Πώς η θρυλική «ηλιόπετρα» οδήγησε τους Βίκινγκ στην Αμερική

Πώς κατάφεραν οι Βίκινγκ να φτάσουν στην Αμερική, δεδομένου ότι δεν γνώριζαν τη χρήση της πυξίδας, και δεν έβλεπαν καν τα άστρα στο διαρκές φως του αρκτικού καλοκαιριού; Ίσως τους βοήθησε η θρυλική «ηλιόπετρα», ένας κρύσταλλος που γινόταν φωτεινός ή σκοτεινός ανάλογα με τη θέση του Ήλιου και την κατεύθυνση του πολωμένου φωτός.
Στις περισσότερες περιοχές του κόσμου, οι αρχαίοι ναυτικοί έβρισκαν το δρόμο τους μετρώντας τις θέσεις των ουράνιων σωμάτων με αστρολάβο ή εξάντα. Οι αρχαίοι Κινέζοι, μάλιστα, είχαν εφεύρει την πυξίδα τον 3ο αιώνα π.Χ.
Στην Ευρώπη, όμως, η πυξίδα δεν ήταν γνωστή μέχρι τις αρχές του 14ου αιώνα, πολύ μετά την ακμή των Βίκινγκ, από τον 8ο έως τον 11ο αιώνα μ.Χ. Ούτως ή άλλως, η πυξίδα μάλλον θα ήταν άχρηστη τόσο κοντά στον (μαγνητικό) Βόρειο Πόλο όπου άκμασαν οι Βίκινγκ....

Θα κλείσουν πάλι τον επιταχυντή LHC στο CERN;

Οι φυσικοί που εργάζονται στον επιταχυντή Large Hadron Collider (LHC), στο CERN, θέλουν να παρατείνουν τη λειτουργία του για ένα ακόμα έτος, πριν το κλείσιμό του για τις επισκευές που εκκρεμούν. Επιπλέον, οι ερευνητές θα ήθελαν από το εργαστήριο να εξετάσει και την περίπτωση ενίσχυσης της συνολικής ενέργειας σύγκρουσης πρωτονίων σε 8 TeV, σε σχέση με την τρέχουσα ενέργεια 7 TeV.
Η απόφαση της διεύθυνσης του CERN αναμένεται μέχρι σήμερα.
Πέρυσι ο LHC έτρεξε σε συνολική ενέργεια σύγκρουσης πρωτονίων 7 TeV (3.5 TeV ανά δέσμη) και το CERN είχε προγραμματίσει να λειτουργήσει στην ιδια ενέργεια μέχρι το Δεκέμβριο του 2011. Στη συνέχεια ο επιταχυντής θα έκλεινε για πάνω από ένα έτος έτσι ώστε να αντικατασταθεί η ελαττωματική διασύνδεση μεταξύ των υπεραγώγιμων μαγνητών του.
Το κλείσιμο θα αναβληθεί μέχρι το 2013;
Σύμφωνα με την τελευταία πρόταση, ο LHC θα συνεχίσει τρέχει στα 7 TeV όλο το 2012, αλλά με μεγαλύτερη ένταση της δέσμης. Το αποτέλεσμα θα είναι περίπου 100 φορές περισσότερες συγκρούσεις μεταξύ των πρωτονίων.
Οι φυσικοί ζητούν επίσης από το CERN να εξετάσει την αύξηση της συνολικής ενέργειας σύγκρουσης μέχρι τα 8 TeV το 2012, και το κλείσιμο για επισκευές να γίνει το 2013.
Ο LHC σχεδιάστηκε για να τρέξει σε μια συνολική ενέργεια σύγκρουσης πρωτονίων 14 TeV, τον Σεπτέμβριο του 2008. Όμως  η βλαβη στους υπεραγώγιμους μαγνήτες έκλεισε τον επιταχυντή για περισσότερο από ένα χρόνο. Όταν τελικά άρχισε να λειτουργεί ξανά το Νοέμβριο του 2009, το πρόβλημα σύνδεσης των μαγνητών δεν είχε επιλυθεί πλήρως. Έτσι το CERN αποφάσισε ότι ο LHC δεν θα μπορούσε να τρέξει με ασφάλεια σε ενέργειες πάνω από 7 TeV.
[ Το TeV είναι μονάδα ενέργειας και ισούται με 10^12 ηλεκτρονιοβόλτ (eV) ή
                         1TeV  =  1 000 000 000 000 eV ]

http://physicsworld.com

Οι μαύρες τρύπες έχουν "φωτοστέφανο"!

