περιστροφής. Αν όμως οι μελλοντικοί ανιχνευτές δεν επιβεβαιώσουν αυτές τις προσδοκίες, κανείς δεν ξέρει τι θα σήμαινε αυτό για τη γενική σχετικότητα και την κβαντική θεωρία πεδίου. «Δεν νομίζω ότι υπάρχει προς το παρόν μια σαφής κατανόηση του τρόπου ερμηνείας πιθανών παρατηρήσεων που δεν θα συμφωνούσαν με τις προσδοκίες μας. Κάτι που κάνει όλο αυτό πραγματικά διασκεδαστικό και ενδιαφέρον!». πηγές: 1. Gravitational-Wave Memory May Illustrate Spacetime Symmetries – https://physics.aps.org/articles/v17/95 2. Inferring fundamental spacetime symmetries with gravitational-wave memory: from LISA to the Einstein Telescope – https://arxiv.org/abs/2310.10718 3. Μια αναφορά στο «Christodoulou memory effect» Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιούνιος 25, 2024 Δημοσιεύτηκε Ιούνιος 25, 2024 Εκτοξεύτηκε ο γαλλο-κινεζικός δορυφόρος που θέλει να ανακαλύψει την ιστορία του Σύμπαντος (βίντεο) Η αποστολή έχει βασικό στόχο την ανίχνευση εκλάμψεις ακτίνων γ Ο πύραυλος Longue-Marche 2-C που μεταφέρει τον γαλλο-κινεζικό δορυφόρο Svom, δημιούργημα μηχανικών των δύο χωρών, εκτοξεύτηκε με επιτυχία από το διαστημικό κέντρο της Σιτσάνγκ, στην επαρχία Σετσουάν, στην νοτιοδυτική Κίνα. Η αποστολή αυτή έχει στόχο να εντοπίσει στο διάστημα τις «εκλάμψεις ακτίνων γ», τρομερά ισχυρές εκρήξεις οι οποίες αναμένεται κυρίως να προσφέρουν περισσότερες πληροφορίες για την ιστορία του Σύμπαντος.Σχεδιασμένη από μηχανικούς των δύο χωρών, η αποστολή αυτή που ονομάζεται “Svom” (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor), αποτελεί μια σημαντική συνεργασία Κίνας και Δύσης στο Διάστημα με στόχο να ανιχνεύσει και να εντοπίσει αυτά τα πολύ μακρινά κοσμικά φαινόμενα. Ο δορυφόρος είναι βάρους 930 κιλών και περιέχει τέσσερα όργανα (δύο κινεζικά, δύο γαλλικά) και, όπως μετέδωσε το κινεζικό κρατικό τηλεοπτικό δίκτυο CCTV, τέθηκε ήδη σε τροχιά. Το φαινόμενο Οι εκρήξεις ή εκλάμψεις ακτίνων γ που η επιστημονική κοινότητα ονομάζει GRB (Gamma-Ray Burst), είναι συγκεντρώσεις συμπυκνωμένης ακτινοβολίας γ που δημιουργούνται κατά τη γέννηση άστρων νετρονίου η μαύρων τρυπών από βίαια κοσμικά φαινόμενα όπως την σύγκρουση αστέρων νετρονίων, από εκρήξεις σουπερνόβα, από άστρα που καταρρέουν και από την καταστροφή άστρων νετρονίων από μαύρες τρύπες. Οι εκρήξεις ακτίνων γ είναι εκρήξεις φωτονίων γάμμα εξαιρετικά υψηλής ενέργειας, που ακτινοβολούν εκατομμύρια φορές λαμπρότερα από τον Ήλιο.Οι εκρήξεις ακτίνων γ είναι εχθρικές στην ζωή και αν συμβεί κάποια σε κοντινή απόσταση από εμάς και η ακτινοβολία χτυπήσει τον πλανήτη μας οι επιπτώσεις αναμένεται να είναι ολέθριες για την πανίδα, την χλωρίδα και φυσικά τον άνθρωπο. Μάλιστα μια μαζική εξαφάνιση της ζωής πριν από 440 εκατ. έτη έχει συνδεθεί με την έλευση στην Γη μιας έκλαμψης ακτίνων γ. O εικονιζόμενος δορυφόρος SVOM θα προσπαθήσει να εντοπίσει εκλμάψεις ακτίνων γ https://www.naftemporiki.gr/techscience/1696265/ektoxeytike-o-gallo-kinezikos-doryforos-poy-thelei-na-anakalypsei-tin-istoria-toy-sympantos-vinteo/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 5, 2024 Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 5, 2024 Μάνος Σαριδάκης στην «Κ»: Ο 21ος αιώνας θα είναι η εποχή της κοσμολογίας. Ο ρόλος της χώρας μας στις εξελίξεις στον τομέα της αστροφυσικής. «Ο20ός αιώνας ήταν ο αιώνας της πυρηνικής και σωματιδιακής φυσικής, όμως ο 21ος θα μείνει στην Ιστορία για την πρόοδο της αστροφυσικής και της κοσμολογίας». Την παραπάνω πεποίθηση μοιράζεται με την «Κ» ο δρ Μάνος Σαριδάκης, κύριος ερευνητής του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και διδάκτωρ Πυρηνικής Φυσικής του ΕΚΠΑ, με αφορμή την κυκλοφορία του βιβλίου του «Το σύμπαν» (σειρά «Μικρές Εισαγωγές» από τις εκδόσεις Παπαδόπουλος). Σε 112 σελίδες, ο δρ Σαριδάκης, ο οποίος βρίσκεται στις ανώτατες θέσεις της διεθνούς κατάταξης του Πανεπιστημίου Στάνφορντ με το 1% των πιο επιδραστικών επιστημόνων το 2023, εξηγεί με τρόπο εύληπτο τις βασικές έννοιες της κοσμολογίας και συνοψίζει όλες τις πρόσφατες ανακαλύψεις. «Απέχουμε μόλις 20-30 χρόνια από τη δυνατότητα εξόρυξης αστεροειδών, τους οποίους θα μπορέσουμε να μεταφέρουμε στη Γη», αναφέρει ενδεικτικά μία από τις προοπτικές, «θα μπορούσε να είναι το νικέλιο ή το τιτάνιο, για παράδειγμα, η αξία των οποίων θα ισοδυναμούσε με χιλιάδες φορές το ΑΕΠ όλης της Γης». Η σημαντικότερη, ωστόσο, εξέλιξη αφορά τα βαρυτικά κύματα. «Το 2015, η διεθνής επιστημονική κοινότητα κατάφερε να παρατηρήσει τις μαύρες τρύπες μέσω των βαρυτικών κυμάτων. Ουσιαστικά, έκαναν ένα μεγάλο βήμα επαληθεύοντας όσα είχε διατυπώσει ο Αϊνστάιν, όπως ακριβώς και ο Αϊνστάιν είχε ξεπεράσει τον Νεύτωνα. Τέτοιες επαναστατικές, ανακαλύψεις γίνονται επί της ουσίας κάθε 100-150 χρόνια», σημειώνει.Ο δρ Σαριδάκης συμμετέχει με την ομάδα του Εθνικού Αστεροσκοπίου στη διεθνή αποστολή «Psyche». Στον «Αρίσταρχο» (επάνω) στον Χελμό, που είναι το δεύτερο μεγαλύτερο τηλεσκόπιο της ηπειρωτικής Ευρώπης, θα γίνονται οι πρώτες δοκιμές μεταφοράς πληροφοριών από το Διάστημα στη Γη. Μεγάλη διάκριση Στην πρόοδο των τελευταίων δεκαετιών το «παρών» δίνουν και Ελληνες επιστήμονες. Τον περασμένο Μάιο, η Ομάδα Βαρύτητας και Κοσμολογίας του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών και Τηλεπισκόπησης του Αστεροσκοπείου, στην οποία συμμετείχαν ο διευθυντής του Ινστιτούτου δρ Σπύρος Βασιλάκος, ο ακαδημαϊκός Δημήτρης Νανόπουλος, ο δρ Σαριδάκης και οι Θεόδωρος Παπανικολάου και Χάρης Τζερεφός (μεταδιδακτορικός ερευνητής και υποψήφιος διδάκτωρ αντίστοιχα), απέσπασε μια μεγάλη διάκριση. Η μελέτη τους για τη θεωρία των υπερχορδών (καινοτόμος ερμηνεία για την προέλευση και τη λειτουργία του σύμπαντος) έλαβε τιμητική διάκριση στον Διεθνή Διαγωνισμό Βαρύτητας, που διεξάγεται ετησίως από το Ιδρυμα Gravity Research Foundation των ΗΠΑ. «Αποδείξαμε ότι οι υπερχορδές μπορεί να επηρεάζουν έντονα τη συμπεριφορά του αρχέγονου σύμπαντος, και συγκεκριμένα την παραγωγή αρχέγονων μαύρων τρυπών και βαρυτικών κυμάτων», εξηγεί ο δρ Σαριδάκης. Η έρευνα του Ινστιτούτου συγχρονίζεται με τις διεθνείς ανακαλύψεις γύρω από τα βαρυτικά κύματα.Η Ελλάδα έχει ισχυρό brand name σε επιστήμονες. Οι δημοσιεύσεις μας στον τομέα της φυσικής και των μαθηματικών είναι πάνω από τον ευρωπαϊκό μέσο όρο.Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) με επιμέρους συμμετοχή της NASA δρομολογούν την πρωτοποριακή αποστολή LISA (Laser Interferometer Space Antenna), την πρώτη επιστημονική προσπάθεια ανίχνευσης και μελέτης βαρυτικών κυμάτων από το Διάστημα. Το 2037, υπολογίζεται να σταλούν τρία διαστημικά σκάφη σε απόσταση 2,5 εκατ. χιλιομέτρων, που θα σχηματίσουν ένα τρίγωνο γύρω από τον ήλιο. Στην επιστημονική κοινοπραξία έχει επιλεγεί να συμμετάσχει το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, όπως και το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, το Εθνικό Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, το Ιδρυμα Τεχνολογίας και Ερευνας, το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, το Πανεπιστήμιο Πατρών και το Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης. «Η δική μας συνεισφορά θα αφορά την επεξεργασία των δεδομένων που θα στέλνονται μέσω λέιζερ χάρη στο τμήμα ΑΙ και μηχανικής μάθησης». Στόχος είναι να αλιεύσουν πληροφορίες για το σύμπαν μέχρι και τη Μεγάλη Εκρηξη με την αξιοποίηση των βαρυτικών κυμάτων. «Να βρούμε από πού κρατάει η σκούφια μας…». Η αποστολή «Psyche» Το Εθνικό Αστεροσκοπείο συμμετέχει στην εξίσου φιλόδοξη διαστημική αποστολή της NASA με το όνομα «Psyche», δηλαδή «Ψυχή», που αποσκοπεί στην εξερεύνηση του ιδιαίτερα πλούσιου σε μέταλλα ομώνυμου αστεροειδούς. Η αποστολή των πληροφοριών θα γίνεται από την «Ψυχή» απευθείας στην Πελοπόννησο, όπου βρίσκονται τα δύο τελευταίας τεχνολογίας τηλεσκόπια. «Στον “Αρίσταρχο” στον Χελμό, που είναι το δεύτερο μεγαλύτερο τηλεσκόπιο της ηπειρωτικής Ευρώπης, αλλά και στο τηλεσκόπιο που διαθέτουμε στο Κρυονέρι Κορινθίας, θα γίνονται οι πρώτες δοκιμές downlink, μεταφορά δηλαδή πληροφοριών από το Διάστημα στη Γη», λέει. Θα αξιοποιηθεί η τεχνολογία των οπτικών laser σε τεράστιες αποστάσεις, περίπου 300.000.000 χιλιόμετρα, όσο είναι δύο φορές η απόσταση Ηλίου – Γης. Η «αξονική τομογραφία» του γαλαξία μας «Μιλάμε για 10ετή πρότζεκτ, στα οποία η χώρα μας συμμετέχει, αλλά οι ερευνητές μας έχουν πολλές φορές απλώς διετείς συμβάσεις έργου», επισημαίνει ο δρ Σαριδάκης. «Η Ελλάδα, όμως, έχει ισχυρό brand name σε επιστήμονες. Οι δημοσιεύσεις των Ελλήνων επιστημόνων στον τομέα της φυσικής και των μαθηματικών είναι πάνω από τον ευρωπαϊκό μέσο όρο», προσθέτει. «Οι ΗΠΑ και η Κίνα επένδυσαν τα προηγούμενα χρόνια στη βασική έρευνα των θετικών επιστημών και αυτό αποδεδειγμένα φέρνει καρπούς μακροπρόθεσμα και στις εφαρμοσμένες επιστήμες». Αν στον 19ο αιώνα κάναμε μόνο εφαρμοσμένη έρευνα, «θα είχαμε τελειοποιήσει τα κεριά αλλά δεν θα είχαμε εφεύρει τον ηλεκτρισμό, δεν θα διαθέταμε σήμερα πλοηγούς (GPS), η λειτουργία των οποίων στηρίζεται στη θεωρία της σχετικότητας και κατ’ επέκταση της καμπυλότητας του χωροχρόνου». Στήριξη, λοιπόν, της έρευνας, χάραξη εθνικής στρατηγικής και προώθηση των νεοφυών επιχειρήσεων στην παραγωγή hardware (από τουρμπίνες σκαφών μέχρι μπαταρίες και ηλιακά κάτοπτρα) για διαστημικές αποστολές, αυτές θα έπρεπε, σύμφωνα με τον δρα Σαριδάκη, να είναι οι προτεραιότητες της ελληνικής πολιτείας. https://www.kathimerini.gr/society/563106754/manos-saridakis-stin-k-o-21os-aionas-tha-einai-i-epochi-tis-kosmologias/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 11, 2024 Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 11, 2024 Ο χάρτης του παρατηρήσιμου σύμπαντος. Ο κάθετα προσανατολισμένος λογαριθμικός χάρτης του σύμπαντος που ακολουθεί εκτείνεται σε σχεδόν 20 τάξεις μεγέθους (βλέπε την κλίμακα στην κάθετη δεξιά πλευρά), μεταφέροντάς μας από τον πλανήτη Γη στην άκρη του ορατού σύμπαντος. Από κάτω προς τα πάνω, τα ουράνια σώματα είναι διατεταγμένα ανάλογα με την απόστασή τους από τη Γη. Στο πάνω άκρο, απεικονίζονται τα πιο απομακρυσμένα αντικείμενα που παρατηρήθηκαν, συμπεριλαμβανομένων των εκλάμψεων ακτίνων γ (GRBs), τα κβάζαρ, τα υπερσμήνη γαλαξιών και την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου. Τα ουράνια σώματα εμφανίζονται με διευρυμένο μέγεθος, αφού στην κλίμακα του χάρτη όλα θα εμφανίζονταν ως σημεία μικρότερα από ένα πίξελ, εκτός από τη Σελήνη, την Ανδρομέδα και τον ήλιο: Εναλλακτικά μπορείτε να δείτε τον χάρτη στο βίντεο που ακολουθεί: Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 15, 2024 Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 15, 2024 Το σύμπαν εξακολουθεί να δημιουργεί νέους γαλαξίες; Θεωρούμε ότι οι γαλαξίες είναι πολύ παλιοί. Ο δικός μας Γαλαξίας σχηματίστηκε πριν από 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια, ενώ το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μας αποκάλυψε μερικούς από τους πρώτους γαλαξίες που σχηματίστηκαν στο αρχέγονο σύμπαν. Τίθεται λοιπόν η ερώτηση: «Σχηματίζονται γαλαξίες ακόμα και σήμερα;« Είναι μια διασκεδαστική ερώτηση γιατί προσπαθώντας να την απαντήσουμε μας δίνει την ευκαιρία να διεισδύσουμε στην περίπλοκη και όμορφη διαδικασία σχηματισμού γαλαξιών. Ας δούμε λοιπόν τι συμβαίνει. Πρώτη απάντηση: Όχι Οι γαλαξίες είναι τεράστια βαρυτικά συστήματα αστέρων, γαλαξιακών υπολειμμάτων, κοσμικής σκόνης και σκοτεινής ύλης. Η ετυμολογία της λέξης προέρχεται από τα ελληνικά, σημαίνει «άξονας από γάλα» και αναφέρεται στον δικό μας Γαλαξία (Milky Way). Διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό ο ένας από τον άλλο. Ένας τυπικός γαλαξίας έχει διάμετρο περίπου 100.000 έτη φωτός, ενώ η τυπική απόσταση μεταξύ των γαλαξιών είναι περίπου 1 εκατομμύριο έτη φωτός. Μερικές φορές, οι γαλαξίες συγχωνεύονται ή συσσωρεύονται μέσα σε σμήνη, αλλά με λίγες εξαιρέσεις, μπορούμε σε μεγάλο βαθμό να ξεχωρίσουμε τον έναν γαλαξία από τον άλλο. Οι γαλαξίες μοιάζουν με πόλεις: Η απόσταση μεταξύ των πόλεων είναι μεγαλύτερη από τις ίδιες τις πόλεις, επομένως είναι εύκολο να εντοπιστούν και να προσδιοριστούν. Μερικές φορές, οι πόλεις βρίσκονται η μία δίπλα στην άλλη, και μερικές φορές, μια μεγάλη πόλη συγχωνεύεται με τις γειτονικές της. Αλλά σε γενικές γραμμές, μια πόλη είναι απλώς μια πόλη.Όμως, ο ορισμός της γέννησης ενός γαλαξία είναι διαφορετικό ζήτημα. Οι γαλαξίες εμφανίστηκαν στο αρχέγονο σύμπαν μέσω μιας σταδιακής διαδικασίας που ξεκίνησε από το πρώτο δευτερόλεπτο της Μεγάλης Έκρηξης! Εκείνη την εποχή, εμφανίστηκαν μικροσκοπικοί θύλακες με μεγαλύτερη πυκνότητα από το μέσο όρο, η οποία αυξάνονταν σταθερά τα επόμενα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Στην αρχή, μόνο η σκοτεινή ύλη συνέρρεε, καθώς η κανονική ύλη ήταν απασχολημένη με τις αλληλεπιδράσεις της. Όταν όμως οι θύλακες της σκοτεινής ύλης μεγάλωσαν αρκετά, προσέλκυσαν και την κανονική ύλη που βρίσκονταν γύρω τους.Καθώς η κανονική ύλη συγκεντρωνόταν, συμπιέστηκε, κατακερματίστηκε και έδωσε φως στα πρώτα άστρα. Αυτοί οι πρωτογαλαξίες συνέχισαν να καταναλώνουν περισσότερο αέριο, να συγχωνεύονται με τους γείτονες και να αυξάνονται για να γίνουν οι πλήρως σχηματισμένοι γαλαξίες που βλέπουμε σήμερα.Έτσι, από αυτή την οπτική γωνία, δεν δημιουργούνται νέοι γαλαξίες σήμερα. Η διαδικασία του σχηματισμού τους – της εμφάνισής τους ως μικροσκοπικών διαφορών στην πυκνότητα ή της αρχικής συγκέντρωσης της σκοτεινής ύλης – έχει ολοκληρωθεί. Πραγματοποιήθηκε άπαξ στο αρχέγονο σύμπαν και δεν επαναλήφθηκε ποτέ ξανά. Δεν υπάρχουν άλλοι πρωτογαλαξίες – ούτε άλλα νέφη αερίου που περιμένουν απλώς την ευκαιρία να συμπυκνωθούν και να δημιουργήσουν έναν νέο γαλαξία – στο σημερινό σύμπαν. Δεύτερη απάντηση: ναι Αλλά αυτός είναι μόνο ένας τρόπος για να ορίσετε την αρχή ενός γαλαξία. Μπορούμε επίσης να δούμε ένα ακόμα κομβικό βήμα: την εμφάνιση των πρώτων άστρων. Επιστρέφοντας στην αναλογία της πόλης που αναφέρθηκε παραπάνω, υπάρχει διαφορά μεταξύ του πότε μια πόλη σχεδιάζεται για πρώτη φορά – όταν τα περιγράμματα της καθορίζονται με τοπογραφικά όρια – και πότε αρχίζουν να μετακινούνται οι άνθρωποί της.Αν εστιάσουμε μόνο στον σχηματισμό των άστρων, θα δούμε ότι αυτή είναι μια συνεχής διαδικασία που συνεχίζεται ακόμη και σήμερα. Τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν δημιουργήσει μια λεπτομερή κατανόηση ενός αστροφυσικού μεγέθους που ονομάζεται συνάρτηση αστρικής μάζας. Μας δείχνει πόση μάζα έχει τη μορφή άστρων σε κάθε γαλαξία σε διαφορετικές εποχές στο σύμπαν.Τα άστρα αποτελούν μόνο ένα μικρό ποσοστό της μάζας ενός γαλαξία. Το υπόλοιπο αντιστοιχεί στη σκοτεινή ύλη και σε τυχαίες συγκεντρώσεις αερίων. Ωστόσο, είναι τα άστρα που κάνουν έναν γαλαξία ορατό, αφού είναι πολύ πιο εύκολο να παρατηρηθούν από οποιοδήποτε άλλο γαλαξιακό στοιχείο.Οι νέες έρευνες που εξετάζουν δειγματοληπτικά γαλαξίες σε όλο το σύμπαν, αποκάλυψαν ότι η συνάρτηση αστρικής μάζας αυξάνεται παντού. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν περισσότεροι μικροί, μεσαίοι γαλαξίες και μεγάλοι γαλαξίες από ότι υπήρχαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Οι νέοι μικροί γαλαξίες δεν προέρχονται από την εμφάνιση πρωτογαλαξιών στους σπόρους της σκοτεινής ύλης. είναι ήδη υπάρχουσες συστάδες υλικού που μόλις αρχίζουν τον σχηματισμό άστρων. Οι μεγαλύτεροι γαλαξίες, από την άλλη πλευρά, εξελίσσονται κυρίως από τη συνεχιζόμενη συγχώνευση μικρότερων γαλαξιών. Δεν θα κρατήσει για πάντα Έτσι, έστω και με αυτό τον τρόπο, συνεχίζουν να εμφανίζονται νέοι γαλαξίες στην κοσμική σκηνή καθώς φωτίζονται με νέους γύρους σχηματισμού άστρων. Αυτοί οι γαλαξίες ήταν πάντα εκεί, ‘άραζαν’ για δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά μόλις τώρα γίνονται ορατοί. Η διαδικασία αυτή είναι εφικτή διότι ο σχηματισμός άστρων είναι απίστευτα αργός. Το μεγαλύτερο μέρος του αερίου στο εσωτερικό ενός γαλαξία δεν θα μετατραπεί ποτέ σε άστρα και θα συνεχίσει να υπάρχει ως έχει για πολύ μεγάλες περιόδους, Μπορεί να πάρει πολύ χρόνο σε έναν γαλαξία για να το χρησιμοποιήσει στην παραγωγή άστρων.