Κοσμολογία

Δροσος Γεωργιος · Απρίλιος 20, 2016

ΗΠΑ: Σχέδια για την αναβάθμιση των δίδυμων «κυνηγών» βαρυτικών κυμάτων.

Με τις δύο πανομοιότυπες διατάξεις του, στην Ουάσιγκτον και τη Λουιζιάνα των ΗΠΑ, το πείραμα Advanced LIGO έχει ήδη γράψει ιστορία στη φυσική, αφού στις αρχές Φεβρουαρίου κατάφερε για πρώτη φορά να ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα.

Αυτό ωστόσο κάθε άλλο παρά σημαίνει πως το πείραμα ολοκλήρωσε την αποστολή του. Αντίθετα, όχι μόνο οι διατάξεις συνεχίζουν να αναζητούν βαρυτικά κύματα, αλλά οι επιστήμονες εξετάζουν ήδη τρόπους για να τις αναβαθμίσουν, ώστε να αυξήσουν την ευαισθησία του πειράματος.

Τέτοιοι προτεινόμενοι τρόποι τέθηκαν στο τραπέζι την περασμένη εβδομάδα, σε συνάντηση που οργάνωσε γι’ αυτό τον σκοπό η Ένωση Αμερικανών Φυσικών στο Salt Lake City. Με δεδομένο πως το Advanced LIGO βασίζεται στην απειροελάχιστη παραμόρφωση των αποστάσεων που προκαλούν τα βαρυτικά κύματα, στη συνάντηση κατατέθηκαν ιδέες για το πώς θα μπορούν να ανιχνευθούν παραμορφώσεις μικρότερες από το 0,01% της διαμέτρου του πρωτονίου.

Κάθε ανιχνευτής του Advanced LIGO αποτελείται από δύο σήραγγες μήκους 4 χιλιομέτρων, οι οποίες είναι κάθετες μεταξύ τους. Στην κοινή τους βάση, μία συσκευή διαιρεί μία δέσμη λέιζερ, στέλλοντας από μία σε κάθε σήραγγα. Κάθε δέσμη θα διατρέξει τη σήραγγα, θα ανακλασθεί στο άκρο από ένα κάτοπτρό, και θα επιστρέψει.

Αν οι δέσμες ταξιδέψουν ίσες αποστάσεις, τότε θα γυρίσουν ταυτόχρονα πίσω στη βάση. Αν όμως περάσει από τη διάταξη κάποιο βαρυτικό κύμα, τότε αυτό θα αλλοιώσει τις αποστάσεις που διανύουν οι δέσμες – μία αλλαγή που μπορούν να ανιχνεύσουν οι επιστήμονες.

Όπως είναι φυσικό, για να μετρηθούν τόσο μικρές παραμορφώσεις, θα πρέπει να ξεπερασθούν αρκετά τεχνικά προβλήματα. Πρώτο και καλύτερο, το γεγονός ότι μία απειροελάχιστη δόνηση, ακόμη και από ένα αυτοκίνητο που περνά από την περιοχή, μπορεί να μετακινήσει ελαφρώς τα κάτοπτρα και επομένως να γίνει αιτία για πειραματικό σφάλμα.

Μία στρατηγική για να απομονωθούν ακόμη πιο αποτελεσματικά οι διατάξεις από τέτοιους τοπικούς «θορύβους» είναι τα κάτοπτρα να μην αγγίζουν το έδαφος, αλλά να αιωρούνται κρεμασμένα από σκαλωσιές. Παράλληλα, σεισμογράφοι θα καταμετρούν την παραμικρή μετακίνηση του εδάφους, ώστε σε πραγματικό χρόνο να μεταβάλλεται η θέση των κατόπτρων για να παραμείνει σταθερή η απόστασή τους από την κοινή βάση.

Μία τέτοια λύση, όμως, θα σήμαινε πως τα κάτοπτρα δεν θα επηρεάζονταν από τα τοπικά μικροτραντάγματα, αλλά μόνο από τις δονήσεις που προέρχονται από μεγάλες αποστάσεις – ακόμη κι από έναν σεισμό με επίκεντρο την Αυστραλία. Επομένως, για να λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο και οι σεισμογράφοι, και αυτοί δεν θα έρχονται σε επαφή με το έδαφος, αλλά θα αιωρούνται επίσης κρεμασμένοι από ειδικές σκαλωσιές.

Εκτός από τεχνικά προβλήματα όπως το παραπάνω, για να αυξηθεί η ευαισθησία του πειράματος θα πρέπει να λυθεί ένα ακόμη πιο θεμελιώδες εμπόδιο, το οποίο προέρχεται από την κβαντική φυσική. Ο λόγος είναι πως, στην περίπτωση βαρυτικών κυμάτων πάνω από μία συγκεκριμένη συχνότητα (περίπου 1 kHz), μπαίνουν περιορισμοί από την αρχή της απροσδιοριστίας.

Αυτό το βασικό αξίωμα της κβαντομηχανικής, το οποίο διατύπωσε ο Γερμανός Βέρνερ Χάιζενμπεργκ τη δεκαετία του 1920, έχει εφαρμογή σε συγκεκριμένα ζεύγη φυσικών μεγεθών, όπως για παράδειγμα στη θέση και την ορμή, βάζοντας ένα όριο στην ακρίβεια των μετρήσεών τους. Έτσι, για παράδειγμα, όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση της θέσης ενός σωματιδίου, τόσο λιγότερο ακριβής είναι η μέτρηση της ταχύτητάς του.

Στην περίπτωση του Advanced LIGO, η αρχή της αβεβαιότητας σημαίνει πως όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση της έντασης των δεσμών, τόσο λιγότερο ακριβής είναι η μέτρηση της φάσης των κυμάτων φωτός, από την οποία προκύπτουν οι ανιχνεύσεις των κυμάτων.

Για να παρακαμφθεί το αξίωμα, Δανοί φυσικοί πρότειναν οι δέσμες να περνούν μέσα από έναν ειδικό κρύσταλλο. Το αποτέλεσμα θα είναι να μπορεί να μετρηθεί η φάση των κυμάτων με μικρότερο σφάλμα, «εις βάρος» της ακρίβειας κατά τη μέτρηση της έντασης.

Μαζί με τις υπόλοιπες ιδέες, η τεχνική αυτή θα αξιοποιηθεί στην επόμενη φάση βελτιώσης του Advanced LIGO. Όταν έγινε η προηγούμενη αναβάθμιση του πειράματος, η οποία ολοκληρώθηκε τον περασμένο φθινόπωρο και κόστισε 200 εκατομμύρια δολάρια, δεν ήταν έτοιμη για να εφαρμοσθεί.

http://www.naftemporiki.gr/story/1096098/ipa-sxedia-gia-tin-anabathmisi-ton-didumon-kunigon-barutikon-kumaton

Δροσος Γεωργιος · Απρίλιος 27, 2016

Ο δορυφόρος MicroSCOPE και η αρχή της ισοδυναμίας.

To σωτήριο έτος 1589, λέει ο θρύλος, ο Γαλιλαίος Γαλιλέι ανέβηκε στον Κεκλιμένο Πύργο της Πίζας και άρχισε να πετά σφαίρες από διάφορα υλικά, προκειμένου να δείξει ότι όλες πέφτουν ταυτόχρονα στο έδαφος ανεξάρτητα από το βάρος τους.

Αν και το πείραμα πιθανότατα δεν πραγματοποιήθηκε ποτέ, η Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν δικαίωσε την πρόβλεψη του Γαλιλαίου τον περασμένο αιώνα.

Όμως ο Αϊνστάιν και ο Γαλιλαίος θα μπορούσαν να διαψευστούν από έναν δορυφόρο που εκτοξεύτηκε με πύραυλο Soyuz τα ξημερώματα της Τετάρτης από το ευρωπαϊκό διαστημικό κέντρο στο Κουρού της Γαλλικής Γουιάνας.

Ο γαλλικός δορυφόρος MicroSCOPE δεν θα ρίξει σφαίρες από το Διάστημα στη Γη για να διαπιστωθεί αν θα φτάσουν ταυτόχρονα στο έδαφος. Θα περιέχει όμως δύο ομόκεντρους κυλίνδρους από διαφορετικά υλικά, ο ένας από τιτάνιο και ο άλλος από κράμα πλατίνας-ροδίου, και θα ελέγξει εάν κάποιος από τους δύο δέχεται μεγαλύτερη έλξη από το βαρυτικό πεδίο της Γης.

Μια τέτοια διαφορά θα διέψευδε μια βασική παραδοχή της Γενικής Σχετικότητας που ονομάζεται «αρχή της ισοδυναμίας» και παντρεύει δύο ελαφρώς διαφορετικές έννοιες της μάζας.

Η πρώτη είναι η αδρανειακή μάζα, η οποία καθορίζει πόσο αντιστέκεται στην κίνηση ένα αντικείμενο που ωθείται από μια δύναμη. Η δεύτερη είναι η βαρυτική μάζα, η οποία καθορίζει πόσο ισχυρή είναι η δύναμη της βαρύτητας που δέχεται το αντικείμενο.

Σύμφωνα με την αρχή της ισοδυναμίας, η βαρύτητα και η επιτάχυνση είναι το ίδιο πράγμα, επομένως η αδρανειακή και η βαρυτική μάζα είναι επίσης ένα και το αυτό, ανεξάρτητα από το βάρος ή τη σύσταση ενός αντικειμένου.

Η παραδοχή του Αϊνστάιν έχει επιβεβαιωθεί με προηγούμενα πειράματα με ακρίβεια ενός μέρους στα δέκα τρισεκατομμύρια. Πολλοί φυσικοί θα ήθελαν όμως να τη δουν να διαψεύδεται: η Γενική Σχετικότητα δεν έχει συμφιλιωθεί μέχρι σήμερα με την κβαντική μηχανική, και ορισμένες από τις λύσεις που έχουν προταθεί για αυτή τη διαφωνία, όπως η θεωρία των χορδών, παραβιάζουν την αρχή της ισοδυναμίας.

Ο δορυφόρος MicroSCOPE υπόσχεται τώρα να επιβεβαιώσει ή να διαψεύσει τον Αϊνστάιν με ακρίβεια ενός μέρους στο τετράκις εκατομμύριο. Μέσα στο σκάφος αιωρούνται δύο κύλινδροι διαφορετικού μεγέθους αλλά ίδιας μάζας, ο ένας από τιτάνιο και ο άλλος από ένα κράμα πλατίνας-ροδίου.

Αν η αρχή της ισοδυναμίας ευσταθεί, τα δύο σώματα θα κινούνται ακριβώς στην ίδια τροχιά και θα παραμένουν ευθυγραμμισμένα. Αν όχι, ένας από τους δύο κυλίνδρους θα κινηθεί ανεπαίσθητα πιο κοντά στη Γη σε σχέση με τον δεύτερο.

Το τροχιακό πείραμα, κόστους 200 εκατομμυρίων δολαρίων, χρηματοδοτήθηκε κυρίως από το Γαλλικό Εθνικό Κέντρο Διαστημικών Ερευνών (CNES). Το ποσό θεωρείται μάλλον μικρό για μια τέτοια φιλόδοξη αποστολή, η οποία θα επιχειρήσει να διαψεύσει τη Γενική Σχετικότητα.

Αν το καταφέρει, ένα νέο παράθυρο θα ανοίξει για την πολυπόθητη συμφιλίωση του Αϊνστάιν με το μικρόκοσμο της κβαντομηχανικής. Και η εικόνα μας για τη βαρύτητα και το Σύμπαν θα αλλάξει.

Για την ιστορία, το πείραμα πτώσης του Γαλιλαίου πιθανότατα δεν συνέβη ποτέ. Η πρώτη αναφορά στη θρυλική επίδειξη ήρθε μετά το θάνατο του Γαλιλαίου από τον βοηθό του Βιντσένζο Βιβιάνι, σύμφωνα με τον οποίο ο δάσκαλός του ήθελε να διαψεύσει την άποψη του Αριστοτέλη ότι τα βαριά αντικείμενα πέφτουν ταχύτερα από τα ελαφρά.

Ο Γαλιλαίος είχε περιγράψει παρόμοια πειράματα το 1683. Πιθανότατα, όμως, οι μόνες δοκιμές που πραγματοποίησε για το θέμα είχαν να κάνουν με σφαίρες που κατρακυλούσαν σε ράμπες.

Το πείραμα του MicroSCOPE, το οποίο προγραμματίζεται να διαρκέσει δύο χρόνια, θα είναι εκατομμύρια φορές πιο ακριβές.

http://physicsgg.me/2016/04/26/%ce%bf-%ce%b4%ce%bf%cf%81%cf%85%cf%86%cf%8c%cf%81%ce%bf%cf%82-microscope-%ce%ba%ce%b1%ce%b9-%ce%b7-%ce%b1%cf%81%cf%87%ce%ae-%cf%84%ce%b7%cf%82-%ce%b9%cf%83%ce%bf%ce%b4%cf%85%ce%bd%ce%b1%ce%bc%ce%af/

Δροσος Γεωργιος · Μάιος 4, 2016

3 εκατ. δολάρια για τους ερευνητές του LIGO για την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων. Ανάμεσά τους 5 Έλληνες.

Τρία εκατομμύρια δολάρια που συνοδεύουν το Βραβείο Breakthrough, θα μοιρασθούν οι συνολικά 1.015 επιστήμονες της ερευνητικής κοινοπραξίας LIGO (μεταξύ αυτών και πέντε ελληνικής καταγωγής), οι οποίοι είχαν ανακοινώσει τον Φεβρουάριο ότι ανακάλυψαν τα βαρυτικά κύματα.

Οι τρεις επικεφαλής επιστήμονες που σχεδίασαν το πείραμα, θα μοιρασθούν στα τρία ένα εκατομμύριο δολάρια. Πρόκειται για τους ομότιμους πλέον καθηγητές φυσικής Ρόναλντ Ντρέβερ (Τεχνολογικό Ινστιτούτο Καλιφόρνια-Caltech), Κιπ Θορν (Caltech) και Ράινερ Γουάις (ΜΙΤ).

Τα υπόλοιπα δύο εκατομμύρια δολάρια θα μοιρασθούν εξίσου στα 1.012 μέλη της κοινοπραξίας LIGO (από 1.976 δολάρια ο καθένας). Μεταξύ αυτών είναι η αστροφυσικός Βίκυ Καλογερά, καθηγήτρια του Πανεπιστημίου Northwestern των ΗΠΑ, καθώς επίσης οι Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης και Αντώνης Κοντός από το ΜΙΤ, ο Αντώνης Μυτίδης από το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα και ο Μιχάλης Αγάθος από το Εθνικό Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής και Φυσικής Υψηλών Ενεργειών (NIKHEF) της Ολλανδίας.

Η επιτροπή επιλογής ανακοίνωσε ότι το φετινό Ειδικό Βραβείο Breakthrough στη Θεμελιώδη Φυσική θα απονεμηθεί σε αναγνώριση της ιστορικής ανακάλυψης των βαρυτικών κυμάτων, που είχαν προβλεφθεί από τον ‘Αλμπερτ Αϊνστάιν πριν από έναν αιώνα, αλλά έως τώρα δεν είχε καταστεί δυνατό να ανιχνευθούν.

Το βραβείο θα απονεμηθεί στο τέλος του 2016, μαζί με τα υπόλοιπα κανονικά ετήσια βραβεία Breakthrough, που θα απονεμηθούν για πέμπτη συνεχόμενη χρονιά. Δημιουργός των γενναιόδωρων επιστημονικών βραβείων -των πιο πλουσιοπάροχων παγκοσμίως- είναι ο ρώσος δισεκατομμυριούχος Γιούρι Μίλνερ, σε συνεργασία με άλλες προσωπικότητες όπως ο Μαρκ Ζάκερμπεργκ του Facebook και ο Σεργκέι Μπριν της Google. Ανάλογο ειδικό βραβείο Breakthrough είχε δοθεί στην επιστημονική ομάδα του CERN που ανακάλυψε το σωματίδιο Χιγκς.

Ο διάσημος φυσικός Στίβεν Χόκινγκ, ο οποίος είχε πάρει το βραβείο Breakthrough το 2013 και είναι μέλος της επιτροπής επιλογής, σχολίασε ότι «η ανακάλυψη έχει τεράστια σημασία και η ομάδα LIGO αξίζει απολύτως το Ειδικό Βραβείο Breakthrough».

Τα θεωρητικά θεμέλια του πειράματος LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ή «Παρατηρητηρίου Βαρυτικών Κυμάτων μέσω Συμβολομέτρου Λέιζερ» τέθηκαν στη δεκαετία του 1960 και η κατασκευή των ανιχνευτών έγινε μεταξύ 1994-2002. Μετά από μια μείζονα αναβάθμιση την περίοδο 2010-15, κατέστη τελικά δυνατό να ανιχνευθούν -ως ανεπαίσθητη στρέβλωση του χωροχρόνου- τα περαστικά από τη Γη βαρυτικά κύματα που δημιουργήθηκαν από δύο συγκρουόμενες μακρινές μαύρες τρύπες, εγκαινιάζοντας έτσι μια νέα εποχή αστρονομίας βαρυτικών κυμάτων.

Το φετινό Βραβείο Κοσμολογίας Gruber

Άλλο ένα βραβείο προσέθεσε στη συλλογή της η επιστημονική «τριάδα», που έπαιξε τον καθοριστικό ρόλο στην ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων, η οποία ανακοινώθηκε στις 11 Φεβρουαρίου από την ερευνητική κοινοπραξία LIGO.

Το Ίδρυμα Gruber ανακοίνωσε ότι το ομώνυμο διεθνές βραβείο κοσμολογίας για το 2016 απονέμεται στους Aμερικανούς ομότιμους καθηγητές φυσικής Ρόναλντ Ντρέβερ (Τεχνολογικό Ινστιτούτο Καλιφόρνια-Caltech), Κιπ Θορν (Caltech) και Ράινερ Γουάις (ΜΙΤ).

Οι τρεις συνεργάστηκαν και έθεσαν στις δεκαετίες 1960-70 τόσο τα θεωρητικά θεμέλια για την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων, που είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν πριν από έναν αιώνα, όσο και τον βασικό σχεδιασμό για την κατασκευή των ανιχνευτών LIGO.

Το Βραβείο Gruber συνοδεύεται από το ποσό των 500.000 δολαρίων, το οποίο θα μοιρασθούν εξίσου οι τρεις επιστήμονες. Η απονομή θα γίνει στις 12 Ιουλίου, στο πλαίσιο της Διεθνούς Συνδιάσκεψης για τη Γενική Σχετικότητα και τη Βαρύτητα, που θα πραγματοποιηθεί στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια της Νέας Υόρκης.

Το εν λόγω υψηλού κύρους βραβείο άρχισε να απονέμεται το 2000 σε κοσμολόγους, αστροφυσικούς και αστρόνόμους και έκτοτε με αυτό έχουν τιμηθεί κορυφαίοι επιστήμονες. Το μη κερδοσκοπικό Ίδρυμα Gruber έχει την έδρα του στο Πανεπιστήμιο Γιέηλ των ΗΠΑ.

https://physicsgg.me/2016/05/04/3-%CE%B5%CE%BA%CE%B1%CF%84-%CE%B4%CE%BF%CE%BB%CE%AC%CF%81%CE%B9%CE%B1-%CE%B3%CE%B9%CE%B1-%CF%84%CE%BF%CF%85%CF%82-%CE%B5%CF%81%CE%B5%CF%85%CE%BD%CE%B7%CF%84%CE%AD%CF%82-%CF%84%CE%BF%CF%85-ligo/

Δροσος Γεωργιος · Μάιος 6, 2016

Σωματιδιακή φυσική με πρωτόνια, άτομα και μαύρες τρύπες.

