ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ

Vanessa Rodrigues Vanessa Rodrigues, PhD Research Scholar in Optics and Photonics Answered Mar 12, 2016 · Author has 85 answers and 661.1k answer views Originally Answered: What is reason behind refraction? The popular explanation: Refraction is the change in the light wave propagation direction when a change in refractive index of a medium is encountered. The phenomena is explained in terms of Snell's law/ Fermat's principle of least time, law of conservation of momentum and of energy. But what really happens behind the scenes: We are dealing with light-matter interaction here. The light causes the charges (electrons, atoms, or molecules) in the medium to oscillate and thus emit additional light waves that can travel in any direction (over the sphere of 4π steradians of solid angle). The oscillating particles vibrate at the frequency of the incident light and re-emit energy as light of that frequency (this is the mechanism of light “scattering”). If the emitted light is “out of phase” with the incident light (phase difference ∼= ±π radians), then the two waves interfere destructively and the original beam is attenuated. If the attenuation is nearly complete, the incident light is said to be “absorbed.” Scattered light may interfere constructively with the incident light in certain directions, forming beams that have been reflected and/or transmitted. The constructive interference of the transmitted beam occurs at the angle that satisfies Snell’s law; while that after reflection occurs for θreflected = θincident. The mathematics are based on Maxwell’s equations for the three waves and the continuity conditions that must be satisfied at the boundary.[1] The colors of wave 1 and wave 2 are only for representation purpose only. They do not signify wavelength. Footnotes [1] https://www.google.co.in/url?sa=... 1.3k Views · View 9 Upvoters · Answer requested by Shivesh Mishra and Vasu Vats Dinesh Ramakrishnan Dinesh Ramakrishnan, BS MS Mathematics & Physics, Indian Institute of Science Education and Research, Pune (2021) Answered Mar 11, 2016 · Author has 203 answers and 186k answer views Originally Answered: What is reason behind refraction? It's an elementary thing for anybody reason to this question using phrases like 'Light slows down in a medium' comparing the same thing with things like, 'cars going slower in a patched road' and many more. But it is not exactly the same idea I would advocate. One must understand that light basically NEVER slows down and also it is NEVER accelerated! Yeah, Einstein says this too in his relativistic ideas. But how do we seem to measure a slower one in glass or water??? A medium like glass or water is packed with atoms in a kind of lattice or simply 'arrangement'. The same photon, I believe, could not reach the other end after being incident into the medium. The energy from photons are adsorbed and re-emitted into the medium for it to propagate through it. This adsorption- re-emission stuff is performed by electrons, slower than light for sure, hence, the light seems travelling slower! For the bending caused by refraction, it is well explained by considering the wave picture of light in terms of wave-fronts. I don't want to explain this easy stuff and you can 'google' for 'Huygens' principle'. It is quite consistent despite not being completely accurate. Συγνώμη γαι τα Αγγλικά, δεν είχα χρονο να μεταφράσω. Απλά θέλω να ρωτήσω αν είναι έηκυρες οι παραπάνω απαντήσεις στο ερώτημα της φύσης της διάθλασης. Είμουν σίγουρος ότι είχα διαβάσει ότι πρόκειται για απορρόφηση και επανεκπομπή φωτονίων.

Σορρυ το έγραψα μισό, αλλά βρίσκω το θέμα πολύ συναρπαστικό. Λοιπόν το πως αλληλεπιδρά με τα ηλεκτρόνια (είπαμε όχι Compton ή αντίστροφο Compton) είναι το ερώτημα. Και γιατί να αλλάζει πορεία? Θα το καταλάβαινα στην απορρόφηση και επαναεκπομπή. Δεν έχει σχέση με το φαινόμενο σύγχροτρον (σχετικιστική ακτινοβολία), αλλά μου θυμίζει λίγο αυτόν τον μηχανισμό. Τελικά είναι δύσκολο να καταλάβουμε το φως!

Το πως αλληλεπιδρά με τα ηλεκτρόνια (είπαμε όχι Compton ή αντίστροφο Compton). Η Cherenkov στην ατμόσφαιρά μας προκαλείται κυρίως από μιόνια. Τα νετρίνα δεν αλληλεπιδρούν με την ατμόσφαιρα, ούτε καν με όλη την Γη! Μόνο πολύ σπάνια.

Ελπίζω να το απέδωσα σωστά. Είναι από τα θέματα που δεν είμαι σίγουρος ότι τα κατανοώ. Αν κάτι δεν είναι σωστό, είμαι βέβαιος ότι θα βοηθήσετε να το διατυπώσουμε όπως πρέπει.