Δυστυχώς, το πάρτι δεν θα κρατήσει για πάντα. Το πρόβλημα είναι ότι το σύμπαν όχι μόνο διαστέλλεται, αλλά η διαστολή του επιταχύνεται, ένα φαινόμενο που αποδίδεται στην σκοτεινή ενέργεια. Αν και οι αστρονόμοι εξακολουθούν να μην καταλαβαίνουν τι είναι η σκοτεινή ενέργεια, μπορούν να παρατηρήσουν τα αποτελέσματά της στο σύμπαν: διασκορπίζει τα πάντα.Καθώς το σύμπαν γερνά, είναι όλο και πιο δύσκολο για την ύλη να συγκεντρωθεί ώστε να σχηματίσει νέους γαλαξίες, όπου θα προκληθεί ένας συνεχής σχηματισμός άστρων. Στην πραγματικότητα, η αιχμή του σχηματισμού άστρων πέρασε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Ενώ οι νέοι γαλαξίες συνεχίζουν να φωτίζονται, ο ρυθμός ανάδυσής τους επιβραδύνεται, με όλο και λιγότερους νέους γαλαξίες να εμφανίζονται κάθε χρόνο.Όμως υπάρχει ακόμα πολύς χρόνος, αφού οι γαλαξίες θα συνεχίσουν να σχηματίζουν άστρα για εκατοντάδες δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον. Γι αυτό ας απολαύσουμε το πάρτι όσο διαρκεί. διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο του Paul Sutter: «Is the universe still making new galaxies?» – https://www.space.com/are-new-galaxies-still-forming Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 23, 2024 Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 23, 2024 (επεξεργάστηκε) Για μια καλύτερη κοσμολογική θεωρία. Η ευρέως αποδεκτή μέχρι σήμερα θεωρία που περιγράφει με καλή προσέγγιση το σύμπαν μας, είναι γνωστή ως τo «Καθιερωμένο Πρότυπο της Κοσμολογίας», η συντομογραφικά ως ΛCDM. Στο ΛCDM, κυριαρχεί η σταθερή ποσότητα σκοτεινής ενέργειας (η κοσμολογική σταθερά Λ), μαζί με την ψυχρή σκοτεινή ύλη (Cold Dark Matter=CDM). Δυστυχώς όμως είναι ελλιπής, αφού υπάρχουν αναπάντητα ερωτήματα και ανωμαλίες. Αλλά το ίδιο ισχύει για όλες τις φυσικές μας θεωρίες. Οι ανωμαλίες στην τυπική κοσμολογία θα μπορούσαν να μας οδηγήσουν σε μια ακόμη καλύτερη θεωρία. Κι αυτό έχει ξαναγίνει.Στην κοσμολογία εμφανίζονται διάφορες ανωμαλίες όπως, η παρατηρούμενη αφθονία του λιθίου στο σύμπαν που είναι είναι τρεις φορές μικρότερη από αυτή που προβλέπει η θεωρία, η διαφορά του 9% στην μετρούμενη τιμή της σταθεράς Hubble κ.ά, οι οποίες αναλύονται σε άρθρο του P. J. E. Peebles.Ο P. J. E. Peebles (βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2019) σε ένα πρόσφατο άρθρο του, αναπτύσσει τις απόψεις του για την κατάσταση του καθιερωμένου προτύπου της κοσμολογίας ΛCDM. Γράφει μεταξύ άλλων: «Σκεφτείτε την κατάσταση της θεμελιώδους φυσικής πριν από έναν αιώνα. Το 1924 η θεωρία του Maxwell για τον ηλεκτρομαγνητισμό είχε περάσει απαιτητικούς ελέγχους στο εργαστήριο και πολύ περισσότερα τεστ από τη μεγάλη ποικιλία πρακτικών εφαρμογών, όπως το ραδιόφωνο. Αλλά οι φυσικοί γνώριζαν πολύ καλά ότι η θεωρία αποτυγχάνει στην κλίμακα των ατόμων. Ίσως κάποιοι εξακολουθούσαν να ενδιαφέρονται για μια πιθανή αποτυχία του νόμου του αντίστροφου τετραγώνου σε μικρές κλίμακες, αλλά οι περισσότεροι σκέφτονταν τις πειραματικές ενδείξεις για την κβαντοποίηση της ενέργειας στην ύλη, όπως τις διακριτές φασματικές γραμμές, την ακτινοβολία των θερμών σωμάτων και την σκέδαση Compton.Τα επόμενα δύο χρόνια οι φυσικοί διατύπωσαν την μητρο-μηχανική και την κυματο-μηχανική, ενώ το 1927 ο Dirac εφάρμοσε την κβαντική θεωρία στον ηλεκτρομαγνητισμό. Αυτά τα βήματα προς την Κβαντική Ηλεκτρο-Δυναμική (QED), με τις μεγάλες τεχνολογικές εξελίξεις κατά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο, παρήγαγαν την εκπληκτική συμφωνία των πειραμάτων με τις θεωρητικές προβλέψεις της QED. Η QED έχει μια πολύ απλή εννοιολογική βάση. Λίγο μετά τη γέννηση της κβαντικής μηχανικής, κατασκευάστηκε πολύ απλά εφαρμόζοντας τους συνήθεις κανόνες της κβαντικής θεωρίας στα πλάτη του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, E(y, t) και B(y, t), των οποίων η χωροχρονική εξέλιξη δίνεται από τις εξισώσεις Maxwell.Κάθε μεγάλη πρόοδος στη φυσική έχει τη δική της ιστορία, αλλά υπάρχουν και μερικά κοινά σημεία. Ο Κοπέρνικος εξορθολόγησε το Πτολεμαϊκό σύστημα μετακινώντας τον ήλιο στο κέντρο του πλανητικού συστήματος, αλλά διατήρησε την Πτολεμαϊκή μεθοδολογία αφού οι προβλέψεις της ήταν ακριβείς. Ο Αϊνστάιν αντικατέστησε τη Νευτώνεια βαρύτητα από τη γενική θεωρία της σχετικότητας, με με μια νέα αντίληψη για τον χωροχρόνο. Αλλά εξακολουθούμε να μιλάμε για παλίρροιες, για την κίνηση του εκκρεμούς του Φουκώ και τον σχηματισμό σιφώνων με νευτώνειους όρους, αφού είναι αρκετά ικανοποιητικοί στην περιγαφή, ενώ μια πλήρης εφαρμογή της γενικής σχετικότητας θα ήταν άσκοπα πολύπλοκη. Η QED αντικατέστησε τις εξισώσεις του Maxwell, αλλά οι ηλεκτρολόγοι εξακολουθούν να μελετούν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με ένα πολύμετρο βαθμονομημένο στα Βολτ και τα Αμπέρ των εξισώσεων του Maxwell.Έχουμε πλέον δύο καλά δοκιμασμένες προσεγγίσεις της πραγματικότητας. Η Γενική Θεωρία τη Σχετικότητας και και η QED δεν διαθέτουν μόνο μαθηματική κομψότητα αλλά και αναμφισβήτητη πειραματική επιβεβαίωση. Αυτό ήταν κάτι περισσότερο από ένα όραμα για τον πρώτο μισό αιώνα. Τώρα όμως έχουμε σοβαρή πειραματική υποστήριξη και για το κοσμολογικό μοντέλο ΛCDM.Σίγουρα όμως, η θεωρία είναι ελλιπής και ελπίζουμε να βρεθεί μια καλύτερη θεωρία. Έχει ξανασυμβεί. Η ιστορία της φυσικής μας οδηγεί στο να περιμένουμε ότι η καλύτερη θεωρία θα ενσωματώσει τα εμπειρικά επιτυχημένα τμήματα της ΛCDM.»Σύμφωνα με τον Peebles, «οι θεωρίες που υπερβαίνουν κατά πολύ αυτό που μπορεί να συνδεθεί με τις παρατηρήσεις πρέπει να γίνονται σεβαστές. Μπορούν να είναι κομψές και προφητικές. Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν ήταν ένα αποδεκτό μέρος της θεωρητικής φυσικής για μισό αιώνα πριν αρχίσουν οι πειραματικοί έλεγχοι να σχηματοποιούν την πειστική αιτιολόγηση που έχουμε τώρα. Αλλά ο μόνος τρόπος να είσαι σίγουρος ότι μια ιδέα, όσο όμορφη και αν είναι, έχει μια ασφαλή επαφή με την πραγματικότητα είναι μόνο διαμέσου της πειραματικού ελέγχου.» διαβάστε ολόκληρο το άρθρο του P. J. E. Peebles με τίτλο ‘Status of the LambdaCDM theory: supporting evidence and anomalies’, ΕΔΩ: https://arxiv.org/abs/2405.18307 Το επεξεργάστηκε Ιούλιος 23, 2024 ο Δροσος Γεωργιος Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 29, 2024 Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 29, 2024 Μια αιχμή στην λαμπρότερη έκλαμψη ακτίνων γάμμα όλων εποχών. Μια διεθνής επιστημονική ομάδα ανακάλυψε στα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων γ Fermi, ένα νέο χαρακτηριστικό στην πιο λαμπερή έκρηξη ακτίνων γάμμα (Gamma Ray Burst ή GRB)Η έκρηξη ακτίνων γ με την κωδική ονομασία GRB-221009A, εντοπίστηκε στις 9 Οκτωβρίου του 2022 και ήταν η λαμπρότερη έκρηξη ακτίνων γ που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα. Για τον λόγο αυτό αναφέρεται από την επιστημονική κοινότητα ως BOAT, από τα αρχικά της φράσης «Βrightest Οf Αll Τime».Λίγα λεπτά μετά την έκρηξη του BOAT, το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi κατέγραψε μια ασυνήθιστη ενεργειακή αιχμή που τράβηξε την προσοχή των επιστημόνων. Η δημοσίευση που εμφανίζεται στην έκδοση της 26ης Ιουλίου του περιοδικού Science αναφέρεται σ’ αυτή την κορυφή του ανιχνευθέντος φάσματος.Όταν η ύλη αλληλεπιδρά με το φως, η ενέργεια μπορεί να απορροφηθεί και να επανεκπεμφθεί με χαρακτηριστικούς τρόπους. Αυτά τα χαρακτηριστικά του εκπεμπόμενου φωτός μπορούν να αποκαλύψουν πληθώρα πληροφοριών, όπως για παράδειγμα τα χημικά στοιχεία που εμπλέκονται στην αλληλεπίδραση. Σε υψηλότερες ενέργειες, τα φασματικά χαρακτηριστικά μπορούν να αποκαλύψουν συγκεκριμένες διεργασίες σωματιδίων, όπως η σύγκρουση ύλης -αντιύλης που οδηγεί στην εξαΰλωση και την παραγωγή ακτίνων γάμμα.Ενώ ορισμένες παλαιότερες μελέτες έχουν αναφέρει πιθανά στοιχεία για χαρακτηριστικά απορρόφησης και εκπομπής σε άλλες εκρήξεις ακτίνων γάμμα, λεπτομερέρες αναλύσεις αποκάλυψαν ότι όλα αυτά θα μπορούσαν να είναι απλώς στατιστικές διακυμάνσεις. Όμως αυτό που βλέπουμε στο BOAT είναι εντελώς διαφορετικό. Η πιθανότητα η παρατηρηθείσα αιχμή να είναι απλώς μια διακύμανση θορύβου είναι μικρότερη από 1 στα 500.000.000.Η αιχμή της εκπομπής εμφανίζεται σχεδόν 5 λεπτά μετά την ανίχνευση της έκρηξης και παρέμεινε για τουλάχιστον 40 δευτερόλεπτα. Η κορυφή αντιστοιχούσε σε ενέργεια περίπου 12 MeV (1ΜeV=1 εκατομμύριο ηλεκτρονιοβόλτ). Συγκριτικά, η ενέργεια του ορατού φωτός κυμαίνεται από 2 έως 3 ηλεκτρονιοβόλτ – οι μαθητές Λυκείου να πάρουν χαρτί και μολύβι και να το επιβεβαιώσουν .Τι προκάλεσε λοιπόν αυτό το φασματικό χαρακτηριστικό; Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι η πιο πιθανή πηγή είναι η εξαΰλωση ηλεκτρονίων και των αντίστοιχων σωματιδίων αντιύλης, των ποζιτρονίων.Όταν ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο συγκρούονται, εξαϋλώνονται παράγοντας ένα ζεύγος ακτίνων γάμμα με ενέργεια 0,511 MeV. Όμως, επειδή παρατηρούμε έναν πίδακα όπου η ύλη κινείται με ταχύτητα που προσεγγίζει την ταχύτητα φωτός, το μήκος κύματος αυτής της εκπομπής μετατοπίζεται λόγω φαινομένου Nτόπλερ (προς την κατεύθυνση του «μπλε»), και παρατηρείται προς πολύ υψηλότερες ενέργειες.Αν αυτή η ερμηνεία είναι σωστή, τότε για να εμφανιστεί μια κορυφή εκπομπής στα 12 MeV, θα έπρεπε τα σωματίδια που εξαϋλώνονται να κινούνται προς εμάς με σχεδόν το 99,9% της ταχύτητας του φωτός! Δείτε στο βίντεο που ακολουθεί την αιχμή στο φάσμα της λαμπρότερης έκλαμψης γάμμα όλων των εποχών: Διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: A mega–electron volt emission line in the spectrum of a gamma-ray burst – https://science.nasa.gov/science-research/astrophysics/gamma-ray-bursts/nasas-fermi-finds-new-feature-in-brightest-gamma-ray-burst-yet-seen/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Αύγουστος 5, 2024 Δημοσιεύτηκε Αύγουστος 5, 2024 Η πηγή της ζωής βρίσκεται στην «αυλή» των άστρων (βίντεο) Βρέθηκε το σημείο που δημιουργούνται τα δομικά υλικά της ζωής στο Σύμπαν. Η επιστημονική κοινότητα πραγματοποιεί εδώ και πολλά χρόνια μια παράλληλη έρευνα αναζητώντας το πότε, το πού και το πώς εμφανίστηκε η ζωή στη Γη αλλά και την προέλευση της ζωής με τη δημοφιλέστερη θεωρία να αναφέρει ότι τα δομικά υλικά της έφθασαν στον πλανήτη μας από το Διάστημα με… ταχυδρόμους τους κάθε είδους διαστημικούς βράχους (αστεροειδείς, κομήτες, μετεωρίτες) που κυκλοφορούν στο Σύμπαν.Οι θιασώτες της διαστημικής καταγωγής της ζωής έχουν από καιρό αναρωτηθεί πώς τα πολύπλοκα μόρια που χρειάζονται για τη ζωή θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί γύρω από το ταραχώδες και βίαιο περιβάλλον του Ήλιου όταν το μητρικό μας άστρο βρισκόταν σε βρεφική ηλικία.Μια οικογένεια μετεωριτών που ονομάζονται «χονδρίτες» θεωρείται ως ο πιθανότερος μεταφορέας δομικών υλικών της ζωής στη Γη. Οι χονδρίτες είναι αδιαφοροποίητοι μετεωρίτες, δηλαδή δεν έχουν αλλοιωθεί από τήξη ή γεωλογικές-χημικές διεργασίες κατά την παραμονή τους σε ένα ουράνιο σώμα. Σχηματίσθηκαν αμέσως μετά τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος, όταν κόκκοι διαστημικής σκόνης συσσωματώθηκαν και σχημάτισαν μικρά ουράνια σώματαΤο ερώτημα είναι, πώς σύνθετα οργανικά μόρια που περιέχουν στοιχεία όπως άνθρακας, άζωτο και οξυγόνο εισήλθαν ως «φορτίο» σε αυτούς τους μετεωρίτες;Ερευνητική ομάδα με δημοσίευση της στην επιθεώρηση «Nature Astronomy» αναφέρει ότι ο σχηματισμός αυτών των μακρομορίων, των βασικών δομικών στοιχείων της ζωής, μπορεί να είναι οι λεγόμενες «παγίδες σκόνης» σε στροβιλιζόμενους δίσκους ύλης γύρω από νεογέννητα άστρα. Το έντονο αστρικό φως από το κεντρικό νεαρό άστρο θα μπορούσε να ακτινοβολήσει τον πάγο και τη σκόνη που συσσωρεύεται για να σχηματίσει μακρομόρια που περιέχουν άνθρακα σε μόλις δεκαετίες διαδικασία που είναι σχετικά γρήγορη.Αυτό θα σήμαινε ότι τα μακρομόρια θα μπορούσαν ήδη να είναι παρόντα όταν μεγαλύτεροι πλανητικοί μικροί σχηματίζουν πλανήτες ή θα μπορούσαν να σφραγιστούν σε αστεροειδείς με τη μορφή μικρών βότσαλων. Αυτοί οι αστεροειδείς θα μπορούσαν στη συνέχεια να είχαν διαλυθεί από επαναλαμβανόμενες συγκρούσεις στο διάστημα, δημιουργώντας μικρότερα σώματα. Μερικά από αυτά θα μπορούσαν να έχουν φτάσει στη Γη με τη μορφή μετεωριτών. Το φαινόμενο «Είναι απίστευτο να ανακαλύπτουμε έναν νέο κρίσιμο ρόλο των παγίδων σκόνης στον σχηματισμό μακρομοριακής ύλης που μπορεί να χρειάζονται οι πλανήτες για να φιλοξενήσουν ζωή. Οι παγίδες σκόνης είναι ευεργετικές περιοχές για να μετατραπούν τα σωματίδια σκόνης σε βότσαλα και πλανητοειδή, που είναι τα δομικά στοιχεία των πλανητών» λέει η Πάολα Πινίλα του Εργαστηρίου Διαστημικής Επιστήμης Mullard στο University College του Λονδίνου, μέλος της ερευνητικής ομάδας.Η Πινίλα εξήγησε ότι σε αυτές τις περιοχές, πολύ μικρά σωματίδια μπορούν να αναδημιουργηθούν συνεχώς και να αναπληρώνονται με συνεχείς καταστροφικές συγκρούσεις. Αυτοί οι μικροσκοπικοί κόκκοι μεγέθους μικρού μπορούν εύκολα να ανυψωθούν στα ανώτερα στρώματα του πεπλατυσμένου νέφους υλικού σχηματισμού άστρων που περιβάλλει ένα άστρο βρέφους, που ονομάζεται πρωτοπλανητικός δίσκος.Σύμφωνα με τους ερευνητές της νέας μελέτης αυτά τα σωματίδια μπορούν να λάβουν τη σωστή ποσότητα ακτινοβολίας από το άστρο τους για να μετατρέψουν αποτελεσματικά αυτά τα μικροσκοπικά παγωμένα σωματίδια σε πολύπλοκη μακρομοριακή ύλη. https://www.naftemporiki.gr/techscience/1732863/i-pigi-tis-zois-vrisketai-stin-ayli-ton-astron-vinteo/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 2, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 2, 2024 Ποιό ήταν το χρώμα του Σύμπαντος όταν έγινε διαφανές; Σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης στο αρχέγονο Σύμπαν, εξαιτίας της πολύ υψηλής θερμοκρασίας που επικρατούσε, η ακτινοβολία βρίσκονταν σε ισορροπία με την ιονισμένη ύλη του σύμπαντος. Καθώς το Σύμπαν διαστελλόταν και ψυχόταν, 380.000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη η ακτινοβολία αποδεσμεύθηκε από την ύλη και μέσα σε αυτή την αρχέγονη σούπα πλάσματος σχηματίστηκαν τα πρώτα άτομα. Τα φωτόνια μπορούσαν πλέον να διαδίδονται ελεύθερα και το Σύμπαν μας έγινε διαφανές. Ποιό ήταν το μήκος κύματος της κοσμικής ακτινοβολίας όταν τα φωτόνια έπαψαν να βρίσκονται σε ισορροπία με την ύλη; Ή να το θέσουμε πιο ποιητικά: Ποιό ήταν το χρώμα του «νυχτερινού ουρανού» όταν το Σύμπαν έγινε για πρώτη φορά διαφανές;Μπορούμε να υπολογίσoυμε τη θερμοκρασία του σύμπαντος εκείνη την εποχή χρησιμοποιώντας την μέτρηση της θερμοκρασίας των 2,725 K που αντιστοιχεί στην κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου σήμερα (*). Έτσι, 380000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη όταν το σύμπαν έγινε διαφανές στην ακτινοβολία για πρώτη φορά, η θερμοκρασία του σύμπαντος ήταν 3000 Κ.Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τον νόμο μετατόπισης του Wien βρίσκουμε ότι το μήκος κύματος «στο οποίο εκπέμπεται η περισσότερη ποσότητα ακτινοβολίας μέλανος σώματος» είναι ~970 nm, πέρα από το ορατό φάσμα. Αλλά σε ένα φάσμα μέλανος σώματος, περιέχονται και μήκη κύματος του ορατού φωτός.Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Wolfram Αlpha γράφοντας: «Wien’s displacement law at 3000 K» (ή χρησιμοποιώντας την εικόνα «Color of a black body from 800 K to 12200 K» ) βρίσκουμε ότι το χρώμα που θα αντιλαμβανόταν το ανθρώπινο μάτι όταν το Σύμπαν είχε θερμοκρασία 3000 Κ, είναι το πορτοκαλί:Το Σύμπαν λοιπόν, 380000 έτη μετά την Μεγάλη Έκρηξη είχε θερμοκρασία 3000 Κ. Τότε έγινε για πρώτη φορά διαφανές στο φως και έλαμπε στο πορτοκαλί χρώμα της παραπάνω εικόνας. (*) Με απλοποιημένα κοσμολογικά και θερμοδυναμικά επιχειρήματα μπορεί να αποδειχθεί η προσεγγιστική σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και ηλικίας του σύμπαντος, μετά την αποδέσμευση της ακτινοβολίας από την ύλη είναι: . Αφού προσδιορίσουμε πρώτα την σταθερά c θέτοντας τις «σημερινές» τιμές Τ=2,725 Κ και t=13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, στη συνέχεια προκύπτει ότι για t=380.000 χρόνια, η θερμοκρασία του Σύμπαντος ήταν Τ=3000 K. διαβάστε επίσης: Το χρώμα της άπειρης θερμοκρασίας. https://physicsgg.me/2022/01/18/το-χρώμα-της-άπειρης-θερμοκρασίας/ Χαρτογράφηση της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου από το δορυφόρο WMAP πηγή: https://x.com/florianaigner/status/1829638716996088081 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 3, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 3, 2024 Το Σύμπαν προϋπήρχε της Μεγάλης Έκρηξης και η σκοτεινή ύλη είναι «παιδί» των μαύρων τρυπών, σύμφωνα με νέα θεωρία. Μία ακόμη προσπάθεια της επιστήμης να εξηγήσει πώς προέκυψε ο Κόσμος Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία το Σύμπαν γεννήθηκε από ένα μυστηριώδες κοσμικό φαινόμενο που ονομάστηκε Μεγάλη Έκρηξη.Οι επιστήμονες έχουν καταφέρει να ανασυνθέσουν το τι συνέβη σε επίπεδο χιλιοστών του δευτερολέπτου μετά από την εκδήλωση της Μεγάλης Έκρηξης και νέες έρευνες βρίσκουν ακόμη περισσότερα στοιχεία που πάνε ολοένα και πιο πίσω το χρόνο αλλά εξακολουθεί να παραμένει άγνωστο το αν και τι μπορεί να προϋπήρχε του Σύμπαντος. Έχουν διατυπωθεί διάφορες θεωρίες σε αυτό το ζήτημα και το τι μπορεί να υπήρχε πριν το Σύμπαν ή τι προκάλεσε τη Μεγάλη Έκρηξη και μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «The Journal of Cosmology and Astroparticle Physics» ρίχνει στο τραπέζι μια νέα θεωρία.Αυτή η νέα θεωρία αναφέρει ότι η Μεγάλη Έκρηξη μπορεί να μην ήταν η αρχή του Σύμπαντος το οποίο προϋπήρχε αλλά όχι στη μορφή που εμείς το γνωρίζουμε. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία σε αυτή την προϋπάρχουσα μορφή του Σύμπαντος εξελισσόταν μια συνεχής διαδικασία συστολής και διαστολής και σε κάποια φάση αυτής της διαδικασίας υπήρξε κάποιο γεγονός που προκάλεσε τη γέννηση του Σύμπαντος.Εάν αυτή η θεωρία επιβεβαιωθεί τότε θα μπορούσε να έχει βαθιές συνέπειες για τη φύση του Σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένων δύο από τα πιο μυστηριώδη «συστατικά» του: τις μαύρες τρύπες και τη σκοτεινή ύλη. Η μετάβαση Η νέα θεωρία προτείνει ότι η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να παράγεται από μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια της μετάβασης από την τελευταία συστολή του Σύμπαντος στην τρέχουσα φάση διαστολής την οποία εμείς βιώνουμε. Εάν ισχύει αυτή η υπόθεση, τα βαρυτικά κύματα που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία σχηματισμού μίας μαύρης τρύπας μπορεί να είναι ανιχνεύσιμα από μελλοντικά παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων, παρέχοντας έναν τρόπο για να επιβεβαιωθεί αν η σκοτεινή ύλη σχετίζεται με τις μαύρες τρύπες.Οι παρατηρήσεις των αστρικών κινήσεων στους γαλαξίες και το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων – μια μεταγενέστερη λάμψη της Μεγάλης Έκρηξης – δείχνουν ότι περίπου το 80% όλης της ύλης στο Σύμπαν είναι σκοτεινή ύλη, μια ουσία που δεν αντανακλά, δεν απορροφά ή δεν εκπέμπει φως. Παρά την αφθονία της οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη προσδιορίσει από τι αποτελείται η σκοτεινή ύλη και γίνονται συνεχείς μελέτες και έρευνες που προσπαθούν να ρίξουν… φως στη σκοτεινή ύλη χωρίς μέχρι σήμερα κάποια αξιοσημείωτη πρόοδο. https://www.naftemporiki.gr/techscience/1755336/to-sympan-proypirche-tis-megalis-ekrixis-kai-i-skoteini-yli-einai-paidi-ton-mayron-trypon-symfona-nea-theoria/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 16, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 16, 2024 Από πού πάνε στο σύμπαν; Φαίνεται πως είναι μια εξαιρετική στιγμή. Από τη μία, αντιμετωπίζουμε τρομακτικές προκλήσεις: κλιματική αλλαγή, πανδημίες, την απειλή πυρηνικού πολέμου. Από την άλλη, ως είδος, διαθέτουμε γνώσεις για τον κόσμο ―και το σύμπαν―γύρω μας πέρα από οτιδήποτε θα μπορούσαν να φανταστούν οι άνθρωποι ακόμη και πριν από έναν αιώνα. Όπως κι αν έχει, διαθέτουμε μια άνευ προηγουμένου κατανόηση του φυσικού κόσμου. Ωστόσο, οι καθημερινές μας εμπειρίες καταλαμβάνουν μόνο μια μικρή γωνιά του. Οι ζωές μας διαδραματίζονται σε κλίμακες εκατοστών, μέτρων, χιλιομέτρων, ίσως και χιλιάδων χιλιομέτρων. Έχουμε όμως γνώσεις για τη φύση σε μικρότερες κλίμακες ― πολύ πολύ μικρότερες από το μέγεθος ενός ατομικού πυρήνα. Έχουμε επίσης γνώσεις για το σύμπαν σε αφάνταστα μεγάλες αποστάσεις από εμάς. Ακόμα πιο εκπληκτικό είναι ότι γνωρίζουμε ―αληθινά γνωρίζουμε― γεγονότα που συνέβησαν δισεκατομμύρια χρόνια πριν και το ότι μπορούμε να δηλώσουμε με αρκετή σιγουριά τι θα συμβεί στο σύμπαν τα επόμενα δεκάδες δισεκατομμύρια έτη. Είναι, πράγματι, μια εξαιρετική στιγμή.Οι περισσότεροι από εμάς έχουμε ακούσει για μακρινά άστρα και γαλαξίες, ενώ έχουμε ακούσει κάπου ότι το σύμπαν προέκυψε από μια μεγάλη έκρηξη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Αλλά πόσο μεγάλο είναι και τι ηλικία έχει ακριβώς το σύμπαν; Από πού προήλθε; Ποια είναι η τελική του μοίρα; Πώς μπορούμε να δώσουμε απαντήσεις σε τούτα τα ερωτήματα;Έχουμε επίγνωση της ύπαρξης των ατόμων και ίσως κάποια επίγνωση για την ύπαρξη πραγμάτων πολύ μικρότερων από τα άτομα. Πώς είναι δυνατόν να γνωρίζουμε για τους ατομικούς πυρήνες, που είναι πολύ μικροί ακόμα και για τα πιο ισχυρά μικροσκόπια; Πώς γίνεται αυτές οι μικροσκοπικές οντότητες να ελέγχουν τη λειτουργία του σύμπαντος συνολικά, αλλά και ταυτόχρονα την παρασκευή ενός σάντουιτς, τη χρήση μιας πιστωτικής κάρτας ή τη μετακίνηση προς τη δουλειά; Από τις μεγαλύτερες έως τις μικρότερες κλίμακες, το σύμπαν μας μπορεί να φαίνεται απίστευτα μυστηριώδες. Μπορούμε άραγε να κάνουμε κάτι περισσότερο από εικασίες για την αρχιτεκτονική του και τα δομικά του υλικά; Μπορούμε να επινοήσουμε πειράματα που θα απαντήσουν στα ερωτήματά μας για την πραγματικότητα σε τόσο εξωπραγματικές κλίμακες; (… η συνέχεια ΕΔΩ) https://cup.gr/wp-content/uploads/2024/07/APO-POY-PANE-STO-SYMPAN-sample.pdf απόσπασμα από το εισαγωγικό κεφάλαιο του βιβλίου του MICHAEL DINE, «ΑΠΟ ΠΟΥ ΠΑΝΕ ΣΤΟ ΣΥΜΠΑΝ; Το ταξίδι ενός θεωρητικού φυσικού στα όρια της πραγματικότητας», Μετάφραση: Κωνσταντίνος Κυρίτσης, Επιστημονική επιμέλεια: Πέτρος Δήτσας Περιεχόμενα ΒΗΜΑ ΠΡΩΤΟ 1. Επιθεωρώντας το σύμπαν 2. Μπορούμε να θεωρούμε δεδομένο τον χώρο και τον χρόνο; 3. Τι εννοούμε με τον όρο σύμπαν; ΒΗΜΑ ΔΕΥΤΕΡΟ 4. Μπορεί η κβαντομηχανική να προβλέψει το μέλλον; 5. Οι καρποί της πυρηνικής εποχής 6. Το βάρος των πιο μικρών πραγμάτων 7. Αστρικό στερέωμα ΤΑ ΕΠΟΜΕΝΑ ΒΗΜΑΤΑ 8. Γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτα; 9. «Το πρόβλημα των μεγάλων αριθμών» 10. Από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν; 11. Η σκοτεινή ενέργεια ΕΝΑ ΒΗΜΑ ΣΕ ΟΛΙΣΘΗΡΟ ΕΔΑΦΟΣ 12. Στην αρχή των πάντων 13. Μπορούμε να καταλήξουμε σε μια τελική θεωρία χωρίς να σηκωθούμε από την καρέκλα μας; 14. Η τοπογραφία της πραγματικότητας 15. Ρίχνοντας τα ζάρια της θεωρητικής φυσικής Σημειώσεις Ευχαριστίες Ευρετήριο Ο συγγραφέας Ο Μάικλ Ντάιν είναι αμερικανός θεωρητικός φυσικός, τακτικός καθηγητής στο Ινστιτούτο Σωματιδιακής Φυσικής της Σάντα Κρουζ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας. Ειδικός στα πεδία της υπερσυμμετρίας και της θεωρίας χορδών, έχει εκτεταμένο ερευνητικό έργο πάνω σε εφαρμογές της θεωρίας των υπερχορδών στην κοσμολογία. Είναι εκλεγμένο μέλος της αμερικανικής Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών από το 2019. Έχει γράψει το σύγγραμμα Supersymmetry and String Theory: Beyond the Standard Model (Cambridge University Press 2007, 2015). Το Από πού πάνε στο σύμπαν; είναι το πρώτο του βιβλίο επιστημονικής εκλαΐκευσης. πηγή: https://cup.gr/book/apo-poy-pane-sto-sympan/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Νοέμβριος 11, 2024 Δημοσιεύτηκε Νοέμβριος 11, 2024 Μια λογική ιστορία του σύμπαντος. Καθώς κοιτάζουμε πίσω στο παρελθόν, η αντίληψή μας για τον χρόνο, όπως αυτή αναθεωρήθηκε και τελειοποιήθηκε δύο φορές από τον Αϊνστάιν, δεν κινδυνεύει – τουλάχιστον μέχρι ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Επομένως, μπορούμε να προσπαθήσουμε να ανακατασκευάσουμε την ιστορία του σύμπαντος μέχρι τις πρώτες-πρώτες απαρχές του. Διαθέτουμε αξιόπιστες και καλά κατανοητές ενδείξεις για το πώς ήταν το σύμπαν τρία λεπτά μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Μπορούμε να φανταστούμε διάφορες εποχές από αυτή τη στιγμή και ύστερα, και μπορούμε να κοιτάξουμε τουλάχιστον μερικές δεκάδες δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον.Καθώς κοιτάζουμε όλο και πιο πίσω στο χρόνο και πιο πίσω στον χρόνο, τα ορατά σώματα – άστρα, γαλαξίες, σωματίδια σκόνης – στριμώχνονται σε ολοένα και μικρότερο χώρο. Σε αρκετά πρώιμες εποχές, οι πλανήτες, τα άστρα, γαλαξίες διασπώνται σε σύνολα ατόμων. Καθώς συμπιέζονται, θερμαίνονται. Όσο το σύμπαν μικραίνει (σε τούτο το «βίντεο» που διατρέχει αντίστροφα την ιστορία του), γίνεται ολοένα και πιο θερμό.Φέρνει ίλιγγο το να γυρίζουμε το ρολόι προς τα πίσω με τούτο τον τρόπο. Μια πιο εύλογη προσέγγιση αναπτύχθηκε από τον Τζωρτζ Γκάμοφ, έναν Ρώσο εμιγκρέ φυσικό, και τον μεταπτυχιακό φοιτητή του Ραλφ Άλφερ, λίγο μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο. Ο Γκάμοφ διέφυγε από την σταλινική καταπίεση στη Σοβιετική Ένωση πηγαίνοντας πρώτα στη Γαλλία το 1933 και το επόμενο έτος στις ΗΠΑ. Είχε αξιοσημείωτη συμβολή στο πεδίο της πυρηνικής φυσικής. Υπήρξε επιτυχημένος συγγραφέας βιβλίων επιστημονικής εκλαϊκευσης και γνωστός για τις φάρσες του. Ιδιαίτερα σημαντικά όμως ήταν τα βήματα που ακολούθησε ώστε να μεταφέρει την κοσμολογία του Αϊνστάιν σε εποχές πριν από τον σχηματισμό των αστέρων και των πλανητών. Με αυτόν τον τρόπο προέκυψε μια εύλογη ιστορία του σύμπαντος που έφτανε μέχρι εξαιρετικά πρώιμους χρόνους, καθώς και η δυνατότητα παρατηρησιακών ελέγχων πολύ πέραν της διαστολής που παρατήρησε ο Χαμπλ.Οι Γκάμοφ και Άλφερ ξεκίνησαν κάνοντας την παραδοχή ότι υπήρξε μια στιγμή, ελάχιστα μόλις δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, κατά την οποία το σύμπαν ήταν εξαιρετικά θερμό. Οι θερμοκρασίες που υπέθεσαν ότι επικρατούσαν ήταν εκατομμύρια φορές υψηλότερες από εκείνες στον κέντρο του Ήλιου.(…)Οι Γκάμοφ και Άλφερ (…) φαντάστηκαν ένα σύμπαν αποτελούμενο από πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια και φωτόνια (α σωματίδια που αποτελούν το φως) που κινούνται ανεξάρτητα και σχεδόν ελέυθερα. Φαντάστηκαν θερμοκρασίες περίπου 10στην15 βαθμών (δεν έχει μεγάλη σημασία αν αυτή η θερμοκρασία είναι σε βαθμούς Φαρενάιτ, Κελσίου ή Κέλβιν).Εκτός των πρωτονίων, των νετρονίων, των ηλεκτρονίων και των φωτονίων, σε τούτες τις υψηλές θερμοκρασίες απαντά και ένα παράξενο σωματίδιο, το οποίο θα εμφανιστέι πολλές φορές στην αφήγησή μας, το νετρίνο. Τα νετρίνα μπορούν να διατηρήσουν το πλήθος των νετρονίων και των πρωτονίων ουσιαστικά το ίδιο. Αυτό το κάνουν παίζοντας διπλό ρόλο. Πρώτον, συγκρουόμενα με πρωτόνια, μπορούν να δημιουργήσουν νετρόνια και άλλα σωματίδια. Δεύτερο, τα νετρόνια μπορούν να υποστούν ραδιενεργό διάσπαση, παράγοντας έτσι νετρίνα, πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Τα φωτόνια συγκρούονται με πρωτόνια, εμποδίζοντας τα πρωτόνια και τα νετρόνια από το να ενωθούν και να σχηματίσουν πιο περίπλοκους ατομικούς πυρήνες, καθώς και με τα ηλεκτρόνια, εμποδίζοντας τον σχηματισμό ατόμων.Καθώς όμως το σύμπαν διαστέλλεται, ψύχεται και τα διάφορα συστατικά του κινούνται ολοένα και πιο αργά. Εντέλει, τα νετρίνα δεν έχουν πλέον αρκετή ενέργεια για να μετατρέψουν τα πρωτόνια σε νετρόνια. Κάποια από τα νετρόνια διασπώνται, κάποια ενώνονται με πρωτόνια και σχηματίζουν ένα ισότοπο του υδρογόνου του οποίου ο πυρήνας έχει ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο, και ονομάζεται δευτέριο. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια μπορούν επίσης να ενωθούν και να σχηματίσουν τους πυρήνες πιο περίπλοκων ατόμων, όπως το ήλιο και το λίθιο. Στην πραγματικότητα, μεγάλο μέρος των απλών πυρήνων που απαρτίζουν την ύλη σύμπαντος, πυρήνες όπως το δευτέριο, το ήλιο και το λίθιο, σχηματίζονται με αυτόν τον τρόπο. Οι βαρύτεροι πυρήνες σχηματίζονται κατά κανόνα πολύ αργότερα, από την καύση υδρογόνου στο εσωτερικό των αστέρων. Η διαδικασία με την οποία σχηματίζονται οι πυρήνες των ελαφρύτερων στοιχείων στο πρώιμο σύμπαν είναι γνωστή ως αρχέγονη πυρηνοσύνθεση. Λαμβάνει χώρα περίπου 3 λεπτά μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Εδώ και αρκετό καιρό γνωρίζουμε αρκετά τις πυρηνικές αντιδράσεις και τη φύση του σύμπαντος ώστε μπορούμε να προβλέψουμε ποιά ποσότητα πρέπει να υπάρχει από κάθε ελαφρύ στοιχείο. Οι αστρονόμοι μετρούν τα ποσοστά της ύλης του σύμπαντος σε υδρογόνο, ήλιο και τα υπόλοιπα ελαφρά στοιχεία, και αυτά συμφωνούν αρκετά με τις προβλέψεις της θεωρίας.Από το ίδιο όμως θεωρητικό πλαίσιο προκύπτει και μια άλλη συναρπαστική πρόβλεψη. Το σύμπαν, σε αυτό το στάδιο, είναι ακόμα εξαιρετικά θερμό. Δεν είναι αρκετά ψυχρό για να σχηματιστούν άτομα, παρά μόνο αφότου η θερμοκρασία πέσει λίγο κάτω από ένα εκατομμύριο βαθμούς Κέλβιν, 100.000 έτη μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Ακριβώς όπως η αφθονία σε ελαφρά στοιχεία είναι ένα απομεινάρι των πρώτων λεπτών, υπάρχει ένα ακόμη πιο ευδιάκριτο απολίθωμα αυτού του ορόσημου των 100.000 ετών – ένα λουτρό μικροκυμάτων που γεμίζει το το σύμπαν, η κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου. Toύτο το ορόσημο είναι γνωστό ως ο κοσμικός χρόνος επανασύνδεσης.Πριν από αυτή τη στιγμή, τα φωτόνια – τα σωματίδια που αποτελούν το φως, συγκρούονταν συνεχώς με τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια, διανύοντας πολύ μικρές αποστάσεις μεταξύ των συγκρούσεων. Από τη στιγμή όμως που το σύμπαν αποτελείται από ουδέτερα άτομα, τα φωτόνια μπορούν να διασχίσουν το σύμπαν χωρίς εμπόδια. Οι Γκάμοφ και Άλφερ συνειδητοποίησαν ότι αυτά τα φωτόνια πρέπει να υπάρχουν και σήμερα. Τη στιγμή της κοσμικής επανασύνδεσης πρέπει να είχαν μήκος κύματος παρόμοιο με αυτό του ορατού φωτός. Λόγω όμως της μετατόπισης προς το ερυθρό εξαιτίας της διαστολής του σύμπαντος, πλέον το μέσο φωτόνιο αυτής της ακτινοβολίας θα έχει πολύ μεγαλύτερο μήκος κύματος, περίπου όσο αυτό των μικροκυμάτων στον φούρνο σας.Η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου ανακαλύφθηκε λόγω μιας εντυπωσιακής σύμπτωσης το 1964, σχεδόν δύο δεκαετίες μετά την εργασία των Γκάμοφ και Άλφερ. (…) Το φάσμα της μικροκυματικής ακτινοβολίας εξαρτάται από τη θερμοκρασία της ακτινοβολίας με καθολικά ομοιόμορφο τρόπο. Επομένως, η μέτρηση της ακτινοβολίας αντιστοιχεί στη μέτρηση της θερμοκρασίας του σύμπαντος σήμερα. Προσφέρει όμως και κάτι περισσότερο: ένα έλεγχο της κοσμολογικής αρχής. Μελετώντας την ακτινοβολία που φτάνει στη Γη από διάφορες κατευθύνσεις, οι αστροφυσικοί διαπίστωσαν ότι η θερμοκρασία είναι ίδια προς όλες τις κατευθύνσεις, με μεγάλη ακρίβεια. Δεδομένου ότι η ακτινοβολία διανύει τεράστιες αποστάσεις (ταξιδεύει προς εμάς εδώ και 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια), αυτό τεκμηριώνει ότι όντως το σύμπαν, σε πολύ μεγάλες κλίμακες μήκους, είναι το ίδιο παντού και προς όλες τις κατευθύνσεις, όπως είχε υποθέσει ο Αϊνστάιν. Παράλληλα, τις τελευταίες δεκαετίες, έρευνες σε πολύ μακρινούς γαλαξίες έχουν αποδείξει ότι η ύλη κατανέμεται ομοιόμορφα και με τον ίδιο τρόπο προς όλες τις κατευθύνσεις, όταν εξετάζεται σε μεγάλες κλίμακες. Οι αστρονόμοι λένε ότι το σύμπαν είναι ομογενές και ισότροπο (το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις).