Δροσος Γεωργιος

Εκπληξη! Μεγάλες μαύρες τρύπες στα περιθώρια των μικρών γαλαξιών. Οι μεγάλοι γαλαξίες έχουν μεγάλες μαύρες τρύπες. Οι μικροί γαλαξίες, ωστόσο, έχουν και μεγάλες μαύρες τρύπες. Αυτή είναι μια νέα έρευνα που βρέθηκε σε μικροσκοπικούς νάνους γαλαξίες. Η μελέτη αυτών των τεράστιων μαύρων οπών μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να καταλάβουν πώς σχηματίζονται μαύρες τρύπες σε μεγάλους γαλαξίες. Ήταν έκπληξη για τους ερευνητές ότι μερικές από τις μαύρες τρύπες δεν βρίσκονται στο κέντρο των γαλαξιών τους, αλλά μάλλον εμφανίζονται στα περίχωρα. Ο αστρονόμος Amy Reines του Πανεπιστημίου της Μοντάνα μίλησε για τα ευρήματα αυτά στη Διάσκεψη Πρωτοβουλίας Black Hole 2019 στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. "Αντίθετα με τη συμβατική σοφία, οι νάνοι γαλαξίες μπορούν, και τουλάχιστον μερικοί, να έχουν μαζικές μαύρες τρύπες". Αυτές οι μαύρες τρύπες μπορούν να "κρατήσουν ενδείξεις για το σχηματισμό των πρώτων σπόρων μαύρης τρύπας στο πρώιμο σύμπαν". Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο κέντρο σχεδόν όλων των μαζικών γαλαξιών που ζυγίζουν μεταξύ 100.000 και μερικών κατά το μάζα του Ήλιου και περιλαμβάνει τον Γαλαξία. Σε γενικές γραμμές, υπάρχει μια συσχέτιση μεταξύ της μάζας του γαλαξία του ξενιστή και της μάζας της μαύρης τρύπας. "Σε γενικές γραμμές, οι μεγαλύτεροι γαλαξίες έχουν μεγαλύτερες μαύρες τρύπες", δήλωσε ο Reines. Το 2011, ο Reines, τότε πτυχιούχος φοιτητής, ανακάλυψε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στον νάνο γαλαξία Henize 2-10 που βρίσκεται 30 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη αναζητώντας σημάδια "Η ανακάλυψη αυτή σήμανε ένα εντελώς νέο περιβάλλον για μια μαζική μαύρη τρύπα και με ενθάρρυνε να αναζητήσω περισσότερα αντικείμενα όπως αυτό", ανέφερε. Οι Ράινς και οι συνεργάτες της εξέτασαν έπειτα χιλιάδες γαλαξίες νάνων και βρήκαν περίπου 100 μαζικές μαύρες τρύπες. Οι μαύρες τρύπες "είναι πιθανότατα η κορυφή του παγόβουνου", δήλωσε ο Ρήινς. Επειδή είναι δύσκολο να εντοπιστούν και απαιτούν ιδιαίτερες συνθήκες, μπορεί να υπάρχουν και άλλες μαύρες τρύπες που δεν έχουν ανακαλυφθεί. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, οι ερευνητές χρησιμοποιούν την πολύ μεγάλη σειρά ραδιοτηλεσκοπίων στο Νέο Μεξικό και έχουν ήδη εντοπίσει 39 πιθανές μαύρες τρύπες σε 111 νάνους γαλαξίες. Ο κ. Ρεϊνς δήλωσε ότι τουλάχιστον 14 από αυτούς τους υποψηφίους είναι πιθανό να είναι μαύρες τρύπες, είπε ο Ράινς. Άλλοι μπορεί να είναι υπολείμματα σουπερνόβα. Η ιδιαιτερότητα στην ανακάλυψη είναι ότι αυτές οι μαύρες τρύπες φαίνεται να "περιπλανώνται γύρω από τα περίχωρα των γαλαξιών τους", δήλωσε ο Ρέινς. "Αυτό δεν έχει δει ποτέ πριν." Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι οι μαύρες τρύπες έχουν χτυπηθεί από μια συγκέντρωση γαλαξιών ή από τη συγχώνευση δύο μικρότερων μαύρων τρυπών. Η έρευνα "εντοπίζει ένα νέο και μοναδικό πληθυσμό [μαύρων οπών] που μπορεί να χάθηκαν από άλλες τεχνικές επιλογής", λέει ο αστροφυσικός Vivienne Baldassare του Πανεπιστημίου Yale, ο οποίος χρησιμοποιεί άλλες τεχνικές για την αναζήτηση μαύρων οπών στους νάνους γαλαξίες. οι μαύρες τρύπες σε μικρότερους γαλαξίες θα τους βοηθήσουν να καταλάβουν πώς οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σε μεγάλους γαλαξίες αυξήθηκαν στο μέγεθος τους με την πάροδο του χρόνου. Μια εξήγηση θα μπορούσε να είναι ότι όταν οι γαλαξίες των ξενιστών συγχωνευθούν, οι μάζες των μαύρων οπών προστίθενται μαζί. Ένας άλλος είναι ότι ήταν υπερμεταβλητές για να ξεκινήσω. Οι νάνοι γαλαξίες είναι γενικά αρκετά μικροί και δεν έχουν περάσει από πολλές συγχωνεύσεις και έτσι μπορεί να περιέχουν κειμήλια αρχαίων τεράστιων μαύρων τρυπών. Παρατηρώντας πόσο μεγάλα μπορούν να πάρουν οι μαύρες τρύπες μπορούν να επιτρέψουν στους επιστήμονες να βρουν συνδέσεις ανάμεσα στις υπερμεγέθεις τρύπες του σύμπαντος και στους αρχαίους ομολόγους τους. https://asgardia.space/en/news/Surprise-Big-Black-Holes-on-the-Fringes-of-Small-Galaxies

Στολισμένη σκοτεινή πηγή της αέναης δημιουργίας ; «Παουέχι» (Pōwehi:), που στα χαβανέζικα σημαίνει «στολισμένη σκοτεινή πηγή της αέναης δημιουργίας» (ή «στολισμένη απύθμενη σκοτεινή δημιουργία»), είναι το όνομα που προτείνει ο καθηγητής γλωσσολογίας του Πανεπιστημίου της Χαβάης Λάρι Κιμούρα για την πρώτη μαύρη τρύπα που φωτογραφήθηκε από το Event Horizon Telescope (ΕΗΤ), όπως ανακοινώθηκε στις 10 Απριλίου. Μερικοί από τους αστρονόμους που συμμετείχαν στη φωτογράφηση, συμφώνησαν με την προτεινόμενη ονομασία, αλλά τον τελικό λόγο θα έχει η Διεθνής Αστρονομική Ένωση (IAU), που βαφτίζει τα ουράνια σώματα και άλλα διαστημικά φαινόμενα. Η πρόταση για χαβανέζικο όνομα έγινε με το σκεπτικό ότι δύο από τα συνολικά οκτώ διασυνδεμένα τηλεσκόπια του ΕΗΤ, τα James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) και Submillimeter Array (SMA), βρίσκονται στη Χαβάη, στο όρος Μαουνακέα. Δεν είναι σαφές κατά πόσο οι περισσότεροι από 200 επιστήμονες του ΕΗΤ συμφωνούν με τη χαβανέζικη ονομασία, η οποία παραπέμπει στην αρχαία μυθολογική παράδοση για τη δημιουργία του (χαβανέζικου) σύμπαντος. Η συγκεκριμένη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο γαλαξία Messier 87 και φωτογραφήθηκε, ονομάζεται μέχρι σήμερα Μ87* (το όνομα του γαλαξία της), ενώ έχει και άλλες… «βαρετές» ονομασίες, όπως NGC 4486, UGC 7654, Arp 152 και 3C 274, ανάλογα με τον κατάλογο που ανήκει και που μόνο οι αστρονόμοι καταλαβαίνουν. Ο ίδιος γαλαξίας -και η ίδια μαύρη τρύπα του – μπορεί να έχει πολλά διαφορετικά ονόματα. Η Διεθνής αστρονομική Ένωση, που ιδρύθηκε το 1919, ακολουθεί αυστηρούς κανόνες για την ονοματοδοσία γαλαξιών, άστρων, πλανητών, δορυφόρων και αστεροειδών, αλλά δεν υπάρχουν ανάλογα πρωτόκολλα για τις μαύρες τρύπες μέχρι σήμερα, εν μέρει επειδή ποτέ έως τώρα δεν είχε γίνει άμεση παρατήρηση τους. Συχνά πέρα από τις αλφαριθμητικές ονομασίες, ένα αντικείμενο του διαστήματος διαθέτει κι ένα πιο εύηχο και «πιασάρικο» εγκεκριμένο όνομα. Για παράδειγμα, ο γαλαξίας Μ104 λέγεται και «Γαλαξίας Σομπρέρο», επειδή θυμίζει το ομώνυμο καπέλο, ενώ το νεφέλωμα Barnard 3 ονομάζεται και «Αλογοκεφαλή», επειδή μοιάζει με κεφάλι αλόγου. Οπότε το ερώτημα είναι κατά πόσο άλλοι επιστήμονες θα συναινέσουν να χρησιμοποιούν το προτεινόμενο χαβανέζικο όνομα για τη μαύρη τρύπα Μ87 και επίσης αν η Διεθνής Αστρονομική Ένωση θα συμφωνήσει. https://physicsgg.me/2019/04/13/%cf%83%cf%84%ce%bf%ce%bb%ce%b9%cf%83%ce%bc%ce%ad%ce%bd%ce%b7-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%80%ce%b7%ce%b3%ce%ae-%cf%84%ce%b7%cf%82-%ce%b1%ce%ad%ce%bd%ce%b1%ce%b7%cf%82-%ce%b4/

H 29χρονη επιστήμονας πίσω από τη φωτογραφία της μαύρης τρύπας. Διεθνή αναγνώριση μέσα σε λίγες ώρες απέκτησε η 29χρόνη προγαμματίστρια, Κέιτι Μπούμαν, για τη συμμετοχή της στην ανάπτυξη του αλγορίθμου που «συνέθεσε» τη πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας. Η Μπούμαν, η οποία ξεκίνησε να γράφει τον αλγόριθμο πριν από τρία χρόνια, ενώ ακόμα φοιτούσε στο MIT, ηγήθηκε του τμήματος που είχε αναλάβει την ανάπτυξη του προγράμματος για τη «σύνθεση» της φωτογραφίας εφικτή. Η φωτογραφία, που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη, δείχνει ένα «στεφάνι» από σκόνη και αέρια, 500 εκατομμύρια τρισεκατομμύρια μακριά από τη Γη. Για την Μπούμαν, η φωτογραφία ήταν η πραγμάτωση μίας προσπάθειας που μέχρι τώρα θεωρείτο αδύνατη.O αλγόριθμος που δημιούργησε η 29χρονη χρειάστηκε 5 petabytes δεδομένων, δηλαδή περίπου 5,2 εκατομμύρια gigabytes! Ξεκίνησε να δημιουργεί τον αλγόριθμο πριν τρία χρόνια, όταν ήταν μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT). Εκεί ήταν επικεφαλής του εγχειρήματος, βοηθούμενη από μια ομάδα που αποτελούνταν από επιστήμονες του Εργαστηρίου Πληροφορικής και Τεχνητής Νοημοσύνης του MIΤ, του Χάρβαρντ – Σμισθόνιαν Κέντρου για την Αστροφυσική και του αστρονομικού Παρατηρητηρίου Haystack του MIT. Η εικόνα, την οποία κατέγραψε το μεγάλο Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (Event Horizon Telescope-EHT), μεταδόθηκε μέσα από τον αλγόριθμο της Μπούμαν. Με εμφανή ενθουσιασμό η 29χρόνη φωτογραφήθηκε τη στιγμή που «φόρτωνε» τη φωτογραφία στον υπολογιστή της. «Βλέπω τον υπολογιστή μου με δέος, καθώς η πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας που δημιούργησα είναι στη διαδικασία της επανακατασκευής», έγραψε στην ανάρτηση της η Μπούμαν. Katie Bouman 19 ώρες πριν Watching in disbelief as the first image I ever made of a black hole was in the process of being reconstructed. Η ίδια η Μπούμαν, πλέον επίκουρη καθηγήτρια πληροφορικής και μαθηματικών στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας, επιμένει πως όλη η ομάδα που την βοήθησε αξίζει παρόμοιο έπαινο Στην ομάδα συμμετείχαν πάνω από 200 επιστήμονες, τα τηλεσκόπια που χρησιμοποιήθηκαν για την καταγραφή της εικόνας βρίσκονταν σε διαφορετικά σημεία του πλανήτη, όπως η Ανταρκτική και η Χιλή. «Κανένας από εμάς δε θα μπορούσε να το κάνει αυτό μόνος του», είπε στο CNN. «Έγινε πραγματικότητα επειδή συνεργάστηκαν πολλοί άνθρωποι από πολλά διαφορετικά επιστημονικά υπόβαθρα» Προφανώς ως απάντηση στα διαδοχικά δημοσιεύματα που την αποθεώνουν λίγες ώρες αργότερα έγραψε στον λογαριασμό της στο Facebook. «Κανένας αλγόριθμος και κανένας άνθρωπος δεν έφτιαξε αυτή την εικόνα. Χρειάστηκε το εκπληκτικό ταλέντο μιας ομάδας επιστημόνων από όλον τον πλανήτη και πολλά χρόνια σκληρής δουλειάς προκειμένου να εξελιχθούν τα όργανα, να υπάρξει επεξεργασία των δεδομένων, να προοδεύσουν οι μέθοδοι οπτικοίησης και οι τεχνικές ανάλυσης, όλα αυτά που ήταν απαραίτητα για να καταφέρουμε αυτό το φαινομενικά αδύνατο βήμα. Ήταν μεγάλη μου τιμή και αισθάνομαι τόσο τυχερή που μου δόθηκε η ευκαιρία να δουλέψω μαζί σας», γράφει η Μπούμαν. Την ίδια και το επίτευγμά της χαιρέτισαν επίσης το ΜΙΤ και το Smithsonian στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης- ωστόσο η ίδια, επίκουρη καθηγήτρια computing και μαθηματικών επιστημών στο California Institute of Technology, επέμεινε πως συγχαρητήρια αξίζει εξίσου και η ομάδα που τη βοήθησε, καθώς στην προσπάθεια συμμετείχαν πάνω από 200 επιστήμονες, σε τηλεσκόπια από την Ανταρκτική ως τη Χιλή. «Κανείς από εμάς δεν θα μπορούσε να το κάνει μόνος του» είπε στο CNN. «Υλοποιήθηκε χάρη σε πολλούς διαφορετικούς ανθρώπους, με πολλά διαφορετικά υπόβαθρα». Αυτό που έκαναν η Μπούμαν και οι συνεργάτες της ήταν να αναπτύξουν μια σειρά αλγορίθμων οι οποίο μετέτρεψαν τα τηλεσκοπικά δεδομένα στην ιστορική φωτογραφία. Κανένα τηλεσκόπιο στον κόσμο δεν είναι αρκετά ισχυρό για να πιάσει την εικόνα της μαύρης τρύπας, οπότε ένα δίκτυο οκτώ τηλεσκοπίων στήθηκε για αυτό, μέσω ιντερφερομετρίας. Τα δεδομένα που συνελέγησαν αποθηκεύτηκαν σε εκατοντάδες σκληρούς δίσκους, που μεταφέρθηκαν σε κέντρα επεξεργασίας στη Βοστώνη των ΗΠΑ και τη Βόννη της Γερμανίας. Η μέθοδος της Μπούμαν για την επεξεργασία των δεδομένων ήταν κεφαλαιώδους σημασίας για τη δημιουργία της εικόνας. Η ίδια ηγήθηκε μιας διαδικασίας δοκιμών, κατά την οποία πολλαπλοί αλγόριθμοι με «διαφορετικές υποθέσεις ενσωματωμένες σε αυτούς» επιχείρησαν να ανακτήσουν μια εικόνα από τα δεδομένα. Εν τέλει, τα αποτελέσματα των αλγορίθμων αναλύθηκαν από τέσσερις διαφορετικές ομάδες για σκοπούς επαλήθευσης. «Είμαστε ένα χωνευτήρι αστρονόμων, φυσικών, μαθηματικών και μηχανικών, και αυτό χρειάστηκε για να επιτύχουμε κάτι που κάποτε θεωρούσαν αδύνατον» είπε η ίδια.Ο αλγόριθμος της Μπούμαν και άλλοι χρησιμοποιήθηκαν για την απομάκρυνση του «θορύβου» από τα δεδομένα ώστε να προκύψει η εικόνα. Τα τελευταία χρόνια η Μπούμαν διηύθυνε τη διαδικασία επικύρωσης εικόνων και την επιλογή των παραμέτρων imaging. «Αναπτύξαμε τρόπους να δημιουργούμε συνθετικά δεδομένα και χρησιμοποιήσαμε διαφορετικούς αλγορίθμους, δοκιμάζοντας στα τυφλά για να δούμε αν μπορούσαμε να ανακτήσουμε μια εικόνα» είπε στο CNN. «Δεν θέλαμε απλά να αναπτύξουμε έναν αλγόριθμο. Θέλαμε να αναπτύξουμε πολλούς διαφορετικούς, με διαφορετικές υποθέσεις ενσωματωμένες σε αυτούς.. Αν όλοι ανακτούν την ίδια γενική δομή, αυτό αυξάνει την αυτοπεποίθησή σου» https://physicsgg.me/2019/04/13/%cf%83%cf%84%ce%bf%ce%bb%ce%b9%cf%83%ce%bc%ce%ad%ce%bd%ce%b7-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%80%ce%b7%ce%b3%ce%ae-%cf%84%ce%b7%cf%82-%ce%b1%ce%ad%ce%bd%ce%b1%ce%b7%cf%82-%ce%b4/

