Τετάρτη 18 Ιανουαρίου 2012

Στίβεν Χόκινγκ

Ο Στίβεν Χόκινγκ έδωσε συνέντευξη στο περιοδικό New Scientist. Μετά από τις απαντήσεις του το περιοδικό έδωσε συμπληρωματικές εξηγήσεις για τις έννοιες που περιγράφει ο Χόκινγκ.
– Ποια ήταν η πιο ενδιαφέρουσα εξέλιξη στη Φυσική κατά τη διάρκεια της σταδιοδρομίας σας;
«Η ανακάλυψη από το COBE απειροελάχιστων μεταβολών στη θερμοκρασία της μικροκυματικής κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου και η επακόλουθη επιβεβαίωση από το WMAP ότι αυτές βρίσκονται σε άριστη συμφωνία με τις προβλέψεις του πληθωρισμού. Ο δορυφόρος Planck ίσως ανιχνεύσει το αποτύπωμα των βαρυτικών κυμάτων που προβλέπονται από τον πληθωρισμό. Κάτι τέτοιο θα είναι σαν να βλέπουμε την κβαντική βαρύτητα γραμμένη στον ουρανό».

«New Scientist»: Οι δορυφόροι COBE και WMAP μέτρησαν τη μικροκυματική κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, τα υπολείμματα της Μεγάλης Έκρηξης που είναι διάχυτα σε όλο το Διάστημα. Η θερμοκρασία της είναι σχεδόν απόλυτα ομοιόμορφη – κάτι το οποίο αποτέλεσε σημαντική ενίσχυση για τη θεωρία του πληθωρισμού, η οποία προβλέπει ότι το Σύμπαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη πέρασε μια περίοδο υπερβολικά γρήγορης επέκτασης η οποία ίσιωσε όλες τις ζάρες του.
Αν ο πληθωρισμός συνέβη πράγματι, θα πρέπει να έστειλε κυματισμούς – βαρυτικά κύματα – σε όλον τον χωροχρόνο, κάτι το οποίο θα προκαλούσε στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου μεταβολές θερμοκρασίας υπερβολικά μικρές ώστε να έχουν εντοπισθεί ως τώρα. Ο δορυφόρος Planck, η αποστολή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος για μια ακόμη ακριβέστερη μελέτη της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, μάλλον θα μπορέσει να τις δει.
– Ο Αϊνστάιν έλεγε ότι η κοσμολογική σταθερά ήταν η «μεγαλύτερη γκάφα» του. Ποια ήταν η δική σας;
«Κάποτε πίστευα ότι οι πληροφορίες καταστρέφονται μέσα στις μαύρες τρύπες. Η αντιστοιχία AdS/CFT με έκανε όμως να αλλάξω γνώμη. Αυτή ήταν η μεγαλύτερη γκάφα μου ή τουλάχιστον η μεγαλύτερη γκάφα μου στην επιστήμη».
«NS»: Οι μαύρες τρύπες καταβροχθίζουν οτιδήποτε βρεθεί πολύ κοντά τους, συμπεριλαμβανομένων των πληροφοριών. Το 1975, όμως, μαζί με τον ισραηλινό φυσικό Jacob Bekenstein, ο Χόκινγκ έδειξε ότι οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν αργά ακτινοβολία, με αποτέλεσμα σιγά σιγά να εξατμίζονται και τελικά να εξαφανίζονται. Τι γίνεται τότε με τις πληροφορίες που έχουν καταπιεί; Ο κ. Χόκινγκ υποστήριζε επί δεκαετίες ότι καταστρέφονται – μια μεγάλη πρόκληση για τις θεωρίες της συνέχειας και του αιτίου και αιτιατού.
Το 1997 ωστόσο ο θεωρητικός Juan Maldacena ανέπτυξε μια μαθηματική συντόμευση, την αντιστοιχία Anti-de-Sitter/σύμμορφης θεωρίας πεδίου ή εν συντομία AdS/CFT. Αυτή συνδέει γεγονότα που βρίσκονται σε μια γεωμετρία στρεβλωμένου χωροχρόνου όπως αυτή που επικρατεί μέσα σε μια μαύρη τρύπα με την απλούστερη φυσική που παρατηρείται στα όριά της.
Το 2004 ο Χόκινγκ χρησιμοποίησε αυτή την αντιστοιχία για να δείξει πώς οι πληροφορίες μιας μαύρης τρύπας διαρρέουν ξανά πίσω στο Σύμπαν μας μέσω κβαντομηχανικών διαταραχών στα όριά της, δηλαδή στον λεγόμενο ορίζοντα γεγονότων της. Η αποκήρυξη της προηγούμενης θεωρίας του κόστισε στον Χόκινγκ ένα στοίχημα που είχε βάλει με τον συνάδελφό του θεωρητικό φυσικό John Preskill μία δεκαετία νωρίτερα.
– Ποια ανακάλυψη θα έφερνε μεγαλύτερη επανάσταση στην κατανόησή μας για το Σύμπαν;
«Η ανακάλυψη υπερσυμμετρικών εταίρων των γνωστών θεμελιωδών σωματιδίων, ίσως στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων. Κάτι τέτοιο θα αποτελούσε ισχυρή ένδειξη υπέρ της θεωρίας Μ».
«NS»: Η αναζήτηση υπερσυμμετρικών σωματιδίων αποτελεί έναν από τους βασικούς στόχους του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN. Το Καθιερωμένο Μοντέλο της Σωματιδιακής Φυσικής θα συμπληρωνόταν με την εύρεση του μποζονίου Χιγκς, έχει όμως επίσης αρκετά προβλήματα τα οποία θα λύνονταν αν όλα τα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια είχαν έναν βαρύτερο «υπερεταίρο». Ενδείξεις υπέρ της υπερσυμμετρίας θα στήριζαν τη θεωρία Μ – την 11 διαστάσεων εκδοχή της θεωρίας των χορδών που αποτελεί αυτή τη στιγμή τον επικρατέστερο υποψήφιο για μια «θεωρία των πάντων» η οποία θα ενώνει τη βαρύτητα με τις άλλες δυνάμεις της φύσης