Υπό μία έννοια όμως, αυτό ήταν υπερβολικά καλό για να είναι αληθινό. Το σύμπαν σίγουρα δεν είναι απολύτως ομοιογενές και ισότροπο. Η πιο εύλογη εξήγηση γι΄αυτό φαινόταν να είναι ότι στην αρχή ήταν λίγο ανομοιογενές και ανισότροπο, και ότι αυτές οι ατέλειες ενισχύθηκαν όσο το σύμπαν διαστελλόταν και γερνούσε. Ωστόσο, για μεγάλο χρονικό διάστημα, δεν προέκυψε οποιαδήποτε ένδειξη για κάτι τέτοιο στην ακτινοβολία κοσμικού υποβάθρου. Μάλιστα, σύντομα μετρήθηκε ότι η κοσμική ακτνοβολία υποβάθρου ήταν ομοιογενής και ισότροπη με ακρίβεια ενός μέρους στα 10.000.Κατά συνέπεια, διαθέτουμε μια εικόνα της ιστορίας του σύμπαντος, που υποστηρίζεται πειραματικά και παρατηρησιακά, από την χρονική στιγμή περίπου τρία λεπτά μετά την Μεγάλη Έκρηξη μέχρι σήμερα, τουλάχιστον 13 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα. Και πάλι, όμως, ακόμα δεν γνωρίζουμε τι σημαίνει η ιδιομορφία στις εξισώσεις του Αϊνστάιν και αν το σύμπαν πράγματι ξεκίνησε κάποια στιγμή στο παρελθόν. αποσπάσματα από το βιβλίο «από που πάνε στο σύμπαν;» του Michael Dine Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Νοέμβριος 26, 2024 Δημοσιεύτηκε Νοέμβριος 26, 2024 Ένας αιώνας από τότε που συνειδητοποιήσαμε πόσο μεγάλο είναι το Σύμπαν. Η επέτειος της Ανδρομέδας Στις 23 Νοεμβρίου 1924, ο αμερικανός αστρονόμος Έντουιν Χαμπλ ανέτρεψε την κοσμοθεωρία της εποχής με την ανακάλυψη ότι ο Γαλαξίας μας δεν είναι ο μόνος στο Σύμπαν.Ήταν στα μέσα του 18ου αιώνα όταν ο σπουδαίος γερμανός φιλόσοφος Ιμμάνουελ Καντ διατύπωνε την υποψία ότι ο Γαλαξίας μας, αυτό το φαντασμαγορικό μυστήριο του νυχτερινού ουρανού, δεν ήταν ολόκληρο το Σύμπαν όπως πίστευαν οι ειδικοί της εποχής.Στην πραγματεία του «Παγκόσμια Φυσική Ιστορία και Θεωρία των Ουρανών», του 1755, ο νεαρός τότε φιλόσοφος υποστήριξε ότι το «Νεφέλωμα της Ανδρομέδας», μια χλωμή κηλίδα στον ουρανό που είναι ορατή με γυμνό μάτι αλλά παρέμενε ανεξήγητη ως τότε, είναι στην πραγματικότητα ένας ανεξάρτητος γαλαξίας, έξω από τον δικό μας «Μίλκι Ουέι»,Θα περνούσαν σχεδόν δύο αιώνες, μέχρι να επιβεβαιωθούν οι υποψίες ότι το Σύμπαν αποτελείται όχι από έναν αλλά από αναρρίθμητους γαλαξίες.Το περασμένο Σαββατοκύριακο συμπληρώθηκαν 100 χρόνια από την ιστορική μελέτη του αμερικανού αστρονόμου Έντουιν Χαμπλ στις 23 Νοεμβρίου 1924, με την οποία αποδείχθηκε ότι η Ανδρομέδα δεν είναι απλώς «νεφέλωμα», όπως ονόμαζαν οι αστρονόμοι οποιαδήποτε κηλίδα με ασαφή όρια, αλλά ολόκληρος γαλαξίας.Και σήμερα γνωρίζουμε ότι το ορατό Σύμπαν περιέχει έως και 2 τρισεκατομμύρια τέτοια αντικείμενα.(Γαλαξιες) Επικείμενη σύγκρουση Η Ανδρομέδα, ο πλησιέστερος γαλαξιακός μας γείτονας, έχει περίπου το μέγεθος του δικού μας Γαλαξία, με διάμετρο 150.000 έτη φωτός, και περιέχει έως και ένα τρισεκατομμύριο άστρα.Ένα από τα πιο μακρινά αντικείμενα που μπορούμε να διακρίνουμε με γυμνό μάτι, η Ανδρομέδα, γνωστή και ως M31, απέχει σήμερα 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός, μας πλησιάζει όμως με ταχύτητα 110 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο.Προβλέπεται ότι θα συγκρουστεί με τον Γαλαξία σε περίπου 4-5 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο Ήλιος πλησιάζει στο τέλος της ζωής του, οπότε θα σχηματιστεί ένας νέος, γιγάντιος ελλειπτικός γαλαξίας. Παρά τη συγχώνευση, η πιθανότητα σύγκρουσης μεταξύ άστρων είναι σχεδόν μηδενικοί, αφού οι μεταξύ τους αποστάσεις είναι τεράστιες Διαβάστε επίσης:Πως θα φαίνεται ο ουρανός όταν ο γαλαξίας μας θα συγκρούεται με τον γαλαξία της Ανδρομέδας. https://physicsgg.me/2012/06/03/πως-θα-φαίνεται-ο-ουρανός-όταν-ο-γαλαξί/ Διαστελλόμενο Σύμπαν Μόλις 5 χρόνια αφότου επιβεβαίωσε ότι ο Γαλαξίας μας δεν είναι ο μόνος, το 1929 ο Έντουιν Χαμπλ προχώρησε σε μια ακόμα κοσμοϊστορική ανακάλυψη: παρόλο που η Ανδρομέδα πλησιάζει προς εμάς, όλοι οι γαλαξίες που πέρα από τη στενή γαλαξιακή γειτονιά μας απομακρύνονται με τον Γαλαξία μας.Για την ακρίβεια, όσο μακρύτερα βρίσκεται ένας γαλαξίας, τόσο πιο γρήγορα δείχνει να απομακρύνεται –μια παρατήρηση που οδηγούσε στο δραματικό και αμφιλεγόμενο συμπέρασμα ότι το Σύμπαν δεν είναι στατικό όπως φανταζόμασταν ως τότε, αλλά διαστέλλεται και διαστέλλεται σαν μπαλόνι που φουσκώνει.Αυτό είχε σοβαρές συνέπειες για ένα από τα θεμέλια της σύγχρονης φυσικής, τη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν.Το 1917, ο γερμανός φυσικός συνειδητοποίησε ότι οι εξισώσεις του υπεδείκνυαν ότι το Σύμπαν είτε διαστέλλεται είτε συστέλλεται, κάτι που ο ίδιος αρνούταν να πιστέψει. Επινόησε έτσι την ιδέα της «κοσμολογικής σταθεράς», ενός συντελεστή που θα σταθεροποιούσε το Σύμπαν στις εξισώσεις.Όταν έμαθε αργότερα για την ανακάλυψη του Χαμπλ, δήλωσε ότι η κοσμολογική σταθερά ήταν η «μεγαλύτερη γκάφα» της ζωής του (η οποία όμως πολύ αργότερα αναβίωσε για να εκφράσει την ενεργειακή πυκνότητα του κενού χώρου και σχετίζεται με την ιδέα της σκοτεινής ενέργειας).Ο Αϊνστάιν λέγεται μάλιστα ότι επισκέφθηκε κάποια στιγμή τον Χαμπλ για να τον πείσει ότι το Σύμπαν όντως διαστέλλεται. Κι όμως, ο μεγάλος αστρονόμος δεν είχε πειστεί από τις παρατηρήσεις του και μέχρι το 1941 επέμενε ότι η θεωρία του διαστελλόμενου Σύμπαντος ήταν εσφαλμένη.Σήμερα, όλοι γνωρίζουν ότι η θεωρία ήταν σωστή. Αυτό όμως στο οποίο διαφωνούν είναι ο ρυθμός με τον οποίο διαστέλλεται το Σύμπαν. H επίλυση αυτής της κρίσιμης διαφωνίας θα μπορούσε δυνητικά να οδηγήσει σε νέες θεμελιώδεις ανακαλύψεις στην Κοσμολογία.Η επανάσταση που άρχισε με την γειτονική Ανδρομέδα έχει πλέον επεκταθεί σε όλο το απέραντο Σύμπαν. Το γαλάζιο βέλος υποδεικνύει τη θέση του γαλαξία της Ανδρομέδας (Μ31) σχετικά με τους αστερισμούς της Ανδρομέδας και Κασσιώπης. Οι αστέρες β και μ της Ανδρομέδας «δείχνουν» προς τον γαλαξία Μ31. Επίσης η νοητή ευθεία που ενώνει τον δ της Ανδρομέδας με τον α της Κασσιώπης διέρχεται από την θέση του Μ31 Ο πράσινος κομήτης 12P/Pons-Brooks στον νυχτερινό ουρανό, κοντά στον γαλαξία της Ανδρομέδας (φωτογραφία Petr Horálek) Η σύγκρουση του Γαλαξία μας με τον γαλαξία της Ανδρομέδας O Albert Einstein στο τηλεσκόπιο του όρους Wilson το 1931, με τους Edwin Hubble (κέντρο) και Walter Adams. – https://www.in.gr/2024/11/25/in-science/space/epeteios-tis-andromedas-enas-aionas-apo-tote-pou-syneiditopoiisame-poso-megalo-einai-sympan/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Δεκέμβριος 9, 2024 Δημοσιεύτηκε Δεκέμβριος 9, 2024 Ζούμε άραγε μέσα σε ένα πρόγραμμα Matrix; Ξεκίνησε η μεγαλύτερη και πιο σύνθετη προσομείωση του Σύμπαντος. Τα αποτελέσματα θα βοηθήσουν στη διάνοιξη νέων δρόμων στην κοσμολογία. Ο δεύτερος ταχύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο που ήταν ο ταχύτερος μέχρι πριν από λίγες βδομάδες ξεκίνησε να «τρέχει» την πιο περίπλοκη προσομοίωση του Σύμπαντος σε υπολογιστή μέχρι σήμερα. Ο στόχος αυτής της προσομοίωσης είναι να δοκιμάσει αυτό που οι ερευνητές περιγράφουν ως «κοσμολογική υδροδυναμική».Ο υπερυπολογιστής που είναι γνωστός ως Frontier βρίσκεται στο Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge στις ΗΠΑ και είναι ένα πραγματικό υπολογιστικό θηρίο. Κατασκευασμένος για να είναι ο πρώτος υπερυπολογιστής exascale, μπορεί να εκτελέσει έως και 1,1 exaFLOPS, που ισούται με 1,1 πεντάκις εκατομμύριο (10^18 ή 1.100.000.000.000.000.000) λειτουργίες κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο.Είναι κατασκευασμένο από 9.472 κεντρικές μονάδες επεξεργασίας (CPU) της εταιρείας AMD και 37.888 μονάδες επεξεργασίας γραφικών (GPU) της AMD. Ο Frontier ήταν ο ταχύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο έως ότου ένας άλλος υπερυπολογιστής, ονόματι El Capitan που βρίσκεται στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore, επίσης στις ΗΠΑ, τον ξεπέρασε με 1.742 exaFLOPS τον Νοέμβριο του 2024. Οι προσομοιώσεις Μια ομάδα από το Εθνικό Εργαστήριο Argonne του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ στο Ιλινόις, με επικεφαλής τον διευθυντή του τμήματος Argonnes για την υπολογιστική επιστήμη, Σαλμάν Χαμπίμπ, χρησιμοποίησε την προσομοίωση Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC) στον Frontier. Το HAAC αναπτύχθηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου 15 χρόνια και μοντελοποιεί την εξέλιξη του Σύμπαντος. Ο κώδικάς του γράφτηκε έτσι ώστε να μπορεί να προσαρμοστεί για οποιονδήποτε είναι ο ταχύτερος υπερυπολογιστής ανά πάσα στιγμή.Το HACC αναπτύχθηκε αρχικά σε υπερυπολογιστές κλίμακας peta (με δυνατότητα για εκτέλεση τετράκις εκατομμύρια υπολογισμούς) που φυσικά λιγότερο ισχυροί από τους Frontier και El Capitan. Για παράδειγμα, ένα έργο της ομάδας Argonne ήταν να χρησιμοποιήσει το HACC για να μοντελοποιήσει τρεις διαφορετικές κοσμολογικά περιβάλλοντα στον υπερυπολογιστή Summit, έναν υπολογιστή σε κλίμακα peta που ήταν ο ταχύτερος στον κόσμο μεταξύ Νοεμβρίου 2018 και Ιουνίου 2020. Οι τρεις προσομοιώσεις πήραν τα ονόματα πλανητών από τον κόσμο του Star Trek.Η προσομοίωση Qo’nos (που πήρε το όνομά του από τον μητρικό πλανήτη της φυλής Klingon) μοντελοποίησε το Σύμπαν χρησιμοποιώντας το τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας η οποία περιλαμβάνει υπολογισμούς τόσο για τη σκοτεινή ενέργεια όσο και για την ψυχρή σκοτεινή ύλη. Η προσομοίωση Vulcan περιελάμβανε τεράστια νετρίνα και η προσομοίωση Ferenginar (που πήρε το όνομά της από την φυλή Φερένγκι) εξερεύνησε ένα Σύμπαν όπου η σκοτεινή ενέργεια δεν ήταν σταθερή αλλά άλλαζε με την πάροδο του χρόνου.Τα αποτελέσματα από τις προσομοιώσεις έδειξαν ότι όταν η σκοτεινή ενέργεια ποικίλλει μπορεί να οδηγήσει σε ισχυρότερη συσσώρευση γαλαξιών στο πρώιμο Σύμπαν – κάτι που οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να αναζητήσουν σε έρευνες γαλαξιών υψηλής μετατόπισης, δηλαδή έρευνες γαλαξιών που κοιτάζουν σε περιοχές στις εσχατιές του ορατού Σύμπαντος.Από πολλές απόψεις, οι προσομοιώσεις που προκύπτουν είναι τόσο μεγάλες και λεπτομερείς όσο μια σημαντική βαθιά αστρονομική έρευνα, όπως η Sloan Digital Sky Survey ή οι επικείμενες έρευνες που θα διεξαχθούν από το Παρατηρητήριο Vera C. Rubin. Ωστόσο οι προσομοιώσεις Summit ήταν αποκλειστικά «βαρυτικές» και έτσι δεν ήταν αρκετά ισχυρές ώστε να περιλαμβάνουν άλλες δυνάμεις ή αποτελέσματα.Χρειάστηκαν πιο ισχυρές προσομοιώσεις για να συμπεριλάβουν άλλες δυνάμεις και φαινόμενα εκτός από τη βαρύτητα, και εκεί έρχεται ο Frontier, που υποστηρίζεται από ένα έργο 1.8 δισεκατομμυρίων δολαρίων του Υπουργείου Ενέργειας που ονομάζεται ExaSky για τη χρηματοδότηση υπολογιστών exascale. Τα στοιχεία Στο τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας, κυριαρχούν δύο στοιχεία: η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια. Το υλικό από το οποίο είμαστε φτιαγμένοι όλοι μας, η λεγόμενη βαρυονική ύλη, αποτελεί λιγότερο από το 5% της ύλης και της ενέργειας στο Σύμπαν.«Επομένως, αν θέλουμε να μάθουμε τι κάνει το Σύμπαν, πρέπει να προσομοιώσουμε τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, τη βαρύτητα καθώς και όλη την άλλη Φυσική, συμπεριλαμβανομένου των θερμών αερίων και του σχηματισμού άστρων, τις μαύρες τρύπες και τους γαλαξίες. Θα μπορούσαμε να το χαρακτηρίσουμε όλο αυτό ως έναν αστροφυσικό νεροχύτη κουζίνας για αυτό και ονομάζουμε τις προσομοιώσεις αυτές προσομοιώσεις κοσμολογικής υδροδυναμικής» λέει ο Χαμπίμπ.Προκειμένου να προετοιμαστεί το HACC για λειτουργία στο Frontier, οι απαιτήσεις του έργου ExaSky ήταν ότι το HACC πρέπει να τρέχει τουλάχιστον 50 φορές πιο γρήγορα στο Frontier από ό,τι στον Titan, ο οποίος ήταν ο ταχύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο το 2012 όταν το HACC αναπτύχθηκε αρχικά. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του στο Frontier, το HACC έδειξε ότι είναι σχεδόν 300 φορές ταχύτερο.Ο Μπρόνσον Μέσερ διευθυντής της επιστήμης στο Oak Ridge Leadership Computing Facility, πιστεύει στο HACC για την προσθήκη του «φυσικού ρεαλισμού της συμπερίληψης των βαρυονίων και όλων των άλλων δυναμικών Φυσικών που κάνουν αυτή την προσομοίωση ένα πραγματικό κατόρθωμα ισχύς για το Frontier». Το ερώτημα Οι προσομοιώσεις, οι οποίες θα είναι προσβάσιμες στην αστρονομική κοινότητα, θα επιτρέψουν στους ερευνητές να εξερευνήσουν τα κοσμολογικά τους μοντέλα, θέτοντας ερωτήσεις σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης, τη δύναμη της σκοτεινής ενέργειας ή επιδιώκοντας εναλλακτικά μοντέλα βαρύτητας όπως η Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική (MOND ). Οι προσομοιώσεις μπορούν στη συνέχεια να συγκριθούν με αυτό που βρίσκουν οι πραγματικές αστρονομικές έρευνες, για να καθοριστεί ποιο μοντέλο ταιριάζει καλύτερα στις παρατηρήσεις.Όλα αυτά εγείρουν ένα συναρπαστικό φιλοσοφικό ερώτημα: Εάν η υπολογιστική ισχύς συνεχίσει να αυξάνεται, οι προσομοιώσεις μας για το Σύμπαν θα γίνουν πιο λεπτομερείς και ακριβείς παράλληλα, αλλά πού τελειώνει;Έχει προταθεί από ορισμένους επιστημονικούς στοχαστές ότι εμείς οι ίδιοι μπορεί να ζούμε σε μια προσομοίωση, ίσως ως προϊόν της προσπάθειας κάποιου άλλου να μοντελοποιήσει την πραγματικότητα. Και αν δημιουργούμε προσομοιώσεις ενώ βρισκόμαστε μέσα σε μια προσομοίωση, τότε ίσως στην πραγματικότητα βρισκόμαστε σε μια κατάσταση που αποκαλείται «άπειρη παλινδρόμηση» μια έννοια ότι κάθε εξήγηση απαιτεί άλλη εξήγηση. https://www.naftemporiki.gr/techscience/1849879/xekinise-i-megalyteri-kai-pio-syntheti-prosomeiosi-toy-sympantos/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Δεκέμβριος 10, 2024 Δημοσιεύτηκε Δεκέμβριος 10, 2024 Το James Webb επιβεβαιώνει ότι το Σύμπαν έχει.. πατήσει γκάζι και διαστέλλεται με επιτάχυνση. Ο ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος είναι ταχύτερος κατά περίπου 8% από ό, τι πιστεύαμε μέχρι σήμερα. Μια νέα μελέτη δεδομένων τα οποία έχει συλλέξει το ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο που έχει κατασκευάσει η ανθρωπότητα, το James Webb, επιβεβαιώνει τα αποτελέσματα αντίστοιχης μελέτης δεδομένων του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble για τον ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος που δείχνουν ότι ο ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος είναι ταχύτερος κατά περίπου 8% από ό, τι θα αναμενόταν με βάση όσα γνωρίζουν οι επιστήμονες για τις αρχικές συνθήκες στο Σύμπαν και την μετέπειτα εξέλιξη του.Οι παρατηρήσεις από το James Webb αποκλείουν την πιθανότητα τα αποτελέσματα της μελέτης που βασίστηκε στα δεδομένα του Hubble να ήταν κατά κάποιο τρόπο ελαττωματικά εξαιτίας κάποιας δυσλειτουργίας σε ένα όργανο του Hubble.«Η νέα μελέτη βασίζεται στην ανάλυση των δεδομένων που έχει καταγράψει το James Webb στα δύο χρόνια λειτουργίας του και επιβεβαιώνει το αινιγματικό εύρημα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble με το οποίο παλεύουμε εδώ και μια δεκαετία. Το Σύμπαν διαστέλλεται πιο γρήγορα από ό, τι μπορούν να εξηγήσουν οι καλύτερες θεωρίες μας» αναφέρει ο Άνταμ Ρις του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που δημοσιεύει τα αποτελέσματα της μελέτης της στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal».«Ναι, φαίνεται ότι κάτι λείπει από την κατανόησή μας για το Σύμπαν», πρόσθεσε ο Ρις που έχει βραβευθεί με Νόμπελ Φυσικής το 2011 για την συμμετοχή του στην ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος. «Η κατανόησή μας για το Σύμπαν περιέχει πολλή άγνοια για δύο στοιχεία, τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια που αποτελούν το 96% του Σύμπαντος επομένως δεν πρόκειται για άνευ σημασίας παράγοντες. Τα αποτελέσματα του Webb υποδηλώνουν ότι μπορεί να υπάρχει ανάγκη αναθεώρησης των μοντέλων μας για το Σύμπαν αν και είναι πολύ δύσκολο να προσδιορίσουμε τι είναι αυτό που πρέπει να αναθεωρήσουμε αυτή τη στιγμή» λέει ο Σιγιάνγκ Λι, διδακτορικός φοιτητής αστρονομίας και αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς στις ΗΠΑ, μέλος της ερευνητικής ομάδας.