Κοσμολογία

[Δροσος Γεωργιος]

«Ζούμε σε μια προσομοίωση την οποία οργανώνει η βαρύτητα» ισχυρίζεται Βρετανός επιστήμονας.

Μια νέα εκδοχή που στηρίζει τη θεωρία του... Matrix.

Η κυκλοφορία πριν από 26 χρόνια της κινηματογραφικής τριλογίας του «The Matrix» τροφοδότησε την εικασία ότι η πραγματικότητα που εμείς βιώνουμε όπως συμβαίνει και στην ταινία δεν είναι αυτό που φαίνεται και ότι ζούμε σε κάποιου είδους προσομοίωση και ειδικοί τοποθετούνται κατά καιρούς με τελευταίο έναν Βρετανό επιστήμονα που πιστεύει ότι η βαρύτητα μπορεί να είναι ένα σημάδι ότι όλοι ζούμε σε μια εικονική προσομοίωση.Με δημοσίευση του στην επιθεώρηση «AIP Advances» ο Μέλβιν Βόψον, αναπληρωτής καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Πόρτσμουθ αναφέρει ότι το Σύμπαν μας είναι ο «απόλυτος υπολογιστής» και ότι η έλξη της βαρύτητας τόσο στη Γη όσο και στο Διάστημα είναι το Σύμπαν που προσπαθεί να διατηρήσει οργανωμένη την τεράστια ποσότητα δεδομένων του.«Ο εξαναγκασμός αντικειμένων με μάζα προς μία κατεύθυνση, για παράδειγμα προς τα κάτω προς τον πυρήνα της Γης, είναι παρόμοιος με τον τρόπο με τον οποίο οι υπολογιστές συμπιέζουν τον κώδικα. Το Σύμπαν εξελίσσεται με τρόπο ώστε το περιεχόμενο πληροφοριών σε αυτό να συμπιέζεται, να βελτιστοποιείται και να οργανώνεται όπως ακριβώς κάνουν οι υπολογιστές και ο κώδικας του υπολογιστή. Επομένως, η βαρύτητα φαίνεται να είναι μια άλλη διαδικασία συμπίεσης δεδομένων σε ένα πιθανώς προσομοιωμένο Σύμπαν» υποστηρίζει ο Βόψον.«Η μελέτη εισάγει έναν νέο τρόπο σκέψης για τη βαρύτητα όχι μόνο ως έλξη, αλλά ως κάτι που συμβαίνει όταν το Σύμπαν προσπαθεί να παραμείνει οργανωμένο. Τα ευρήματά μου σε αυτή τη μελέτη ταιριάζουν με τη σκέψη ότι το Σύμπαν μπορεί να λειτουργεί σαν ένας γιγαντιαίος υπολογιστής ή η πραγματικότητά μας είναι μια κατασκευασμένη προσομοίωση» λέει ο Βρετανός επιστήμονας.Η θεωρία της προσομοίωσης προτείνει ότι αυτό που οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται ως πραγματικότητα είναι μια προσομοίωση που δημιουργείται από υπολογιστή. Τα ανθρώπινα όντα τροφοδοτούνται εν αγνοία τους με αυτήν την προσομοιωμένη συνείδηση είτε για δικό τους καλό είτε για κακόβουλο σκοπό. Το 2003, ο φιλόσοφος του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης Νικ Μπόστρουμ πρότεινε για πρώτη φορά το επιχείρημα ότι «ζούμε σχεδόν σίγουρα σε μια προσομοίωση υπολογιστή».

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1950077/zoyme-se-mia-prosomoiosi-tin-opoia-organonei-i-varytita-ischyrizetai-vretanos-epistimonas/

[Δροσος Γεωργιος]

Άλλη μία πηγή χρυσού στο σύμπαν.

Οι αστρονόμοι προσπαθούν εδώ και δεκαετίες να προσδιορίσουν την κοσμική προέλευση των βαρύτερων στοιχείων, όπως ο χρυσός. Μια πρόσφατη έρευνα που βασίζεται σε ένα σήμα που ανακαλύφθηκε σε παλαιότερα δεδομένα διαστημικών αποστολών δείχνει μια νέα πιθανή πηγή χρυσού: τα μάγναστρα Οι δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου, που εμφανίζονται με πράσινο χρώμα, επηρεάζουν την κίνηση του φορτισμένου υλικού γύρω από το μάγναστρο. Στο σύμπαν μας υπάρχουν πάνω 100 γνωστά στοιχεία που ταξινομούνται στον γνωστό μας περιοδικό πίνακα. Στο ερώτημα, ‘πώς σχηματίστηκαν όλα αυτά τα στοιχεία;’ υπάρχει μία και μοναδική απάντηση: ‘διαμέσου πυρηνικών αντιδράσεων’. Διαφοροποιήσεις υπάρχουν μόνο στο πότε και πού. Στην αρχέγονη θερμή και πυκνή κατάσταση του σύμπαντος λίγο μετά την Μεγάλη Έκρηξη, πρώτα άρχισε η σύντηξη νετρονίων και πρωτονίων προς δευτέριο και στη συνέχεια σχηματίστηκε κυρίως το ήλιο και ελάχιστες ποσότητες άλλων ελαφρών πυρήνων. Τα υπόλοιπα στοιχεία δημιουργήθηκαν (και δημιουργούνται) στο εσωτερικό των άστρων, με τα πιο βαρύτερα από τον σιδηρο να σχηματίζονται στην σύντομη διάρκεια του εκρηκτικού θανάτου τους – το γνωστό φαινόμενο που ονομάζεται σουπερνόβα. Τα βαρύτερα στοιχεία στη συνέχεια ενσωματώνονται σε νεογέννητα άστρα και πλανήτες.Αλλά η δημιουργία και η κατανομή του χρυσού σε όλο το σύμπαν προβληματίζει ακόμα τους αστροφυσικούς. Σύμφωνα με τον Anirudh Patel, επικεφαλής συγγραφέα της εργασίας που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters είναι ένας διασκεδαστικός γρίφος που δεν έχει λυθεί ακόμα.Παλαιότερα οι αστρονόμοι θεωρούσαν ότι ο χρυσός και τα άλλα βαριά στοιχεία του περιοδικού μας συστήματος μπορούν να σχηματιστούν είτε κατά τη διάρκεια της έκρηξης των σουπερνόβα ή κατά την συγχώνευση δυο άστρων νετρονίων, διαμέσου της πυρηνικής διαδικασίας r.Οι αστρονόμοι παρατήρησαν μια σύγκρουση μεταξύ δύο αστέρων νετρονίων το 2017. Η κατακλυσμική σύγκρουση δημιούργησε βαρυτικά κύματα, αλλά και φως από μια έκρηξη ακτίνων γάμμα. Kατά την εκδήλωση αυτού του φαινομένου που είναι γνωστό ως κιλονόβα, δημιουργούνται κι άλλα βαρέα στοιχεία εκτός από χρυσό, όπως ο λευκόχρυσος και ο μόλυβδος. Τα κιλονόβα έχουν παρομοιαστεί με «εργοστάσια» χρυσού στο σύμπαν.Πιστεύεται ότι οι περισσότερες συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων συνέβησαν μόνο στα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως, δεδομένα 20 ετών από τηλεσκόπια της NASA και της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, τα οποία παλαιότερα ήταν ανεξιχνίαστα, δείχνουν ότι οι εκλάμψεις από μάγναστρα που σχηματίστηκαν πολύ νωρίτερα, στην βρεφική ηλικία του σύμπαντος, ενδέχεται να αποτελούν έναν εναλλακτικό μηχανισμό δημιουργίας χρυσού.