Δημήτρης Ψάλτης: επιβεβαιώθηκε ξανά η θεωρία του Αϊνστάιν. Ένας Έλληνας επιστήμονας της διασποράς, ο Δημήτρης Ψάλτης, καθηγητής Αστρονομίας και Φυσικής του Πανεπιστημίου της Αριζόνας, διαδραμάτισε κομβικό ρόλο στο νέο μεγάλο Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (Event Horizon Telescope-EHT), που πήρε την πρώτη εικόνα από μια μαύρη τρύπα. Η τερατώδης μαύρη τρύπα, στον γαλαξία Μessier 87, έχει διάμετρο περίπου 40 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων (τρία εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη Γη) και βρίσκεται σε απόσταση 500 εκατομμυρίων τρισεκατομμυρίων χιλιομέτρων. Ο Δ. Ψάλτης και οι συνεργάτες του ανέλαβαν -για πρώτη φορά σε τέτοια αστροφυσική κλίμακα- να εξετάσουν κατά πόσο η εικόνα της μαύρης τρύπας επαληθεύει τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Γι’ αυτό το σκοπό αυτό ανέπτυξαν τα σχετικά «τεστ» και κατέληξαν στη σημαντική διαπίστωση ότι ο Αϊνστάιν για μια ακόμη φορά δικαιώθηκε, καθώς η εικόνα της μαύρης τρύπας τελικά ταιριάζει πολύ καλά στις προσομοιώσεις που είχαν προηγηθεί με βάση τη θεωρία. Αμέσως μετά τη σημερινή ανακοίνωση, ο ελληνικής καταγωγής αστροφυσικός, σύμφωνα με το Αθηναϊκό Πρακτορείο Ειδήσεων, δήλωσε: «Το Τηλεσκόπιο ΕΗΤ για πρώτη φορά μας επέτρεψε να ελέγξουμε τις προβλέψεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν γύρω από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα γαλαξιών. Το μέγεθος και η σκιά (σ.σ. της μαύρης τρύπας του γαλαξία Μ87 που φωτογραφήθηκε) επιβεβαιώνει τις ακριβείς προβλέψεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν, αυξάνοντας έτσι την εμπιστοσύνη μας σε αυτή τη θεωρία που έχει κλείσει ένα αιώνα. Η απεικόνιση μιας μαύρης τρύπας είναι μόνο η αρχή της προσπάθειας μας να αναπτύξουμε νέα εργαλεία που θα μας επιτρέψουν να ερμηνεύσουμε τα άκρως πολύπλοκα δεδομένα της φύσης». Ο Δημήτρης Ψάλτης γεννήθηκε στις Σέρρες το 1970 και πήρε το πτυχίο Φυσικής από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης το 1992. Έκανε το διδακτορικό του στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις (1997) και υπήρξε μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Κέντρο Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, στο Πανεπιστήμιο ΜΙΤ και στο Ινστιτούτο Προωθημένων Μελετών του Πανεπιστημίου Πρίνστον, ενώ -μεταξύ άλλων διακρίσεων- έχει βραβευθεί από το Ίδρυμα Μποδοσάκη (2005). Από το 2003 διδάσκει στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, όπου σήμερα είναι καθηγητής Αστρονομίας και Φυσικής. Οι έρευνές του εστιάζονται στον έλεγχο της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν σε κοσμική κλίμακα, μελετώντας κυρίως τις μαύρες τρύπες και τους αστέρες νετρονίων. Ο κ. Ψάλτης ασχολείται με το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων από τα πρώτα στάδιά του. Με την ερευνητική ομάδα του στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνας ανέπτυξε τα τεστ της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, που το τηλεσκόπιο ΕΗΤ πραγματοποιεί. Επίσης έχει αναπτύξει αλγόριθμους προσομοίωσης σε υπολογιστές, που προέβλεψαν εκ των προτέρων πώς θα μοιάζουν οι πρώτες εικόνες από τις μαύρες τρύπες. Εκτός από το ΕΗΤ, είναι μέλος στις επιστημονικές ομάδες των αποστολών LOFT του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και NICER της NASA, καθώς του επιστημονικού συμβουλευτικού συμβουλίου του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ στη Βόννη. https://physicsgg.me/2019/04/10/%ce%b4%ce%b7%ce%bc%ce%ae%cf%84%cf%81%ce%b7%cf%82-%cf%88%ce%ac%ce%bb%cf%84%ce%b7%cf%82-%ce%b5%cf%80%ce%b9%ce%b2%ce%b5%ce%b2%ce%b1%ce%b9%cf%8e%ce%b8%ce%b7%ce%ba%ce%b5-%ce%be%ce%b1%ce%bd%ce%ac-%ce%b7/

Αυτή είναι η πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας. Για πρώτη φορά στην ιστορία της αστρονομίας έχουμε τη δυνατότητα να δούμε την πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας ή μάλλον το τι υπάρχει γύρω από μια μαύρη τρύπα, αφού οι μαύρες τρύπες είναι στην πραγματικότητα αόρατες, καθώς απορροφούν οτιδήποτε εντός τους, ακόμη και το φως. Πρόκειται για την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στον γαλαξία που ονομάζεται Messier 87 ή Α της Παρθένου, έχει μάζα 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την μάζα του Ήλιου(!) και διάμετρο 40 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα (τρία εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη Γη). O γαλαξίας Μ87 απέχει 52 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Τις εικόνες παρουσίασε η συνεργασία Event Horizon Telescope που αποτελείται από ένα δίκτυο τηλεσκοπίων σε διάφορα μέρη του κόσμου. Η διασύνδεση των τηλεσκοπίων ισοδυναμεί με ένα τεράστιο εικονικό τηλεσκόπιο με μέγεθος σχεδόν όσο η Γη. Με αυτό τον τρόπο, δημιουργείται αρκετή δυνατότητα μεγέθυνσης, ώστε να απεικονισθεί η περιοχή γύρω από μια μαύρη τρύπα, ιδίως του λεγόμενου «ορίζοντα γεγονότων», δηλαδή της «περιμέτρου» πέρα από την οποία τίποτε δεν μπορεί να δραπετεύσει, ούτε το φως (γι’ αυτό, άλλωστε, μια μαύρη τρύπα λέγεται…μαύρη). Αυτό που ανιχνεύει το υπερ-τηλεσκόπιο Event Horizon είναι η ακτινοβολία που εκπέμπει η μαύρη τρύπα, καθώς οι διεργασίες που εξελίσσονται εντός της προϋποθέτουν θερμοκρασίες που μετρώνται σε δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Τα επιμέρους τηλεσκόπια συγκεντρώνουν δεδομένα από την παρατήρηση, τα οποία κατόπιν τροφοδοτούνται σε πανίσχυρους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Η Τεχνητή Νοημοσύνη αναλαμβάνει να επεξεργαστεί τάχιστα ωκεανούς πληροφοριών και να συνθέσει εικόνες. Αυτές είναι και οι «φωτογραφίες» από την μαύρη τρύπα Μ87* που αποκαλύπτονται σήμερα. https://physicsgg.me/2019/04/10/%ce%b1%cf%85%cf%84%ce%ae-%ce%b5%ce%af%ce%bd%ce%b1%ce%b9-%ce%b7-%cf%80%cf%81%cf%8e%cf%84%ce%b7-%cf%86%cf%89%cf%84%ce%bf%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%af%ce%b1-%ce%bc%ce%b9%ce%b1%cf%82-%ce%bc%ce%b1%cf%8d/

Νέα μαύρη τρύπα ανακαλυφθηκε στο κέντρο του γαλαξία μας. Υπάρχει μια μαύρη τρύπα κοντά στο κέντρο του γαλαξία μας. Μια ομάδα ιαπωνικών αστρονόμων χρησιμοποίησε το τηλεσκόπιο ALMA στη Χιλή για να καταγράψει λεπτομέρειες μιας άγνωστης δομής κοντά στο κέντρο του Γαλαξία και διαπίστωσε ότι είναι μια μαύρη τρύπα ενδιάμεσης μάζας. Η μαύρη τρύπα που βρέθηκε πρόσφατα μπορεί να είναι μία από τις περισσότερες από 100 εκατομμύρια μαύρες τρύπες στον γαλαξία μας. Δεν είναι τόσο μαζική όσο η υπερμεγέθη μαύρη τρύπα τεσσάρων εκατομμυρίων ηλιακών μαζών που βρίσκεται ακριβώς στο κέντρο του γαλαξία μας, αλλά εξακολουθεί να είναι ισχυρή, με μάζα 30.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ήλιου. Οι αστρονόμοι γενικά διαιρούν τις μαύρες τρύπες σε δύο κατηγορίες - μικρές, περίπου πενταπλάσιες από τη μάζα του ήλιου, ή υπερμεγέθους, εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, έχουν βρει ενδείξεις μαύρων οπών ενδιάμεσης μάζας, 100-100.000 μάζα του ήλιου. Ωστόσο, μέχρι τώρα, δεν είχαν κατορθώσει να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη μιας τέτοιας μαύρης τρύπας. Επειδή οι μαύρες τρύπες έχουν μια τόσο ισχυρή βαρυτική δύναμη που παγιδεύουν όλα όσα περνούν από αυτά, συμπεριλαμβανομένου του φωτός, οι αστρονόμοι έπρεπε να συμπεράνουν την ύπαρξή τους και να υπολογίσουν τη μάζα τους από την βαρυτική έλξη που εκτίθενται από άλλα αντικείμενα. Σε αυτή την περίπτωση, η μαύρη τρύπα ανιχνεύθηκε λόγω των επιδράσεών της σε ένα διαστρικό καυσαέριο, HCN-0.009-0.044. Βλεποντας ότι το σύννεφο κινείται περίεργα κοντά στο κέντρο του Γαλαξία, οι αστρονόμοι του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας χρησιμοποίησαν το ALMA για τη διεξαγωγή παρατηρήσεων υψηλής ανάλυσης, διαπιστώνοντας ότι το σύννεφο στροβιλίζεται γύρω από ένα αόρατο μαζικό αντικείμενο. "Οι λεπτομερείς κινηματικές αναλύσεις αποκάλυψαν ότι μια τεράστια μάζα, 30.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ήλιου, συγκεντρώθηκε σε μια περιοχή πολύ μικρότερη από το ηλιακό μας σύστημα", δήλωσε ο κύριος συντάκτης της μελέτης Shunya Takekawa. "Αυτό και η έλλειψη οποιουδήποτε παρατηρούμενου αντικειμένου σε αυτή τη θέση υποδηλώνει έντονα μια μαύρη τρύπα ενδιάμεσης μάζας. Αναλύοντας άλλα ανώμαλα σύννεφα, ελπίζουμε να εκθέσουμε άλλες ήσυχες μαύρες τρύπες. " Τα ευρήματα των ερευνητών δείχνουν ότι παρόμοιες μαύρες τρύπες μπορεί να υπάρχουν, αλλά μέχρι να τις δούμε να επηρεάζουν ένα κοντινό αντικείμενο, ίσως να μην γνωρίζουμε ποτέ ότι υπάρχουν. Οι ερευνητές γνωρίζουν ήδη τις τοποθεσίες πολλών υπερμεγέθων μαύρων οπών, οι οποίες τείνουν να βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών. Σε αυτή τη μελέτη, οι αστρονόμοι βασίστηκαν στη θεωρία που δηλώνει ότι οι μαύρες οπές ενδιάμεσης μάζας θα συγχωνευτούν μεταξύ τους και θα μεγαλώσουν σε μέγεθος, συλλαμβάνοντας τα γύρω αντικείμενα μέχρι να φτάσουν στο μέγεθος μιας υπερμεγέθης μαύρης τρύπας. Η ανακάλυψή τους υποστηρίζει αυτή τη θεωρία. "Είναι σημαντικό ότι αυτή η ενδιάμεση μαζική μαύρη τρύπα βρέθηκε μόλις 20 έτη φωτός από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο γαλαξιακό κέντρο", δήλωσε ο Tomoharu Oka, συν-συγγραφέας της μελέτης. "Στο μέλλον, θα πέσει στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. όπως και το φυσικό αέριο. Αυτό υποστηρίζει το μοντέλο συγχώνευσης της ανάπτυξης των μαύρων τρυπών. "Τα νέα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο τεύχος του περιοδικού The Astrophysical Journal Letters, που δημοσιεύτηκε στις 20 Ιανουαρίου 2019 στο επιστημονικό περιοδικό. https://asgardia.space/en/news/New-Black-Hole-Discovered-at-the-Center-of-Our-Galaxy

Μια σπάνια ομιλία του Βασίλη Ξανθόπουλου για τις μελανές οπές. O Bασίλης Ξανθόπουλος γεννήθηκε στη Δράμα το 1951 και τελείωσε το Λύκειο το 1969. Πτυχιούχος μαθηματικός του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης το 1973 έκανε μεταπτυχιακές σπουδές στο Chicago όπου πήρε πτυχία Masters (1976), PH.D. (1978) στη Φυσική. Εκεί υπήρξε μαθητής του μεγάλου Σουμπραμανιάν Τσαντρασεκάρ (βραβείο Nobel Φυσικής 1983), γνωστού από το ομώνυμο Όριο Chandrasekhar. Δίδαξε στα πανεπιστήμια Montana S.U., Syracuse, Harvard, Chicago και στο ινστιτούτο Max Plank. Διετέλεσε επιμελητής Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (1980-82). Από το 1983 και μέχρι τον θάνατό του ο Βασίλης Ξανθόπουλος ήταν καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης, όπου διετέλεσε και πρόεδρος τμήματος (1987-90) σε ηλικία μόλις 35 ετών. Συνεισέφερε στη μελέτη των συγκρουόμενων επίπεδων βαρυτικών κυμάτων. Μαζί με τον Τσαντρασεκάρ ανακάλυψαν μία ακριβή λύση για τη σύγκρουση αυτή, κατά την οποία τα βαρυτικά κύματα αλληλεπιδρούν μη γραμμικά και δημιουργούν στη ζώνη αλληλεπιδράσεως μια καμπυλωμένη περιοχή του χωρόχρονου που είναι τοπικώς ισομετρική προς το Κενό Kerr. Η λύση αυτή ονομάζεται σήμερα «λύση Chandrasekhar-Ξανθόπουλου για συγκρουόμενο επιπεδο κύμα». Επίσης, ασχολήθηκε με θέματα Μαθηματικής Φυσικής, ιδίως σχετιζόμενα με την επίλυση μη γραμμικών διαφορικών εξισώσεων που βέβαια χρειάζονται πολύ στη Γενική Σχετικότητα. Το συγγραφικό του έργο περιλαμβάνει πάνω από 60 πρωτότυπες εργασίες, πάνω από 200 κριτικές εργασιών άλλων επιστημόνων και το μικρό εκλαϊκευτικό βιβλίο «Περί αστέρων και Συμπάντων» (Πανεπ.Εκδόσεις Κρήτης, 1η έκδ.1986). Δολοφονήθηκε στις 27/11/1990 ενω δίδασκε τη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών για την εκτέλεση πολύπλοκων αλγεβρικών υπολογισμών, σε αίθουσα τερματικών του κεντρικού Η/Υ του Πανεπιστημίου Κρήτης. Στην ίδια επίθεση δολοφονήθηκε επισης και ο μαθηματικός καθηγητής του Πανεπιστημίου Κρήτης Στέφανος Πνευματικός, ενώ τραυματίσθηκε σοβαρά στο χέρι ο καθηγητής του ΑΠΘ Σωτήριος Περσίδης. Στο βίντεο που ακολουθεί μπορούμε να παρακολουθήσουμε μια καταπληκτική ομιλία του Βασίλη Ξανθόπουλου για τις μελανές οπές στο ΑΠΘ: https://physicsgg.me/2019/01/27/%ce%bc%ce%b9%ce%b1-%cf%83%cf%80%ce%ac%ce%bd%ce%b9%ce%b1-%ce%bf%ce%bc%ce%b9%ce%bb%ce%af%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%b2%ce%b1%cf%83%ce%af%ce%bb%ce%b7-%ce%be%ce%b1%ce%bd%ce%b8%cf%8c%cf%80%ce%bf%cf%85/