O Stephen Hawking ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε ότι τα μυστηριώδη αντικείμενα του διαστήματος που ονομάζουμε μαύρες τρύπες ακτινοβολούν θερμότητα εξαιτίας κβαντικών φαινομένων. Σύμφωνα με τον Hawking οι μαύρες τρύπες δεν είναι πραγματικά μαύρες αλλά λάμπουν όπως ακριβώς τα θερμά αντικείμενα. Επιπλέον, όσο μικρότερες είναι τόσο περισσότερο λάμπουν. Η θερμοκρασία μιας μαύρης τρύπας είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα της. Επιβεβαιώνοντας τη θεωρία του Hawking, οι Tim Johannsen και Δημήτριος Ψάλτης από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson υπολόγισαν ότι οι μαύρες τρύπες θα πρέπει να περιβάλλονται από ένα δαχτυλίδι του φωτός. Το φωτεινό δαχτυλίδι  προέρχεται από φωτόνια που έχουν παγιδευτεί σε μια κυκλική τροχιά γύρω από τη μαύρη τρύπα, λίγο έξω από τον ορίζοντα των γεγονότων της μαύρης τρύπας, τα οποία στη συνέχεια συγκρούονται με το μεσοαστρικό αέριο και πέφτουν μέσα στην τρύπα.

Αυτό το δαχτυλίδι έχει μερικές ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Θα πρέπει να είναι πολύ πιο φωτεινό από το αέριο και τη σκόνη που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα. Θα πρέπει να έχει διάμετρο περίπου δέκα φορές το μέγεθος της μαύρης τρύπας, που σημαίνει ότι θα πρέπει να είναι ορατό και θα παρέχει ένα άμεσο μέτρο της μάζας της μαύρης τρύπας.
Και το πιο σημαντικό. Το σχήμα του θα εξαρτάται από τις ιδιότητες της μαύρης τρύπας, και όχι από τη δομή των αερίων και της σκόνης που πέφτουν στην τρύπα. Το σχήμα του δακτυλίου θα είναι το μέτρο των ιδιοτήτων της μαύρης τρύπας και οποιαδήποτε ασυμμετρία στο δαχτυλίδι θα είναι μια κατάφωρη παραβίαση του θεωρήματος no hair σύμφωνα με τους Johannsen και Ψάλτη. «Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, είναι ο ιδανικός υποψήφιος για απόδειξη του θεωρήματος no hair.

dailygalaxy.com - http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1005/1005.1931v2.pdf

Aνακαλύφθηκε μέϊζερ μεθανόλης στον γαλαξία της Ανδρομέδας

Η λέξη μέϊζερ (MASER) σημαίνει Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation - ενίσχυση μικροκυμάτων με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας. Το μέϊζερ δημιουργεί ισχυρή ακτινοβολία στην περιοχή των μικροκυμάτων, ενώ το γνωστό λέϊζερ είναι πηγή ορατού φωτός.
Τα κοσμικά μέϊζερ δεν είναι κάτι νέο για τους αστρονόμους. Έχουν βρεθεί μέχρι σήμερα πολλές αστρονομικές πηγές ραδιοκυμάτων που εκπέμπουν ακτινοβολία μέϊζερ.  Η έρευνά τους παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον διότι φαίνονται από μεγάλες αποστάσεις και ανιχνεύονται συχνά σε περιοχές του ουρανού στις οποίες σχηματίζονται νέοι αστέρες. Οι αστρονόμοι θεωρούν επίσης ότι μέσω της αποβολής θερμικής ενέργειας παίζουν σημαντικό ρόλο στη συμπύκνωση της μεσοαστρικής σκόνης, που οδηγεί στο σχηματισμό των πρωτοαστέρων. Δημιουργούνται από την εξαναγκασμένη αποδιέγερση διαφόρων μορίων, όπως υδρατμών, υδροξυλίου, μονοξειδίου του πυριτίου και μεθανόλης, αν και δεν έχει εξηγηθεί πλήρως ο μηχανισμός που τα διατηρεί για τόσο μεγάλα χρονικά διαστήματα στην κατάσταση εκπομπής εξαναγκασμένης ακτινοβολίας.