Σεισμοί στα άστρα νετρονίων

Τα άστρα νετρονίων είναι τα υπολείμματα των πυρήνων σουπερνόβα και είναι τόσο πυκνά που 1 κουταλάκι του γλυκού από το υλικό του άστρου θα ζύγιζε 1 δισεκατομμύριο τόνους στη Γη. Τα μάγναστρα είναι ένας ιδιαίτερος τύπος άστρων νετρονίων που δημιουργούν ισχυρότατα μαγνητικά πεδία. Οι αστρονόμοι προσπαθούν ακόμη να καταλάβουν πώς ακριβώς σχηματίζονται τα μάγναστρα. Υποθέτουν ότι τα πρώτα μάγναστρα πιθανότατα εμφανίστηκαν αμέσως μετά την δημιουργία των πρώτων άστρων, περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια από την αρχή του σύμπαντος ή πριν από περίπου 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια. Περιστασιακά τα μάγναστρα απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες ακτινοβολίας εξαιτίας φαινομένων που αποκαλούνται αστρικοί σεισμοί.Τα άστρα νετρονίων έχουν φλοιό και υπέρρευστο πυρήνα. Η κίνηση κάτω από την επιφάνεια συσσωρεύει τάση στην επιφάνεια, η οποία μπορεί τελικά να προκαλέσει έναν αστρικό σεισμό. Στα μάγναστρα, αυτοί οι αστρικοί σεισμοί παράγουν πολύ σύντομες εκρήξεις ακτίνων Χ. Ένα τέτοιο άστρο είναι ιδιαίτερα ενεργό, παράγοντας εκατοντάδες ή χιλιάδες εκλάμψεις σε λίγες εβδομάδες.Οι ερευνητές βρήκαν στοιχεία που δείχνουν ότι ένα μάγναστρο απελευθερώνει υλικό κατά τη διάρκεια μιας γιγαντιαίας έκλαμψης, αλλά δεν είχαν μια φυσική εξήγηση για την εκτόξευση της μάζας από το άστρο.Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα, είναι πιθανό οι εκλάμψεις να θερμαίνουν και να εκτοξεύουν το υλικό του φλοιού με υψηλές ταχύτητες. Οι ερευνητές υποθέτουν ότι οι φυσικές συνθήκες αυτής της εκρηκτικής εκτόξευσης ύλης ήταν ευνοϊκές για την παραγωγή βαρέων στοιχείων.

Ιχνηλατώντας ένα αστρικό σήμα

Η ερευνητική ομάδα ήταν περίεργη να δει αν υπήρχε κάποια σύνδεση μεταξύ της ακτινοβολίας από τις μαγνητικές εκλάμψεις και του σχηματισμού βαρέων στοιχείων. Αναζήτησαν στοιχεία σε μήκη κύματος ορατού και υπεριώδους φωτός. Αναρωτήθηκαν αν η έκλαμψη θα μπορούσε να δημιουργήσει και ανιχνεύσιμη ακτινοβολία γάμμα.Εξέτασαν δεδομένα ακτίνων γάμμα από την τελευταία γιγάντια μαγνητική έκλαμψη τον Δεκέμβριο του 2004 που καταγράφηκε από την αποστολή INTEGRAL (INTERnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory). Οι αστρονόμοι που είχαν ανιχνεύσει το σήμα, δεν ήξεραν πώς να το ερμηνεύσουν εκείνη την εποχή.Η πρόβλεψη του προτεινόμενου θεωρητικού μοντέλου συμφωνούσε πολύ με τα πειραματικά δεδομένα του 2004. Οι ακτίνες γάμμα έμοιαζαν με αυτό που πρότεινε η ερευνητική ομάδα, ότι η δημιουργία και η κατανομή των βαρέων στοιχείων θα αντιστοιχούσε σε μια γιγάντια μαγνητική έκλαμψη. Δεδομένα από την αποστολή RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager) της NASA και τον δορυφόρο Wind υποστήριζαν επίσης τα ευρήματα της ομάδας. Η παραγωγή χρυσού από αυτό το μάγναστρο θα μπορούσε να είναι μια πιθανή εξήγηση για την εκπομπή ακτίνων γάμμα. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι γιγάντιες εκλάμψεις μάγναστρων θα μπορούσαν να ευθύνονται για έως και το 10% των βαρύτερων στοιχείων μετά τον σίδηρο στον Γαλαξία μας.Η αποστολή της NASA COSI (Compton Spectrometer and Imager mission) που αναμένεται να εκτοξευθεί το 2027, θα μπορούσε να δώσει συνέχεια στα ευρήματα της εν λόγω έρευνας.

Καλλιτεχνική απεικόνιση μάγναστρου που απελευθερώνει ύλη στο διάστημα.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο: Scientists say they’ve found another source of gold in the cosmos – https://edition.cnn.com/2025/05/03/science/magnetar-flare-cosmic-gold

[Δροσος Γεωργιος]

Οι κοσμικές ακτίνες λιθίου δεν είναι αρχέγονες.

