Κοσμολογία

[Δροσος Γεωργιος]

Η NASA δημοσίευσε το νέο πανοραμικό χάρτη του Σύμπαντος (βίντεο)

Τα δεδομένα προέρχονται από διαστημικό τηλεσκόπιο και ρίχνουν φως σε διάφορα μυστηριώδη κοσμικά φαινόμενα.

Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα έναν εντυπωσιακό νέο χάρτη του Σύμπαντος ο οποίος όπως αναφέρει η αμερικανική διαστημική υπηρεσία θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να λύσουν ορισμένα από τα μακροχρόνια μυστήρια του Σύμπαντος.Ο χάρτης δημιουργήθηκε με το διαστημικό τηλεσκόπιο SPHEREx της NASA και αποτελεί τον πρώτο χάρτη ολόκληρου του ουρανού που προσομοιώνει την τρισδιάστατη εικόνα του οργάνου. Περιλαμβάνει καμένης κόκκινης απόχρωσης κοσμική σκόνη, ηλεκτρικά μπλε αέριο υδρογόνο, καθώς και λευκά, μπλε και πράσινα άστρα.Η πανοραμική αυτή εικόνα αποτυπώνει αυτά και δεκάδες ακόμη χρώματα χάρη στην ικανότητα του τηλεσκοπίου να ανιχνεύει υπέρυθρα μήκη κύματος του φωτός, τα οποία είναι αόρατα στο ανθρώπινο μάτι. Τα χρώματα επιτρέπουν στους αστρονόμους να μετρήσουν την απόσταση ανάμεσα στο τηλεσκόπιο και εκατοντάδες εκατομμύρια γαλαξίες ενώ η τρισδιάστατη απεικόνιση δείχνει πώς κατανέμονται αυτοί οι γαλαξίες στο Σύμπαν. Οι πιο κόκκινοι γαλαξίες βρίσκονται πιο μακριά, ενώ οι πιο κοντινοί εμφανίζονται πιο μπλε, καθώς το φως τεντώνεται ή συστέλλεται, σε ένα φαινόμενο γνωστό ως «ερυθρή μετατόπιση».Οι επιστήμονες θα χρησιμοποιήσουν αυτά τα δεδομένα, που συλλέγονται από την εκτόξευση του τηλεσκοπίου σε χαμηλή γήινη τροχιά τον Μάρτιο, για να μελετήσουν πώς έχουν αλλάξει οι γαλαξίες κατά τη διάρκεια της σχεδόν 14 δισεκατομμυρίων ετών ιστορίας του Σύμπαντος και ενδεχομένως να μάθουν περισσότερα για το πώς δημιουργήθηκαν βασικά συστατικά της ζωής στο γαλαξία μας.«Αν και δεν είναι ορατά στο ανθρώπινο μάτι, αυτά τα 102 υπέρυθρα μήκη κύματος φωτός είναι διαδεδομένα στο Σύμπαν και η παρατήρηση ολόκληρου του ουρανού με αυτόν τον τρόπο επιτρέπει στους επιστήμονες να απαντήσουν σε μεγάλα ερωτήματα», εξήγησε η NASA σε ανακοίνωσή της. «Μεταξύ αυτών είναι και το πώς ένα δραματικό γεγονός που συνέβη στο πρώτο δισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη επηρέασε την τρισδιάστατη κατανομή εκατοντάδων εκατομμυρίων γαλαξιών στο Σύμπαν μας».

 

Το τηλεσκόπιο

Αν και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μπορεί επίσης να παρατηρεί στο υπέρυθρο φως, το πεδίο κάλυψής του είναι χιλιάδες φορές μικρότερο. Μέχρι σήμερα καμία αποστολή δεν έχει χαρτογραφήσει ολόκληρο τον ουρανό σε τόσα πολλά χρώματα όσα το SPHEREx. Το τηλεσκόπιο SPHEREx, γνωστό και ως «Spectro Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer» βρίσκεται σε τροχιά περίπου 640 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη. Περιφέρεται γύρω από τον πλανήτη περίπου 14,5 φορές την ημέρα, λαμβάνοντας περίπου 3.600 εικόνες κατά μήκος μιας κυκλικής λωρίδας του ουρανού και μετατοπίζοντας συνεχώς το πεδίο του για να καταγράψει ολόκληρο τον ουρανό σε 360 μοίρες.Κατά τη διάρκεια της διετούς αποστολής του, θα ολοκληρώσει ακόμη τρεις πλήρεις σαρώσεις του ουρανού, συλλέγοντας δεδομένα για περισσότερους από 450 εκατομμύρια γαλαξίες και πάνω από 100 εκατομμύρια άστρα στο γαλαξια μας.«Το SPHEREx είναι μια μεσαίου μεγέθους αποστολή αστροφυσικής που προσφέρει επιστήμη μεγάλης κλίμακας» δήλωσε ο διευθυντής του Εργαστηρίου Αεριώθησης (Jet Propulsion Laboratory) της NASA, Ντέιβ Γκάλαχερ. «Είναι ένα εντυπωσιακό παράδειγμα του πώς μετατρέπουμε τολμηρές ιδέες σε πραγματικότητα και, κάνοντάς το αυτό, απελευθερώνουμε τεράστιες δυνατότητες ανακαλύψεων».

Η νέα πανοραμική εικόνα του Σύμπαντος.

 

https://www.naftemporiki.gr/techscience/2048838/i-nasa-dimosieyse-to-neo-panoramiko-charti-toy-sympantos-vinteo/

 

 

Το επεξεργάστηκε Δεκέμβριος 26, 2025 ο Δροσος Γεωργιος

[Δροσος Γεωργιος]

Η ζωή λίγα δευτερόλεπτα μετά την Μεγάλη Έκρηξη.

Η ζωή εμφανίστηκε στη Γη εδώ και περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό ισοδυναμεί σχεδόν με το ένα τρίτο της ηλικίας του σύμπαντος (13,77 δισεκατομμύρια χρόνια). Είναι προφανές ότι εφόσον η ζωή εμφανίστηκε στη Γη, θα μπορούσε να είχε εμφανιστεί οπουδήποτε. Κι αν θεωρήσουμε ευρύτερους ορισμούς της ζωής, θα ήταν δυνατή η εμφάνιση κάποιου είδους ζωής ακόμα και λίγα δευτερόλεπτα μετά την Μεγάλη Έκρηξη.Για να εξερευνήσουμε την εμφάνιση και την προέλευση της ζωής, πρέπει πρώτα να την ορίσουμε. Υπάρχουν πάνω από 200 δημοσιευμένοι ορισμοί, γεγονός που δείχνει πόσο δύσκολο είναι να αντιμετωπιστεί αυτή η έννοια. Για παράδειγμα, είναι ζωντανοί οι ιοί; Αναπαράγονται, αλλά χρειάζονται έναν ξενιστή για να το κάνουν. Τι ισχύει για τα πράιον (prions), τις παθογόνες πρωτεϊνικές δομές; Οι συζητήσεις συνεχίζουν να στροβιλίζονται για τη γραμμή μεταξύ ζωής και μη ζωής. Αλλά για τους σκοπούς μας, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν εξαιρετικά ευρύ, αλλά πολύ χρήσιμο ορισμό: Η ζωή είναι όλα όσα υπόκεινται στη δαρβινική εξέλιξη.Σύμφωνα με τον παραπάνω ορισμό, η ζωή στη Γη προέκυψε πριν από τουλάχιστον 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Μέχρι τότε, οι μικροσκοπικοί οργανισμοί ήταν ήδη αρκετά εξελιγμένοι ώστε να αφήνουν πίσω τους ίχνη των δραστηριοτήτων τους που παραμένουν μέχρι σήμερα. Αυτοί οι οργανισμοί έμοιαζαν πολύ με τους σύγχρονους: Χρησιμοποιούσαν το DNA για την αποθήκευση πληροφοριών, το RNA για να μεταγράψει αυτές τις πληροφορίες σε πρωτεΐνες και τις πρωτεΐνες να αλληλεπιδράσουν με το περιβάλλον και να δημιουργηθούν αντίγραφα του DNA. Αυτός ο συνδυασμός τριών κατευθύνσεων επιτρέπει σε αυτές τις ομάδες χημικών ουσιών να βιώσουν τη δαρβινική εξέλιξη.Αλλά αυτά τα μικρόβια δεν έπεσαν απλώς από τον ουρανό. αλλά εξελίχθηκαν από κάτι. Κι αν η ζωή είναι κάτι που εξελίσσεται, τότε θάπρεπε να προϋπήρχε μια απλούστερη εκδοχή ζωής που εμφανίστηκε νωρίτερα στο παρελθόν της Γης. Ορισμένες θεωρίες υποθέτουν ότι τα πρώτα αυτοαναπαραγόμενα μόρια, και ως εκ τούτου η απλούστερη δυνατή μορφή ζωής στη Γη, θα μπορούσε να είχε προκύψει όταν ψύχθηκαν οι ωκεανοί, πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.Και η Γη μπορεί να μην ήταν μόνη – ο Άρης και η Αφροδίτη είχαν παρόμοιες συνθήκες εκείνη την εποχή, οπότε αν η ζωή εμφανιζόταν εδώ, μπορεί να είχε εμφανιστεί και εκεί.

H πρώτη ζωή ανάμεσα στα άστρα

Αλλά ο ήλιος δεν ήταν το πρώτο άστρο όπου ξεκίνησε η σύντηξη του υδρογόνου. Και ο ίδιος είναι το προϊόν μιας μακράς σειράς άστρων προηγούμενων γενεών. Η ζωή όπως την ξέρουμε απαιτεί μερικά βασικά στοιχεία: υδρογόνο, οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο και φώσφορο. Με εξαίρεση το υδρογόνο, το οποίο εμφανίστηκε τα πρώτα λεπτά μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όλα αυτά τα στοιχεία δημιουργούνται στο εσωτερικό των άστρων κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Έτσι, μετά από μία ή δύο γενιές άστρων που ζουν και πεθαίνουν, παράγοντας τα στοιχεία που εξαπλώνονται στον ευρύτερο γαλαξία, θα μπορούσε να εμφανιστεί ζωή στο σύμπαν, σαν αυτή που αναπτύχθηκε στη Γη.Αυτός ο προβληματισμός μας οδηγεί στην υπόθεση ότι η πιθανή πρώτη εμφάνιση της ζωής θα μπορούσε να έχει συμβεί πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτή η εποχή στην ιστορία του σύμπαντος είναι γνωστή ως κοσμική αυγή, όταν σχηματίστηκαν τα πρώτα άστρα. Οι αστρονόμοι δεν είναι ακριβώς σίγουροι πότε έλαβε χώρα αυτή η μετασχηματιστική εποχή, αλλά ήταν κάπου μεταξύ μερικών εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Με την εμφάνιση αυτών των άστρων, ήταν δυνατή και η δημιουργία των απαραίτητων στοιχείων για την ζωή.Έτσι, η ζωή όπως την ξέρουμε – χτισμένη σε αλυσίδες άνθρακα, χρησιμοποιώντας οξυγόνο για τη μεταφορά ενέργειας και βυθισμένη σε ένα λουτρό υγρού νερού – μπορεί να είναι πολύ, πολύ παλαιότερη από τη Γη. Ακόμη και άλλες υποθετικές μορφές ζωής που βασίζονται σε εξωτικές βιοχημείες απαιτούν ένα παρόμοιο μείγμα στοιχείων. Για παράδειγμα, κάποια εξωγήινη ζωή θα μπορούσε να χρησιμοποιεί πυρίτιο αντί για άνθρακα ως βασικό δομικό στοιχείο ή να χρησιμοποιεί μεθάνιο αντί για νερό ως διαλύτη. Aυτά τα στοιχεία πρέπει να προέρχονται από το κάπου, και αυτό κάπου βρίσκεται στους πυρήνες των άστρων. Χωρίς άστρα, δεν μπορείτε να έχετε ζωή με βάση τα χημικά στοιχεία της ζωής.

Η πρώτη ζωή στο σύμπαν (ιδέες για μυθιστορήματα επιστημονικής φαντασίας.