Τα πρώτα κοσμικά μέιζερ ανακαλύφθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1970, και έκτοτε διεξάγονται συστηματικές έρευνες από τα μεγαλύτερα ραδιοτηλεοσκόπια του κόσμου για τον εντοπισμό και την κατάταξή τους βάσει ορισμένων φυσικών παραμέτρων (μέγεθος, λαμπρότητα κ.λπ.). Από το 1977 έως το 1980 στην περιοχή W3 του ουρανού διαπιστώθηκε ότι ορισμένα κοσμικά μέιζερ εμφανίζουν κατά καιρούς σταδιακή αύξηση της λαμπρότητάς τους, που υπερβαίνει το 10%, ενώ στη συνέχεια σταθεροποιούνται στο νέο επίπεδο. Επίσης, τα μέϊζερ που βρίσκονται στην περιοχή του γαλαξιακού κέντρου χαρακτηρίζονται από πολύ μεγάλες ακτινικές ταχύτητες, με κατεύθυνση, μάλιστα, αντίθετη από αυτήν της περιστροφής του γαλαξία. Οι ανακαλύψεις του 1993 αφορούν το νότιο ημισφαίριο του ουρανού και οφείλονται στους αστρονόμους της Νότιας Αφρικής Gardοn ΜacLeοd και Μike Grayland του Ηartebeestοek Radiο Αstrοnοmy Οbserνatοry. Από τις πολλές δεκάδες νέα κοσμικά μέιζερ που ανακαλύφθηκαν, το ισχυρότερο ανήκει στην κατηγορία των μέιζερ μεθανόλης.

Σε κύκλο η περιοχή της Ανδρομέδας απ' όπου εκπέμπει το μέϊζερ μεθανόλης

Ο Loránt Sjouwerman του National Radio Astronomy Observatory στο Socorro του New Mexico και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν μια πηγή μέϊζερ μεθανόλης στον γαλαξία Ανδρομέδα (Μ31) που εκπέμπει στα 6,7 γιγα-χέρτς. Η ανακάλυψη αυτής της πηγής ακτινοβολίας θα βοηθησει τους αστρονόμους να προσδιορίσουν με καλύτερη ακρίβεια την κίνηση του γαλαξία Ανδρομέδα. Το φαινόμενο Doppler στο ορατό φως προσδιορίζει μια συνιστώσα της ταχύτητας του γαλαξία που κινείται προς τον δικό μας. Η μελέτη της ακτινοβολίας του μέϊζερ μεθανόλης θα δείξει αν ο γαλαξίας μας θα συγκρουστεί (ή όχι) στο απώτερο μέλλον με τον γαλαξία της Ανδρομέδας.
ΠΗΓΕΣ: dailygalaxy.com - astronomy.gr - http://arxiv.org/abs/1010.4818v1

Οι μαύρες τρύπες «βρίσκονται πραγματικά πέρα από τη φυσική που γνωρίζουμε»

Νέες εξισώσεις που ανέπτυξαν Βρετανοί ερευνητές επιτρέπουν στους φυσικούς να υπολογίζουν πότε ο χρόνος σταματά στην καρδιά μιας μαύρης τρύπας.
Η έρευνα, που δημοσιεύεται στο Proceedings of the Royal Society A, δείχνει πότε μια μαύρη τρύπα φτάνει στο τελικό στάδιο της εξέλιξής της, μια κατάσταση που ονομάζεται «χωροχρόνος του Κερ».
Σε αυτή την κατάσταση, ασύλληπτη για την ανθρώπινη φαντασία, ο χρόνος παγώνει και κηρύσσει την ανεξαρτησία του από το χωροχρόνο.
Οι μαύρες τρύπες -σημεία όπου συγκεντρώνεται μάζα άπειρης πυκνότητας- θα συνεχίσουν να προβληματίζουν για καιρό τους φυσικούς, αφού κανείς δεν μπορεί να γνωρίζει τι συμβαίνει στο εσωτερικό τους: οι εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν παύουν να ισχύουν όταν κανείς βρεθεί μέσα στη μελανή οπή.
Οι μαύρες τρύπες «βρίσκονται πραγματικά πέρα από τη φυσική που γνωρίζουμε» σχολιάζει....