Σύμφωνα με πείραμα που καταγράφει κοσμικές ακτίνες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό διαπιστώθηκε ότι το 7Li (λίθιο-7) παράγεται κυρίως από τον κατακερματισμό βαρύτερων πυρήνων.Οι πυρήνες λιθίου είναι από τους σπανιότερους στο ηλιακό μας σύστημα, ωστόσο είναι σχετικά συνηθισμένοι στις κοσμικές ακτίνες. Αποτελούνται από δύο σταθερά ισότοπα το 6Li και το 7Li, και τα θεωρητικά μοντέλα προτείνουν τρεις ή και περισσότερες πιθανές πηγές τους στο σύμπαν.Και τα δύο ισότοπα πιστεύεται ότι παράγονται από συγκρούσεις βαρύτερων πυρήνων κοσμικών ακτίνων με την διαστρική ύλη – και γι αυτό ονομάζονται δευτερογενείς κοσμικές ακτίνες. Επιπρόσθετα, το 7Li μπορεί να έχει αρχέγονη προέλευση, δηλαδή να έχει παραχθεί στα πρώτα λεπτά μετά την Μεγάλη Έκρηξη, αλλά μπορεί να παραχθεί και αργότερα, από την διάσπαση του 7Be με σύλληψη ηλεκτρονίων σε αστροφυσικές πηγές, όπως άστρα χαμηλής μάζας ή καινοφανείς αστέρες.Η διερεύνηση της κοσμικής προέλευσης του λιθίου απαιτεί βελτιωμένες μετρήσεις των σχετικών ροών των ισοτόπων. Η ερευνητική ομάδα που χρησιμοποιεί το Μαγνητικό Φασματόμετρο Άλφα (AMS-02) στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό δημοσίευσε μια τέτοια μέτρηση με την μεγαλύτερη μέχρι σήμερα ακρίβεια. Το αποτέλεσμα, που βασίζεται σε 2 εκατομμύρια πυρήνες που συλλέχθηκαν σε χρονική περίοδο 12 ετών, επιτρέπει στους ερευνητές να απορρίψουν μια από τις πιθανές πηγές. Ο καθορισμός της προέλευσης του 7Li έχει σημαντικό αντίκτυπο στην κατανόηση του σχηματισμού του σύμπαντος και της χημικής του εξέλιξης.Κάποια ποσότητα λιθίου – η βαρύτερη εκδοχή του, το 7Li – σφυρηλατήθηκε κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης. Κάποια ποσότητα 7Li προήλθε επίσης πολύ αργότερα, απευθείας από άστρα χαμηλής μάζας και σουπερνόβα. Τόσο το 6Li όσο και το 7Li μπορούν επίσης να παραχθούν όταν βαρύτερα, υψηλής ενέργειας σωματίδια χάνουν πρωτόνια σε συγκρούσεις με σωματίδια στο διαστρικό μέσο. Η μέτρηση των σχετικών ροών των ισοτόπων είναι η καλύτερη ελπίδα ενός αστροφυσικού να καταλάβει ποιο μοντέλο αποτυπώνει την πιο ρεαλιστική εκδοχή της διάδοσης των κοσμικών ακτίνων.Ο ανιχνευτής AMS-02 χρησιμοποιεί έναν ισχυρό μαγνήτη για να κάμπτει την τροχιά κάθε φορτισμένου σωματιδίου. Ένας ανιχνευτής ακριβείας χαρτογραφεί την τροχιά του σωματιδίου και υπολογίζει την ορμή του ανά πυρηνικό φορτίο – μια ποσότητα γνωστή ως μαγνητική δυσκαμψία (Rigidity). Δύο άλλοι ανιχνευτές μετρούν την ταχύτητα του σωματιδίου. Από την ορμή και την ταχύτητα του σωματιδίου, ο AMS-02 υπολογίζει τη μάζα του. Συσσωρεύοντας μετρήσεις για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι συσχετίσεις μεταξύ 6Li, 7Li και άλλων σπάνιων ισοτόπων γίνονται στατιστικά σημαντικές. Το πείραμα δείχνει ότι τα δύο ισότοπα συμπεριφέρονται πανομοιότυπα για το εύρος μαγνητικής δυσκαμψίας από 7 έως 25 GV (γιγαβόλτ).Τα ευρήματα δείχνουν ότι τόσο το 6Li όσο και το 7Li παράγονται από βαρύτερους πυρήνες κοσμικών ακτίνων που συγκρούονται με την διαστρική ύλη. Η ύπαρξη ενός σημαντικού πρωτογενούς συστατικού στη ροή – δηλαδή, λιθίου από τη Μεγάλη Έκρηξη ή τα άστρα – μπορεί επομένως να αποκλειστεί.

πηγές:
1. Lithium Cosmic Rays Are Not Primordial – https://physics.aps.org/articles/v18/s64
2. Properties of Cosmic Lithium Isotopes Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer – https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.201001

[Δροσος Γεωργιος]

Ποιός ανακατεύει το σύμπαν;