Αλλά ίσως είναι δυνατόν να έχουμε ζωή και χωρίς χημεία. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς θα μπορούσαν να είναι τέτοιου είδους ζωντανά πλάσματα. Αλλά αν πάρουμε τον ευρύ μας ορισμό – ότι η ζωή είναι οτιδήποτε υπόκειται σε εξέλιξη – τότε δεν χρειάζονται χημικά στοιχεία για να δημιουργηθεί ζωή. Σίγουρα, η χημεία είναι ένας βολικός τρόπος αποθήκευσης πληροφοριών, ανταλλαγής ενέργειας και αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, αλλά υπάρχουν και άλλες θεωρητικές εναλλακτικές προτάσεις.Για παράδειγμα, το 95% του ενεργειακού περιεχομένου του σύμπαντος είναι άγνωστο στους φυσικούς – κυριολεκτικά βρίσκεται πέρα από τα γνωστά στοιχεία του περιοδικού πίνακα. Οι επιστήμονες δεν έχουν ιδέα από τι αποτελούνται αυτά τα μυστηριώδη συστατικά του σύμπαντος, γνωστά ως σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια.Ίσως υπάρχουν πρόσθετες δυνάμεις της φύσης που λειτουργούν μόνο με τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια. Ίσως υπάρχουν πολλά «είδη» σκοτεινής ύλης – ένας ολόκληρος «περιοδικός πίνακας με στοιχεία της σκοτεινής ύλης». Ποιός ξέρει τι αλληλεπιδράσεις και ποιά σκοτεινή χημεία εκτυλίσσεται στις τεράστιες εκτάσεις ανάμεσα στα άστρα; Η υποθετική «σκοτεινή ζωή» μπορεί να εμφανίστηκε στο εξαιρετικά πρώιμο σύμπαν, πολύ πριν από την εμφάνιση των πρώτων άστρων, τροφοδοτούμενη και μεσολαβούμενη από δυνάμεις που δεν καταλαβαίνουμε ακόμη.Οι δυνατότητες εμφάνισης αρχέγονης ζωής μπορεί να γίνουν ακόμα πιο περίεργες. Μερικοί φυσικοί έχουν υποθέσει ότι στις πρώτες στιγμές της Μεγάλης Έκρηξης, οι δυνάμεις της φύσης ήταν τόσο ακραίες και τόσο εξωτικές που θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την ανάπτυξη πολύπλοκων δομών. Για παράδειγμα, αυτές οι δομές θα μπορούσαν να ήταν κοσμικές χορδές, οι οποίες είναι πτυχώσεις στο χωροχρόνο, αγκυρωμένες από μαγνητικά μονόπολα. Με επαρκή πολυπλοκότητα, αυτές οι δομές θα μπορούσαν να έχουν αποθηκευμένες πληροφορίες. Θα υπήρχε άφθονη διαθέσιμη ενέργεια και αυτές οι δομές θα μπορούσαν να αυτοαναπαραχθούν, επιτρέποντας τη Δαρβινική εξέλιξη.Οποιαδήποτε πλάσματα υπήρχαν σε αυτές τις συνθήκες θα είχαν ζήσει και πεθάνει εν ριπή οφθαλμού, ολόκληρη η ιστορία τους θα διαρκούσε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο – αλλά για αυτά θα ήταν μια ολόκληρη ζωή.

πηγή: https://www.space.com/life-possible-seconds-after-big-bang

Η θεμελιώδης μονάδα της ζωής, το κύτταρο.

Το «Μαύρο Σύννεφο» είναι ένα μυθιστόρημα επιστημονικής φαντασίας που κυκλοφόρησε το 1957. Το έγραψε ο Fred Hoyle, ένας από τους σημαντικότερους αστροφυσικούς του 20ου αιώνα. Περιγράφει την προσέγγιση ενός τεράστιου αστρικού νέφους στο πλανητικό μας σύστημα που αρχικά, καλύπτει το φως του ήλιου προκαλώντας σκοτάδι, που έχει ως αποτέλεσμα τεράστιες καταστροφές στη γη. Το σύννεφο εμφανίζει κάποιες περίεργες ιδιότητες – για παράδειγμα όταν προσέγγιζε το πλανητικό μας σύστημα μείωσε την ταχύτητα του ή επέτρεπε συγκεκριμένα ραδιοφωνικά μήκη κύματος να το διαπεράσουν – και τελικά αποδεικνύεται ότι διαθέτει ανώτερη νοημοσύνη!! Οι επιστήμονες καταφέρνουν να έρθουν σε επικοινωνία μ’ αυτή την εξωτική μορφή ζωής και να «συζητήσουν» διάφορα θέματα… [Η οντολογία ενός εξωγήινου – Το «Μαύρο Σύννεφο» του Fred Hoyle].

https://physicsgg.me/2011/07/29/η-οντολογία-ενός-εξωγήινου-το-μαύρο-σ/

[Δροσος Γεωργιος]

Το σύμπαν σε τέσσερα γράμματα.

Το σύμπαν μέσα από τέσσερις σημαντικές φυσικές σταθερές (ταχύτητα φωτός c, σταθερά Planck ℏ, σταθερά παγκόσμιας έλξης G και κοσμολογική σταθερά Λ), των οποίων η παρουσία ή η απουσία διαμορφώνει ιδεατά την υφή της πραγματικότητας(*). 
Αυτοί οι σιωπηλοί αρχιτέκτονες γράφουν την ιστορία των πάντων, από την κβαντική βαρύτητα της κλίμακας Planck μέχρι το διαστελλόμενο σύμπαν de Sitter, από την μάζα του παρατηρήσιμου σύμπαντος μέχρι την μάζα του πρωτονίου. Ως αόρατοι ρυθμιστές καθορίζουν μήκη, χρόνους, μάζες και τον τρόπο που η φύση λειτουργεί σε διάφορες κλίμακες. Αναδεικνύουν μια όμορφη και κρυφή ενότητα στην δομή του κόσμου μας.

Το σύμπαν χωρίς το Λ

Αν θεωρήσουμε Λ=0 και συνδυάσουμε τις τρεις σταθερές που απομένουν c, ℏ και G, προκύπτει η διασημότερη κλίμακα: το μήκος Planck  , ο χρόνος Planck  και η μάζα Planck: .
Aυτές οι μονάδες έχουν ένα εξαιρετικό νόημα: ισούνται με το μέγεθος, τον χρόνο ημιζωής και την μάζα της μικρότερης δυνατής μαύρης τρύπας. Στο μήκος Planck  οι ιδέες του «εδώ» και «εκεί» διαλύονται – η κβαντομηχανική, η σχετικότητα και η βαρύτητα γίνονται αχώριστες. Το μήκος κύματος Compton ενός σωματιδίου με την μάζα Planck mP, λC=ℏ/(mP c), ισούται με την ακτίνα Schwarzschild, RS=2Gm/c2. Αυτό είναι το πεδίο του πολύ αρχέγονου σύμπαντος και της θερμοδυναμικής των μαύρων τρυπών, όπου ο Hawking έδειξε ότι οι μαύρες τρύπες μπορούσαν να ακτινοβολούν.

Το σύμπαν χωρίς το G

Αν μηδενίσουμε την σταθερά G του Νεύτωνα, από τις σταθερές ℏ, c και Λ προκύπτει ένας παράξενος κόσμος. Ένας κόσμος χωρίς βαρύτητα όπου οι μάζες δεν έλκονται μεταξύ τους. Όμως το Λ παραμένει δίνοντας στον κενό χώρο μια σταθερή καμπυλότητα. Οι φυσικές κλίμακες (μήκος και χρόνος) αυτού του σύμπαντος καθορίζονται από το Λ:  και  Αυτές οι τιμές αντιστοιχούν προσεγγιστικά στην ακτίνα Hubble και την ηλικία του πραγματικού παρατηρήσιμου σύμπαντός μας. Αλλά η πιο εντυπωσιακή μονάδα είναι η μάζα: . Σχεδόν μηδενική, αντιστοιχεί σε μήκος κύματος Compton που ισούται με την ακτίνα του ορίζοντα de Sitter  και στην μάζα του ελαφρύτερου κβαντικού σωματιδίου που μπορεί να χωρέσει μέσα σε αυτό το σύμπαν.

Το σύμπαν χωρίς το ℏ

Αν θεωρήσουμε ένα σύμπαν όπου η κβαντική σταθερά ℏ ισούται με μηδέν, διατηρώντας τα Λ, c και G, τότε προκύπτει ένας κόσμος που αγνοεί τα κβαντικά φαινόμενα. Ο κόσμος της καθαρά κλασικής κοσμολογίας. Οι μονάδες μήκους και χρόνου εξακολουθούν να εκφράζονται από το Λ:  και , αλλά η μάζα αλλάζει γιατί το G επέστρεψε: . Μπορείτε να μαντέψετε την τιμή της; Ισούται περίπου με 1053 kg. Αυτή η τιμή είναι η εκτιμώμενη συνολική μάζα του παρατηρήσιμου σύμπαν! Δεν είναι σύμπτωση. Τα Λ και G δίνουν μια κρίσιμη πυκνότητα . Η μάζα μέσα σε μια σφαίρα ακτίνας Λ−1/2 είναι τάξης του mo. Έτσι, σε αυτό το κλασικό όριο, το Λ ορίζει την κλίμακα για όλα τα πράγματα στο σύμπαν.
Υπάρχει και κάτι ακόμα. Η κλίμακα επιτάχυνσης αο στην Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική του Milgrom (MOND), που προτάθηκε για να εξηγήσει την περιστροφή των γαλαξιών χωρίς αναφορά στην σκοτεινή ύλη, προσεγγίζεται πολύ καλά από την σχέση αο=c2√Λ. Ίσως το όριο της Νευτώνειας δυναμικής να είναι μια αντανάκλαση της συνολικής γεωμετρίας του σύμπαντος, η οποία κυριαρχείται από την κοσμολογική σταθερά Λ.

O αδρονικός ψίθυρος 

Σε ένα μη σχετικιστικό σύμπαν η ταχύτητα του φωτός c θεωρείται άπειρη. Εδώ, το μήκος και ο χρόνος εξακολουθούν να καθορίζονται από το Λ, αλλά η κλίμακα της μάζας γίνεται: . Από την σχέση αυτή προκύπτει μια μάζα περίπου 10-27 kg, που αντιστοιχεί στην μάζα των πρωτονίων. Ο Weinberg το ανέφερε αυτό ως μια περίεργη διαστατική σύμπτωση. Αλλά εδώ, αναδύεται ως η κλίμακα μάζας για έναν μη σχετικιστικό κβαντικό κόσμο, σε έναν Λ-κόσμο. Πρόκειται για έναν υπαινιγμό ότι το Λ, η σταθερά του μακρόκοσμου, μπορεί να συνδέεται με την μάζα των δομικών στοιχείων της ύλης.

Ένας φορτισμένος επίλογος

Το 1881 G. J. Stoney, προσπαθώντας να ενοποιήσει την βαρύτητα με τον ηλεκτρομαγνητισμό, χρησιμοποίησε τις σταθερές G, c και e (=10−19 C, το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο), ορίζοντας τις μονάδες Stoney: ,  και . Οι μονάδες Stoney περιγράφουν έναν κόσμο στον οποίο υπάρχει βαρύτητα και ηλεκτρομαγνητισμός, αλλά αγνοούν πλήρως την κβαντική φύση της ύλης. Μας δείχνουν πού συναντώνται ο ηλεκτρομαγνητισμός και η βαρύτητα. O Planck αργότερα συμπεριέλαβε στις μονάδες Stoney την σταθερά ℏ, συνδέοντάς τες με τις μονάδες Planck διαμέσου της σταθεράς λεπτής υφής α=e2/(4πε0ℏc)≈1/137: (μονάδες Stoney)≈(μονάδες Planck)/137.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες: Pedro Bargueño, The Universe in four letters: a bedtime history –https://arxiv.org/abs/2512.21355

(*)
Η ταχύτητα του φωτός c≈300.000 km/sec είναι η μέγιστη ταχύτητα οποιουδήποτε αντικειμένου στο σύμπαν έχει πρωταγωνιστικό ρόλο στην θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Η σταθερά του Πλανκ =h/2π, με h≈6,6·10-34 J·s. εμφανίζεται στην κβαντική θεωρία που περιγράφει τον μικρόκοσμο, π.χ. στην αρχή της αβεβαιότητας.
Η σταθερά της βαρύτητας G≈6,7·10-11 N·m2/kg2, εμφανίζεται στο νόμο της παγκόσμιας έλξης του Νεύτωνα, σύμφωνα με τον οποίο δύο μάζες έλκονται αμοιβαίως με δύναμη ανάλογη τόσο του γινομένου μαζών τους όσο και της βαρυτικής σταθεράς G και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασής τους.
Η κοσμολογική σταθερά Λ εισήχθη από τον Αϊνστάιν ως μια τροποποίηση στην γενική σχετικότητα ώστε να επιτύχει ένα στατικό σύμπαν, κατέληξε σήμερα να εκφράζει την σκοτεινή ενέργεια, στην οποία αποδίδεται η επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος.