Η σκοτεινή ενέργεια που πιστεύεται ότι αντιστοιχεί περίπου στο 69% του Σύμπαντος είναι μια υποθετική μορφή ενέργειας που διαπερνά τεράστιες περιοχές του Διαστήματος εξουδετερώνει τη βαρύτητα και οδηγεί την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος. https://www.naftemporiki.gr/techscience/1851949/to-james-webb-epivevaionei-oti-to-sympan-echei-patisei-gkazi-kai-diastelletai-me-epitachynsi/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Δεκέμβριος 16, 2024 Δημοσιεύτηκε Δεκέμβριος 16, 2024 Τελικά το σύμπαν διαστέλλεται ταχύτερα; Ο ρυθμός με τον οποίο διαστέλλεται το Σύμπαν, γνωστός και ως σταθερά Hubble (Η0), είναι μία από τις θεμελιώδεις παραμέτρους στην κατανόηση της εξέλιξης και της τελικής μοίρας του σύμπαντος. Ωστόσο, μια επίμονη διαφορά που ονομάζεται Hubble Tension, παρατηρείται μεταξύ της τιμής της σταθεράς όταν αυτή μετράται με διαφορετικές μεθόδους.Η νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο The Astrophysical Journal συμφωνεί με την μεγαλύτερη τιμή της σταθεράς , μια τιμή που σημαίνει ότι το σύμπαν διαστέλλεται ταχύτερα και ότι έχει μικρότερη ηλικία (δεδομένου ότι εξαρτάται άμεσα με την ποσότητα 1/Η0 – το αντίστροφο της σταθεράς του Hubble).«Έχουμε το μεγαλύτερο δείγμα δεδομένων από το τηλεσκόπιο Webb –τα πρώτα δύο χρόνια του στο Διάστημα- και επιβεβαιώνει το αναπάντεχο εύρημα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble που πασχίζουμε να λύσουμε εδώ και μια δεκαετία: το Σύμπαν διαστέλλεται ταχύτερα από ό,τι μπορούν να εξηγήσουν οι καλύτερες θεωρίες μας» δήλωσε σε δελτίο Τύπου ο Άνταμ Ρις του Πανεπιστημίου «Τζονς Χόπκινς», επικεφαλής της μελέτης.Ο Ρις ήταν ένας από τους νικητές του Νόμπελ Φυσικής του 2011 για την ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος το 1998.Η αύξηση του ρυθμού διαστολής αποδίδεται στην «σκοτεινή ενέργεια», μια υποθετική μορφή ενέργειας που διατρέχει όλο τον χώρο χωρίς να αραιώνεται καθώς το Σύμπαν μεγαλώνει.Η σκοτεινή ενέργεια αντιστοιχεί σχεδόν στο 70% του περιεχομένου του Σύμπαντος σε ύλη και ενέργεια. Η κανονική ύλη αντιστοιχεί σε μόλις σε 4% και το υπόλοιπο 26% πιστεύεται ότι είναι η «σκοτεινή ύλη», μια υποθετική, αόρατη μορφή ύλης που γίνεται αισθητή μόνο λόγω της βαρυτικής έλξης της.Οι νέες παρατηρήσεις όμως καθιστούν σαφές ότι τα σημερινά μοντέλα για τη σκοτεινή ενέργεια και την εξέλιξη του Σύμπαντος αποκλίνουν από την πραγματικότητα.«Πράγματι, φαίνεται πως κάτι λείπει από την εικόνα που έχουμε διαμορφώσει για το Σύμπαν» είπε ο Ρις. «Υπάρχει μεγάλη άγνοια για δύο στοιχεία, τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, τα οποία αντιστοιχούν στο 96% του Σύμπαντος. Δεν είναι μικρή υπόθεση» σχολίασε.Όπως είπε, πιθανές λύσεις που έχουν προταθεί για το Hubble Tension αφορούν μεταξύ άλλων τα «σκοτεινά» συστατικά του Σύμπαντος, τα φευγαλέα σωματίδια νετρίνα ή τους ίδιους τους νόμους της βαρύτητας.Τα αποτελέσματα του Webb υποδεικνύουν ότι «ίσως υπάρχει ανάγκη να αναθεωρήσουμε τα μοντέλα μας για το Σύμπαν, αν και αυτή τη στιγμή είναι δύσκολο να προσδιορίσουμε τι ακριβώς πρέπει να αλλάξει» σχολίασε η Σιγιάνγκ Λι, διδακτορική φοιτήτρια του «Τζονς Χόπκινς» και μέλος της ερευνητικής ομάδας.Η μελέτη χρησιμοποίησε τρεις διαφορετικές τεχνικές για να μετρήσει πόσο απέχουν από τη Γη μακρινοί γαλαξίες που περιέχουν Κειφήδες, ένα είδος άστρου για το οποίο μπορεί να υπολογιστεί η εγγενής φωτεινότητα. Οι μετρήσεις του Webb βρίσκονται σε συμφωνία με τα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble.Η σταθερά του Χαμπλ μετράται σε χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec, μια απόσταση που ισούται με 3,26 έτη φωτός. Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο της Κοσμολογίας, η σταθερά του Χαμπλ πρέπει να έχει τιμή 67 με 68.Τα δεδομένα του Webb και του Hubble την ανεβάζουν στο 70- 76, ή 73 κατά μέσο όρο, μια απόκλιση που θεωρείται υπερβολικά μεγάλη για να την αγνοήσουμε. Παραμένει ωστόσο εντελώς άγνωστο ποια μπορεί να είναι η λύση.«Μια πιθανή εξήγηση για το Hubble Τension θα ήταν να λείπει κάτι από όσα γνωρίζουμε για το νεαρό Σύμπαν, όπως ένα νέο συστατικό της ύλης που έδωσε στο Σύμπαν μια ώθηση μετά τη Μεγάλη Έκρηξη» σχολίασε ο Μαρκ Καμιονόφσκι του «Τζονς Χόπκινς», ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.«Υπάρχουν όμως και άλλες ιδέες, όπως περίεργες ιδιότητες της σκοτεινής ύλης, εξωτικά σωματίδια, αλλαγές στη μάζα του ηλεκτρονίου, ή αρχέγονα μαγνητικά πεδία. Οι θεωρητικοί φυσικοί έχουν την υποχρέωση να γίνουν περισσότερο δημιουργικοί». Μια αναπαράσταση της εξέλιξης του σύμπαντος από την Μεγάλη Έκρηξη μέχρι σήμερα. Τιμές και σφάλματα της σταθεράς Χαμπλ Η0 από τους υπολογισμούς της πρόσφατης εργασίας των ερευνητών Adam G. Riess et al διαβάστε περισσότερα: https://www.in.gr/2024/12/12/in-science/space/pyknonei-kosmologiko-mystirio-sympan-diastelletai-taxytera-apo-oti-tha-eprepe/ – https://hub.jhu.edu/2024/12/09/webb-telescope-hubble-tension-universe-expansion/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Δεκέμβριος 24, 2024 Δημοσιεύτηκε Δεκέμβριος 24, 2024 Τι είναι τελικά η εντροπία; H ζωή είναι μια ανθολογία της καταστροφής. Ό,τι φτιάχνεις τελικά σπάει. Όλοι όσοι αγαπάτε θα πεθάνουν. Οποιαδήποτε αίσθηση τάξης ή σταθερότητας αναπόφευκτα καταρρέει. Ολόκληρο το σύμπαν ακολουθεί ένα θλιβερό ταξίδι προς μια βαρετή κατάσταση απόλυτης αταξίας.Για να παρακολουθήσουν αυτή την κοσμική εξέλιξη οι φυσικοί χρησιμοποιούν μια έννοια που ονομάζεται εντροπία. Η εντροπία είναι το μέτρο της αταξίας και η δήλωση ότι η εντροπία συνεχώς αυξάνεται – γνωστή ως δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής – είναι από τις πιο ισχυρές εντολές της φύσης.Μας στοιχειώνει η καθολική τάση προς την αταξία. Η τάξη είναι εύθραυστη. Χρειάζονται μήνες προσεκτικού σχεδιασμού και καλλιτεχνίας για να φτιάξεις ένα βάζο, αλλά μια στιγμή για να το σπάσεις με μια μπάλα ποδοσφαίρου. Περνάμε την ζωή μας προσπαθώντας να κατανοήσουμε έναν χαοτικό και απρόβλεπτο κόσμο, όπου οποιαδήποτε προσπάθεια να τον ελέγξουμε φαίνεται μάταιη. Ο δεύτερος νόμος απαιτεί ότι οι μηχανές δεν μπορούν ποτέ να έχουν απόδοση 100%, πράγμα που σημαίνει ότι όποτε αναδύεται κάποια δομή στο σύμπαν, στην ουσία η ενέργεια διασκορπίζεται περαιτέρω – είτε πρόκειται για ένα άστρο που τελικά εκρήγνυται είτε ένας ζωντανός οργανισμός που μετατρέπει την τροφή σε θερμότητα. Είμαστε, παρά τις καλύτερες προθέσεις μας, έρμαια της εντροπίας.«Τίποτα στη ζωή δεν είναι σίγουρο εκτός από τον θάνατο, τους φόρους και τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής», έγραψε ο Seth Lloyd, ένας φυσικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. Δεν μπορούμε να αποφύγουμε αυτή την μοίρα. Η αύξηση της εντροπίας είναι βαθιά συνυφασμένη με τις πιο βασικές εμπειρίες μας, εξηγώντας γιατί ο χρόνος ρέει προς το μέλλον και γιατί ο κόσμος φαίνεται ντετερμινιστικός και όχι κβαντομηχανικά αβέβαιος. Η κινητήρια δύναμη της φωτιάς Η έννοια της εντροπίας προέκυψε από μια προσπάθεια τελειοποίησης των μηχανών κατά τη διάρκεια της βιομηχανικής επανάστασης. Ένας 28χρονος Γάλλος στρατιωτικός μηχανικός ονόματι Sadi Carnot υπολόγισε την απόλυτη απόδοση μιας ατμοκίνητης μηχανής. Το 1824, δημοσίευσε ένα μικρό βιβλίο 118 σελίδων με τίτλο «Σκέψεις επί της κινητήριας δυνάμεως του πυρός» το οποίο επωλείτο στις όχθες του Σηκουάνα για 3 φράγκα και εξαντλήθηκε πολύ γρήγορα. Στο βιβλίο αυτό εισαγόταν έμμεσα για πρώτη φορά η έννοια της εντροπίας, μια ιδέα που θα ποσοτικοποιούσε τoν αδυσώπητo κατήφορο του σύμπαντος προς την φθορά.Ο Carnot πέθανε από χολέρα σε ηλικία 36 ετών, οκτώ χρόνια μετά την δημοσίευση του βιβλίου του, το οποίο αγνοήθηκε σε μεγάλο βαθμό από την επιστημονική κοινότητα. Ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε το 1834 (δύο χρόνια μετά τον θάνατο του Carnot και δέκα χρόνια μετά τη δημοσίευση του βιβλίου του) από τον μηχανικό Émile Clapeyron κατάφερε τελικά να επιστήσει την προσοχή στο έργο του Carnot. Έτσι, μερικά χρόνια αργότερα χρησιμοποιήθηκε από τον Λόρδο Kelvin (o οποίος δυσκολεύθηκε πολύ να βρει αντίγραφο του βιβλίου του Carnot) και τον Rudolf Clausius για να ορίσουν τις έννοιες της απόλυτης θερμοκρασίας, της εντροπίας και να διατυπώσουν τον δεύτερο νόμο της Θερμοδυναμικής. Το 1890 δημοσιεύθηκε μια αγγλική μετάφραση του βιβλίου του Carnot από τον R.H. Thurston «Reflections on the Motive Power of Fire«.Ο Carnot συνειδητοποίησε ότι η ατμομηχανή εκμεταλλεύεται την τάση της θερμότητας να ρέει από τα θερμά σώματα στα ψυχρά. Και σχεδίασε μια θερμική μηχανή με την μέγιστη απόδοση που μπορούσε να φανταστεί κανείς, θέτοντας ένα όριο στο κλάσμα της θερμότητας που μπορεί να μετατραπεί σε ωφέλιμο έργο, ένα αποτέλεσμα που σήμερα είναι γνωστό ως θεώρημα του Carnot. Η σπουδαιότερη δήλωσή του εμφανίζεται ως περιορισμός στην τελευταία σελίδα του βιβλίου: «Στην πράξη, δεν θα μπορέσουμε ποτέ να χρησιμοποιήσουμε όλη την κινητήρια δύναμη των καύσιμων υλικών». Κάποια ενέργεια θα διαχέεται πάντα μέσω τριβής, δονήσεων ή άλλης ανεπιθύμητης μορφής κίνησης. Η τελειότητα είναι ανέφικτη.Διαβάζοντας το βιβλίο του Carnot μερικές δεκαετίες αργότερα, το 1865, ο Γερμανός φυσικός Rudolf Clausius εισήγαγε την έννοια της εντροπίας και στη συνέχεια διατύπωσε αυτό που έγινε γνωστό ως ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής: «Η εντροπία του σύμπαντος αυξάνεται».Όμως, παρά την θεμελιώδη σημασία της, η εντροπία είναι ίσως η πιο διχαστική έννοια στη φυσική. Σύμφωνα με τον Lloyd: «Η εντροπία ήταν πάντα πρόβλημα. Η σύγχυση πηγάζει εν μέρει από τον τρόπο με τον οποίο ο όρος χρησιμοποιείται και διακινείται σε διάφορους τομείς- έχει παρόμοια, αλλά ξεχωριστή σημασία σε κάθε τομέα, από την φυσική έως τη θεωρία πληροφοριών, την οικολογία και την ψυχανάλυση. Αλλά για να κατανοήσουμε πραγματικά την έννοια της εντροπίας απαιτούνται κάποια βαθιά άβολα φιλοσοφικά άλματα.Καθώς οι φυσικοί του περασμένου αιώνα εργάστηκαν για να ενώσουν φαινομενικά ανόμοια πεδία έριξαν στην έννοια της εντροπίας νέο φως, μετατόπισαν την συνήθη ερμηνεία της, από μέτρο της αταξίας σε μέτρο της άγνοιας. Η εντροπία δεν θεωρείται ως μια ιδιότητα εγγενής σε ένα σύστημα, αλλά ως μια ιδιότητα που σχετίζεται με έναν παρατηρητή που αλληλεπιδρά με το σύστημα. Αυτή η σύγχρονη άποψη φωτίζει τον βαθύ δεσμό μεταξύ της πληροφορίας και της ενέργειας, η οποία βοηθά τώρα να εγκαινιαστεί μια μίνι-βιομηχανική επανάσταση στις μικρότερες κλίμακες. Ο Sadi Carnot (1796-1832) σε ηλικία 17 ετών. Η επίδρασή του στην φυσική σε σχέση με την ποσότητα των γραπτών του, συγκρίνεται με εκείνη του Évariste Galois (1811-1832) στα μαθηματικά και του Arthur Rimbaud (1854-1891) στην ποίηση. διαβάστε περισσότερα στο άρθρο του Zack Savitsky με τίτλο: «Τι είναι εντροπία; Ένα μέτρο για το πόσο λίγα γνωρίζουμε πραγματικά.» – https://www.quantamagazine.org/what-is-entropy-a-measure-of-just-how-little-we-really-know-20241213/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιανουάριος 13 Δημοσιεύτηκε Ιανουάριος 13 Ζούμε σε ένα ιδιαίτερο μέρος του σύμπαντος. Σύμφωνα με ένα δόγμα που οι φυσικοί αποκαλούν κοσμολογική αρχή το σύμπαν σε μεγάλες κλίμακες γίνεται ομογενές (δηλαδή είναι παντού ομοιόμορφο) και ισότροπο (δηλαδή φαίνεται ίδιο προς κάθε κατεύθυνση)*. Αυτό σημαίνει η θέση μας στο σύμπαν δεν είναι σε καμία περίπτωση ιδιαίτερη. Αλλά κάποιες πρόσφατες παρατηρήσεις θα μπορούσαν να ανατρέψουν αυτή την παλιά υπόθεση.Είναι ενδαφέρον το γεγονός ότι για την μεγαλύτερη περίοδο της ιστορίας του πολιτισμού μας πιστεύαμε ότι είμαστε το κέντρο του σύμπαντος. Έπρεπε να φτάσουμε στον 15ο αιώνα, ώστε ο Κοπέρνικος να επαναδιατυπώσει την άποψη που είχε εμφανιστεί σχεδόν δυο χιλιάδες χρόνια πριν με τον Αρίσταρχο, ότι η Γη και οι υπόλοιποι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο. Όμως, παρότι ο Κοπέρνικος πιστώνεται την απόρριψη της ανθρωποκεντρικής θεώρησης που ήθελε τη Γη κέντρο του σύμπαντος, στην πραγματικότητα θεωρούσε ότι ο ήλιος ήταν στο κέντρο του. Στα επόμενα διακόσια χρόνια έγινε κατανοητό ότι τα κοντινά αστέρια δεν κατανέμονται ομοιόμορφα, αλλά μάλλον βρίσκονται συγκεντρωμένα σε σχήμα δίσκου που τώρα αναγνωρίζουμε ως τον Γαλαξία μας. Τα αδέλφια Caroline και William Herschel μπόρεσαν να αναγνωρίσουν αυτή τη δομή του δίσκου στα τέλη του 18ου αιώνα, αλλά κατέληξαν στο λανθασμένο συμπέρασμα ότι το ηλιακό μας σύστημα βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία. Η θεώρηση αυτή ανατράπηκε, μόλις στις αρχές του 20ου αιώνα από τον Harlow Shapley, o oποίος προσδιόρισε την θέση του ηλιακού μας συστήματος περίπου στα 2/3 της ακτίνας από το κέντρο του Γαλαξία μας. Αλλά, ακόμη και τότε εθεωρείτο ότι ο Γαλαξίας μας βρίσκεται στο κέντρο του σύμπαντος. Τελικά, το 1952 αποδείχθηκε από τον Walter Baade ότι ο Γαλαξίας μας είναι ένας τυπικός γαλαξίας, οδηγώντας στην σύγχρονη διατύπωση της κοσμολογικής αρχής, ότι το σύμπαν φαίνεται το ίδιο ανεξάρτητα με το ποιός είναι ο παρατηρητής και το που αυτός βρίσκεται.Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η κοσμολογική αρχή δεν είναι ακριβής. Πρόκειται για μια προσέγγιση που πιστεύεται ότι ισχύει με μεγαλύτερη ακρίβεια καθώς εξετάζουμε μεγαλύτερες κλίμακες. Ισχύει για πολύ μεγάλες περιοχές που περιέχουν π.χ. εκατομμύρια γαλαξίες όπου περιμένουμε κάθε τέτοια περιοχή να φαίνεται λίγο πολύ όπως κάθε άλλη. Η κοσμολογική αρχή είναι η βάση της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης, μια ιδιότητα του συνολικού σύμπαντος, η οποία παύει να ισχύει όταν εξετάζουμε τοπικά φαινόμενα.Μπορεί λοιπόν οι άνθρωποι να είναι εγωκεντρικά πλάσματα με υπεδιογκωμένη αίσθηση κοσμικής ιδιαιτερότητας, κατάφεραν όμως να αποδείξουν πως ούτε Γη, ούτε ο Ήλιος, ούτε καν ο Γαλαξίας μας είναι το κέντρο του σύμπαντος. Το ίδιο ακριβώς θα αποδείκνυε για την θέση του στο σύμπαν και ένας μακρινός εξωγήινος πολιτισμός (εφόσον υπήρχε). Αυτή η έννοια της μετριότητας εμπεριέχεται στην κοσμολογία, με τη μορφή της «κοσμολογικής αρχής», την ιδέα ότι το σύμπαν φαίνεται το ίδιο όπου κι αν κοιτάξουμε.Στην κορυφή της κοσμικής ιεραρχίας βρίσκονται γιγάντιες ομάδες γαλαξιών που συσσωρεύονται σε εκτεταμένα, πλούσια σε ύλη νημάτια και φύλλα γύρω από τα χάσκοντα διαγαλαξιακά κενά, αλλά πέρα από αυτό, η δομή φαίνεται να εξασθενεί. Αν μπορούσαμε να κάνουμε μεγέθυνση και να δούμε την μεγάλη εικόνα του σύμπαντος, αυτό θα φαινόταν πραγματικά ομαλό. Συγκρίνοντας το σύμπαν με μια παραλία, παρατηρώντας μια χούφτα άμμο με λεπτομέρεια, θα βλέπαμε τους ξεχωριστούς κόκκους άμμου, με τα διαφορετικά χρώματα, σχήματα και μεγέθη. Αλλά αν περπατούσαμε στην παραλία κοιτάζοντας τους αμμόλοφους, το μόνο που θα βλέπαμε θα ήταν ένα ομοιόμορφο χρυσό-μπεζ χρώμα. Αυτό σημαίνει ότι η Γη (ή οποιοσδήποτε από τα άλλα τρισεκατομμύρια πλανήτες που πρέπει να υπάρχουν) και η μικροσκοπική γωνιά τους στο σύμπαν δεν φαίνεται να κατέχουν καμία ιδιαίτερα προνομιακή θέση σε σύγκριση με οτιδήποτε άλλο. Κι αυτή η ομοιογένεια είναι βολική για τους αστρονόμους επειδή τους επιτρέπει να βλέπουν το σύμπαν εν μέρει ως έναν αξιόπιστο τρόπο εξαγωγής συμπερασμάτων για το σύνολο. Αμφισβητώντας την κοσμολογική αρχή Αυτή η απλοϊκή θεώρηση ισχύει για τα πάντα, από την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η σκοτεινή ύλη επιβαρύνει τα σμήνη γαλαξιών μέχρι την εκτίμηση του πόσο κοινές μπορεί να είναι σε ολόκληρο το σύμπαν οι φιλικές προς τη ζωή συνθήκες, και επιτρέπει στους αστρονόμους να απλοποιήσουν τα μαθηματικά μοντέλα τους για το παρελθόν του σύμπαντος καθώς και τις προβλέψεις τους για το μέλλον του. Τα πάντα βασίζονται στην ιδέα ότι [η κοσμολογική αρχή] είναι αληθινή. Όμως, δεν παύει να είναι και μια πολύ ασαφής υπόθεση που είναι πολύ δύσκολο να επαληθευθεί.