Στο σχολείο μαθαίνουμε ότι ο κόσμος λειτουργεί χάρη στην ενέργεια. Χρειαζόμαστε ενέργεια, από τη βενζίνη, τον ήλιο ή τα πυρηνικά καύσιμα. Χάρη στην ενέργεια λειτουργούν οι κινητήρες μας, τα φυτά μας αναπτύσσονται και ξυπνάμε (σχεδόν) κάθε πρωί γεμάτοι ζωντάνια.
Κάτι όμως δεν πάει καλά εδώ. Η ενέργεια – όπως επίσης μαθαίνουμε στο σχολείο – διατηρείται. Ούτε δημιουργείται εκ του μηδενός ούτε εξαφανίζεται. Εφόσον διατηρείται, γιατί πρέπει να εφοδιαζόμαστε διαρκώς με ενέργεια; Γιατί δεν μπορούμε απλά να χρησιμοποιούμε την ίδια ενέργεια;
Η αλήθεια είναι ότι υπάρχει άφθονη ενέργεια και ότι δεν καταναλώνεται. Δεν είναι, όμως, η ενέργεια που χρειάζεται ο κόσμος για να συνεχίσει να λειτουργεί. Αυτό που χρειάζεται είναι η χαμηλή εντροπία.Η ενέργεια (μηχανική, χημική, ηλεκτρική ή δυναμική) μετασχηματίζεται σε θερμική ενέργεια, δηλαδή σε θερμότητα. Η οποία διαδίδεται αυθόρμητα από τα θερμά προς τα ψυχρά σώματα και δεν υπάρχει δωρεάν τρόπος να την ανακτήσουμε από εκεί για να την ξαναχρησιμοποιήσουμε και να καλλιεργήσουμε τα φυτά ή να τροφοδοτήσουμε τους κινητήρες μας. Σε όλη αυτή τη διαδικασία, η ενέργεια παραμένει σταθερή, αλλά η εντροπία αυξάνεται, και αυτή ακριβώς δεν μπορεί να επιστρέψει πίσω. Το προστάζει ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος.Αυτό που κινεί τον κόσμο δεν είναι οι πηγές ενέργειας, αλλά οι πηγές χαμηλής εντροπίας. Κοντά στη Γη υπάρχει μια πλούσια πηγή χαμηλής εντροπίας, ο Ήλιος. Που οφείλεται όμως η χαμηλή εντροπία του Ήλιου; Από το ότι ο Ήλιος γεννήθηκε από μια κατάσταση ακόμα χαμηλότερης εντροπίας: το πρωταρχικό νέφος από το οποίο σχηματίστηκε το ηλιακό μας σύστημα είχε μικρότερη εντροπία. Και ούτω καθεξής όσο πάμε πίσω στο παρελθόν. Ολόκληρη η ιστορία του σύμπαντος οφείλεται στην κοσμική αύξηση της εντροπίας. Μια αύξηση που δεν συντελείται απότομα. Γίνεται σταδιακά. Χρειάζεται χρόνο. Ακόμα και αν διαθέταμε μια αδιανόητα γιγαντιαία κουτάλα, θα χρειαζόταν αρκετός χρόνος για να ανακατευτεί κάτι τόσο μεγάλο όσο το σύμπαν. Το κυριότερο είναι πως η αύξηση της εντροπίας συναντά εμπόδια και κλειστές πόρτες. Δεν είναι ούτε ταχεία ούτε σταθερή, γιατί τα πράγματα παραμένουν εγκλωβισμένα σε θύλακες χαμηλής εντροπίας έως ότου κάτι ανοίξει την πόρτα σε μια διαδικασία, η οποία τελικά θα επιτρέψει την αύξηση της εντροπίας. Η αύξηση της ίδιας της εντροπίας ανοίγει με την σειρά της νέες πόρτες, μέσα από τις οποίες η εντροπία αυξάνεται περαιτέρω.Για παράδειγμα, ένας σωρός από ξύλα έχει μεγάλη διάρκεια ζωής αν παραμείνει αδιατάρακτος. Δε βρίσκεται σε κατάσταση μέγιστης εντροπίας, γιατί τα στοιχεία από τα οποία αποτελείται, όπως ο άνθρακας και το υδρογόνο, συνδυάζονται με έναν πολύ συγκεκριμένο («εύτακτο») τρόπο για να δώσουν στο ξύλο την τελική μορφή του. Εάν διασπαστούν οι συγκεκριμένοι δεσμοί, η εντροπία αυξάνεται. Αυτό ακριβώς συμβαίνει όταν καίγεται το ξύλο: τα στοιχεία του αποσυνδέονται από τις ιδιαίτερες δομές που δίνουν μορφή στο ξύλο και η εντροπία αυξάνεται απότομα (η φωτιά είναι μια έκδηλα μη αντιστρέψιμη διαδιακασία).Παρομοίως, ένα φράγμα στα βουνά συγκρατεί το νερό έως ότου, λόγω της φθοράς του χρόνου, δημιουργηθούν πάνω του ρωγμές, μέσα από τις οποίες θα αρχίσει να περνάει όλο και περισσότερο νερό, αυξάνοντας έτσι την εντροπία. Κατά τη διάρκεια αυτής της ακανόνιστης διαδικασίας, μεγάλα ή μικρά τμήματα του σύμπαντος παραμένουν απομονωμένα σε σχετικά σταθερές καταστάσεις για περιόδους αρκετά παρατεταμένες.
Τα έμβια όντα συγκροτούνται από παρόμοιες αλληλοσυνδεόμενες διαδικασίες. Η φωτοσύνθεση εναποθέτει χαμηλή εντροπία, από τον Ήλιο στα φυτά. Τα ζώα, τρώγωντάς τα, «τρέφονται» με χαμηλή εντροπία. Αν το μόνο που χρειαζόμασταν ήταν ενέργεια και όχι ‘αρνητική’ εντροπία, θα μπορούσαμε να τραφούμε με τη θερμότητα της Σαχάρας, και όχι με το επόμενο γεύμα μας. Μέσα σε κάθε ζωντανό κύτταρο, το περίπλοκο δίκτυο των χημικών διαδικασιών συνιστά μια δομή που ανοίγει και κλείνει πύλες, μέσα από τις οποίες μπορεί να αυξηθεί η εντροπία. Τα μόρια λειτουργούν ως καταλύτες που επιτρέπουν τη σύνδεση και και συνέλιξη διαδικασιών ή αντιστρόφως, την επιβράδυνσή τους. Όλα οφείλονται στην αύξηση της εντροπίας σε κάθε μεμονωμένη διαδικασία.Ζωή είναι ένα δίκτυο διαδικασιών για την αύξηση της εντροπίας – διαδικασίες που λειτουργούν ως καταλύτες η μία για την άλλη. Δεν αληθεύει, όπως λέγεται κάποιες φορές, ότι η ζωή γεννάει δομές ιδιαίτερες εύτακτες, ή ότι τοπικά μειώνει την εντροπία: είναι απλώς μια διαδικασία που υποβαθμίζει και καταναλώνει την χαμηλή εντροπία της τροφής. Μια αυτοδομημένη αποδιοργάνωση, ούτε μεγαλύτερη ούτε μικρότερη απ’ ότι στο υπόλοιπο σύμπαν.Όλο το γίγνεσθαι του κόσμου είναι μια σταδιακή διαδικασία αποδιοργάνωσης, όπως εκείνη η τράπουλα που αρχικά βρίσκεται σε τάξη και σιγά σιγά, καθώς τα χαρτιά ανακατεύονται χάνει την οργάνωσή της. Κανένας γίγαντας από ψηλά δεν ανακατεύει το σύμπαν. Το ανακάτεμα γίνεται από το ίδιο το σύμπαν, κατά τις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα μέρη του, οι οποίες ξεκινούν και σταματούν με το ανακάτεμα, συντελούμενες βήμα βήμα.

Η εξίσωση της εντροπίας χαραγμένη στον τάφο του Ludwig Boltzmann στη Βιέννη

πηγή: Carlo Rovelli, «H ΤΑΞΗ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ», μετάφραση Νίκος Αποστολόπουλος, εκδόσεις Πατάκη

[Δροσος Γεωργιος]

Πώς περιγράφουν οι κοσμολογικές θεωρίες την προϊστορία του ορατού Κόσμου;

Για τη γένεση του φυσικού Σύμπαντος

Μέχρι τα τέλη του εικοστού αιώνα, η επιστήμη της Φυσικής θεωρούσε ότι ακόμη και το να αναρωτηθεί κανείς σχετικά με το τι προκάλεσε ή, έστω, τι υπήρχε πριν από το Big Bang, την κοσμογονική έκρηξη που δημιούργησε το ορατό Σύμπαν, αποτελούσε ένα σχεδόν «μεταφυσικό» ερώτημα, ανάξιο της σοβαρής επιστημονικής έρευνας. Αν, σύμφωνα με την επικρατέστερη, μέχρι σήμερα, κοσμολογική θεωρία, ο «χώρος» και ο «χρόνος» δημιουργήθηκαν από τη Μεγάλη Εκρηξη, τότε δεν έχει νόημα να ρωτάμε «πού» ή «πότε» δημιουργήθηκαν. Πράγματι, για την «ορθόδοξη» κοσμολογία το να διερωτάται κανείς τι υπήρχε πριν από το Big Bang αποτελεί μια σχεδόν αιρετική επιστημονική απορία.