Τετάρτη 11 Ιανουαρίου 2012

ΜΑΥΡΗ ΤΡΥΠΑ

ΗΛΙΑΚΗ ΚΑΤΑΙΓΙΔΑ


Το γήινο μαγνητικό πεδίο που μας προστατεύει από τη θανάσιμη ακτινοβολία η οποία φθάνει από το εξωτερικό διάστημα, αποδυναμώνεται εντυπωσιακά. Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι η ισχύς του έχει μειωθεί αρκετά κατά τη διάρκεια των προηγούμενων δύο αιώνων και θα μπορούσε να εξαφανιστεί κατά τη διάρκεια των επόμενων 1.000 ετών.
* Το γήινο μαγνητικό πεδίο έχει εξαφανιστεί πολλές φορές κατά το παρελθόν, ως προοίμιο στην αλλαγή των μαγνητικών πόλων, όταν ο Βορράς γίνεται Νότος και αντίστροφα. Αυτές οι αντιστροφές συμβαίνουν περίπου κάθε 250.000 έτη, και δεδομένου ότι δεν έχει γίνει καμιά τέτοια αντιστροφή για σχεδόν ένα εκατομμύριο έτη, είμαστε σίγουροι ότι πλησιάζει σύντομα.

* Μια αντιστροφή του γήινου μαγνητικού πεδίου θα μπορούσε να συμβεί πιο σύντομα από όσο νομίζαμε μέχρι τώρα, δηλώνουν  Ολλανδοί επιστήμονες που αναφέρουν ότι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας γίνεται βαθμιαία όλο και λιγότερο σταθερό.


* Τον Νοέμβριο του 2002 σελίδα του Observer  αναφέρει ότι οι ακτίνες του ήλιου θα κάψουν τη Γη καθώς οι πόλοι θα αναστραφούν.