Μια μαύρη τρύπα ορίζεται από την μάζα της και την στροφορμή της. Το μεγεθός της ορίζεται από την ακτίνα Schwarzschild, δηλαδή τον ορίζοντα γεγονότων. Αυτός αποτελεί το όριο όπου ούτε το φως δεν διαφεύγει από την βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας. Το μέγεθος του ορίζοντα γεγονότων, εξαρτάται, εκτός από την μάζα, από την περιστροφή της μαύρης τρύπας. Μία μαύρη τρύπα που περιστρέφεται πολύ γρήγορα στρεβλώνει έντονα τον χωρόχρονο κοντά της με αποτέλεσμα να βρίσκεται σε μεγαλύτερη απόσταση ο ορίζοντας γεγονότων. Η ακτίνα της μαύρης τρύπας σε αυτή την περίπτωση είναι η μισή της ακτίνας του ορίζοντα. Αν ο ήλιος μας γινόταν μαύρη τρύπα, ο ορίζοντα γεγονότων θα είχε ακτίνα 3 χιλιόμετρα και ο δίσκος προσαύξησης ακτίνα 6 χιλιόμετρα. Ο καθορισμός της στροφορμής μιας μαύρης τρύπας είναι πολύ σημαντικός. Η μεγάλη στροφορμή συνδέεται με εκροές ύλης μεγάλης ταχύτητας, οι λεγόμενοι πίδακες (jets). Ο μόνος τρόπος να μετρήσουμε την στροφορμή μιας μαύρης τρύπας είναι η εκπομπή από το δίσκο συσσώρευσης, το υλικό που γυρίζει γύρω της και πέφτει μέσα στην μαύρη τρύπα. Ο δίσκος δεν φτάνει ως το ορίζοντα γεγονότων, αλλά τον πλησιάζει ανάλογα το πόσο γρήγορα περιστρέφεται η μαύρη τρύπα. Η ύλη σε έναν τέτοιο δίσκο θερμαίνεται σε 1 εκατομμύριο βαθμούς, με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί ένα καυτό στέμμα πλάσματος που εκπέμπει ακτίνες Χ. Αυτό το στέμμα βρίσκεται κάτω και πάνω από την μαύρη τρύπα, ενώ ο δίσκος κάθετα στον άξονα περιστροφής της. Από την επίδραση του βαρυτικού πεδίου της μαύρης τρύπας στις ακτίνες Χ μπορούμε να συμπεράνουμε πόσο μακριά είναι από την μαύρη τρύπα ο δίσκος προασαύξησης. Όσο πιο κοντά είναι ο δίσκος συσσώρευσης στον μαύρη τρύπα, τόσο πιο έντονη είναι η απώλεια ενέργειας της ακτινοβολίας. Αυτή η επίδραση της βαρύτητας ονομάζεται βαρυτική ερυθρολίσθηση. Λόγω περιστροφής του δίσκου προσαύξησης έχουμε και φαινόμενο Ντόπλερ, δηλαδή και μετατόπιση προς το μπλε. Έτσι σε ταχέως περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, δηλαδή δίσκο προσαύξησης κοντά στον ορίζοντα γεγονότων, έχουμε πολύ περισσότερη ερυθρολίσθηση από μετατόπιση στο μπλε. Η ανακάλυψη πολλών ταχέως περιστρεφόμενων μαύρων τρυπών στα κέντρα πολύ μακρινών γαλαξιών δεν υποστηρίζει την δημιουργία αυτών των τεράστιων μαύρων τρυπών μέσω συγχωνεύσεων μαύρων τρυπών. Για να αποκτήσει μια μαύρη τρύπα τόση στροφορμή πρέπει να συσσωρεύσει υλικό για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Σε μια πιο σωστή διατύπωση, γενικά το φως από ένα γεγονός σε ένα μακρινό Blazar έρχεται με καθυστέρηση σχετικά με τα νετρίνα. Αυτή η καθυστέρηση συμβαίνει λόγω αλληλεπίδρασης του φωτός με την ύλη στον μεσοαστρικό χώρο, που έχει ως αποτέλεσμα να κινούνται τα νετρίνα με μεγαλύτερη ταχύτητα από το φως (όχι την ταχύτητα του φωτός στο κενό). Όταν κάτι ανάλογο συμβαίνει στην ατμόσφαιρα της Γης μετριέται ως ακτινοβολία Cherenkov. Το ίδιο παρατηρείται και στους πυρηνικούς αντιδραστήρες (ένα χαρακτηρηστικό μπλε φως στο νερό που ψύχει τον πυρήνα). Να ρωτήσω ποιά είναι ακριβώς η επιρροή των ηλεκτρονίων στη διάδοση του φωτός? Δεν είναι σκέδαση, ούτε απορρόφηση, αλλά διάθλαση, όπως ανάφερε ο Vensius. Τι ακριβώς συμβαίνει στα φωτόνια κατά την διάθλαση? Το νόημα του θέματος είναι ότι η ανίχνευση νετρίνων μας προσφέρει πολλά.

Με το όργανο Gravity στα τηλεσκόπια VLT, που πετυχαίνει μοναδική ακρίβεια φασματοσκοπίας μέσω συμβολομετρίας των VLT στο κοντινό υπέρυθρο, μετρήθηκε με ακρίβεια η μάζα της μαύρης τρύπας του Κβάζαρ 3C 273 (1,9 Gly). Το παραπάνω όργανο πετυχαίνει 10- 30 λήψεις των 30 δευτερολέπτων. Είναι σαν να απέκτησαν τα VLT μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα (ευαισθησία) ως και 5 mag. Η βασική μέθοδος για την μέτρηση της μάζας της μαύρης τρύπας απαιτεί την γνώση της γωνιακής ταχύτητας ενός σωματιδίου που περιφέρεται στον δίσκο προσαύξησης και την απόστασή του από την μαύρη τρύπα (ορίζοντα γεγονότων). Τα Κβάζαρ παρουσιάζουν εκρήξεις ακτινοβολίας (λαμπρότητας) από τον δίσκο, όταν πέφτει απότομα ύλη σε αυτόν. Ένα φωτόνιο αυτής της ακτινοβολία είναι αρχικά στις υπεριώδεις μέχρι που να συγκρουστεί με ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο υδρογόνου. Το τελευταίο επανεκπέμπει το φωτόνιο στο ορατό φως (κοντινό υπέρυθρο μέχρι που να φτάει σε εμάς). Ο χρόνος ανάμεσα στην αρχική έκρηξη και την επανεκπομπή του φωτονίου μας δίνει την απόσταση του ατόμου υδρογόνου από την μαύρη τρύπα. Αυτές οι εκρήξεις λαμπρότητας των Κβάζαρ είναι ανώμαλης περιοδικότητας και μπορεί να παρουσιάσουν κενά διάρκειας ως 100 ημέρες. Ακόμα έχουν σημασία η κλίση και η δομή του δίσκου προσαύξησης, με αποτέλεσμα αυτή η μέθοδος να παρουσιάζει σημαντικές ανακρίβειες. Το Gravity πετυχαίνει ανάλυση 10 μικρά δευτερολέπτου του τόξου, ή αλλιώς 2 εκατοστών στην απόσταση της Σελήνης. Αυτή η ανάλυση στο Κβαζαρ αντιστοιχεί σε 6000 AU. Με αυτή την ακρίβεια μπορούμε να μετρήσουμε την κλίση του δίσκου προς εμάς. Βρέθηκε ότι το υδρογόνο στον δίσκο προσαύξησης είναι σε απόσταση 45 μικρά του τόξου (0,6 ετών φωτός) από την μαύρη τρύπα. Η ταχύτητά του είναι στα 1500 km/s, που μας δίνει 250 εκατομμύρια ηλιακές μάζες για την μαύρη τρύπα. Αυτές οι μετρήσεις ακριβείας μας δείχνουν ότι είχαμε υπερεκτιμήσει την μάζα της μαύρης τρύπας στο διπλάσιο.