To μυστηριώδες εξωγήινο ραδιοσήμα SHGb02+14a

Τον Φεβρουάριο του 2003 οι αστρονόμοι που συμμετείχαν στην αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης (SETI), εντόπισαν με το ραδιοτηλεσκόπιο στο Αρεσίμπο (Πουέρτο Ρίκο), ένα περίεργο ραδιοσήμα. Το σήμα φαινόταν να προέρχεται από την περιοχή ανάμεσα στους αστερισμούς των Ιχθύων και του Κριού, όπου δεν φαίνεται να υπάρχουν άστρα ή πλανητικά συστήματα σε απόσταση 1000 ετών φωτός. Το σήμα θα μπορούσε βέβαια να οφείλεται σε κάποιο άγνωστο  αστρονομικό φαινόμενο ή θα μπορούσε να είναι κάτι πολύ πιο πεζό, ένα σφάλμα του ίδιου του τηλεσκοπίου.
Ίσως όμως να ήταν το πρώτο εξωγήινο σήμα που συνέλαβε ποτέ ο άνθρωπος.

Το σήμα ονομάζεται SHGb02 14 a και έχει συχνότητα περίπου 1420 MHz(Μεγαχέρτς). Αυτή όμως είναι μια συχνότητα που εκπέμπει το  υδρογόνο, από το οποίο συνίσταται κυρίως το σύμπαν. (Λεπτομέρειες για τη διαδικασία εκπομπής από το υδρογόνο στη συχνότητα αυτή περιγράφονται ΕΔΩ).
Πολλοί αστρονόμοι υποστηρίζουν ότι εξωγήινοι αν προσπαθούσαν να επικοινωνήσουν με άλλους πολιτισμούς θα εξέπεμπαν σε αυτή τη συχνότητα, και γι αυτό άλλωστε οι ερευνητές του SETI έψαχναν σ' αυτό το εύρος.
Το σήμα ήταν πολύ ασθενές, είχε διάρκεια περίπου ένα λεπτό, χρόνος όχι αρκετός για λεπτομερή ανάλυση από τους αστρονόμους. Όμως το σήμα SHGb02 14 a είναι απίθανο να οφείλεται σε παράσιτα ή σε ραδιοφωνικό θόρυβο ή σε κάποιο άλλο γνωστό αστρονομικό αντικείμενο.Βέβαια και το 1967 ο Bell Burnell, παρατήρησε ένα περιοδικό ραδιοσήμα το οποίο η ερευνητική του ομάδα θεώρησε ότι προέρχεται από εξωγήινους. Στη συνέχεια αποδείχθηκε ότι επρόκειτο για την πρώτη ανίχνευση πάλσαρ.
Υπάρχουν και άλλες παραδοξότητες στο σήμα του Αρεσίμπο. Για παράδειγμα, η συχνότητα του σήματος διολισθαίνει από 8 έως 37 Χερτς ανά δευτερόλεπτο. Σαν να εκπέμπεται από περιστρεφόμενο πλανήτη και να μην γίνεται διόρθωση για την κίνηση του πλανήτη.
Κάποιοι ισχυρίζονται ότι αν το σήμα οφειλόταν σε εξωγήινους, τότε αυτοί θα είχαν σκεφτεί να το προσαρμόσουν στην κίνηση του πλανήτη τους.
Η ταχεία διολίσθηση του σήματος προβληματίζει και για άλλους λόγους. Ο πλανήτης των εξωγήινων θα πρέπει να περιστρέφεται σχεδόν 40 φορές πιο γρήγορα από τη Γη για να προκύπτει η παρατηρούμενη μετατόπιση. Έναν τέτοιος πομπός στη Γη θα παρήγαγε σήμα με μια μετατόπιση περίπου 1,5 Χερτς ανά δευτερόλεπτο.

Τελικά το σήμα SHGb0214a δεν αποκλείεται να οφειλόταν σε κάποια ανθρώπινη κατασκευή, που για αγνώστους λόγους φαινόταν να προέρχονται από το ίδιο σημείο του ουρανού.
Θα γινόταν αποδεκτό επιστημονικά μόνο αν επιβεβαιωνόταν ταυτόχρονα και από ένα δεύτερο τηλεσκόπιο.
www.newscientist.com

Η Γη εκτός ελέγχου!