* Για περισσότερο από 100 έτη, οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει ότι η ισχύς του γήινου μαγνητικού πεδίου έχει μειωθεί, αλλά έχουν διαφωνήσει για τις ερμηνείες. Μερικοί είπαν ότι ήταν ένας πρόδρομος της αντιστροφής, ενώ άλλοι υποστήριξαν ότι αυτό δείχνει μόνο κάποια προσωρινή μεταβολή στην ισχύ του πεδίου. Αλλά τώρα ο Gauthier Hulot του Γεωφυσικού Ιδρύματος του Παρισιού έχει ανακαλύψει ότι το γήινο μαγνητικό πεδίο φαίνεται να εξαφανίζεται πιο ανησυχητικά κοντά στους πόλους, ένα σαφές σημάδι ότι πλησιάζει μια αναστροφή.
Οι συνέπειες της διαταραχής του μαγνητικού πεδίου της Γης:
Το πόσο θα διαρκέσει μια αντιστροφή είναι ένα θέμα επιστημονικής διαμάχης. Τα αρχεία των προηγούμενων γεγονότων, που ενσωματώνονται στα μεταλλεύματα σιδήρου σε πανάρχαια στρώματα λάβας, εμφανίζουν ότι μερικές μπορούν να διαρκέσουν για χιλιάδες έτη - και εν τω μεταξύ ο πλανήτης μας θα έχει γίνει φούρνος από την ηλιακή ακτινοβολία. Αφ' ετέρου, άλλοι ερευνητές λένε ότι μερικές αναστροφές μπορούν να  διαρκέσουν μόνο μερικές εβδομάδες.
Ακριβώς το τι θα συμβεί όταν θα εξαφανιστεί το γήινο μαγνητικό πεδίο πριν από την επανεμφάνισή του σε έναν αντίστροφο προσανατολισμό είναι επίσης δύσκολο να αξιολογηθεί. Οι πυξίδες θα έδειχναν προς τον λανθασμένο πόλο - μια δευτερεύουσα όμως δυσχέρεια. Το πιο σημαντικό, οι χαμηλής τροχιάς δορυφόροι θα εκτεθούν στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και θα καταστραφούν.
Επιπλέον, πολλά είδη ζώων και πουλιών που μεταναστεύουν - από τα χελιδόνια έως τις άγριες μέλισσες - που στηρίζονται στις έμφυτες δυνατότητες τους να ακολουθούν το γήινο μαγνητικό πεδίο, δεν είναι δυνατόν να γνωρίζουμε τη μοίρα τους.
Όσον αφορά στους ανθρώπους, ο μεγαλύτερος κίνδυνος θα προερχόταν από τις έντονες εκρήξεις της ηλιακής ακτινοβολίας. Κανονικά αυτές αντιμετωπίζονται από το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας στο διάστημα. Εντούτοις, εάν εξαφανιστεί, θύελλες σωματιδίων θα αρχίσουν να βομβαρδίζουν την ατμόσφαιρα.
"Αυτά τα ηλιακά σωματίδια {= ηλιακή καταιγίδα} μπορεί να έχουν βαθιές επιδράσεις", είπε ο Δρ Paul Murdin, του Ιδρύματος της Αστρονομίας στο  Κέιμπριτζ. "Στον Άρη, όταν το μαγνητικό πεδίο του απέτυχε να γίνει μόνιμο, πριν δισεκατομμύρια έτη, οδήγησε στην διάλυση της ατμόσφαιρας του. Στη Γη, η έλλειψή του θα θερμάνει την ανώτερη ατμόσφαιρα με τεράστια, απρόβλεπτα αποτελέσματα πάνω στο κλίμα."
Από την ιστορία
Οι επιστήμονες από καιρό ξέρουν ότι ο μαγνητικός πόλος μετακινείται. Ο James Ross εντόπισε το Βόρειο Πόλο για πρώτη φορά το 1831 μετά από ένα εξαντλητικό αρκτικό ταξίδι κατά τη διάρκεια του οποίου το σκάφος του είχε κολλήσει στον πάγο για τέσσερα χρόνια.
Κανένας άλλος δεν ξαναπήγε εκεί κατά τον 19ο αιώνα. Το 1904, ο Roald Amundsen βρήκε τον Βόρειο Πόλο αλλά ανακάλυψε ότι είχε μετακινηθεί τουλάχιστον 50 km από την εποχή του Ross.
Ο Βόρειος Πόλος συνεχίζει να κινείται, κατά τη διάρκεια του 20ού αιώνα, με μια μέση ταχύτητα 10 km ετησίως. Πρόσφατα όμως επιταχύνθηκε και έφτασε τα 40 km ετησίως, λέει o Newitt.
Μια τέτοια κάμψη ακόμα θα μπορούσε να έχει και σημαντικά αποτελέσματα, ειδικά στις περιοχές όπου η εξασθένιση είναι  εντονότερη.
Πάνω από το Νότιο Ατλαντικό Ωκεανό, μια συνεχής εξασθένιση του μαγνητικού πεδίου έχει ελαττώσει την προστατευτική επίδραση του μαγνητικού πεδίου από τη φυσική ακτινοβολία, που βομβαρδίζει τον πλανήτη μας από το διάστημα, λένε οι επιστήμονες.
Κατά συνέπεια, οι δορυφόροι που περιστρέφονται σε χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη, μένουν τρωτοί σε αυτή την ακτινοβολία καθώς περνούν πάνω από την περιοχή του Ατλαντικού, γνωστή ως Νότια Ατλαντική ανωμαλία.
Μεταξύ των δορυφόρων που έχουν πέσει θύμα στα βλαβερά αποτελέσματα της ακτινοβολίας ήταν ένας δορυφόρος της Δανίας που είχε σκοπό, κατά ειρωνικό τρόπο, να μετρήσει το γήινο μαγνητικό πεδίο, αναφέρει ο Bloxham. Η αποδυνάμωση - εάν συνδέεται με μια εν συνέχεια μεγάλη εισροή της ακτινοβολίας υπό μορφή πρωτονίων, που ρέουν από τον ήλιο - μπορεί επίσης να έχει επιπτώσεις και στη χημεία της ατμόσφαιρας, λέει ο Charles Jackman του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA. Αυτό το γεγονός μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές αλλά προσωρινές απώλειες ατμοσφαιρικού όζοντος, είπε.Πηγή: physics4u.gr
 