Μια διάλεξη του Σάββα Δημόπουλου για την έρευνα στη φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο,

στον LHC, τα ατομικά συμβολόμετρα και το προηγμένο παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων LIGO:

https://physicsgg.me/2016/05/06/%CF%83%CF%89%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CE%BA%CE%AE-%CF%86%CF%85%CF%83%CE%B9%CE%BA%CE%AE-%CE%BC%CE%B5-%CF%80%CF%81%CF%89%CF%84%CF%8C%CE%BD%CE%B9%CE%B1-%CE%AC%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1/

Δροσος Γεωργιος · Μάιος 16, 2016

Ανιχνευτής ψάχνει για ενδείξεις ύπαρξης ενός «γειτονικού» παράλληλου σύμπαντος.

Σημάδια που θα «πρόδιδαν» την παρουσία ενός «γειτονικού» παράλληλου σύμπαντος, αναζητούν φυσικοί από το βελγικό Πανεπιστήμιο της Ναμίρ, σε συνεργασία με συναδέλφους τους από το πανεπιστήμιο της Γκρενόμπλ στη Γαλλία. Γι’ αυτό τον σκοπό, η ομάδα έχει εγκαταστήσει στην Γκρενόμπλ έναν ανιχνευτή νετρονίων, ο οποίος από τις ιδιότητες αυτών των στοιχειωδών σωματιδίων θα μπορούσε να επαληθεύσει, όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες, την ύπαρξη του παράλληλου «κόσμου» που βρίσκεται πλησιέστερα στο δικό μας σύμπαν.

Στο «στόχαστρο» της ομάδας βρίσκεται η κοσμολογική υπόθεση που προέκυψε από τη Θεωρία-Μ, μία θεωρία που προσπαθεί να «συμφιλιώσει» την κβαντομηχανική με τη Γενική Σχετικότητα υποστηρίζοντας πως υπάρχουν περισσότερες διαστάσεις από τις τέσσερις για τον χώρο και τη μία για τον χρόνο, με τις οποίες είμαστε όλοι εξοικειωμένοι.

Από τη Θεωρία-Μ προκύπτει πως το ίδιο το σύμπαν μας ίσως είναι μία τετραδιάστατη οντότητα («βράνη») που «επιπλέει» σε έναν πενταδιάστατο υπερχώρο, με τον ίδιο τρόπο που στην καθημερινότητά μας ένα δισδιάστατο φύλλο χαρτιού υπάρχει στον τρισδιάστατο συμβατικό χώρο. Και μάλιστα, σε αυτό τον υπερχώρο «συγκατοικεί» με άλλες ανάλογες τετραδιάστες οντότητες («βράνες»), δηλαδή παράλληλα σύμπαντα.

Με βάση το παραπάνω μοντέλο, τα παράλληλα σύμπαντα απέχουν κατά μια συγκεκριμένη απόσταση μέσα σε αυτόν τον υπερχώρο, ενώ δεν ανταλλάσσουν σωματίδια, αφού αυτά δεν μπορούν να κινηθούν στην πέμπτη διάσταση. Επομένως, ο μόνος τρόπος που αλληλεπιδρούν οι βράνες είναι η βαρύτητα, η οποία δρα στον υπερχώρο.

Όμως η γαλλοβελγική ομάδα υποστηρίζει πως, αν και όντως τα σωματίδια μίας βράνης είναι κατά κανόνα εγκλωβισμένα σε αυτήν, λόγω ενός φαινομένου της κβαντομηχανικής («φαινόμενο σήραγγας»), ένας πολύ μικρός αριθμός θα πρέπει να μπορούν να «διαφύγουν» από το σύμπαν τους στην πλησιέστερη βράνη. Μάλιστα, πρώτα σε αυτές τις «αποδράσεις» είναι τα νετρόνια, τα οποία δεν έχουν φορτίο και επομένως δεν υπόκεινται σε ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις.

Ο ανιχνευτής του πειράματος βρίσκεται λίγα μέτρα από τον ερευνητικό πυρηνικό αντιδραστήρα του Ινστιτούτου Laue-Langevin (ILL) στην Γκρενόμπλ, καταγράφοντας τα νετρόνια που παράγονται από τις πυρηνικές διασπάσεις. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, τα περισσότερα νετρόνια παραμένουν παγιδευμένα στη «βράνη» μας, ξεκινώντας από τον αντιδραστήρα και καταλήγοντας στον ανιχνευτή.

Ωστόσο, με βάση την υπόθεσή τους, ένας πολύ μικρός αριθμός των σωματιδίων του αντιδραστήρα «δραπετεύουν» στο πλησιέστερο παράλληλο σύμπαν και μετά επιστρέφουν ξανά στον «κόσμο» μας.

Έτσι αυτή η πρόσκαιρη «απόδραση» θα επηρεάσει την κυματοσυνάρτησή τους και επομένως τις ιδιότητές τους.

http://www.naftemporiki.gr/story/1103379/anixneutis-psaxnei-gia-endeikseis-uparksis-enos-geitonikou-parallilou-sumpantos

Δροσος Γεωργιος · Μάιος 18, 2016

Επιβεβαιώνεται η θεωρία του Αϊνστάιν με τη δημιουργία του μεγαλύτερου 3D χάρτη του διαστήματος

Ηταν 1905 όταν ο Αϊνστάιν δημοσίευε την θεωρία που θα έφερνε επανάσταση στον χώρο της φυσικής, αλλά και στην μελέτη του κόσμου. Την θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας. Σε αυτή, ανάμεσα σε πολλά ακόμα συμπεράσματα, ο Αϊνστάιν ισχυρίστηκε πως η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι η ίδια για όλους τους παρατηρητές, ανεξάρτητα από την πηγή. Λίγα χρόνια αργότερα, το 1915, προχώρησε στην Γενική Σχετικότητα, με την οποία αποδείκνυε πως η βαρύτητα είναι ουσιαστικά μια στρέβλωση του χωροχρόνου.

Οι θεωρίες του Αϊνστάιν έδωσαν ένα μεγάλο πάτημα στους αστροφυσικούς, ώστε αυτοί να μελετήσουν πολύ αναλυτικότερα την συμπεριφορά και την εξέλιξη του σύμπαντος. Ωστόσο, η επιταχυνόμενη διαστολή του κόσμου, έβαλε πολλά ερωτήματα στα μυαλά των επιστημόνων. Αρκετοί ήταν αυτοί που αμφισβήτησαν την εγκυρότητα των εξισώσεων του Αϊνστάιν, αλλά και ολόκληρη την θεωρία της σχετικότητας.

Ωστόσο, η Γενική Σχετικότητα επιβεβαιώνεται από πάρα πολλές ενδείξεις και πλέον θεωρείται δεδομένη η ακρίβεια της. Ενα πρόσφατο πείραμα μιας διεθνούς ερευνητικής ομάδας, φρόντισε να αποδείξει με τον πιο... σαφή τρόπο πως ο σπουδαίος φυσικός είχε απόλυτο δίκιο.

Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το τηλεσκόπιο Subaru, η ομάδα από το πανεπιστήμιο του Τόκιο δημιούργησε τον μεγαλύτερο και «βαθύτερο» τρισδιάστατο χάρτη του διαστήματος ως και σήμερα. Στον χάρτη του ιαπωνικού πανεπιστημίου περιλαμβάνονται περισσότεροι από 3.000 γαλαξίες, ενώ οι διαστάσεις του αντιστοιχούν σε 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός!

Για να εξετάσει την θεωρία του Αϊνστάιν, η ομάδα χρησιμοποίησε πληροφορίες που συλλέχθηκαν από το FastSound Project τα προηγούμενα χρόνια. Με επικεφαλής τον Dr. Teppei Okumura, οι ερευνητές προσπάθησαν να εξακριβώσουν την πηγή της προέλευσης της κοσμικής «επιτάχυνσης», μελετώντας τις μετατοπίσεις των γαλαξιών από τα δεδομένα του τηλεσκοπίου Subaru.

Το εύρος και η εμβάθυνση της έρευνας είναι αξιομνημόνευτο, καθώς πρόκειται ίσως για την μεγαλύτερη μελέτη γύρω από την ταχύτητα, τις αποστάσεις και την συμπεριφορά των γαλαξιών. Η απόσταση των 13 δισεκατομμυρίων ετών φωτός που έφτασε η έρευνα, δεν είχε πραγματοποιηθεί ποτέ ξανά. Σε κάθε αντίστοιχη έρευνα, ο αριθμός των δισεκατομμυρίων ήταν μονοψήφιος.

Αυτή η τεράστια έρευνα λοιπόν, απέδειξε για ακόμα μια φορά (με πλήρως εμφατικό τρόπο) πως ο μεγαλύτερος φυσικός του 20ου αιώνα ήταν απόλυτα σωστός. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα με όσα θα προέβλεπε η Γενική Σχετικότητα και η κοσμολογική σταθερά, η έρευνα έδωσε πράσινο φως.

«Εξετάσαμε την Γενική Σχετικότητα σε βαθμό που κανείς ως τώρα δεν είχε κάνει. Είναι προνόμιο για εμάς το γεγονός ότι δημοσιεύουμε τα αποτελέσματα μας σχεδόν έναν αιώνα μετά από αυτή την συγκλονιστική ανακάλυψη» τόνισε ο κ. Okumura.

Θα μπορούσε κανείς να πει, πως το μόνο... λάθος του Αϊνστάιν, ήταν ότι ποτέ δεν πίστεψε στην κοσμολογική σταθερά που ο ίδιος ανακάλυψε. Είχε μάλιστα δηλώσει πως ήταν η μεγαλύτερη αποτυχία του! Οι ενδείξεις όμως αποδεικνύουν το αντίθετο...

https://www.youtube.com/watch?v=RAiPZ_oUPI4

http://www.pronews.gr/portal/20160517/%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%B5%CF%83/%CE%B5%CF%80%CE%B9%CE%B2%CE%B5%CE%B2%CE%B1%CE%B9%CF%8E%CE%BD%CE%B5%CF%84%CE%B1%CE%B9-%CE%B7-%CE%B8%CE%B5%CF%89%CF%81%CE%AF%CE%B1-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CE%B1%CF%8A%CE%BD%CF%83%CF%84%CE%AC%CE%B9%CE%BD-%CE%BC%CE%B5-%CF%84%CE%B7-%CE%B4%CE%B7%CE%BC%CE%B9%CE%BF%CF%85%CF%81%CE%B3%CE%AF%CE%B1-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CE%BC%CE%B5%CE%B3%CE%B1%CE%BB%CF%8D%CF%84%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%85-3d-%CF%87%CE%AC%CF%81%CF%84%CE%B7

Δροσος Γεωργιος · Μάιος 30, 2016

Το φάσμα των βαρυτικών κυμάτων.

Όπως τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έτσι και τα βαρυτικά κύματα διαθέτουν φάσμα συχνοτήτων (ή μηκών κύματος). Κάθε «χρώμα» αποκαλύπτει διάφορα κοσμικά γεγονότα.

http://physicsgg.me/2016/05/28/%cf%84%ce%bf-%cf%86%ce%ac%cf%83%ce%bc%ce%b1-%cf%84%cf%89%ce%bd-%ce%b2%ce%b1%cf%81%cf%85%cf%84%ce%b9%ce%ba%cf%8e%ce%bd-%ce%ba%cf%85%ce%bc%ce%ac%cf%84%cf%89%ce%bd/

Δροσος Γεωργιος · Ιούνιος 1, 2016

Το κοσμολογικό πρόβλημα του λιθίου.

Τα άστρα όπως ο Ήλιος μας, συνίστανται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο (4He), περιέχουν όμως και στοιχεία βαρύτερα του 4He ανάλογα με το μέγεθος και την ηλικία τους.

Η ανάλυση των φασματικών γραμμών του φωτός των άστρων μας αποκαλύπτει τα στοιχεία που περιέχονται στην εξωτερική τους ατμόσφαιρα. Οι αστρονόμοι όταν αναφέρονται στην αφθονία βαρύτερων του 4He στοιχείων στα άστρα χρησιμοποιούν τον όρο μεταλλικότητα. Η μεταλλικότητα των άστρων στον γαλαξία μας μεταβάλλεται. Για παράδειγμα κατά μήκος 10000 ετών φωτός προς το εξωτερικό του δίσκου του Γαλαξία μας, η μεταλλικότητα εν γένει μειώνεται κατά 35%.

Όμως αν εξετάσουμε ξεχωριστά τα βαρύτερα στοιχεία διαφόρων άστρων με χαμηλές – αλλά έως και δυο τάξεις μεγέθους διαφορετικές – μεταλλικότητες, τότε θα διαπιστώσουμε ότι το ισότοπο του λιθίου 7Li, περιέχεται σχεδόν με την ίδια σχετική αφθονία (το ίδιο ισχύει και για το ισότοπο 6Li). Πως είναι δυνατόν άστρα με τόσο διαφορετική συμπεριφορά να ταυτίζονται ως προς την σχετική περιεκτικότητα του λιθίου; Αυτό οδήγησε στο συμπέρασμα ότι το λίθιο αυτών των άστρων είναι αρχέγονης προέλευσης: δεν σχηματίζεται στο εσωτερικό τους, αλλά κατά την διάρκεια της πυρηνοσύνθεσης στις πρώτες στιγμές της Μεγάλης Έκρηξης.

Το θεωρητικό μοντέλο που εξηγεί ποιοτικά και ποσοτικά τον σχηματισμό και την αφθονία των πυρήνων κατά τη διάρκεια των πρώτων λεπτών της Μεγάλης Έκρηξης συνήθως στη βιβλιογραφία αναφέρεται με τα αρχικά ΒΒΝ (Big Βang Νucleosynthesis – Πυρηνοσύνθεση Μεγάλης Έκρηξης).

Οι διαδοχικές πυρηνικές αντιδράσεις που έλαβαν χώρα από ~1 sec μέχρι ~3 min μετά την Μεγάλη Έκρηξη.

Η θεωρία της αρχέγονης πυρηνοσύνθεσης περιγράφει τον σχηματισμό των ελαφρών πυρήνων 2Η (ή D = δευτέριο), 3He, 4He και 7Li στο χρονικό διάστημα από ~1sec μέχρι ~3 min μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Οι θεωρητικές προβλέψεις της αφθονίας των ελαφρών στοιχείων προκύπτουν χρησιμοποιώντας τις γνωστές ενεργές διατομές πυρηνικών αντιδράσεων και ασθενών – ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων, από την πυρηνική φυσική και το Καθιερωμένο Πρότυπο αντίστοιχα. Αυτές οι προβλέψεις βρίσκονται εν γένει σε καλή συμφωνία με τις αφθονίες των ελαφρών στοιχείων που δίνουν οι αστρονομικές παρατηρήσεις. Κι αυτό είναι μια από τις μεγαλύτερες επιτυχίες της κοσμολογίας της Μεγάλης Έκρηξης.

Η θεωρία της Πυρηνοσύνθεσης στην Μεγάλη Έκρηξη άλλαξε δραματικά εξαιτίας των νέων δεδομένων που προέκυψαν κατά την τελευταία δεκαετία. Οι μετρήσεις κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου από το WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) προσδιόρισαν με εκπληκτική ακρίβεια τον λόγο αριθμού βαρυονίων προς τον αριθμό φωτονίων ηbWMAP= (6.23 ± 0.17) × 10−10, ένας αριθμός που παλιότερα υπεισέρχονταν ως παράμετρος στους υπολογισμούς της θεωρίας ΒΒΝ.

Έτσι, οι αβεβαιότητες στους υπολογισμούς των αρχέγονων αφθονιών των ελαφρών πυρήνων δευτερίου, ηλίου και λιθίου συρρικνώθηκαν σε πρωτοφανή επίπεδα.

Η σύγκριση των ποσοτήτων που υπολογίζει η θεωρία BBN βρίσκεται σε εκπληκτική συμφωνία με τις ποσότητες που δίνει η παρατηρησιακή αστρονομία, με εξαίρεση το λίθιο.

Η τιμή της αφθονίας του λιθίου που υπολογίζει η θεωρία της πυρηνοσύνθεσης είναι περίπου 2 έως 5 φορές μεγαλύτερη από εκείνη που δίνουν οι παρατηρήσεις της αστρονομίας. Η απόκλιση αυτή ονομάζεται «κοσμολογικό πρόβλημα του λιθίου».

Αν θεωρήσουμε ότι το λίθιο που ανιχνεύεται στα άστρα δεν έχει αρχέγονη προέλευση, τότε το πρόβλημα συνεχίζει να υφίσταται. Απλά παύει να συνοδεύεται από τον εντυπωσιακό τίτλο «κοσμολογικό» και μεταπίπτει σε ένα συνηθισμένο «αστροφυσικό» πρόβλημα. Αν όμως έχει πράγματι αρχέγονη προέλευση τότε το κοσμολογικό πρόβλημα του λιθίου μπορεί να έχει τριών ειδών λύσεις (ή συνδυασμούς αυτών):

1) την λύση της αστροφυσικής, που θα εξετάσει τα πιθανά συστηματικά σφάλματα ή (και) θα αναθεωρήσει την μεθοδολογία των μετρήσεων που υποτιμούν την ποσότητα του αρχέγονου λιθίου-7 στα άστρα.

2) την λύση της πυρηνικής φυσικής, που θα διερευνήσει νέες πυρηνικές αντιδράσεις, πιθανούς συντονισμούς ή θα εντοπίσει σφάλματα στις ενεργές διατομές των ήδη γνωστών αντιδράσεων. Αν οι αλλαγές αυτές οδηγήσουν σε μικρότερες αφθονίες αρχέγονου 7Li (ή του 7Be διαμέσου του οποίου κυρίως σχηματίζεται το 7Li), τότε το πρόβλημα εξαφανίζεται.

3) την λύση πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων, παίρνοντας υπόψη νέα σωματίδια που ανήκουν στην σκοτεινή ύλη και την υπερσυμμετρική θεωρία

Τον τρίτο δρόμο επίλυσης του προβλήματος του λιθίου, πέραν του καθιερωμένου μοντέλου ακολουθούν πολλοί φυσικοί, π.χ. οι Βασίλης Σπανός et al: «Nuclear Reaction Uncertainties, Massive Gravitino Decays and the Cosmological Lithium Problem» και «Bound-State Effects on Light-Element Abundances in Gravitino Dark Matter Scenarios» ,

και πιο πρόσφατα οι Ανδρέας Γουδέλης et al με την εργασία τους «A light particle solution to the cosmic lithium problem» , που θεωρούν ότι η λύση του προβλήματος θα μπορούσε να βρίσκεται σε υποθετικά σωμάτια Χ που είναι ελαφρά και ηλεκτρικά ουδέτερα. Ο Γουδέλης και οι συνεργάτες του απέδειξαν ότι η παραγωγή του βηρυλλίου-7 μπορεί να μειώνεται εξαιτίας των ελαφρών, ουδέτερων σωματιδίων Χ που αλληλεπιδρούν άμεσα με τα νουκλεόνια και μπορούν να διασπούν τους πυρήνες βηρυλλίου-7 και δευτερίου. Αυτή η τροποποίηση στην θεωρία πυρηνοσύνθεσης της Μεγάλης Έκρηξης μειώνει την ποσότητα του παραγόμενου αρχέγονου λιθίου-7 στην τιμή που προκύπτει από τις παρατηρήσεις των άστρων διατηρώντας παράλληλα τις ποσότητες του δευτερίου και του ηλίου στις επιθυμητές τιμές.