NASA: Μαύρη τρύπα ρουφάει άστρο. Ένα εκπληκτικό φαινόμενο απαθανάτισε η NASA δίνοντας στη δημοσιότητα ένα εκπληκτικό βίντεο . Ένα άστρο που είχε την ατυχία να πλησιάσει το λημέρι μιας μαύρης τρύπας τεντώνεται σαν μακαρόνι καθώς καταβροχθίζεται από κοσμικό τέρας. Το μακάβριο φαινόμενο καταγράφηκε σε έναν γαλαξία που απέχει 290 εκατομμύρια έτη φωτός και είναι το πλησιέστερο συμβάν «παλιρροϊκής διατάραξης» που έχει καταγραφεί εδώ και μια δεκαετία, αναφέρει διεθνής ερευνητική ομάδα στην επιθεώρηση «Nature». Όταν ένα άστρο ή άλλο μεγάλο αντικείμενο πλησιάσει μια μαύρη τρύπα, η πλευρά που κοιτάει προς την τρύπα δέχεται μεγαλύτερη βαρυτική έλξη από ότι η πίσω πλευρά. Η ανισορροπία αυτή δημιουργεί ισχυρές παλιρροϊκές δυνάμεις που παραμορφώνουν το άστρο σε μακρόστενο σχήμα και τελικά το διαλύουν. Η παλιρροϊκή διατάραξη, γνωστή και ως «σπαγγετοποίηση», έχει παρατηρηθεί ελάχιστες φορές μέχρι σήμερα. Οι τελευταίες παρατηρήσεις «είναι μια από τις καλύτερες ευκαιρίες που είχαμε ως τώρα για να κατανοήσουμε όταν μια μαύρη τρύπα διαλύει ένα άστρο» λέει ο Τζον Μίλερ του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης. Το υλικό που διαρρέει από το άστρο πλησιάζει τη μαύρη τρύπα και κινείται σπειροειδώς γύρω της, σχηματίζοντας ένα δίσκο υλικού που ονομάζεται δίσκος συσσώρευσης. Καθώς περιστρέφεται, το υλικό αυτό θερμαίνεται λόγω τριβής, φτάνει σε ακραίες θερμοκρασίες και εκπέμπει ακτίνες Χ. Η ακτινοβολία αυτή καταγράφηκε με μια πληθώρα επίγειων και διαστημικών τηλεσκοπίων στην τελευταία μελέτη. Οι μετρήσεις, που πραγματοποιήθηκαν σε πολλά μήκη κύματος, δείχνουν ότι η μαύρη τρύπα τραβά προς το μέρος της τεράστιες ποσότητες αστρικού φαγητού, δεν μπορεί όμως να το φάει όλο μονομιάς. Η θερμότητα που αναπτύσσεται στον δίσκο συσσώρευσης σπρώχνει σημαντικές ποσότητες αερίου προς τα έξω, ένα είδος ανέμου που πνέει από την περιοχή της μαύρης τρύπας προς τα έξω. Ο άνεμος, όμως, φαίνεται ότι δεν φυσά με αρκετά μεγάλη ταχύτητα για να δραπετεύσει από τη θανάσιμη έλξη της μελανής οπής -η καλύτερη εξήγηση για τις παρατηρήσεις είναι ότι ο άνεμος ακολουθεί μια ελικοειδή πορεία και ξαναπέφτει προς τα μέσα. Όπως φαίνεται, το κοσμικό τέρας, που έχει μάζα μερικές εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου, δεν θα αφήσει ούτε ψίχουλο από το δείπνο της, έστω κι αν χρειαστεί μερικά ακόμα χρόνια. Animation του Κέντρου Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA εξηγεί το φαινόμενο. https://www.pronews.gr/epistimes/diastima/714149_nasa-mayri-trypa-royfaei-astro-deite-ekpliktiko-vinteo

Η κοιμώμενη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας αναφλέγεται. Τα ολοκαίνουργια μάτια ακτίνων Χ της NASA στον ουρανό, το πυρηνικό Φασματοσκοπικό Array Telescope (NuStar), έχει συλλαβει τις πρώτες εικόνες από την γιγαντιαία μαύρη τρύπα που βρίσκεται σταθμευμένη στο κέντρο του γαλαξία μας. Οι παρατηρήσεις δείχνουν τη συνήθως ήπια μαύρη τρύπα στη μέση μιας αναφλεξης. «Έιχαμε την τύχη να γίνουμε παρατηρητές ενός ξεσπάσματος της μαύρης τρύπας κατά τη διάρκεια της παρατήρησης μας," δήλωσε ο Fiona Harrison, κύριος ερευνητής της αποστολής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech), στην Πασαντένα. "Αυτά τα στοιχεία θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα τον ευγενικό γίγαντα στην καρδιά του γαλαξία μας .ο οποιος μερικές φορές φουντώνει για λίγες ώρες και στη συνέχεια επιστρέφει στο λήθαργο." Το τηλεσκόπιο NuStar, ξεκίνησε στις 13 Ιουνίου και είναι το μόνο (τηλεσκόπιο) ικανό να παράγει εστιασμένες εικόνες από υψηλότατης ενέργειας ακτίνες-Χ. Για δύο ημέρες, τον Ιούλιο, το τηλεσκόπιο συνεργάστηκε με άλλα παρατηρητήρια στην παρατηρηση του Sagittarius A*-Τοξότης Α * ( συντομογραφία Sgr Α *), ονομα που οι αστρονόμοι έχουν δώσει σε μια συμπαγή ραδιοφωνική πηγή στο κέντρο του Γαλαξία μας. Οι παρατηρήσεις δείχνουν μια τεράστια μαύρη τρύπα να βρίσκεται σε αυτή τη θέση. Συμμετοχή στην παρατηρηση εχουν το τηλεσκοπιο Chandra της NASA X-ray Observatory, το οποίο βλέπει με φως χαμηλής ενέργειας ακτίνων Χ καθως και το WM Παρατηρητήριο Keck πάνω στο Mauna Kea στη Χαβάη, το οποίο έλαβε υπέρυθρες εικόνες. Σε σύγκριση με αλλες γιγάντιες μαύρες τρύπες στα κέντρα των άλλων γαλαξιών, η Sgr Α * είναι σχετικά ήσυχη. Οι Ενεργές μαύρες τρύπες τείνουν να καταβροχθίζουν τα αστέρια και άλλα καύσιμα γύρω τους.Η Sgr Α * φαίνεται να << ροκανίζει>> ή να μην <<τρώει>> καθόλου, μια διαδικασία που δεν είναι πλήρως κατανοητή. Όταν οι μαύρες τρύπες καταναλώνουν καύσιμα - ένα αστέρι, ένα σύννεφο αερίου ή, όπως οι πρόσφατες παρατηρήσεις του Chandra έχουν δείξει, ακόμη και έναν αστεροειδή - ξεσπούν με επιπλέον ενέργεια. Στην περίπτωση του NuStar, το τηλεσκόπιο του έχει πάρει ακτίνες Χ που εκπέμπονται από κατανάλωση ύλης που θερμαίνεται σε περίπου 180 εκατομμύρια βαθμούς Fahrenheit (100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου) και προέρχονται από περιοχές όπου τα σωματίδια ωθήθηκαν πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Οι αστρονόμοι λένε αυτά τα δεδομένα απο το NuStar, σε συνδυασμό με τις ταυτόχρονες παρατηρήσεις που λαμβάνονται σε άλλα μήκη κύματος, θα τους βοηθήσουν να κατανοήσουν καλύτερα τη φυσική του πώς οι μαύρες τρύπες <<τσιμπολογούν>> και μεγαλώνουν σε μέγεθος. "Οι αστρονόμοι πιθανολογουν από καιρό ότι το <<τσιμπολόγημα>> της μαύρης τρύπας θα πρέπει να παράγει άφθονες σκληρές ακτίνες Χ, αλλά το NuStar είναι το πρώτο τηλεσκόπιο με αρκετή ευαισθησία για να τις ανιχνεύσει στην πραγματικότητα», δήλωσε το μέλος της ομάδας NuStar Chuck Hailey του Πανεπιστημίου Κολούμπια στη Νέα Υόρκη. http://www.pronews.gr/epistimes/diastima/708960_i-koimomeni-mayri-trypa-sto-kentro-toy-galaxia-mas-anaflegetai

Πόσοι πλανήτες «ζουν» σε μια μαύρη τρύπα; H ιδέα της ύπαρξης κάποιων μυστηριωδών κοσμικών σωμάτων όπου οι νόμοι της φυσικής δεν έχουν καμία υπόσταση έκανε την εμφάνισή της στα τέλη του 18ου αιώνα αρχικά από τον Τζον Μίτσελ, Βρετανό που σπούδασε φιλοσοφία και θεολογία αλλά ασχολήθηκε με την αστρονομία, τη γεωλογία και άλλους επιστημονικούς κλάδους, και αμέσως μετά από τον σπουδαίο γάλλο μαθηματικό Πιερ Σιμόν Λαπλάς. Επρεπε να περάσουν 130 χρόνια για να υπάρξει μια πληρέστερη θεωρητική περιγραφή αυτών των σωμάτων (Γενική Θεωρία της Σχετικότητας) και άλλα 50 χρόνια για να αποκτήσουν ένα όνομα. Το 1968, σε ένα συνέδριο στη Γαλλία, ο αμερικανός αστροφυσικός Τζον Α. Γουίλερ ονόμασε για πρώτη φορά τα αντικείμενα αυτά «μαύρες τρύπες». Η συνεχής βελτίωση των τεχνικών μέσων παρατήρησης του Σύμπαντος (ισχυρά επίγεια τηλεσκόπια, διαστημικά τηλεσκόπια, εξελιγμένα προγράμματα προσομοιώσεων κ.λπ.) επέτρεψαν στην επιστημονική κοινότητα να εντοπίζει και να παρατηρεί αυτά τα μυστηριώδη σώματα για τα οποία έχουν αναπτυχθεί πολλές θεωρίες. Μέχρι σήμερα όλα τα στοιχεία που έχουν στη διάθεσή τους οι επιστήμονες υποδεικνύουν ότι η φύση των μελανών οπών είναι να… καταβροχθίζουν οτιδήποτε πέφτει στα τρομακτικής ισχύος βαρυτικά τους δίχτυα. Τίποτε, ακόμη και το φως, δεν μπορεί να δραπετεύσει από μια μαύρη τρύπα αν έχει την ατυχία να πέσει πάνω της. Εχουν κατά καιρούς πέσει στο τραπέζι και ορισμένες θεωρίες που αναφέρουν ότι οι μαύρες τρύπες δεν καταστρέφουν την ύλη αλλά την εξαφανίζουν και είτε τη μετατρέπουν σε κάποια μορφή που εμείς δεν μπορούμε να κατανοήσουμε είτε την εμφανίζουν κάπου αλλού όπου εμείς δεν έχουμε πρόσβαση. Κάποιοι, για παράδειγμα, λένε ότι οι μαύρες τρύπες είναι πύλες μεταφοράς σε άλλα Σύμπαντα. Για πρώτη φορά πέφτει στο τραπέζι μια θεωρία που παρουσιάζει τις μαύρες τρύπες ως έναν πόλο γύρω από τον οποίο μπορεί να δημιουργηθεί ένας τεραστίων διαστάσεων κόσμος φιλόξενος στη ζωή. Ο Σον Ρέιμοντ, αστροφυσικός του Αστεροσκοπείου του Μπορντό στη Γαλλία, υποστηρίζει ότι μπορούν να βρίσκονται σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα ένα εκατομμύριο κατοικήσιμοι πλανήτες! Οι προσομοιώσεις Για να αναπτυχθούν συνθήκες ευνοϊκές στη ζωή (όπως τουλάχιστον εμείς τη γνωρίζουμε) πρέπει ένας πλανήτης να βρίσκεται σε απόσταση τέτοια από το μητρικό του άστρο ώστε οι συνθήκες σε αυτόν να μην είναι ούτε πολύ θερμές ούτε πολύ ψυχρές και να υπάρχει το απολύτως απαραίτητο για την παρουσία της ζωής νερό σε υγρή μορφή. Η περιοχή όπου υπάρχουν αυτές οι συνθήκες κοντά σε ένα άστρο έχει ονομαστεί από την επιστημονική κοινότητα «κατοικήσιμη ζώνη». Στην κατοικήσιμη ζώνη του ηλιακού μας συστήματος βρήκε θέση μόνο ένας πλανήτης… η Γη. Σε άλλα συστήματα υπάρχουν περισσότεροι, όπως για παράδειγμα, στον TRAPPIST-1 όπου έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα στην κατοικήσιμη ζώνη τρεις πλανήτες με μέγεθος μάλιστα παρόμοιο με αυτό της Γης, γεγονός που αυξάνει τις πιθανότητες να έχουν αναπτυχθεί κάποιες μορφές ζωής έστω και σε μικροβιακό επίπεδο. Μέχρι στιγμής έχουν εντοπιστεί τριών ειδών μελανές οπές στο Σύμπαν. Το ένα είδος είναι μαύρες τρύπες με μάζα παρόμοια με εκείνη μερικών δεκάδων ή εκατοντάδων άστρων όπως ο Ηλιος. Το άλλο είδος είναι μαύρες τρύπες με μάζα παρόμοια με εκείνη εκατομμυρίων και δισεκατομμυρίων άστρων όπως ο Ηλιος. Συνήθως ο δεύτερος τύπος μελανών οπών, οι λεγόμενες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, βρίσκονται στο κέντρο των μεγάλων γαλαξιών. Υπάρχει και ένας τρίτος τύπος μελανών οπών με ενδιάμεσο μέγεθος, για τις οποίες οι επιστήμονες γνωρίζουν ελάχιστα πράγματα. Οι μαύρες τρύπες είναι επίσης εξαιρετικά συμπυκνωμένες. Μια μαύρη τρύπα με μάζα παρόμοια με αυτή του Ηλίου θα έχει διάμετρο μόλις έξι χλμ. Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας, ο Τοξότης Α*, έχει μάζα περίπου 4 εκατ. άστρων σαν τον Ηλιο και διάμετρο περίπου 23,6 χλμ. Ο Ρέιμοντ μελέτησε μια σειρά από σενάρια. Το πρώτο ήταν τι θα συνέβαινε αν στο ηλιακό μας σύστημα υπήρχε μια μαύρη τρύπα με μάζα παρόμοια με τον Ηλιο. Η απάντηση είναι πως δεν θα άλλαζε κάτι ουσιαστικό στις τροχιές των πλανητών. Ισως να αυξανόταν η ταχύτητα της κίνησης της Γης, κάτι που θα είχε ως αποτέλεσμα ο πλανήτης μας να ολοκλήρωνε νωρίτερα την περιστροφή του γύρω από τον Ηλιο από ό,τι σήμερα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Ρέιμοντ, ένα γήινο έτος αντί 365 ημέρες θα είχε διάρκεια 258 ημέρες. Ο Ρέιμοντ αποφάσισε να διαπιστώσει αν μπορεί να υπάρξει ένα πλανητικό σύστημα γύρω από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Για την ακρίβεια, θέλησε να δει τι θα γινόταν αν η μαύρη τρύπα είχε μάζα ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ηλίου. Σύμφωνα με τον Ρέιμοντ, αυτή η μαύρη τρύπα θα είχε διάμετρο παρόμοια με αυτή του Ηλίου και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι στην κατοικήσιμη ζώνη της θα μπορούσαν να υπάρξουν 550 πλανήτες με μέγεθος ανάλογο με αυτό της Γης. Αν και οι πλανήτες της κατοικήσιμης ζώνης που θα ήταν εγγύτερα στη μαύρη τρύπα θα δέχονταν τις βαρυτικές πιέσεις της, σύμφωνα με την προσομοίωση, θα κατάφερναν να τις αποκρούσουν και θα παρέμεναν ασφαλείς στις θέσεις τους. Το μυστικό για να υπάρχουν πλανητικά συστήματα γύρω από μια μελανή οπή, σύμφωνα με τον Ρέιμοντ, είναι να υπάρχουν ανάμεσα σε αυτή και τους πλανήτες κάποια άστρα. Οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι αν κοντά σε μια μελανή οπή μάζας ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερης από αυτής του Ηλίου υπάρχουν εννέα άστρα παρόμοια με τον Ηλιο, τότε θα δημιουργηθούν περίπου 400 κατοικήσιμες ζώνες, στην καθεμία εκ των οποίων θα μπορούν να υπάρχουν περίπου 2.500 χιλιάδες πλανήτες με μέγεθος ανάλογο με αυτό της Γης. Ολοι αυτοί οι πλανήτες θα είχαν απόσταση μεταξύ τους παρόμοια με αυτή της Γης με τη Σελήνη. Αν υπάρχουν περισσότερα άστρα σε ένα τέτοιο σύστημα, οι συνθήκες θα είναι πολύ ενδιαφέρουσες. Αν για παράδειγμα αντί για εννέα άστρα σαν τον Ηλιο σε ένα τέτοιο σύστημα υπάρχουν 36 άστρα σαν τον Ηλιο, με δεδομένη τη γρήγορη περιστροφή που θα έχουν τα άστρα αυτά γύρω από τη μαύρη τρύπα, τότε οι εκατοντάδες χιλιάδες πλανήτες του συστήματος θα λούζονται πάντα από φως και δεν θα βιώνουν ποτέ τη νύχτα. Σε ένα τέτοιο σύστημα οι πλανήτες θα είναι ακόμη πιο κοντά ο ένας στον άλλο, περίπου δέκα φορές πιο κοντά από ό,τι η Σελήνη στη Γη, και ο κάθε πλανήτης θα εμφανίζεται στον ουρανό του άλλου σαράντα φορές μεγαλύτερος από ό,τι η πανσέληνος στη Γη. «Σε αυτή την περίπτωση οι κάτοικοι αυτών των πλανητών θα μπορούν να συνδέονται εύκολα με διαστημικά ασανσέρ» αναφέρει ο Ρέιμοντ και σημειώνει: «Ο στόχος που είχα ξεκινώντας αυτή την έρευνα ήταν να σπρώξω λίγο τα όρια, να πάω λίγο πιο πέρα από αυτό που νομίζουμε ότι είναι πιθανό να συμβαίνει. Μπορεί αυτά τα συστήματα που βγάζουν οι προσομοιώσεις να φαίνονται προϊόντα επιστημονικής φαντασίας, αλλά από την άλλη δίνουν ένα έναυσμα για να προσπαθήσουμε να ταξιδέψουμε στις μαύρες τρύπες, και ποιος ξέρει τι μπορεί να συναντήσουμε εκεί που μπορεί να είναι έξω από αυτό που εμείς θεωρούμε κανονικό». http://www.tovima.gr/science/article/?aid=994202