Παραδόξως, μια ανάλογη –και εξίσου αιρετική– απορία είχε διατυπωθεί, από αρχαιοτάτων χρόνων, ενάντια στις διάφορες θεολογικές «εξηγήσεις» περί δημιουργίας: Αν ο Θεός δημιούργησε τα πάντα, τότε ποιος δημιούργησε τον Θεό; Ευτυχώς, στην ιστορία της επιστημονικής σκέψης τόσο οι ατεκμηρίωτες απαντήσεις όσο και οι δογματικές πρακτικές αποκλεισμού των ενοχλητικών ερωτημάτων σπανίως καταφέρνουν να ανακόψουν για πολύ την ανάπτυξη της έρευνας.Το αισιόδοξο αυτό συμπέρασμα φαίνεται πως επιβεβαιώνεται και από τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στην Κοσμολογία, η οποία είναι σε θέση να ανασυγκροτήσει ικανοποιητικά την ιστορία της δημιουργίας του Σύμπαντος μέχρι ένα εκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου μετά από το Big Bang. Ομως, σύμφωνα με ολοένα και περισσότερους ειδικούς, αυτό το απειροελάχιστο κλάσμα του χρόνου που μας διαφεύγει γνωστικά αποτελεί το κλειδί για την κατανόηση τόσο της θεμελιώδους δομής όσο και της εξέλιξης του Σύμπαντος τα επόμενα 14 δισεκατομμύρια χρόνια!Δυο χιλιετίες συστηματικής διερεύνησης της φύσης οδήγησαν, κατά τον εικοστό αιώνα, τους κοσμολόγους στο συμπέρασμα ότι τα πάντα στο Σύμπαν προκύπτουν από τις αλληλεπιδράσεις των στοιχειωδών σωματιδίων ύλης-ενέργειας, σύμφωνα με τις τέσσερεις θεμελιώδεις φυσικές δυνάμεις: της βαρύτητας, του ηλεκτρομαγνητισμού και της ασθενούς και ισχυρής πυρηνικής δύναμης. Μεγάλο μέρος της ιστορίας της Φυσικής μπορεί να περιγραφεί ως η μεγαλειώδης προσπάθεια να ενοποιηθούν σε ένα ενιαίο εξηγητικό πρότυπο, δηλαδή σε μία ευρύτερη φυσική θεωρία, όλες οι δυνάμεις και όλα τα βασικά συστατικά τις ύλης.Μετά την ενοποίηση –από τον Μάξγουελ– των μαγνητικών και ηλεκτρικών αλληλεπιδράσεων στην ενιαία ηλεκτρομαγνητική δύναμη, ακολούθησε ο Αϊνστάιν που κατάφερε να ενοποιήσει τη βαρύτητα με τον ηλεκτρομαγνητισμό, ενώ κατά τη δεκαετία του 1970 η φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων κατάφερε να ενοποιήσει στο Καθιερωμένο Πρότυπο τις τρεις από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις. Μόνο η βαρύτητα αντιστέκεται πεισματικά στις προσπάθειες να ενταχθεί σε αυτό το πανίσχυρο εξηγητικό μοντέλο. Ετσι, το άπιαστο, μέχρι σήμερα, όνειρο μιας «θεωρίας των Πάντων» εξακολουθεί να τροφοδοτεί τις βασικές έρευνες στη Φυσική.

Ένα πληθωρικό και δημιουργικό Σύμπαν

Αυτές οι μεγάλες προσπάθειες θεωρητικής ενοποίησης δεν άφησαν ανεπηρέαστη την κοσμολογία, η οποία μάλιστα αποτελεί για τη θεωρητική φυσική ένα ιδανικό εργαστήριο όπου οι ερευνητές δοκιμάζουν τις πιο εξωφρενικές θεωρίες τους. Για παράδειγμα, η θεωρητική υπόθεση της «Μεγάλης Ενοποίησης» των μικροσκοπικών και των μακροσκοπικών φαινομένων, δεν θα είχε γίνει ποτέ αποδεκτή από την επιστημονική κοινότητα αν δεν υπήρχαν σοβαρές ενδείξεις από την «πραγματική» ιστορία του Σύμπαντος. Ετσι, το επικρατέστερο κοσμολογικό μοντέλο υποστηρίζει ότι μόλις έγινε το Big Bang, και στα αμέσως επόμενα στάδια, οι τέσσερεις, διαφορετικές, σήμερα, θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης ήταν τότε ενοποιημένες σε μια μοναδική και άκρως αινιγματική «υπερδύναμη», η οποία καθιστούσε συμμετρικό και σχεδόν ομοιόμορφο το αρχικό Σύμπαν.Για κάποιο ανεξήγητο λόγο, αυτή η αρχική συμμετρία έσπασε πυροδοτώντας όλες τις μετέπειτα εξελίξεις: στα επόμενα πρώιμα στάδια το νεογέννητο και υπέρθερμο Σύμπαν άρχισε να διαστέλλεται και να ψύχεται με έναν τρόπο «πληθωριστικό». Αρχικά αποσπάστηκε από αυτό η δύναμη της βαρύτητας, ενώ οι υπόλοιπες τρεις φυσικές δυνάμεις παρέμεναν ενωμένες. Αυτή η υπέρπυκνη φυσαλίδα του πρώιμου Σύμπαντος συνέχισε να διογκώνεται με εκρηκτικούς ρυθμούς, ενώ ταυτόχρονα η θερμοκρασία του συνέχισε να πέφτει, ώσπου, κάποια στιγμή, αποσπάστηκε η ισχυρή πυρηνική δύναμη. Τότε μόνο άρχισαν να σχηματίζονται, μέσα σε αυτή την «καυτή σούπα», όλα τα στοιχειώδη υποατομικά σωματίδια που, στα μετέπειτα στάδια, θα συγκροτήσουν τη συνολική ύλη-ενέργεια.Σε αυτήν τη σκοτεινή φάση της ανάπτυξής του το νεογέννητο Σύμπαν ήταν απολύτως «αδιαφανές», επειδή το φως, για την ακρίβεια τα φωτόνια, απορροφούνταν αμέσως μόλις δημιουργούνταν. Μόλις όμως αποσπάστηκε η ασθενής πυρηνική δύναμη, άρχισε αυτομάτως και η σύνθεση των πρώτων ατομικών πυρήνων, ενώ τα φωτόνια έπαψαν να σκεδάζονται μέσα στην υπέρπυκνη κοσμική σούπα: το αρχέγονο φως διέφυγε επιτέλους και άρχισε να ταξιδεύει ελεύθερο. Στα επόμενα στάδια η περαιτέρω πτώση της θερμοκρασίας, σε συνδυασμό με την ακατάπαυστη πυρηνοσύνθεση και τη σύντηξη των νεογέννητων πυρήνων, θα δημιουργήσουν τις προϋποθέσεις για τη διαμόρφωση των άστρων, των γαλαξιών και των πλανητών.Κάπως έτσι, η σύγχρονη Φυσική προσπαθεί να συνοψίσει σε ένα ενοποιημένο μοντέλο εξήγησης, το λεγόμενο «Καθιερωμένο Κοσμολογικό Πρότυπο», τις εκπληκτικές ανακαλύψεις της κοσμολογίας και της σωματιδιακής Φυσικής. Ωστόσο, παρά τις εκπληκτικές ανακαλύψεις που έχει να επιδείξει το «Καθιερωμένο Πρότυπο», δεν έλειψαν οι αντιρρήσεις κάποιων κορυφαίων, αλλά ανικανοποίητων κοσμολόγων, οι οποίοι έσπευσαν να επισημάνουν τα λογικά και επιστημονικά αδιέξοδα στα οποία οδηγεί η άκριτη αποδοχή αυτού του μοντέλου.