[Δροσος Γεωργιος]

Η «διαφορά S8» στην κοσμολογία,

Η θεωρία που περιγράφει με καλή προσέγγιση το σύμπαν μας, είναι γνωστή ως τo «Καθιερωμένο Πρότυπο της Κοσμολογίας», και συντομογραφικά αναφέρεται 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 αυτή η θεωρία 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 καθοδηγήσουν προς μια ακόμη καλύτερη θεωρία. H «διαφορά S8» εκφράζει ένα τέτοιο ερωτηματικό στο κοσμολογικό μοντέλο ΛCDM. Το S8 ποσοτικοποιεί το πλάτος των διακυμάνσεων(*) της ύλης στο σύμπαν. Προσδιορίζεται από μετρήσεις της αρχέγονης μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου και μετρήσεις του φαινομένου ασθενούς βαρυτικού φακού. Το πρόβλημα είναι ότι η τιμή του S8 που δίνουν οι δυο μέθοδοι αποκλίνουν μεταξύ τους. Κι αυτό ονομάζεται S8 tension, που σημαίνει ότι μάλλον λείπει κάτι σημαντικό από το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο (ΛCDM).Μια πρόσφατη δημοσίευση με τίτλο «A solution to the S8 tension through neutrino–dark matter interactions» επιχειρεί να δώσει μια λύση στη διαφορά S8. Οι ερευνητές Zu et al προτείνουν ότι αυτή η διαφορά μπορεί να μειωθεί ή να εξαλειφθεί, αν θεωρήσουμε πιθανές αλληλεπίδραση μεταξύ νετρίνων και σκοτεινής ύλης.Τα νετρίνα και η σκοτεινή ύλη είναι δύο από τα λιγότερο κατανοητά συστατικά του σύμπαντος, ωστόσο και τα δύο παίζουν κρίσιμο ρόλο στην κοσμική εξέλιξη. Ενδείξεις σχετικά με τις θεμελιώδεις ιδιότητές τους μπορεί να προκύψουν από αποκλίσεις στις κοσμολογικές μετρήσεις σε διαφορετικές εποχές της κοσμικής ιστορίας. Πιθανές αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους θα μπορούσαν να αφήσουν ξεχωριστά αποτυπώματα στις κοσμολογικές παρατηρήσεις, ανοίγοντας ένα σπάνιο παράθυρο στη φυσική του σκοτεινού τομέα πέρα από το καθιερωμένο πρότυπο (ΛCDM).Στην δημοσίευση των ερευνητών Zu et al παρουσιάζονται στοιχεία σύμφωνα με τα οποία οι αλληλεπιδράσεις σκοτεινής ύλης και νετρίνων μπορούν να εξηγήσουν την παρατηρούμενη διαφορά S8. Δείχνουν ότι αρκεί γι αυτό να θεωρηθεί μια ισχύς αλληλεπίδρασης νετρίνων-σκοτεινής ύλης u≈10−4. Όμως τα ευρήματά τους έχουν στατιστική ακρίβεια 3σ, κάτω από το όριο των 5σ που απαιτείται για να γίνει αποδεκτή η ανακάλυψη. Η τελική ετυμηγορία θα προκύψει από ακριβέστερους θεωρητικούς υπολογισμούς σε συνδυασμό με την συλλογή περισσότερων παρατηρησιακών δεδομένων, για παράδειγμα από το Αστεροσκοπείο Vera C. Rubin ή άλλων Παρατηρητηρίων.

διαβάστε περισσότερα: Scientists may be approaching a ‘fundamental breakthrough in cosmology and particle physics’ — if dark matter and ‘ghost particles’ can interact

(*) Ισχύει: , όπου το Ωm καθορίζει τη μέση πυκνότητα της ύλης στο σημερινό σύμπαν, το σ8 καθορίζει το πλάτος των διακυμάνσεων της ύλης σε σφαίρα ακτίνας 8h-1 Mpc, όπου h=Η0/(100km/s/Mpc) και Η0 η τιμή της σταθεράς του Hubble σήμερα.

[Δροσος Γεωργιος]

Η NASA Webb ωθεί τα όρια του παρατηρήσιμου σύμπαντος πιο κοντά στη Μεγάλη Έκρηξη.

Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb της NASA ξεπέρασε τον εαυτό του για άλλη μια φορά, τηρώντας την υπόσχεσή του να ωθήσει τα όρια του παρατηρήσιμου σύμπαντος πιο κοντά στην κοσμική αυγή, με την επιβεβαίωση ενός φωτεινού γαλαξία που υπήρχε 280 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Μέχρι τώρα, ο Webb έχει διαπιστώσει ότι τελικά θα ξεπεράσει σχεδόν κάθε σημείο αναφοράς που θέτει σε αυτά τα πρώτα χρόνια, αλλά ο πρόσφατα επιβεβαιωμένος γαλαξίας, MoM-z14, κρύβει ενδιαφέρουσες ενδείξεις για το ιστορικό χρονοδιάγραμμα του σύμπαντος και πόσο διαφορετικό μέρος ήταν το πρώιμο σύμπαν από ό,τι περίμεναν οι αστρονόμοι.«Με τον Webb, είμαστε σε θέση να δούμε πιο μακριά από ό,τι οι άνθρωποι έχουν δει ποτέ πριν, και δεν μοιάζει καθόλου με αυτό που προβλέψαμε, κάτι που είναι ταυτόχρονα δύσκολο και συναρπαστικό», δήλωσε ο Rohan Naidu του Ινστιτούτου Αστροφυσικής και Διαστημικής Έρευνας Kavli του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT), επικεφαλής συγγραφέας μιας εργασίας για τον γαλαξία MoM-z14 που δημοσιεύτηκε στο Open Journal of Astrophysics. Λόγω της διαστολής του σύμπαντος που προκαλείται από τη σκοτεινή ενέργεια, η συζήτηση για τις φυσικές αποστάσεις και το «χρόνια πριν» γίνεται περίπλοκη όταν κοιτάμε τόσο μακριά. Χρησιμοποιώντας το όργανο NIRSpec (Φασματογράφος Εγγύς Υπερύθρου) του Webb, οι αστρονόμοι επιβεβαίωσαν ότι το MoM-z14 έχει κοσμολογική μετατόπιση προς το ερυθρό 14,44, που σημαίνει ότι το φως του ταξιδεύει μέσα στον (διαστελλόμενο) χώρο, τεντώνεται και «μετατοπίζεται» σε μεγαλύτερα, πιο κόκκινα μήκη κύματος, για περίπου 13,5 από τα εκτιμώμενα 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια ύπαρξης του σύμπαντος.«Μπορούμε να εκτιμήσουμε την απόσταση των γαλαξιών από τις εικόνες, αλλά είναι πραγματικά σημαντικό να παρακολουθήσουμε και να επιβεβαιώσουμε με πιο λεπτομερή φασματοσκοπία, ώστε να γνωρίζουμε ακριβώς τι βλέπουμε και πότε», δήλωσε ο Pascal Oesch του Πανεπιστημίου της Γενεύης, συν-κύριος ερευνητής της έρευνας.

Ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά

Ο MoM-z14 ανήκει σε μια αυξανόμενη ομάδα εκπληκτικά φωτεινών γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν - 100 φορές περισσότερο από ό,τι προέβλεπαν οι θεωρητικές μελέτες πριν από την εκτόξευση του Webb, σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα.«Υπάρχει ένα αυξανόμενο χάσμα μεταξύ θεωρίας και παρατήρησης που σχετίζεται με το πρώιμο σύμπαν, το οποίο θέτει συναρπαστικά ερωτήματα προς διερεύνηση στο μέλλον», δήλωσε ο Jacob Shen, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο MIT και μέλος της ερευνητικής ομάδας.Ένα μέρος όπου οι ερευνητές και οι θεωρητικοί μπορούν να αναζητήσουν απαντήσεις είναι ο παλαιότερος πληθυσμός αστεριών στον Γαλαξία μας. Ένα μικρό ποσοστό αυτών των αστεριών έχει δείξει υψηλές ποσότητες αζώτου, το οποίο εμφανίζεται επίσης σε ορισμένες από τις παρατηρήσεις του Webb σε πρώιμους γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου του MoM-z14.«Μπορούμε να πάρουμε ένα παράδειγμα από την αρχαιολογία και να εξετάσουμε αυτά τα αρχαία αστέρια στον δικό μας γαλαξία σαν απολιθώματα από το πρώιμο σύμπαν, εκτός από την αστρονομία που είμαστε αρκετά τυχεροί που έχουμε τον Webb να βλέπει τόσο μακριά που έχουμε επίσης άμεσες πληροφορίες για τους γαλαξίες κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Αποδεικνύεται ότι βλέπουμε μερικά από τα ίδια χαρακτηριστικά, όπως αυτόν τον ασυνήθιστο εμπλουτισμό με άζωτο», δήλωσε ο Naidu.Με τον γαλαξία MoM-z14 να υπάρχει μόνο 280 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για γενιές αστεριών να παράγουν τόσο υψηλές ποσότητες αζώτου με τον τρόπο που θα περίμεναν οι αστρονόμοι. Μια θεωρία που σημειώνουν οι ερευνητές είναι ότι το πυκνό περιβάλλον του πρώιμου σύμπαντος είχε ως αποτέλεσμα υπερμεγέθη αστέρια ικανά να παράγουν περισσότερο άζωτο από οποιοδήποτε αστέρι που παρατηρήθηκε στο τοπικό σύμπαν.Ο γαλαξίας MoM-z14 δείχνει επίσης σημάδια εκκαθάρισης της πυκνής, αρχέγονης ομίχλης υδρογόνου του πρώιμου σύμπαντος στον χώρο γύρω του. Ένας από τους λόγους για τους οποίους κατασκευάστηκε αρχικά ο γαλαξίας Webb ήταν για να οριστεί το χρονοδιάγραμμα για αυτήν την περίοδο «εκκαθάρισης» της κοσμικής ιστορίας, την οποία οι αστρονόμοι ονομάζουν επαναϊονισμό . Αυτό συμβαίνει όταν τα πρώιμα αστέρια παρήγαγαν φως αρκετά υψηλής ενέργειας για να διαπεράσουν το πυκνό αέριο υδρογόνου του πρώιμου σύμπαντος και να αρχίσουν να ταξιδεύουν στο διάστημα, φτάνοντας τελικά στον Webb και σε εμάς. Ο γαλαξίας MoM-z14 παρέχει μια ακόμη ένδειξη για τη χαρτογράφηση του χρονοδιαγράμματος του επαναϊονισμού, μια εργασία που δεν ήταν δυνατή μέχρι που ο Webb σήκωσε το πέπλο σε αυτήν την εποχή του σύμπαντος.