Καλύτερα όμως να ακούσουμε τον ίδιο τον Ανδρέα Γουδέλη να εξηγεί τα αποτελέσματα της έρευνάς του στο βίντεο που ακολουθεί:

http://physicsgg.me/2016/05/29/%cf%84%ce%bf-%ce%ba%ce%bf%cf%83%ce%bc%ce%bf%ce%bb%ce%bf%ce%b3%ce%b9%ce%ba%cf%8c-%cf%80%cf%81%cf%8c%ce%b2%ce%bb%ce%b7%ce%bc%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%bb%ce%b9%ce%b8%ce%af%ce%bf%cf%85/

Δροσος Γεωργιος · Ιούνιος 3, 2016

Το σύμπαν επεκτείνεται ταχύτερα από ό,τι νόμιζαν έως τώρα οι επιστήμονες.

Μια πολύ σημαντική και απρόσμενη ανακάλυψη έκαναν αμερικανοί αστρονόμοι, με την βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου «Χαμπλ».

Το σύμπαν επεκτείνεται με ρυθμό ταχύτερο -κατά 5% έως 7%- από ό,τι πίστευαν έως τώρα οι επιστήμονες.

Ο νέος υπολογισμός βασίζεται σε μετρήσεις των αποστάσεων από περίπου 2.400 άστρα σε 19 γαλαξίες. Οι νέες εκτιμήσεις έχουν μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ και μειώνουν μόνο στο 2,4% το ποσοστό αβεβαιότητας για τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος. Οι προσπάθειες συνεχίζονται για να κατέβει η αβεβαιότητα περαιτέρω στο 1%.

Με βάση τις νέες μετρήσεις, ο ρυθμός επέκτασης, γνωστός και ως «σταθερά του Χαμπλ», εκτιμάται ότι είναι 73,2 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά μεγαπαρσέκ (ένα μεγαπαρσέκ ισοδυναμεί με 3,26 εκατομμύρια έτη φωτός). Αυτό σημαίνει ότι οι κοσμικές αποστάσεις ανάμεσα στα ουράνια σώματα (και τη Γη) θα διπλασιασθούν σε 9,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον νομπελίστα Άνταμ Ρις του διαστημικού ινστιτούτου Space Telescope Science Institute και του Πανεπιστημίου Τζον Χόπκινς στη Βαλτιμόρη, θα κάνουν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστροφυσικής "The Astrophysical Journal".

«Αυτή η αναπάντεχη ανακάλυψη μπορεί να μας δώσει σημαντικές ενδείξεις για να κατανοήσουμε αυτά τα μυστηριώδη τμήματα του σύμπαντος, που αποτελούν το 95% του παντός και δεν εκπέμπουν φως, όπως είναι η σκοτεινή ενέργεια, η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ακτινοβολία», δήλωσε ο Άνταμ Ρις.

Όμως και η νέα εκτίμηση αποτελεί ένα αίνιγμα για τους επιστήμονες, καθώς διαφέρει σημαντικά από τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος που προκύπτει με βάση μετρήσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου μετά την «Μεγάλη Έκρηξη», τις οποίες έχουν κάνει ήδη οι δορυφόροι «Πλανκ» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος και WMAP της NASA. Σύμφωνα με αυτές τις μετρήσεις, η «σταθερά του Χαμπλ» είναι 9% και 5% μικρότερη αντίστοιχα, σε σχέση με τις υπολογισμούς με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου «Χαμπλ».

Όπως είπε ο νομπελίστας, η μεγάλη πρόκληση είναι να βρεθεί μια «γέφυρα» ανάμεσα στους διαφορετικούς υπολογισμούς. Τόνισε επίσης ότι μια εξήγηση για τον ταχύτερο ρυθμό του σύμπαντος είναι ότι η σκοτεινή ενέργεια απομακρύνει τους γαλαξίες μεταξύ τους με ακόμη μεγαλύτερη δύναμη από ό,τι είχε υποτεθεί έως τώρα. Άλλες πιθανές εξηγήσεις είναι ότι η σκοτεινή ύλη διαθέτει περίεργα και απρόσμενα χαρακτηριστικά, ότι στο σύμπαν δρα μια σκοτεινή ακτινοβολία από ένα άγνωστο υποατομικό ωματίδιο ή ότι η γενική θεωρία σχετικότητας (βαρύτητας) του Αϊνστάιν δεν είναι πλήρης.

http://www.ethnos.gr/epistimi/arthro/to_sympan_epekteinetai_taxytera_apo_o_ti_nomizan_eos_tora_oi_epistimones-64386528/

Δροσος Γεωργιος · Ιούνιος 8, 2016

Άνοιξε ο δρόμος για τους διαστημικούς ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων.

Σχεδόν τέλεια ελεύθερη πτώση αντικειμένου στο διάστημα

Οι επιστήμονες της αποστολής LISA Pathfinder του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) ανακοίνωσαν ότι το πείραμά τους ξεπέρασε τις προσδοκίες τους, πετυχαίνοντας τη σχεδόν τέλεια ελεύθερη πτώση ενός αντικειμένου στο διάστημα.

Κανένα άλλο ανθρώπινο κατασκεύασμα δεν έχει ποτέ «βιώσει» κάτι ανάλογο, όπως ανέφεραν οι επιστήμονες, οι οποίοι παρουσίασαν τα αποτελέσματα των πρώτων δύο μηνών της πειραματικής αποστολής. Όπως είπαν, ανοίγει πλέον με ασφάλεια ο δρόμος για την κανονική αποστολή LISA.

Η αποστολή του δορυφόρου LISA Pathfinder, ο οποίος εκτοξεύθηκε στις 3 Δεκεμβρίου 2015, δεν αποτελεί παρά ένα κρίσιμο αλλά αναγκαίο τεστ σε μικρή κλίμακα για τον έλεγχο της τεχνολογίας, που θα χρησιμοποιηθεί σε πολύ μεγάλη πλέον κλίμακα στη μελλοντική αποστολή του παρατηρητηρίου LISA (Laser Interferometer Space Antenna), η οποία θα επιχειρήσει να ανιχνεύσει τα βαρυτικά κύματα στο διάστημα.

Για να ανιχνευθούν βαρυτικά κύματα (για πρώτη φορά ανιχνεύθηκαν βαρυτικά κύματα από τον επίγειο ανιχνευτή LIGO), ο κύβος στο εσωτερικό του δορυφόρου πρέπει να είναι πλήρως απομονωμένος από κάθε άλλη επιρροή. Πράγμα που οι επιστήμονες, οι οποίοι έκαναν και τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό φυσικής «Physical Review Letters», ανακοίνωσαν ότι το πέτυχαν όχι ακριβώς στην εντέλεια, αλλά πάντως δεκάδες χιλιάδες φορές καλύτερα από κάθε προηγούμενο πείραμα ελεύθερης πτώσης.

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.231101

Στην τωρινή φάση, ο δορυφόρος φέρει στο εσωτερικό του δύο πανομοιότυπους κύβους βάρους δύο κιλών ο καθένας και με πλευρά 46 χιλιοστών, από κράμα χρυσού και πλατίνας, οι οποίοι αιωρούνται στο κενό στο εσωτερικό της διαστημοσυσκευής Pathfinder, τελείως ελεύθεροι από κάθε άλλη δύναμη πέρα από τη βαρύτητα.

Οι δύο κύβοι στο εσωτερικό του Pathfinder βρίσκονται σε απόσταση 38 εκατοστών μεταξύ τους, ενώ παρακολουθούνται συνεχώς μέσω ενός συμβολόμετρου λέιζερ, το οποίο καταγράφει την παραμικρή επίδραση εξωτερικής δύναμης που δέχονται και άρα την τυχόν απόκλιση από τη θέση τους. Οι κύβοι, όπως απέδειξε το πείραμα, είναι σχεδόν τελείως ακίνητοι μεταξύ τους και -πέρα από τη βαρύτητα- η δύναμη που δέχονται, δεν ξεπερνά το βάρος ενός ιού πάνω στη Γη. Το λέιζερ μπορεί να καταγράψει μια ανεπαίσθητη απόκλιση στην μεταξύ τους απόσταση όχι μεγαλύτερη από το μισό της διαμέτρου ενός ατόμου!

«Με το LISA Pathfinder δημιουργήσαμε το πιο “ήσυχο” μέρος που είναι γνωστό στην ανθρωπότητα. Η απόδοσή του είναι θεαματική και υπερβαίνει όλες τις προσδοκίες μας», δήλωσε ο καθηγητής Κάρστεν Ντάντσμαν, διευθυντής του Ινστιτούτου Βαρυτικής Φυσικής Μαξ Πλανκ της Γερμανίας και διευθυντής του Ινστιτούτου Βαρυτικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Λάιμπνιτς του Ανοβέρου. «Εξαλείφοντας όλες τις πηγές διαταραχών, μπορέσαμε να παρατηρήσουμε την πιο τέλεια ελεύθερη πτώση που δημιουργήθηκε ποτέ. Και αυτό μάς έδειξε πώς μπορούμε να κατασκευάσουμε το LISA, ένα διαστημικό παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων», προσέθεσε.

Μετά από αυτή την επιβεβαίωση ότι η αρχική ιδέα του πειράματος είναι σωστή και υλοποιήσιμη, η κανονική αποστολή LISA, η οποία αναμένεται να είναι έτοιμη το 2034, θα περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός τριγωνικού σχηματισμού δορυφόρων. Αυτοί θα πετάνε σε καθορισμένες μεταξύ τους αποστάσεις στο διάστημα (περίπου ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα θα είναι η κάθε πλευρά του «τριγώνου») και θα δημιουργούν έτσι ένα τεράστιο διαστημικό συμβολόμετρο λέιζερ. Αυτό θα είναι ικανό να ανιχνεύσει τυχόν περαστικά βαρυτικά κύματα, τα οποία θα έχουν ως προέλευση κάποιο βίαιο συμβάν στο σύμπαν (π.χ. μια σύγκρουση ανάμεσα σε μαύρες τρύπες).

Από φέτος τον Φεβρουάριο, η πειραματική συσκευή LISA Pathfinder, με τους κύβους στο εσωτερικό της, βρίσκεται σε τροχιά στο διάστημα στο λεγόμενο σημείο «Λαγκράνζ 1» (L1), σε απόσταση περίπου 1,5 εκατ. χλμ. από τη Γη. Το κανονικό παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων LISA -που εντάσσεται στο πρόγραμμα «Cosmic Vision» («Κοσμικό Όραμα») της ESA- θα τεθεί σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο σε απόσταση 50 εκατ. χιλιομέτρων από τη Γη.

Το διαστημικό παρατηρητήριο LISA θα συμπληρώσει το επίγειο LIGO, καθώς θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει χαμηλής συχνότητας βαρυτικά κύματα (0,1 mHz έως 1 Hz), τα οποία δεν είναι δυνατό να γίνουν αντιληπτά στη Γη. Τα βαρυτικά κύματα που «πιάνει» το επίγειο LIGO, έχουν συχνότητες από δέκα έως αρκετές χιλιάδες hertz, όμως τα βαρυτικά κύματα στο διάστημα έχουν ένα πολύ ευρύτερο φάσμα συχνοτήτων, τα οποία θα μπορεί να «δει» το διαστημικό παρατηρητήριο LISA. Επιπλέον ένα τέτοιο διαστημικό παρατηρητήριο βαρυτικής αστρονομίας θα είναι απαλλαγμένο από τους αναπόφευκτους «θορύβους» της Γης (σεισμικούς, θερμικούς κ.ά.).

http://physicsgg.me/2016/06/07/%ce%ac%ce%bd%ce%bf%ce%b9%ce%be%ce%b5-%ce%bf-%ce%b4%cf%81%cf%8c%ce%bc%ce%bf%cf%82-%ce%b3%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85%cf%82-%ce%b4%ce%b9%ce%b1%cf%83%cf%84%ce%b7%ce%bc%ce%b9%ce%ba%ce%bf%cf%8d%cf%82/

Δροσος Γεωργιος · Ιούνιος 13, 2016

Κβαντική φυσική και αρχαία φιλοσοφία.

Η εμπειρία, η παρατήρηση και η επίγνωση μέσα από τις αρχές της κβαντικής φυσικής μπορούν να δώσουν απαντήσεις στα σημαντικά ερωτήματα της επιστήμης.

Αυτό ήταν το θέμα που ανέπτυξε στο Μέγαρο Μουσικής ο καθηγητής Υπολογιστικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Chapman των ΗΠΑ Μηνάς Καφάτος στην ομιλία του με τίτλο «Επιστήμη, Συνειδητότητα και Ανθρωπος: πώς η Σύγχρονη Επιστήμη Συναντά την Αρχαία Φιλοσοφία», η οποία δόθηκε στο πλαίσιο του κύκλου εκδηλώσεων «Η Επιστήμη στη Ζωή μας» του Megaron Plus.

Οι αρχαίοι Ελληνες φιλόσοφοι όπως ο Σωκράτης και ο Ηράκλειτος, επισήμανε ο καθηγητής Καφάτος, επηρέασαν σε μεγάλο βαθμό τις σκέψεις του για την επιστήμη και ειδικότερα τη συνειδητότητα. «Με τη φράση «τα πάντα ρει, μηδέποτε κατά τ’ αυτό μένειν» ο Ηράκλειτος ίσως έγινε ο πατέρας της κβαντικής φυσικής» τόνισε χαρακτηριστικά. Στη συνέχεια τον λόγο πήρε ο αναπληρωτής καθηγητής Αστροφυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών Μάνος Δανέζης, ο οποίος μίλησε για όσα δεν γνωρίζουμε ή δεν μπορούμε να αντιληφθούμε σε σχέση με το Σύμπαν. Μετά την ολοκλήρωση των ομιλιών, ο κ. Καφάτος και ο κ. Δανέζης δέχτηκαν ερωτήσεις από τους πολίτες. Ο καθηγητής Καφάτος αφιέρωσε την ομιλία του στη μνήμη της Κλαίρης Μπόμπολα, χωρίς την οποία, όπως τόνισε, η εκδήλωση δεν θα είχε πραγματοποιηθεί ποτέ.

http://www.ethnos.gr/epistimi/arthro/kbantiki_fysiki_kai_arxaia_filosofia-64391091/

Δροσος Γεωργιος · Ιούνιος 15, 2016

LIGO: Νέα ανίχνευση βαρυτικoύ κύματος;

Στις 11/2/2016 είχε ανακοινωθεί επίσημα από το πείραμα LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) η απευθείας ανίχνευση βαρυτικού κύματος για πρώτη φορά στην ιστορία της φυσικής.

Σήμερα, στις 20:15 ώρα Ελλάδος, αναμένεται μια νέα ανακοίνωση από το πείραμα LIGO (ακούγεται πως αφορά την ανίχνευση νέου βαρυτικού κύματος με δεκαπλάσια συχνότητα από το προηγούμενο).

Μπορείτε να την παρακολουθήσετε live ΕΔΩ:

https://iframe.dacast.com/b/59062/c/268750

Latest news from @LIGO Scientific Collaboration.10.15am PDT Wed 15th June at #AAS228. Tune in (listen-only mode) https://t.co/T0cemGghGX

— LIGO (@LIGO) June 14, 2016

http://physicsgg.me/2016/06/15/ligo-%ce%bd%ce%ad%ce%b1-%ce%b1%ce%bd%ce%af%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%83%ce%b7-%ce%b2%ce%b1%cf%81%cf%85%cf%84%ce%b9%ce%bao%cf%8d-%ce%ba%cf%8d%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%bf%cf%82/

Αυτή είναι η Ελληνίδα μέλος της ομάδας που ανίχνευσε τα βαρυτικά κύματα του Αϊνστάιν.

Η Μαίρη Σακελλαριάδου είναι καθηγήτρια Θεωρητικής Φυσικής στο πανεπιστήμιο King’s College του Λονδίνου και μέλος της επιστημονικής ομάδας που ανίχνευσε τα βαρυτικά κύματα του Αϊνστάιν.

Η επιστημονική ομάδα, στην οποία είναι μέλος η Σακελλαριάδου, προχώρησε στην ιστορική ανακοίνωση ότι ανιχνεύτηκαν τα βαρυτικά κύματα που είχαν προβλεφθεί από τη Γενική Θεωρία Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν.

Έλαβε το πτυχίο της στα Μαθηματικά από το Πανεπιστήμιο Αθηνών και στη συνέχεια πήρε το πτυχίο της στην Αστροφυσική, καθώς και το μεταπτυχιακό της από το πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ.

Κατά τη διάρκεια της παραμονής της στο Κέιμπριτζ, υπήρξε μέλος του Trinity College και πρόεδρος των μεταπτυχιακών φοιτητών. Στη συνέχεια πήγε στην Αμερική προκειμένου να συνεχίσει τις σπουδές της στο πανεπιστήμιο Tufts όπου και έλαβε το μεταπτυχιακό και το διδακτορικό της στη Φυσική.

Μετά την ολοκλήρωση του διδακτορικού της, η Σακελλαριάδου εργάστηκε ως ερευνήτρια στο πανεπιστήμιο Libre de Bruxelles, στο πανεπιστήμιο de Tours, στο πανεπιστήμιο Pierre και Marie Curie (Paris VI), στο πανεπιστήμιο της Ζυρίχης ,στο πανεπιστήμιο de Genève και το CERN.

Πριν ενταχθεί στο δυναμικό του πανεπιστημίου King’s το 2005 ήταν αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Αθηνών. Το 2011, έγινε καθηγήτρια Θεωρητικής Φυσικής στο πανεπιστήμιο King’s College.

Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα εστιάζονται στη Θεωρητική Φυσική και την Κοσμολογία, με έμφαση στη φυσική του πρώιμου σύμπαντος. Εστιάζει στη διεπαφή της Κοσμολογίας, της Θεωρητικής Φυσικής των σωματιδίων και των θεωριών της βαρύτητας εξετάζοντας τις πιο προηγμένες θεωρίες σε συνδυασμό με αστροφυσικά, κοσμολογικά και ενεργειακά δεδομένα.

Η ερευνητική της δραστηριότητα εκτείνεται γύρω από τις ακόλουθες κατευθύνσεις: στη μη επεκτατική φασματική γεωμετρία, στις θεωρίες Μ της κοσμολογίας, στην κβαντική κοσμολογία, στη θεωρία πεδίου και τα βαρυτικά κύματα.

Η Σακελλαριάδου είναι η συγγραφέας πολλών επιστημονικών συγγραμμάτων και βιβλίων μεταξύ των οποίων το «Πτυχές της φασματικής δράσης των μποζονίων», το «Φασματική δράση Zeta», το «Διερεύνηση μοντέλων εκτεταμένης βαρύτητας χρησιμοποιώντας πειράματα διερευνημένης βαρύτητας Β και LARES» και το «Εκφυλισμένα μοντέλα κοσμικού πληθωρισμού».