Αστρονόμοι παρατηρούν μία μακρινή έκρηξη όταν μία μαύρη τρύπα καταστρέφει ένα άστρο. Διεθνής ομάδα αστρονόμων στην οποία συμμετέχει ο Καθ. Αντρέας Ευσταθίου, Αντιπρύτανης Έρευνας και Εξωτερικών Υποθέσεων του Ευρωπαϊκού Πανεπιστημίου Κύπρου ανακοίνωσε στο διεθνούς κύρους επιστημονικό περιοδικό Science την ανακάλυψη μιας μακρινής έκρηξης η οποία προκλήθηκε από την καταστροφή ενός άστρου από μία υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Οι επιστήμονες παρακολούθησαν το γεγονός με τηλεσκόπια όπως το ραδιοτηλεσκόπιo Very Long Baseline Array (VLBA) και το τηλεσκόπιο υπέρυθρης ακτινοβολίας Spitzer της NASA, σε ένα ζευγάρι συγκρουόμενων γαλαξιών που ονομάζεται Arp 299. Τέτοια γεγονότα παλιρροϊκής διαταραχής (διάρρηξης), ή tidal disruption events (TDEs), προκαλούν τον σχηματισμό ενός περιστρεφόμενου δίσκου γύρω από την μαύρη τρύπα και ενός πίδακα (jet) από σωματίδια. «Ποτέ δεν είχαμε τη δυνατότητα να παρατηρήσουμε άμεσα το σχηματισμό και την εξέλιξη ενός πίδακα από ένα από αυτά τα γεγονότα», δήλωσε ο Miguel Perez-Torres, του Αστροφυσικού Ινστιτούτου της Ανδαλουσίας στη Γρανάδα της Ισπανίας. «Τα γεγονότα TDE μπορούν να μας δώσουν μια μοναδική ευκαιρία να κατανοήσουμε τον σχηματισμό και την εξέλιξη των πιδάκων αυτών στους πυρήνες των γαλαξιών», πρόσθεσε. Αξίζει να σημειωθεί ότι η πρώτη ένδειξη για την έκρηξη δεν ήταν στα ραδιοκύματα αλλά σε παρατηρήσεις υπέρυθρης εκπομπής από το γεγονός τον Ιανουάριο του 2005. «Με το πέρασμα του χρόνου, το νέο αντικείμενο παρέμεινε φωτεινό στο υπέρυθρο και τα ραδιοκύματα, αλλά όχι σε ορατό φως και στις ακτίνες Χ», δήλωσε ο Seppo Mattila, του Πανεπιστημίου του Turku στη Φινλανδία. «Λόγω της σκόνης που απορροφά κάθε ορατό φως, αυτό το συγκεκριμένο γεγονός παλιρροϊκής διαταραχής μπορεί να είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου», δήλωσε ο Mattila. ¨Η συμμέτοχη του Ευρωπαϊκού Πανεπιστημίου Κύπρου σε αυτή την σημαντική ανακάλυψη είναι μια από τις μεγαλύτερες ερευνητικές επιτυχίες των τελευταίων χρόνων» δήλωσε ο Αντρέας Ευσταθίου που συμμετείχε στην ομάδα αστρονόμων. ¨Οι προσομοιώσεις μας για την εκπομπή των γαλαξιών αποδείχτηκαν πολύ χρήσιμες για την ερμηνεία των υπέρυθρων παρατηρήσεων του γεγονότος TDE στο Arp 299¨, πρόσθεσε. Οι Mattila και Perez-Torres ηγήθηκαν της ομάδας αστρονόμων που δημοσίευσε τα ευρήματα στο περιοδικό Science στις 14 Ιουνίου 2018. Περισσότερες πληροφορίες παρέχονται στους ακόλουθους σύνδεσμους: ‘A dust-enshrouded tidal disruption event with a resolved radio jet in a galaxy merger’, S. Mattila, M.Perez-Torres, A.Efstathiou, et al, 2018, Science, http://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aao4669 https://public.nrao.edu/news/black-hole-destroys-star http://www.jive.eu/surprise-discovery-provides-new-insights-stellar-deaths https://physicsgg.me/2018/06/18/%cf%80%ce%b1%cf%81%ce%b1%cf%84%ce%b7%cf%81%cf%8e%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%cf%84%ce%bf%ce%bd-%ce%b8%ce%ac%ce%bd%ce%b1%cf%84%ce%bf-%ce%b5%ce%bd%cf%8c%cf%82-%ce%ac%cf%83%cf%84%cf%81%ce%bf%cf%85/

Οι μαύρες τρύπες και τα μυστικά τους. «The Little Book of Black Holes»: το «μικρό βιβλίο των μαύρων τρυπών» των Στίβεν Γκούμπσερ και Φρανς Πρετόριους, καθηγητών Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, κυκλοφορεί από τον εκδοτικό οίκο Princeton University Press Αν και η ίδια η θεωρία του, η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, προβλέπει τις μαύρες τρύπες, ο Αλμπερτ Αϊνστάιν δεν πίστεψε ποτέ ότι υπάρχουν. Πολλοί τού δίνουν σε έναν βαθμό δίκιο, αφού οι μελανές οπές είναι τα πιο αλλόκοτα αντικείμενα που γνωρίζουμε στο Σύμπαν. Σήμερα κανείς δεν αμφισβητεί τη «σκοτεινή» παρουσία τους. Τις τελευταίες πέντε δεκαετίες έχουν περιγραφεί θεωρητικά και έχουν εντοπιστεί γύρω μας, ακόμη και στο κέντρο του ίδιου του γαλαξία μας. Και τον τελευταίο ενάμιση χρόνο η ύπαρξή τους έχει επιτέλους αποδειχθεί πέραν πάσης αμφιβολίας, με τις επανειλημμένες ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων που προήλθαν από συγχωνεύσεις τους. Παρά το γεγονός ότι πλέον είμαστε βέβαιοι ότι υπάρχουν, τα παράξενα αντικείμενα παραμένουν μυστηριώδη για τους επιστήμονες και ακόμη περισσότερο για έναν μέσο άνθρωπο ο οποίος δεν παίζει στα δάχτυλα τις θεωρίες της σχετικότητας. Πώς ακριβώς σχηματίζονται; Πώς συμπεριφέρονται; Πώς είναι ο ορίζοντας γεγονότων και η μοναδικότητά τους, το σημείο όπου η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή ώστε τίποτε, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει; Αυτά και άλλα ερωτήματα προσπαθούν να απαντήσουν ο Στίβεν Γκούμπσερ και ο Φρανς Πρετόριους, δύο επιφανείς φυσικοί από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, με το «The Little Book of Black Holes» - ένα εκλαϊκευμένο αλλά άκρως επιστημονικό «μικρό βιβλίο των μαύρων τρυπών», στο οποίο έχουν συμπυκνώσει τις γνώσεις που διαθέτουμε σήμερα γύρω από αυτές. Αποκαλυπτικά κύματα Το πιο σημαντικό «νέο» στον τομέα είναι αδιαμφισβήτητα οι ανιχνεύσεις των βαρυτικών κυμάτων που προκλήθηκαν από συγχωνεύσεις μελανών οπών. Μέχρι τώρα έχουν καταγραφεί πέντε καθαρά σήματα από τέτοια γεγονότα, αλλά το πρώτο, που ανακοινώθηκε τον Φεβρουάριο του 2016 από τους υπευθύνους των ανιχνευτών LIGO, είναι το πιο διάσημο αφού αποτέλεσε πραγματική «αποκάλυψη». «Πριν από αυτές τις ανιχνεύσεις δεν υπήρχε άμεση απόδειξη ότι οι μαύρες τρύπες πραγματικά υπάρχουν» λέει στο «Βήμα» ο Φρανς Πρετόριους, ο οποίος είναι καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου του Πρίνστον. «Υπήρχαν θεωρητικές προβλέψεις καθώς και έμμεσες ενδείξεις για την ύπαρξή τους. Αυτή όμως είναι η πρώτη επιστημονική απόδειξη ότι οι μαύρες τρύπες, έτσι όπως περιγράφονται από τη θεωρία του Αϊνστάιν, πραγματικά υπάρχουν». Εκτός από τις αποδείξεις, τα βαρυτικά κύματα και οι πρώτες άμεσες πληροφορίες που μετέφεραν έφεραν επίσης εκπλήξεις. «Κάτι το οποίο εξέπληξε πολλούς, ιδιαίτερα στο πρώτο γεγονός, ήταν το πόσο βαριές ήταν αυτές οι μαύρες τρύπες, είχαν περίπου τριάντα φορές τη μάζα του Ηλίου» εξηγεί ο καθηγητής. «Ολες οι μαύρες τρύπες που είχαν παρατηρηθεί έμμεσα ως τώρα στον γαλαξία μας είχαν πολύ μικρότερη μάζα, πέντε ως δεκαπέντε φορές τη μάζα του Ηλίου. Κάποτε εθεωρείτο αδιανόητο ότι τόσο πολύ βαριές μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να δημιουργηθούν από άστρα που καταρρέουν και καθώς δεν βλέπαμε τέτοιες στον γαλαξία μας, αποτέλεσε έκπληξη το ότι εκεί έξω υπάρχουν αστρικές μαύρες τρύπες με τόσο μεγάλη μάζα». Μια άλλη παρατήρηση η οποία προβλημάτισε τους επιστήμονες ήταν η ταχύτητα περιστροφής των μελανών οπών που αποκάλυψαν τα βαρυτικά κύματα. «Κάτι το οποίο φαίνεται ενδιαφέρον είναι ότι ως τώρα καμία από τις μαύρες τρύπες που συγχωνεύτηκαν δεν φαίνεται να είχε πολύ μεγάλη ταχύτητα περιστροφής πριν από τη συγχώνευση» λέει ο κ. Πρετόριους. «Στη σχετικότητα οι μαύρες τρύπες μπορεί να φθάσουν από το να μην περιστρέφονται σχεδόν καθόλου ως το να περιστρέφονται πάρα πολύ γρήγορα. Υπάρχει ένα ανώτατο όριο, αλλά μπορούν να περιστραφούν με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Δεν γνωρίζουμε πολύ καλά ποια θα πρέπει να είναι η περιστροφή τους όταν σχηματίζονται, αλλά περιμέναμε ότι όλες οι δυνατές τιμές θα πρέπει να είναι πιθανές. Ωστόσο μέχρι τώρα όλοι οι υποψήφιοι που ανιχνεύθηκαν με τα βαρυτικά κύματα δεν περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα, και αυτό ίσως σημαίνει ότι κάτι μας διαφεύγει». Η νέα αστρονομία Για να μάθουμε αν πράγματι συμβαίνει κάτι τέτοιο θα πρέπει να περιμένουμε τη «νέα αστρονομία» που θα γεννηθεί με τη συμβολή των βαρυτικών κυμάτων όταν οι ανιχνεύσεις τους - και οι παρατηρήσεις που προκύπτουν από αυτές - θα είναι περισσότερες. «Ισως να καταφέρουμε να ξεκινήσουμε αυτή τη νέα επιστήμη σε έναν χρόνο» αναφέρει ο καθηγητής. «Για να δώσουμε όμως μια απάντηση στο ζήτημα της περιστροφής θα πρέπει να έχουμε ίσως και εκατό γεγονότα. Τότε θα μπορέσουμε να πούμε αν πραγματικά υπάρχει κάποιο μυστήριο ή όχι». Οσον αφορά τον τύπο των μαύρων τρυπών που ενδέχεται να αποκαλύψουν τα νέα δεδομένα ο κ. Πρετόριους δεν περιμένει τρομακτικές εκπλήξεις. Αυτό γιατί αν και η θεωρία προβλέπει κάποιες διαφοροποιήσεις, στην ουσία τα πράγματα είναι πιο απλά. «Ουσιαστικά υπάρχει ένας μόνο τύπος μαύρης τρύπας, η μαύρη τρύπα του Κερ» μας λέει. «Αυτή εξαρτάται από δύο ιδιότητες: μπορεί να έχει οποιοδήποτε μέγεθος και με βάση το μέγεθός της μπορεί να περιστρέφεται με μηδενική ως πολύ μεγάλη ταχύτητα». Το μέγεθος, όπως εξηγεί, καθορίζεται από τη μάζα. «Για παράδειγμα, μια μαύρη τρύπα με τη μάζα του Ηλίου θα έχει διάμετρο τρία χιλιόμετρα ενώ μια θεωρητική μαύρη τρύπα με τη μάζα της Γης θα έχει ακτίνα σχεδόν ένα εκατοστό» αναφέρει. «Κατά τον ίδιο τρόπο που οι πλανήτες εξαιτίας της περιστροφής τους γύρω από τον Ηλιο συμπιέζονται ελαφρά στους πόλους, η ταχύτητα περιστροφής μιας μαύρης τρύπας καθορίζει τον ορίζοντα γεγονότων της και τη δομή του χωροχρόνου γύρω από αυτόν. Οσο πιο γρήγορη είναι η περιστροφή τόσο πιο συμπιεσμένος είναι ο ορίζοντας». Συχνές παρανοήσεις Οταν τον ρωτάμε τι από όλα όσα γνωρίζουμε για τις μαύρες τρύπες νομίζει ότι είναι πιο δύσκολο να «χωνέψει» το ευρύ κοινό, ο Φρανς Πρετόριους χαμογελάει. «Νομίζω πολλά. Είναι πολύ παράξενα αντικείμενα. Πιστεύω ότι το ευρύ κοινό πιάνει τη βασική ιδέα, ότι είναι ένα αντικείμενο από το οποίο η διαφυγή είναι αδύνατη. Οταν όμως αρχίζουμε να πηγαίνουμε πιο βαθιά, μάλλον υπάρχει αρκετή σύγχυση» απαντά επισημαίνοντας ότι μια συνηθισμένη παρανόηση αφορά το πόσο «αδηφάγες» είναι οι μαύρες τρύπες. «Το ότι τίποτε δεν μπορεί να ξεφύγει από αυτές δεν σημαίνει ότι οι μαύρες τρύπες ρουφάνε τα πάντα» υπογραμμίζει. «Αυτό δεν ισχύει. Πρέπει να περάσει κάποιος τον ορίζοντα γεγονότων για να μην υπάρχει διαφυγή». Ως παράδειγμα φέρνει τη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας. «Δεν υπάρχει κίνδυνος να μας ρουφήξει ποτέ. Ενδεχομένως κάποια υλικά που θα τύχει να κινηθούν προς το μέρος της και θα περάσουν τον ορίζοντα γεγονότων της θα πέσουν μέσα σε αυτήν, όμως εμείς δεν διατρέχουμε τέτοιον κίνδυνο» εξηγεί. «Είναι όπως με τον Ηλιο, δεν πρόκειται ποτέ να πέσουμε πάνω στον Ηλιο, περιφερόμαστε γύρω από αυτόν. Οπότε δεν υπάρχει κίνδυνος ανησυχίας. Οι μαύρες τρύπες είναι κακές μόνο αν περάσουμε τον ορίζοντα γεγονότων τους, όπως ο Ηλιος είναι κακός μόνο αν πάμε να πέσουμε καταπάνω του». Μια άλλη διαδεδομένη παρεξήγηση αφορά το περίφημο «σημείο χωρίς επιστροφή», τον ορίζοντα γεγονότων. «Ο ορίζοντας γεγονότων δεν είναι μια επιφάνεια, δεν θα το καταλάβετε καν αν τον περάσετε» λέει ο φυσικός. «Ως τόπος, ο ορίζοντας γεγονότων είναι απολύτως απαρατήρητος στον χωροχρόνο. Είναι πολύ παράξενο, όταν το σκεφτείς από απόσταση και στη θεωρία μπορείς να πεις ότι υπάρχει αυτή η περιοχή που είναι απολύτως καταστροφικό να περάσεις γιατί δεν μπορείς ποτέ να γυρίσεις πίσω από αυτήν, όμως όταν είσαι εκεί και την περνάς δεν το καταλαβαίνεις». Ο δυναμισμός του χωροχρόνου Και οι... παραξενιές δεν σταματούν εδώ. «Ενα άλλο παράξενο είναι ότι έξω από τις μαύρες τρύπες σκεφτόμαστε τον χώρο σαν κάτι καταρχήν στατικό και καθορισμένο, αλλά μέσα σε αυτές ο χώρος γίνεται εγγενώς δυναμικός και περιστρέφεται προς τη μοναδικότητα» εξηγεί. «Ακόμη και αυτές οι λέξεις, όταν λες "ο χωροχρόνος γίνεται ευγενώς δυναμικός", σκέφτεσαι "μα τι λέω;". Ακόμη και άνθρωποι που έχουν μελετήσει για αρκετό καιρό τη σχετικότητα είναι δύσκολο να συμφιλιωθούν με κάτι τέτοιο». Αυτό φαίνεται να ισχύει όχι μόνο για όσους μελετούν τη θεωρία αλλά και για τον ίδιο τον πατέρα της. «Νομίζω ότι αυτός είναι ένας από τους λόγους που ο Αϊνστάιν δεν πίστεψε ποτέ τη λύση του Σβάρτσιλντ (σ.σ.: η πρώτη για τις μαύρες τρύπες) και το πέρασμα του ορίζοντα» επισημαίνει ο κ. Πρετόριους. «Χρειάστηκε να φθάσουμε στις δεκαετίες του 1960 και του 1970 για να αρχίσουν οι θεωρητικοί να μελετούν αυτή τη λύση και να λένε, όσο παράξενη και αν είναι, μπορούμε πράγματι να βγάλουμε κάποιο νόημα από αυτήν. Εκτός από τη βαρυτική μοναδικότητα. Για αυτήν εξακολουθούμε να μην έχουμε αίσθηση». Με τη «νέα αστρονομία» οι συγγραφείς του βιβλίου ευελπιστούν ότι θα αποκτήσουμε μια καλύτερη αίσθηση για το μυστήριο των μελανών οπών. «Θα μπορέσουμε ενδεχομένως να μελετήσουμε τη φύση του χωροχρόνου σε αυτό το περίεργο καθεστώς, όπου η βαρύτητα γίνεται τόσο ισχυρή - ο καλύτερος τρόπος να το πούμε είναι ότι εκεί ο χώρος και ο χρόνος καμπυλώνονται τόσο ώστε μπορούν να τυλιχτούν γύρω από τον εαυτό τους και τότε ο χώρος μπορεί να γίνει χρόνος και ο χρόνος να γίνει χώρος» εξηγεί ο καθηγητής. «Η βαρύτητα μπορεί να είναι μια πολύ διαισθητική έννοια - αυτή η έλξη, το ότι η Γη μας έλκει. Στο καθεστώς των μελανών οπών όμως η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή ώστε δεν μπορούμε να έχουμε καμία διαισθητική αντίληψη για αυτήν. Δεν υπάρχουν στη Γη εργαστήρια που να μπορούν να τη μετρήσουν, δεν υπάρχει τίποτε κοντά μας, στο ηλιακό μας σύστημα, από το οποίο να μπορούμε να αποκτήσουμε μια ιδέα για αυτήν. Ουσιαστικά πρόκειται για μια καθαρά θεωρητική κατασκευή». Οι πληροφορίες από τα βαρυτικά κύματα ενδέχεται όμως να μας περάσουν από τη θεωρία στην πράξη. «Τώρα μπορούμε να δούμε πραγματικά πως η τρελή πρόβλεψη της θεωρίας του Αϊνστάιν μπορεί να ισχύει. Και υπό αυτή την έννοια οι μαύρες τρύπες μπορούν να αποτελέσουν εργαστήρια για τη μελέτη αυτής της πολύ ισχυρής βαρύτητας όπου η γεωμετρία αναποδογυρίζει, τα πάνω έρχονται κάτω και τα μέσα έξω» καταλήγει ο κ. Πρετόριους. «Κάποια στιγμή, όσο περισσότερες μαύρες τρύπες βλέπουμε, θα σταθούμε τυχεροί, θα δούμε κάποια που να βρίσκεται πολύ κοντά μας και έτσι θα μπορέσουμε να διερευνήσουμε καλύτερα το καθεστώς του χωροχρόνου που προβλέπει η θεωρία. Αυτό είναι το μοναδικό μέρος στο παρατηρήσιμο Σύμπαν όπου τα πράγματα είναι τόσο ακραία ώστε η διαίσθησή μας είναι παντελώς ανεπαρκής». http://www.tovima.gr/science/article/?aid=920871