Και ερχόμαστε στο αύριο:
Τα σενάρια για το τέλος του κόσμου στις 21 Δεκεμβρίου του 2012 είναι πολλά. Σε αυτά ήρθε να προστεθεί μία ανακοίνωση της Nasa που έχει προκαλέσει πολλές συζητήσεις στους κόλπους της επιστημονικής κοινότητας για το πώς θα αντιμετωπιστεί: η ηλιακή καταιγίδα που θα συμβεί στις 22 Σεπτεμβρίου 2012 και που όμοια της δεν θα έχει ξαναζήσει ο πλανήτης μας.


Οι ηλιακές καταιγίδες είναι κάτι σύνηθες για τη γη και συμβαίνουν κάθε έντεκα χρόνια. Για ποιο λόγο όμως ανησυχούν τώρα οι επιστήμονες; Λόγω της υπερβολικής αδράνειας του ήλιου τα τελευταία χρόνια, όπου οι εκρήξεις στην επιφάνειά του είναι εξαιρετικά λιγότερες έως και ανύπαρκτες σε σύγκριση με αυτές που υπήρχαν πριν από τις προγενέστερες ηλιακές καταιγίδες.


Ποιες θα είναι οι συνέπειες της ηλιακής καταιγίδας του 2012.


Ποιες είναι όμως οι τρεις άμεσες συνέπειες από την ηλιακή καταιγίδα που θα συμβεί στις 22 Σεπτεμβρίου του 2012 και που ενδεχομένως θα μπορέσουμε να τις αντιληφθούμε όλοι μας;


• Καταστροφή των δικτύων διανομής ρεύματος
• Έλλειψη νερού
• Διακοπή όλων των τηλεπικοινωνιών


Τι δήλωσε ο φυσικός Michio Kaku, για τις συνέπειες που θά έχει στη ζωή μας


Ένας από πρώτους επιστήμονες διεθνούς κύρους που μίλησε ανοιχτά στο κοινό για την επερχόμενη ηλιακή καταιγίδα και πώς θα πρέπει να προετοιμαστούμε για την αντιμετώπισή της, είναι ο θεωρητικός φυσικός Michio Kaku, καθηγητής στο πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, που προχώρησε στις ακόλουθες δηλώσεις:


«Κάθε 11 χρόνια ο ήλιος απελευθερώνει ενέργεια, ένα τσουνάμι ραδιενέργειας που μπορεί να διακόψει τις επικοινωνίες, τους δορυφόρους, οτιδήποτε υπάρχει εκεί έξω στο διάστημα. Το ίντερνετ, η τηλεόραση, κ.ά, θα μπορούσαν να διακοπούν οι λειτουργίες τους στις 22 Σεπτεμβρίου οπότε και έχουμε το κορύφωμα του φαινομένου. Δηλαδή μεταβάλλεται το μαγνητικό πεδίο του ήλιου, αλλάζουν ο βόρειος και ο νότιος πόλος του ήλιου απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ραδιενέργειας που λίγα λεπτά αργότερα θα φτάσουν στη γη με αποτέλεσμα να διακοπούν όλες οι δορυφορικές επικοινωνίες μας.»