Το 2014 εκλέχθηκε Πρόεδρος της Ελληνικής Εταιρείας της Σχετικότητας, Βαρύτητας και Κοσμολογίας. Είναι μέλος της επιτροπής διαχείρισης της COST Action MP1405 “QSPACE”, μέλος της συμβουλευτικής επιτροπής της ερευνητικής ομάδας «Μοντέλα Βαρύτητας» στη Γερμανία, μέλος της Διεθνούς Επιστημονικής Συμβουλευτικής Επιτροπής της Ετήσιας Διεθνούς Διάσκεψης για την Μαθηματική Μοντελοποίηση στις Φυσικές Επιστήμες, και του Επιστημονικού Συμβουλίου της Κλασικής και Κβαντικής Βαρύτητας στο Ηνωμένο Βασίλειο.

http://www.pronews.gr/portal/20160615/genika/epistimes/27120/ayti-einai-i-ellinida-melos-tis-omadas-poy-anihneyse-ta-varytika

Δροσος Γεωργιος · Ιούνιος 16, 2016

Δεύτερη ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων του Αϊνστάιν.

Πριν από περίπου 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια, δυο μακρινές μαύρες τρύπες συγκρούστηκαν σε ένα βίαιο συμβάν που δημιούργησε κύματα στην ίδια την υφή του χωροχρόνου, κύματα που ανιχνεύθηκαν τη στιγμή που έφτασαν στη Γη τον περασμένο Δεκέμβριο. Είναι μόλις η δεύτερη φορά που το φαινόμενο γίνεται αντιληπτό, έπειτα από έναν αιώνα παθιασμένης αναζήτησης.

«Τα καταφέραμε ξανά» δήλωσε ενθουσιασμένος ο Σαλβατόρε Βιτάλε, ερευνητής του πειράματος LIGO στις ΗΠΑ.

Η ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων είχε προβλεφθεί το 1916 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν ως συνέπεια της Γενικής Σχετικότητας, μέχρι φέτος όμως παρέμενε ανεπιβεβαίωτη.

Ο μεγάλος φυσικός είχε υπολογίσει ότι η επιτάχυνση σωμάτων μεγάλης μάζας, όπως μαύρες τρύπες και άστρα νετρονίων που πέφτουν σπειροειδώς το ένα προς το άλλο και τελικά συγκρούονται, πρέπει να δημιουργούν ομόκεντρα κύματα στο χωροχρόνο.

Τα κύματα αυτά ονομάστηκαν βαρυτικά επειδή παραμορφώνουν το χωροχρόνο όπως η βαρύτητα (δεν έχουν καμία σχέση με τα κύματα βαρύτητας της φυσικής ρευστών)

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

LIGO: Μεζούρες ακριβείας

Αυτό είναι το φαινόμενο που καταγράφουν οι δύο ανιχνευτές LIGO, ένας στην πολιτεία της Ουάσινγκτον και ένας στη Λουιζιάνα.

Καθένας από τους δύο ανιχνευτές αποτελείται από δύο σωλήνες τοποθετημένους κάθετα ο ένας στον άλλο, μέσα στους οποίους υπάρχουν δέσμες λέιζερ που μετρούν το μήκος των σωλήνων με εξαιρετικά μεγάλη ακρίβεια.

Τα βαρυτικά κύματα γίνονται αντιληπτά από μικρές μεταβολές στο μήκος των δύο σωλήνων λόγω της παραμόρφωσης του χώρου. Οι σωλήνες έχουν μήκος 4 χιλιόμετρα, όμως η πειραματική διάταξη μπορεί να μετρά μεταβολές τουλάχιστον 1.000 φορές μικρότερες από τη διάμετρο ενός ατόμου.

Σε μια ιστορική ανακάλυψη, η οποία πιστεύεται ευρέως ότι θα βραβευθεί με Νόμπελ, ερευνητές του LIGO ανακοίνωσαν τον περασμένο Φεβρουάριο ότι ανίχνευσαν για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα από τη σύγκρουση δυο μελανών οπών με μάζα 29 φορές και 36 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου.

Στην περίπτωση εκείνη οι δίδυμοι ανιχνευτές κατέγραψαν ένα ξεκάθαρο σήμα. Αυτή τη φορά, το σήμα ήταν σχεδόν «θαμμένο» στον θόρυβο των καταγραφών και αποκαλύφθηκε μόνο με προηγμένες τεχνικές ανάλυσης.

Το σήμα αυτό αντιστοιχεί χονδρικά στο τελευταίο δευτερόλεπτο πριν από τη σύγκρουση δύο μελανών οπών, με μάζες 14,2 φορές και 7,5 φορές μεγαλύτερες από τη μάζα του Ήλιου.

Στις τελευταίες 27 περιφορές που πραγματοποίησαν οι μαύρες τρύπες καθώς κινούνταν η μία γύρω από την άλλη, η ταχύτητά τους έφτασε σχεδόν το μισό της ταχύτητας του φωτός.

Η κατακλυσμιαία σύγκρουσή τους δημιούργησε μια νέα μαύρη τρύπα με μάζα 20,8 φορές τη μάζα του Ήλιου.

Αυτό σημαίνει ότι περίπου μία ηλιακή μάζα εξαφανίστηκε κατά την σύγκρουση. Ολόκληρη αυτή η μάζα μετατράπηκε σε ενέργεια, η οποία εξαπλώθηκε στο χώρο με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων.

Η νέα ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Physical Review Letters.

Παράθυρο στο Σύμπαν

Εκτός του ότι επιβεβαιώνουν τον Αϊνστάιν, οι ανακαλύψεις στο LIGO αναμένεται να προσφέρει έναν νέο, επαναστατικό τρόπο παρατήρησης του Σύμπαντος.

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

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

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

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

Οι ανιχνευτές LIGO έχουν πλέον τεθεί εκτός λειτουργίας για έναν νέο γύρο αναβάθμισης και προγραμματίζεται να ενεργοποιηθούν εκ νέου το φθινόπωρο. Στην Ευρώπη λειτουργούν στο μεταξύ οι ανιχνευτές GEO600 και Virgo.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500084541

Δροσος Γεωργιος · Ιούνιος 17, 2016

Ανιχνεύθηκε το πιο μακρινό οξυγόνο στο σύμπαν.

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανίχνευσε τα πιο μακρινά μέχρι σήμερα ίχνη οξυγόνου σε ένα γαλαξία σε απόσταση 13,1 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, μόνο 700 εκατ. χρόνια μετά την «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ). Η ανακάλυψη δείχνει την παρουσία οξυγόνου ήδη στο πρώιμο σύμπαν.

Οι επιστήμονες από την Ιαπωνία, τη Σουηδία και τη Βρετανία, με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή 'Ακιο Ινούε του Πανεπιστημίου Σάνγκιο της Οζάκα, έκαναν την παρατήρηση με τη μεγάλη διάταξη τηλεσκοπίων ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή. Σχετική δημοσίευση έγινε στο περιοδικό "Science".

Το οξυγόνο στον αρχαίο γαλαξία SXDF-NB1006-2 είναι δέκα φορές λιγότερο σε σχέση με αυτό που υπάρχει στον γαλαξία μας σήμερα. Οι ερευνητές δεν μπόρεσαν να εντοπίσουν τη χημική «υπογραφή» του άνθρακα στον ίδιο μακρινό γαλαξία.

Το οξυγόνο που ανιχνεύθηκε, ήταν ιονισμένο από την ισχυρή υπεριώδη ακτινοβολία των τεράστιων νεαρών άστρων του εν λόγω γαλαξία, η οποία διασπούσε τα άτομα του οξυγόνου.

Λίγο μετά τη δημιουργία του σύμπαντος, πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, υπήρχαν μόνο τα πιο ελαφρά χημικά στοιχεία υδρογόνο, ήλιο και λίθιο. Τα βαρύτερα στοιχεία, όπως άνθρακας και οξυγόνο, δημιουργήθηκαν αργότερα στο εσωτερικό των άστρων και εξαπλώθηκαν σταδιακά στο σύμπαν.

http://www.ethnos.gr/epistimi/arthro/anixneuthike_to_pio_makrino_oksygono_sto_sympan-64394159/

Δροσος Γεωργιος · Ιούλιος 14, 2016

Επιστήμονες αποδεικνύουν τον σχηματισμό «βαρυτικών δινών» γύρω από τις μαύρες τρύπες.

Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο XMM-Newton της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος, μία διεθνής ομάδα αστρονόμων απέδειξε ότι οι μαύρες τρύπες καθώς περιστρέφονται συμπαρασύρουν στην κίνησή τους και τον χωρόχρονο, με συνέπεια αυτός να συστρέφεται τοπικά και να δημιουργεί ένα είδος «βαρυτικής δίνης».

Η ανακάλυψη, στην οποία συνέβαλε και το διαστημικό τηλεσκόπιο NuSTAR της NASA, δίνει τέλος σε έναν γρίφο που έμενε άλυτος εδώ και 30 χρόνια, ενώ θα επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν πώς συμπεριφέρεται η ύλη που βρίσκεται κοντά σε μία μαύρη τρύπα. Επίσης, θα ανοίξει τον δρόμο για πειραματικό έλεγχο της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας στην περίπτωση ισχυρών βαρυτικών πεδίων.

Ακολουθώντας μία σπειροειδή τροχιά που θα την οδηγήσει μέσα στη μαύρη τρύπα, η ύλη θερμαίνεται αποκτώντας θερμοκρασία εκατομμυρίων Κελσίου. Έτσι, αρχίζει να εκπέμπει ακτίνες Χ στο διάστημα.

Τη δεκαετία του 1980, αστρονόμοι παρατήρησαν πως η ένταση των ακτίνων Χ μεταβάλλεται, και μάλιστα με ένα συγκεκριμένο μοτίβο. Αρχικά, ανάμεσα στο μέγιστο και το ελάχιστο της έντασης μεσολαβούν 10 δευτερόλεπτα, ένας χρόνος που ελαττώνεται με την πάροδο των εβδομάδων και των μηνών, έως ότου μηδενισθεί.

Το φαινόμενο ονομάζεται ημι-περιοδική ταλάντωση (QPO), για το οποίο ήδη από τη δεκαετία του 1990 αρκετοί αστρονόμοι υποπτεύθηκαν ότι οφείλεται σε ένα φαινόμενο που προέβλεψε ο Αϊνστάιν, στο πλαίσιο της Γενικής Σχετικότητας. Σύμφωνα με αυτό το φαινόμενο, ένα περιστρεφόμενο σώμα στρέφει μαζί του τον χωρόχρονο, με συνέπεια να δημιουργείται τοπικά μία «βαρυτική δίνη».

«Φανταστείτε ότι περιστρέφεται ένα κουτάλι μέσα σε μέλι. Τότε, οποιοδήποτε μικρό σωματίδιο βρίσκεται μέσα στο μέλι θα συμπαρασυρθεί στην κίνηση του κουταλιού», εξηγεί στην ιστοσελίδα της ESA ο αστρονόμος Άνταμ Ίνγκραμ, από το πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ και μέλος της ομάδας. «Κάτι που σημαίνει πως οτιδήποτε κινείται σε τροχιά γύρω από το περιστρεφόμενο σώμα, λόγω αυτού του φαινομένου, θα επηρεασθεί η πορεία του».

Αν το επίπεδο της τροχιάς του αντικειμένου είναι κεκλιμένο, τότε το αποτέλεσμα θα είναι η τροχιά να αρχίζει να αλλάζει προσανατολισμό με περιοδικό τρόπο, επιστρέφοντας έπειτα από έναν «κύκλο» στην αρχική της κατάσταση. Αυτή η περιοδική αλλαγή προσανατολισμού της τροχιάς ονομάζεται φαινόμενο Lense-Thirring και, στην περίπτωση μίας μαύρης τρύπας, ένας τέτοιος «κύκλος» διαρκεί ελάχιστα δευτερόλεπτα.

Επομένως, η διάρκειά του είναι περίπου ίδια με την περίοδο των QPO. Κάτι που έκανε τους επιστήμονες να υποθέσουν πως τα δύο φαινόμενα συνδέονται.

Ο Ίνγκραμ ξεκίνησε να εργάζεται πάνω στο πρόβλημα περίπου πριν από μία δεκαετία, μελετώντας τη συμπεριφορά του «δίσκου συσσώρευσης», δηλαδή του δίσκου που σχηματίζει η ύλη γύρω από μία μαύρη τρύπα, καθώς κινείται σε σπειροειδή τροχιά για να καταλήξει σε αυτήν. Ήταν ήδη γνωστό ότι το τμήμα του δίσκου που βρίσκεται κοντά στη μαύρη τρύπα μετατρέπεται σε θερμό πλάσμα, όπου τα άτομα «ξεγυμνώνονται» από τα ηλεκτρόνιά τους, τα οποία κινούνται ελεύθερα σε όλη τη μάζα.

Ήδη από το 2009, μαζί με συναδέλφους του ο Ολλανδός επιστήμονας υποστήριζε σε επιστημονικό άρθρο του πως οι αυξομειώσεις της έντασης των ακτίνων Χ οφείλονται στο φαινόμενο Lense-Thirring, και πιο συγκεκριμένα στους «κύκλους» αλλαγής προσανατολισμού της τροχιάς της ύλης σε αυτό το εσωτερικό τμήμα του δίσκου. Ωστόσο, παρόλο που στο άρθρο περιγραφόταν ο μηχανισμός, δεν υπήρχαν παρατηρησιακά δεδομένα που να τον αποδεικνύουν.

Τα παρατηρησιακά δεδομένα προέκυψαν από την ακτινοβολία που εκπέμπουν τα άτομα σιδήρου στον δίσκο, καθώς «βομβαρδίζονται» από την ενέργεια που απελευθερώνει το εσωτερικό τμήμα. Η ακτινοβολία αυτή ανήκει στο φάσμα των ακτίνων Χ και, αν η ύλη σε αυτό το εσωτερικό τμήμα του δίσκου ακολουθεί όντως «κύκλους» αλλαγής προσανατολισμού, τότε θα έπρεπε η συχνότητα των ακτίνων Χ από τα άτομα σιδήρου να μεταβάλλεται με ανάλογο τρόπο.

Έτσι, τώρα ο Ίνγκραμ με συναδέλφους του από το Άμστερνταμ, το Κέιμπριτζ, το Σαουθάμπτον και το Τόκιο, έβαλαν στο «μικροσκόπιο» τη μαύρη τρύπα H 1743-322, συγκεντρώνοντας με το τηλεσκόπιο XMM-Newton δεδομένα διάρκειας 260.000 δευτερόλεπτα και με το NuSTAR 70.000 δευτερολέπτων.

Αναλύοντας τις μετρήσεις, διαπίστωσαν πως η συχνότητα των ακτίνων Χ του σιδήρου συμφωνεί με της προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας. «Ουσιαστικά μετρήσαμε άμεσα την κίνηση της ύλης σε ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο, κοντά σε μία μαύρη τρύπα», σχολιάζει ο επιστήμονας.

Η ίδια τεχνική μπορεί να αποτελέσει ένα ισχυρό εργαλείο για τον έλεγχο της Γενικής Σχετικότητας, η οποία δεν έχει επιβεβαιωθεί σε τόσο ισχυρά βαρυτικά πεδία. Επομένως, αν οι αστρονόμοι μπορούν να κατανοήσουν τη συμπεριφορά της ύλης που «εξαφανίζεται» μέσα σε μία μαύρη τρύπα, θα μπορούν να την αξιοποιήσουν για να ελέγξουν τις προβλέψεις της θεωρίας του Αϊνστάιν σε έως σήμερα «ανεξερεύνητες περιοχές».

Οποιαδήποτε απόκλιση από τις προβλέψεις της θα αποτελεί ένδειξη πως υπάρχει μία βαθύτερη θεωρία για την περιγραφή της βαρύτητας, αφού η Γενική Σχετικότητα δεν αποτελεί την «τελευταία λέξη» της φυσικής για την ερμηνεία της.

http://www.naftemporiki.gr/story/1127703/epistimones-apodeiknuoun-ton-sximatismo-barutikon-dinon-guro-apo-tis-maures-trupes

Δροσος Γεωργιος · Αύγουστος 9, 2016

Ολοένα πιο «φιλόξενο» στη ζωή το σύμπαν.

Οι συνθήκες για την ανάπτυξη έμβιας ζωής είναι εξαιρετικά σπάνιες. Παρ’ όλα αυτά, ερευνητές υποστηρίζουν πως το σύμπαν σήμερα είναι πιο «ευνοϊκό» στη ζωή από την εποχή που εμφανίσθηκαν οι πρώτοι μικροοργανισμοί στη Γη – γεγονός που κάνει ακόμη πιο εντυπωσιακό το γεγονός ότι υπάρχουμε. Παράλληλα, σύμφωνα με τους ίδιους ερευνητές, στο μέλλον το σύμπαν θα γίνει ακόμη πιο «φιλόξενο» στην ανάπτυξη έμβιων όντων.

Μία σημαντική αιτία είναι πως επιβραδύνεται ο σχηματισμός αστέρων, με συνέπεια να μειώνονται τα επίπεδα επικίνδυνης ραδιενέργειας από τα άστρα που «πεθαίνουν». Έτσι, το σύμπαν είναι 20 φορές πιο «φιλόξενο» στη ζωή από την εποχή που αναπτύχθηκαν οι πρώτοι οργανισμοί στη Γη.

Την ίδια στιγμή, ο αριθμός των αστέρων που ανήκουν στην κατηγορία των κόκκινων νάνων, και οι οποίοι μπορούν να υποστηρίξουν την ανάπτυξη ζωής σε πλανήτες που πληρούν τις υπόλοιπες προϋποθέσεις, αυξάνει την πιθανότητα εξάπλωσης της ζωής στο σύμπαν. Συνεπώς, η ζωή στον πλανήτη μας γεννήθηκε «πρόωρα» με βάση τα συμπαντικά δεδομένα, όπως σημειώνουν χαρακτηριστικά οι επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Ο Άβι Λεμπ, επικεφαλής της έρευνας από το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, επικεντρώνεται στους κόκκινους νάνους. Η μακροβιότητά τους, όπως και το γεγονός ότι αφθονούν στο σύμπαν, τους καθιστούν τους πλέον υποψήφιους για την ανάπτυξη ζωής. Υποθέτοντας ότι μπορεί να γεννηθούν έμβιοι οργανισμοί στο περιβάλλον ενός κόκκινου νάνου, ο Λεμπ με τους συναδέλφους του υπολόγισαν πως είναι 1.000 πιθανότερο να «φιλοξενήσουν» ζωή στο απώτερο μέλλον, απ’ ό,τι σήμερα.

«Είναι εντυπωσιακό», σημειώνει ο Λεμπ στο σάιτ του ιδρύματος. «Σημαίνει πως η ζωή εμφανίσθηκε σχετικά νωρίς στη “γειτονιά” του Ήλιου μας».

Ωστόσο, ακόμη δεν είναι δεδομένο πως οι κόκκινοι νάνοι είναι ευνοϊκοί στη ζωή. Στα πρώτα στάδια της δημιουργίας τους αυτοί οι αστέρες είναι εντυπωσιακά ενεργοί, με συνέπεια όσοι πλανήτες περιφέρονται γύρω τους να «βομβαρδίζονται» από ακτινοβολία. Επομένως, υπάρχουν επιστήμονες που αμφισβητούν το κατά πόσο θα μπορούσαν να δημιουργηθούν έμβιοι οργανισμοί σε ένα τόσο ακραίο περιβάλλον.