Mαύρη τρύπα «ρουφάει» διαγαλαξιακά ψυχρά νέφη αερίων. Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων παρατήρησε ένα κοσμικό φαινόμενο που ποτέ πριν οι επιστήμονες δεν είχαν δει: να «βρέχει καταρρακτωδώς» διαγαλαξιακά νέφη ψυχρών αερίων μέσα σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα σε ένα μακρινό γαλαξία. Στην ουσία, η μαύρη τρύπα «ρουφάει» τα αέρια στο εσωτερικό της. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Γκραντ Τρεμπλέϊ του Πανεπιστημίου Γιέηλ των ΗΠΑ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", χρησιμοποίησαν ένα από τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια στον κόσμο, τη διάταξη ALMA (Atacama Large Millimeter/submilliimter Array) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στην έρημο Ατακάμα της Χιλής. Η μαύρη τρύπα έχει μάζα όσο περίπου 300 εκατομμύρια Ήλιοι και βρίσκεται σε ένα γαλαξία του σμήνους "'Αμπελ 2597", σε απόσταση ενός δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Πρόκειται για έναν από τους πιο φωτεινούς γαλαξίες στο σύμπαν, ο οποίος πιθανότατα παράγει μεγάλο αριθμό νέων άστρων. Εντοπίσθηκαν τρία νέφη αερίων να κινούνται προς την κεντρική μαύρη τρύπα με την εκπληκτική ταχύτητα του ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων την ώρα. Κάθε μοριακό νέφος έχει πλάτος δεκάδες έτη φωτός και περιέχει ύλη αντίστοιχη με ένα εκατομμύριο Ήλιους. Τα νέφη αερίων απέχουν «μόνο» 150 έως 300 έτη φωτός από την μαύρη τρύπα, πράγμα που σημαίνει ότι -σε όρους αστρονομικών αποστάσεων- αυτή ετοιμάζεται να τα «καταπιεί». Είναι η πρώτη άμεση παρατήρηση ψυχρών πυκνών νεφών, που προέρχονται από τη συμπύκνωση καυτών διαγαλαξιακών αερίων και τα οποία βυθίζονται στην καρδιά ενός γαλαξία για να «θρέψουν» την κεντρική μαύρη τρύπα του. Προηγουμένως οι επιστήμονες πίστευαν ότι στους μεγαλύτερους γαλαξίες οι τεράστιες μαύρες τρύπες «τρέφονται» μόνο με μια αργή και σταθερή «δίαιτα» καυτών αερίων από την άλω του γαλαξία τους. Όμως, η νέα ανακάλυψη δείχνει ότι μερικές τουλάχιστον μαύρες τρύπες «τρέφονται», επίσης, μέσα από μια πιο χαοτική διαδικασία, «ρουφώντας» γιγάντια πολύ ψυχρά μοριακά νέφη. http://www.ethnos.gr/klik/arthro/mauri_trypa_roufaei_diagalaksiaka_psyxra_nefi_aerion-64389794/

Το ASTRO-H θα κυνηγήσει μαύρες τρύπες και γαλαξίες. Ολα είναι έτοιμα για την εκτόξευση ενός νέου προηγμένου διαστημικού τηλεσκοπίου. Το ASTRO-H της ιαπωνικής διαστημικής υπηρεσίας JAHA βρίσκεται στο διαστημικό κέντρο Tanegashima και αν δεν υπάρξει κάποιο απρόοπτο της τελευταίας στιγμής την Παρασκευή 12 Φεβρουαρίου θα προστεθεί στον στόλο των τηλεσκοπίων που παρατηρούν το Σύμπαν από το Διάστημα. Το τηλεσκόπιο θα «βλέπει» τις μεγάλης ενέργειας ακτίνες Χ και πρώτος στόχος του θα είναι ο εντοπισμός της ύλης που πέφτει σε μελανές οπές. Το τηλεσκόπιο θα προσπαθεί επίσης να εντοπίζει δεδομένα που θα φωτίζουν την εξέλιξη μεγάλων γαλαξιακών σμηνών. http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=775828

Στ. Χόκινγκ: «Οι μαύρες τρύπες έχουν μαλλιά που αποθηκεύουν πληροφορίες» Μια νέα θεωρία για τη λειτουργία των μελανών οπών στο Σύμπαν ανέπτυξε ο διάσημος βρετανός αστροφυσικός Στίβεν Χόκινγκ που έχει αφιερώσει τη ζωή του στη μελέτη τους. Ο Χόκινγκ υποστηρίζει ότι οι πληροφορίες που υπάρχουν στην ύλη που εισέρχεται σε μια μαύρη τρύπα δεν καταστρέφονται μαζί με αυτή αλλά αποσπώνται και αποθηκεύονται σε εξωτικές κοσμικές δομές στον ορίζοντα των γεγονότων, το αόρατο σύνορο το οποίο περιβάλλει κάθε μαύρη τρύπα στο Σύμπαν και εμποδίζει το φως να ξεφύγει. Τον περασμένο Ιούλιο ο διάσημος αστροφυσικός Στ.Χόκινγκ που έχει ασχοληθεί επισταμένα επί δεκαετίες με τις μελανές οπές παρουσίασε μια νέα θεωρία την οποία ανέπτυξε για να εξηγήσει το περίφημο «παράδοξο της πληροφορίας». Οσα γνωρίζουμε για τις μαύρες τρύπες υποδεικνύουν πώς όταν η ύλη εισέλθει σε μια μελανή οπή καταστρέφεται στα εξ ων συνετέθη και φυσικά μαζί της καταστρέφονται και όλες πληροφορίες. Ομως οι νόμοι της κβαντομηχανικής αναφέρουν ότι οι πληροφορίες που πέφτουν στις μελανές οπές διασώζονται και μπορούν να ανακτηθούν. Σε μια προσπάθεια να δώσει λύση σε αυτό το παράδοξο ο Χόκινγκ τον περασμένο Ιούλιο παρουσίασε σε επιστημονικό συνέδριο στη Στοκχόλμη μια νέα ιδέα που είχε αναπτύξει. Ο Χόκινγκ υποστήριξε πώς οι πληροφορίες όταν «συλλαμβάνονται» από μια μελανή οπή δεν εισέρχονται στο εσωτερικό της αλλά αποθηκεύονται στον ορίζοντα γεγονότων. Ο Χόκινγκ συνεργάστηκε στη συνέχεια με τους φυσικούς Μάλοκμ Πέρι και Αντριου Στρόμινγκερ σε μια προσπάθεια να διαπιστώσουν το που μπορεί να αποθηκεύονται οι πληροφορίες στον ορίζοντα των γεγονότων. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι πληροφορίες που εισέρχονται στις μελανές οπές αποθηκεύονται σε μια κοσμική δομή την οποία ονομάζουν «μαλακά μαλλιά». Σύμφωνα με τον Χόκινγκ και τους συνεργάτες του αυτά τα… μαλλιά αποτελούνται από φωτόνια και βαρυτόνια. Τα βαρυτόνια είναι υποθετικά στοιχειώδη σωματίδια φορείς της βαρυτικής αλληλεπίδρασης. Οπως αναφέρουν οι τρεις επιστήμονες όταν η ύλη εισέρχεται σε μια μελανή οπή οι πληροφορίες τους «απογυμνώνονται» από αυτή και… πιάνονται στα «μαλακά μαλλιά» που βρίσκονται στον ορίζοντα των γεγονότων. Πιθανολογούν μάλιστα ότι η ακτινοβολία που εκπέμπεται από τις μελανές οπές είναι πιθανό να μεταφέρουν μαζί τους ορισμένες από τις πληροφορίες που έχουν διασωθεί και είναι αποθηκευμένες στον ορίζοντα των γεγονότων. Το ζητούμενο είναι όπως λέει ο Χόκινγκ να βρεθεί ένας τρόπος να εντοπίζονται και να ανακτώνται αυτές οι πληροφορίες που πιθανότατα θα είναι «ανάκατες» και μπερδεμένες μεταξύ τους ομολογώντας ότι δεν θα είναι κάτι εύκολο. Αυτός και οι συνεργάτες του ευελπιστούν ότι θα βρεθεί ένας τρόπος οι πληροφορίες αυτές να ανασυνθέτονται και δημιουργείται ένα «ολόγραμμα», όπως το ονομάζουν, των αρχικών πληροφοριών. Η μελέτη που τιτλοφορείται «Μαλακά μαλλιά σε μαύρες τρύπες» δημοσιεύεται στην διαδικτυακό αρχείο επιστημονικών προδημοσιεύσεων arxiv. http://www.tanea.gr/news/science-technology/article/5325552/st-xokingk-oi-mayres-trypes-exoyn-mallia-poy-apothhkeyoyn-plhrofories/