Η Κληρονομιά των Ανακαλύψεων Συνεχίζεται

Ακόμη και πριν από την εκτόξευση του Webb, υπήρχαν ενδείξεις ότι κάτι πολύ απρόβλεπτο συνέβη στο πρώιμο σύμπαν, όταν το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble της NASA ανακάλυψε τον φωτεινό γαλαξία GN-z11 400 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Ο Webb επιβεβαίωσε την απόσταση του γαλαξία - εκείνη την εποχή ήταν η πιο μακρινή που είχε καταγραφεί ποτέ. Από εκεί και πέρα, ο Webb συνέχισε να προχωρά όλο και πιο πίσω στο χώρο και το χρόνο, βρίσκοντας περισσότερους εκπληκτικά φωτεινούς γαλαξίες όπως ο GN-z11.Καθώς το Webb συνεχίζει να ανακαλύπτει περισσότερους από αυτούς τους απροσδόκητα φωτεινούς γαλαξίες, είναι σαφές ότι οι πρώτοι δεν ήταν τυχαία. Οι αστρονόμοι αναμένουν με ανυπομονησία ότι το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace Roman της NASA , με τον συνδυασμό απεικόνισης υπέρυθρης ακτινοβολίας υψηλής ανάλυσης και εξαιρετικά ευρέος οπτικού πεδίου, θα ενισχύσει το δείγμα αυτών των φωτεινών, συμπαγών, χημικά εμπλουτισμένων πρώιμων γαλαξιών σε χιλιάδες.«Για να καταλάβουμε τι συμβαίνει στο πρώιμο σύμπαν, χρειαζόμαστε πραγματικά περισσότερες πληροφορίες — πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις με το Webb και περισσότερους γαλαξίες για να δούμε πού βρίσκονται τα κοινά χαρακτηριστικά, τις οποίες ο Roman θα είναι σε θέση να παράσχει», δήλωσε ο Yijia Li, μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια και μέλος της ερευνητικής ομάδας. «Είναι μια απίστευτα συναρπαστική περίοδος, με το Webb να αποκαλύπτει το πρώιμο σύμπαν όπως ποτέ άλλοτε και να μας δείχνει πόσα πολλά υπάρχουν ακόμα να ανακαλύψουμε».Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb είναι το κορυφαίο διαστημικό επιστημονικό παρατηρητήριο στον κόσμο. Το Webb λύνει μυστήρια στο ηλιακό μας σύστημα, κοιτάζοντας πέρα από μακρινούς κόσμους γύρω από άλλα αστέρια και διερευνώντας τις μυστηριώδεις δομές και την προέλευση του σύμπαντός μας και τη θέση μας σε αυτό. Το Webb είναι ένα διεθνές πρόγραμμα με επικεφαλής τη NASA με τους εταίρους της, την ESA (Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος) και την CSA (Καναδική Υπηρεσία Διαστήματος).

Για να μάθετε περισσότερα για τον Webb, επισκεφθείτε:

https://science.nasa.gov/webb

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA δείχνει τον γαλαξία MoM-z14 όπως φαινόταν στο μακρινό παρελθόν, μόλις 280 εκατομμύρια χρόνια μετά την έναρξη του σύμπαντος κατά τη Μεγάλη Έκρηξη. 

[Δροσος Γεωργιος]

Τηλεσκόπια της NASA εντόπισαν εκπληκτικά ώριμο σμήνος στο πρώιμο σύμπαν.

Μια νέα ανακάλυψη αποτυπώνει την κοσμική στιγμή που ένα σμήνος γαλαξιών -μεταξύ των μεγαλύτερων δομών στο σύμπαν- άρχισε να σχηματίζεται μόνο περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ένα ή δύο δισεκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως. Αυτό το αποτέλεσμα, που προέκυψε χρησιμοποιώντας το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, θα οδηγήσει τους αστρονόμους να επανεξετάσουν πότε και πώς σχηματίστηκαν οι μεγαλύτερες δομές στο σύμπαν. Τα ευρήματα περιγράφονται σε μια εργασία που δημοσιεύθηκε [Τετάρτη] στο περιοδικό Nature.Το αντικείμενο, γνωστό ως JADES-ID1 λόγω της θέσης του στην «JWST Advanced Deep Extragalactic Survey» (JADES), έχει μάζα περίπου 20 τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Οι αστρονόμοι ταξινομούν το JADES-ID1 ως «πρωτοσμήνος» επειδή βρίσκεται αυτή τη στιγμή σε μια πρώιμη, βίαιη φάση σχηματισμού και μια μέρα θα μετατραπεί σε σμήνος γαλαξιών. Ωστόσο, το JADES-ID1 βρίσκεται σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση - που αντιστοιχεί σε πολύ νωρίτερα από ό,τι περίμεναν οι αστρονόμοι για τέτοια συστήματα, παρέχοντας ένα νέο μυστήριο για το πώς θα μπορούσε να σχηματιστεί τόσο γρήγορα.«Αυτό μπορεί να είναι το πιο μακρινό επιβεβαιωμένο πρωτοσμήνος που έχει παρατηρηθεί ποτέ», δήλωσε ο Άκος Μπόγκνταν του Κέντρου Αστροφυσικής | Harvard & Smithsonian (CfA), ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης. «Το JADES-ID1 μας δίνει νέες ενδείξεις ότι το σύμπαν βιαζόταν πολύ να αναπτυχθεί».Τα σμήνη γαλαξιών περιέχουν εκατοντάδες ή και χιλιάδες μεμονωμένους γαλαξίες βυθισμένους σε τεράστιες δεξαμενές υπερθερμασμένου αερίου, μαζί με μεγάλες ποσότητες αόρατης σκοτεινής ύλης. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν σμήνη γαλαξιών για να μετρήσουν την διαστολή του σύμπαντος και τους ρόλους της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης, μεταξύ άλλων σημαντικών κοσμικών μελετών.«Είναι πολύ σημαντικό να δούμε πραγματικά πότε και πώς αναπτύσσονται τα σμήνη γαλαξιών», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Gerrit Schellenberger, επίσης του CfA. «Είναι σαν να παρακολουθείτε μια γραμμή συναρμολόγησης να κατασκευάζει ένα αυτοκίνητο, αντί να προσπαθείτε απλώς να καταλάβετε πώς λειτουργεί ένα αυτοκίνητο κοιτάζοντας το τελικό προϊόν».Τα δεδομένα των Chandra και Webb αποκαλύπτουν ότι το JADES-ID1 περιέχει τις δύο ιδιότητες που επιβεβαιώνουν την παρουσία ενός πρωτοσμήνους: έναν μεγάλο αριθμό γαλαξιών που συγκρατούνται μεταξύ τους από τη βαρύτητα (ο Webb βλέπει τουλάχιστον 66 πιθανά μέλη) που βρίσκονται επίσης μέσα σε ένα τεράστιο νέφος θερμού αερίου (που ανιχνεύθηκε από το Chandra). Καθώς σχηματίζεται ένα σμήνος γαλαξιών, το αέριο πέφτει προς τα μέσα και θερμαίνεται από κρουστικά κύματα, φτάνοντας σε θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών και λάμποντας στις ακτίνες Χ.Αυτό που κάνει το JADES-ID1 εξαιρετικό είναι η αξιοσημείωτα πρώιμη εποχή που εμφανίζεται στην κοσμική ιστορία. Τα περισσότερα μοντέλα του σύμπαντος προβλέπουν ότι πιθανότατα δεν θα υπάρχει αρκετός χρόνος και αρκετά μεγάλη πυκνότητα γαλαξιών για να σχηματιστεί ένα πρωτοσμήνος αυτού του μεγέθους μόνο ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Ο προηγούμενος κάτοχος του ρεκόρ για ένα πρωτοσμήνος με εκπομπή ακτίνων Χ παρατηρείται πολύ αργότερα, περίπου τρία δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.«Νομίζαμε ότι θα βρίσκαμε ένα πρωτοσμήνος σαν αυτό δύο ή τρία δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη - όχι μόνο ένα δισεκατομμύριο», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Qiong Li από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Παλιότερα, οι αστρονόμοι έβρισκαν εκπληκτικά μεγάλους γαλαξίες και μαύρες τρύπες λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, και τώρα διαπιστώνουμε ότι τα σμήνη γαλαξιών μπορούν επίσης να αναπτυχθούν γρήγορα».Μετά από δισεκατομμύρια χρόνια, το JADES-ID1 θα πρέπει να εξελιχθεί από ένα πρωτοσμήνος σε ένα τεράστιο σμήνος γαλαξιών σαν αυτούς που βλέπουμε πολύ πιο κοντά στη Γη.Για να βρουν το JADES-ID1, οι αστρονόμοι συνδύασαν παρατηρήσεις σε βάθος τόσο από το Chandra όσο και από το Webb. Σχεδιαστικά, το πεδίο JADES επικαλύπτεται με το Νότιο Βαθύ Πεδίο Chandra, την τοποθεσία της βαθύτερης παρατήρησης ακτίνων Χ που έχει γίνει ποτέ. Αυτό το πεδίο είναι επομένως ένα από τα λίγα σε ολόκληρο τον ουρανό όπου θα μπορούσε να γίνει μια τέτοια ανακάλυψη. Σε μια προηγούμενη μελέτη, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τους Li και Conselice βρήκε πέντε άλλους υποψήφιους πρωτο-σμήνους στο πεδίο JADES, αλλά μόνο στο JADES-ID1 οι γαλαξίες είναι ενσωματωμένοι σε θερμό αέριο. Μόνο το JADES-ID1 διαθέτει αρκετή μάζα για να αναμένεται ένα σήμα ακτίνων Χ από θερμό αέριο.«Ανακαλύψεις σαν κι αυτή γίνονται όταν δύο ισχυρά τηλεσκόπια όπως το Chandra και το Webb κοιτάζουν το ίδιο κομμάτι του ουρανού στο όριο των παρατηρητικών τους δυνατοτήτων», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Christopher Conselice, επίσης από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ. «Μια πρόκληση για εμάς τώρα είναι να κατανοήσουμε πώς αυτό το πρωτοσμήνος μπόρεσε να σχηματιστεί τόσο γρήγορα».Το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Marshall της NASA στο Χάντσβιλ της Αλαμπάμα διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra. Το Κέντρο Ακτίνων Χ Chandra του Αστροφυσικού Παρατηρητηρίου Smithsonian ελέγχει τις επιστημονικές δραστηριότητες από το Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης και τις πτητικές λειτουργίες από το Μπέρλινγκτον της Μασαχουσέτης.

Για να μάθετε περισσότερα για το Chandra, επισκεφθείτε:

https://science.nasa.gov/chandra

 

[Δροσος Γεωργιος]