Ολα τα κομμάτια του παζλ οδηγούν στο συμπέρασμα ότι ο μαγνητικός μας άξονας ακολουθεί τελευταία μια συμπεριφορά έξω απ΄ τα συνηθισμένα. Ποιες μπορεί να είναι οι γεωλογικές επιπτώσεις και ποιον ρόλο παίζει το κινεζικό «Φράγμα των Τριών Φαραγγιών»;

Σχετίζονται οι «μαζικές αυτοκτονίες» πουλιών και ψαριών (γαλάζια σημαιάκια) με αιφνίδια διαταραχή του μαγνητικού χάρτη της Γης;

Την παραμονή της Πρωτοχρονιάς, στις 11.00 τη νύχτα, χιλιάδες μαυροπούλια άρχισαν να... πέφτουν βροχή στις στέγες και στους δρόμους της μικρής αμερικανικής πόλης Βeebe του Αρκάνσας. Τις αμέσως επόμενες ημέρες οι ορνιθολόγοι που εξέτασαν τα πτώματα αποφάνθηκαν ότι δεν πέθαναν από δηλητηρίαση ή ασθένεια, αλλά συνεπεία της πτώσης τους. Δηλαδή, ότι τα πουλιά αυτά- που πετούν σε σμήνη- στράφηκαν όλα μαζί προς... τη Γη! Γιατί άραγε; Τι ήταν αυτό που τα αποπροσανατόλισε τόσο, και μάλιστα νυχτιάτικα, ώστε να ορμήσουν στο ναδίρ;
Ο απροσδόκητος αυτός θάνατος των πουλιών δεν ήταν ο μόνος....

Πώς θερμαίνεται το στέμμα του Ηλιου;

Μια πρόσφατη παρατήρηση ίσως δώσει τη λύση στον γρίφο που ταλαιπωρεί για χρόνια τους επιστήμονες: πώς γίνεται το στέμμα του Ηλιου να είναι θερμότερο από την επιφάνεια του άστρου;

Η ατμόσφαιρα του Ηλίου έχει θερμοκρασία 1.000.000 βαθμούς Κελσίου, αλλά θερμαίνεται από την επιφάνειά του που έχει θερμοκρασία μόλις 5.500 βαθμούς. Η κατάσταση αυτή, η οποία εκ πρώτης όψεως παραβιάζει τους νόμους της Θερμοδυναμικής, αφού ένα «κρύο» στρώμα θερμαίνει ένα άλλο σε υψηλότερη θερμοκρασία, προβληματίζει τους αστρονόμους εδώ και δεκαετίες, χωρίς να έχει βρεθεί ως σήμερα μια γενικά παραδεκτή ερμηνεία....

Αστρονομία ακτίνων γ

Από τις ακτινοβολίες του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας οι ακτίνες γάμα έχουν τη μεγαλύτερη συχνότητα (άρα και ενέργεια, αφού η ενέργεια ενός κβάντου φωτός υπολογίζεται από την εξίσωση Ε=hf, όπου h η σταθερά Plank και f η συχνότητα) και το μικρότερο μήκος κύματος.
Οι ακτίνες γ παράγονται στους υπερκαινοφανείς αστέρες (σουπερνόβα), στους αστέρες νετρονίων, μαύρες τρύπες, τους πυρήνες ενεργών γαλαξιών και γενικά από την ακτινοβολία ραδιενεργών στοιχείων στο διάστημα.
Πολύ πριν ξεκινήσουν τα πειράματα, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι στο σύμπαν παράγονται ακτίνες γ από διάφορες κοσμικές πηγές. Οι εργασίες των Eugene Feenberg και Henry Primakoff το 1948, των Sachio Hayakawa και I.B. Hutchinson το 1952, και κυρίως του Philip Morrison το 1958 έπεισαν τους επιστήμονες ότι διάφορες διαδικασίες που πραγματοποιούνται στο σύμπαν παράγουν ακτίνες γ. Αυτές οι διαδικασίες περιλαμβάνουν την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων με τη μεσοαστρική ύλη, τις εκρήξεις σουπερνόβα και την κίνηση ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας σε μαγνητικά πεδία.
Οι περισσότερες ακτίνες γ που έρχονται από το διάστημα απορροφώνται στην ατμόσφαιρα της Γης (ευτυχώς για μας!). Έτσι, η αστρονομία των ακτίνων γάμα παρακάμπτει την γήινη ατμόσφαιρα, χρησιμοποιώντας αερόστατα ή διαστημικά σκάφη.
Το πρώτο τηλεσκόπιο ακτίνων γ τέθηκε σε τροχιά με τον δορυφόρο Explorer 11 το 1961, καταγράφοντας περίπου 100 φωτόνια ακτίνων γ. Αυτά έρχονταν απ' όλες τις κατευθύνσεις του σύμπαντος, σχηματίζοντας έτσι “ένα υπόβαθρο ακτίνων γ”.