Ένας υποψήφιος βαρέων βαρών για την σκοτεινή ύλη. Σύμφωνα με τους κοσμολόγους τo 25,8% του περιεχομένου του σύμπαντος είναι σκοτεινή ύλη. Μπορεί να μην την βλέπουμε, να μην την αισθανόμαστε αλλά ξέρουμε πως υπάρχει! Υπάρχουν ατράνταχτα αστρονομικά δεδομένα που το αποδεικνύουν. Αν δεν υπήρχε η σκοτεινή ύλη τότε οι περιστρεφόμενοι γαλαξίες θα είχαν διαλυθεί, ενώ άλλα αστρονομικά φαινόμενα, όπως το φαινόμενο των βαρυτικών φακών ή τα εντυπωσιακά αποτελέσματα των συγκρούσεων σμηνών γαλαξιών, θα ήταν αδύνατον να κατανοηθούν Η φωτογραφία έχει προκύψει από σύνθεση πολλών εικόνων και δείχνει την σύγκρουση ομάδας γαλαξιών. Με μπλε χρώμα σημειώνεται η κατανομή της σκοτεινής ύλης που υπολογίζεται έμμεσα. Έτσι, το μόνο σίγουρο για την σκοτεινή ύλη είναι πως έχει μάζα και ότι αλληλεπιδρά με την γνωστή ύλη (και τον εαυτό της) με την δύναμη της βαρύτητας. Δεν αλληλεπιδρά ηλεκτρομαγνητικά, και γι αυτό αποκαλείται «σκοτεινή», αφού δεν μπορούμε να την δούμε ή να την αγγίξουμε! Οι φυσικοί προτείνουν διάφορες λύσεις στο μυστήριο της σκοτεινής ύλης αλλά μέχρι σήμερα καμία από αυτές δεν έχει επικρατήσει. Μεταξύ αυτών και οι Hermann Nicolai και Krzysztof Meissner, οι οποίοι στην εργασία τους με τίτλο «Planck mass charged gravitino dark matter» https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.100.035001 υποστηρίζουν πως υποψήφιο για σωματίδιο σκοτεινής ύλης μπορεί να είναι ένα πολύ μεγάλης μάζας σωματίδιο που ονομάζεται γκραβιτίνο. Η ύπαρξη αυτού του υποθετικού σωματιδίου προκύπτει από μια θεωρία που φιλοδοξεί να εξηγήσει το παρατηρούμενο φάσμα των κουάρκ και των λεπτονίων του Καθιερωμένου Προτύπου της σωματιδιακής Φυσικής με μια πιο θεμελιώδη θεωρία. Οι ερευνητές περιγράφουν στην εργασία τους και μια πιθανή μέθοδο ανίχνευσης αυτού του «σκοτεινού» σωματιδίου. Επιπλέον, με την υπόθεσή τους εξηγούν γιατί μόνο τα μέχρι τώρα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια εμφανίζονται ως βασικά δομικά στοιχεία της ύλης – και γιατί δεν πρόκειται να ανακαλυφθούν νέα σωματίδια στις ενέργειες που μπορούν να προσεγγίσουν οι τωρινοί και μελλοντικοί επίγειοι επιταχυντές. Η εργασία των Hermann Nicolai και Krzysztof Meissner υιοθετεί μια παλιά ιδέα του βραβευμένου με Νόμπελ φυσικής Murray Gell-Mann που βασίζεται στη θεωρία «υπερβαρύτητας Ν=8». Ένα βασικό σημείο της πρότασής τους είναι ένας νέος τύπος συμμετρίας απείρων διαστάσεων που περιγράφει το παρατηρούμενο φάσμα των γνωστών κουάρκ και λεπτονίων σε τρεις οικογένειες (ή γενιές). Η υπόθεσή τους δεν απαιτεί νέα επιπλέον σωματίδια για την συνηθισμένη ύλη – τα οποία θα έπρεπε να αναζητηθούν στα πειράματα των επιταχυντών. Αντίθετα, θα μπορούσε κατ’ αρχήν να εξηγήσει γιατί βλέπουμε μόνο τα γνωστά μας σωματίδια, αλλά και το γεγονός ότι οι επιταχυντές σαν τον LHC δεν πρόκειται να παράξουν νέα σωματίδια. Όμως, το περιεχόμενο του σύμπαντός μας δεν μπορεί να εξηγηθεί μόνο με τα σωματίδια του Καθιερωμένου Προτύπου. Η φύση της σκοτεινής ύλης για παράδειγμα, είναι ένα από τα σημαντικότερα αναπάντητα ερωτήματα της κοσμολογίας. Η συνήθης υπόθεση είναι πως η σκοτεινή ύλη συνίσταται από ένα στοιχειώδες σωματίδιο το οποίο δεν ανιχνεύεται γιατί αλληλεπιδρά μάλλον αποκλειστικά με την βαρυτική δύναμη. Η θεωρία των δυο φυσικών θέτει ένα τέτοιου είδους σωματίδιο ως υποψήφιο σωματίδιο σκοτεινής ύλης, αν και με εντελώς διαφορετικές ιδιότητες από όλα τα υποψήφια σωματίδια που προτάθηκαν μέχρι σήμερα, όπως τα αξιόνια ή τα WIMPs (Ασθενώς Αλληλεπιδρώντα Μαζικά Σωματίδια – Weakly Interacting Massive Particles). Τα τελευταία αλληλεπιδρούν πολύ ασθενώς με την γνωστή ύλη. Το ίδιο ισχύει και για τα πολύ ελαφρά γκραβιτίνο τα οποία έχουν προταθεί επανειλημμένα ως υποψήφια σωματίδια σκοτεινής ύλης σε σχέση με την χαμηλής ενέργειας υπερσυμμετρία. Ωστόσο, η νέα πρόταση πηγαίνει σε μια τελείως διαφορετική κατεύθυνση, αφού δεν αποδίδει πλέον πρωταρχικό ρόλο στην υπερσυμμετρία. Προβλέπει γκραβιτίνα πολύ μεγάλης μάζας, τα οποία σε αντίθεση με τα ελαφρά γκραβιτίνα που προτάθηκαν στο παρελθόν ως σωματίδια σκοτεινής ύλης, αλληλεπιδρούν με την συνηθισμένη ύλη διαμέσου και των ηλεκτρομαγνητικών και των ισχυρών δυνάμεων. Η μεγάλη τους μάζα σημαίνει ότι τα σωματίδια αυτά θα μπορούν να εμφανίζονται μόνο σε πολύ αραιή μορφή στο σύμπαν, διαφορετικά θα το οδηγούσαν σε πρόωρη κατάρρευση. Δεν χρειάζονται πολλά από αυτά τα σωματίδια για να εξηγήσουμε την σκοτεινή ύλη του Γαλαξία μας – θα αρκούσε ένα σωματίδιο ανά 10.000 κυβικά χιλιόμετρα! Η μάζα αυτού του σωματιδίου βρίσκεται στην περιοχή της μάζας Planck – δηλαδή είναι περίπου 10-8kg (=0,00001γραμμάρια). Συγκριτικά, ισούται με τη μάζα δέκα εκατομμυρίων βακτηρίων περίπου ή με την μάζα του μικρότερου αντικειμένου που μπορούμε να διακρίνουμε με γυμνό μάτι – ενός κόκκου σκόνης! Το γεγονός ότι τα σωματίδια αυτά αλληλεπιδρούν ηλεκτρομαγνητικά και ισχυρά τα κάνει εύκολα ανιχνεύσιμα, παρά την εξαιρετική σπανιότητά τους. Μια δυνατότητα είναι τα αναζητήσουμε με ειδικές μετρήσεις χρόνου-πτήσης στο εσωτερικό της Γης, καθώς τα σωματίδια αυτά κινούνται με πολύ πιο μικρές ταχύτητες από την ταχύτητα του φωτός, σε αντίθεση με τα συνήθη σωματίδια της κοσμικής ακτινοβολίας. Αυτού του είδους τα γκραβιτίνα θα διεισδύουν εύκολα στο εσωτερικό της Γης εξαιτίας της μεγάλης τους μάζας – όπως μια μπάλα κανονιού δεν μπορεί να σταματήσει από ένα σμήνος κουνουπιών. Το γεγονός αυτό προκαλεί τους ερευνητές να «δουν», τον πλανήτη μας ως «παλαιο-ανιχνευτή»: η Γη περιπλανιέται στο διάστημα για περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, κατά τη διάρκεια των οποίων πρέπει να έχουν διεισδύσει στο εσωτερικό της πολλά από αυτά τα σκοτεινά σωματίδια μεγάλης μάζας. Κατά τη διείσδυση, θα πρέπει να έχουν αφήσει μακριές, ευθείες διαδρομές ιονισμού στα πετρώματα, αλλά δεν θα είναι εύκολο να διακριθούν από τα ίχνη που προκαλούν τα γνωστά μας σωματίδια. Πάντως, η ιδέα να ιδωθεί η Γη ως ένας ανιχνευτής σκοτεινής ύλης δεν προκαλεί καμία ιδιαίτερη εντύπωση, μετά από μια πρόσφατη δημοσίευση που εξέταζε «το ανθρώπινο σώμα ως ανιχνευτή σκοτεινής ύλης» ! .https://physicsgg.me/2019/08/21/%ce%ad%ce%bd%ce%b1%cf%82-%cf%85%cf%80%ce%bf%cf%88%ce%ae%cf%86%ce%b9%ce%bf%cf%82-%ce%b2%ce%b1%cf%81%ce%ad%cf%89%ce%bd-%ce%b2%ce%b1%cf%81%cf%8e%ce%bd-%ce%b3%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%cf%83%ce%ba/

Διασπάται το σωματίδιο Higgs σε σκοτεινά φωτόνια; Οι φυσικοί του ανιχνευτή CMS (Compact Muon Solenoid) στον επιταχυντή LHC αναζήτησαν γεγονότα κατά τα οποία το μποζόνιο Higgs μετατρέπεται σε ένα φωτόνιο και ένα υποθετικό σωματίδιο της σκοτεινής ύλης, το σκοτεινό φωτόνιο. «Ξέρουν ότι υπάρχει αλλά δεν ξέρουν τι είναι». Η πρόταση αυτή συνοψίζει την τωρινή γνώση των φυσικών για την σκοτεινή ύλη. Οι αστρονομικές παρατηρήσεις δείχνουν ότι η περιεκτικότητα του σύμπαντος σ’ αυτή την αόρατη μορφή ύλης είναι περίπου πέντε με έξι φορές μεγαλύτερη από την συνηθισμένη ορατή ύλη. Σύμφωνα με μια θεωρία η σκοτεινή ύλη συνίσταται από σωματίδια τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω ενός σωματιδίου που ονομάζεται σκοτεινό φωτόνιο, σε αναλογία με το γνωστό φωτόνιο που είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης μεταξύ των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων. Ένα σκοτεινό φωτόνιο θα αλληλεπιδρά ασθενώς και με τα γνωστά σωματίδια που περιγράφονται από το Καθιερωμένο Πρότυπο της Σωματιδιακής Φυσικής, συμπεριλαμβανομένου και του μποζονίου Higgs. Η συνεργασία των φυσικών του CMS ανακοίνωσε τα αποτελέσματα της πρόσφατης έρευνας για σκοτεινά φωτόνια. Πιο συγκεκριμένα, ερεύνησαν τις περιπτώσεις που το μποζόνιο Higgs παράγεται μαζί με ένα μποζόνιο Ζ (ZH production) και το μεν Higgs μετασχηματίζεται σε ένα συνηθισμένο φωτόνιο και ένα σκοτεινό φωτόνιο, ενώ το μποζόνιο Ζ διασπάται σε ηλεκτρόνια ή στα βαρύτερα ξαδέρφια τους, τα μιόνια. Τέτοιες περιπτώσεις αναμένεται να είναι εξαιρετικά σπάνιες και ο εντοπισμός τους είναι πολύ δύσκολος δεδομένου ότι οι ανιχνευτές σωματιδίων δεν μπορούν να «δουν» σκοτεινά φωτόνια. Για τον σκοπό αυτό, οι ερευνητές προσθέτουν τις ορμές των ανιχνευόμενων σωματιδίων, στην κάθετη διεύθυνση ως προς την διεύθυνση των συγκρουόμενων δεσμών των πρωτονίων, αναζητώντας την τυχόν ελλείπουσα ορμή που απαιτείται ώστε η συνολική εγκάρσια ορμή να γίνει μηδενική. Μια τέτοια ελλείπουσα εγκάρσια ορμή εκφράζει ένα σωματίδιο που δεν ανιχνεύθηκε. Αλλά υπάρχει ένα ακόμα βήμα που πρέπει να γίνει: η διάκριση μεταξύ ενός πιθανού σκοτεινού φωτονίου και των γνωστών σωματιδίων. Αυτό συνεπάγεται την εκτίμηση της μάζας του σωματιδίου που διασπάται στο ανιχνευθέν φωτόνιο και το μη ανιχνεύσιμο σωματίδιο. Εάν η ελλείπουσα εγκάρσια ορμή φέρεται από ένα σκοτεινό φωτόνιο που παράγεται από την διάσπαση του μποζονίου Higgs, η μάζα του θα πρέπει να βρίσκεται συχνά πολύ κοντά στη μάζα μποζονίου Higgs, δηλαδή στα 125 GeV. Οι φυσικοί του CMS ακολουθώντας αυτή την προσέγγιση δεν βρήκαν κανένα σήμα σκοτεινών φωτονίων. Όμως έθεσαν ανώτερα όρια στην πιθανότητα παραγωγής σκοτεινών φωτονίων. Ακόμη ένα μηδενικό αποτέλεσμα; Ναι, αλλά τέτοια αποτελέσματα, παρότι δεν βρίσκουν νέα σωματίδια ή αποκλείουν την ύπαρξή τους, είναι πολύ απαραίτητα γιατί καθοδηγούν τις επόμενες έρευνες, πειραματικές και θεωρητικές. Για περισσότερες λεπτομέρειες διαβάστε επίσης στον ιστότοπο του CMS. https://cms.cern/news/no-sign-dark-light-higgs-boson https://physicsgg.me/2019/05/24/%ce%b4%ce%b9%ce%b1%cf%83%cf%80%ce%ac%cf%84%ce%b1%ce%b9-%cf%84%ce%bf-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%af%ce%b4%ce%b9%ce%bf-higgs-%cf%83%ce%b5-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ac-%cf%86/

Ανιχνευτής σκοτεινής ύλης παρατήρησε μια εξωτική πυρηνική διάσπαση. Ο ανιχνευτής XENON1T που σχεδιάστηκε για να παρατηρήσει σωματίδια σκοτεινής ύλης ανίχνευσε μια σπάνια πυρηνική διάσπαση (την διπλή σύλληψη ηλεκτρονίων με εκπομπή δύο νετρίνων) του ισοτόπου Ξένον-124 (124Xe) προς Τελλούριο-124(124Τe). Ο χρόνος ημιζωής του 124Xe είναι 1,8×1022 χρόνια, κατά ένα τρισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από την παρούσα ηλικία του σύμπαντος (13,8×109χρόνια). Πρόκειται για τον μεγαλύτερο χρόνο ημιζωής που παρατηρήθηκε μέχρι σήμερα! [Observation of two-neutrino double electron capture in 124Xe with XENON1T] https://www.nature.com/articles/s41586-019-1124-4 a. Ένα άτομο ιωδίου-124 μεταπίπτει προς τελλούριο-124 διαμέσου της σύλληψης ηλεκτρονίου. Ο πυρήνας του ιωδίου-124 συλλαμβάνει ένα τροχιακό ηλεκτρόνιο και ένα πρωτόνιο στον πυρήνα μετατρέπεται σε νετρόνιο εκπέμποντας ένα νετρίνο. Ο χρόνος ημιζωής της διαδικασίας αυτής είναι 4.2 ημέρες. b. Το άτομο ξένον-124 δεν μπορεί να πραγματοποιήσει παρόμοια σύλληψη ηλεκτρονίου γιατί το απαγορεύει η αρχή διατήρησης της ενέργειας. Όμως, μπορεί να μετατραπεί σε τελλούριο-124 μέσω μιας σπάνιας διαδικασίας που έχει «τερατώδη» χρόνο ημιζωής, την διαδικασία που είναι γνωστή ως διπλή σύλληψη ηλεκτρονίων με εκπομπή δύο νετρίνων. Ο πυρήνας του ατόμου ξένον-124 συλλαμβάνει δυο τροχιακά ηλεκτρόνια , κι αυτό έχει ως αποτέλεσμα την μετατροπή δυο πρωτονίων σε νετρόνια και την εκπομπή δυο νετρίνων. Η ερευνητική ομάδα XENON προσδιόρισε τον χρόνο ημιζωής αυτής της διαδικασίας σε 1.8 × 1022 χρόνια — περίπου ένα τρισεκατομμύριο φορές η ηλικία του σύμπαντος. Η σύλληψη ηλεκτρονίων και οποιαδήποτε άλλη μορφή διάσπασης β καθορίζεται από τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις. Η διπλή σύλληψη ηλεκτρονίων με εκπομπή δυο νετρίνων ανήκει στην κατηγορία δεύτερης τάξης ασθενούς αλληλεπίδρασης, όπου ο ρυθμός διάσπασης είναι ανάλογος της τέταρτης δύναμης της ασθενούς σταθεράς σύζευξης, και ο σχετικός χρόνος ημιζωής είναι εξαιρετικά μεγάλος. Τα κενά που προκύπτουν από την σύλληψη των δυο τροχιακών ηλεκτρονίων καταλαμβάνονται από άλλα ηλεκτρόνια που βρίσκονται σε υψηλότερες στάθμες, οπότε εκπέμπονται ακτίνες Χ ή εκπέμπονται ατομικά ηλεκτρόνια (ηλεκτρόνια Auger). Έτσι γίνεται δυνατή η παρατήρηση της διπλής αρπαγής ηλεκτρονίων που συνοδεύεται από εκπομπή δυο νετρίνων (τα οποία είναι δύσκολο να παρατηρηθούν). Το πείραμα ΧΕΝΟΝ μελέτησε την διάσπαση του 124Xe προς 124Τe χρησιμοποιώντας τον ανιχνευτή σκοτεινής ύλης XENON1T. Το όργανο αυτό περιέχει περίπου 3 τόνους εξαιρετικά καθαρού υγρού Χe και σχεδιάστηκε για την ανίχνευση των WIMP (weakly interacting massive particles – σωματίδια σκοτεινής ύλης) από τους πυρήνες 124Xe. Ο ανιχνευτής βρίσκεται κάτω από τον ορεινό όγκο Gran Sasso στην κεντρική Ιταλία, περίπου 120 χιλιόμετρα από τη Ρώμη. Οι ερευνητές κατέγραψαν τις εκπομπές ακτίνων Χ και των ηλεκτρονίων Auger για να ταυτοποιήσουν τη σπάνια διάσπαση. Τα δεδομένα συγκεντρώθηκαν μεταξύ 2017 και 2018 στα πλαίσια της αναζήτησης των WIMPs. Μετά την επιτυχία της μέτρησης του μεγαλύτερου χρόνου ημιζωής ισοτόπου (μέχρι σήμερα) οι φυσικοί του XENON εξετάζουν τώρα κι άλλες δυνατότητες. Θα επιχειρήσουν την ανίχνευση της διπλής σύλληψης ηλεκτρονίων χωρίς εκπομπή νετρίνων ή της διπλής διάσπασης β χωρίς νετρίνα, κάτι που θα έδειχνε ότι το νετρίνο είναι σωματίδιο Majorana, δηλ. ότι το νετρίνο ταυτίζεται με το αντισωματίδιό του. [Διαβάστε σχετικά: Η διάσπαση β και η διπλή διάσπαση β χωρίς νετρίνα] Δείτε και το σχετικό βίντεο: https://physicsgg.me/2019/04/25/%ce%b1%ce%bd%ce%b9%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%84%ce%ae%cf%82-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae%cf%82-%cf%8d%ce%bb%ce%b7%cf%82-%cf%80%ce%b1%cf%81%ce%b1%cf%84%ce%ae%cf%81%ce%b7%cf%83/