Η γενική θεωρία της σχετικότητας και το βαρυτικό κύμα GW250114

Μια λεπτομερέστερη ανάλυση του βαρυτικού σήματος GW250114 επιβεβαιώνει την ισχύ της γενικής σχετικότητας κάτω από ακραίες συνθήκεςΠριν από 1,3-1,4 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν στη Γη ζούσαν μόνο μικροοργανισμοί, σε ένα απόμακρο σημείο του σύμπαντος δύο μαύρες τρύπες που κινούνταν σπειροειδώς η μία γύρω από την άλλη, τελικά συγχωνεύθηκαν σε μια μεγαλύτερη μαύρη τρύπα, προκαλώντας κυματισμούς στον χωροχρόνο. Αυτοί οι κυματισμοί που ονομάζονται βαρυτικά κύματα, αφού διάνυσαν απόσταση 1,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός, έφτασαν στη Γη τον Ιανουάριο του 2025 και καταγράφηκαν από τους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων LIGO. Tο σήμα ονομάστηκε GW250114 και ήταν η ακριβέστερη μέτρηση βαρυτικών κυμάτων που έγιναν μέχρι σήμερα. Τον περασμένο Σεπτέμβριο, μια ομάδα φυσικών χρησιμοποίησε αυτό το σήμα για να επιβεβαιώσει μια θεωρητική πρόβλεψη για τις μαύρες τρύπες(*)και να ελέγξει την γενική σχετικότητα στο καθεστώς της υψηλής ταχύτητας και ισχυρής βαρύτητας που επικρατούσε κατά τη συγχώνευση. Τώρα η ίδια ομάδα πραγματοποίησε έναν πιο ολοκληρωμένο έλεγχο. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στη δημοσίεση με τίτλο «Black Hole Spectroscopy and Tests of General Relativity with GW250114» , παρέχουν την πιο αυστηρή μέχρι σήμερα επαλήθευση μεμονωμένου συμβάντος της γενικής σχετικότητας και θέτουν αυστηρούς περιορισμούς σε πιθανές αποκλίσεις από αυτή την θεωρία.Μια συγχώνευση μαύρων τρυπών έχει τρία κύρια στάδια: μια εσωτερική σπειροειδή κίνηση δύο μαύρων τρυπών καθώς η μία περιφέρεται γύρω από την άλλη πλησιάζοντας μεταξύ τους, την σύγκρουση και συγχώνευσή τους και μια διαδικασία χαλάρωσης (ringdown) της μαύρης τρύπας που σχηματίζεται από την σύγκρουση. Κατά τη φάση την τελευταία φάση, το υπόλλειμμα, η τελική μαύρη μαύρη τρύπα, εκπέμπει βαρυτικά κύματα σε ένα σύνολο συγκεκριμένων τρόπων ταλάντωσης, όπως μια καμπάνα που χτυπάει παράγοντας διακριτούς τόνους.Εφόσον η γενική σχετικότητα ισχύει, οι συχνότητες και οι ρυθμοί απόσβεσης αυτών των τρόπων ταλάντωσης θα πρέπει να έχουν συγκεκριμένες τιμές που καθορίζονται αποκλειστικά από την μάζα και την ιδιοπεριστροφή (σπιν) του υπολείμματος. Όμως, σε ορισμένες εναλλακτικές θεωρίες, οι τρόποι αυτοί εξαρτώνται επίσης από υποθετικά πεδία και από το ηλεκτρικό φορτίο που θα μπορούσε να έχει το υπόλειμμα.Η ερευνητική ομάδα εντόπισε πολλαπλούς τρόπους ταλάντωσης ringdown στο βαρυτικό σήμα GW250114. Οι μετρούμενες συχνότητες και οι ρυθμοί απόσβεσής τους συμφωνούσαν με τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας, με αβεβαιότητες που κυμαίνονταν από ±2% έως ±9%. Αναλύοντας και τα τρία στάδια της συγχώνευσης μαζί, τέθηκαν επίσης όρια σε πιθανές αποκλίσεις από την γενική σχετικότητα, τα οποία σε ορισμένες περιπτώσεις είναι 2 έως 3 φορές αυστηρότερα από εκείνα που προέκυψαν από συνδυασμένες αναλύσεις δεκάδων άλλων ασθενέστερων σημάτων.Οι μαύρες τρύπες που προκάλεσαν το βαρυτικό κύμα GW250114 της 14ης Ιανουαρίου 2025 είχαν σχεδόν τις ίδιες μάζες με εκείνες που παρήγαγαν το πρώτο σήμα βαρυτικών κυμάτων που ανίχνευσε το LIGO στις 14 Σεπτεμβρίου 2015. Ωστόσο, μετά από δέκα χρόνια οι βελτιώσεις των βαρυτικών ανιχνευτών τους έχουν κάνει τρεις φορές πιο ευαίσθητους. Έτσι, το νέο σήμα ξεχώριζε πολύ πιο καθαρά, με λόγο σήματος προς θόρυβο ίσο με 80. Κι αυτό επέτρεψε στους ερευνητές να το εξετάσουν με πρωτοφανή λεπτομέρεια.

(*) διαβάστε σχετικά: Βαρυτικά κύματα από την συγχώνευση μαύρων τρυπών δικαιώνουν τον Στίβεν Χόκινγκ και τον Άλμπερτ Αϊνστάιν

https://physicsgg.me/2025/09/13/βαρυτικά-κύματα-από-την-συγχώνευση-μα-2/

διαβάστε περισσότερα: General Relativity Survives a Tough Trial –https://physics.aps.org/articles/v19/s2

[Δροσος Γεωργιος]

Νομίζαμε πως ξέραμε το σχήμα του σύμπαντος, αλλά μάλλον κάναμε λάθος.

Δεδομένα δεκαετιών υποδεικνύουν ότι το σύμπαν έχει επίπεδη γεωμετρία, σαν ένα άπειρο επίπεδο. Αλλά μια νέα ανάλυση αποκαλύπτει βαθιά ελαττώματα σε αυτό το απλό συμπέρασμα.Οι κοσμολόγοι αντιμετωπίζουν ένα ενοχλητικό πρόβλημα: δεν γνωρίζουν τι σχήμα έχει το σύμπαν. Το σύμπαν έχει τρεις πιθανές γεωμετρίες. Μπορεί να είναι θετικά καμπυλωμένο σαν σφαίρα, επίπεδο σαν άπειρο επίπεδο ή αρνητικά καμπυλωμένο σαν σέλα – αλλά η γεωμετρία από μόνη της δεν καθορίζει το σχήμα. Ένα επίπεδο σύμπαν θα μπορούσε και πάλι να περιτυλίγεται με διάφορους τρόπους. Θα μπορούσε να είναι πεπερασμένο, άπειρο ή ακόμα και διπλωμένο γύρω από τον εαυτό του σαν μια φιάλη Klein. Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν περιγράφει εξαιρετικά την τοπική καμπυλότητα. («Ο χωροχρόνος λέει στην ύλη πώς να κινηθεί· η ύλη λέει στον χωροχρόνο πώς να καμπυλωθεί», αστειεύτηκε ο πρωτοπόρος της σχετικότητας John Wheeler). Όμως, η σπουδαιότερη θεωρία του Αϊνστάιν παραμένει ουσιαστικά σιωπηλή ως προς την καθολική τοπολογία του σύμπαντος.Είναι άλλο πράγμα να σχεδιάζεις δράκους στα λευκά περιθώρια ενός χάρτη, και εντελώς διαφορετικό να μην ξέρεις καν πού βρίσκεται η άκρη του.

Αναζητώντας τα όρια στον ουρανό

Το σημείο αναφοράς μας για την απάντηση στο ερώτημα είναι η κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου. Πρόκειται για την αμυδρή θερμική υστερολαμπή περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η οποία απελευθερώθηκε όταν το θερμό, ομιχλώδες πλάσμα που γέμιζε το πρώιμο σύμπαν ψύχθηκε και διαυγάστηκε καθώς οι αρχέγονοι ατομικοί πυρήνες συνδέθηκαν με ελεύθερα ηλεκτρόνια. Αποστολές όπως το διαστημικό παρατηρητήριο Planck του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος έχουν χαρτογραφήσει αυτό το αρχαίο σήμα με εξαιρετική ακρίβεια. Η πιο ευανάγνωστη υποτιθέμενη υπογραφή ενός τοπολογικά μη τετριμμένου σύμπαντος (δηλαδή ενός σύμπαντος που δεν εκτείνεται επ’ άπειρον προς όλες τις κατευθύνσεις) θα ήταν ζεύγη κύκλων στον ουρανό της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου με μοτίβα θερμοκρασίας που ταιριάζουν απόλυτα: η εύρεση ενός πανομοιότυπου δακτυλίου από θερμές και ψυχρές κηλίδες σε δύο διαφορετικές κατευθύνσεις θα μπορούσε να σημαίνει ότι κοιτάζουμε την ίδια περιοχή του διαστήματος από δύο διαφορετικές οπτικές γωνίες. Αυτό θα ήταν σαν να μας έδινε το σύμπαν διπλή απόδειξη ότι βλέπουμε το ίδιο ακριβώς σημείο.Μετά από δεκαετίες άκαρπης αναζήτησης, η αποτυχία εύρεσης αυτών των αντίστοιχων κύκλων στην κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου οδήγησε σε ένα συμπέρασμα που κατέληξε σε συναίνεση: οποιαδήποτε μη τετριμμένη τοπολογία πρέπει να επαναλαμβάνεται σε κλίμακες μεγαλύτερες από το παρατηρήσιμο σύμπαν, αλλιώς απλώς δεν υπάρχει. Δηλαδή, σύμφωνα με τους καλύτερους χάρτες της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου από το Planck που καλύπτουν ολόκληρο τον ουρανό, είτε το σύμπαν είναι εντελώς άπειρο είτε είναι τόσο σχεδόν άπειρο που η διάκριση δεν έχει σημασία. Η λογική ήταν ξεκάθαρη, τα όρια έμοιαζαν στέρεα και κανείς δεν είχε ιδιαίτερο λόγο να τα αμφισβητήσει.

Όμως, στην επιστήμη η υπερβολική τάξη είναι πάντα ένα μικρό προειδοποιητικό σημάδι.

Τώρα, οι κοσμολόγοι της διεθνούς Συνεργασίας για Παρατηρήσεις, Μοντέλα και Προβλέψεις Ανωμαλιών και Κοσμικής Τοπολογίας (COMPACT) «άσκησαν πίεση» και η τακτοποιημένη εικόνα αρχίζει να σπάει. Το αποτέλεσμά τους: οι παρατηρησιακοί περιορισμοί σε μια συγκεκριμένη κατηγορία σαφώς καθορισμένων πιθανών κοσμικών σχημάτων είναι σημαντικά ασθενέστεροι από ό,τι υπέθεταν όλοι. Οι τοπολογίες που κάποτε θεωρούνταν ότι αποκλείονταν από τα δεδομένα Planck έχουν επιστρέψει αθόρυβα στο τραπέζι.Ο λόγος που αυτό έχει σημασία είναι πέρα από κάθε απλή ευχαρίστηση της χαρτογράφησης: η ακριβής κοσμική τοπολογία θα μας οδηγούσε σε καλύτερες θεωρίες για την κβαντική βαρύτητα και θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο που σκεφτόμαστε για το βαθύτερο παρελθόν και το απώτερο μέλλον του σύμπαντος. Η ξαφνική αναβίωση τόσων πολλών πιθανών σχημάτων για το σύμπαν από την COMPACT θα πρέπει να μας προκαλεί δέος – και μεγάλη ταπεινότητα – διότι όλα μαζί υποδηλώνουν ότι ίσως ισχύουν διαφορετικοί νόμοι της φυσικής, ένα διαφορετικό παρελθόν και διαφορετικές απαντήσεις σε ερωτήματα που δεν μας έχουν απασχολήσει καν μέχρι σήμερα. Κάθε φορά που εκλαμβάνουμε ένα προσωρινό όριο ως μόνιμο, αποκλείουμε πιθανότητες που μπορεί να αποδειχθούν πραγματικές.