Γιατί δεν γνωρίζαμε όμως σχεδόν τίποτα για το συγκεκριμένο θέμα, ενώ είναι τόσο σοβαρό; Ο Michio Kaku αναφέρει χαρακτηριστικά: «Νομίζαμε ότι ο επόμενος κύκλος θα ήταν ήρεμος. Δεν χρησιμοποιήσαμε σωστά τα δεδομένα μας. Και γι’ αυτό τώρα μιλάμε για συναγερμό. Κάναμε ένα λάθος. Ο επόμενος κύκλος που το κορύφωμά του θα είναι το 2012 θα είναι πολύ πιο σοβαρός απ’ ό,τι νομίζαμε αρχικά.»


Ο ίδιος ο καθηγητής όμως θεωρεί ότι έχουμε αρκετό χρόνο στη διάθεσή μας για να αντιμετωπίσουμε το φαινόμενο. Εκτιμά ότι με την κατασκευή των σωστών συστημάτων και την ενδυνάμωση των δορυφόρων θα είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε εκ των προτέρων ποιες θα είναι ακριβώς οι συνέπειες από την ηλιακή καταιγίδα, και ότι έχουμε αρκετό χρόνο στη διάθεσή μας για  να τις καταπολεμήσουμε.


Από την άλλη πλευρά η Nasα εκφράζει τον τελευταίο καιρό αμφιβολίες για την ακρίβεια της πρόβλεψής της και θεωρεί ως πιθανότερη ημερομηνία για την εκδήλωση της πρωτοφανούς ηλιακής καταιγίδας τον Μάϊο του 2013. Αν κάτι τέτοιο συμβεί , λένε οι "λάτρεις" της καταστροφολογίας για το 2012, τότε "το τέλος του κόσμου θα φτάσει με πέντε μήνες καθυστέρηση!" 

Κυριακή 8 Ιανουαρίου 2012

Φυσικά... πειραματικά!: Η Επιστημονική φαντασία ως διαθεματικό διδακτικό ε...

Φυσικά... πειραματικά!: Η Επιστημονική φαντασία ως διαθεματικό διδακτικό ε...: Με δεδομένη τη μικρή διείσδυση των θετικών μαθημάτων στα αγαπημένα των μαθητών, η κυριότερη επαφή του κοινού με την επιστήμη, τις διαδικασίε...

ΚΟΣΜΟΕΙΔΩΛΟ:

ΚΟΣΜΟΕΙΔΩΛΟ:

ΚΟΣΜΟΕΙΔΩΛΟ: ΤΡΟΦΗ ΓΙΑ ΣΚΕΨΗ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑ...

ΚΟΣΜΟΕΙΔΩΛΟ: ΤΡΟΦΗ ΓΙΑ ΣΚΕΨΗ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑ...

Πέμπτη 5 Ιανουαρίου 2012

Πώς χάθηκαν 6 διαστάσεις που διέθετε κάποτε ο σημερινός τρισδιάστατος Κόσμος μας

Ένα μακροχρόνιο αίνιγμα της θεωρίας των υπερχορδών, μια αμφιλεγόμενη αλλά δημοφιλής θεωρία, γιατί το σύμπαν έχει μόνο τρεις διαστάσεις κι όχι εννέα, λύθηκε με τη βοήθεια προσομοίωσης σε ένα υπερ-υπολογιστή. 
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος δεν μπορεί πραγματικά να φανταστεί έναν χώρο με περισσότερες από τρεις διαστάσεις. Όμως, οι θεωρητικοί λένε ότι δεν υπάρχει μαθηματικός λόγος που δεν μπορούν να υπάρξουν περισσότερες τέτοιες κατευθύνσεις. Πράγματι, η θεωρία των υπερχορδών επιμένει ότι υπάρχουν. Αυτό που τους κάνει να το υποστηρίζουν  είναι ότι αυτό το μοντέλο καταφέρνει να προσφέρει μια ενιαία εξήγηση για διαφορετικά ανόμοια δομικά στοιχεία της φύσης και φυσικές δυνάμεις.
superstrings-art Η θεωρία των υπερχορδών θεωρεί ότι τα στοιχειώδη σωματίδια της φύσης, είναι μικροσκοπικές χορδές και ο τρόπος που πάλλονται δημιουργούν τα σωματίδια που βλέπουμε.