Η επιβεβαίωση είναι ιδιαίτερα δύσκολη όταν υπάρχουν σημαντικά στοιχεία για το αντίθετο – και μια σειρά από πρόσφατες παρατηρήσεις που υποδηλώνουν ότι πράγματι το σύμπαν θα μπορούσε να είναι πιο παράξενο και να έχει μεγαλύτερες αποκλίσεις από ότι οι κοσμολόγοι με τόση ευκολία είχαν υποθέσει. Κι αν συμβαίνει κάτι τέτοιο, τότε διαφορετικοί παρατηρητές στο σύμπαν μπορεί να βλέπουν ελαφρώς διαφορετικά σύμπαντα, τουλάχιστον σε μεγάλη κλίμακα.Οι αστρονόμοι δεν έχουν απορρίψει ακόμη την κοσμολογική αρχή, αλλά συγκεντρώνουν ενδείξεις για τις πιθανές αδυναμίες της. Μια προσέγγιση περιλαμβάνει την αναζήτηση δομών τόσο μεγάλων που αμφισβητούν την κοσμική ομαλότητα ακόμη και σε μια εξαιρετικά μεγάλη εστίαση. Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι οτιδήποτε μεγαλύτερο από περίπου 1,2 δισεκατομμύρια έτη φωτός θα ανέτρεπε το μέχρι σήμερα αποδεκτό ομοιογενές και ισοτροπικό σύμπαν.Μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει ήδη μερικές αποκλίσεις. Η Alexia Lopez από το Πανεπιστήμιο του Κεντρικού Λάνκασαϊρ στην Αγγλία, για παράδειγμα, ανακάλυψε ένα «τέρας» που ονομάζεται Γιγαντιαίο Τόξο – μια καμπύλη γαλαξιών σε μήκος περίπου 3,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Ανακάλυψε επίσης τον Μεγάλο Δακτύλιο, κυκλική, δακτυλιοειδή δομή γαλαξιών με διάμετρο περίπου 1,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός και περιφέρεια 4 δισεκατομμύρια έτη φωτός. To Γιγάντιο Τόξο και ο Μεγάλος Δακτύλιος βρίσκονται κοντά μεταξύ τους και μπορεί να συνδέονται σε μια ακόμη μεγαλύτερη δομή.Η υπόθεση της ομοιογένειας και ισοτροπίας του σύμπαντος το καθιστούν αρκετά απλό στην ανάλυση. Οι περισσότερες παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι το σύμπαν είναι ομοιόμορφο σε κλίμακες μεγαλύτερες από εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός. Όμως οι πρόσφατες ανακαλύψεις απροσδόκητα μεγάλων δομών προκαλούν προβληματισμούς. Το Γιγάντιο Τόξο (κόκκινο χρώμα στην εικόνα) των μακρινών γαλαξιών απλώνεται στον νυχτερινό ουρανό κοντά στον αστερισμό του Βοιώτη και χρειάζονται 20 πανσέληνοι να το καλύψουν. Λίγο πιο πάνω βλέπουμε την θέση του Μεγάλου Δακτυλίου (μπλε χρώμα). Στην εικόνα βλέπουμε την καλλιτεχνική αναπαράσταση αυτών των δύο τεράστιων αντικειμένων του σύμπαντος που συγκρούονται με την κοσμολογική αρχή, αφού δεν είναι ορατά δια γυμνού οφθαλμού.Μερικές φορές, από μόνη της η μελέτη της κοσμολογίας μας κάνει καχύποπτους με την κοσμολογική αρχή. Για παράδειγμα, το φως που απέμεινε από τη Μεγάλη Έκρηξη, η επονομαζόμενη κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, έχει μερικές μυστηριώδεις μεγάλης κλίμακας διακυμάνσεις που δεν φαίνονται εντελώς τυχαίες, επισημαίνει ο Dragan Huterer, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Κι αυτό δεν εξηγήθηκε ποτέ ικανοποιητικά.Μερικοί επιστήμονες υποστήριξαν ότι τέτοιες πιθανές προκλήσεις στην κοσμολογική αρχή μπορεί να εξηγηθούν από μια άλλη αρχή, την κοσμική διακύμανση, η οποία αναφέρεται στη στατιστική αβεβαιότητα που είναι εγγενής στις μετρήσεις των αστρονόμων για το σύμπαν. Πάντα περιοριζόμαστε από αυτό που μπορούμε να δούμε και επομένως πάντα είμαστε μαθηματικά αβέβαιοι για το ποια συμπεράσματα να βγάλουμε από ένα περιορισμένο δείγμα. Ίσως οι αποκλίσεις που είδαν οι αστρονόμοι ήταν απλώς το αποτέλεσμα της ατέλειας (έλλειψη πληρότητας) παρά μια πραγματική αντανάκλαση των ιδιοτήτων του σύμπαντος. Ίσως αυτό που φαίνεται ως ανωμαλία στην κοσμική ομαλότητα να εξαφανίζεται σε σύγκριση με ένα απαρατήρητο κομμάτι του σύμπαντος δίπλα στον ορατό όγκο που βλέπουμε εμείς.Κι όταν πρόκειται να μελετήσουν κατάλληλα μεγάλα τμήματα του σύμπαντος, οι κοσμολόγοι, στην πραγματικότητα είναι πολύ περιορισμένοι: Μόνο το παρατηρήσιμο σύμπαν είναι τόσο μεγάλο. Αν πείτε, «θα μελετήσω τα σχήματα των γαλαξιών», εντάξει είστε τυχεροί: έχετε δισεκατομμύρια δισεκατομμυρίων γαλαξίες στο σύμπαν. Μπορείτε να απαντήσετε στις ερωτήσεις σας με στατιστικά στοιχεία και η διακύμανση του δείγματός σας θα είναι πολύ μικρή. Όμως, σε μεγαλύτερες κλίμακες, διαθέτετε μόνο μερικά παραδείγματα επειδή το παρατηρήσιμο σύμπαν χωρίζεται μόνο σε λίγα τμήματα μεγάλων διαστάσεων.Ο Valerio Marra, καθηγητής στο Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο του Espírito Santo στη Βραζιλία και ερευνητής στο Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Τεργέστης στην Ιταλία υπέθεσε ότι ορισμένες κοσμολογικές αποκλίσεις θα μπορούσαν να είναι αποτέλεσμα κοσμικής διακύμανσης. Αλλά αυτό δεν αρκεί για την ερμηνεία τους, σύμφωνα με υπολογισμούς δικούς του και άλλων.Παρόλα αυτά, η κοσμολογική αρχή αντέχει πολύ καλά στις περισσότερες κοσμικές παρατηρήσεις. Επιπλέον, ενώ οι επιστήμονες συλλέγουν αρκετές πληροφορίες για να αμφισβητήσουν την εγκυρότητα αυτής της ιδέας, δεν είναι καθόλου έτοιμοι να την εγκαταλείψουν – ίσως επειδή κανείς δεν έχει ένα σταθερό εναλλακτικό σχήμα για να την αντικαταστήσει.Όπως και νάχει, πρόκειται για ένα πρόβλημα που πολύ δύσκολα θα αποκρυπτογραφηθεί λόγω της φύσης της κοσμολογίας. Σε αντίθεση με κάποιο εργαστηριακό πείραμα το οποίο μπορεί να επαναληφθεί ξανά και ξανά, διαθέτουμε μόνο ένα σύμπαν. πηγές: 1. Do We Live in a Special Part of the Universe? – https://www.scientificamerican.com/article/do-we-live-in-a-special-part-of-the-universe/ 2. Cosmologists Parry Attacks on the Vaunted Cosmological Principle – https://www.quantamagazine.org/giant-arc-of-galaxies-puts-basic-cosmology-under-scrutiny-20211213/ [*] Αυτές οι ιδιότητες δεν συνεπάγονται η μία την άλλη. Για παράδειγμα, ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο είναι ομογενές αφού το μαγνητικό πεδίο είναι παντού το ίδιο, αλλά δεν είναι ισότροπο αφού οι δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου έχουν συγκεκριμένη κατεύθυνση. Από την άλλη, μια σφαιρικά συμμετρική κατανομή, παρατηρούμενη από το κεντρικό της σημείο είναι ισοτροπική, αλλά όχι απαραίτητα ομογενής. Όμως, αν απαιτήσουμε μια κατανομή να είναι ισοτροπική ως προς κάθε σημείο της, τότε είναι και ομογενής. Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Φεβρουάριος 7 Δημοσιεύτηκε Φεβρουάριος 7 Η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να μας δείξει πώς θα τελειώσει το σύμπαν. Ο καθηγητής Mark Thomson, ο Βρετανός φυσικός που θα αναλάβει την ηγεσία του CERN την 1η Ιανουαρίου του 2026, θεωρεί ότι η η τεχνητή νοημοσύνη πρόκειται να φέρει επανάσταση στη θεμελιώδη φυσική και θα μπορούσε μας δείξει την μοίρα του σύμπαντος.Η πρόοδος που θα φέρει στη φυσική των σωματιδίων θα είναι συγκρίσιμη με την ανακάλυψη δομών πρωτεϊνών με την βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης που χάρισε στους επιστήμονες του Google DeepMind Βραβείο Νόμπελ τον Οκτώβριο (Βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2024). Στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) χρησιμοποιούνται παρόμοιες στρατηγικές για την ανίχνευση απίστευτα σπάνιων γεγονότων στα οποία βασίζεται η ερμηνεία του πώς τα σωματίδια απέκτησαν μάζα τις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και αν το σύμπαν μας θα μπορούσε να βρίσκεται στα πρόθυρα μιας καταστροφικής κατάρρευσης.Υπενθυμίζεται ότι το CΕRΝ σχεδιάζει τον Μελλοντικό Κυκλικό Επιταχυντή ( FCC), μπροστά στον οποίο ο σημερινός Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) θα φαίνεται νάνος. Κάποιοι δεν έχουν πειστεί για την αναγκαιότητα του νέου επιταχυντή, δεδομένης της έλλειψης νεώτερων εντυπωσιακών αποτελεσμάτων στον LHC μετά την ανακάλυψη-ορόσημο του μποζονίου Higgs το 2012. Η Γερμανία έχει περιγράψει την πρόταση κατασκευής του FCC, που θα κοστίσει 17 δισεκατομμύρια δολάρια, ως μη προσιτή. Ωστόσο, ο Thomson υποστηρίζει πως η τεχνητή νοημοσύνη έχει δώσει νέα ώθηση στην αναζήτηση νέας φυσικής σε υποατομική κλίμακα – και ότι σημαντικές ανακαλύψεις θα μπορούσαν να συμβούν μετά το 2030, όταν μια σημαντική αναβάθμιση θα ενισχύσει την ένταση της δέσμης του LHC κατά δέκα φορές. Αυτό θα επιτρέψει νέες παρατηρήσεις σχετικά με το μποζόνιο Χιγκς – θα διερευνηθεί η παραγωγή όχι ενός, αλλά δύο μποζονίων Χιγκς ταυτόχρονα. Αυτό θα επιτρέψει στους επιστήμονες να ανιχνεύσουν το φαινόμενο που ονομάζεται αυτοσύζευξη Χιγκς. Η αυτοσύζευξη Higgs O μηχανισμός Brout-Englert-Higgs (BEH) αποτελεί τον πυρήνα της θεωρίας του μικρόκοσμου των στοιχειωδών σωματιδίων. Αυτή η θεωρία, που συνήθως αναφέρεται ως Καθιερωμένο Πρότυπο, περιγράφει τα θεμελιώδη συστατικά της ύλης και τις αλληλεπιδράσεις τους. Επιπλέον εισάγει ένα νέο πεδίο, το πεδίο Higgs, μέσα από το οποίο οι φορείς της ασθενούς αλληλεπίδρασης, τα ασθενή μποζόνια W± και Z αποκτούν μάζα, ενώ οι φορείς της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης παραμένουν χωρίς μάζα. Η διέγερση αυτού του πεδίου είναι ένα φυσικό σωματίδιο, το σωματίδιο Higgs, το οποίο ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά το 2012, από τις ερευνητικές ομάδες ATLAS και CMS στο CERN. O μηχανισμός BEH προβλέπει επίσης ότι το πεδίο Higgs μπορεί να αλληλεπιδράσει με τον εαυτό του, με άλλα λόγια, ένα μόνο (εικονικό) μποζόνιο Higgs μπορεί να διασπαστεί σε δυο μποζόνια Higgs. H παρατήρηση και η μέτρηση αυτής της ιδιο-αλληλεπίδρασης, ή της «αυτo-σύζευξης Higgs», θα ήταν η απόλυτη επιβεβαίωση της θεωρίας γέννησης της μάζας, ενώ κάθε απόκλιση από το Καθιερωμένο Πρότυπο θα άνοιγε ένα παράθυρο για νέες θεωρίες φυσικής. Δυστυχώς όμως, η θεωρία προβλέπει πως ο αριθμός παραγωγής των ζευγών Higgs είναι πολύ σπάνιος όταν συγκρούονται πρωτόνια – περίπου χίλιες φορές μικρότερος από τον ρυθμό παραγωγής ενός μόνο μποζονίου Higgs. Και τα πράγματα γίνονται χειρότερα, διότι δεν προκύπτουν όλα τα ζεύγη Higgs μόνο εξαιτίας της «αυτo-σύζευξης Higgs». Επομένως, απαιτείται τεράστιος όγκος πειραματικών δεδομένων για την ανίχνευση αυτής της διαδικασίας, καθιστώντας αναγκαία την αναβάθμιση του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) προς έναν υψηλής φωτεινότητας Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (HL-LHC). Ο LHC μπορεί να παράγει έως ένα δισεκατομμύριο συγκρούσεις πρωτονίων ανά δευτερόλεπτο. Ο μελλοντικός HL-LHC θα αυξήσει κατά πέντε έως επτά φορές αυτό τον αριθμό, γνωστό ως «φωτεινότητα» στους σωματιδιακούς φυσικούς. (Διαβάστε σχετικά ΕΔΩ: Το πείραμα ATLAS ψάχνει για ζεύγη σωματιδίων Higgs https://physicsgg.me/2021/03/30/το-πείραμα-atlas-ψάχνει-για-ζεύγη-σωματιδί/ ΕΔΩ: Η αλληλεπίδραση του σωματιδίου Higgs με τον εαυτό του. https://physicsgg.me/2018/09/05/η-αλληλεπίδραση-του-σωματιδίου-higgs-με-το/ Δύο μποζόνια Χιγκς εμφανίζονται μαζί ταυτόχρονα εξαιρετικά σπάνια και όταν εμφανίζονται διασπώνται σχεδόν ακαριαία σε άλλα γνωστά σωματίδια. Πριν από πέντε χρόνια θεωρούσαν ότι η ανίχνευσή τους ήταν πέρα από τις δυνατότητες του LHC. «Τώρα είμαι σίγουρος ότι θα κάνουμε μια καλή μέτρηση», είπε ο Thomson.Η διερεύνηση της αυτοσύζευξης Higgs είναι κρίσιμη για να κατανοήσουμε πώς, ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά την Μεγάλη Έκρηξη, μια αλλαγή στο πεδίο Higgs είχε ως αποτέλεσμα τα σωματίδια να αποκτήσουν ξαφνικά μάζα. Θα μπορούσε επίσης να μας αποκαλύψει αν το πεδίο Higgs έχει φτάσει σε μια τελική, σταθερή κατάσταση ηρεμίας ή αν θα ήταν δυνατή μια άλλη δραστική μετάβαση στο μέλλον, ένα σενάριο σύμφωνα με το οποίο το σύμπαν εξατμίζεται σχεδόν ακαριαία. Το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων θεωρεί ότι αυτό είναι μια πιθανότητα – αλλά δεν χρειάζεται να πανικοβληθούμε.«Δεν είναι κάτι που θα μπορούσε να συμβεί σε μια χρονική κλίμακα που να έχει κάποια σχέση με τον χρόνο ζωής των αθρώπων, ούτε καν και με τον χρόνο ζωής των άστρων. Όμως το αν θα μπορούσε να συμβεί κάτι τέτοιο, είναι μια επιστημονική ερώτηση», δήλωσε ο Δρ Dr Matthew McCullough, θεωρητικός φυσικός στο CERN. Σύμφωνα με τον Mark Thomson: «Αν βλέπαμε την αυτοσύζευξη του Χιγκς να είναι διαφορετική από την τρέχουσα θεωρία μας, αυτό θα ήταν μια άλλη τεράστια, ανακάλυψη. Και κανείς δεν το ξέρει μέχρι να πραγματοποιηθεί η μέτρηση».Η τεχνητή νοημοσύνη εισάγεται πλέον σε κάθε πτυχή της λειτουργίας του LHC, από την απόφαση ποιά δεδομένα θα συλλεχθούν μέχρι τον τρόπο ερμηνείας τους. Οι επιστήμονες ήλπιζαν από καιρό ότι ο LHC θα μπορούσε να δημιουργήσει σκοτεινή ύλη. Αλλά δεδομένου ότι η φύση της σκοτεινής ύλης είναι εντελώς άγνωστη, η αναζήτησή της είναι μια πρόκληση. Η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να βοηθήσει να λύσει αυτό το παζλ, σύμφωνα με τον Thomson. «Μπορείτε να αρχίσετε να κάνετε πιο περίπλοκες ερωτήσεις ανοιχτού τύπου. Αντί να ψάχνετε για μια συγκεκριμένη υπογραφή, κάντε την ερώτηση: «Υπάρχει κάτι μη-αναμενόμενο σε αυτά τα δεδομένα;» Τα διαγράμματα Feynman για τους δυο βασικούς μηχανισμούς παραγωγής ζευγών Higgs και η καμπύλη που δείχνει την αντίστοιχη πιθανότητα παραγωγής. Το κόκκινο χρώμα αντιστοιχεί στην αυτοαλληλεπίδραση Higgs πηγή: https://www.theguardian.com/science/2025/feb/03/ai-to-revolutionise-fundamental-physics-and-could-show-how-universe-will-end Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Φεβρουάριος 17 Δημοσιεύτηκε Φεβρουάριος 17 Η μη αναμενόμενη αφθονία κοσμογονικού βηρυλλίου-10. … στον βυθό του Ειρηνικού Ωκεανού Το βηρύλλιο είναι το χημικό στοιχείο που πέρα από τη δύσκολη ορθογραφία του, είναι ένα ανοιχτόχρωμο, δύστηκτο, αδιάλυτο ελαφρό μέταλλο που έχει γλυκιά γεύση. Προσοχή όμως, μην το δοκιμάσετε – είναι πολύ τοξικό(*).Από τα βασικά ισότοπα του βηρυλλίου (7Be, 8Be, 9Be,10Be) αυτό που είναι σταθερό και βρίσκεται ως μετάλλευμα στη Γη είναι το βηρύλλιο-9 (με 4 πρωτόνια και 5 νετρόνια στον πυρήνα του). Τα υπόλοιπα είναι ραδιενεργά με πεπερασμένο χρόνο ζωής. Το μακροβιότερο από αυτά είναι το βηρύλλιο-10, με χρόνο ημιζωής 1,4×106 χρόνια. Το ραδιενεργό βηρύλλιο-10 (με 4 πρωτόνια και 6 νετρόνια στον πυρήνα του) παράγεται από την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων με το οξυγόνο και το άζωτο της ατμόσφαιρας. Αυτό το κοσμογονικής προέλευσης βηρύλλιο-10 συσσωρεύεται στην επιφάνεια του εδάφους, μέχρι να διασπαστεί μετά από χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια σε βόριο-10, εκπέμποντας ένα ηλεκτρόνιο (διάσπαση β–).Πρόσφατα, το βηρύλλιο-10 εμφανίστηκε στην επικαιρότητα εξαιτίας μιας απροσδόκητης αφθονίας του που ανακαλύφθηκε σε δείγματα από τον βυθό του Ειρηνικού. H ανακάλυψη έγινε από τους ερευνητές Dominik Koll et al και δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature με τίτλο, «A cosmogenic 10Be anomaly during the late Miocene as independent time marker for marine archives» . Μια τέτοια ανωμαλία μπορεί να αποδοθεί στις μεταβολές των ωκεάνιων ρευμάτων ή σε αστροφυσικά γεγονότα που συνέβησαν πριν από 10 εκατομμύρια χρόνια περίπου. Τα ευρήματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως παγκόσμιος δείκτης χρόνου βοηθώντας την γεωλογική χρονολόγηση σε βάθος εκατομμυρίων ετών.. Ανακαλύφθηκε μια έντονη ανωμαλία στη συγκέντρωση του 10Be πριν από περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια.Η μέθοδος ραδιοχρονόγησης που βασίζεται στο ραδιενεργό ισότοπο του άνθρακα-14 (με χρόνο ημιζωής 5700 χρόνια) περιορίζεται στη χρονολόγηση οργανικών δειγμάτων ηλικίας όχι μεγαλύτερης των 50.000 ετών. Για αρχαιότερα δείγματα, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε άλλα ισότοπα, όπως το κοσμογονικό βηρύλλιο-10 που έχει χρόνο ημιζωής 1,4 εκατομμύρια έτη. Με το ραδιενεργό βηρύλλιο-10 μπορεί να επιτευχθεί γεωλογική χρονολόγηση που μπορεί να φτάσει στα 10 εκατομμύρια χρόνια και πλέον.Οι ερευνητές Koll et al ανέλυσαν γεωλογικά δείγματα που ανασύρθηκαν από βάθος αρκετών χιλιομέτρων στον Ειρηνικό Ωκεανό. Τα δείγματα αποτελούνταν κυρίως από σιδηρομαγγάνιο, που είχε σχηματίστηκε αργά αλλά σταθερά εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Βρήκαν την περιεκτικότητα του βηρύλλιο-10 χρησιμοποιώντας μια εξαιρετικά ευαίσθητη μέθοδο – Accelerator Mass Spectrometry (AMS). Σε αυτή τη διαδικασία, το δείγμα καθαρίζεται χημικά πριν υποβληθεί σε ανάλυση για ίχνη ισοτόπων. Μεμονωμένα άτομα από το δείγμα επιταχύνονται με υψηλή τάση, εκτρέπονται από μαγνήτες και στη συνέχεια καταγράφονται από εξειδικευμένους ανιχνευτές. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει την ακριβή ταυτοποίηση του βηρύλλιο-10, διακρίνοντάς το από άλλα ισότοπα βηρυλλίου καθώς και από ισότοπα με την ίδια μάζα, όπως το βόριο-10.Η ερευνητική ομάδα αναλύοντας τα δεδομένα που συλλέχθηκαν βρέθηκε προ εκπλήξεως: Βρήκαν σχεδόν διπλάσια ποσότητα 10Be από ό,τι περίμεναν σε στρώματα του φλοιού της Γης που σχηματίστηκαν πρν από 10 εκταομμύρια χρόνια. Για να εξαλειφθεί κάθε πιθανότητα μόλυνσης, ανέλυσαν πρόσθετα δείγματα από τον Ειρηνικό, τα οποία επίσης παρουσίαζαν την ίδια ανωμαλία. Αυτή η συνέπεια επιτρέπει στην ομάδα να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι πρόκειται για ένα πραγματικό φαινόμενο.Πώς όμως προέκυψε μια τόσο εντυπωσιακή αύξηση της συγκέντρωσης πριν από περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια; Οι ερευνητές προτείνουν δύο πιθανές ερμηνείες. Η πρώτη σχετίζεται με την κυκλοφορία των ωκεανών κοντά στην Ανταρκτική, η οποία πιστεύεται ότι έχει αλλάξει δραστικά πριν από 10 έως 12 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό θα μπορούσε να έχει προκαλέσει την άνιση κατανομή του 10Be σε όλη τη Γη για μια χρονική περίοδο λόγω των αλλοιωμένων ωκεάνιων ρευμάτων. Ως αποτέλεσμα, το 10Be θα μπορούσε να είχε συγκεντρωθεί περαιτέρω στον Ειρηνικό Ωκεανό.Η δεύτερη υπόθεση έχει αστροφυσικό προέλευση. Πιο συγκεκριμένα η αφθονία προέκυψς από την κοσμική ακτινοβολία που προκάλεσε έκρηξη σουπερνόβα κοντά στη Γη πριν από 10 εκατομμύρια χρόνια. Εναλλακτικά, η Γη μπορεί να είχε χάσει προσωρινά την προστατευτική ηλιακή της ασπίδα – την ηλιόσφαιρα – εξαιτίας της σύγκρουσης με κάποιο πυκνό διαστρικό σύννεφο, καθιστώντας την πιο ευάλωτη στην κοσμική ακτινοβολία.Αν η ανωμαλία στη συγκέντρωση του βηρυλλίου υπάρχει σε όλη την υδρόγειο, ισχύει η αστροφυσικής υπόθεση. Αν όμως ανιχνευόταν μόνο σε συγκεκριμένες περιοχές, θα ίσχυε η ερμηνεία σχετικά με την μεταβολή των ωκεάνιων ρευμάτων. διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στην ανακοίνωση του Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR): «Anomaly in the deep sea» – https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=74044&pNid=0&pLang=en (*) Το 1999, αμερικανική κυβέρνηση παραδέχθηκε, προς μεγάλη της αισχύνη, ότι είχε εκθέσει εν γνώσει της περί τους 26.000 επιστήμονες και τεχνικούς σε υψηλές συγκεντρώσεις σκόνης βηρυλλίου, με αποτέλεσμα εκατοντάδες από αυτούς να προσβληθούν από χρόνια βηρυλλίωση. Οι περισσότεροι εργάζονταν στους τομείς της αεροναυπηγικής, της εθνικής άμυνας και της ατομικής ενέργειας, βιομηχανίες τις οποίες η κυβέρνηση θεωρούσε πολύ σημαντικές ώστε να παρακωλήσει τη λειτουργία τους. Έτσι, απέφυγε τόσο να βελτιώσει τις προδιαγραφές ασφαλείας όσο και να αναπτύξει κάποια εναλλακτική επιλογή έναντι του βηρυλλίου. Η εφημερίδα Pittsburgh Post-Gazette δημοσίευσε ένα μακροσκελές και άκρως επιβαρυντικό πρωτοσέλιδο άρθρο στο φύλλο της 30ής Μαρτίου 1999. Είχε τίτλο «Decades of Risk», αλλά η ουσία της ιστορίας συλλαμβάνεται καλύτερα σε έναν από τους υπότιτλους: «Θανάσιμη συμμαχία: Πώς η βιομηχανία και η κυβέρνηση επέλεξαν τα όπλα έναντι των εργατών». Σχηματική απεικόνιση παραγωγής και ενσωμάτωσης του κοσμογονικού 10Be σε σιδηρομαγγάνιο στον φλοιό της Γης. Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 11 Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 11 Νέα «συνταγή» για την βαρύτητα μπορεί να ενώσει τη γενική σχετικότητα με την κβαντική μηχανική. Νέα θεωρία προσπαθεί να βρει λύση στο μεγαλύτερο πρόβλημα της Φυσικής. Μια νέα «συνταγή» για τη βαρύτητα θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση μερικών από τα μεγαλύτερα μυστήρια του Σύμπαντος. Υποδηλώνει ότι η έννοια της «κβαντικής βαρύτητας» θα μπορούσε να προκύψει από την εντροπία, λύνοντας πιθανώς γρίφους που θέτει το άπιαστο σκοτεινό Σύμπαν και αν ισχύει αυτή η νέα θεωρία θα μπορούσε επίσης να ενώσει τελικά τη γενική σχετικότητα του Άλμπερτ Αϊνστάιν με το κβαντικό βασίλειο.Από τις αρχές του 20ου αιώνα, η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν ήταν η καλύτερη περιγραφή που έχουμε για το πώς λειτουργεί η βαρύτητα. Ωστόσο, ακριβώς όταν ο Αϊνστάιν βρήκε τη γενική σχετικότητα, οι επιστήμονες ανέπτυξαν επίσης τα θεμέλια της κβαντικής μηχανικής.Έκτοτε, και οι δύο θεωρίες έχουν δοκιμαστεί, αναθεωρηθεί και βελτιωθεί, αντέχοντας στη δοκιμασία του χρόνου και κερδίζοντας τους σκεπτικιστές στην επιστημονική κοινότητα. Ωστόσο, υπάρχει ένα μεγάλο πρόβλημα, οι δύο θεωρίες δεν μπορούν να συνεργαστούν. Καθώς και οι δύο θεωρίες έχουν τελειοποιηθεί συνεχίζουν να αψηφούν τις προσπάθειες ενοποίησής τους. Μια «θεωρία των πάντων» που περιλαμβάνει τόσο τη γενική σχετικότητα όσο και την κβαντική φυσική έχει ανατρέψει τις προσπάθειες τόσο μεγάλων μυαλών όσο ο Στίβεν Χόκινγκ, ακόμη και ο ίδιος ο Αϊνστάιν. Η λύση Ένα από τα σημαντικότερα εμπόδια εδώ αφορά το γεγονός ότι δεν υπάρχει θεωρία της «κβαντικής βαρύτητας». Το παράδοξο της μαύρης τρύπας που παραβίασε τον Στίβεν Χόκινγκ μπορεί να έχει μια λύση ισχυρίζεται η νέα θεωρία. Οι επιστήμονες βρίσκουν «απόκοσμη» κβαντική εμπλοκή σε απίστευτα μικροσκοπικές κλίμακες μέσα σε μεμονωμένα πρωτόνια.Αλλά εδώ έρχεται η Τζινέστρα Μπιανκόνι καθηγήτρια Εφαρμοσμένων Μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου που με δημοσίευση της στην επιθεώρηση «Physical Review D» προτείνει ένα πλαίσιο που θα έβλεπε την κβαντική βαρύτητα να προκύπτει από τη λεγόμενη «κβαντική σχετική εντροπία», μια έννοια που μετρά πόσο ανόμοιες είναι οι δύο κβαντικές καταστάσεις.Η γενική σχετικότητα υποδηλώνει ότι η βαρύτητα προκύπτει επειδή τα σώματα με μάζα προκαλούν τη στρέβλωση του ιστού του χωροχρόνου (η τετραδιάστατη ενοποίηση του χώρου και του χρόνου). Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός αντικειμένου, τόσο πιο ακραία είναι η παραμόρφωση του χωροχρόνου και, επομένως, τόσο πιο ισχυρή είναι η βαρυτική επίδραση του αντικειμένου.Αυτό έχει επαληθευτεί ξανά και ξανά, επιτρέποντας έτσι στη γενική σχετικότητα να αντικαταστήσει τη θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα ως την καλύτερη περιγραφή του σύμπαντος σε κοσμικές κλίμακες. Ωστόσο, η γενική σχετικότητα δεν μπορεί να εξηγήσει τα πάντα. Η σκοτεινή ύλη, η μυστηριώδης ουσία που υπερτερεί της συνηθισμένης ύλης κατά πέντε φορές, και η σκοτεινή ενέργεια, το άγνωστο συστατικό του σύμπαντος που οδηγεί την επιταχυνόμενη διαστολή του, για παράδειγμα, δεν υπολογίζονται από τη γενική σχετικότητα.Αυτό είναι ένα μεγάλο πρόβλημα γιατί η σκοτεινή ενέργεια αντιπροσωπεύει το 68% της συνολικής ύλης και ενέργειας στο σύμπαν, και η σκοτεινή ύλη αντιπροσωπεύει ένα άλλο 27% περίπου. Αυτό σημαίνει ότι το «σκοτεινό Σύμπαν» αντιπροσωπεύει περίπου το 95% του προϋπολογισμού ύλης-ενέργειας του Σύμπαντος, επομένως το «πράγμα» που μπορούμε άνετα να περιγράψουμε με τη γενική σχετικότητα αντιπροσωπεύει μόλις το 5% της ενέργειας και της ύλης στο σύμπαν. Έπειτα, υπάρχει το γεγονός ότι η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν δεν θα «παίζει ωραία» με την κβαντική φυσική. Το νέο πεδίο Το νέο πλαίσιο ή «συνταγή» για τη βαρύτητα, αν προτιμάτε, παίρνει τη μέτρηση του χωροχρόνου από τη γενική σχετικότητα που περιγράφει τη γεωμετρία του χώρου και του χρόνου με βάση τις αποστάσεις και τα διαστήματα μεταξύ των γεγονότων και το αντιμετωπίζει σαν μια μαθηματική οντότητα που ονομάζεται τελεστής.Οι τελεστές χρησιμοποιούνται στην κβαντική φυσική για να εκτελούν μετασχηματισμούς σε κβαντικές καταστάσεις που προκύπτουν από αλλαγές σε φυσικούς παράγοντες. Αυτός ο τελεστής που βασίζεται στη γενική σχετικότητα οδηγεί σε μια νέα «εντροπική δράση» και σε τροποποιημένες εξισώσεις Αϊνστάιν.Σε χαμηλές ενέργειες και σε περιοχές του Διαστήματος όπου υπάρχει μικρή καμπυλότητα, και επομένως μικρή βαρύτητα αυτές οι εξισώσεις αντιγράφουν εκείνες της γενικής σχετικότητας. Ωστόσο, αυτή η νέα έρευνα προχωρά παραπέρα. Προβλέπει την εμφάνιση μιας μικρής θετικής κοσμολογικής σταθεράς. Αυτό είναι σημαντικό επειδή η τιμή του ευθυγραμμίζεται καλύτερα με τις παρατηρήσεις της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος υπό την επίδραση της σκοτεινής ενέργειας σε σχέση με τις προβλέψεις άλλων σύγχρονων θεωριών.Εκτός από αυτό, κάτι που ονομάζεται «πεδίο G» προκύπτει από αυτή τη θεωρία που θα μπορούσε να εξηγήσει τη βαρυτική επίδραση της σκοτεινής ύλης. «Αυτή η εργασία προτείνει ότι η κβαντική βαρύτητα έχει εντροπική προέλευση και υποδηλώνει ότι το πεδίο G μπορεί να είναι υποψήφιο για τη σκοτεινή ύλη. Επιπλέον, η αναδυόμενη κοσμολογική σταθερά που προβλέπεται από το μοντέλο μας θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση της ασυμφωνίας μεταξύ των θεωρητικών προβλέψεων και των πειραματικών παρατηρήσεων της διαστολής του Σύμπαντος» λέει η Μπιανκόνι.Φυσικά, είναι ακόμη πολύ νωρίς για αυτή τη θεωρία, αλλά δεδομένου του πόσο βαθιές θα μπορούσαν να είναι οι επιπτώσεις της για τη θεμελιώδη κατανόησή μας για τον κόσμο, πιθανότατα αξίζει να την εξερευνήσουμε. https://www.naftemporiki.gr/techscience/1931541/nea-syntagi-gia-tin-varytita-mporei-na-enosei-ti-geniki-schetikotita-me-tin-kvantiki-michaniki/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 15 Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 15 Ναι, υπάρχουν και λευκές τρύπες στο Σύμπαν (βίντεο) Ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτά τα θεωρητικά κοσμικά σώματα είναι υπαρκτά. Λευκή τρύπα σύμφωνα με τη γενική θεωρία της Σχετικότητας, ονομάζεται η υποθετική περιοχή του χωροχρόνου, στην οποία δεν γίνεται να εισχωρήσει κάποιο αντικείμενο από έξω, και από την οποία η ύλη και το φως μπορούν να διαφύγουν. Υπό αυτή την έννοια, είναι το αντίθετο της μαύρης τρύπας, στην οποία είναι δυνατή η εισχώρηση αλλά όχι η διαφυγή, ούτε της ύλης ούτε του φωτός. Ερευνητική ομάδα επιβεβαιώνει την ύπαρξη των λευκών τρυπών στο Σύμπαν.Η έρευνα που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Physical Research Letters»βασίζεται σε παρατηρήσεις της συμπεριφοράς των σωματιδίων σε ατομικό επίπεδο και κάτω καθώς και σε νέες θεωρίες για τη φύση του χρόνου.Στη μελέτη, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα απλουστευμένο θεωρητικό μοντέλο μιας μαύρης τρύπας που ονομάζεται μοντέλο επίπεδης μαύρης τρύπας, το οποίο ξεφεύγει από τη συμβατική σφαιρική δομή και αντ’ αυτού διαθέτει ένα επίπεδο δισδιάστατο όριο. Αυτό το μοντέλο λένε οι επιστήμονες, θα μπορούσε να σηματοδοτήσει μια σημαντική αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε τις μαύρες τρύπες και την εξέλιξή τους.Σύμφωνα με τους ερευνητές εάν το μοντέλο ισχύει οι λευκές τρύπες θα μπορούσαν να επιτρέψουν μια σύνδεση μεταξύ αυτού που αντιλαμβανόμαστε ως ιδιομορφία (singularity) και «μια νέα φάση ύπαρξης πέρα από αυτό». Η ιδιομορφία ορίζεται ως ένα σημείο στο χωροχρόνο όπου η καμπυλότητα του γίνεται άπειρη, καθιστώντας αδύνατη την εφαρμογή των νόμων της Φυσικής. Σε αυτό το σενάριο ένας υποθετικός παρατηρητής που ταξιδεύει μέσα από τη μαύρη τρύπα θα μπορούσε να αναδυθεί από μια λευκή τρύπα όπου η παραδοσιακή κατανόηση του χρόνου και του χώρου καταρρέει εντελώς. https://www.naftemporiki.gr/techscience/1932781/nai-yparchoyn-kai-leykes-trypes-sto-sympan-vinteo/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 29 Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 29 Η αυθόρμητη διάσπαση των πρωτονίων στον χώρο και τον χρόνο. Διασπάται (αυθορμήτως) το πρωτόνιο; Ενώ αυτή ήταν η προκλητική πρόβλεψη των Μεγάλων Ενοποιημένων Θεωριών (GUTs) που αναπτύχθηκε στις δεκαετίες του 1970 και του 1980, οι πειραματικοί φυσικοί την απέκλεισαν – ή μάλλον, έθεσαν ένα κατώτερο όριο στην μέση διάρκεια ζωής του, περίπου στα 10στην34 χρόνια. Αυτό το χρονικό διάστημα είναι 20 τάξεις μεγέθους μεγαλύτερο από την σημερινή ηλικία του σύμπαντος!Σε μια πρόσφατη δημοσίευση με τίτλο «How fast can protons decay?» , οι φυσικοί Hooman Davoudiasl και Peter B. Denton αναρωτιούνται: Θα μπορούσε η διάρκεια της ζωής του πρωτονίου να είναι διαφορετική σε άλλα μέρη και σε άλλες εποχές; Θα μπορούσε το πρωτόνιο να διασπώνταν γρηγορότερα στο παρελθόν; Θα μπορούσε να διασπάται πιο γρήγορα κάπου αλλού στο σύμπαν; Υποθέτοντας ότι η διάσπαση του πρωτονίου συμβαίνει, επανεξέτασαν κάποιες φυσικές διαδικασίες και υπολόγισαν τον πιθανό χρόνο ζωής του περίπου 10στην18 έτη. Αυτή η τιμή είναι μόνο οκτώ τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από την διάρκεια ζωής του σύμπαντος.Οι φυσικοί είχαν θέσει στο παρελθόν παρόμοιες ερωτήσεις του τύπου: «Είναι οι θεμελιώδεις παράμετροι της φυσικής που μετρώνται στη Γη ίδιες και αλλού στο σύμπαν;» Ισχύουν τοπικά, μόνο εδώ στον γαλαξία που ζούμε, και μόνο τώρα, τις τελευταίες δεκαετίες.Τι θα γινόταν λοιπόν αν η διάσπαση των πρωτονίων εξαρτιόταν από τον χρόνο ή τον χώρο;Για να διερευνήσουν αυτό το ενδεχόμενο οι Denton και Davoudiasl, εξέτασαν τις περιπτώσεις όπου η θερμότητα από την πιθανή διάσπαση των πρωτονίων θα επηρέαζε την εξέλιξη του πυρήνα του σιδήρου της Γης ή ένα άστρο νετρονίων. Στις GUTs, η διάσπαση πρωτονίων θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί με πολλούς τρόπους – μέσα από κανάλια που περιλαμβάνουν ουδέτερα ή φορτισμένα ιόντα, ηλεκτρόνια ή μιόνια, νετρίνα ή καόνια σε διαφορετικούς συνδυασμούς.Οι ερευνητές θεώρησαν ένα κανάλι διάσπασης ενός πρωτονίου προς ένα θετικό πιόνιο και ένα σκοτεινό φερμιόνιο (). «Σκοτεινό» σημαίνει ότι δεν αλληλεπιδρά με τα γνωστά σωματίδια του Καθιερωμένου Προτύπου που βιώνουν την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση. Αν 𝑚𝜓<𝑚𝑝−𝑚𝜋, δηλ. η μάζα του σκοτεινού σωματιδίου είναι μικρότερη από τη μάζα του πρωτονίου (𝑚𝑝≈0,94 GeV) μείον τη μάζα του πιονίου (𝑚𝜋≈0,14GeV), τότε η ο χρόνος ζωής του πρωτονίου θα μπορούσε να είναι πολύ μικρότερος σε σχέση με τον χρόνο που δείχνουν τα εργαστηριακά πειράματα, όπως για παράδειγμα το πείραμα Super-Kamiokande στην Ιαπωνία. https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/sk/about/5min/ Γεωλογία Αρχικά εξέτασαν τον στερεό σιδερένιο πυρήνα της Γης. Αν τα πρωτόνια διασπώνται τότε η ενέργεια που απελευθερώνεται μετατρέπεται σε θερμότητα. Οι ερευνητές έθεσαν το ερώτημα: ποιά πρέπει να είναι η διάρκεια ζωής του πρωτονίου ώστε ο σιδερένιος στερεός πυρήνας να μην έχει λιώσει; Επειδή ο εσωτερικός πυρήνας δεν ήταν πάντα στερεός – οι γεωλόγοι πιστεύουν ότι ήταν στερεός για περίπου 1 έως 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Άλλες εκτιμήσεις κυμαίνονται από 0,7 έως 2 δισεκατομμύρια χρόνια. https://www.nature.com/articles/nature15523 Οι συγγραφείς υπολόγισαν ότι η παραγωγή θερμότητας περίπου τετραπλάσια εκείνης από τον τρέχοντα εσωτερικό πυρήνα, ο οποίος εκπέμπει περίπου 1013 Watt ως μέλαν σώμα στους 6.200 K, θα έλιωνε τη συμπαγή σφαίρα. Δεδομένου ότι δεν είναι λιωμένη, βρίσκουν ότι η διάρκεια ζωής του πρωτονίου πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 2×10στην18 χρόνια. Αστροφυσική Στη συνέχεια διερεύνησαν την περίπτωση ενός άστρου νετρονίων, ψάχνοντας πάλι για επιπλέον παραγωγή θερμότητας εξαιτίας της διάσπασης των πρωτονίων. Το πιο ψυχρό γνωστό πάλσαρ είναι το PSR J2144–3933. Έχει θερμοκρασία μικρότερη από 42.000 Κ και ηλικία περίπου 0,3 δισεκατομμύρια χρόνια. (Όλα τα πάλσαρ είναι άστρα νετρονίων, αλλά δεν είναι όλα τα άστρα νετρονίων πάλσαρ). Υποθέτοντας μια μάζα περίπου 1,4 ηλιακών μαζών και γνωρίζοντας ότι τα πρωτόνια είναι περίπου το 10% του βαρυονικού περιεχομένου του βαρυονικού περιεχομένου ενός αστέρα νετρονίων, αυτό το άστρο νετρονίων περιέχει περίπου 2×1056 