Μια πληθώρα συμπαντικών δυνατοτήτων

Η ρίζα αυτής της διαφωνίας κρύβεται σε μια απατηλά απλή υπόθεση. Η παλιά συλλογιστική υποστήριζε ότι το σύμπαν που αναδιπλώνεται στον εαυτό του θα τέμνει αναγκαστικά την οπτική μας γραμμή αν ήταν μικρότερο από την απόσταση από την χωροχρονική αρχή της μικροκυματικής κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου (η οποία βρίσκεται πολλά δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά). Αλλά οι βρόχοι δεν μας οφείλουν κάτι τέτοιο. Ένας βρόχος μπορεί να διαπεράσει τον χώρο με έναν προσανατολισμό που διαφεύγει εντελώς από τον παρατηρητή, μην παράγοντας ανιχνεύσιμους κύκλους στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου – και αυτή η ατυχής διάταξη μπορεί να προκύψει ακόμη και όταν το μέγεθος ενός βρόχου θα έπρεπε να τον τοποθετεί με άνεση εντός των υποτιθέμενων ορίων ανίχνευσής μας. Η ομάδα COMPACT διαπίστωσε ότι το πραγματικό ελάχιστο μέγεθος ενός βρόχου μπορεί να είναι δύο έως έξι φορές μικρότερο από αυτό που οι κοσμολόγοι θεωρούσαν ως ένα αυστηρό κατώτατο όριο.Με άλλα λόγια, περιμέναμε ο καθρέφτης να βρίσκεται μπροστά μας – αλλά ξεχάσαμε να ελέγξουμε τα πλάγιά μας ή το ενδεχόμενο να έχει στραφεί εντελώς αλλού.Οι συνέπειες είναι αλυσιδωτές. Αυτό που έμοιαζε με έναν στενό διάδρομο κοσμικών αρχιτεκτονικών τώρα ανοίγεται σε μια πληθώρα δυνατοτήτων. Πολλές μη τετριμμένες τοπολογίες – συμπαντικά σχήματα που πετάχτηκαν στον σωρό των «αποκλεισμένων» με εσφαλμένη σιγουριά – απαιτούν τώρα μια νέα ματιά. Το παρατηρήσιμο σύμπαν δεν είναι πλέον ο αμείλικτος κριτής της τοπολογίας που νομίζαμε ότι ήταν, και το έργο της ανακάλυψης της αληθινής μορφής του κόσμου φαντάζει πλέον πολύ πιο δύσκολο.Αυτό συμβαίνει επειδή η ίδια γεωμετρία (αυτό που μαθαίνουμε από τη γενική σχετικότητα) μπορεί να συρραφεί με ριζικά διαφορετικούς τρόπους – και θα μπορούσε να υπάρχει ένας άπειρος αριθμός τρόπων με τους οποίους το σύμπαν θα μπορούσε να αναδιπλωθεί στον εαυτό του. Ακόμη και για επίπεδους χωροχρόνους (όπως αυτός στον οποίο υποψιαζόμαστε ότι ζούμε), υπάρχουν 18 πιθανότητες. Δεκαοχτώ! Κύλινδροι, ντόνατ, φιάλες του Klein και άλλα, είναι όλα τοπολογικά επίπεδα, όπως αποδεικνύεται. Χρειάζεστε απόδειξη; Σχεδιάστε δύο παράλληλες γραμμές σε ένα επίπεδο φύλλο χαρτιού. Παραμένουν παράλληλες – αυτός είναι ο ορισμός της επιπεδότητας. Τώρα τυλίξτε το χαρτί. Οι γραμμές παραμένουν παράλληλες. Εξακολουθεί να είναι επίπεδο.Όλες αυτές οι τοπολογίες μοιράζονται την ίδια γεωμετρία, πράγμα που σημαίνει ότι η γενική σχετικότητα τις αντιμετωπίζει ακριβώς με τον ίδιο τρόπο. Αλλά θα εκδηλώνονταν ως διαφορετικά είδη επαναλαμβανόμενων μοτίβων σε διαφορετικές περιοχές του ουρανού της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Δεν είναι λοιπόν μόνο ότι μπορεί να ψάχνουμε σε λάθος μέρη και με λάθος τρόπους για έναν καθρέφτη που να αντανακλά το κοσμικό σχήμα. Είναι ότι ο ίδιος ο ουρανός της ακτινοβολίας υποβάθρου μπορεί να είναι μια αίθουσα από καθρέφτες στην οποία περιπλανιόμαστε άσκοπα, κυνηγώντας τις δικές μας σκιές.Αυτό που διευκρινίζει το αποτέλεσμα της COMPACT, με κάποια ευθύτητα, είναι ότι διαβάζαμε την δική μας υπόθεση μέσα στα δεδομένα. Υποθέσαμε ότι οι βρόχοι θα διέτεμναν τον παρατηρητή και συμπεράναμε ότι πρέπει να είναι μεγάλοι επειδή δεν τους βλέπαμε. Οι βρόχοι δεν ήταν ποτέ υποχρεωμένοι να συνεργαστούν. Αυτό είναι το είδος του σφάλματος που φαίνεται προφανές εκ των υστέρων και αόρατο μέχρι κάποιος να αποφασίσει να το ελέγξει. Η μελλοντική πορεία μπορεί να απαιτήσει την πλήρη υπέρβαση της μεθόδου των δίδυμων κύκλων – ή τουλάχιστον την συμπλήρωσή της με μια πιο εξελιγμένη και στατιστικά ισχυρή αναζήτηση για ακόμα πιο ανεπαίσθητες υπογραφές του κοσμικού σχήματος με βάση την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου.Προς το παρόν, το σχήμα του σύμπαντος παραμένει άγνωστο. Οι περιορισμοί είναι πιο χαλαροί από ό,τι παρουσιαζόταν. Ο χάρτης εξακολουθεί να έχει πρόβλημα με δράκους. Απλώς τώρα ξέρουμε λίγο καλύτερα τι μας διαφεύγει.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες: «We thought we knew the shape of the universe. We were wrong» – https://www.scientificamerican.com/article/we-thought-we-knew-the-shape-of-the-universe-we-were-wrong/

Οι τρεις πιθανές γεωμετρίες του σύμπαντος ανάλογα με την τιμή της κρίσιμης πυκνότητας του σύμπαντος.

Φιάλη Κλάιν

[Δροσος Γεωργιος]

Πόσο σκοτεινό θα γίνει το σύμπαν:

Με την πάροδο δισεκατομμυρίων ετών, σχηματίζονται λιγότερα άστρα, οι γαλαξίες απομακρύνονται μεταξύ τους και το σύμπαν γίνεται ολοένα και πιο σκοτεινό

● Αφότου έφτασε στην κορύφωση της δημιουργίας άστρων πριν από περίπου 11 δισεκατομμύρια χρόνια, ο ρυθμός αστρογένεσης έκτοτε φθίνει, ενώ οι γαλαξίες απομακρύνονται μεταξύ τους μέσα στο διαστελλόμενο σύμπαν.
● Στην κοσμική μας γειτονιά, αυτή η τάση συνεχίζεται, παρόλο που είμαστε βαρυτικά συνδεδεμένοι με πολλούς άλλους γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου του γαλαξία της Ανδρομέδας: του μοναδικού μέλους της Τοπικής Ομάδας Γαλαξιών που διαθέτει μεγαλύτερη μάζα από τον δικό μας Γαλαξία.
● Στο τέλος, το σύμπαν θα σκοτεινιάσει, σε πλήρη αντίθεση με το λουσμένο στο φως σύμπαν που παρατηρούμε σήμερα. Όμως, για εκατοντάδες δισεκατομμύρια χρόνια ακόμα, οι φωτεινές πηγές θα επιμένουν. Υπάρχει πολύς χρόνος ακόμη, μέχρι να πέσει οριστικά το σκοτάδι.