Solar Maximum Mission

Αυτό το υπόβαθρο αναμενόταν από τις αλληλεπιδράσεις των κοσμικών ακτίνων με τα μεσοαστρικά αέρια.
Η πρώτη αστροφυσική πηγή ακτίνων γ που ανακαλύφθηκε ήταν οι ηλιακές εκλάμψεις από τις οποίες ανιχνεύθηκαν φωτόνια ενέργειας 2.223 MeV, όπως προέβλεψε ο Morrison. Αυτά τα φωτόνια προκύπτουν από το σχηματισμό του δευτερίου από την ένωση πρωτονίου με νετρόνιο. Στις ηλιακές εκλάμψεις τα νετρόνια παράγονται από δευτερογενείς πυρηνικές αντιδράσεις. Αυτές οι πρώτες παρατηρήσεις ακτίνων γ έγιναν από τις αποστολές OSO-3, OSO-7 (Orbiting Solar Observatoryand) και την Solar Maximum Mission το 1980.

Μια σημαντική εκπομπή ακτίνων γ από τον γαλαξία μας ανιχνεύθηκε το 1967 από τον δορυφόρο OSO-3. Ανιχνεύθηκαν 621 γεγονότα που οφείλονταν σε κοσμικές ακτίνες γ. Όμως το πεδίο της αστρονομίας των ακτίνων γ έκανε τεράστια βήμτα με τους δορυφόρους SAS-2 (1972) και COS-B (1975–1982). Αυτοί επιβεβαίωσαν το υπόβαθρο των ακτίνων γ που ανακάλυψαν οι προηγούμενες αποστολές και εντόπισαν επιπλέον σημειακές πηγές ακτίνων δημιουργώντας έτσι τον πρώτο λεπτομερή ουράνιο χάρτη σε μήκη κύματος ακτίνων γ.
Ωστόσο η διακριτική ικανότητα των οργάνων δεν ήταν αρκετή για την ταυτοποίηση αυτών των πηγών με αστρικά αντικείμενα που είναι ορατά με κοινά τηλεσκόπια.

Η έρευνα στην αστρονομία ακτίνων γ προχώρησε στο τέλος της δεκαετίας του 1960 αρχές 1970 και από δορυφόρους που κατασκευάστηκαν για στρατιωτικούς σκοπούς. Οι ανιχνευτές που μετέφερε η σειρά των δορυφόρων Vela σχεδιάστηκαν για να ανιχνεύουν ακτίνες γ που παράγονται από εκρήξεις πυρηνικών βομβών. Όμως αυτοί άρχισαν να καταγράφουν εκλάμψεις ακτινοβολίας γ μεγάλης διάρκειας από το διάστημα και όχι από τη Γη. Μετέπειτα έρευνες επιβεβαίωσαν αυτές τις εκλάμψεις από διάφορες μη αναμενόμενες κατευθύνσεις. Φαίνεται ότι προέρχονται από απομακρυσμένες περιοχές του σύμπαντος και πιθανόν να οφείλονται σε εκρήξεις υπερνόβα παρά σε άστρα νετρονίων.

Fermi

Τα υπερνόβα είναι εξαιρετικά τεράστια άστρα που καταρέουν στο τέλος της ζωής τους και εκρήγνυνται εκπέμποντας όση ενέργεια εκπέμπουν περισσότερα από 100 σουπερνόβα ταυτόχρονα (ο όρος υπερνόβα καθιερώθηκε μετά το 1990). Σ' αυτές τις εκρήξεις αποδίδονται οι μεγάλης διάρκειας εκλάμψεις ακτίνων γ. Το Νοέμβριο του 2010 το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γ Fermi, ανιχνεύθηκαν δυο γιγάντιες πηγές ακτίνων γ - σαν φυσαλίδες (βλέπε εικόνα)- στην καρδιά του Γαλαξία μας. Αυτές οι φυσαλίδες φαίνονται σαν η μία να είναι τό είδωλο της άλλης σε καθρέπτη.
Μπορεί να προέρχονται από μια τεράστια μαύρη τρύπα ή από τη διαδικασία σχηματισμού άστρων πριν από εκατομμύρια χρόνια.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi χρησιμοποιήθηκε πρόσφατα για τον προσδιορισμό πάλσαρ που εκπέμπουν ακτινοβολία γ και για την ανίχνευση ακτινων γ που οφείλονται στην εξαϋλωση σωματιδίων αντιύλης  που παράγονται κατά τη διάρκεια καταιγίδων στην Γη (λεπτομέρειες ΕΔΩ και ΕΔΩ).
Εκτός από τους δορυφόρους σε τροχιά οι αστρονομία ακτίνων γ χρησιμοποίησαν κατά καιρούς τοις πι φθηνές λύσεις των αεροστάτων. Έτσι, για παράδειγμα, το 1988 στο Birigüi της Βραζιλίας αφέθηκε ένα αερόστατο που περιείχε ανιχνευτές ακτινοβολίας γ και για πρώτη φορά ανιχνεύθηκαν φωτόνια ενέργειας 847 keV και 1238 keV που εκπέμπει το ισότοπο του κοβαλτίου 56Co. Αυτή η ακτινοβολία γ προερχόταν από το σουπερνόβα SN1987A στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, το οποίο ανακαλύφθηκε στις 23 Φεβρουαρίου του 1987.
ΠΗΓΕΣ: ΝΑSA, wikipedia