Σύμφωνα με τον Λεμπ, τελεσίδικη απάντηση θα δώσουν τα διαστημικά τηλεσκόπια νέας «γενιάς» που θα εκτοξευθούν τα επόμενα χρόνια, όπως το Webb Space. «Αν αποδειχθεί πως αυτοί οι αστέρες μικρής μάζας μπορούν να υποστηρίξουν ζωή, τότε “γεννηθήκαμε” νωρίς στη συμπαντική ιστορία”. Αν βέβαια δεν βρεθούν ενδείξεις ζωής γύρω τους, τότε αλλάζουν τα δεδομένα και δημιουργηθήκαμε την πιο ευνοϊκή συμπαντική εποχή.

Σε μία άλλη έρευνα, επιστήμονες από το πανεπιστήμιο του Ντάρχαμ στη Βρετανία συνέκριναν τις βασικές πηγές ακτινοβολίας που θα μπορούσε να καταστρέψει τη ζωή εν τη γενέσει της. Επιβεβαίωσαν ότι οι σημαντικότερες πηγές είναι οι υπερκαινοφανείς αστέρες, τη στιγμή που οι νεαροί γαλαξίες και οι εκλάμψεις ακτίνων γ παίζουν αμελητέο ρόλο.

Προσομοιώνοντας στη συνέχεια την εξέλιξη του σύμπαντος, βρήκαν πως η επικίνδυνη ακτινοβολία συμβάδιζε με τη δημιουργία νέων άστρων. Κάτι που σημαίνει πως όταν το σύμπαν απέκτησε ηλικία 3,5 με 4 δισεκατομμύρια έτη, οι συνθήκες έγιναν πιο ευνοϊκές.

Βέβαια, αυτό δεν σημαίνει πως έχουν σταματήσει να γεννιούνται νέα άστρα, αλλά μόνο ότι έχει μειωθεί ο ρυθμός παραγωγής τους. Μία επιβράδυνση που περιορίζει και τους αστρικούς «θανάτους», αυξάνοντας κατά συνέπεια την πιθανότητα εμφάνισης ζωής.

http://www.naftemporiki.gr/story/1134043/oloena-pio-filokseno-sti-zoi-to-sumpan

Δροσος Γεωργιος · Αύγουστος 10, 2016

Ωρα για τη μελέτη της βαρύτητας.

Τι συμβαίνει σε ένα σύμπαν που διαστέλλεται και ανεβάζει ταχύτητα; Σκοτεινιάζει, όπως λέει στην «Κ» ο διακεκριμένος αστρονόμος του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου Ιάσων Σπυρομίλιος.

Μέλος της ομάδας που ανακάλυψε την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος και τιμήθηκε με το βραβείο Νομπέλ το 2011, ο κ. Σπυρομίλιος μας λέει ότι σε λίγα χρόνια θα μπορούμε να παρατηρήσουμε γαλαξίες που σχηματίστηκαν όταν το σύμπαν ήταν μόλις 500 εκατομμυρίων ετών, να ρίξουμε μια κοντινή ματιά στη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας και να μάθουμε, με τη βοήθεια του CERN, για τη σκοτεινή ενέργεια που αποτελεί το ένα τέταρτο του σύμπαντός μας.

– Η ανακάλυψη του επιταχυνόμενου σύμπαντος πριν από περίπου 20 χρόνια έφερε στο προσκήνιο τους όρους «σκοτεινή ύλη» και «σκοτεινή ενέργεια» για την ερμηνεία του φαινομένου. Τι καινούργιο γνωρίζουμε σήμερα για τα δύο αυτά στοιχεία και πώς επηρεάζουν το «γνωστό» στους επιστήμονες σύμπαν;

– Με την ανακάλυψη της επιτάχυνσης της διαστολής του σύμπαντος, η ενεργειακή πυκνότητά του διαχωρίστηκε κατά 3% σε βαρυόνια, 27% σε σκοτεινή ύλη και 70% σε σκοτεινή ενέργεια. Περαιτέρω παρατηρήσεις των σουπερνόβα και των γαλαξιών όπως και μετρήσεις της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου από τα διαστημικά τηλεσκόπια WMAP (NASA) και Planck (ESA) έχουν επιβεβαιώσει τα αποτελέσματα του 1998.

Το συνεχιζόμενο έργο επικεντρώνεται στις ιδιότητες της σκοτεινής ενέργειας και, βεβαίως, της σκοτεινής ύλης. Ο Ελβετός αστρονόμος Zwicky, το 1933, παρατήρησε ότι για να διατηρήσουν τα σμήνη των γαλαξιών τις μορφές τους χρειάζονταν περισσότερη βαρύτητα από ό,τι θα υπολογίζαμε από τη φωτεινή ύλη, π.χ. τα αστέρια, και την ονόμασε σκοτεινή ύλη. Ογδόντα χρόνια αργότερα, ακόμη δεν γνωρίζουμε τι παράγει αυτήν την επιπλέον βαρύτητα. Ωστόσο έχουμε κάνει μια πολύ καλή αρχή. Από πολλά πειράματα, στα εργαστήρια και στα τηλεσκόπια έχουμε καθιερώσει τι δεν είναι η σκοτεινή ύλη, για παράδειγμα, δεν είναι σκοτεινά άστρα, δεν είναι πλανήτες, δεν είναι μελανές οπές, δεν είναι τα νετρίνα. Είναι πιθανό ότι στον επιταχυντή LHC του CERN θα ανακαλύψουμε τη φύση του σωματιδίου που καθιστά σχεδόν το ένα τέταρτο του σύμπαντός μας.

– Με βάση τα πρόσφατα επιστημονικά δεδομένα, πώς διαγράφεται το μέλλον του σύμπαντος;

– Σκοτεινό. Αν το σύμπαν εξακολουθήσει την επιταχυνόμενη διαστολή του, τότε οι ουρανοί θα σκοτεινιάσουν, καθώς οι γαλαξίες που σήμερα βλέπουμε με τα τηλεσκόπιά μας θα κινηθούν πολύ μακριά και το φως τους δεν θα μας φτάνει. Ανάλογα με τη συμπεριφορά της σκοτεινής ενέργειας είναι πιθανό ότι ακόμη και οι ίδιοι οι γαλαξίες θα διαλυθούν. Ολα αυτά, βεβαίως, δεν θα συμβούν πριν από τον θάνατο του Ηλίου και συγχρόνως κάθε δυνατότητα ζωής στη Γη. Εχουμε δισεκατομμύρια χρόνια μπροστά μας, εάν δεν καταστρέψουμε τον πλανήτη μας από μόνοι μας έως τότε.

«Πρώτο φως» το 2024

– Σε τι στάδιο βρίσκεται η κατασκευή του τηλεσκοπίου Ε-ΕLT; Πόσο μακριά στο σύμπαν θα μπορεί να φτάνει η «ματιά» του; Θα δούμε πιο κοντά στη μαύρη τρύπα του γαλαξία μας;

– Το Ευρωπαϊκό Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο είναι υπό κατασκευήν. Η κορυφή του βουνού Armazones στη Χιλή ισοπεδώθηκε και ο δρόμος είναι έτοιμος. Η σύμβαση για την κατασκευή του θόλου και του τηλεσκοπίου έχει υπογραφεί. Οι συμβάσεις για τα κάτοπτρα του τηλεσκοπίου θα διατεθούν μέσα στο 2016. Εάν όλα πάνε καλά, το 2024 θα έχουμε πρώτο φως, όπως λέμε, την πρώτη φορά που ένα τηλεσκόπιο ανοίγει το μάτι του στον ουρανό.

Με το E-ELT θα παρατηρήσουμε τους πρώτους γαλαξίες που γεννήθηκαν στο σύμπαν με απαράμιλλη διαύγεια. Το σύμπαν μας είναι 13,8 δισεκατομμυρίων ετών. Περιμένουμε να μελετήσουμε τους γαλαξίες όταν το σύμπαν ήταν μόλις 500 εκατομμυρίων ετών.

Ο γαλαξίας μας έχει μια μαύρη τρύπα στο κέντρο του, με μάζα πάνω από ένα εκατομμύριο φορές τη μάζα του Ηλίου. Με το E-ELT θα είμαστε σε θέση να δούμε τα αστέρια που περιστρέφονται γύρω της, σε τροχιές πολύ κοντά στη μαύρη τρύπα και να μελετήσουμε τη βαρύτητα σε ακραία περιβάλλοντα. Οι εξαιρετικές παρατηρήσεις βαρυτικών κυμάτων από το aLIGO έχουν ανοίξει νέους ορίζοντες στη Φυσική. Τώρα είναι η καλύτερη εποχή, με τα καλύτερα πειράματα για τη μελέτη της βαρύτητας.

Υπερκαινοφανείς αστέρες

– Προσωπικά, τι θα θέλατε να «δείτε», να ανακαλύψετε μέσω των νέων επιστημονικών εργαλείων;

– Προσωπικά, μελετώ τους υπερκαινοφανείς αστέρες και ελπίζω ότι με αυτές τις νέες εγκαταστάσεις θα μάθουμε πολύ περισσότερα σχετικά με το ποια αστέρια εκρήγνυνται, πότε στη διάρκεια της ζωής τους αυτό συμβαίνει και για τη φυσική των εκρήξεων. Αυτές οι εκρήξεις αποτελούν τον κύριο μηχανισμό ανακύκλωσης για τα μέταλλα που συνθέτουν τους πλανήτες και εμάς. Η ζωή χωρίς υπερκαινοφανείς αστέρες είναι αδύνατη.

– Η ερασιτεχνική αστρονομία είναι ένα χόμπι που απασχολεί χιλιάδες ανθρώπους, οι οποίοι τροφοδοτούν τις βάσεις δεδομένων με μεγάλο όγκο πληροφοριών. Είναι χρήσιμος για την επιστήμη ο άτυπος «συντονισμός» χιλιάδων μικρών τηλεσκοπίων;

– Η ερασιτεχνική αστρονομία είναι πλήρως ενσωματωμένη στο πεδίο της έρευνας. Το έργο αυτών των ερασιτεχνών παρέχει κρίσιμα στοιχεία για την εργασία μας, ιδίως στον τομέα των μεταβλητών αστέρων, αλλά και στην ανάλυση των δεδομένων μέσω προγραμμάτων όπως το Galaxy Zoo (https://www.galaxyzoo.org). Το επιστημονικό έργο από πολίτες (γνωστό ως Citizen Science) δεν είναι μόνο ζωτικής σημασίας για την έρευνα, αλλά κι ένας πολύ καλός τρόπος για την ευαισθητοποίηση του κοινού στην κατανόηση της επιστήμης, που θα επηρεάσει αποφάσεις σχετικά με θεμελιώδη ζητήματα, όπως για παράδειγμα την υπερθέρμανση του πλανήτη.

http://www.kathimerini.gr/870052/article/epikairothta/episthmh/wra-gia-th-meleth-ths-varythtas

Δροσος Γεωργιος · Αύγουστος 22, 2016

Το Σύμπαν πάτησε γκάζι προς τον... θάνατό του!

Το 1998 μια ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται αντί να επιβραδύνεται λόγω της βαρύτητας, όπως πίστευαν οι περισσότεροι ως τότε. Για την ανακάλυψή τους οι επιστήμονες έλαβαν βραβείο Νομπέλ λίγα χρόνια μετά. Ενας εξ αυτών, ο αστροφυσικός Ανταμ Ρις που εργάζεται στο αμερικανικό Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς, αποφάσισε να συνεχίσει με νέα ομάδα συνεργατών να μελετά αυτό το μυστηριώδες κοσμολογικό φαινόμενο και πριν από τρεις μήνες η ομάδα του προκάλεσε πάταγο στην επιστημονική κοινότητα ανακοινώνοντας ότι το Σύμπαν δείχνει να διαστέλλεται περίπου 9% ταχύτερα από το αναμενόμενο.

Αν η ανακάλυψη αυτή επιβεβαιωθεί από τις νέες μετρήσεις που θα γίνουν, αυτό θα σημαίνει ότι πρέπει οι επιστήμονες να αναθεωρήσουν τα κοσμολογικά μοντέλα τους.

Η νέα έρευνα του Ρις αναζωπύρωσε επίσης τη συζήτηση για την εξέλιξη του Σύμπαντος. Η διαστολή του Σύμπαντος έχει ως αποτέλεσμα τα κοσμικά αντικείμενα και ειδικότερα οι γαλαξίες να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλον. Η κατάληξη που θα έχει αυτό το φαινόμενο έχει γίνει αντικείμενο διαφόρων θεωριών, οι περισσότερες εκ των οποίων δεν θα λέγαμε ότι είναι και ιδιαίτερα αισιόδοξες για το μέλλον του Σύμπαντος.

Τρεις θεωρίες για το πιθανό τέλος του έχουν ξεχωρίσει. Η πρώτη υποστηρίζει ότι η επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος οδηγεί σταδιακά στην ψύξη του, για αυτό και ονομάστηκε «Μεγάλη Ψύξη». Οι γαλαξίες θα απομακρύνονται ολοένα και περισσότερο ο ένας από τον άλλον, με αποτέλεσμα (μετά από αρκετά δισ. έτη) να «παγώσουν» και τελικά να «σβήσουν», με το Σύμπαν να μετατρέπεται σε απόλυτα σκοτεινό και ψυχρό.

Η δεύτερη θεωρία, που είναι γνωστή ως «Μεγάλη Σχάση», αναφέρει ότι αυτή η διαστολή «τεντώνει» το Σύμπαν, με αποτέλεσμα στο τέλος αυτό να «σκιστεί» και να καταστραφεί. Η τρίτη θεωρία ονομάζεται «Μεγάλη Σύνθλιψη» και υποστηρίζει ότι κάποια στιγμή η διαστολή θα σταματήσει και τότε θα σταματήσει να υπάρχει και ο χρόνος. Η βαρύτητα θα υποχρεώσει το Σύμπαν να καταρρεύσει και να αυτοκαταστραφεί μέσω μιας διεργασίας που οι θιασώτες της θεωρίας περιγράφουν ως ένα «αντίστροφο Big Bang», μια Μεγάλη Εκρηξη από την... ανάποδη δηλαδή. Σύμφωνα με τα όσα υποστηρίζουν, το αντίστροφο Big Bang θα καταστρέψει μεν το Σύμπαν μας αλλά θα δημιουργήσει ταυτόχρονα τις συνθήκες για την εκδήλωση μιας νέας Μεγάλης Εκρηξης, από την οποία θα προκύψει ένα νέο Σύμπαν.

Βέβαια δεν υπάρχει λόγος ανησυχίας για εμάς, αφού αν κάτι από όλα αυτά συμβεί, αυτό θα γίνει μετά από αρκετά δισεκατομμύρια έτη. Μάλλον είναι πιθανότερο να έχουμε προλάβει να αυτοκαταστραφούμε ως είδος πολύ νωρίτερα από ό,τι αν φρόντιζε γι' αυτό αποκλειστικά το Σύμπαν.

Ζητήσαμε από τον θεωρητικό αστροφυσικό και κοσμολόγο δρα Σπύρο Βασιλάκο, διευθυντή Ερευνών στο Κέντρο Ερευνών Αστρονομίας και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών της Ακαδημίας Αθηνών, να μας μιλήσει για το πού βρισκόμαστε σήμερα στη μελέτη του Σύμπαντος και να μας εξηγήσει τι ακριβώς σημαίνουν τα ευρήματα της πρόσφατης ανακάλυψης για τη διαστολή του Σύμπαντος καθώς και το τι θα συμβεί σε αυτό.

Μπορείτε να μας περιγράψετε με γενικό τρόπο το πού βρισκόμαστε στην κοσμολογία σήμερα;

«Είναι γενικά παραδεκτό στην επιστημονική κοινότητα ότι η τελευταία δεκαπενταετία αποτελεί τη "χρυσή" περίοδο στην επιστήμη της κοσμολογίας. Πράγματι η λεπτομερής ανάλυση τόσο των διαστημικών όσο και των επίγειων παρατηρήσεων (της κοσμικής ακτινοβολίας μικροκυμάτων, των πηγών ακτίνων-Χ, των υπερκαινοφανών αστέρων, των δομών μεγάλης κλίμακας κ.τ.λ.) συγκλίνει σε ένα γενικό κοσμολογικό αποτέλεσμα. Αυτό υποστηρίζει ότι το Σύμπαν δημιουργήθηκε με τη Μεγάλη Εκρηξη, είναι χωρικά επίπεδο, είναι ομογενές και ισότροπο και έχει ηλικία περίπου 13,8 δισ. ετών.

Με τη Μεγάλη Εκρηξη γεννιέται ο ίδιος ο χωροχρόνος, ο οποίος εξασφαλίζει, σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, το απαραίτητο υπόβαθρο μέσα στο οποίο το Σύμπαν εξελίσσεται. Η διαστολή του Σύμπαντος παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον αμερικανό αστρονόμο Εντουιν Χαμπλ στη δεκαετία του '20, είχε όμως προβλεφθεί θεωρητικά από τις λύσεις των εξισώσεων πεδίου της ΓΘΣ. Σημαντική ένδειξη για την ορθότητα της θεωρίας της Μεγάλης Εκρηξης απετέλεσε η ανακάλυψη από τους αμερικανούς αστρονόμους Πένζιας και Γουίλσον (βραβείο Νομπέλ Φυσικής 1978) της λεγόμενης κοσμικής ακτινοβολίας μικροκυμάτων του υποβάθρου (ΚΑΜ), δηλαδή της αρχικής θερμικής ακτινοβολίας που γέμισε το Σύμπαν μετά την αρχική έκρηξη. Με άλλα λόγια, η ΚΑΜ είναι το ενεργειακό απολίθωμα των αρχέγονων φωτονίων της Μεγάλης Εκρηξης και η θερμοκρασία της σήμερα είναι -270°C περίπου.

Στην πρώιμη περίοδο το Σύμπαν πέρασε από μια φάση επιταχυνόμενης διαστολής, που ονομάζεται πληθωρισμός, η οποία ήταν σύντομης χρονικής διάρκειας και έδωσε μακροσκοπική διάσταση στο Σύμπαν. Στη συνέχεια, έπειτα από μια παρατεταμένη περίοδο στην οποία κυριαρχούσαν κατά σειρά η ακτινοβολία και η ύλη, τα τελευταία 7 δισ. χρόνια το Σύμπαν εισήλθε και πάλι σε φάση επιταχυνόμενης διαστολής. Μάλιστα για αυτή τους την ανακάλυψη οι Περλμιούτερ, Ρις και Σμιντ τιμήθηκαν με το Νομπέλ Φυσικής για το έτος 2011. Γνωρίζουμε επίσης ότι από το συνολικό ποσό υλοενέργειας που περιέχει το Σύμπαν στην παρούσα εποχή μόνο το 26% αποτελείται από ύλη. Από αυτό το ποσοστό μόνο το 4% είναι κανονική ύλη (πρωτόνια, ηλεκτρόνια κ.τ.λ.) που ακτινοβολεί, ενώ το υπόλοιπο ποσοστό αντιστοιχεί στη λεγόμενη σκοτεινή ύλη η οποία δεν εκπέμπει φως, όμως αλληλεπιδρά βαρυτικά με την κανονική ύλη. Παρά την τεράστια πρόοδο που έχει επιτευχθεί σε θεωρητικό αλλά και σε παρατηρησιακό επίπεδο, ως σήμερα δεν γνωρίζουμε σχεδόν τίποτα για τη φύση του υπόλοιπου 74% το οποίο και ευθύνεται για τη σημερινή επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος. Για τον λόγο αυτόν σε αυτή τη μορφή ενέργειας έχει δοθεί η αινιγματική ονομασία "σκοτεινή ενέργεια"! Πράγματι, κατά την τελευταία δεκαετία υπάρχει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον στις τάξεις των κοσμολόγων και των θεωρητικών φυσικών σχετικά με τη φύση αυτής της εξωτικής σκοτεινής ενέργειας».