Στον αστερισμό Norma και σε απόσταση 7800 έτη φωτός υπάρχει ένα ιδιαίτερο τριπλό σύστημα αστεριών. Τα 2 από τα 3 αστέρια είναι τύπου WR (2XMMJ160050.7-514245), εξελιγμένα αστέρια πολύ μεγάλης μάζας, πολύ θερμά με ακραία ισχυρό και μεγάλης ταχύτητας (3400 km/s) αστρικό άνεμο. Σε τέτοια αστέρια ανεβαίνει υλικό από το εσωτερικό τους στην επιφάνεια και εκτινάσσεται με τον αστρικό άνεμο έξω από αυτά. Αυτό δικαιολογεί την ύπαρξη σκόνης γύρω από αυτά τα αστέρια, που αποτελεί μηχανισμό μεγάλης μεταβλητότητας (σε έξαρση εκτίναξης σκόνης μειώνεται σημαντικά η λαμπρότητα του αστέρα). Στο παραπάνω σύστημα η σκόνη σχηματίζει ένα κοινό κουκούλι γύρω και από τα 2 αστέρια, που εκτείνεται σε χώρο 31000 AU. Ενδιαφέρον έχει η χαμηλή ταχύτητα, σχετικά με τον αστρικό άνεμο, με την οποία η σκόνη καταλαμβάνει τον κενό χώρο, μόλις 570 km/s. Το συμπέρασμα είναι ότι τα 2 αστέρια εκπέμπουν αστρικό άνεμο μεγάλης ταχύτητας από τις πολικές περιοχές τους και μικρότερης ταχύτητας από τις ισημερινές περιοχές. Κάτι ανάλογο συμβαίνει και στον ήλιο μας, που οφείλεται στα μαγνητικά πεδία του. Η σκόνη, κυρίως από άνθρακα, μεταφέρεται με τον ισημερινό, σχετικά αργό άνεμο των 2 αστεριών WR. Ένα πρόβλημα στην θεωρία της αστρικής εξέλιξης για στα αστέρια πολύ μεγάλης μάζας (VMS) είναι ότι μετράμε αστρικούς ανέμους που έχουν τόσο μεγάλες ταχύτητες και ισχύ, ώστε κανονικά να έθεταν την συνοχή αυτών των αστεριών σε κίνδυνο. Δηλαδή να ασκούσαν τόση πίεση ώστε να διαφύγουν όλα τα εξωτερικά στρώματα των αστεριών, ξεπερνώντας το όριο Eddington. Το όριο Eddington είναι η ανώτατη λαμπρότητα στην οποία η πίεση ακτινοβολίας ενός σώματος που παρουσιάζει εκπομπή ξεπερνάει την βαρυτική έλξη του σώματος. Θεωρητικά, ένα αστέρι που ξεπερνάει αυτό το όριο θα διαλυθεί. Όμως οι αστρικοί άνεμοι δεν είναι τόσο μεγάλης ταχύτητας στο σύνολό τους, αλλά υπάρχουν και πιο αργοί. Έτσι πιστεύουμε ότι στο εσωτερικό αυτών των αστεριών υπάρχει ένα πορώδες (χρησιμοποιείται ο όρος porocity αντί velocity).

Η ανακάλυψη νετρίνων από ειδικά τηλεσκόπια, όπως το Ice Cube στον νότιο πόλο, μπορούν να συνδιαστούν με εκρηκτικά γεγονότα αν υπάρχουν ανάλογες παρατηρήσεις στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Εδω μας ενδιαφέρει μια περίπτωση εξωγαλαξιακού (μεγάλης ενέργειας) νετρίνου από το Blazar TXS 0506+056 που διένυσε 5,7 δις έτη φωτός ως την Γη και καταχωρήθηκε από το Ice Cube ως 170922Α. Υπολογίστηκε ότι αυτό το νετρίνο, που κινήθηκε με σταθερή ταχύτητα πολύ κοντά σε αυτήν του φωτός στο κενό, μας ήρθε πιο γρήγορα από ένα (θεωρητικό) φωτόνιο με το οποίο ξεκίνησαν μαζί. Το φως επιβραδύνεται στον μεσοαστρικό και μεσογαλαξιακό χώρο λόγω σκέδασης, ανάλογα με την πυκνότητα του χώρου σε ηλεκτρόνια (η μονάδα μέτρησης είναι τα ηλεκτρόνια/ κυβικό parsec, με μέση τιμή 10 άτομα/ κυβικό parsec), και το μήκος κύματος του φωτονίου. Ουσιαστικά πρόκειται για την απορρόφηση και επανεκπομπή (σε χαμηλότεη ενέργεια) του φωτονίου από ηλεκτρόνια. Είναι γνωστό ότι ένα φωτόνιο για να φτάσει από τον πυρήνα του Ηλίου στην επιφάνειά του χρειάζεται εκατομμύρια έτη (αντί 2 περίπου δευτερόλεπτα αν διέσχιζε την ίδια απόσταση στο κενό). Το θεωρητικό φωτόνιο στο ορατό μήκος κύματος ...άργησε 4 picosecond, ή κατά μερικά χιλιοστόμετρα. Αν ήταν στα ραδιοκύματα, θα υστερούσε κατά 100 δευτερόλεπτα, ή 30 εκατομμύρια χιλιόμετρα!

Η ταχύτητα περιστροφής έχει σημασία στην εξέλιξη για τα αστέρια κυρίας ακολουθίας. Στα αστερια που περιστρεφονται πολύ γρήγορα ακακατεύεται η ύλη σε σημαντικό βαθμό. Ο πυρήνας εμπλουτίζεται σε υδρογόνο με αποτέλεσμα να διευκολύνεται η σύντηξη. Η μεγάλη ταχύτητα περιστροφής του πρωτοαστρικού δίσκου συσσώρευσης δεν επιτρέπει στο πρωτοαστέρι να συσσωρεύσει αποτελεσματικά μάζα, αλλά μπορεί να συμβάλλει στην δημιουργία συνθηκών σύντηξης βαθιά στο εσωτερικό του.