Η πρωταρχική ανωμαλία στο καθιερωμένο μοντέλο

Γιατί κάποιοι διαπρεπείς κοσμολόγοι, και θεωρητικοί φυσικοί υποστηρίζουν ότι, στην πραγματικότητα, η θεωρία του Bing Bang δεν εξηγεί τίποτα για τη φυσική διεργασία της ίδιας της Μεγάλης Εκρηξης; «Μολονότι αποκαλείται θεωρία της Μεγάλης Εκρηξης, δεν μας λέει απολύτως τίποτα για το ίδιο το γεγονός της Μεγάλης Εκρηξης! Δεν εξηγεί τι ήταν αυτό που εξερράγη, ούτε τι προκάλεσε την έκρηξη· δεν μπορεί ούτε καν να περιγράψει τις συνθήκες αμέσως μετά την έκρηξη», όπως υποστηρίζει ο Αλαν Γκαθ, επιφανής θεωρητικός φυσικός του αμερικανικού MIT που πρότεινε την επαναστατική θεωρία ενός «Πληθωριστικού Σύμπαντος».Αν μπορούσαμε να προβάλουμε την ταινία της δημιουργίας του Σύμπαντος προς τα πίσω, θα βλέπαμε το πρώιμο Σύμπαν να γίνεται ολοένα μικρότερο, πυκνότερο, και απίστευτα θερμότερο. Οσο πλησιάζουμε στο σημείο μηδέν του χρόνου, όταν δηλαδή υποτίθεται ότι τέθηκε σε λειτουργία και άρχισε να μετρά τον χρόνο το Κοσμικό Ρολόι, η θερμότητα του Σύμπαντος αυξάνει μέχρι που γίνεται δυνητικά άπειρη. Δυστυχώς, σε αυτές τις πολύ ακραίες συνθήκες οι εξισώσεις της θεωρίας της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν είναι άχρηστες, αφού καμιά επιστημονική θεωρία δεν μπορεί να περιγράψει τι συμβαίνει όταν οι φυσικές ποσότητες (π.χ. θερμότητα, μάζα) τείνουν να γίνουν άπειρες! Μήπως αυτή η πρωταρχική «ανωμαλία», από την οποία ξεκίνησαν τα πάντα, αποτελεί το ανυπέρβλητο όριο των επιστημονικών μας γνώσεων; Μήπως, χωρίς να το συνειδητοποιούμε, φτάσαμε στο τέρμα της κοσμολογικής επιστημονικής περιπέτειας;Μήπως, οι εργώδεις προσπάθειες των φυσικών και των κοσμολόγων είναι τελικά μάταιες· αφού όλες ανεξαιρέτως απέτυχαν να υπερβούν το αξεπέραστο εμπόδιο της «πρωταρχικής ανωμαλίας» που έχει υψώσει η αποδοχή της θεωρίας του Big Bang από την επιστημονική κοινότητα των φυσικών. Απροσδόκητα, στα τέλη του 2001, δυο κορυφαίοι φυσικοί, ο Πολ Στάινχαρντ, καθηγητής Αστροφυσικής στο Πρίνστον, και ο Νιλ Τούροκ, καθηγητής στο Κέιμπριτζ, αποφάσισαν να ταράξουν τα λιμνάζοντα νερά επαναφέροντας μια αρχαιότατη και φαινομενικά «παλαβή» ιδέα.Σκέφτηκαν, λοιπόν, να διερευνήσουν τις συνέπειες μιας αντισυμβατικής επιστημονικής εικασίας: μήπως το ορατό μας Σύμπαν δεν είναι παρά ένα μικρό μόνο τμήμα μιας πολύ μεγαλύτερης και αόρατης πραγματικότητας. Θα μπορούσαμε να το φανταστούμε σαν μια γιγάντια λεπτή επίπεδη «μεμβράνη», ή απλώς «Βράνη» τεσσάρων διαστάσεων –τριών για τον χώρο και μια για τον χρόνο– η οποία πάλλεται μέσα σε έναν όχι εμπειρικά, αλλά μαθηματικά περιγράψιμο υπερχώρο πέντε ή και περισσότερων διαστάσεων. Αυτή η πέμπτη διάσταση, ή και οι επιπλέον διαστάσεις, είναι αόρατες επειδή δεν αλληλεπιδρούν σχεδόν καθόλου με τον ορατό Κόσμο μας, παρά μόνο μέσω της δύναμης της βαρύτητας.Την ιδέα ενός «Κόσμου-βράνη» την εμπνεύστηκαν από τη διάσημη θεωρία-Μ των υπερχορδών, η οποία υποθέτει την ύπαρξη ενός υπερ-χωροχρόνου μέχρι και 11 διαστάσεων. Σύμφωνα με τους δύο θεωρητικούς φυσικούς μόνο η δύναμη της βαρύτητας μπορεί να ταξιδεύει μέσα σε αυτόν τον πολυδιάστατο υπερχώρο όπου υπάρχουν τα παράλληλα σύμπαντα-βράνες. Διαπερνώντας, όμως, τον υπερχώρο η δύναμη της βαρύτητας δημιουργεί κάποια έλξη ανάμεσα σε δυο γειτονικούς Κόσμους-βράνες, τους ωθεί δηλαδή να πλησιάζουν ο ένας τον άλλο ολοένα και περισσότερο, καθιστώντας, αργά ή γρήγορα, τη σύγκρουσή τους αναπόφευκτη και εξαιρετικά δημιουργική.Επομένως, η βαρύτητα έρχεται ως από μηχανής θεός για να «αναζωογονήσει» τις εξαντλημένες ενεργειακά βράνες, μετατρέποντας ένα μέρος της δικής της ενέργειας σε κινητική ενέργεια. Σύμφωνα με τη θεωρία των Στάινχαρντ και Τούροκ, το Big Bang δεν ήταν παρά το αποτέλεσμα της τιτάνιας σύγκρουσης ανάμεσα σε δυο τέτοιες κοσμικές βράνες, που κάθε μία τους φιλοξενεί ένα παράλληλο Σύμπαν. Η τεράστια ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται από αυτή τη σύγκρουση γεννά αυτό που συνήθως αποκαλούμε «Μεγάλη Εκρηξη». Και όπως διευκρίνισε, κατόπιν, ο Νιλ Τούροκ: «Η ύπαρξη των κοσμικών βρανών πριν από την πρωτογενή ανωμαλία σημαίνει ότι ο χρόνος υπήρχε ήδη πριν από το Big Bang»!Αν πράγματι, το ορατό Σύμπαν προέκυψε από μια θεαματική σύγκρουση δυο παράλληλων Κόσμων-βρανών, τότε το τελευταίο Big Bang δεν ήταν καθόλου η αφετηρία του χρόνου αλλά το αποτέλεσμα αέναων διεργασιών αναγέννησης και καταστροφής που επαναλαμβάνονται κυκλικά –αλλά όχι και πανομοιότυπα!– μέσα στον χρόνο και τον χώρο της πέμπτης αόρατης διάστασης.Αυτή τη θεωρία του αέναου κύκλου από μεγάλες εκρήξεις και μεγάλες συνθλίψεις Συμπάντων, οι επινοητές της την έχουν βαπτίσει με ένα ελληνικό όνομα: «Εκπυρωτικό Σύμπαν», μια έννοια που τη δανείστηκαν από τη στωική κοσμολογία. Δυστυχώς, το αίνιγμα της απαρχής αυτών των αιωνόβιων βρανών και του πολυδιάστατου υπερχώρου μέσα στον οποίο υπάρχουν, ή, ακόμη χειρότερα, η δημιουργία του ίδιου του Χρόνου παραμένουν και σε αυτή την περίπτωση ανεξήγητα.

 https://www.efsyn.gr/epistimi/mihanes-toy-noy/476570_gia-ti-genesi-toy-fysikoy-sympantos

[Δροσος Γεωργιος]

Το Σύμπαν ίσως είναι το «παιδί» μιας μαύρης τρύπας ενός άλλου Σύμπαντος.