Η θεωρία των υπερχορδών – η οποία στην πραγματικότητα είναι μία από τις πολλές εκδοχές της θεωρίας χορδών – υποστηρίζει ότι τα σωματίδια της φύσης μπορούν όλα να εκπροσωπούνται από τους διαφορετικούς τρόπους που πάλλονται μικροσκοπικές χορδές σε πολλές διαστάσεις.
Μια συχνή αντίρρηση στη θεωρία των χορδών είναι ότι είναι μη-ελέγξιμη, μια κριτική που οι υποστηρικτές της θεωρίας συχνά αμφισβητούν, αν και δεν έχει περάσει καμία πραγματική δοκιμασία (έλεγχο) με ευρεία συμφωνία των φυσικών.
Ένα πράγμα που οι περισσότεροι φυσικοί συμφωνούν είναι ότι το σύμπαν δημιουργήθηκε με μία έκρηξη σε ένα απειροελάχιστο σημείο. Αρκετές παρατηρήσεις, που περιλαμβάνουν και ότι το σύμπαν συνεχώς επεκτείνεται σαν συνέχεια αυτής της αρχέγονης έκρηξης, υποστηρίζουν αυτή την ιδέα – το λεγόμενο Bin Bang. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν ήταν σε θέση έως τώρα να διευκρινίσουν λεπτομερώς τον τρόπο που συνέβη αυτό το «Big Bang».
Στη θεωρία των υπερχορδών, μία από τις επιτρεπόμενες δονήσεις των χορδών αντιστοιχεί σε ένα σωματίδιο που μεταφέρει τη δύναμη της βαρύτητας. Οι συνήγοροι των υπερχορδών λένε πως αυτό το χαρακτηριστικό οδηγεί σε ένα άλλο πλεονέκτημα: φέρνει τα στοιχειώδη σωματίδια ως μία ομάδα κάτω από την ομπρέλα της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν – ένα εξαιρετικά ισχυρό μοντέλο του σύμπαντος, αλλά δυστυχώς αυτό περιγράφει κυρίως τη βαρύτητα και δυσκολεύεται να φωτίσει τον κόσμο των υποατομικών σωματιδίων. Επεκτείνοντας την εμβέλεια της γενικής σχετικότητας σε αυτό το μικροσκοπικό επίπεδο, οι ερευνητές πιστεύουν ότι μπορούν να εισχωρήσουν πιο βαθιά στη φύση του Big Bang.
Ένα υπόλοιπο ανεπίλυτο ζήτημα ήταν ότι οι υπολογισμοί δεν ήταν σε θέση να εξηγήσουν τις επιπλοκές που προκύπτουν από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των χορδών.
Στη νέα μελέτη, τρεις φυσικοί που δουλεύουν στον μεγάλο επιταχυντή των πανεπιστημίων Shizuoka και Osaka,  δήλωσαν ότι ανέπτυξαν μια μαθηματική μέθοδο για να ξεπεραστεί το τελευταίο αυτό πρόβλημα. Έτσι, με αυτή τη μέθοδο κατάφεραν να προσομοιώσουν τη γέννηση του σύμπαντος, σαν να είχε αρχίσει με εννέα χωρικές διαστάσεις, όπως ισχυρίζεται η θεωρία των υπερχορδών.
Καθώς η προσομοίωση συνεχίστηκε, τρεις από αυτές τις διαστάσεις αποδείχθηκε ότι υποβάλλονται σε μια διαστολή γεγονός που τους επέτρεψε να γίνουν ορατές σήμερα, αναφέρουν οι επιστήμονες. Οι υπόλοιπες διαστάσεις παραμένουν κρυμμένες. Οι θεωρητικοί των χορδών θεωρούν ότι οι αόρατες πρόσθετες χωρικές διαστάσεις είναι διπλωμένες, έτσι ώστε να γίνονται σημαντικές μόνο σε μικροσκοπικές κλίμακες.
Το περιεχόμενο της έρευνας
Σε αυτή τη μελέτη, η ομάδα δημιούργησε μία μέθοδο για τον υπολογισμό μεγάλων πινάκων, οι οποίοι αντιπροσωπεύουν τις αλληλεπιδράσεις των χορδών, και υπολόγισαν πως ο χώρος με τις 9 διαστάσεις αλλάζει με τον χρόνο.
Αν κάποιος πάει αρκετά πίσω στο χρόνο, ο χώρος πράγματι εκτεινόταν σε 9 διευθύνσεις, αλλά στη συνέχεια κάποια στιγμή μόνο 3 από αυτές τις κατευθύνσεις άρχισαν να αναπτύσσονται με ταχείς ρυθμούς. Το αποτέλεσμα αυτό δείχνει, για πρώτη φορά, ότι ο 3-διάστατος χώρος που ζούμε στην πραγματικότητα αναδύεται από ένα 9-διάστατο χώρο που προβλέπει η θεωρία των υπερχορδών. Έτσι, τα νέα ευρήματα υποστηρίζουν τη θεωρία των υπερχορδών.
Οι τρεις ερευνητές έκαναν προσομοιώσεις με τον υπερυπολογιστή Hitachi SR16000 (θεωρητική ισχύς 90 Terra Flops) στο Πανεπιστήμιο του Κιότο. Τέλος, η έρευνα θα μπορούσε, να επεκταθεί και να βοηθήσει ώστε να εξηγήσει επιπλέον μυστήρια της φύσης, όπως γιατί το σύμπαν διαστέλλεται με ολοένα αυξανόμενο ρυθμό, πιστεύουν οι ερευνητές.
Η σημασία της έρευνας είναι μεγάλη γιατί καθιερώνει τη χρήση των υπερυπολογιστών για την ανάλυση της θεωρίας των υπερχορδών. Επίσης, θα πρέπει πλέον να είναι δυνατόν να μας προσφέρουν μια θεωρητική κατανόηση του πληθωρισμού, που πιστεύεται ότι έλαβε χώρα στις απαρχές του σύμπαντος και αναπτύχθηκε σαν θεωρία από τους Katsuhiko Sato και Alan Guth ανεξάρτητα στις αρχές του 1980, αλλά και την επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος, που η ανακάλυψη της έδωσε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής στον Saul Perlmutter.
Αναμένεται ότι θα αναπτυχθεί κι άλλο η θεωρία των υπερχορδών και να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην επίλυση τέτοιων γρίφων της σωματιδιακής φυσικής, όπως η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης που προτείνεται από αστρονομικές παρατηρήσεις και το σωματίδιο Higgs, το οποίο αναμένεται να ανακαλυφθεί από τα πειράματα στον LHC.
Τα αποτελέσματα της έρευνας πρόκειται να δημοσιευθούν στο περιοδικό Physical Review Letters.