Να επισημάνω και κάτι άλλο. Πιστεύω ότι οι ομιλίες - παρουσιάσεις αστρονομίας δεν πετυχαίνουν την διδασκαλία αστρονομίας, με την έννοια ότι κάποιος που έτυχε να παρακολουθήσει μια ομιλία κατέχει και το θέμα της. Το βασικότερο είναι η ενημέρωση για νέα γνώση, η συζήτηση- τριβή ανάμεσα στους παρευρισκόμενους ερασιτέχνες και επαγγελματίες αστρονόμους και το ερέθισμα για περατέρω μελέτη του θέματος. Επαναλαμβάνω ότι είναι εντυπωσιακό το που έχει φτάσει η επιστήμη της αστρονομίας, και αυτό πρέπει να διαδοθεί. Μετράμε απίστευτα πράγματα με ...εξωγήινη ακρίβεια! Πρέπει να γνωρίσουμε στον κόσμο και βασικά να κατανοήσουμε και εμείς αυτό το μεγαλείο του ανθρώπινου πνεύματος. Φανταστείτε ότι με την αναβαθμισμένη adaptive optic και συμβολομετρία στα VLT θα μπορούσε κάποιος να διαβάζει τις επικεφαλίδες μιας εφημερίδας που βρίσκεται... στη Σελήνη! Χάρη στο ALMA βλέπουμε <ζωντανά> να δημιουργούνται πλανητικά συστήματα! Η κοσμολογία, το σύμπαν ως όλο, από θεωρητική γίνεται όλο και περισσότερο παρατηρησιακή. Έχουμε αυτοκινητάκια που κάνουν μετρήσεις στον Άρη. Τα παραπάνω επιτεύγματα και πολλά άλλα πρέπει να διαδίδονται από όποιον μπορεί, έστω και με λαθάκια. Δεν είναι τόσο σημαντικό να πούμε ότι ο τάδε γαλαξίας περιστρέφεται αριστερόστροφα ή δεξιόστροφα, όπως τον κοιτάμε, αλλά ότι μπορούμε να το μετράμε με μεγάλη ακρίβεια. Για εμένα το πρόβλημα δεν είναι ο τίτλος (είμαι απόφυτος Λυκείου χωρίς σπουδές), αλλά η διάδοση και εκλαίκευση της αστρονομίας. Και βλέπετε στα παραπάνω link πως κάποιοι επαγγελματίες αστρονόμοι κάνουν κακή χρήση της εκλαίκευσης. Νομίζω και ο Λιακόπουλος (κούφια Γη) είναι φυσικός, έτσι έχω ακούσει. Το άστροβοξ, από τότε που το ξέρω, έχει κανόνες και τους τηρεί. Εμένα μου αρκούν αυτοί οι κανόνες. Αυτό που θα είχε νόημα είναι ένας σχεδιασμός της συστηματικής εκλαίκευσης της αστρονομίας. Εκεί θα πρέπει να μπουν μπροστά οι επαγγελματίες αστρονόμοι και να συνεργαστούμε όλοι.

Το εντυπωσιακό στοιχείο της ανθρώπινης φύσης, να μπορεί να δει στα βάθη του σύμπαντος και παράλληλα (και μάλιστα εμείς που αντιλαμβανόμαστε το τεράστιο εύρος της ανθρώπινης γνώσης για το σύμπαν) να χωριζόμαστε σε φυσικούς και μη.

Μα βέβαια δεν γίνεται κανείς ειδικός. Αλλά μπορεί να καταλάβει τι γίνεται, να μπει στο πνεύμα της επιστήμης. Δηλαδή, αν διαβάζω ότι ο Γαλαξίας μας έχει συσσωρεύσει πολλούς νάνους γαλαξίες, γιατί να μην μπορέσω να το καταλάβω? Ότι η μεταλλικότητα των αστεριών στην γαλαξιακή άλω είναι μικρότερη από ότι στον δίσκο είναι τόσο δυσνόητο? Τέτοια θέματα είναι αυτά που συζητάμε, όχι το πως θα τρέξουμε μια προσομοίωση για το μοντέλο ΛCDM. Προσπαθώ να διώξω τον φόβο από τους νεους ερασιτέχνες αστρονόμους, ότι αυτά είναι μόνο για ειδικούς και σοφούς. Εκεί είναι η διαφορά μας, πιστεύω ότι δεν χρειάζεται να είναι κάποιος ειδικός. Και το H/R το μαθαίνει κανείς μια χαρά χωρίς πτυχίο, και ας μην γνωρίζει όλες τις λεπτομέριες της αστρικής εξέλιξης. Ένα από τα πρώτα εμπόδια στην μελέτη της θεωρητικής αστρονομίας είναι η έλλειψη κειμένων στα ελληνικά. Ελπίζω να μπορέσω να προσφέρω κάτι σε αυτόν τον τομέα. Χρόνια προσπαθούμε να φέρουμε τον κόσμο κοντά στην αστρονομία, να τελειώσει η εποχή των δεινοσαύρων. Το μαύρο/ άσπρο, δηλαδή ή ειδικός και επαγγελματίας ή τίποτε, δεν βοηθάει σε κάτι.

Στο σχετικό άρθρο αναφέρει, μόνο επιγραμματικά, ότι η ελάχιστη αστρική μάζα δεν πρέπει να επιρεάζεται από την μεταλλικότητα. Το αμέσως επόμενο που μπορώ να σκεφτώ είναι τα μαγνητικά πεδία, που σύμφωνα με προσομοιώσεις έχουν σημαντικό ρόλο στην φάση του πρωτοαστέρα (δίσκος συσσώρευσης). Ουσιαστικά, οι 75 μάζες Δία είναι το μαθηματικό όριο όπου η βαρύτητα υπερησχύει της ηλεκτροστατικής άπωσης, όπως διάβασα σε σχετικό άρθρο (http://www.jgiesen.de/astro/stars/star.htm). Φαντάζομαι η παραπάνω διατύπωση να είναι σωστή. Η συναγωγή (convection cells) εμφανίζεται κατά την φάση του πρωτοαστέρα ή μετά την ισορρόπηση του σώματος (μετά την παύση της συρρίκνωσης)? Αν ένα σώμα δεν έχει αρκετή μάζα για θερμοπυρηνικές συντήξεις παρουσιάζει συναγωγή?