Μια νέα ενδιαφέρουσα κοσμολογική θεωρία ταράζει τα νερά στον κόσμο της Φυσικής.

Μια ομάδα επιστημόνων προτείνει μια τολμηρή εναλλακτική λύση στη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης σύμφωνα με την οποία το Σύμπαν μπορεί δημιουργήθηκε μέσα σε μια κολοσσιαία μαύρη τρύπα που βρίσκεται σε ένα μεγαλύτερο μητρικό Σύμπαν.Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, μαζί με τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν έχουν εξηγήσει με επιτυχία σημαντικά κοσμολογικά φαινόμενα συμπεριλαμβανομένου του κοσμικού υποβάθρου μικροκυμάτων, μιας δομής μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος που υποδεικνύει την επιταχυνόμενη διαστολή του που συχνά συνδέεται με τη σκοτεινή ενέργεια.Ωστόσο παραμένουν θεμελιώδη προβλήματα με αυτή τη θεωρία όπως η ανεξήγητη φύση της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης, η ιδιομορφία (singularity) κατά τη Μεγάλη Έκρηξη και οι ασυνέπειες μεταξύ της γενικής σχετικότητας και της κβαντομηχανικής. «Οι περισσότεροι επιστήμονες έχουν απαντήσει προτείνοντας είτε μια μυστηριώδη νέα μορφή ενέργειας  που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια είτε τροποποιώντας τους νόμους της Φυσικής. Αλλά αυτά είναι δραστικά βήματα» δήλωσε στο Space.com ο Ενρίκε Γκαζτανάγκα  καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Πόρτσμουθ.Ο Γκαζτανάγκα λέει ότι αυτός και οι συνάδελφοί του αναρωτήθηκαν αν μια απλούστερη εξήγηση θα μπορούσε να είναι αρκετή. «Η μελέτη μας ξεκίνησε με ένα απλό αλλά βαθύ ερώτημα: Γιατί επιταχύνεται η διαστολή του Σύμπαντος; Ολόκληρο το παρατηρήσιμο Σύμπαν μας βρίσκεται μέσα στη δική του βαρυτική ακτίνα, που σημαίνει ότι από έξω θα φαινόταν σαν μαύρη τρύπα. Αυτό οδήγησε σε μια ριζοσπαστική ιδέα: Τι θα γινόταν αν το Σύμπαν σχηματιζόταν με τον ίδιο τρόπο που ένα αστέρι καταρρέει σε μαύρη τρύπα;»

Οι δύο θεωρίες

Πιστεύεται ότι το Σύμπαν ξεκίνησε ως ένα εξαιρετικά θερμό, πυκνό σημείο, γνωστό ως ιδιομορφία, το οποίο υπέστη ταχεία διαστολή μόλις κλάσματα του δευτερολέπτου μετά το μυστηριώδες φαινόμενο που ονομάστηκε Μεγάλη Έκρηξη. «Αν γυρίσουμε πίσω αυτή τη διαστολή χρησιμοποιώντας γνωστούς φυσικούς νόμους, τελικά φτάνουμε σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας, μια ιδιομορφία, όπου ο χώρος, ο χρόνος και η ύλη φαίνεται να ξεκινούν. Επειδή η φυσική καταρρέει σε αυτό το σημείο, έχει συχνά ερμηνευτεί ως γεγονός δημιουργίας: η αρχή των πάντων», δήλωσε ο Γκαζτανάγκα.Η νέα μελέτη διερευνά την ιδέα ότι το Σύμπαν μπορεί να μην ξεκίνησε με μια ιδιομορφία αλλά αντίθετα προέκυψε από την κατάρρευση ενός τεράστιου νέφους ύλης σε ένα άλλο Σύμπαν. Η ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε προσομοιώσεις αναζητώντας μια λύση που θα μπορούσε να αντιμετωπίσει ορισμένες από τις ασυνέπειες στις τρέχουσες κοσμολογικές θεωρίες  και απροσδόκητα διαπίστωσε ότι υπάρχει ήδη μια ακριβής, αναλυτική λύση που περιγράφει τις θεμελιώδεις αρχές αυτής της διαδικασίας.«Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, αυτή η κατάρρευση δεν καταλήγει σε μια ιδιομορφία αντίθετα, αναπηδά και αρχίζει να διαστέλλεται ξανά. Αυτή η αναπήδηση μιμείται αυτό που ονομάζουμε Μεγάλη Έκρηξη» λέει ο Γκαζτανάγκα.Ενώ στο παρελθόν έχουν προταθεί «σενάρια αναπήδησης», αυτό το μοντέλο ξεχωρίζει επειδή βασίζεται αποκλειστικά σε γνωστούς νόμους της Φυσικής. Αποφεύγει την εισαγωγή υποθετικών σωματιδίων ή δυνάμεων και περιγράφει μια καθαρά βαρυτική κατάρρευση που συμβαίνει μέσα σε μια μαύρη τρύπα ανοίγοντας έτσι ένα νέο πεδίο κοσμολογικής έρευνας για την ύπαρξη του Σύμπαντος.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1972850/to-sympan-isos-einai-to-paidi-mias-mayris-trypas-enos-alloy-sympantos/

[Δροσος Γεωργιος]

Ανακάλυψη οκτώ νέων βαρυτικών κυμάτων μέσω τεχνητών νευρωνικών δικτύων.