Τετάρτη 4 Ιανουαρίου 2012

ΤΑ ΣΧΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΦΥΣΗΣ

Το σύμπαν στην κλίμακα υπερσμηνών γαλαξιών
Και λίγα λόγια για το σχήμα των υπερσμηνών γαλαξιών, των μεγαλύτερων δομικών μονάδων του σύμπαντος, από το βιβλίο του αστροφυσικού Igor Novikov, " Οι μαύρες τρύπες και το σύμπαν ", Τραυλός 2002 :
" Πρόσφατα, οι Αμερικανοί αστροφυσικοί Peebles, Gregory και Thomson και οι Einasto, Saar και Jeveer στην Εσθονία της ΕΣΣΔ, ανακάλυψαν ότι η μεγαλύτερη κλίμακα ασυνεχούς γαλαξιακής κατανομής φαίνεται ως " κυτταρική δομή. " Τα " τοιχώματα του κυττάρου " περιέχουν πολλούς γαλαξίες και σμήνη γαλαξιών, ενώ ο χώρος μέσα στο κύτταρο είναι άδειος. Το μέγεθος του κυττάρου είναι περίπου 300 εκατομμύρια έτη φωτός, ενώ μόνο τα τοιχώματά του έχουν πάχος περίπου 10 εκατομμύρια έτη φωτός. Μεγάλα σμήνη γαλαξιών βρίσκονται στους δεσμούς της κυτταρικής δομής. Τα υπερσμήνη αποτελούν ένα τμήμα αυτού του κυτταρικού συστήματος. Συχνά παρουσιάζουν σημαντική επιμήκυνση και μοιάζουν με " νήματα. " Τα υπερσμήνη εμπεριέχουν σε διάφορα σημεία τους γιγαντιαία κενά, μέσα στα οποία δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου φωτεινές πηγές. Tι συναντάμε όμως στην αμέσως επόμενη βαθμίδα αυτής της ιεραρχικής κλίμακας ;