Το νέο αστέρι μπορεί να ισορροπεί μέσω της πίεσης της ακτινοβολίας του. Η κινητική ενέργεια από την συρρίκνωση του σώματος, λόγω βαρυτικής κατάρρευσης, μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια που κάνει το αστέρι να εκπέμπει ακτινοβολία από μέσα προς τα έξω. Δηλαδή το σώμα δεν καταρρέει για πάντα, αλλά έχει άλλους μηχανισμούς εξισορρόπησης, ακόμα και την πίεση ηλεκτρονίων σε μεγαλύτερες πυκνότητες. Για παράδειγμα, πλανήτες με 50-60 φορές την μάζα του Δία ισορροπούν μια χαρά. Η λογική μας λέει ότι η μεταλλικότητα έχει μεγάλη σημασία στον καθορισμό ελάχιστης μάζας, επειδή επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της πίεσης ακτινοβολίας. Για παράδειγμα, στο άλλο άκρο, τα αστέρια πολύ μεγάλης μάζας (πάνω από 100 ηλιακές μάζες) με πλούσια μεταλλικότητα χάνουν πάνω από το μισό της αρχικής μάζας τους από την επίδραση της πίεσης της ακτινοβολίας στα εξωτερικά τους στρώματα κατά την αστρική εξέλιξή τους. Το θέμα είναι ότι δύσκολα μπορεί να καθοριστεί ελάχιστη αστρική μάζα.

Διαφωνώ ότι δεν μπορεί κανείς να διασταυρώσει θέματα αστρονομίας στο διαδύκτιο. Υπάρχει πρόσβαση σε πολλά paper, και ακόμα κυκλοφορούν πολλά ειδικευμένα βιβλία αστρονομίας, και σε ηλεκτρονική μορφή (φυσικά τα πληρώνεις). Αναφέρομαι σε βιβλία ακόμη και του ..2019, γραμμένα από ερευνητές πρώτης γραμμής στον τομέα τους ή βιβλία που περιέχουν τις παρουσιάσεις από τα τελευταία συνέδρια επαγγελματικής αστρονομίας (IAU symposium). Η γνώση (πάντα στην αστρονομία) είναι προσβάσιμη σε όλους (στα αγγλικά). Και κανείς επαγγελματίας αστρονόμος που εκδίδει ένα βιβλίο, για παράδειγμα, στο Cambridge university press ή στις εκδόσεις Springer δεν γράφει αυθαιρεσίες, πόσο μάλλον σε ένα paper. Με λίγα λόγια η επιστήμη της αστρονομίας δεν είναι πια υπόθεση λίγων σοφών. Αν κάποιος ερασιτέχνης έχει την όρεξη και τον χρόνο να ασχοληθεί, το μεγαλύτερο μέρος της θεωρητικής αστρονομίας δεν είναι και τόσο δύσκολο. Αντίθετα, η θεωρητική αστρονομία αποτελεί ένα φανταστικό ταξίδι στην γνώση και στις απίστευτες για εμάς συνθήκες που επικρατούν στο σύμπαν. Μας είναι αδύνατο να φανταστούμε όλα αυτά που μελετάμε στις πραγματικές διαστάσεις τους. Από την άλλη, όπως είναι ...φυσικό, δεν ασχολούνται όλοι οι φυσικοί με την αστρονομία. Πολλοί δεν έχουν καν σχετικές γνώσεις, ακριβώς επειδή δεν τους ενδιαφέρει το πεδίο. Χαριτολογώντας, ελπίζω να μην μου χτυπήσει την πόρτα μια μέρα κάποιος μαινόμενος φυσικός με σκοπό να κατασχέσει ή να κάψει τα βιβλία μου. Πάντως γενικά στον κόσμο της αστρονομίας έξω από την Ελλάδα, από την μικρή εμπειρία μου, γνωρίζω ότι θεωρείται αυτονόητο ο ερασιτέχνης να ασχοληθεί με την θεωρία. Αποτελεί και βασική προυπόθεση για να συνεργαστεί σε μελέτες με επαγγελματίες αστρονόμους, κάτι συνηθισμένο σε πολλές χώρες. Στο θέμα της διδασκαλίας, δεν είναι λίγες οι φορές που πρέπει να εξηγήσω σε δασκάλους τι είναι αστέρι και τι πλανήτης, ακόμη και τι είναι αστερισμός, τι είναι ζώδιο και γιατί δεν πιάνουν οι ευχές στα πεφταστέρια. Βιβλίο αστρονομίας του λυκείου αναφέρει ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν την ίδια μάζα, που αν συνέβαινε αυτό δεν θα είμασταν εδώ να το συζητάμε. Και κανείς ερασιτέχνης αστρονόμος δεν δίνει βαθμούς ή πτυχία αστρονομίας σε μαθητές ! Απλά για να μην υπάρχει παρεξήγηση, δεν έχω αντιπαράθεση με τον Vensius, αν και διαφωνώ με τις περισσότερες τοποθετήσεις του, αλλά βρήκα ευκαιρία να εκφράσω τις απόψεις που σε ένα θέμα που υπάρχει από παλαιά.