Η σκοτεινή ύλη της θεωρίας του Stephen Hawking αποδείχθηκε λανθασμένη. Η θεωρία του Stephen Hawking για την προέλευση της σκοτεινής ύλης είναι λανθασμένη, λέει μια διεθνής ομάδα αστρονόμων. Ο τελευταίος επιστήμονας είχε υποθέσει ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της σκοτεινής ύλης. Τα αποτελέσματα της πρόσφατης μελέτης, που δημοσιεύθηκε στη Φύση Αστρονομία νωρίτερα αυτό το μήνα, υποστηρίζουν ότι δεν συμβαίνει αυτό. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι το 85% του σύμπαντος αποτελείται από σκοτεινή ύλη, η βαρυτική δύναμη της οποίας διατηρεί τα αστέρια του Γαλαξία . Μέχρι στιγμής, τα πειράματα για την ανίχνευση σωματιδίων σκοτεινής ύλης - συμπεριλαμβανομένων εκείνων που αφορούν τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων - απέτυχαν. Ο Χόκινγκ υπολόγισε το 1974 ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες, που γεννήθηκαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, αποτελούν ένα μεγάλο μέρος της φευγαλέας σκοτεινής ύλης.Χρησιμοποιώντας ένα φαινόμενο βαρύτητας, μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής τον Masahiro Takada του Ινστιτούτου Φυσικής και Μαθηματικών του Kavli έψαξε για αρχέγονες μαύρες τρύπες μεταξύ της Γης και του γαλαξία Ανδρομέδα. Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ήταν ο πρώτος που πρότεινε το βαρυτικό φακό - η κάμψη των ακτίνων φωτός που προέρχονταν από ένα μακρινό αντικείμενο λόγω της βαρυτικής επίδρασης ενός παρεμβαλλόμενου μαζικού αντικειμένου - όπως είναι μια μαύρη τρύπα. Τα ερεθιστικά αποτελέσματα φακορίσματος είναι αρκετά σπάνια: για να δούμε το αποτέλεσμα αστέρα στο γαλαξία της Ανδρομέδας, μια αρχέγονη μαύρη τρύπα και ένας παρατηρητής στη Γη, πρέπει να είναι όλα μεταξύ τους. Για το λόγο αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την ψηφιακή φωτογραφική μηχανή Hyper Suprime-Cam για το τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη, η οποία μπορεί να συλλάβει ολόκληρη την εικόνα του γαλαξία Andromeda σε μία βολή για να μεγιστοποιήσει τις πιθανότητές τους. Χρησιμοποιώντας 190 διαδοχικές εικόνες του γαλαξία Andromeda λαμβάνοντας υπόψη την ταχύτητα της κίνησης των αρχέγονων μαύρων τρυπών, οι ερευνητές έψαξαν για τα γεγονότα βαρυτικών φακών στα δεδομένα. Η ανάλυσή τους αποκάλυψε μόνο μία περίπτωση, δείχνοντας ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες συνεισφέρουν σε όχι περισσότερο από το 0,1% της μάζας της σκοτεινής ύλης. Συνεπώς, η θεωρία του Stephen Hawking έχει ξεπεραστεί. Οι επιστήμονες σχεδιάζουν να διεξαγάγουν περαιτέρω έρευνα, συμπεριλαμβανομένης της διερεύνησης του κατά πόσο οι δυαδικές μαύρες τρύπες είναι στην πραγματικότητα πρωταρχικές μαύρες τρύπες. https://asgardia.space/en/news/Stephen-Hawkings-Dark-Matter-Theory-Proven-Wrong

«Πράσινο φως» από το CERN για νέο πείραμα αναζήτησης της σκοτεινής ύλης το 2021. Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών (CERN) ανακοίνωσε ότι ξεκινά ένα νέο επιστημονικό πείραμα που θα αναζητήσει τα σωματίδια της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης, η οποία αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος, έναντι μόνο 5% της κοινής ορατής ύλης, από την οποία αποτελούνται τα αστέρια, οι πλανήτες και οτιδήποτε υπάρχει πάνω τους. Οι φυσικοί υποθέτουν ότι υπάρχουν «εξωτικά» σωματίδια της αόρατης σκοτεινής ύλης, αλλά δεν θα τα έχουν βρει μέχρι σήμερα. Το πείραμα FASER (Forward Search Experiment), που πήρε το «πράσινο φως» για την υλοποίηση του, περιλαμβάνει την εγκατάσταση και τη χρήση ενός νέου ανιχνευτή που θα ψάξει για τα «σκοτεινά» σωματίδια στον μεγάλο επιταχυντή LHC του CERN (ο οποίος αυτή την εποχή είναι εκτός λειτουργίας για να αναβαθμισθεί). Ο νέος ανιχνευτής θα είναι ένα μικρό όργανο μήκους πέντε μέτρων και διαμέτρου ενός μέτρου περίπου, το οποίο θα τοποθετηθεί σε ένα συγκεκριμένο σημείο κατά μήκος του κυκλικού επιταχυντή LHC, 480 μέτρα μετά τον τεράστιο εξαώροφο ανιχνευτή ATLAS, όπου ανακαλύφθηκε το σωματίδιο του Χιγκς το 2012. Καθώς οι ακτίνες πρωτονίων θα συγκρούονται στο όργανο του ATLAS, μπορεί να δημιουργούν νέα σωματίδια, τα οποία ίσως στη συνέχεια «πιάσει» το νέο όργανο FASER. Κάθε φορά που θα λειτουργεί το πείραμα ATLAS, θα συλλέγει δεδομένα και το πείραμα FASE Η λειτουργία του FASER αναμένεται να αρχίσει το 2021 και να διαρκέσει σε πρώτη φάση έως το 2023. Όταν ο μεγάλος επιταχυντής LHC και το γιγάντιο τούνελ του μήκους 27 χιλιομέτρων κλείσουν ξανά για μια νέα αναβάθμιση την περίοδο 2024-26, θα αναβαθμισθεί τότε και το όργανο FASER, ώστε να γίνει μεγαλύτερο και πιο ευαίσθητο. Στο πενταετές πρόγραμμα FASER, που υπήρξε πρωτοβουλία φυσικών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Ιρβάιν, θα συνεργασθούν 30 έως 40 επιστήμονες από διάφορες χώρες του κόσμου (σχετικά λίγοι σε σχέση με άλλα πειράματα του CERN). «Πριν από επτά χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν το μποζόνιο του Χιγκς στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, ολοκληρώνοντας ένα κεφάλαιο στην αναζήτηση μας για τους θεμέλιους λίθους του σύμπαντος, όμως τώρα αναζητούμε νέα σωματίδια. Το πρόβλημα της σκοτεινής ύλης δείχνει ότι δεν ξέρουμε από τι αποτελείται το μεγαλύτερο μέρος του σύμπαντος, συνεπώς είμαστε βέβαιοι ότι υπάρχουν νέα σωματίδια εκεί έξω», δήλωσε ο επικεφαλής του FASER Τζόναθαν Φενγκ, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Ιρβάιν. http://www.kathimerini.gr/1013253/article/epikairothta/episthmh/prasino-fws-apo-to-cern-gia-neo-peirama-anazhthshs-ths-skoteinhs-ylhs-to-2021

Ποια είναι η νέα θεωρία για τη σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια. Επιστήμονες στη Βρετανία ελπίζουν ότι ίσως έχουν την απάντηση για ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στη σύγχρονη φυσική, ενοποιώντας τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια σε ένα ενιαίο φαινόμενο: ένα ρευστό που κατέχει αρνητική μάζα. Με αυτό τον τρόπο, πιθανώς δίνεται μια εξήγηση για το «σκοτεινό» 95% του σύμπαντος, που δεν απαρτίζεται από τη συνήθη ύλη. Ο δρ Τζέιμι Φάρνες του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, που έκανε τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστρονομίας και αστροφυσικής «Astronomy & Astrophysics”, υποστηρίζει ότι «τόσο η σκοτεινή ύλη όσο και η σκοτεινή ενέργεια μπορούν να ενοποιηθούν σε ένα ρευστό που κατέχει ένα είδος αρνητικής βαρύτητας, απωθώντας όλη την άλλη ύλη μακριά τους». Η σημερινή Φυσική δεν μπορεί να πει τίποτε συγκεκριμένο είτε για τη σκοτεινή ύλη είτε για τη σκοτεινή ενέργεια, παρά μόνο να κάνει εικασίες, καμία από τις οποίες δεν έχει επιβεβαιωθεί μέχρι σήμερα. Προς το παρόν, το «σκοτεινό» σύμπαν γίνεται μόνο έμμεσα αντιληπτό, μέσω των βαρυτικών επιδράσεων πάνω στην λοιπή ύλη που μπορεί να παρατηρηθεί. Η ύπαρξη αρνητικής ύλης είχε στο παρελθόν αποκλεισθεί, επειδή θεωρείται ότι θα γίνεται ολοένα πιο αραιή, όσο το σύμπαν επεκτείνεται, κάτι που έρχεται σε αντίθεση με τις αστρονομικές παρατηρήσεις, από τις οποίες συμπεραίνεται ότι η σκοτεινή ενέργεια δεν εξασθενεί με το πέρασμα του χρόνου. Όμως η νέα θεωρία προβλέπει ότι οι αρνητικές μάζες δημιουργούνται συνεχώς στο σύμπαν, με συνέπεια το συνολικό ρευστό αρνητικής μάζας να μην αραιώνει διαχρονικά, παρά τη διαστολή του σύμπαντος. Μάλιστα σημειώσεις του ‘Αλμπερτ Αϊνστάιν από το 1918 δείχνουν ότι από τότε εξέταζε την πιθανότητα ύπαρξης αρνητικών μαζών στο σύμπαν. «Οι προηγούμενες απόπειρες να συνδυασθούν η σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ύλη, αποπειράθηκαν να τροποποιήσουν τη θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, κάτι που αποδείχθηκε απίστευτα δύσκολο. Η νέα προσέγγισή μας παίρνει δύο παλαιές ιδέες, συμβατές με τη θεωρία του Αϊνστάιν, τις αρνητικές μάζες και τη δημιουργία ύλης, και τις συνδυάζει. Το αποτέλεσμα φαίνεται μάλλον όμορφο: η σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ύλη ενοποιούνται σε μια ενιαία οντότητα, ενώ και οι δύο πλέον εξηγούνται απλά ως ύλη θετικής μάζας που ‘πλέει’ πάνω σε μια θάλασσα από αρνητικές μάζες» δήλωσε ο Φάρνες. Μια πιθανή απόδειξη αυτής της θεωρίας μπορεί να έλθει από μελλοντικές παρατηρήσεις του ραδιοτηλεσκοπίου SKA (Square Kilometre Array). https://www.pentapostagma.gr/2018/12/%cf%80%ce%bf%ce%b9%ce%b1-%ce%b5%ce%af%ce%bd%ce%b1%ce%b9-%ce%b7-%ce%bd%ce%ad%ce%b1-%ce%b8%ce%b5%cf%89%cf%81%ce%af%ce%b1-%ce%b3%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%b7-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae.html

«Σκοτεινός» τυφώνας θα χτυπήσει τη Γη. Μπροστά σε μία πρωτοφανή πρόκληση βρίσκονται οι αστρονόμοι, καθώς ένα συμπαντικό γεγονός είναι έτοιμο να ρίξει φως σε μια «σκοτεινή» πτυχή του Διαστήματος. Οι επιστήμονες προβλέπουν ότι ένας «τυφώνας σκοτεινής ύλης» θα συγκρουστεί με τη Γη, δίνοντας την ευκαιρία στην ανθρωπότητα να ρίξει μια πρώτη, πιο κοντινή και όχι τόσο κλεφτή… ματιά στα μυστηριώδη, αόρατα αυτά σωματίδια. Μην πανικοβάλλεστε ωστόσο, καθώς η… συνάντηση αυτή του πλανήτη μας με το «σκοτεινό» τυφώνα, όχι μόνο δεν πρόκειται να προκαλέσει κάποια βιβλική καταστροφή, αλλά ούτε που θα το καταλάβουμε… Όπως ισχυρίζονται οι επιστήμονες, ο τυφώνας είναι απλά μία εξαιρετική ευκαιρία για πάρουν ορισμένες από τις απαντήσεις που αναζητούν σχετικά με τη σκοτεινή ύλη. Σε ολόκληρο τον Γαλαξία μας, υπάρχει μια σειρά αστρικών ρευμάτων ή συγκεντρώσεις αστεριών που ήταν κάποτε νάνοι γαλαξίες ή συμπλέγματα. Στην αρχαία ιστορία συγκρούστηκαν με τον Milky Way και διαλύθηκαν, αφήνοντας ένα ρεύμα περιπλανώμενων αστέρων που περιβάλλουν το γαλαξιακό κέντρο. Ένα τέτοιο αστρικό ρεύμα, που ονομάστηκε S1 και ανακαλύφθηκε πέρυσι από επιστήμονες που εξετάζουν δεδομένα του δορυφόρο Gaia της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, περνάει κατευθείαν στο «μονοπάτι» του ήλιου μας. Καθώς το ηλιακό μας σύστημα επιταχύνει προς τα εξωτερικά σημεία του Γαλαξία, πετάει μέσα από σκοτεινή ύλη με περίπου 230 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Μια μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στις 7 Νοεμβρίου από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Σαραγόσα, δείχνει ότι η σκοτεινή ύλη που υπάρχει στο συγκεκριμένο ρεύμα μπορεί να ταξιδεύει με διπλάσια ταχύτητα – περίπου 500 χλμ. / δευτ, προσφέροντας μια πολύ καλύτερη πιθανότητα ανίχνευσης της σκοτεινής ύλης. Φυσικά, οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι για το τι συνθέτει τη σκοτεινή ύλη, ωστόσο υπάρχουν αρκετοί… υποψήφιοι, όπως τα μαζικά σωματίδια που αλληλοεπιδρούν ασθενώς (WIMPs), τα μαζικά σωματίδια που αλληλοεπιδρούν με βαρύτητα (GIMPs) και τα axions, υποθετικά στοιχειώδη σωματίδια που έχουν διατυπώσει οι φυσικοί. Επειδή πάντως το αστρικό ρεύμα S1 ταξιδεύει κατευθείαν μέσω του ηλιακού συστήματος, ο τυφώνας της σκοτεινής ύλης είναι πιθανό να διασχίσει τη διαδρομή διάφορων ανιχνευτών που έχουν εγκατασταθεί σε ολόκληρο τον πλανήτη, προκειμένου να «πιάσουν» τα υποθετικά αυτά σωματίδια. Η μελέτη παραδέχεται ότι οι τρέχουσες προσεγγίσεις των ανιχνευτών WIMP πιθανότατα δεν θα «δουν» σκοτεινή ύλη του αστρικού ρεύματος S1. Ωστόσο, είναι προσανατολισμένα να ανιχνεύσουν την «axionic σκοτεινή ύλη», βασισμένη στα υποθετικά σωματίδια των φυσικών. Καθώς ωστόσο η σκοτεινή ύλη θεωρείται ότι αποτελεί το 85% περίπου του σύμπαντος, η ανίχνευση του σωματιδίου ή των σωματιδίων που τη συνθέτουν θα αλλάξει θεμελιωδώς τον τρόπο που βλέπουμε το σύμπαν. Έτσι, όπως… προειδοποιούν οι επιστήμονες, δεν υπάρχει κανένας λόγος ανησυχίας όταν ακούτε τον όρο «τυφώνας σκοτεινής ύλης». Απεναντίας, στην πραγματικότητα, πρόκειται για κάτι καλό. «The only thing it’ll blow is your mind», τονίζουν χαρακτηριστικά οι επιστήμονες. https://www.pentapostagma.gr/2018/11/%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%cf%8c%cf%82-%cf%84%cf%85%cf%86%cf%8e%ce%bd%ce%b1%cf%82-%ce%b8%ce%b1-%cf%87%cf%84%cf%85%cf%80%ce%ae%cf%83%ce%b5%ce%b9-%cf%84%ce%b7-%ce%b3%ce%b7.html