Πώς μετρείται η διαστολή του Σύμπαντος;

«Θα αναπτύξω με σύντομο τρόπο τις δύο (υπάρχουν και άλλες) βασικές μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του ρυθμού διαστολής του Σύμπαντος. Η πρώτη μέθοδος βασίζεται στην ανάλυση των διαταραχών της ΚΑΜ που αναφέρθηκε στην εισαγωγή μου. Ειδικότερα, με την τελευταία διαστημική αποστολή παρατήρησης της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου με τον δορυφόρο PLANCK του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος εντοπίστηκαν εκπληκτικής ακρίβειας διαταραχές της θερμοκρασίας της ΚΑΜ. Η μελέτη αυτών των διαταραχών οδήγησε μεταξύ άλλων και στον υπολογισμό της λεγόμενης σταθεράς του Χαμπλ, η οποία μας δίνει τον ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος στη σημερινή εποχή.

Επιπλέον στη βιβλιογραφία είναι γνωστό ότι από όλους τους εξωγαλαξιακούς πληθυσμούς υπάρχει μια ειδική κατηγορία αστέρων, οι λεγόμενοι υπερκαινοφανείς αστέρες τύπου Ia, οι οποίοι παίζουν σημαντικό ρόλο στην παρατηρησιακή κοσμολογία. Αυτοί οι αστέρες αποτελούνται από έναν λευκό νάνο (συμπαγής αστέρας) ο οποίος απορροφά ύλη από έναν συνοδό αστέρα. Οταν η μάζα του λευκού νάνου φτάσει σε μια κρίσιμη τιμή (περίπου 1,4 μάζες Ηλίου), τότε ο νάνος αστέρας θα υποστεί θερμοπυρηνική έκρηξη καταρρέοντας κάτω από τη δύναμη της βαρύτητάς του. Η έκρηξη είναι τόσο ισχυρή όπου η φωτεινότητα (ενέργεια ανά μονάδα χρόνου) που απελευθερώνεται κυριαρχεί επί της φωτεινότητας που εκπέμπει συνολικά ο γαλαξίας μέσα στον οποίο υπάρχει το διπλό σύστημα (λευκός νάνος και συνοδός αστέρας). Συνεπώς οι υπερκαινοφανείς αστέρες τύπου Ia έχουν την ιδιότητα των "βασικών λαμπτήρων" και χρησιμοποιούνται ως μια ανεξάρτητη μέθοδος για τον υπολογισμό κοσμικών αποστάσεων με στόχο τον υπολογισμό του ρυθμού με τον οποίο διαστέλλεται το Σύμπαν.

Σε πρόσφατη δημοσίευσή τους ο Ανταμ Ρις και οι συνεργάτες του χρησιμοποιώντας τη μέθοδο με τους υπερκαινοφανείς αστέρες βρήκαν ότι ο ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος στη σημερινή εποχή είναι περίπου 9% μεγαλύτερος από εκείνον που μετρήθηκε από την ανάλυση των δεδομένων της ΚΑΜ του δορυφόρου PLANCK».

Σας εξέπληξαν τα ευρήματα της μελέτης ή υπήρχαν ήδη στοιχεία που έδειχναν ότι ο ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος είναι μεγαλύτερος από όσο εκτιμούσαμε ως σήμερα;

«Οχι, δεν με εξέπληξαν. Θα ήθελα να τονίσω ότι τα τελευταία δύο χρόνια πολλές ερευνητικές ομάδες (μεταξύ των οποίων και η δική μας ομάδα), δουλεύοντας ανεξάρτητα μεταξύ τους, είχαν βρει ενδείξεις για το παραπάνω αποτέλεσμα. Παρ' όλα αυτά, η ερευνητική ομάδα του Ρις κατάφερε μετά από ενδελεχή μελέτη να υπολογίσει τον σημερινό ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος (σταθερά του Χαμπλ) με τη μικρότερη δυνατή αβεβαιότητα καθιστώντας αυτή τη μελέτη ιδιαιτέρως σημαντική. Φυσικά μένει να αποσαφηνιστεί στο άμεσο μέλλον αν η προαναφερθείσα διαφορά στη μέτρηση του ρυθμού διαστολής του Σύμπαντος οφείλεται σε κάποιο συστηματικό σφάλμα κατά την ανάλυση των παρατηρησιακών δεδομένων ή πράγματι το Σύμπαν διαστέλλεται με μεγαλύτερο ρυθμό από αυτόν που νομίζαμε ως τώρα».

Ποιες είναι οι αλλαγές που επιφέρουν αυτά τα νέα ευρήματα στις γνώσεις μας για τη λειτουργία του Σύμπαντος και την κατανόηση των μηχανισμών του; Προσφέρει η νέα μελέτη κάποια δεδομένα που να βοηθούν στη λύση του μυστηρίου του τι προκαλεί τη διαστολή του Σύμπαντος; Είναι επίσης πιθανό τα νέα ευρήματα να βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση κάποιων άλλων κοσμικών φαινομένων;

«Οπως ανέφερα προηγουμένως, τα τελευταία 7 δισ. χρόνια η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται εξαιτίας της εξωτικής σκοτεινής ενέργειας. Για να καταλάβουμε με απλό τρόπο πώς λειτουργεί η σκοτεινή ενέργεια, ας θυμηθούμε πρώτα πώς λειτουργεί η βαρύτητα, που είναι ελκτική δύναμη. Οταν δύο σώματα απομακρύνονται μεταξύ τους, η δυναμική ενέργεια αυξάνεται και παράλληλα η κινητική τους ενέργεια ελαττώνεται, οπότε η απομάκρυνσή τους επιβραδύνεται. Με άλλα λόγια, η βαρύτητα που από τη φύση της ευθύνεται για τη δημιουργία των κοσμικών δομών (γαλαξίες, σμήνη γαλαξιών κ.τ.λ.) προσπαθεί να "φρενάρει" την ίδια τη διαστολή του Σύμπαντος. Από την άλλη, η σκοτεινή ενέργεια λειτουργεί ακριβώς αντίθετα από τη βαρύτητα, δηλαδή δημιουργεί ένα "απωστικό" πεδίο, το οποίο μάλιστα κυριαρχεί επί του βαρυτικού πεδίου στη σημερινή εποχή. Δυστυχώς ως σήμερα, παρά το γεγονός ότι μπορούμε παρατηρησιακά και μετρούμε τη σχέση μεταξύ βαρύτητας και σκοτεινής ενέργειας, δεν έχουμε καταφέρει να κατανοήσουμε τα φυσικά χαρακτηριστικά της τελευταίας.

Η απουσία μιας θεμελιώδους φυσικής θεωρίας όσον αφορά τον μηχανισμό επαγωγής της κοσμικής επιτάχυνσης και κατ' επέκταση της σκοτεινής ενέργειας έχει ανοίξει ένα παράθυρο σε μια πληθώρα εναλλακτικών κοσμολογικών σεναρίων. Τα περισσότερα από αυτά τα σενάρια βασίζονται είτε στην ύπαρξη νέων πεδίων στη φύση (και άρα νέας φυσικής) ή σε κάποια τροποποίηση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν σε κοσμολογικές κλίμακες και ελέγχονται από τους ερευνητές στο αν και κατά πόσον επαληθεύονται από τις σύγχρονες παρατηρήσεις. Σε αυτό ακριβώς το σημείο η νέα μέτρηση της ομάδας του Ρις θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο αυτών των κοσμολογικών σεναρίων. Αν η διατάραξη της σχέσης βαρύτητας/σκοτεινής ενέργειας υπέρ της τελευταίας είναι μεγαλύτερη από αυτήν που νομίζαμε, τότε αυτή θα επιδράσει τόσο στη δυναμική του Σύμπαντος όσο και στην ικανότητά του να παράγει κοσμικές δομές»

Πιστεύετε ότι τα νέα ευρήματα παρέχουν κάποια στοιχεία για το ποιο θα είναι το τέλος του Σύμπαντος; Η νέα μελέτη ενισχύει κάποια από τις υπάρχουσες θεωρίες για το τέλος του Σύμπαντος - Μεγάλη Σχάση, Μεγάλη Ψύξη κ.τ.λ.;

«Εν κατακλείδι, γνωρίζουμε πολλά για τον ρόλο που παίζει η σκοτεινή ενέργεια στην εξέλιξη του Σύμπαντος, αλλά γνωρίζουμε ελάχιστα για τη φύση της. Π.χ., γνωρίζουμε ότι επιταχύνει τη διαστολή του Σύμπαντος, αλλά όχι με ποιον τρόπο. Αν η νέα μέτρηση για τον ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος τελικά επαληθευτεί, θα μπορούσε να σημαίνει ότι η σκοτεινή ενέργεια αυξάνεται σημαντικά με την πάροδο του χρόνου κυριαρχώντας πλήρως στο μέλλον. Υπό αυτές τις συνθήκες υπερ-επιτάχυνσης το Σύμπαν θα μπορούσε να καταλήξει τελικά σε αυτό που εμείς οι κοσμολόγοι ονομάζουμε καταστροφικό "Μεγάλο Ξήλωμα-Σχίσιμο" (Big-Rip). Θεωρητικά αυτό θα μπορούσε να συμβεί μετά από 20 δισ. χρόνια περίπου, αν και υπάρχουν μελέτες που δείχνουν ότι θα μπορούσε να συμβεί και νωρίτερα. Φυσικά η τελική απάντηση θα δοθεί στα επιστημονικά συνέδρια και στις ερευνητικές εργασίες οι οποίες θα δημοσιευθούν στο μέλλον».

Το... βαρετό Σύμπαν

Μια νέα θεωρία για το μέλλον του Σύμπαντος αναπτύσσεται μετά από ευρήματα που παρουσίασε διεθνής ερευνητική ομάδα. Επιστήμονες από τη Βρετανία και την Ιταλία εντόπισαν στοιχεία που δείχνουν ότι η μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια «καταπίνει» την επίσης μυστηριώδη σκοτεινή ύλη μετατρέποντας έτσι το Σύμπαν σε «έναν γιγάντιο, άδειο και απολύτως βαρετό κόσμο», όπως υποστηρίζουν οι ερευνητές.

Σύμφωνα με τη μελέτη τους, η οποία δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Physical Review Letters», η σκοτεινή ενέργεια αλληλεπιδρά με τη σκοτεινή ύλη και το αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης είναι η σκοτεινή ύλη να εξαφανίζεται. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι το φαινόμενο εξελίσσεται σε αργό μεν αλλά σταθερό ρυθμό. Με απλά λόγια, αν η θεωρία αυτή ισχύει, θα περάσουν πάρα πολλά δισεκατομμύρια έτη για να εξαφανιστούν οι γαλαξίες και το περιεχόμενό τους. «Αυτή η μελέτη αφορά τις θεμελιώδεις ιδιότητες του χωροχρόνου. Μιλώντας σε κοσμικό επίπεδο, αφορά το Σύμπαν και τη μοίρα του. Αν η σκοτεινή ενέργεια ενισχύεται και ταυτόχρονα η σκοτεινή ύλη εξαφανίζεται, θα καταλήξουμε με ένα τεράστιο, άδειο και βαρετό Σύμπαν» ανέφερε ο Ντέιβιντ Γουάντς, διευθυντής του Ινστιτούτου Κοσμολογίας και Βαρυτικής Ελξης του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ, που ήταν μέλος της ερευνητικής ομάδας.

http://www.tovima.gr/science/article/?aid=822605

Δροσος Γεωργιος · Σεπτέμβριος 9, 2016

Ε.Κατσαβουνίδης: Ο Έλληνας που συνέβαλε στην ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων

Ο Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης είναι Διευθυντής Έρευνας στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και αποτελεί μέλος της Επιστημονικής Ομάδας LIGO, μιας ομάδας επιστημόνων που προσφάτως, το Φεβρουάριο του 2016, επιβεβαίωσαν για πρώτη φορά την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων, κάτι που είχε προβλέψει ο ίδιος ο Άλμπερτ Αϊνστάιν πριν από περίπου 100 χρόνια.

«Η περιγραφή αυτής της παρατήρησης (των βαρυτικών κυμάτων), περιγράφεται με πολύ όμορφο τρόπο στη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, που σχηματίστηκε πριν 100 χρόνια, και αποτελεί το πρώτο τεστ της θεωρίας. Θα ήταν υπέροχο να βλέπαμε το πρόσωπο του Αϊνστάιν, αν μπορούσαμε να του το πούμε», λέει ο Rainer Weiss, ομότιμος Καθηγητής Φυσικής του ΜΙΤ.

Η έρευνα στην ομάδα LIGO διεξάγεται από τον επιστημονικό οργανισμό LIGO, ένα γκρουπ περισσότερων από 1000 επιστημόνων από πανεπιστήμια όχι μόνο στις ΗΠΑ, αλλά και σε 14 άλλες χώρες. Περισσότερα από 90 πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα αναπτύσσουν τεχνολογία ανίχνευσης και αναλύουν δεδομένα. Περίπου 250 φοιτητές συνεισφέρουν σημαντικά σαν μέλη στη συνεργασία αυτή. Υπάρχει συνεργασία με επιστήμονες από ιδρύματα όπως το Μax Planck, τα Πανεπιστήμια της Γλασκώβης, του Κάρντιφ, του Μπέρμινχαμ, και άλλων του Ηνωμένου Βασιλείου, καθώς και του Πανεπιστημίου των Βαλεαρίδων Νήσων στην Ισπανία.

Ο Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης κατάγεται από τη Βέροια, όπου και μεγάλωσε. Σπούδασε Φυσική στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, όπου πήρε το πτυχίο του το 1988. Έκανε το μεταπτυχιακό του και πάλι στη Φυσική το 1990 στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech), ενώ ολοκλήρωσε το διδακτορικό του στη Φυσική το 1996, και πάλι στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech), με επιβλέποντα καθηγητή των Barry Barish.

Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζουν στην αστροφυσική των βαρυτικών κυμάτων, τα μήκη κύματος, τη σωματιδιακή αστροφυσική καθώς και τη φυσική σχετικά με την κοσμική ακτινοβολία.

Όσον αφορά τις θέσεις του και την επαγγελματική του καριέρα, ο Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής από το 1995 ως το 1996 στο Ιταλικό Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής και ερευνητής με την ομάδα Φυσικής Υψηλών Ενεργειών στο Caltech από το 1996 μέχρι το 2000. Από το 2001 ως το 2006 διετέλεσε αρχικά επίκουρος καθηγητής και αργότερα αναπληρωτής καθηγητής, από το 2006 ως το 2010, στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ).

Από το 2010 ως σήμερα είναι Διευθυντής Έρευνας, επίσης στο ΜΙΤ.

Πηγή:

http://www.ellines.com/erga-ellinon/30295-sunebale-stin-anakalupsi-ton-barutikon-kumaton/

http://www.pronews.gr/portal/20160908/genika/epistimes/27120/ekatsavoynidis-o-ellinas-poy-synevale-stin-anakalypsi-ton-varytikon

Δροσος Γεωργιος · Σεπτέμβριος 27, 2016

Η νέα εποχή θα φέρει... επανάσταση στο σύμπαν.

Οι ανιχνευτές του πειράματος για τον εντοπισμό βαρυτικών κυμάτων LIGO ξαναπαίρνουν μπρος αυτόν τον μήνα, ύστερα από ένα εξάμηνο διάλειμμα για αναβαθμίσεις. Πριν από ένα χρόνο, στις 14 Σεπτεμβρίου 2015, οι συσκευές αυτές κατάφεραν να παρατηρήσουν για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα που προέρχονταν από την ένωση δύο υπερμεγέθων μαύρων τρυπών· κύματα που την ύπαρξή τους είχε προβλέψει ο Αλμπερτ Αϊνστάιν πριν από 100 χρόνια. To πείραμα LIGO του οποίου τα αποτελέσματα έφεραν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε το σύμπαν, «δεν θα σταματήσει να μας εκπλήσσει», τονίζει η Σίλα Ρόουαν –ένα από τα βασικά μέλη της διεθνούς αυτής επιστημονικής συνεργασίας– η οποία μελετά τα βαρυτικά κύματα εδώ και 25 χρόνια.

Σημαντική ανακοίνωση

Στη διάρκεια του μεγαλύτερου ευρωπαϊκού συνεδρίου γενικής επιστήμης ESOF2016, η «Κ» συνάντησε τη δρα Ρόουαν, καθηγήτρια Φυσικής και Αστρονομίας και διευθύντρια του Ινστιτούτου Βαρυτικής Ερευνας στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, και μίλησε μαζί της για τις ελπίδες που τρέφει η επιστημονική κοινότητα από τη δεύτερη φάση λειτουργίας του πειράματος LIGO.

– Μόλις λίγες εβδομάδες μετά την πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων υπήρξε και μια δεύτερη, που ανακοινώθηκε τον Ιούνιο. Τι μας διδάσκει αυτή η δεύτερη παρατήρηση;

– Η δεύτερη ανίχνευση έγινε πράγματι τρεις μήνες μετά την πρώτη, συγκεκριμένα την επόμενη ημέρα των Χριστουγέννων. Η παρατήρηση αυτή είναι σημαντική κυρίως για δύο λόγους. Ο πρώτος είναι ότι και τα δύο γεγονότα προέρχονται από τη συγχώνευση δύο μαύρων τρυπών και, δεδομένου του σύντομου χρονικού διαστήματος μεταξύ των δύο παρατηρήσεων, μας κάνει να αναλογιστούμε ότι εκεί έξω υπάρχει ένα πλήθος τέτοιων πηγών. Αρχίζουμε λοιπόν να πιστεύουμε ότι τέτοιου είδους συστήματα δεν αποτελούν εξαίρεση. Παραδείγματος χάριν, εάν κάποιος δεν έχει δει ποτέ του σκύλο, και ο πρώτος σκύλος που θα αντικρίσει έχει τρία πόδια, τότε θα σκεφτεί ότι ο σκύλος είναι ένα ζώο με τρία πόδια. Θα χρειαστεί να συναντήσει κανείς περισσότερους από έναν σκύλους για να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ο σκύλος είναι ένα ζώο με τέσσερα πόδια, και ότι ο πρώτος που είχε συναντήσει είχε πιθανώς κάποιο ατύχημα που του προσέδωσε αυτήν την ιδιαιτερότητα. Το ίδιο συμβαίνει και στην περίπτωσή μας με τα συστήματα των μαύρων τρυπών.