Ρώσικες ξύλινες κούκλες μπαμπούσκα
Kαθεμία από τις κούκλες αναπαριστά την θεωρητική κατανόηση της φύσης μέχρι μια ορισμένη κλίμακα μήκους. Κάθε κούκλα περιέχει μια μικρότερη, η οποία αντιστοιχεί στη θεωρία που περιγράφει τη φύση σε μικρότερες κλιμακες. Η μεγαλύτερη, στο κέντρο, αναπαριστά την κλασσική φυσική. Η αμέσως μικρότερη, αριστερά, την πυρηνική κι ατομική φυσική. Η επόμενη, δεξιά, τις μεγάλες ενοποιημένες θεωρίες. Και η πολύ μικρή, κάτω δεξιά, τη φυσική της κλίμακας Plank. Το μήκος Plank είναι το θεμελιώδες ελάχιστο μήκος, μια κλίμακα στην οποία η φύση ενδεχομένως να περιγράφεται από τη θεωρία - Μ που συνενώνει τις πέντε θεωρίες χορδών σ' ένα εννιαίο πλαίσιο όπου ο χωροχρόνος έχει 10 ή 11 διαστάσεις.
Εδώ, βρίσκουμε ένα άλλο φαινόμενο. Μέχρι τώρα συναντούσαμε όλο και περιπλοκότερα συστήματα : μικρά συστήματα σχημάτιζαν ένα ακόμη μεγαλύτερο κ.οκ. Το σύμπαν μοιάζει με μια ρωσική ξύλινη μπαμπούσκα : μια μικρή κούκλα μέσα σε μια μεγαλύτερη, που με τη σειρά της είναι κλεισμένη μέσα μέσα σε μια ακόμα πιο μεγάλη κλπ. Αυτό που αποκαλύφθηκε είναι ότι το σύμπαν αποτελεί την μεγαλύτερη μπαμπούσκα που μπορεί να φανταστεί κανείς. Αφού μέσα στο σύμπαν είναι, κατά μέσον όρο, ομοιογενώς κατανεμημένες μεγάλες νηματοειδείς δομές από " κύτταρα " δεν είναι δυνατόν να σχηματιστούν μεγαλύτερες δομές από αυτά τα στοιχεία. Σε απόσταση μεγαλύτερη από 300 εκατομμύρια έτη φωτός, το σύμπαν αποκαλύπτεται ομοιογενές, έχει δηλαδή παντού τις ίδιες ιδιότητες. Όπως όμως αποδείχτηκε από τις παρατηρήσεις, το σύμπαν παραμένει ομοιογενές για αποστάσεις έως και δέκα δισεκατομμύρια έτη φωτός !
Αρχίζοντας από διαστήματα
100 εκατομμυρίων ετών φωτός ( βλ. κοσμικό άτλαντα ) περίπου, τα ουράνια σώματα και τα περίπλοκα συστήματά τους, αρχίζουν να μοιάζουν με κόκκους άμμου, που κατανέμονται ομοιόμορφα στον χώρο. Καθώς η απόσταση μεγαλώνει, αποκαλύπτεται ότι οι γαλαξίες και τα σμήνη τους εντοπίζονται σε λεπτά στρώματα που σχηματίζουν τοιχώματα κυψελίδων των οποίων οι εσώτερες περιοχές είναι ουσιαστικά άδειες. Μπορεί να λεχθεί ότι η κατανομή των γαλαξιών στο σύμπαν μοιάζει με κερήθρα. Η πυκνότητα των γαλαξιών είναι πολύ υψηλή στα όρια των κυψελίδων της κερήθρας αυτής. Έτσι, μερικά σημαντικά δεδομένα για την δομή και την εξέλιξη του σύμπαντος εξάγονται μ' έναν αξιόπιστο τρόπο : τη διαστολή του, την αρχική του θερμή κατάσταση και τη σύγχρονη κυψελώδη του δομή. "
Το σύμπαν όμως, τι σχήμα έχει ; Αυτό δεν έχει ακόμα απαντηθεί :)
Πηγές στοιχείων : Igor Novikov, " Οι μαύρες τρύπες και το σύμπαν ", Τραυλός 2002, Giles Sparrow, Cosmos, Quercus Pubblishing Ltd 2006, Stephen Hawking, Το σύμπαν σ' ένα καρυδότσουφλο, Κάτοπτρο 2001 κι η ιστοσελίδα που ήδη αναφέρθηκε.

Δευτέρα 2 Ιανουαρίου 2012

ΔΙΑΤΤΟΝΤΕΣ ΑΣΤΕΡΕΣ



Το 2012 ξεκινάει με μία βροχή διαττόντων αστέρων, τους Τεταρτίδες (Quadrantids), που κορυφώνεται τη νύχτα της Τρίτης. Αντίθετα με άλλες «βροχές» που έπεσαν το 2011 και συχνά έγιναν... θύματα της φωτο-ρύπανσης…