πρωτόνια. https://validate.perfdrive.com/9730847aceed30627ebd520e46ee70b2/?ssa=d066d955-6604-4609-b9ad-8b383182b782&ssb=86841285177&ssc=https%3A%2F%2Fiopscience.iop.org%2Farticle%2F10.1088%2F1475-7516%2F2019%2F06%2F054&ssi=c4e1bac3-cnvj-4c84-9012-16873658ffa4&ssk=botmanager_support@radware.com&ssm=50457990573672710102864648105720&ssn=bbcd969b7a35552d517ec933e1f178ee4d53947f8584-8e36-4224-972913&sso=4ccdd66b-399dbc418d2ac874d4febcc270e4bddcf1f7de7687414605&ssp=32747317941743296116174329906855596&ssq=54955056478743070217264787383895066499311&ssr=OTQuNzAuNDMuMTM5&sst=Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/134.0.0.0 Safari/537.36&ssu=&ssv=&ssw=&ssx=eyJfX3V6bWYiOiI3ZjYwMDA4OTQ0Y2FmYy1lNzRlLTRlMTUtOGFhMy1iZDBjYjdhNjdkOWMxNzQzMjY0Nzg3MTY1MC05OTk1YTEyMzVhM2IxNDM3MTAiLCJ1em14IjoiN2Y5MDAwMThiNmRiM2ItY2NkYS00NDEzLTk5NDYtMWZlNzQ0ODRiZTg3MS0xNzQzMjY0Nzg3MTY1MC04MTVhNTNiYmEzMmEzZWY1MTAiLCJyZCI6ImlvcC5vcmcifQ== Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των Davoudiasl και Denton η διάρκεια ζωής του πρωτονίου πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 1,5×10στην18 χρόνια, πολύ κοντά στην εκτίμηση που προέκυψε από τον εσωτερικό πυρήνα της Γης. Koσμολογία Οι περιορισμοί στα προϊόντα διάσπασης της (συνήθους) σκοτεινής ύλης και οι περιορισμοί από την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου έδωσαν άλλο ένα χαμηλότερο όριο διάρκειας ζωής ∼2×10στην17 ετών. https://arxiv.org/abs/2408.13305 Στην εργασία τους οι Davoudiasl και Denton αναφέρονται και στην πυρηνοσύνθεση λίγα λεπτά μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Η αρχέγονη πυρηνοσύνθεση είναι επίσης ευαίσθητη στην γρήγορη διάσπαση πρωτονίων. Οι παρατηρήσεις άστρων στον Γαλαξία μας, που σχηματίστηκαν πολύ νωρίς (≲1 Gyr μετά την Μεγάλη Έκρηξη) και έχουν χαμηλή μεταλλικότητα (μέταλλα στην αστροφυσική θεωρούνται τα στοιχεία που είναι βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο), μπορούν να περιορίσουν τη διάρκεια ζωής του πρωτονίου στην τιμή τp∼1015 έτη . Αυτό οφείλεται στην συμπεραινόμενη αφθονία βορίου σε πολύ παλιά άστρα, η οποία μπορεί να ενισχυθεί από την διάσπαση του άνθρακα, καθώς ένα από τα πρωτόνιά του διασπάται. Παλαιοναιχνευτές Εξέτασαν επίσης διάφορα σενάρια «παλαιοανιχνευτών», όπως αυτά που περιγράφονται από τους Baum et al: https://arxiv.org/abs/2405.15845 πρωτόνια που διασπώνται σε ένα αντινετρίνο και ένα καόνιο (έναν βαρύτερο ξάδερφο του πιονίου): . Αυτό το πείραμα δεν θα μπορούσε να διεξαχθεί στη Γη λόγω του μεγάλου ατμοσφαιρικού υποβάθρου που προκαλείται από νετρίνα, αλλά θα μπορούσε κάποια μέρα να γίνει στο ορυκτό ολιβίνης που υπάρχει στη Σελήνη λίγα χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια (Αναζητώντας ίχνη διάσπασης του πρωτονίου σε παλαιοανιχνευτές της Σελήνης). https://physicsgg.me/2024/06/24/αναζητώντας-ίχνη-διάσπασης-του-πρωτο/ Αυτή η μέτρηση θα παρείχε έναν περιορισμό στον συνολικό αριθμό πρωτονίων που έχουν διασπαστεί τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια.Ένας ακόμη περιορισμός προέρχεται από την εξέταση της πολύ χαμηλής τιμής (2×10-18) του λόγου 14C/12C στο φυσικό αέριο. Η διάσπαση πρωτονίων θα μπορούσε να είναι μια επιπλέον πηγή 14C (το οποίο έχει ημιζωής 5700 χρόνια), από το 15Ν. Αυτοί οι υπολογισμοί δίνουν ένα κατώτερο όριο στη ζωή του πρωτονίου περίπου 1019 έτη.Σύμφωνα με τον Davoudiasl η διερεύνηση της διάσπασης των πρωτονίων μακριά από τη Γη ή σε πολύ προγενέστερους χρόνους «αποκτά νόημα, αν για παράδειγμα μια υποθετική δύναμη μεγάλης εμβέλειας μπορούσε να επηρεάσει την μάζα ενός νέου σωματιδίου στο οποίο ένα πρωτόνιο μπορεί να διασπαστεί, καθιστώντας την διάρκεια ζωής του πρωτονίου πολύ μικρότερη, όταν αυτές οι διασπάσεις επιτρέπονται ενεργειακά». Υπάρχει μια πληθώρα πηγών για αυτήν την υποθετική δύναμη, η οποία μπορεί να μεταβάλλεται κοντά στο ηλιακό σύστημα καθώς ο ήλιος περιφέρεται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία κάθε 230 εκατομμύρια χρόνια, κάτι που θα οδηγούσε σε μια διάρκεια ζωής πρωτονίου που θα ποικίλλει ανάλογα με το χώρο και το χρόνο. https://physicsgg.me/2011/10/27/ο-γύρος-του-γαλαξία-χωρίς-ωτοστόπ/ Οι περιορισμοί στη διάρκεια ζωής του πρωτονίου που προέκυψαν με διάφορες μεθόδους. πηγές: 1. Might the proton decay in other places or at other times? -https://phys.org/news/2025-03-proton-decay.html 2. How fast can protons decay? -https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.111.035026 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 15 Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 15 (επεξεργάστηκε) Περιστρέφεται το σύμπαν μας;. Ολόκληρο το σύμπαν φαίνεται να περιστρέφεται, σύμφωνα με τα νέα δεδομένα που παρουσιάζονται στην δημοσίευση με τίτλο «The distribution of galaxy rotation in JWST Advanced Deep Extragalactic Survey » .Διερευνήθηκαν 263 αρχέγονοι γαλαξίες ως προς την κατεύθυνση περιστροφής τους. Και βρέθηκε κάτι εντυπωσιακό: περίπου τα 3/5 των γαλαξιών περιστρέφονται αντίθετα με την κατεύθυνση περιστροφής του Γαλαξία μας και τα 2/5 των γαλαξιών περιστρέφονται όπως ο Γαλαξίας μας. Αν η περιστροφή των γαλαξιών είναι εξ ολοκλήρου αποτέλεσμα της τυχαίας κίνησης της αρχικής ύλης, τότε το αποτέλεσμα θα ήταν γύρω στο 50-50.Και παλαιότερες μελέτες αρχαίων γαλαξιών έδειχναν παρόμοια ασυμμετρία, αλλά ήταν πολύ μικρότερη και κανείς δεν την πήρε στα σοβαρά. Πλέον, αν κάποιος συγκεντρώσει όλα αυτά τα δεδομένα μαζί, φαίνεται ότι η εν λόγω ασυμμετρία ήταν σαφώς μεγαλύτερη στο πρώιμο σύμπαν.Επομένως κάτι περίεργο συμβαίνει που δεν καταλαβαίνουμε. Πώς θα μπορούσε να ερμηνευθεί αυτό το φαινόμενο;Η πιο απλή σκέψη μας οδηγεί στο παρελθόν, ότι η ύλη στο πρώιμο σύμπαν είχε από μόνη της μια περιστροφή σε πολύ μεγάλες κλίμακες. Δηλαδή, το αρχέγονο σύμπαν περιστρεφόταν. Κι αυτό έκανε τα μικρότερα συστήματα να περιστρέφονται με τον έναν ή τον άλλο τρόπο, παίρνοντας έτσι μέρος της συνολικής περιστροφής.Κάποιοι για να εξηγήσουν την προέλευση αυτής της αρχέγονης συμπαντικής περιστροφής μάλλον το παρατραβάνε. Υποστηρίζουν την υπόθεση ότι το σύμπαν μας υπάρχει μέσα σε μια μαύρη τρύπα που υπάρχει μέσα σε ένα άλλο μητρικό σύμπαν. Έτσι, η παρατηρούμενη περιστροφή στο σύμπαν μας … κληρονομήθηκε από τον άξονα περιστροφής της μαύρης τρύπας από το οποίο προέκυψε.Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι κάτι δεν κατανοούμε όσον αφορά το πλάσμα που σχηματίστηκε στο αρχέγονο σύμπαν. Μία θεωρία που θα οδηγούσε μεταξύ άλλων στην ασυμμετρία περιστροφής που παρατηρείται σήμερα, είναι η θεωρία του μορφοκλασματικού σύμπαντος. Η ιδέα ενός σύμπαντος-φράκταλ ξεκινά με την παραδοχή ότι οι κβαντικές διακυμάνσεις που προκάλεσαν τις κινήσεις του πλάσματος στο αρχέγονο σύμπαν είχαν μια αυτο-ομοιότητα, ένα μοτίβο που επαναλαμβάνεται από πολύ μεγάλες έως πολύ μικρές κλίμακες.Και μια απλούστερη εξήγηση θεωρεί ως αίτιο την περιστροφή του Γαλαξία μας. Λόγω του φαινομένου Doppler (βλέπε: Physics of galaxy rotation), οι αστρονόμοι αναμένουν ότι οι γαλαξίες που περιστρέφονται αντίθετα με την κίνηση του Γαλαξία μας θα φαίνονται φωτεινότεροι, γεγονός που θα μπορούσε να εξηγήσει την παρατηρούμενη πλειοψηφία των 3/5. Αν πράγματι ισχύει κάτι τέτοιο, θα χρειαστεί να βαθμονομήσουμε εκ νέου τις μετρήσεις των μακρινών αποστάσεων στο σύμπαν. Και η εκ νέου βαθμονόμηση θα μπορούσε ίσως να εξηγήσει κι άλλα αναπάντητα (μέχρι σήμερα) κοσμολογικά προβλήματα. Σπειροειδείς γαλαξίες όπως απεικονίζονται από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Oι γαλαξίες που περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση σε σχέση με τον Γαλαξία μας σημειώνονται με κόκκινο και όσοι περιστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση με μπλε. Ο αριθμός των γαλαξιών που περιστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση σε σχέση με τον Γαλαξία μας είναι μεγαλύτερος. Δείτε το σχετικό βίντεο της Sabine Hossenfelder «The Entire Universe Seems to Spin, New Data Reveal» : Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο: James Webb Space Telescope Reveals That Most Galaxies Rotate Clockwise- https://www.smithsonianmag.com/smart-news/james-webb-space-telescope-reveals-that-most-galaxies-rotate-clockwise-180986224/ Το επεξεργάστηκε Απρίλιος 15 ο Δροσος Γεωργιος Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Δευτέρα στις 09:52 AM Δημοσιεύτηκε Δευτέρα στις 09:52 AM Γιατί τα 21 εκατοστά είναι το πιο συνηθισμένο μήκος στο σύμπαν. Το παρατηρήσιμο σύμπαν περιέχει περίπου 1080 άτομα. Τα περισσότερα από αυτά είναι άτομα απλού υδρογόνου: το καθένα συνίσταται από ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο. Tο ηλεκτρόνιο και το πρωτόνιο έχουν σπιν, μπορούμε δηλαδή να τα φανταστούμε σαν δυο μαγνητικά δίπολα που μπορούν να έχουν παράλληλο ή αντιπαράλληλο προσανατολισμό. Όταν σχηματίζεται ένα άτομο υδρογόνου, οι πιθανότητες ώστε τα σπιν ηλεκτρονίου και πρωτονίου να είναι παράλληλα ή αντιπαράλληλα είναι 50-50. Αν είναι παράλληλα, τότε μετά από πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα το άτομο μεταβαίνει στην κατάσταση χαμηλότερης ενέργειας με τα σπιν αντιπαράλληλα: αυτή η κβαντική μετάβαση εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος ίσο με 21 cm και συχνότητα 1420 ΜHz, στην ραδιοφωνική περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.Η ανακάλυψη της γραμμικής εκπομπής και απορρόφησης του υδρογόνου στα 21 cm έγινε το 1951 από τους H.I. Ewen και Ε.Μ. Purcell στο Harvard, τους C. A. Muller και J.H Oort στην Ολλανδία και τον J.L. Pawsey στην Αυστραλία, αποτελώντας σταθμό στην ιστορία της ραδιοαστρονομίας. Η φασματική γραμμή 21 cm διεισδύει στην ατμόσφαιρα και μπορεί να παρατηρηθεί από τη Γη με μικρές παρεμβολές. Μπορεί επίσης εύκολα να διαπεράσει σύννεφα διαστρικής κοσμικής σκόνης που είναι αδιαφανή στο ορατό φως. Στη χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση ή θεμελιώδη κατάσταση του ατόμου του υδρογόνου (F=0), τα σπιν ηλεκτρονίου και πρωτονίου είναι αντιπαράλληλα. Αν τα σπιν των δύο σωματιδίων είναι παράλληλα (F=1), τότε το άτομο του υδρογόνου βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση που διαφέρει ενεργειακά από την θεμελιώδη κατά 6 .10-6 eV – ένα πολύ μικρό ποσό ενέργειας. Είναι γνωστό από την κβαντομηχανική ότι η πιθανότητα μιας διέγερσης από μια κατάσταση σε μια άλλη είναι ανάλογη του κύβου της ενεργειακής διαφοράς των δύο καταστάσεων, και ο χρόνος ζωής της διεγερμένης κατάστασης αντιστρόφως ανάλογος της ίδιας ποσότητας. Έτσι ο χρόνος ζωής της κατάστασης F=1 είναι περίπου 11 εκατομμύρια έτη. Το άτομο επιστρέφει στην θεμελιώδη κατάσταση με τα σπιν ηλεκτρονίου και πρωτονίου να γίνονται ξανά αντιπαράλληλα, εκπέμποντας φωτόνιο μήκους κύματος 21 εκατοστών (για την ακρίβεια 21,106114053 cm). Παρά τον τεράστιο χρόνο ζωής της διεγερμένης κατάστασης, η υπεραφθονία του υδρογόνου στον μεσοαστρικό χώρο και σε ολόκληρο το σύμπαν, εξασφαλίζει την ύπαρξη της γραμμής στα 21 εκατοστά προς οποιαδήποτε κατεύθυνση και να κοιτάξουμε. Γι αυτό μπορούμε να λέμε πως είναι το πιο συνηθισμένο μήκος στο σύμπαν. Γιατί το μήκος των 21 εκατοστών είναι ένα από τα σημαντικότερα μήκη στο σύμπαν; Κατ’ αρχάς παίζει σημαντικό ρόλο στην μελέτη του διαστρικού χώρου. Εκεί πραγματοποιούνται όλες οι φάσεις της διαδικασίας σχηματισμού των άστρων με πρώτο στάδιο τον σχηματισμό των διαστρικών νεφελωμάτων. Τα νεφελώματα αυτά (ονομάζονται περιοχές ΗI) εκπέμπουν την χαρακτηριστική ακτινοβολία των 21 cm της υπέρλεπτης υφής της θεμελιώδους στάθμης του ατομικού υδρογόνου – το πιο άφθονο στοιχείο στην διαστρική ύλη.Τα 21 εκατοστά είναι ένα εξαιρετικά ισχυρό εργαλείο για την ανίχνευση της δομής του Γαλαξία μας αλλά και άλλων απομακρυσμένων γαλαξιών. Οι σπειροειδείς γαλαξίες, όπως και ο δικός μας, περιέχουν σημαντική ποσότητα σκόνης και αερίων, που απορροφούν ισχυρά σε οπτικά μήκη κύματος. Έτσι, η οπτική ακτινοβολία των άστρων και των άλλων αντικειμένων που βρίσκονται στο γαλαξιακό επίπεδο σε απόσταση μεγαλύτερη από 1 έως 2 παρσέκ απορροφάται από την μεσοαστρική σκόνη και ποτέ δεν φτάνει μέχρι τη Γη. Πέραν αυτής της απόστασης οι παρατηρήσεις μας γίνονται σχεδόν αποκλειστικά σε υπέρυθρα μήκη κύματος και (κυρίως) ραδιοφωνικά. Ο τεράστιος πλούτος πληροφοριών που διαθέτουμε σήμερα για την κατανομή και τις κινήσεις (μέσω του φαινομένου Doppler) της διαστρικής ύλης στον γαλαξία μας, οφείλεται σ’ αυτή την ακτινοβολία.Τα 21 εκατοστά μπορούν να γίνουν και κοσμολογικό εργαλείο για την διερύνηση των πρώτων εποχών του σύμπαντος. Στα πρώτα 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη το σύμπαν ήταν ένα θερμό και πυκνό ιονισμένο πλάσμα. Στη συνέχεια, ψύχθηκε αρκετά έτσι ώστε τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια που γέμιζαν το σύμπαν να σχηματίσουν ουδέτερα άτομα. Το 92% αυτών των ατόμων ήταν υδρογόνο (ενώ σήμερα, μετά από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, ο αριθμός αυτός φτάνει στο 90% περίπου). Τα ουδέτερα άτομα υδρογόνου που σχηματίστηκαν είχαν πιθανότητα 50% να έχουν παράλληλα τα σπιν ηλεκτρονίου και πρωτονίου. Και μπορούσαν να υποστούν την μετάβαση προς την θεμελιώδη κατάσταση των αντιπαράλληλων σπιν, εκπέμποντας ακτινοβολία μήκους κύματος 21 εκατοστών. Αυτό ήταν το μόνο «φως» που εκπέμπονταν στο σύμπαν μετά τον σχηματισμό των πρώτων ουδέτερων ατόμων, πολύ πριν αρχίσει η δημιουργία των άστρων. Έτσι ξεκίνησε μια «σκοτεινή» περίοδος για το σύμπαν, όπου δεν υπήρχαν πηγές ορατού φωτός.Με τον σχηματισμό των πρώτων άστρων και γαλαξιών περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια αργότερα, αυτό το αέριο άρχισε να ιονίζεται πάλι από την υπεριώδη ακτινοβολία των άστρων. Ιονισμός σημαίνει απομάκρυνση των ηλεκτρονίων από τα άτομα, και όσον αφορά το υδρογόνο, τα ηλεκτρόνια διαχωρίζονται από τα πρωτόνια, κάνοντάς τα ελεύθερα σωματίδια. Η εποχή που συνέβη αυτός ο επαναϊονισμός είναι γνωστή ως «κοσμική αυγή». Διαμέσου της ακτινοβολίας των 21 εκατοστών θα μπορούσαμε να μελετήσουμε την σκοτεινή εποχή, τον κοσμικό μεσαίωνα του σύμπαντος, όταν σχηματίστηκαν για πρώτη φορά σταθερά ουδέτερα άτομα υδρογόνου, μέχρι την εποχή του επαναϊονισμού. Ένα μήνυμα στους εξωγήινους Ένας προηγμένος εξωγήινος πολιτισμός που διερευνά το σύμπαν σίγουρα θα έχει ανιχνεύσει το μήκος κύματος των 21 εκατοστών. Τα μη επανδρωμένα διαστημόπλοια της ΝΑSΑ Pioneer 10 και 11, που εκτοξεύθηκαν το 1972 και 1973 και τα Voyager 1 και 2 που εκτοξεύθηκαν το 1977, ήταν γνωστό ότι θα ξεπερνούσαν τα όρια του ηλιακού συστήματος. Για την εξαιρετικά απίθανη περίπτωση που θα πέσουν «στα χέρια» εξωγήινων, τα διαστημικά σκάφη περιέχουν σε μια πλάκα από χρυσό διάφορες πληροφορίες, μεταξύ των οποίων και την διαδικασία εκπομπής των 21 cm από το άτομο υδρογόνου. Χρησιμοποιήθηκε δηλαδή, η μόνη γλώσσα που μπορεί να είναι αληθινά παγκόσμια. Η γλώσσα της Φυσικής. H χρυσή πλάκα που μεταφέρουν τα διαστημικά σκάφη Pioneer 10 και 11. Στο πάνω μέρος φαίνεται η διαδικασία εκπομπής των 21 cm που καθορίζει μια κοινή μονάδα μέτρησης μήκους, ενώ η αντίστοιχη συχνότητα των 1420 MHz καθορίζει μια κοινή μονάδα χρόνου [Στην πλάκα περιγράφονται οι περίοδοι και οι σχετικές θέσεις ως προς τον Ήλιο από 14 πάλσαρ, μια σχηματική αναπαράσταση του ηλιακού μας σστήματος και ένας άνδρας με μια γυναίκα. Μάλιστα, υποδεικνύεται το ύψος της γυναίκας με την δυαδική αναπαράσταση του αριθμού 8 (1000), που σε μονάδες του μήκους κύματος της υπέρλεπτης μετάπτωσης του υδρογόνου σημαίνει 8×21 cm=1,68 m]. πηγές: 1. Ethan Siegel, Why 21 cm is our Universe’s “magic length” – https://bigthink.com/starts-with-a-bang/21cm-magic-length 2. Κβαντομηχανική ΙΙ, Στέφανος Τραχανάς, ΠΕΚ, 2008 3. Εισαγωγή στην Ραδιοαστρονομία, Γιάννη Χ. Σειρραδάκη, Πλανητάριο Θεσσαλονίκης, 2009 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Προτεινόμενες αναρτήσεις
Δημιουργήστε έναν λογαριασμό ή συνδεθείτε για να σχολιάσετε
Πρέπει να είσαι μέλος για να αφήσεις ένα σχόλιο
Δημιουργία λογαριασμού
Εγγραφείτε για έναν νέο λογαριασμό στην κοινότητά μας. Είναι εύκολο!.
Εγγραφή νέου λογαριασμούΣυνδεθείτε
Έχετε ήδη λογαριασμό? Συνδεθείτε εδώ.
Συνδεθείτε τώρα