Υπάρχει ζωή στον δορυφόρο του Κρόνου Εγκέλαδο;

Φωτογραφία από το Cassini. Πίδακες ατμών στην επιφάνεια του Εγκέλαδου

Οι ερευνητές της NASA και της ESA προβληματίζονται για το αν ο πολύ μικρός δορυφόρος του Κρόνου, ο Εγκέλαδος, κρύβει ένα τεράστιο υπόγειο ωκεανό. Νέα στοιχεία δείχνουν ότι ο Εγκέλαδος πράγματι έχει έναν ωκεανό στον οποίο επιπλέον θα μπορούσε να υπάρχει μικροβιακή ζωή!
Το 2005 το διαστημικό σκάφος της NASA Cassini εξερεύνησε τον Εγκέλαδο και διαπιστώνοντας ότι η παγωμένη επιφάνεια του Εγκέλαδου εκτοξεύει πίδακες υδρατμών, παγωμένα σωματίδια, καθώς και οργανικές ενώσεις μέσω ρωγμών, που ονομάζονται tiger stripes (ρίγες τίγρη). Σε αντίθεση με τον Μίμα, έναν άλλο δορυφόρο του Κρόνου στο ίδιο μέγεθος, που είναι "νεκρός", ο Εγκέλαδος βρέθηκε ενεργός, όπως αναμενόταν από τους ερευνητές.
Οι ερευνητές θεωρούν τους πίδακες ως απόδειξη ενός μεγάλου υπόγειου υδατικού συστήματος. Στις πρώτες μετρήσεις τα όργανα του Cassini ανίχνευσαν στους αέριους πίδακες άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο, και διάφορους υδρογονάνθρακες. Αλλά δεν υπήρχαν αποδείξεις για άλατα, που περιέχει το νερό των ωκεανών.
Με βάση νεώτερα αποτελέσματα το 2009 από την ανάλυση του Cassini, προέκυψε ότι περιέχονται και άλατα νατρίου, καλίου καθώς και ανθρακικά άλατα. Και η πηγή  αυτών των ουσιών είναι ένας ωκεανός. Οι πιο πρόσφατες παρατηρήσεις του Cassini αποκάλυψαν μεγάλες θερμοκρασίες στις ρωγμές έως 190 Kelvin.
Οι υψηλές θερμοκρασίες έχουν ηφαιστειογενή προέλευση. Θερμότητα που ρέει από το εσωτερικό, λιώνει υπόγειους πάγους , δημιουργώντας ρεύματα νερού.
Η διαπίστωση αυτή οδήγησε τους επιστήμονες να προβληματιστούν για το πώς το περιεχόμενο ενός ωκεανού που καλύπτεται από μια κρούστα του πάγου μεγάλου πάχους θα μπορούσε να φθάσει στην επιφάνεια. Το μοντέλο που προτείνουν υποθέτει ότι τα αέρια που είναι διαλυμένα σε νερό σχηματίζουν φυσαλίδες, που κινούνται από το βάθος του ωκεανού προς την επιφάνεια. Δεδομένου ότι η πυκνότητα του προκύπτοντος «ανθρακούχου νερού» είναι μικρότερη από αυτή του πάγου, το υγρό ανεβαίνει γρήγορα προς τα πάνω και διαμέσου του πάγου στην επιφάνεια.
Είναι πιθανόν η ηφαιστειακή δραστηριότητα να παράγει θερμότητα και να λιώνει ο πάγος, αλλά όποια και αν είναι η αιτία της παραγωγής θερμότητας, ο Εγκέλαδος πληροί πολλές προϋποθέσεις για τη ζωή. Έχει έναν υγρό ωκεανό, έχει οργανικές ενώσεις και μια πηγή ενέργειας. Και γνωρίζουμε πολλούς μικροοργανισμούς στη Γη που ζούν σε παρόμοια περιβάλλοντα."
Casey Kazan via Science@NASA
dailygalaxy.com