Όταν πρόκειται για το σύμπαν και τα πάντα μέσα σε αυτό, μόνο ένα πράγμα είναι απολύτως βέβαιο: καθετί που ζει τώρα, κάποια μέρα θα πεθάνει. Αυτό δεν αφορά μόνο τα έμβια όντα, αλλά και όλες τις πηγές που χρησιμοποιούν κάποιου είδους καύσιμο και εκπέμπουν ενέργεια: τελικά, όπως επιτάσσουν οι νόμοι της θερμοδυναμικής, όλη αυτή η δραστηριότητα παραγωγής ενέργειας θα σταματήσει. Τα άστρα θα σκοτεινιάσουν, τα αστρικά υπολείμματα θα ξεθωριάσουν, ακόμη και οι μαύρες τρύπες θα εξατμιστούν. Στο μακρινό μέλλον, το σύμπαν μας θα γίνει κάτι το σχεδόν αγνώριστο για εμάς σήμερα, καθώς ο φωτεινός, γεμάτος άστρα και γαλαξίες κόσμος μας θα μετατραπεί σε ένα αραιό, σκοτεινό τοπίο από το οποίο ελάχιστα, πολύτιμα σήματα θα μπορούσαν ποτέ να ανιχνευθούν.Όταν παρατηρούμε τους γαλαξίες σε τεράστιες κοσμικές αποστάσεις, τους παρατηρούμε επίσης και μέσα στον κοσμικό χρόνο. Κι αυτό είναι λογικό: το σύμπαν υπάρχει εδώ και 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, από την αρχή της θερμής Μεγάλης Έκρηξης, οι γαλαξίες υπάρχουν για σχεδόν όλο αυτό το διάστημα, και όταν κοιτάμε μακρινούς γαλαξίες, τους βλέπουμε όπως ήταν όταν εκπέμφθηκε για πρώτη φορά το φως που φτάνει τώρα σε εμάς. Επομένως, όταν μετράμε αυτούς τους γαλαξίες, και ιδιαίτερα όταν χρησιμοποιούμε τις μετρήσεις μας για να συμπεράνουμε τους ρυθμούς σχηματισμού των άστρων τους, παίρνουμε μια γεύση από τους ρυθμούς σχηματισμού αστεριών την στιγμή που εκπέμφθηκε εκείνο το φως.Υπολογίζοντας τον μέσο όρο μεγάλου αριθμού γαλαξιακών ρυθμών σχηματισμού άστρων, μπορούμε να βρούμε έναν μέσο όρο για τον ρυθμό σχηματισμού άστρων σ’ αυτή τη συγκεκριμένη εποχή της κοσμικής ιστορίας. Αν και εξακολουθούν να υπάρχουν μεγάλες αβεβαιότητες στις πρώτες κοσμικές εποχές – ας πούμε, μέσα στα πρώτα 0,5 με 1,0 δισεκατομμύρια χρόνια της κοσμικής ιστορίας – ο συνολικός ρυθμός σχηματισμού άστρων σε μεταγενέστερες εποχές είναι γνωστός και επίσης πολύ πιο σημαντικός για την συνολική ιστορία του κοσμικού σχηματισμού άστρων. Ενώ συναντάμε πολλές εκπλήξεις στο πολύ πρώιμο σύμπαν όσον αφορά τους τύπους, την φωτεινότητα και την αφθονία των αντικειμένων που βλέπουμε στα πρώτα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια της ιστορίας μας, η αλήθεια είναι ότι το 99% όλων των άστρων που υπάρχουν τώρα σχηματίστηκαν αφού είχαν ήδη περάσει τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια.Πιο συγκεκριμένα, διαπιστώνουμε ότι οι ρυθμοί αστρογένεσης: αυξάνονταν συνεχώς κατά τα πρώτα 2-3 δισεκατομμύρια χρόνια από την αρχή της θερμής Μεγάλης Έκρηξης, έφτασαν σε ένα μέγιστο περίπου 3-4 δισεκατομμύρια χρόνια μετά την έναρξη της Μεγάλης Έκρηξης, παρέμειναν σε πολύ υψηλό ρυθμό μέχρι το σύμπαν να γίνει περίπου 6-7 δισεκατομμυρίων ετών, και στη συνέχεια άρχισαν να πέφτουν, αργά στην αρχή, και μετά πιο γρήγορα.Φτάνοντας στο σύμπαν μας σήμερα, 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τα πρώτα στάδια της θερμής Μεγάλης Έκρηξης, διαπιστώνουμε ότι ο σχηματισμός των άστρων αποτελεί πλέον ένα ισχνό ίχνος από αυτό που ήταν στο απόγειό του. Στην πραγματικότητα, ο σημερινός ρυθμός σχηματισμού άστρων, σύμφωνα με τις περισσότερες σύγχρονες εκτιμήσεις, αγγίζει περίπου μόλις το 3% αυτού που ήταν πριν από περίπου 10-11 δισεκατομμύρια χρόνια.Αν προεκτείνουμε αυτή την τάση στο μέλλον, αυτό που μας λέει είναι ότι η συντριπτική πλειονότητα των άστρων που θα σχηματιστούν στο σύμπαν, έχει ήδη σχηματιστεί. Μας δείχνει ότι – από μια κοσμική οπτική – ο ρυθμός αστρογένεσης που μειώνεται αδιάκοπα με την πάροδο του χρόνου, αναμένεται να συνεχίσει να πέφτει και ότι, σε σύγκριση με όλα τα άστρα που υπάρχουν σήμερα, το πολύ ένα 10% επιπλέον θα σχηματιστεί στο μέλλον. Επομένως, συνολικά, θα περίμενε κανείς απλώς ότι τα πιο βραχύβια, μπλε και ογκώδη άστρα θα πεθάνουν, αφήνοντας πίσω ένα σύμπαν που θα μοιάζει περισσότερο με το εσωτερικό ενός παλιού σφαιρωτού σμήνους: γεμάτο με άστρα χαμηλής μάζας αλλά μεγάλης διάρκειας ζωής που θα συνεχίσουν να λάμπουν, ενώ τα πιο φωτεινά και ογκώδη «αδέρφια» τους θα σβήνουν ένα προς ένα.Οι λόγοι για τους οποίους αναμένουμε κάτι τέτοιο είναι αρκετοί και αλληλοσυνδέονται:
Πρώτον, στο σύμπαν μας κυριαρχεί η σκοτεινή ενέργεια που το αναγκάζει να διαστέλλεται και αυτό δεν πρόκειται να αλλάξει. Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι αν κάποιοι γαλαξίες δεν κρατιούνται ήδη «δεμένοι» μεταξύ τους βαρυτικά, δεν πρόκειται να πλησιάσουν ποτέ στο μέλλον. Αντιθέτως, θα απομακρύνονται για πάντα. Σίγουρα, το ηλιακό μας σύστημα θα παραμείνει συνδεδεμένο, όπως και ο Γαλαξίας μας και η Τοπική Ομάδα. Όμως, πέρα από αυτό, άλλες ομάδες και σμήνη γαλαξιών- όπως η ομάδα M81, η ομάδα του Λέοντα, το Σμήνος της Παρθένου, το Σμήνος της Κόμης κ.λπ.- δεν έλκονται βαρυτικά με εμάς, δεν θα συγχωνευτούν ποτέ μαζί μας, και όσο περνάει ο χρόνος θα απομακρύνονται επιταχυνόμενα τόσο από εμάς όσο και μεταξύ τους.
Δεύτερον, η σκοτεινή ενέργεια αραιώνει επίσης το διαγαλαξιακό μέσο, πράγμα που σημαίνει ότι οι ήδη δεσμευμένες δομές θα συσσωρεύουν όλο και λιγότερο υλικό πάνω τους με την πάροδο του χρόνου, προκαλώντας τη σταδιακή μείωση και παύση της εισροής νέου υλικού που σχηματίζει άστρα (π.χ. αέριο, σκόνη και μοριακά νέφη).Και τρίτον, καθώς τα άστρα συνεχίζουν να γεννιούνται, να ζουν και να πεθαίνουν, οι συνδυασμένες επιδράσεις των αστρικών ανέμων και της ακτινοβολίας θα απομακρύνουν από τους ήδη υπάρχοντες γαλαξίες υλικό που ενδεχομένως θα μπορούσε να προκαλέσει σχηματισμό άστρων στο μέλλον. Όσο περισσότερα άστρα σχηματίζει ένας γαλαξίας, τόσο ισχυρότερες γίνονται οι δυνάμεις αποβολής της ύλης του, αφήνοντας όλο και λιγότερο διαθέσιμο υλικό για μελλοντικά επεισόδια δημιουργίας άστρων.Αν εξετάσουμε την γενική κοσμική εικόνα του μέλλοντος της αστρογένεσης, θα δούμε ότι, κατά μέσο όρο, τα μεγαλύτερα σε μάζα προϋπάρχοντα άστρα πεθαίνουν σχετικά γρήγορα και απομένουν τα λιγότερο ογκώδη και περισσότερο μακρόβια.Ωστόσο, αυτό συμβαίνει κατά μέσο όρο σε μεγάλη κλίμακα, και δεν αντικατοπτρίζει απαραίτητα σωστά αυτό που πρόκειται να δούμε. Ο λόγος είναι απλός: το τι βλέπουμε επηρεάζεται απίστευτα από το πόσο κοντά μας βρίσκεται κάτι, και από το πόσο φωτεινό είναι από μόνο του. Για παράδειγμα, αν αναλογιστείτε τα άστρα στον δικό μας νυχτερινό ουρανό που είναι ορατά με γυμνό μάτι, θα διαπιστώνατε ότι: κάθε ένα από αυτά είναι ένα άστρο που βρίσκεται μέσα στον Γαλαξία μας, σχεδόν όλα αυτά είτε βρίσκονται εξαιρετικά κοντά μας είτε είναι εξαιρετικά φωτεινά από τη φύση τους, το πιο μακρινό βρίσκεται ακόμα λιγότερο από 20.000 έτη φωτός μακριά, και ακόμη και το συνολικό φως από την ποσότητα των άστρων ενός ολόκληρου γαλαξία σημαίνει ότι μόνο τέσσερις εξωτερικοί γαλαξίες μπορούν να παρατηρηθούν, το πολύ, ανεξάρτητα από το πού βρίσκεστε στη Γη.Ομοίως, αν προεκτείνετε τα δεδομένα στο μακρινό μέλλον, αυτό που μπορούμε να δούμε και να παρατηρήσουμε θα συνεχίσει να κυριαρχείται από τα πιο φωτεινά και πιο κοντινά αντικείμενα, και η σκοτεινή ενέργεια δεν είναι πραγματικά ικανή να μας τα στερήσει. Η συντριπτική πλειοψηφία της ύλης που υπάρχει σήμερα στην Τοπική Ομάδα θα συνεχίσει να παραμένει εντός της Τοπικής Ομάδας για όσο μπορούμε να κάνουμε προέκταση στο μέλλον. Σε αντίθεση με τον γαλαξία Μεσιέ 82 του οποίου οι ακραίοι γαλαξιακοί άνεμοι οδηγούν μεγάλες ποσότητες μάζας έξω από τον γαλαξία, η Τοπική μας Ομάδα έχει αρκετά μεγάλη μάζα ώστε το υλικό που περιέχει, ακόμα κι αν εκτοξευθεί ή αποβληθεί από έναν μεμονωμένο γαλαξία (όπως ο Γαλαξίας μας), είναι απίθανο να ξεφύγει από τη βαρύτητα της Τοπικής μας Ομάδας.Αντίθετα με τη γενική εικόνα του διαστελλόμενου σύμπαντος, αυτό που βλέπουμε στον νυχτερινό ουρανό περιορίζεται από την εγγύτητα και τη φωτεινότητα. Όλα τα ορατά άστρα ανήκουν στον Γαλαξία μας, ενώ η Τοπική Ομάδα γαλαξιών (στην οποία ανήκουμε) είναι βαρυτικά δεσμευμένη και δεν θα επηρεαστεί από τη σκοτεινή ενέργεια.
Αυτή τη στιγμή, ο Γαλαξίας μας και ο γαλαξίας της Ανδρομέδας σχηματίζουν άστρα με αργό και σταθερό ρυθμό. Αντίθετα, μικρότεροι γαλαξίες όπως το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου παρουσιάζουν «εκρήξεις» γέννησης άστρων, λόγω της βαρυτικής αλληλεπίδρασης με τον Γαλαξία μας. Σε 4-5 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Γαλαξίας μας και ο γαλαξίας της Ανδρομέδας θα πραγματοποιήσουν ένα κοντινό πέρασμα. Αυτή η αλληλεπίδραση θα προκαλέσει μια τεράστια έκρηξη γέννησης νέων άστρων. Σε 8-20 δισεκατομμύρια χρόνια, οι δύο γαλαξίες θα συγχωνευτούν οριστικά, δημιουργώντας έναν νέο γαλαξία, τον «Milkomeda».Μετά τη συγχώνευση, ο ρυθμός γέννησης νέων άστρων θα μειωθεί δραματικά. Σε 1 τρισεκατομμύριο χρόνια, ο ρυθμός θα είναι σχεδόν μηδενικός και οι άλλοι γαλαξίες θα έχουν απομακρυνθεί τόσο πολύ λόγω της σκοτεινής ενέργειας που δεν θα είναι πλέον ορατοί. Σε 100 τρισεκατομμύρια χρόνια, οι τελευταίοι ερυθροί νάνοι θα σβήσουν. Σε 1 τετράκις εκατομμύριο χρόνια, τα αστρικά πτώματα θα έχουν πλέον ψυχθεί εντελώς, οδηγώντας σε ένα σύμπαν που εντέλει θα είναι σκοτεινό σχεδόν παντού.Οι νόμοι της φυσικής υπαγορεύουν ότι κάποτε όλα τα καύσιμα του σύμπαντος θα εξαντληθούν. Τα άστρα θα σβήσουν, τα νεκρά αστρικά υπολείμματα θα κρυώσουν και θα ξεθωριάσουν, και τελικά ακόμα και οι μαύρες τρύπες θα εξατμιστούν. Αν και το απόλυτο, βαθύ σκοτάδι του σύμπαντος είναι αναπόφευκτο, βρισκόμαστε ακόμα πολύ μακριά από αυτό το στάδιο. Το σύμπαν διαθέτει αρκετούς μηχανισμούς και υλικά ώστε να διατηρήσει την ύπαρξη φωτεινών πηγών για τρισεκατομμύρια χρόνια ακόμα.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρεις: How dark will the Universe become?- https://bigthink.com/starts-with-a-bang/how-dark-will-universe-become

Ο ρυθμός αστρογένεσης στο σύμπαν είναι συνάρτηση της μετατόπισης προς το ερυθρό, η οποία με τη σειρά της είναι συνάρτηση του κοσμικού χρόνου. Ο συνολικός ρυθμός, (αριστερά) προκύπτει τόσο από υπεριώδεις όσο και από υπέρυθρες παρατηρήσεις, και είναι αξιοσημείωτα σταθερός στον χρόνο και τον χώρο. Σημειώστε ότι η δημιουργία νέων άστρων, σήμερα, αποτελεί μόνο ένα μικρό ποσοστό αυτού που ήταν στην κορύφωσή της (μεταξύ 3-5%), και ότι η πλειονότητα των άστρων σχηματίστηκε στα πρώτα ~5 δισεκατομμύρια χρόνια της κοσμικής μας ιστορίας. Μόνο το ~15% του συνόλου των άστρων, το πολύ, έχει σχηματιστεί τα τελευταία 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια.(https://arxiv.org/abs/1403.0007)

Χάρτης της Τοπικής Ομάδας Γαλαξιών

[Δροσος Γεωργιος]

Μια τρομακτική κοσμική ακτίνα.

Ένα μόνο υποατομικό σωματίδιο από το βαθύ διάστημα είχε την ίδια ενέργεια με μια μπάλα ποδοσφαίρου που κινείται με ταχύτητα 58 km/h και οι φυσικοί εξακολουθούν να μην γνωρίζουν πώς έφτασε εδώ.Ο πλανήτης μας δέχεται συνεχή βομβαρδισμό κοσμικής ακτινοβολίας από το διάστημα. Παρά το όνομά τους, οι κοσμικές ακτίνες δεν είναι «ακτίνες» (δηλαδή φως ή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία), αλλά υποατομικά σωματίδια (πρωτόνια, σωματίδια α, βαρύτεροι πυρήνες, ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, αντιπρωτόνια κλπ) που ταξιδεύουν στο διάστημα με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Ορισμένες κοσμικές ακτίνες προέρχονται από τον ήλιο, άλλες από τον Γαλαξία μας, και άλλες, που ονομάζονται εξωγαλαξιακές κοσμικές ακτίνες, φτάνουν στη Γη από μακρινούς γαλαξίες αφού έχουν διανύσει τεράστιες αποστάσεις. Έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον το γεγονός ότι η Γη χτυπιέται συστηματικά από σωματίδια προερχόμενα από άλλους γαλαξίες. Διανύουν μια ιλιγγιωδώς τεράστια διαδρομή δεκάδων εκατομμυρίων ετών φωτός, ή και περισσότερων, που τελειώνει όταν μία από αυτές τις αδέσποτες ακτίνες απορροφάται ακίνδυνα από την ατμόσφαιρά μας, πολύ ψηλά πάνω από τα κεφάλια μας.

Η κοσμική ακτίνα που κατέχει τα ρεκόρ ταχύτητας και χαζού ονόματος.