Το δύσκολο είναι να κρατάμε χαμηλό προφιλ και να μην ξεχνάμε ποτέ ότι δεν τα ξέρουμε όλα. Είναι εύκολο κάποιος να <ψωνιστεί> όταν κάνει μια ομιλία για αστρονομία, επειδή ο κόσμος συνήθως δεν έχει ιδέα και τον αντιμετωπίζει ως σοφό. Άρα συμφωνώ ότι χρειάζεται ποροσοχή. Διαφωνώ με πολλούς επαγγελματίες αστρονόμους που για να εντυπωσιάσουν μιλάνε στον κόσμο για σύμπαν μέσα σε μαύρη τρύπα, για αστέρια με διαμάντια κ.λ.π. , και φυσικά κάνουν ατελείωτες φιλοσοφικές τοποθετήσεις. Επίσης συχνά συγχέουμε την αστρονομία με την ιστορία της επιστήμης. Για παράδειγμα, δεν αποτελεί ιατρική ανακοίνωση μια μελέτη για τα εργαλεία που χρησιμοποιούσε ο Ιπποκράτης, ούτε και αστρονομική ανακοίνωση το τι βρέθηκε στον μηχανισμό των αντικυθήρων. Και τα 2 θέματα είναι πολύ σημαντικά και θαυμάσια, αλλά σαν ιστορία της επιστήμης. Η αστρονομία είναι φυσική. Τέλος, να αναφέρω ότι η θεωρητική αστρονομία είναι (για μένα) ότι πιο όμορφο υπάρχει (μη έμβιο, φυσικά!). Καλώς ή κακώς δεν την αποχωρίζομαι με τίποτα!

Να δούμε και λίγο το πρακτικό μέρος του θέματος. Αν μόνο οι επαγγελματίες αστρονόμοι ασχολούνται με την εκλαίκευση και διάδοση της αστρονομίας, θα έπρεπε να κάνουν μόνο αυτό! Για παράδειγμα, εδώ στην Μυτιλήνη έρχεται ένας αστρονόμος για ομιλία κάθε 2-3 έτη! Ενώ σαν συνεργάτης του ΚΠΕ (κέντρο περιβαλλοντικής εκπαίδευσης), που διαθέτει φορητό πανητάριο, έχω την ευκαιρία να γνωρίσω την επιστήμη της αστρονομίας σε εκατοντάδες παιδιά κάθε χρόνο. Το ίδιο συμβαίνει από άλλους ερασιτέχνες σε όλη την Ελλάδα. Ή οι επαγγελματίες αστρονόμοι θα έπρεπε να τρέχουν από συνάντηση σε συνάντηση των συλλόγων αστρονομίας, ή να μην γίνονται παρουσιάσεις αστρονομίας, κάτι που θεωρώ σκοταδισμό. Και από προσωπική εμπειρία, γνωρίζω ότι οι αστρονόμοι δεν μας βλέπουν ανταγωνιστικά, αλλά το να ασχολούμαστε σαν ερασιτέχνες με το αντικείμενό τους, τους κάνει υπερήφανους, γιατί σημαίνει ότι το επάγγελμά τους είναι πολύ σημαντικό και αξιοζήλευτο. Έτσι και αλλιώς δεν κάνουμε καριέρα στην αστρονομία. Για εμένα το σημαντικότερο κομμάτι της αστρονομίας είναι η γνώση που μας προσφέρει, που δεν πρέπει να περιορίζεται αλλά να διαδίδεται. Έτυχε να παρακολουθήσω και εγώ ομίλιες ερασιτεχνών που είχαν ασάφειες ή παρανοήσεις φυσικών εννοιών. Και λίγες ώρες μετά από τις παρουσιάσεις που έτυχε να κάνω συνήθως ανακαλύπτω κάποια μικρή ή μεγάλη γκάφα που έκανα ή κάτι που δεν θυμόμουνα σχετικά με το θέμα της παρουσίασης. Αλλά γενικά πιστεύω ότι σε επίπεδο συλλόγων οι αστρονομικές παρουσιάσεις είναι πολύ αξιόλογες και μαθαίνουμε πολλά από αυτές.

Εγώ, ως ερασιτέχνης αστρονόμος, ασχολούμε με την θεωρητική αστρονομία. Και δεν χάνω ευκαιρία να μοιραστώ τις, σαφώς περιορισμένες, γνώσεις μου με άλλους ερασιτένες αστρονόμους ή και με άλλο κοινό, όπως και με μαθητές σε σχολία και άλλες εκδηλώσεις. Να σημειώσω ότι η αστρονομια δεν είναι ιατρική, για παράδειγμα, δεν μπορώ να κάνω τον ερασιτέχνη γιατρο και να δίνω ιατρικές συμβουλές. Θεωρώ ότι είναι πολύ σημαντικό να εξηγώ σε παιδιά, αλλά και σε μεγάλους, τι είναι αστέρι και τι πλανήτης. Ότι έχουμε βρει χιλιάδες πλανήτες σε άλλους ήλιους (αστέρια) και άλλα τέτοια απλά θέματα. Τωρα, αν κάποιος ερασιτέχνης αστρονόμος έχει μελετήσει καλά κάποιο ειδικό θέμα, όπως το διάγραμμα H/R, μπορεί να το αποδώσει πολύ καλά. Δεν έχω βρει σημαντικές διαφορές σε ομιλίες ερασιτεχνών με αυτές των επαγγελματιών γαι ανάλογα θέματα. Και ο επαγγελματίας που απευθύνεται σε ευρύ κοινό θα χρησιμοποιήσει απλή γλώσσα και δεν θα εμβαθύνει σε πολύ ειδικά θέματα (π.χ. φασματοσκοπία ή πολύπλοκα μαθηματικά). Υποστηρίζω με σφένος ότι η θεωρητική αστρονομία δεν είναι μονο για τους επαγγελαματίες αστρονόμους. Είναι κρίμα να περιοριστεί σε έναν τόσο μικρό κύκλο. Και υπάρχει πρόσβαση σε paper από το διαδύκτιο αλλά και σε χιλιάδες βιβλία αστρονομίας (στα αγγλικά), που απευθύνονται σε φοιτητές, αστρονόμους, αλλά και ερασιτέχνες που αναζητούν λεπτομέριες. Πάντα πρέπει να ξεχωρίζουμε τον ερασιτέχνη από τον επαγγελματία, και να δηλώνεις ερασιτέχνης δεν είναι υποτιμητικό.