Ο δεύτερος λόγος είναι ότι ανακαλύπτοντας μια οικογένεια τέτοιων πηγών μπορούμε να συγκεντρώσουμε πληροφορίες σχετικά με το πώς αυτές σχηματίστηκαν και να μετρήσουμε τις ιδιότητές τους. Πριν γίνουν αυτές οι παρατηρήσεις είχαμε μόνο θεωρίες. Εάν όμως καταφέρουμε κάποια στιγμή να μετρήσουμε τη στροφορμή και την κατεύθυνση της στροφορμής των μαύρων τρυπών, θα μπορέσουμε να βγάλουμε συμπεράσματα σχετικά με τον τρόπο που αυτές σχηματίστηκαν. Εάν για παράδειγμα η στροφορμή μιας μαύρης τρύπας έχει την ίδια κατεύθυνση με εκείνη μιας δεύτερης, αυτό πιθανώς να σημαίνει ότι έχουν την ίδια προέλευση, ενώ στην αντίθετη περίπτωση μπορεί κανείς να υποθέσει ότι δημιουργήθηκαν ανεξάρτητα η μία από την άλλη, και κάποια στιγμή ήρθαν κοντά σχηματίζοντας ένα διπλό σύστημα μαύρων τρυπών.

– Σε πόσο καιρό θα μπούμε στην πολυσυζητημένη εποχή της αστρονομίας βαρυτικών κυμάτων;

– Εχουμε ήδη μπει. Ομως όσο αυξάνουμε την ευαισθησία των ανιχνευτών θα παρατηρούμε όλο και περισσότερα τέτοια γεγονότα. Σε δύο χρόνια, και με συνεχείς αναβαθμίσεις, μπορεί να φτάσουμε να παρατηρούμε και ένα τέτοιο γεγονός την ημέρα! Και αυτή η νέα εποχή δεν θα φέρει επανάσταση μόνο στη μελέτη των μαύρων τρυπών, τις οποίες πολύ πιθανόν να μην καταφέρναμε να παρατηρήσουμε μόνο με ηλεκτρομαγνητικές μετρήσεις. Αυτή η εποχή θα προσφέρει γενικά έναν νέο τρόπο μελέτης του σύμπαντος. Παραδείγματος χάριν, στην περίπτωση των υπερκαινοφανών αστέρων ή σουπερνόβα, παρότι αυτά εκπέμπουν ένα οπτικό σήμα, ο μηχανισμός που λαμβάνει χώρα όταν εκρήγνυται το εσωτερικό ενός αστεριού αποτελεί ακόμα μυστήριο, το οποίο ίσως καταφέρουμε να διαλευκάνουμε με τη βοήθεια των βαρυτικών κυμάτων. Επίσης, από ηλεκτρομαγνητικές μετρήσεις γνωρίζουμε πια ότι το σύμπαν μας όχι μόνο διαστέλλεται αλλά η διαστολή του είναι επιταχυνόμενη. Ωστόσο, πρόσφατες αποδείξεις έδειξαν ότι διαφορετικές ηλεκτρομαγνητικές μετρήσεις καταλήγουν σε ελαφρώς διαφορετικές απαντήσεις σχετικά με τον ρυθμό διαστολής του σύμπαντος. Αντίθετα, με τα σήματα βαρυτικών κυμάτων που λαμβάνουμε θα μπορούμε στο μέλλον να εξάγουμε ασφαλή συμπεράσματα σχετικά με τον ρυθμό διαστολής του σύμπαντος, όπως αυτός βιώνεται από τη βαρύτητα και όχι από το φως.

– Αφού τα βαρυτικά κύματα δεν τα βλέπουμε, πώς καταφέρνουμε να τα ανιχνεύσουμε;

– Αυτό που ανιχνεύουμε είναι μια δόνηση. Με το πέρασμα των βαρυτικών κυμάτων ανάμεσα σε σημεία ή αντικείμενα στον χώρο αλλάζει η απόσταση μεταξύ τους, οπότε αυτό που ανιχνεύουμε στην ουσία είναι δονούμενοι χώροι. Η όλη διαδικασία θυμίζει κάπως τη λειτουργία του πικάπ στο οποίο η βελόνα κινείται πάνω στα αυλάκια του δίσκου, «νιώθει» τις δονήσεις και τις μεταφράζει, μέσω ενός ηχείου, σε ήχο.

Οι δονήσεις

Κάποιος θα μπορούσε να φανταστεί ότι ο δίσκος είναι ο ουρανός, η βελόνα ο ανιχνευτής και τα αυλάκια του δίσκου οι δονήσεις στο Διάστημα. Κατά τον ίδιο τρόπο εμείς έχουμε κατασκευάσει μεγάλους ανιχνευτές που «νιώθουν» τις δονήσεις του χώρου τη στιγμή που περνούν ανάμεσά τους βαρυτικά κύματα. Στη συνέχεια παίρνουμε αυτές τις δονήσεις, τις μετατρέπουμε σε ήχο και τις ακούμε.

– Και αρκεί αυτός ο ήχος για να διακρίνετε την πηγή των βαρυτικών κυμάτων;

– Ακριβώς. Οι ιδιότητες της πηγής είναι κωδικοποιημένες μέσα στο σήμα, δηλαδή στη δόνηση, και στη συνέχεια στον ήχο στον οποίο την έχουμε μετατρέψει. Είναι σαν να ακούς το κελάηδισμα πουλιών και να αναγνωρίζεις το είδος του πτηνού μόνο από τον ήχο. Μια τσιριχτή φωνή ίσως να προέρχεται από ένα μικρό πουλί, ενώ μια πάπια βγάζει τελείως διαφορετικό ήχο.

– Aραγε, πόσα βαρυτικά κύματα μας διαπερνούν αυτή τη στιγμή που μιλάμε;

– Βαρυτικά κύματα, είτε αυτά είναι απομεινάρια της Μεγάλης Εκρηξης είτε προέρχονται από αυτές τις μαύρες τρύπες, μας διαπερνούν συνεχώς. Μόνο που είναι τόσο αμυδρά που είναι αδύνατο να τα αισθανθούμε. Γι’ αυτό και για να τα «νιώσουμε» αναγκαζόμαστε να χτίσουμε αυτούς τους μεγάλους ανιχνευτές.

Μια μικρή χώρα πρέπει να ξέρει πώς δουλεύουν παγκοσμίως

Από τα μέσα Ιουνίου 2016, η δρ Ρόουαν είναι η νέα Chief Scientific Adviser (Διευθύνων επιστημονικός σύμβουλος) της Σκωτίας, και από τη θέση αυτή, που την απασχολεί τρεις ημέρες την εβδομάδα, προσφέρει επιστημονικές εμπειρογνωμικές συμβουλές στην κυβέρνηση της χώρας.

– Αποτέλεσε το LIGO έμπνευση για να κάνετε αίτηση για τη θέση του Chief Scientific Adviser;

– To LIGO είναι ένα εξαιρετικά διεθνές έργο. Για να παραδώσει κανείς ένα έργο τέτοιας κλίμακας χρειάζεται να συνεργαστεί στενά με πολλούς συναδέλφους από το εξωτερικό και να αποκτήσει μια αντίληψη του τρόπου με τον οποίο τα πράγματα δουλεύουν στις διάφορες χώρες. Πιστεύω ότι για μια μικρή χώρα όπως η Σκωτία, είναι πολύ σημαντικό, εκτός από τα εσωτερικά της, να γνωρίζει επίσης τον τρόπο με τον οποίον δουλεύουν τα πράγματα σε παγκόσμιο επίπεδο. Εάν μια χώρα θέλει να έχει επιτυχίες στην επιστήμη, πρέπει να γνωρίζει τόσο τη θέση της στο παγκόσμιο στερέωμα όσο και τα δυνατά της σημεία.

– Ως μια μικρή χώρα, προτείνετε στη Σκωτία να επικεντρωθεί σε κάποια πεδία έρευνας ή να είναι ανοιχτή σε κάθε επιστημονική ιδέα και κατεύθυνση;

– Οχι μόνο στην επιστήμη, αλλά σε κάθε τομέα, πρέπει κανείς να εφαρμόζει λίγο και από τα δύο. Από τη μια πρέπει να αναγνωρίζει τα δυνατά του σημεία και, ξέροντας ότι βραχυπρόθεσμα θα του φανούν χρήσιμα, να επενδύει σε αυτά. Ομως, από την άλλη, πρέπει να έχει και το ένα μάτι στον ορίζοντα, επενδύοντας και σε τομείς που πιθανώς να έχουν μεγαλύτερο ρίσκο, αλλά που μακροπρόθεσμα μπορεί να φέρουν καρπούς. Ενα τέτοιο εγχείρημα υψηλού ρίσκου αλλά και υψηλής ανταμοιβής ήταν και το LIGO, που πήρε πάνω από 40 χρόνια να ευδοκιμήσει. Κατ’ αυτόν τον τρόπο μπορείς να συντηρήσεις το παρόν, ενώ ταυτόχρονα προνοείς για το μέλλον. Και αυτό διότι στον κόσμο κάποια πράγματα αλλάζουν, και εάν κάποιος υπερεπικεντρωθεί σε τομείς που σήμερα αποτελούν το δυνατό του σημείο, μπορεί στο μέλλον ο τομέας αυτός να μην αποτελεί πλεονέκτημα. Οπότε, είναι απαραίτητη μια ισορροπία.

– Πώς είναι να ξεκινάει κανείς την καριέρα του ως Chief Scientific Adviser της Σκωτίας και μόλις λίγες μέρες μετά να διαπιστώνει ότι πρέπει να σχεδιάσει ένα μέλλον εκτός της Ευρωπαϊκής Eνωσης;

– Hταν ένα αποτέλεσμα που δεν ήταν αναμενόμενο στη Σκωτία και πράγματι οι Σκωτσέζοι ψήφισαν να παραμείνουν στην Ευρωπαϊκή Ενωση. Σίγουρα τα πράγματα είναι ακόμα αβέβαια. Από τη μια δεν έχει αλλάξει τίποτα, και απ’ την άλλη έχουν αλλάξει τα πάντα. Οι επιστήμονες προσπαθούν να δουλέψουν σκληρά για να διατηρήσουν τις σχέσεις τους με τους ξένους συνεργάτες τους και το δίκτυο που έχουν δημιουργήσει. Αλλωστε, βρισκόμαστε ακόμα στην Ε.Ε. και διατηρούμε ακόμα το δικαίωμα να υποβάλουμε αιτήσεις για έργα.

Επιλογές

Αυτό που προσπαθώ να κάνω από τη θέση που κατέχω είναι να διερευνήσω τις επιλογές που έχει η επιστήμη όταν τελικά χρειαστεί να ενεργοποιηθεί το άρθρο 50 για την έξοδο της Βρετανίας από την Ε.Ε. και να εξασφαλίσω ότι όταν αρχίσουν οι διαπραγματεύσεις, θα αναγνωριστεί και θα προστατευτεί η αξία της επιστήμης στο Ηνωμένο Βασίλειο – και στη Σκωτία ειδικότερα. Είναι πολύ σημαντικό να διαφυλάξουμε τη συμμετοχή μας σε ευρωπαϊκά και διεθνή έργα – και αυτό όχι μόνο από θέμα χρηματοδότησης. Σίγουρα η χρηματοδότηση είναι τεράστιας σημασίας, αλλά αυτό που είναι εξίσου σημαντικό είναι να βρίσκεται κανείς στο τραπέζι των συζητήσεων όταν σε αυτό συζητείται το μέλλον.

Το πείραμα LIGO με τους 1.000 φυσικούς

Περισσότεροι από 1.000 φυσικοί έχουν εργαστεί στο πείραμα LIGO, που αποτελείται από δύο τεράστιους πανομοιότυπους ανιχνευτές, ο ένας στο Λίβινγκστον της πολιτείας της Λουιζιάνα των ΗΠΑ και ο άλλος στο Χάνφορντ της πολιτείας της Ουάσιγκτον. Η ερευνητική ομάδα της δρος Ρόουαν στη Γλασκώβη της Σκωτίας ήταν υπεύθυνη για την κατασκευή των αναρτήσεων για τους καθρέφτες του LIGO, οι οποίοι λειτουργούν σαν δοκιμαστικές μάζες για τη μέτρηση των βαρυτικών κυμάτων. Κάθε ένας από τους τέσσερις καθρέφτες ζυγίζει 40 κιλά και συγκρατείται από τέσσερις ίνες γυαλιού –σχηματίζοντας κάτι σαν εκκρεμές– με σκοπό να δημιουργείται μόνωση από την κίνηση του εδάφους. Κάθε μία από αυτές τις ίνες είναι λίγο πιο παχιά από μια τρίχα, και ο λόγος που είναι κατασκευασμένες από γυαλί είναι για να ελαχιστοποιείται η τριβή που προκύπτει από το ίδιο το υλικό. Οι καθρέφτες κρέμονται σχεδόν ακίνητοι πάνω στις αναρτήσεις περιμένοντας να αντιδράσουν στο πέρασμα κάποιου βαρυτικού κύματος. Σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν, όταν κάποιο βαρυτικό κύμα περάσει από τον ανιχνευτή, η απόσταση μεταξύ των καθρεφτών θα υποστεί απειροελάχιστη αλλαγή.

http://www.kathimerini.gr/876327/article/proswpa/synentey3eis/h-nea-epoxh-8a-ferei-epanastash-sto-sympan

Δροσος Γεωργιος · Σεπτέμβριος 28, 2016

Πράγματι, τo Σύμπαν είναι ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις.

Οι κοσμολόγοι μπορούν να αναστενάξουν με ανακούφιση: η ακριβέστερη ως σήμερα μελέτη επιβεβαιώνει τη βασική υπόθεση ότι το Σύμπαν διαστέλλεται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, χωρίς να περιστρέφεται ή να τεντώνεται.

Αν κοιτάξει κανείς το νυχτερινό ουρανό βλέπει πλανήτες, άστρα, γαλαξίες αλλά και μεγάλες, κενές περιοχές. Αν όμως δει κανείς την ευρύτερη εικόνα, εξετάζοντας το Σύμπαν σε μεγάλες κλίμακες, ο ουρανός φαίνεται ίδιος προς όλες τις κατευθύνσεις.

Για να περιγράψουν αυτήν την ομοιομορφία σε μεγάλες κλίμακες, οι κοσμολόγοι λένε ότι το Σύμπαν είναι «ισοτροπικό» -μια κεντρική υπόθεση στην οποία βασίζονται οι περισσότεροι υπολογισμοί στην Κοσμολογία.

Παρόλα αυτά, κανείς δεν μπορεί να είναι απόλυτα σίγουρος ότι δεν υπάρχει κάποια «ανισοτροπία», δηλαδή κάποια σημαντική μεταβολή στις ιδιότητες του χωροχρόνου σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Κανείς δεν μπορεί επίσης να αποκλείσει την πιθανότητα ολόκληρο το Σύμπαν να περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα, κάτι που επίσης θα καθιστούσε τον χωροχρόνο ανισοτροπικό.

Η νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στην έγκριτη επιθεώρηση Physical Review Letters. προσφέρει νέα επίπεδα ακρίβειας, καθώς υπολογίζει ότι η πιθανότητα να μην είναι το Σύμπαν ισοτροπικό είναι μόλις 1 στις 121.000.

Αρχέγονη λάμψη

Για να εξετάσει το κατά πόσον ο χωροχρόνος έχει αίσθηση της κατεύθυνσης, οι ερευνητές του Πανεπιστημιακού Κολεγίου του Λονδίνου και του Imperial College εξέτασαν τη «μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου», ή CMB, το απόφωτο μιας λάμψης που γέμισε τα πάντα όταν το Σύμπαν έγινε ξαφνικά διαφανές περίπου 360.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Ακόμα και σήμερα, η αμυδρή αυτή λάμψη γεμίζει τον ουρανό στο φάσμα των μικροκυμάτων και δίνει πολύτιμα στοιχεία για την εξέλιξη του Σύμπαντος.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τον ακριβέστερο μέχρι σήμερα χάρτη της ακτινοβολίας CMB σε ολόκληρο τον ουρανό, τον οποίο δημιούργησε ο δορυφόρος Planck της ευρωπαϊκής διαστημικής υπηρεσίας ESA. Ο χάρτης καταγράφει την ένταση της ακτινοβολίας σε κάθε σημείο του ουράνιου θόλου, καθώς και την πόλωση της ακτινοβολίας αυτής, η οποία δίνει μια αίσθηση της κατεύθυνσης.

Η ερευνητική ομάδα συνέκρινε το χάρτη με μαθηματικά μοντέλα στα οποία το Σύμπαν είναι ανισοτροπικό. Για παράδειγμα, αν το Σύμπαν τεντώνεται προς μια κατεύθυνση περισσότερο από ό,τι σε άλλες ο χάρτης θα εμφάνιζε μακρόστενες θερμές και ψυχρές κηλίδες. Αν πάλι το Σύμπαν περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα, η ακτινοβολία CMB θα εμφάνιζε σπειροειδή σχήματα.

Η σύγκριση της πραγματικότητας με τα μαθηματικά μοντέλα έδειξε ότι ο χάρτης του Planck είναι περισσότερο συμβατός με ένα ισοτροπικό Σύμπαν.

«Βρήκαμε ισχυρές ενδείξεις ότι το Σύμπαν είναι ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις» λέει ο Στίβεν Φίβεϊ του Imperial College.

Πιο ενθουσιώδης εμφανίστηκε η Ντανιέλα Σάαντε του Πανεπιστημιακού Κολεγίου του Λονδίνου, πρώτη συγγραφέας της δημοσίευσης: «Είμαστε πανευτυχείς που η εργασία μας δικαιώνει αυτό που υπέθεταν οι περισσότεροι κοσμολόγοι» είπε.

«Για την ώρα, η Κοσμολογία είναι ασφαλής».

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500104183

Δροσος Γεωργιος · Οκτώβριος 13, 2016

H απίθανη σχέση της Μεγάλης Έκρηξης με τις κουτσουλιές.

Ήταν στις αρχές της δεκαετίας του 1960 όταν δύο αστρονόμοι στις ΗΠΑ προσπαθούσαν να μετρήσουν πόσο φωτεινός είναι στην πραγματικότητα ο «μαύρος» νυχτερινός ουρανός. Αυτό που τελικά θα ανακάλυπταν ήταν η πρώτη άμεση επιβεβαίωση της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης. Στην αρχή, όμως, οι δύο ερευνητές νόμιζαν ότι το σήμα ερχόταν από τις κουτσουλιές δύο ανεπιθύμητων εισβολέων.

Ο Ρόμπερτ Ουίλσον και ο Άρνο Πένζιας, μετέπειτα νομπελίστες, εργάζονταν στο Νιου Τζέρσεϊ με μια γιγάντια κεραία σε σχήμα κέρατου, σχεδιασμένη να καταγράφει μικροκύματα από τον ουρανό.

Το 1964, το ερευνητικό δίδυμο άκουσε για πρώτη φορά το περίεργο σήμα, υπέθεσε όμως ότι επρόκειτο για παρεμβολές από επίγειες πηγές μικροκυμάτων. Μήπως ήταν ραδιοκύματα από τη Νέα Υόρκη; Ίσως ο απόηχος κάποιας πυρηνικής δοκιμής; Μήπως προερχόταν από τις ζώνες ακτινοβολίας Βαν Άλεν που περιβάλλουν τη Γη;

«Είχα μεγάλη εμπειρία στην επίλυση πρακτικών προβλημάτων σε ραδιοτηλεσκόπια» λέει ο Ουίλσον σε άρθρο του Smithsonian.com. «Αρχίσαμε να ψάχνουμε αν υπήρχε κάτι στον εξοπλισμό ή στο περιβάλλον που θα μπορούσε να προκαλεί τον [ηλεκτρομαγνητικό] θόρυβο».

http://www.smithsonianmag.com/smithsonian-institution/how-scientists-confirmed-big-bang-theory-owe-it-all-to-a-pigeon-trap-180949741/?no-ist

Και τότε, οι δύο αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν νέο ύποπτο. Ή μάλλον δύο: ένα ζευγάρι περιστέρια είχε φωλιάσει μέσα στην κεραία και την είχε γεμίσει κουτσουλιές, οι οποίες θα μπορούσαν να έχουν σχέση με τον περίεργο θόρυβο.