Σκοτεινή Υλη: Πώς οι επιστήμονες προσπαθούν να «φωτίσουν» ένα μεγάλο μυστήριο. Για δεύτερη χρονιά γιορτάζεται διεθνώς φέτος στις 31 Οκτωβρίου, η Ημέρα Σκοτεινής Ύλης (Dark Matter Day), προκειμένου να μάθει περισσότερα η διεθνής κοινή γνώμη για την προσπάθεια των επιστημόνων να φωτίσουν ένα από τα μεγάλα μυστήρια του σύμπαντος. Λιγότερο από το 5% της συνολικής μάζας και ενέργειας του σύμπαντος αποτελεί την ύλη από την οποία έχουν φτιαχτεί οι γαλαξίες, τα άστρα, οι πλανήτες και φυσικά εμείς οι άνθρωποι. Η λεγόμενη σκοτεινή (δηλαδή άγνωστη) ύλη αποτελεί περίπου το 85% της συνολικής μάζας του σύμπαντος και το 26,8% της συνολικής μάζας και ενέργειας του σύμπαντος. Το μεγαλύτερο μέρος της μάζας και ενέργειας του σύμπαντος (το 68,3%) είναι ακόμη πιο μυστηριώδες, καθώς αποτελεί τη λεγόμενη σκοτεινή ενέργεια, η οποία προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος. Με άλλα λόγια, στην πραγματικότητα δεν έχουμε ιδέα για το μεγαλύτερο μέρος του σύμπαντος, παρόλο που υποτίθεται ότι η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια βρίσκονται ολόγυρά μας. Η σκοτεινή ύλη πιστεύεται ότι περιβάλλει με μια τεράστια άλω και συγκρατεί σαν «κόλλα» τους γαλαξίες, έτσι ώστε να περιστρέφονται γρήγορα χωρίς η ύλη τους να σκορπάει στο διάστημα. Γίνεται αντιληπτή έμμεσα μέσω των βαρυτικών επιδράσεων που ασκεί στην «κανονική» ύλη. Φαίνεται να κρύβεται μπροστά στα μάτια μας, αλλά κανένα πείραμα έως τώρα δεν έχει καταφέρει να την παρατηρήσει και να «ξεμασκαρέψει» τη φύση της. Καθόλου τυχαία, ως Μέρα της Σκοτεινής Ύλης έχει ορισθεί η τελευταία μέρα του Οκτωβρίου, όταν σε πολλές χώρες γιορτάζεται το «Χαλοουίν», κάτι σαν τις ελληνικές Απόκριες (αλλά προς το πιο τρομακτικό και μυστικιστικό…). Η σκοτεινή ύλη μπορεί να αποτελείται από σωματίδια. Ως πιθανότερη λύση έχουν προταθεί τα «ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια με μάζα» (WIMPs), που όμως δεν έχουν βρεθεί ακόμη, παρά το πολύχρονο «κυνήγι» τους με υπόγειους ανιχνευτές μέσα σε παλαιά ορυχεία, με επίγειους επιταχυντές σωματιδίων και με διαστημικά τηλεσκόπια. Οι φυσικοί ελπίζουν ότι μια ωραία μέρα ξαφνικά -όπως συνέβη με το επί δεκαετίες μποζόνιο-φάντασμα του Χιγκς- θα δουν στον μεγάλο επιταχυντή αδρονίων του CERN να εμφανίζονται τα σωματίδια WIMPs. Προς το παρόν, διαφωνούν για το πώς πιθανώς είναι ένα τέτοιο σωματίδιο (αν υπάρχει): μπορεί να είναι μεγάλο σαν άτομο υδρογόνου ή μικροσκοπικό ή να έχει πολλά διαφορετικά μεγέθη κ.ο.κ. Όμως μερικοί πιο «αιρετικοί» επιστήμονες πιστεύουν ότι δεν υπάρχει καν σκοτεινή ύλη, αλλά αντίθετα υπάρχει κάτι σοβαρά λανθασμένο στην κατανόησή μας για τη βαρύτητα και τους θεμελιώδους νόμους της φύσης. Σε κάθε περίπτωση, η λύση του μυστηρίου της σκοτεινής ύλης -τόσο σε συμπαντική όσο και σε υποατομική κλίμακα- αποτελεί ένα από τα πιο πιεστικά ζητήματα στα πεδία της σωματιδιακής φυσικής, της αστροφυσικής και της κοσμολογίας. Στην Ελλάδα πάντως δεν έχει προγραμματισθεί κάποια εκδήλωση στο πλαίσιο της Ημέρας Σκοτεινής Ύλης. http://www.kathimerini.gr/992637/article/epikairothta/episthmh/skoteinh-ylh-pws-oi-episthmones-prospa8oyn-na-fwtisoyn-ena-megalo-mysthrio

Κρύβεται σκοτεινή ύλη πίσω από τον θάνατο του νετρονίου; Ένας σκοτεινός πονοκέφαλος Η σκοτεινή ύλη αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος που οι φυσικοί αγωνίζονται εδώ και χρόνια να εξηγήσουν. Ενώ η ύπαρξή της καθίσταται αναμφισβήτητη από τα αστρονομικά δεδομένα, δεν μπορούμε να την δούμε (γι αυτό ονομάστηκε σκοτεινή) και μέχρι στιγμής φαίνεται πως είναι σχεδόν αδύνατον να ανιχνευθεί στα γήινα εργαστήρια. Υπενθυμίζεται ότι το 23% του σύμπαντος αποτελείται από σκοτεινή ύλη, το 72% από σκοτεινή ενέργεια και μόνο το 4,6% από την γνωστή μας ύλη. Οι φυσικοί αναζητούν τα πιθανά σωματίδια σκοτεινής ύλης στα εργαστήρια βαδίζοντας σχεδόν στα τυφλά αφού γνωρίζουν ελάχιστα πράγματα για τα σωματίδια αυτά. Το μόνο σίγουρο είναι ότι αλληλεπιδρούν με εξαιρετικά ασθενή τρόπο με την συνηθισμένη ύλη. Θα μπορούσε η σκοτεινή ύλη να κρύβεται πίσω από ένα πολύ συνηθισμένο φαινόμενο, όπως η διάσπαση του ελεύθερου νετρονίου; Οι φυσικοί Bartosz Fornal και Benjamın Grinstein όχι μόνο απαντούν καταφατικά στο ερώτημα, αλλά προτείνουν και εφικτές πειραματικές μεθόδους που θα μπορούσαν αποδείξουν τους ισχυρισμούς τους. Μια πιθανή εξήγηση είναι άγνωστα συστηματικά σφάλματα να επηρεάζουν τα αποτελέσματα. Όμως, οι δυο θεωρητικοί φυσικοί κατέληξαν σε μια εναλλακτική ερμηνεία: ότι μερικές φορές τα νετρόνια διασπώνται προς ένα άγνωστο σωματίδιο που μπορεί να είναι συστατικό της σκοτεινής ύλης. Ισχυρίζονται ότι ένα τέτοιο σωματίδιο θα μπορούσε να αφήσει μια πολύ χαρακτηριστική υπογραφή σε ανιχνευτές πυρηνικής φυσικής. Ο χρόνος ζωής του νετρονίου Τα τελευταία 20 χρόνια και πλέον οι φυσικοί δεν μπορούν να εξηγήσουν γιατί δυο διαφορετικές πειραματικές τεχνικές δίνουν διαφορετικές τιμές στον χρόνο ζωής του νετρονίου. Ο χρόνος ζωής του νετρονίου είναι περίπου 15 λεπτά. Το νετρόνιο υφίσταται διάσπαση β μετατρεπόμενο σε ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο του ηλεκτρονίου. Η διατήρηση της ενέργειας, του ηλεκτρικού φορτίου, της στροφορμής και άλλων κβαντικών αριθμών υπαγορεύει ότι αυτός είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο μπορούν να διασπαστούν τα νετρόνια σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων. Υπάρχουν δύο βασικές πειραματικές προσεγγίσεις για τη μέτρηση χρόνου ζωής των νετρονίων: η «μέθοδος της φιάλης» και η «μέθοδος δέσμης». Στην «μέθοδο της φιάλης», νετρόνια με ενέργειες της τάξης των νανο-ηλεκτρονιοβόλτ, περιορίζονται σε μια παγίδα ή φιάλη που σχηματίζεται από συνδυασμούς μαγνητικών πεδίων, βαρύτητας και τοιχωμάτων. Ο στόχος είναι να μετρηθούν πόσα από αυτά παραμένουν αδιάσπαστα μετά από ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Ο χρόνος ζωής των νετρονίων τn προκύπτει μετρώντας τον αριθμό των σωματιδίων που επιβιώνουν στην παγίδα μετά από συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Η δεύτερη προσέγγιση, η «μέθοδος της δέσμης», είναι να οδηγηθεί μια δέσμη νετρονίων γνωστής έντασης διαμέσου μιας ηλεκτρομαγνητικής παγίδας και να μετρηθούν τα πρωτόνια που δημιουργούνται σε δεδομένο χρονικό διάστημα. Με την «μέθοδο της δέσμης» ανιχνευτές καταμετρούν τον ρυθμό διάσπασης των νετρονίων σε καθορισμένο όγκο μιας δέσμης νετρονίων. Από την δεκαετία του 1980 τα αποτελέσματα των δυο πειραμάτων συνεχίζουν να διαφέρουν μεταξύ τους. Ενώ η μέθοδος της φιάλης μας λέει ότι τα νετρόνια διασπώνται μετά από περίπου 800 δευτερόλεπτα κατά μέσο όρο (τn = 879.6 ± 0.6 s), τα πειράματα με τη δέσμη νετρονίων δίνουν μεγαλύτερο χρόνο ζωής κατά 8 δευτερόλεπτα (τn = (888.0 ± 2.0 s). Η διαφορά είναι σημαντική διότι δεν μπορεί να αιτιολογηθεί εξαιτίας των τυχαίων ή των γνωστών συστηματικών σφαλμάτων. Μέχρι το 2013, η απόκλιση εκτιμάτο στα 2,9σ. Στη συνέχεια, και ενώ οι πειραματικές διαδικασίες βελτιώθηκαν, η ασυμφωνία αυξήθηκε φθάνοντας στα 4σ. Στην πρόσφατη δημοσίευσή τους οι Fornal και Grinstein [https://arxiv.org/abs/1801.01124] προτείνουν ότι η αυτή η ανωμαλία αυτή μπορεί να είναι ένδειξη της σκοτεινής ύλης. Η ιδέα έγκειται στο ότι ενώ πολλά νετρόνια εξαφανίζονται διαμέσου της βήτα διάσπασης, ένα μικρό κλάσμα (περίπου 1%) θα μπορούσε να διασπάται σε ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης – μια διαδικασία που θα παραβίαζε την διατήρηση του βαρυονικού αριθμού. Ενώ τα πειράματα με τη φιάλη νετρονίων μετρούν και την βήτα και την πιθανή «σκοτεινή» διάσπαση, τα πειράματα με τη δέσμη νετρονίων μετρούν μόνο την διάσπαση βήτα. Το τελικό αποτέλεσμα είναι τα πειράματα με την δέσμη νετρονίων να υπερ-εκτιμούν τον χρόνο ζωής των νετρονίων. Η νέα αυτή πρόταση δεν παρουσιάζει ένα μοναδικό σωματίδιο σκοτεινής ύλης με συγκεκριμένες ιδιότητες, αλλά δείχνει ότι υπάρχουν κι άλλα υποψήφια σωματίδια που εξηγούν τα πειραματικά δεδομένα. Επιπλέον, υποδεικνύει ότι μερικές από τις πιθανές νέες διαδικασίες διάσπασης του νετρονίου θα μπορούσαν να ανιχνευθούν. Έτσι, όταν το νετρόνιο διασπάται σε ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης, παράγονται ταυτόχρονα και ένα ζεύγος ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου ή ένα φωτόνιο, των οποίων οι ενέργειες καθορίζονται από το μικρό εύρος της επιτρεπόμενης μάζας του σωματιδίου της σκοτεινής ύλης. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των Fornal και Grinstein η μάζα του σκοτεινού σωματιδίου πρέπει να είναι από 937,9 έως 938,8 MeV. Δεδομένου ότι το νετρόνιο έχει μάζα 939.6 MeV, τότε το φωτόνιο που προκύπτει στην υποτιθέμενη διάσπαση θα πρέπει να έχει ενέργεια περίπου 0,8 – 1,7 MeV. Αυτά τα φωτόνια θα μπορούσαν να παρατηρηθούν σε πειράματα πυρηνικής φυσικής, αρκεί να περιοριστεί ο θόρυβος του υποβάθρου και κάποιοι πειραματιστές σχεδιάζουν τεχνικές ανάλυσης δεδομένων με στόχο την εξάλειψη του θορύβου. Έτσι, δύο ερευνητικές ομάδες στο Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos στο Νέο Μεξικό – UCNA και UCNtau – αναζητούν προς το παρόν τα φωτόνια (ακτίνες γ) και τα σήματα ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων μέσα στα δεδομένα διάσπασης των νετρονίων. «Οι αναλύσεις των δεδομένων βρίσκονται σε εξέλιξη», λέει ο Peter Geltenbort, μέλος της ομάδας UCNA από το Ινστιτούτο Laue-Langevin στη Γαλλία. Ο Ben Rybolt του πανεπιστημίου του Kennesaw στις ΗΠΑ περιγράφει την πρόσφατη εργασία ως μια «εύλογη προσέγγιση» για την επίλυση της ανωμαλίας των νετρονίων, έχοντας και ο ίδιος εργαστεί σε πιθανές πειραματικές υπογραφές μιας ανταγωνιστικής εξωτικής λύσης – ότι τα νετρόνια μπορεί μερικές φορές να ταλαντώνονται σε «κατοπτρικά νετρόνια» πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου. Αν οι μελλοντικές μετρήσεις της διάρκειας ζωής των νετρονίων δεν αποκαλύψουν τυχόν κρυμμένα συστηματικά σφάλματα, τότε θα υπάρξουν ακόμα περισσότεροι λόγοι για την αναζήτηση τέτοιων εξωτικών λύσεων. http://physicsgg.me/2018/01/21/%ce%ba%cf%81%cf%8d%ce%b2%ce%b5%cf%84%ce%b1%ce%b9-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%8d%ce%bb%ce%b7-%cf%80%ce%af%cf%83%cf%89-%ce%b1%cf%80%cf%8c-%cf%84%ce%bf%ce%bd-%ce%b8%ce%ac%ce%bd/

Κι αν ο πλανήτης 9 είναι μια αρχέγονη μαύρη τρύπα; Η πιθανή ύπαρξη ενός ακόμα πλανήτη, σε μεγάλη απόσταση από τον Ήλιο προβληματίζει τους αστρονόμους εδώ και αρκετά χρόνια. Οφείλεται κυρίως στην παρατήρηση σωμάτων που απέχουν δεκάδες αστρονομικές μονάδες από τον ήλιο, των οποίων οι τροχιές προσομοιώνονται σωστά αν θεωρηθεί η ύπαρξη ενός πλανήτη σε απόσταση πάνω από 300 αστρονομικές μονάδες (ΑU) από τον ήλιο και μάζα συνήθως πολύ μεγαλύτερη από την μάζα της Γης. Αυτός λοιπόν ο υποθετικός ένατος πλανήτης, θα μπορούσε να μην είναι καν πλανήτης με την καθιερωμένη έννοια του όρου. Μια τέτοια εκδοχή υποστηρίζει η πρόσφατη δημοσίευση με τίτλο «What if Planet 9 is a Primordial Black Hole?», των Jakub Scholtz και James Unwin, όπου εξετάζεται η περίπτωση ο πλανήτης 9 να είναι αρχέγονη μαύρη τρύπα. https://arxiv.org/abs/1909.11090 Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες έχουν σχετικά μικρές μάζες και δημιουργήθηκαν αμέσως μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Υποτίθεται πως σχηματίστηκαν εξαιτίας των διακυμάνσεων πυκνότητας στο αρχέγονο σύμπαν και αυτές με τις μικρότερες μάζες μάλλον έχουν εξατμιστεί. Όσες όμως είχαν μεγαλύτερες μάζες μπορεί να υπάρχουν ακόμα, παρότι δεν έχουν εντοπιστεί ακόμα. Οι αστρονόμοι Jakub Scholtz από το πανεπιστήμιο του Durham και ο James Unwin από το πανεπιστήμιο του Illinois, υπέθεσαν ότι ο πλανήτης 9 θα μπορούσε να είναι μια αρχέγονη μαύρη τρύπα σε τροχιά γύρω από τον ήλιο με ακτίνα από 300 έως 1000 AU. Δεδομένου ότι η σύλληψη από το πεδίο βαρύτητας του ηλιακού μας συστήματος είναι μια ερμηνεία για την προέλευση του ένατου πλανήτη, τότε η πιθανότητα σύλληψης μια αρχέγονης μαύρης τρύπας είναι εξ’ ίσου πιθανή. Αν έχει μάζα 5 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης και μια ακτίνα περίπου 4 εκατοστών, τότε έχει θερμοκρασία Hawking 0,004Κ, πολύ μικρότερη από την θερμοκρασία των 2,7Κ που αντιστοιχεί στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου – οπότε ξεχάστε την περίπτωση να ανιχνεύσουμε την ακτινοβολία Hawking που εκπέμπει. Όμως, σύμφωνα με τους υπολογισμούς των ερευνητών Scholtz και Unwin, θα μπορούσε να ανιχνευθεί το σήμα που προκαλεί η πιθανή εξαΰλωση της σκοτεινής ύλης που συσσωρεύεται στην άλω της μαύρης τρύπας. Έτσι, για να στηρίξουν την υπόθεση (!) της αρχέγονης μαύρης τρύπας στην θέση του υποθετικού (!) πλανήτη 9, οι εν λόγω ερευνητές προτείνουν ειδικές παρατηρήσεις για κινούμενες πηγές ακτίνων Χ, γάμμα και άλλων ακτίνων κοσμικής ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας, που πιθανώς να εκπέμπει η άλως της σκοτεινής ύλης, εφόσον ισχύει η υπόθεση εξαΰλωσης της σκοτεινής ύλης (!). Όμως αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο προχωράει η επιστήμη. https://physicsgg.me/2019/10/01/%ce%ba%ce%b9-%ce%b1%ce%bd-%ce%bf-%cf%80%ce%bb%ce%b1%ce%bd%ce%ae%cf%84%ce%b7%cf%82-9-%ce%b5%ce%af%ce%bd%ce%b1%ce%b9-%ce%bc%ce%b9%ce%b1-%ce%b1%cf%81%cf%87%ce%ad%ce%b3%ce%bf%ce%bd%ce%b7-%ce%bc%ce%b1/