Στα κέντρα των γαλαξιών φιλοξενούνται μαύρες τρύπες με τεράστια μάζα. Ακόμα και σε μεγάλη ερυθρολίσθηση (z= 4,57), βρέθηκε μια μαύρη τρύπα στο Κβάζαρ QSO SMSS J2157- 3602. Το φως έκανε 12,2 δις ετη να φτάσει σε εμάς. Η απόλυτη λαπρότητά του, βολομετρική τιμή (όλα τα μήκη κύματος) -32,36 mag, πρέπει να αυξήθηκε από την σχετικιστική ακτινοβολία που αναπτύσσεται στους πίδακες (jets) στον δίσκο συσσώρευσης της μαύρης τρύπας. Δεν φαίνονται ίχνη από βαρυτικό φακό που θα μπορούσε να είναι η εναλλακτική πηγή ενίσχυσης λαμπρότητας. Υπάρχει ένα όριο στην ποσότητα ύλης που μπορεί να συσσωρεύσει μια μαύρη τρύπα. Αν πέφτει πολύ ύλη στο εσωτερικό της από τον δίσκο συσσώρευσης, τότε η ακτινοβολία της ύλης του δίσκου, που θερμαίνεται λόγω της επιτάχυνσης και της τριβής, δημιουργεί μια πίεση προς τα έξω, που αντισταθμίζει την βαρυτική κατάρρευση. Τότε το αντικείμενο βρίσκεται στο όριο Eddington. Αν η ύλη υπερβεί αυτό το όριο, απομακρύνεται υλικό από τον δίσκο και μπορεί ακόμα και να διακοπεί η συσσώρευση ύλης. Υπολογίζεται ότι αν στο παραπάνω Κβαζαρ, βάσει της λαμπρότητάς του, η ύλη είναι στο όριο Eddington η μαύρη τρύπα του θα έχει μάζα 20 εκατομμύρια ηλιακές. Όμως θεωρητικά δεν υπήρχε αρκετός χρόνος από την δημιουργία του σύμπαντος ώστε η μαύρη τρύπα να συσσωρεύσει τόση ύλη. Ίσως η θεωρία της ένωσης πολλών μικρών μαύρων τρυπών να αποτελεί την λύση στο μυστήριο.

Στα πλανητικά νέφη ο αστρικός πυρήνας, στον οποίο έχει διακοπεί η θερμοπυρηνική σύντηξη, έχει συρρικνωθεί σε έναν πολύ θερμό λευκό νάνο. Αυτός ιονίζει τα εξωτερικά αστρικά στρώματα, που λόγω του ισχυρότατου αστρικού ανέμου έχουν διασταλλεί πολύ και έχασαν την βαρυτική συνοχή τους με τον πυρήνα. Αυτή η φάση διαρκεί ελάχιστα σχετικά με την αστρική εξέλξη (πρόκειται για αστέρια μικρής μάζας), μόλις λίγες δεκάδες χιλιάδες έτη. Το ιονισμένο υλικό λάμπει (εκπέμπει στο ορατό) και έτσι μπορούμε να θαυμάζουμε αυτά τα πολύ όμορφα αντικείμενα. Μετά το πλανητικό νεφέλωμα θα σκορπίσει, αλλά και θα έχει ψυχθεί αρκετά ώστε να μην είναι πλέον ορατό. Οι περιοχές του πλανητικού κοντά στον λευκό νάνο είναι πιο ιονισμένες από τις εξωτερικές, πιο ψυχρές περιοχές. Όμως στο HuBi1 παρατηρούμε ιονισμένο υδρογόνο κοντά στον λ. νάνο και διπλά ιονισμένο ήλιον πιο έξω. Αυτό είναι αποτέλεσμα ενός <παράδοξου> της αστρικής εξέλιξης, του επεισοδίου αναγέννησης (born- again event). Αυτό μπορεί να συμβεί αν ιονισμένο υλικό, κοντά στον λευκό, νάνο κατέρρευσε σε αυτόν, πυροδοτώντας μια εκρηκτική θερμοπυρηνική σύντηξη (flash). Αυτή συνέβη σε έναν φλοιό από ήλιον κάτω από την επιφάνεια του νάνου. Το υλικό της επιφάνειας, κυρίως υδρογόνο, αναμείχτηκε και αυτό και έγινε καύσιμο για αυτό σύντομο επεισόδιο σύντηξης.Να σημειώσουμε ότι η θερμοκρασία του, 38000 βαθμοί, είναι απροσδόκητα χαμηλή για λευκό νάνο. Αυτό το επεισόδιο σύντηξης σημαίνει επλουτισμό της ύλης σε άνθρακα. Το παραπάνω πλανητικό νεφέλωμα, σε απόσταση 19000 έτη φωτός, μελετάται από το 1971. Ενώ δεν έχει μεταβληθεί η θερμοκρασία του νάνου σημαντικά, σήμερα έχει 10,000 φορές λιγότερη λαμπρότητα. Αυτό είναι αποτέλεσμα της σκόνης που δημιουργήθηκε όταν αυτός ο άνθρακας εμπλούτισε το νεφέλωμα. Λόγω της έκρηξης ο άνθρακας κινήθηκε πιο γρήγορα από την διαστολή του νεφελώματος, με αποτέλεσμα να το προλάβει και να μπλοκάρει την ακτινοβολία που το ιονισμένο νεφέλωμα εκπέμπει. Η δομή του νεφελώματος είναι μια λαμπρή εσωτερική περιοχή και μια διάχυτη εξωτερική περιοχή. Η εσωτερική περιοχή δίνει φάσμα που αντιστοιχεί σε κρουστικά μέτωπα, υλικό που κινείται με μεγάλη ταχύτηα προς το πιο εξωτερικό υλικό. Αυτό με συνδυσαμό την χαμηλή ροή ιονισμού από τον σχετικά ψυχρό νάνο έχει ως αποτέλεσμα αυτή την παράξενη δομή. Υπολογίζεται ότι το άστρο που δημιούργησε τον παραπάνω νάνο είχε μάζα στην κυρία ακολουθία 1,1 ηλιακές, που σημαίνει ότι και ο Ήλιος μας μπορεί να βιώσει μια αναγέννηση στα τελεταία στάδια της εξέλιξής του. Να σημειώσουμε ότι γνωρίζουμε μόνο 3 ακόμη πλανητικά νεφελώματα με την ίδια εξέλιξη, αλλά πρόκειται για μια πολύ σύντομη φάση στην εξέλιξη του πλανητικού νεφελώματος, με πολύ μικρές πιθανότητες παρατήρησης.