Οι δύο καταληψίες τελικά συνελήφθησαν με ειδική παγίδα και εστάλησαν σε έναν εκτροφέα περιστεριών μακριά από το εργαστήριο, ενώ η ίδια η κεραία καθαρίστηκε προσεκτικά από τις κουτσουλιές.

Έτσι, αφού έπιασαν τα περιστέρια, τα έστειλαν στα εργαστήρια Bell. Εκεί απελευθερώθηκαν, αλλά αυτά ξαναγύρισαν σπίτι τους, στον λαιμό της κεραίας! Μερικές μέρες αργότερα, πιάστηκαν πάλι και τελικά εμποδίστηκαν να «επαναγκατασταθούν» στην κεραία με πιο «αποφασιστικό τρόπο» (Ο Max Tegmark, αναφέρει στο βιβλίο του «Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality», ότι μετά από μερικά ποτήρια κρασί ο Arno Penzias του εκμυστηρεύτηκε πως όταν τα περιστέρια επέστρεψαν χρησιμοποιήθηκε όπλο …)

Κι όμως, τα περίεργα σήματα δεν σταμάτησαν. Και αφού πέρασαν ένα χρόνο αποκλείοντας κάθε πιθανή πηγή παρεμβολών, οι αστρονόμοι κατάλαβαν τι ήταν στην πραγματικότητα το περίεργο σήμα: ήταν κατά κάποιο τρόπο η ηχώς του «Μπιγκ Μπανγκ».

Οι κοσμολόγοι είχαν βάλει στο τραπέζι την ιδέα της Μεγάλης Έκρηξης όταν συνειδητοποίησαν ότι το Σύμπαν διαστέλλεται -κάτι που υποδείκνυε ότι όλα πρέπει να ξεκίνησαν στο παρελθόν από ένα σημείο.

Την εποχή που εργάζονταν στο Νιου Τζέρσεϊ οι δύο αστρονόμοι, ο αμερικανός φυσικός Ρόμπερτ Ντικ διατύπωσε τη θεωρία ότι, αν το Σύμπαν είχε γεννηθεί όντως σε μια Μεγάλη Έκρηξη, η έκρηξη αυτή θα είχε αφήσει ένα ίχνος, έναν ψίθυρο από το μακρινό παρελθόν, που θα παρέμενε ορατό μέχρι σήμερα.

Το ίχνος αυτό είναι η λεγόμενη Μικροκυματική Ακτινοβολία Υποβάθρου, ή CMB, την οποία είχαν καταγράψει για πρώτη φορά οι Ουίλσον και Πένζιας.

Η ακτινοβολία αυτή, η οποία καταφθάνει διαρκώς στη Γη από ολόκληρο τον ουράνιο θόλο, είναι ουσιαστικά το απόφωτο μιας λάμψης που γέμισε τα πάντα όταν το Σύμπαν έγινε ξαφνικά διαφανές περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Τελικά ο μικροκυματικός θόρυβος που συνέχιζε να καταγράφει η κεραία ήταν το

«ελάχιστο κομμάτι μουσικής που αντέχει

ανάμεσα σε γαλαξίες και νεφελώματα

να δίνει σήμα και να κυματίζει»,

η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, το αρχαιότερο απομεινάρι από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης.

Στο βίντεο που ακολουθεί ο Robert Wilson, που τιμήθηκε με Νόμπελ φυσικής το 1978, θυμάται το ζευγάρι των περιστεριών που «εμπόδιζαν» μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις του 20ου αιώνα:

Το 1978, οι Ουίλσον και Πένζιας τιμήθηκαν με το Νόμπελ Φυσικής για τη μεγάλη ανακάλυψη, η οποία έθεσε τις βάσεις της σύγχρονης κοσμολογίας.

Σήμερα, η γιγάντια κεραία που χρησιμοποίησαν οι δύο αστρονόμοι παραμένει στη θέση της στο Χόλμντελ Ρόουντ του Νιου Τζέρσεϊ.

Λόγω της ιστορικής αξίας της, η παγίδα με την οποία συνελήφθησαν τα δύο περιστέρια εκτίθεται στον πρώτο όροφο του Μουσείο Αέρος και Διαστήματος του Ιδρύματος Smithsonian στην Ουάσινγκτον.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500107606

Δροσος Γεωργιος · Οκτώβριος 14, 2016

Εθελοντές «κυνηγούν» νέα ίχνη βαρυτικών κυμάτων.

Παραμορφώσεις 10.000 μικρότερες από τη διάμετρο ενός πρωτονίου έπρεπε να ανιχνεύσει το πείραμα LIGO για να εντοπίσει για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα, αποδεικνύοντας έτσι την τελευταία πρόβλεψη της Γενικής Σχετικότητας που δεν είχε επιβεβαιωθεί μέχρι σήμερα, έναν αιώνα μετά τη διατύπωση της θεωρίας από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν.

Για να γίνει αυτό πραγματικότητα, θα έπρεπε το πείραμα να έχει ασύλληπτη ευαισθησία. Θα έπρεπε επίσης να μπορεί να αποκλεισθεί το ενδεχόμενο τα σήματα που καταγράφονται να είναι απλώς δονήσεις από διερχόμενα οχήματα, ασθενείς σεισμοί ή «λάθη» από τα ηλεκτρονικά κυκλώματα – ώστε να είναι όντως σίγουρο πως πρόκειται για «ίχνη» βαρυτικών κυμάτων.

Γι΄ αυτό τον σκοπό, το LIGO περιλαμβάνει δύο πανομοιότυπες ανιχνευτικές διατάξεις, μία στη Λουιζιάνα και μία στην Ουάσιγκτον, μία λύση που θα λειτουργούσε ως «αντίδοτο» ως τέτοιες περιπτώσεις. Κάτι που φάνηκε να λειτουργεί, όπως αποδεικνύει ο εντοπισμός βαρυτικών κυμάτων τον περασμένο Φεβρουάριο, ο οποίος επαναλήφθηκε λίγο καιρό αργότερα.

Ακόμη κι έτσι όμως, δεν αποκλείονται τα πειραματικά σφάλματα, αφού δεν λείπουν οι περιπτώσεις που σήματα... γήινης προέλευσης εμφανίζονται σχεδόν ταυτόχρονα στους δύο ανιχνευτές, δίνοντας επομένως την εντύπωση πως πρόκειται για πιθανά «αποτύπωματα» βαρυτικών κυμάτων.

Έτσι, για τον έλεγχό τους, μία ομάδα από τους επιστήμονες του πειράματος έχει ζητήσει τη βοήθεια εθελοντών, δηλαδή απλών πολιτών οι οποίοι αναλαμβάνουν να ελέγχουν αυτό τον «θόρυβο».

Το πρότζεκτ έχει ονομασθεί Gravity Spy και «τρέχει» μέσα από την πλατφόρμα Zooniverse, ενώ σε αυτό συμμετέχουν 1.400 εθελοντές.

Για την ανάλυση, οι πληροφορίες μετατρέπονται σε ένα είδος εικόνας που ονομάζεται φασματογράφημα, με κατάλληλα σχήματα τα οποία υποδεικνύουν τον χρόνο και τη συχνότητα του «θορύβου». Έτσι, αποχρώσεις του γαλάζιου, του κίτρινου και του πράσινου αναπαριστούν την ένταση του σήματος, δηλαδή τον βαθμό στον οποίο παραμορφώθηκε ο ανιχνευτής, παράγοντας το συγκεκριμένο σήμα.

Με δεδομένο τον πολύ μεγάλο όγκο των μετρήσεων που παράγουν οι ανιχνευτές, τα σήματα που αντιστοιχούν σε «θόρυβο» δεν είναι λίγα. Αν και ορισμένα από αυτά εντοπίζονται από τους υπολογιστές, κάποια δεν αναγνωρίζονται από το λογισμικό.

Αντίθετα, ο άνθρωπος είναι πολύ καλύτερος στο να εντοπίζει νέα μοτίβα στις εικόνες. Επομένως, στους εθελοντές προωθούνται τα πιο δύσκολα αναγνωρίσιμα σήματα. Στη συνέχεια, οι αναλύσεις τους διαβιβάζονται στο λογισμικό, ώστε να «εκπαιδεύεται» και να βελτιώνεται η ικανότητά του στον εντοπισμό του «θορύβου».

Το Gravity Spy βρίσκεται αυτή τη στιγμή σε πιλοτικό στάδιο. Όταν αυτό ολοκληρωθεί, τότε οι εθελοντές θα κληθούν να αναλύσουν νέες εικόνες, οι οποίες θα προκύψουν από τη δεύτερη φάση λειτουργίας του πειράματος

Το πρότζεκτ χρηματοδοτείται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, ενώ οργανώθηκε από το Νοτιοδυτικό πανεπιστήμιο, το πανεπιστήμιο Σίρακιουζ και το πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα.

http://www.naftemporiki.gr/story/1159399/ethelontes-kunigoun-nea-ixni-barutikon-kumaton

Δροσος Γεωργιος · Οκτώβριος 25, 2016

Νέα έρευνα αμφισβητεί την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος.

Πριν από 5 χρόνια, το Νόμπελ φυσικής απονεμήθηκε σε τρεις αστρονόμους που, στα τέλη της δεκαετίας του 1990, ανακάλυψαν ότι το σύμπαν διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Η ανακάλυψή τους είχε βασισθεί στην ανάλυση υπερκαινοφανών αστέρων (σουπερνόβα) τύπου Ia, δηλαδή άστρων που έχουν καταρρεύσει κάτω από τη δύναμη της βαρύτητας, προκαλώντας θερμοπυρηνικές εκρήξεις.

Με δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και επίγεια τηλεσκόπια, οι τρεις ερευνητές υπολόγισαν με συναδέλφους τους τις αποστάσεις των αστέρων, διαπιστώνοντας έκπληκτοι πως αυτές αυξάνονταν ολοένα και ταχύτερα με την πάροδο του χρόνου. Έτσι, η επιστημονική κοινότητα αποδέχθηκε την ιδέα της επιταχυνόμενης διαστολής του σύμπαντος, αναζητώντας την αιτία που κρύβεται πίσω από αυτήν.

Τώρα, όμως, μία νέα μελέτη Ευρωπαίων επιστημόνων έρχεται να αμφισβητήσει αυτή την καθιερωμένη εικόνα της κοσμολογίας. Χρησιμοποιώντας έναν πολύ μεγάλο όγκο δεδομένων –δηλαδή μία λίστα 740 σουπερνόβα τύπου Ia, δεκαπλάσια από το δείγμα που οδήγησε στο βραβείο Νόμπελ– οι επιστήμονες βρήκαν πως οι ενδείξεις για την επιτάχυνση είναι λιγότερο τελεσίδικες από όσο θεωρούνταν μέχρι σήμερα.

Η μελέτη δημοσιεύεται στην online έκδοση του περιοδικού Nature. Όπως αναφέρουν σε αυτήν οι συντάκτες της, αντίθετα τα δεδομένα είναι συνεπή με ένα σταθερό ρυθμό συμπαντικής διαστολής.

Σύμφωνα με τον Σουμπίρ Σαρκάρ, καθηγητή στο τμήμα φυσικής του πανεπιστημίου της Οξφόρδης και επικεφαλής της ομάδας, η ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του σύμπαντος οδήγησε στην αντίληψη ότι το σύμπαν κατακλύζεται από μία «σκοτεινή ενέργεια», η οποία αποτελεί αυτή τη στιγμή το αποδεκτό μοντέλο κοσμολογικό μοντέλο.

«Ωστόσο, τώρα υπάρχει διαθέσιμο ένα μεγαλύτερο πλήθος δεδομένων, για να πραγματοποιηθούν πιο λεπτομερείς και ακριβείς αναλύσεις. Αναλύσαμε τον τελευταίο κατάλογο 740 σουπερνόβα τύπου Ia, δέκα φορές περισσότερους από το δείγμα στο οποίο βασίσθηκε η αρχική ανακάλυψη– και βρήκαμε πως η στατιστική αξιοπιστία του αποτελέσματος φτάνει τα “3 σίγμα”, όπως λένε οι φυσικοί. Επομένως είναι πολύ μικρότερη από τα “5 σίγμα” που απαιτούνται, ώστε να θεωρηθεί στατιστικά σημαντική οποιαδήποτε ανακάλυψη», σημειώνει ο επιστήμονας στην ιστοσελίδα του πανεπιστημίου της Οξφόρδης.

Ένα ανάλογο παράδειγμα είναι οι πρόσφατες ενδείξεις για τον εντοπισμό ενός καινούριου σωματιδίου στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN, η στατιστική αξιοπιστία των οποίων μάλιστα αρχικά έφτανε τα 3,9 και 3,4 σίγμα. Ωστόσο, όπως ανακοινώθηκε λίγους μήνες αργότερα, νεότερα δεδομένα μείωσαν την αξιοπιστία στο “1 σίγμα”, δείχνοντας τελικά πως οι ενδείξεις παρέπεμπαν σε τυχαίες διακυμάνσεις και όχι σε κάποιο καινούριο σωματίδιο.

Στην περίπτωση πάντως της επιταχυνόμενης διαστολής, υπάρχουν και άλλα στοιχεία που συνηγορούν υπέρ της, όπως για παράδειγμα οι μετρήσεις της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου (CMB), δηλαδή του υπολείμματος της ακτινοβολίας που εξέπεμπε το σύμπαν περίπου 380.000 χρόνια μετά τη δημιουργία του.

Ωστόσο, σύμφωνα με τον Σαρκάρ, αυτές οι ενδείξεις είναι έμμεσες, εν μέρει επειδή η CMB δεν επηρεάζεται από την υποτιθέμενη «σκοτεινή ενέργεια».

Όπως προσθέτει, σίγουρα θα χρειασθούν περισσότερα επιχειρήματα για να πεισθεί η επιστημονική κοινότητα, ωστόσο η δουλειά που έχει κάνει ο ίδιος με τους συναδέλφους του δείχνει ήδη πως είναι μάλλον σαθρός ένας βασικός πυλώνας του καθιερωμένου κοσμολογικού μοντέλου.

«Ελπίζω πως θα αποτελέσει κίνητρο για καλύτερη ανάλυση των κοσμολογικών δεδομένων, όπως επίσης και ότι θα εμπνεύσει τους θεωρητικούς φυσικούς να διατυπώσουν πιο εξελιγμένα κοσμολογικά μοντέλα».

http://www.naftemporiki.gr/story/1163342/nea-ereuna-amfisbitei-tin-epitaxunomeni-diastoli-tou-sumpantos

Δροσος Γεωργιος · Νοέμβριος 22, 2016

Ξανά σε λειτουργία το ιστορικό πείραμα ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων.

Έπειτα από μία σειρά αναβαθμίσεων, για τις οποίες χρειάστηκε να παραμείνει εκτός λειτουργίας για 10 μήνες, το πείραμα Advanced LIGO στις ΗΠΑ είναι έτοιμο να ξεκινήσει ξανά. Όπως και στην πρώτη φάση της λειτουργίας του, το πείραμα θα διεξαχθεί με τη βοήθεια δύο ανιχνευτών, ενός στη Λουιζιάνα και ενός στην Ουάσιγκτον.

Πλέον, όμως, η ευαισθησία του ενός ανιχνευτή, αυτού στη Λουιζιάνα, έχει βελτιωθεί κατά 15-25%. Αντίθετα, η βελτίωση της πειραματικής διάταξης στην Ουάσιγκτον είναι πολύ μικρότερη, με την ευαισθησία του να έχει παραμείνει σχεδόν στα προηγούμενα επίπεδα.

Οι δοκιμές του αναβαθμισμένου εξοπλισμού έχουν ξεκινήσει από τις 14 Νοεμβρίου, ώστε μέσα στον επόμενο μήνα να ξεκινήσουν οι παρατηρήσεις. Αυτή η δεύτερη φάση λειτουργίας του πειράματος αναμένεται να διαρκέσει περίπου έξι μήνες.

Το Advanced LIGO πέρασε στην ιστορία ήδη από την αρχική φάση λειτουργίας του, καθώς τον Σεπτέμβριο του 2015, όταν οι ανιχνευτές του έγιναν οι πρώτες πειραματικές διατάξεις που ανίχνευσαν βαρυτικά κύματα. Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, τα βαρυτικά κύματα είναι διαταραχές που προκαλούνται από την κίνηση των υλικών σωμάτων και μεταδίδονται στο χωροχρονικό συνεχές.

Ωστόσο, ακόμη και στην περίπτωση που τα υλικά σώματα έχουν πολύ μεγάλη μάζα, οι διαταραχές είναι εξαιρετικά ασθενείς για να ανιχνευθούν. Επομένως, θα έπρεπε να μετρηθούν απειροελάχιστες χωρικές παραμορφώσεις, οι οποίες στην απόσταση Γης-Σελήνης θα ισοδυναμούσαν περίπου με τη διάμετρο ενός μόλις ατόμου.

Έτσι, παρόλο που τα βαρυτικά κύματα που εντόπισε το Advanced LIGO προέρχονταν από ένα εξαιρετικά βίαιο κοσμικό γεγονός, και συγκεκριμένα τη συγχώνευση δύο μελανών οπών με μάζες 36 και 29 φορές μεγαλύτερες από τη μάζα του Ήλιου, η ανίχνευσή τους θεωρείται πραγματικός άθλος.

Ένας άθλος που επαναλήφθηκε τον περασμένο Δεκέμβριο, όταν καταγράφηκαν νέα σήματα, και πάλι από δύο μαύρες τρύπες, με μάζες 14 και 7,5 φορές μεγαλύτερες από τη μάζα του Ήλιου, οι οποίες στροβιλίζονται σε ολοένα μικρότερη απόσταση.

Η δεύτερη φάση ξεκινά με αισθητά βελτιωμένη ευαισθησία για τη μία από τις δύο πειραματικές διατάξεις, κάτι που σημαίνει πως το πείραμα έχει πλέον ενισχυμένες δυνατότητες. Έτσι, οι επιστήμονες εκτιμούν πως θα μπορέσουν να εντοπίσουν ακόμη περισσότερες συγχωνεύσεις μελανών οπών.

http://www.naftemporiki.gr/story/1174079/ksana-se-leitourgia-to-istoriko-peirama-anixneusis-barutikon-kumaton

Συνδεθείτε

Κοσμολογία

Προτεινόμενες αναρτήσεις

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Top Posters In This Topic

Popular Days

Top Posters In This Topic

Popular Days

Posted Images

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Σύνδεσμος για σχόλιο

Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Δημιουργήστε έναν λογαριασμό ή συνδεθείτε για να σχολιάσετε

Δημιουργία λογαριασμού

Συνδεθείτε

Σημαντικές πληροφορίες