Την ανακάλυψη οκτώ νέων βαρυτικών κυμάτων, που προέρχονται από συγκρούσεις μαύρων τρυπών, ανακοίνωσε η ερευνητική Ομάδα Βαρυτικών Κυμάτων του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), με επικεφαλής τον καθηγητή Νικόλαο Στεργιούλα. Πρόκειται για παγκόσμια πρωτιά της Ομάδας του ΑΠΘ, καθώς οι ανιχνεύσεις, που έγιναν χρησιμοποιώντας δεδομένα από την τρίτη περίοδο παρατήρησης Ο3 των ανιχνευτών LIGO, επιτεύχθηκαν μέσω μιας καινοτόμου μεθόδου τεχνητής νοημοσύνης.«Είναι η πρώτη φορά, παγκοσμίως, που νέες πηγές βαρυτικών κυμάτων ανακαλύπτονται χρησιμοποιώντας ένα τεχνητό νευρωνικό δίκτυο για την ανάλυση των δεδομένων από τους δύο ανιχνευτές LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Antenna) που βρίσκονται στις ΗΠΑ», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο κ. Στεργιούλας, εξηγώντας ότι «αυτή η καινοτόμος προσέγγιση αποκάλυψε σήματα που είχαν περάσει απαρατήρητα, λόγω των περιορισμών που έχουν οι παραδοσιακές μέθοδοι ανάλυσης των δεδομένων».«Τα σήματα προέρχονται από ζεύγη μαύρων τρυπών με μάζες δεκάδες φορές τη μάζα του Ήλιου, που συγχωνεύτηκαν σε αποστάσεις δισεκατομμυρίων ετών φωτός μακριά. Είναι ένα σημαντικό παράδειγμα της θετικής επίπτωσης που μπορεί να έχει η εφαρμογή τεχνικών της τεχνητής νοημοσύνης στην αστρονομία βαρυτικών κυμάτων», διευκρίνισε ο καθηγητής.

   Η ομάδα του ΑΠΘ θα εκπαιδεύσει αστρονόμους από την Ευρώπη

 Τα βαρυτικά κύματα είναι «ρυτιδώσεις» στον χωροχρόνο, που προκαλούνται από κοσμικά γεγονότα μεγάλης ισχύος, όπως η συγχώνευση μαύρων τρυπών. Αυτά τα κύματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός και καταγράφονται από ειδικούς ανιχνευτές, όπως οι LIGO και Virgo, που μετρούν τις μικροσκοπικές μεταβολές που προκαλούνται στον χωροχρόνο. Επειδή αυτά τα σήματα είναι πολύ αδύναμα και συχνά «κρύβονται» μέσα σε θόρυβο, η ανάπτυξη προηγμένων αλγορίθμων είναι απαραίτητη για την αξιόπιστη ανίχνευσή τους.Ο πρωτοποριακός αλγόριθμος που αναπτύχθηκε στο ΑΠΘ ονομάζεται «AresGW» και η ομάδα τον εξελίσσει συνεχώς, προσθέτοντας νέες δυνατότητες. Ήδη, η ομάδα του ΑΠΘ ανέλαβε να εκπαιδεύσει άλλους αστρονόμους από την Ευρώπη στη χρήση του «AresGW», στο πλαίσιο του Ευρωπαϊκού ερευνητικού έργου ACME.Η ομάδα του ΑΠΘ είναι μέλος της διεθνούς συνεργασίας που λειτουργεί τους μοναδικούς εν λειτουργία ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων LIGO-Virgo-KAGRA. Συγκεκριμένα, συμμετέχει στη λειτουργία του ανιχνευτή Virgo που βρίσκεται στην Πίζα της Ιταλίας, μέσω μνημονίου συνεργασίας που υπέγραψε το ΑΠΘ με τον οργανισμό European Gravitational Observatory.

   Η δημοσίευση και η επιβεβαίωση της ανακάλυψης

   Οι οκτώ νέες ανακαλύψεις δημοσιεύτηκαν σε εκτενές ερευνητικό άρθρο στο έγκριτο περιοδικό «Machine Learning: Science and Technology» του Βρετανικού Institute of Physics (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2632-2153/adb5ed), ενώ η εκτίμηση των ιδιοτήτων των οκτώ νέων πηγών επιβεβαιώθηκε ήδη σε πρόσφατη ανάλυση του LIGO. Οι συγγραφείς της εργασίας είναι η Αλεξάνδρα Ελένη Κολονιάρη, υποψήφια διδάκτωρ του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ, η Ευδοκία Κουρσουμπά, απόφοιτη του Τμήματος Φυσικής ΑΠΘ, η Δρ. Παρασκευή Νούση, ερευνήτρια πλέον στο Swiss Data Science Center της Ζυρίχης, ο Παρασκευάς Λαμπρόπουλος, μεταπτυχιακός φοιτητής πλέον στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ, ο Νικόλαος Πασσαλής, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών του ΑΠΘ, ο Αναστάσιος Τέφας, καθηγητής του Τμήματος Πληροφορικής ΑΠΘ και ο Νικόλαος Στεργιούλας, καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ. Η ανακάλυψη των οκτώ νέων πηγών θα παρουσιαστεί σε ομιλία στο 17ο Συνέδριο της Ελληνικής Αστρονομικής Εταιρείας από την Αλεξάνδρα Ελένη Κολονιάρη, η οποία ανέπτυξε νέες μεθόδους για την καλύτερη αναγνώριση των βαρυτικών κυμάτων, μέσω ειδικών φίλτρων. Μια σύνοψη των αποτελεσμάτων φιλοξενείται σε προσκεκλημένο άρθρο των Α. E. Κολονιάρη και Ν. Στεργιούλα στο νέο τεύχος του περιοδικού «Ίππαρχος», της Ελληνικής Αστρονομικής Εταιρείας, ενώ η εικόνα των οκτώ νέων πηγών φιλοξενείται στο εξώφυλλο του περιοδικού.Το συνέδριο ξεκινά τη Δευτέρα 30 Ιουνίου στην Πάτρα και θα περιλαμβάνει επίσης ανακοίνωση της Ευδοκίας Κουρσουμπά σχετικά με την βελτίωση των χαρακτηριστικών του θορύβου των ανιχνευτών, που βοήθησε στην πιστοποίηση των νέων ανιχνεύσεων, καθώς και ομιλίες και ανακοινώσεις νέων μελών της ερευνητικής Ομάδας Βαρυτικών Κυμάτων του ΑΠΘ (Γ. Παπιγκιώτης, Δ. Πέσιος, Α. Βασιλειάδου, Λ. Λαζαρίδης και Χ. Πασχαλίδης), που εργάζονται σε νέα θέματα ή επεκτάσεις του κώδικα «AresGW».Η έρευνα αυτή, όπως κατέληξε ο κ. Στεργίουλας «έδειξε εν τέλει ότι η τεχνητή νοημοσύνη και η επιστήμη των δεδομένων μπορούν να φέρουν επανάσταση στη μελέτη του Σύμπαντος, καθιστώντας την αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων ταχύτερη και ακριβέστερη, φέρνοντάς μας πιο κοντά στην αποκάλυψη των πιο ακραίων φαινομένων της φύσης».

  https://www.amna.gr/macedonia/article/914982/Anakalupsi-okto-neon-barutikon-kumaton-meso-techniton-neuronikon-diktuon-?fbclid=IwY2xjawLPzHlleHRuA2FlbQIxMABicmlkETA3SkZwNXdjRlNnUFRmaGIwAR7EScG35TrgJEBcbnQA7vJCIb