Για να λέγεται ένα ουράνιο σώμα αστέρι απαιτείται μια ελάχιστη μάζα. Αυτή η μάζα, λόγω της βαρύτητάς της, θα δημιουργήσει τις συνθήκες στον πυρήνα του αστεριού που απαιτούνται για την θερμοπυρηνική σύντηξη (πίεση και θερμοκρασία). Αυτή η ελάχιστη μάζα ορίζεται από τα θεωρητικά μοντέλα στο 7% της μάζας του ηλίου, ή 70-73 φορές την μάζα του Δία. Σε απόσταση 11,8 έτη φωτός βρίσκεται ένα αστέρι κυρίας ακολουθίας, το έψιλον Indi Α. Γύρω του περιφέροντα σε στενές τροχιές οι καφέ νάνοι έψιλον Indi Β και έψιλον Indi C. Ο C έχει μάζα 70 φορές αυτή του Δία, αλλά ο B έχει μάζα 75 -+ την μάζα του Δία. Δηλαδή θα έπρεπε να είναι αστέρι. Να σημειώσουμε ότι στα διπλά και τριπλά αστρικά συστήματα μπορούμε να μετρήσουμε τις μάζες των σωμάτων με μεγάλη ακρίβεια (γνωρίζοντας τις περιόδους τροχιάς και την κλίση των τροχιών τους προς εμάς), και δεν εξαρτόμαστε από αστρικά μοντέλα που περιέχουν αβεαιότητες. Το φάσμα και η μικρή λαμπρότητα, αλλά και η χαμηλή θερμοκρασία του B αποκλείουν να είναι αστέρι. Αυτό σημαίνει ότι τα αστρικά μοντέλα χρειάζονται διόρφωση ως προς το ελάχιστο αστρικής μάζας ή ότι εκτός της μάζας έχουν σημασία και άλλοι παράγοντες για την έναρξη θερμοπυρηνικών συντήξεων σε ένα ουράνιο σώμα. The astrophysical journal

Εδ'ω στην Μυτιλήνη το αναμενόμενο. Ως τις 4΄00 καθαρά, στις 5΄00 άρχισε η βσελήνη να μπαίνει στα σύννεφα και κατά την ολικότητα έκλεισε τελείως ο ουρανός. Είδα μόνο το <νυχάκι> στις 6΄30,πριν την ολικότητα.

Τα διπλά αστέρια γεννιούνται μαζί, από το ίδιο νεφέλωμα (εκτός της σπάνιας περίπτωσης που ένα αστέρι παγιδεύεται βαρυτικά σε μεταγενέστερη φάση από ένα άλλο). Αυτό σημαίνει ότι έχουν ίδια χημική σύσταση, ηλικία και απόσταση. Ενώ υπάρχει μεγάλη ασάφεια (5- 10%) στον καθορισμό της μάζας των μεμονωμένων αστεριών, οι νόμοι του Κέπλερ και του Νεύτονα μας επιτρέπουν τον ακριβή προσδιορισμό της μάζας των διπλών αστεριών. Αρκεί να έχουμε ακριβείς μετρήσεις της περιόδου περιφοράς των αστεριών γύρω από το κοινό κέντρο μάζας, της κλίσης του επιπέδου της τροχιάς τους προς εμάς και της προβαλλόμενης ταχύτητας στην γραμμή θέασής μας. Το τηλεσκόπιο Κέπλερ ανακάλυψε 3000 διπλούς αστέρες στο καλοκαιρινό τρίγωνο. Βρέθηκαν διπλοί αστέρες με χαρακτηρηστικά που δεν είχαμε παρατηρήσει μέχρι τότε, όπως διπλοί με πλανήτες και διπλοί με μεταβλητότητα λαμπρότητας λόγω παλοιροικών φαινομένων. Ένα ιδιαίτερο διπλό αστέρι από την παραπάνω επισκόπηση, το KIC 9163796, αποτελείται από 2 αστέρια με σχεδόν ίδια μάζα, διαφέρουν μόνο κατά 1,5%. Το μεγαλύτερης μάζας αστέρι, με 1,4 ηλιακές μάζες (τύπου F), άρχισε να εξελίσσεται σε ερυθρό γίγαντα. Το μικρότερο αστέρι είναι κατά 600Κ θερμότερο και έχει την μισή διάμετρο από το μεγάλο. Το στοιχείο Λίθιο καταστρέφεται σε θερμοκρασία 2,6 εκατομυρρίων Κ. Έτσι στα αστέρια υπάρχει μόνο στα ψυχρότερα εξωτερικά στρώματα, και εφόσον δεν υπάρχει έντονο ανακάτεμα ύλης με τα εσωτερικά στρώματα. Ανακαλύψαμε ότι το μεγάλο αστέρι έχει 15 φορές λιγότερη ποσότητα λιθίου από το μικρό. Αυτό αποτελεί απόδειξη ότι στο μεγάλο αστέρι η συναγωγή, που κορυφώνεται στην φάση του ερυθρού γίγαντα καταλαμβάνωντας το εξωτερικό 70% του αστεριού, είναι πολύ πιο έντονη από ότι στο (ελάχιστα) μικρότερης μάζας αστέρι. Αυτό το φαινόμενο εκφράζεται και με διαφορές στις αναλογίες των C-12/ C-13, καθώς και στην αναλογία C/N. Το διπλό αστέρι KIC 9163796 μας έδειξε ότι έστω και μια ελάχιστη διαφορά στην μάζα 2 αστεριών σημαίνει τελικά διαφορετικό χρονοδιάγραμμα εξέλιξης.

Σε ευχαριστώ για τα καλά σου λόγια. Αν δεν σε προβληματίζει να διαβάσεις αγγλικά, οι εκδόσεις Cambridge university press και Springer έχουν αρκετές ...εκατοντάδες βιβλία αστρονομίας! Εγώ επιλέγω τα βιβλία που δεν έχουν μαθηματικά, είναι γραμμένα τα τελευταία 2- 3 έτη, και για να μπορέσω να τα τελειώσω, δεν έχουν πάνω από 300 σελίδες. Όμως θα δεις ότι είναι αρκετά ακριβά βιβλία.