Οι κοσμικές ακτίνες φτάνουν στη Γη με ένα ευρύ φάσμα ταχυτήτων και αντίστοιχα, με ένα ευρύ φάσμα ενεργειών. Στο μακροσκοπικό μας σύμπαν, χρησιμοποιούμε ως μονάδα μέτρησης ενέργειας το 1Tζάουλ (Joule). Aν αφήσουμε ένα μήλο να πέσει από ύψος ενός μέτρου, μόλις φτάσει στο έδαφος θα έχει κινητική ενέργεια περίπου 1 Joule. Ωστόσο, οι φυσικοί των σωματιδίων χρησιμοποιούν μια πολύ μικρότερη μονάδα που ονομάζεται ηλεκτρονιοβόλτ (ή eV). H κινητική ενέργεια ενός Τζάουλ, του μήλου που πέφτει ελεύθερα από ύψος ενός μέτρου αντιστοιχεί σε 10 εκατομμύρια τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ, δηλαδή 1019 eV! Γι αυτό τα ηλεκτρονιοβόλτ είναι καταλληλότερη μονάδα για τα υποατομικά σωματίδια του μικροκόσμου. Οι κοσμικές ακτίνες κινούνται τόσο γρήγορα – κοντά στην ταχύτητα του φωτός – που μπορούν να έχουν πολύ υψηλή κινητική ενέργεια, φτάνοντας εύκολα στο επίπεδο των μεγα-ηλεκτρονιοβολτ (1 MeV=106eV) και γιγα-ηλεκτρονιοβολτ (1 GeV=109eV).Αλλά, παραδόξως, ορισμένες κοσμικές ακτίνες έχουν πολύ, πολύ υψηλότερες ενέργειες και από τα γιγα-ηλεκτρονιοβόλτ. Στις 15 Οκτωβρίου 1991, ο ανιχνευτής High Resolution Fly’s Eye του Πανεπιστημίου της Utah, ανίχνευσε μια εξωπραγματική κοσμική ακτίνα με ενέργεια πέραν κάθε προσδοκίας: 51 Joules ή 3,2×1020 eV. Αυτή είναι δεκάδες εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την κινητική ενέργεια των πρωτονίων που μπορούμε να επιτύχουμε στους ισχυρότερους επιταχυντές σωματιδίων. Ισοδυναμεί με την κινητική ενέργεια μιας μπάλας ποδοσφαίρου που κινείται με ταχύτητα 58 km/h! Στο σωματίδιο αυτό δόθηκε το ανόητο όνομα «Ω! Θεέ μου (Oh My God)», συντομογραφικά OMG.

Το σωματίδιο OMG αποτελεί ένα μεγάλο μυστήριο. Καταρχάς, για να έχει τόση ενέργεια, πρέπει να ταξίδευε απίστευτα γρήγορα σε σχέση με τη Γη. Υποθέτοντας ότι ήταν πρωτόνιο, κινούνταν με ταχύτητα 99,9999999999999999999995% της ταχύτητας του φωτός. Αν ένα φωτόνιο και το σωματίδιο OMG είχαν ξεκινήσει έναν αγώνα δρόμου από τότε που σχηματίστηκε το σύμπαν, το σωματίδιο τώρα θα έμενε πίσω μόνο 600 μέτρα περίπου.

Αν το OMG χτύπαγε έναν άνθρωπο τι βλάβη θα του προκαλούσε;

Πιθανότατα ο άνθρωπος δεν θα καταλάβαινε καν ότι τον χτύπησε. Το σωματίδιο με ενέργεια 3,2×1020 eV στο πέρασμά του θα προκαλούσε ιονισμό ατόμων των κυττάρων κατά μήκος της διαδρομής του και θα έσπαγε δεσμούς μακρομορίων (DNA κ.ά.). Όμως, οι οργανισμοί είναι συνηθισμένοι να διορθώνουν καθημερινά χιλιάδες τέτοιες βλάβες από την φυσική ακτινοβολία. Αν περνούσε μέσα από τα μάτια μας πιθανότατα να βλέπαμε τις «λάμψεις φωτός» που βλέπουν οι αστροναύτες ακόμα και με κλειστά βλέφαρα εξαιτίας της κοσμικής ακτινοβολίας. Υπάρχει και η μοναδική περίπτωση του Anatoli Bugorski ο οποίος το 1978, στον επιταχυντή στο Ινστιτούτο Φυσικής Υψηλών Ενεργειών στο Πρότβινο της ΕΣΣΔ, έβαλε κατά λάθος το κεφάλι του σε εστιασμένη δέσμη με ενέργεια 76 GeV (12,2 nJ = 12,2×10-9J). Ο ίδιος περιέγραψε ότι είδε μια λάμψη «πιο φωτεινή από χίλιους ήλιους», αλλά παρότι δεν ένιωσε καθόλου πόνο εκείνη τη στιγμή, το γεγονός αυτό του προκάλεσε μόνιμες βλάβες – έχασε την ακοή του από το αριστερό αυτί, επιληπτικές κρίσεις κ.λπ. – αλλά ζει μέχρι σήμερα αποτελώντας μια μοναδική περίπτωση στην ιστορία της πυρηνικής φυσικής. Βέβαια, ο Bugorski δεν χτυπήθηκε από την ενέργεια ενός μόνο σωματιδίου, αλλά από την συνολική ενέργεια 1012 έως 1013 πρωτονίων, που ισούται με πολλές χιλιάδες Joules. Αν το κεφάλι του είχε χτυπηθεί από ένα μόνο πρωτόνιο του επιταχυντή του, δεν θα είχε συμβεί απολύτως τίποτα.

Πώς προέκυψε το σωματίδιο OMG;

Τι θα μπορούσε λοιπόν να εκτοξεύσει ένα σωματίδιο σαν αυτό με τόσο εξωφρενικά υψηλές ταχύτητες; Κρουστικά κύματα, ειδικά σε καταστροφικά υψηλής ενέργειας δομές, όπως οι εστιασμένες δέσμες ύλης και ενέργειας που πηγάζουν από μια υπερμαζική μαύρη τρύπα. Τα ιονισμένα αέρια που εκτινάσσονται ταχύτατα προς τα έξω από τέτοια βίαια φαινόμενα, μεταφέρουν μαζί τους εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία. Τα φορτισμένα υποατομικά σωματίδια (όπως τα πρωτόνια, που έχουν θετικό ηλεκτρικό φορτίο) επιταχύνονται καθώς περνούν μέσα από αυτά τα κινούμενα πεδία, φτάνοντας μερικές φορές σε ασύλληπτες ταχύτητες. Αν, όμως, αυτό το αέριο συγκρουστεί με άλλα νέφη αερίων, τα υποατομικά σωματίδια αρχίζουν να αναπηδούν ανάμεσά τους σαν μπαλάκια του πινγκ-πονγκ, κερδίζοντας ενέργεια με κάθε αναπήδηση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «επιτάχυνση Φέρμι πρώτης τάξης». Μπορούν να αποκτήσουν τόση ενέργεια, που τελικά εκσφενδονίζονται στο διάστημα σαν πέτρες από καταπέλτη.Ακόμα κι έτσι, το να φτάσουν σωματίδια να κινούνται μόλις μερικά φεμτόμετρα (ένα χιλιοστό του τρισεκατομμυριοστού του χιλιοστού) ανά δευτερόλεπτο πιο αργά από το ίδιο το φως, είναι κάτι το εξωπραγματικό και δεν είναι ξεκάθαρο ποιες συγκεκριμένες διεργασίες εμπλέκονται. Στον δικό μας Γαλαξία δεν υπάρχει καμία γνωστή πηγή ικανή για κάτι τέτοιο, οπότε το σωματίδιο OMG προήλθε κατά πάσα πιθανότητα από κάποιον άλλον γαλαξία. Η δεύτερη υψηλότερης ενέργειας κοσμική ακτίνα που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα, ονομάζεται Amaterasu (Αματεράσου) από την θεά του Ήλιου στη γιαπωνέζικη μυθολογία. Το σωματίδιο Amaterasu είχε ενέργεια  244×1018 eV και φαίνεται να προέρχεται από τον γαλαξία PKS 1717+177, ο οποίος είναι γνωστό ότι διαθέτει εξαιρετικά ισχυρούς πίδακες σωματιδίων που εκπέμπονται από την κεντρική μαύρη τρύπα του. Πολλά άλλα παρόμοια σωματίδια έχουν επίσης συνδεθεί με άλλους ενεργούς γαλαξίες.
Όμως, το μυστήριο βαθαίνει. Η ταχύτητα του σωματιδίου OMG ουσιαστικά παραβιάζει έναν βασικό εμπειρικό κανόνα της αστροφυσικής. Το σύμπαν είναι γεμάτο με ακτινοβολία που έχει απομείνει από τη Μεγάλη Έκρηξη, η οποία ονομάζεται κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου. Πρόκειται για ακτινοβολία πολύ χαμηλής ενέργειας, υπό την προϋπόθεση, βέβαια, ότι δεν κινείσαι με τεράστια ταχύτητα σε σχέση με αυτήν.Ένα σωματίδιο, όμως, που κινείται κοντά στην ταχύτητα του φωτός, «βλέπει» αυτή την ακτινοβολία που έρχεται κατά πάνω του να πολλαπλασιάζεται τρομακτικά σε ενέργεια, εξαιτίας του φαινομένου Doppler. Και σε τέτοιες ταχύτητες, το φαινόμενο αυτό λειτουργεί σε εξωφρενικά ακραίο επίπεδο. Ένα πρωτόνιο που χτυπιέται από τόσο υψηλής ενέργειας φωτόνια, θα έπρεπε λογικά να χάνει ενέργεια και να επιβραδύνεται απότομα. Υπάρχει μάλιστα ένα ακόμα πιο αυστηρό όριο: αν τα φωτόνια που συναντά το πρωτόνιο είναι αρκετά ενεργητικά, το πρωτόνιο θα μετατραπεί σε δύο άλλα υποατομικά σωματίδια, ένα νετρόνιο και ένα πιόνιο, τα οποία με τη σειρά τους διασπώνται γρήγορα σε ακόμα περισσότερα σωματίδια. Τελικά, λοιπόν, πρωτόνια τόσο υπερ-υψηλής ενέργειας που προέρχονται από μακρινούς γαλαξίες, δεν θα έπρεπε να φτάνουν ποτέ σε εμάς.Πώς λοιπόν έφτασε στη Γη το σωματίδιο OMG; Η απάντηση μπορεί να είναι πολύ απλή: ίσως να μην ήταν πρωτόνιο. Οι κοσμικές ακτίνες είναι ένα μείγμα από διάφορα υποατομικά σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων πυρήνων ηλίου ή ακόμα και βαρύτερων στοιχείων. Ένας πυρήνας σιδήρου, για παράδειγμα, που είναι «συνήθης ύποπτος» στις κοσμικές ακτίνες, δεν θα επηρεαζόταν με τον ίδιο τρόπο που επηρεάζεται ένα πρωτόνιο, και θα μπορούσε να επιβιώσει σε αυτό το μακρύ ταξίδι μέχρι τη Γη.Το σωματίδιο OMG είναι η κοσμική ακτινοβολία με την υψηλότερη ενέργεια που έχει ανιχνευθεί ποτέ, αλλά πολλά άλλα έχουν παρατηρηθεί με κάπως χαμηλότερες αλλά και πάλι εντυπωσιακές ενέργειες. Είναι ξεκάθαρο ότι το σύμπαν δεν έχει κανένα πρόβλημα να τα δημιουργήσει, ακόμα κι αν είναι σπάνια.Πέρα από τον εντυπωσιασμό που προκαλούν, αυτά τα σωματίδια μας λένε και κάτι πολύ σημαντικό για το σύμπαν. Εκεί έξω υπάρχουν «μηχανές» ασύλληπτης ισχύος, ικανές να παράγουν σωματίδια με ενέργειες που δεν θα μπορούσαμε καν να ονειρευτούμε να δημιουργήσουμε στη Γη. Τέτοια επίπεδα ενέργειας ήταν συνηθισμένα, σχεδόν πανταχού παρόντα, στο πολύ πρώιμο σύμπαν. Επομένως, το να εντοπίζουμε τέτοια σωματίδια σήμερα είναι σαν να ανοίγουμε μια χαραμάδα στον χρόνο και να κρυφοκοιτάμε το πρώτο κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες: «Where did the ‘Oh-My-God’ particle come from?», Phil Plait – https://www.scientificamerican.com/article/where-did-the-oh-my-god-particle-come-from/

Γραφική παράσταση της ροής των κοσμικών ακτίνων συναρτήσει της ενέργειας. Το τελευταίο σημείο κάτω δεξιά παριστάνει το σωματίδιο OMG με ενέργεια 51 Joules ή 3,2×1020 eV.