Πως ένα μιόνιο κάνει το άτομο του ηλίου να συμπεριφέρεται σαν άτομο υδρογόνου

Ένα άτομο ηλίου αποτελείται από έναν πυρήνα που περιέχει δύο θετικά φορτισμένα πρωτόνια και δύο νετρόνια. Γύρω από τον πυρήνα περιστρέφονται δύο ηλεκτρόνια που φέρουν αρνητικό φορτίο. Ένα άτομο του υδρογόνου έχει μόνο ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο. Ο Donald Fleming του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας στο Βανκούβερ του Καναδά και οι συνεργάτες του, κατάφεραν να μεταμφιέσουν ένα άτομο ηλίου σε άτομο υδρογόνου αντικαθιστώντας ένα από τα ηλεκτρόνιά του με ένα μιόνιο, που είναι πολύ βαρύτερο από το ηλεκτρόνιο.
Επειδή είναι περίπου 200 φορές πιο βαρύ από το ηλεκτρόνιο, το μιόνιο βρίσκεται 200 φορές πιο κοντά στον πυρήνα ηλίου απ' ότι το ηλεκτρόνιο που αντικαθιστά και "εξουδετερώνει" το ένα από τα θετικά φορτία του πυρήνα του. Το άλλο ηλεκτρόνιο συμπεριφέρεται σαν να ήταν σε τροχιά γύρω από έναν πυρήνα με ένα μόνο θετικό φορτίο, ακριβώς όπως το ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο υδρογόνου. Η διαφορά είναι ότι ο πυρήνας είναι 4,1 φορές βαρύτερος από τον πυρήνα του υδρογόνου.
Ο Fleming και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν αυτό το "υπερ-βαρύ υδρογόνο", για να μελετήσουν την συμπεριφορά τους στις χημικές αντιδράσεις.
Όπως ήταν αναμενόμενο, οι αντιδράσεις του μεταμφιεσμένου ηλίου ήταν πιο αργές σε σχέση με τις αντίστοιχες του κανονικού υδρογόνου.
Πάντως, τέτοιου είδους πειράματα δεν είναι καινούργια. Για παράδειγμα οι επιστήμονες έχουν κατασκευάσει το μιονικό άτομο, που αποτελείται από ένα αντιμιόνιο (το αντισωματίδιο του μιονίου που έχει θετικό φορτίο) και ένα ηλεκτρόνιο. Το άτομο αυτό συμβολίζεται με Mu και κατόρθωσαν να το ενώσουν με χλώριο ή νάτριο δημιουργώντας τα  "χλωριούχο μιόνιουμ" (MuCl) ή το" μιονιούχο" νάτριο (NaMu).
newscientist.com

Το Kounotori2 προσεγγίζει τον Διαστημικό Σταθμό

Το ιαπωνικό Kounotori2 ή HTV2 είναι ένα διαστημικό όχημα που μεταφέρει πάνω από τέσσερις τόνους τρόφιμα και προμήθειες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και τα μέλη του πληρώματός του.

Η Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) εκτοξευσε το HTV2, με έναν πύραυλο H-IIB από το Tanegashima Space Center της νότιας Ιαπωνίας, στις 22 Ιανουαρίου. Το  HTV2 έφτασε στον προορισμό του χτες, όταν  "συνελήφθη" από τον ρομποτικό βραχίονα του Διαστημικού Σταθμού.

www.jaxa.jp - www.nasa.gov

Η ανακάλυψη της υπεραγωγιμότητας από τον Kamerlingh Onnes

 Το 1882 ο Heike Kamerlingh Onnes ανέλαβε την ηγεσία του εργαστηρίου κρυογονικής στο πανεπιστήμιο του Λέιντεν. Ένα από τα πρώτα του βήματα ήταν να επαληθεύσει πειραματικά τις θεωρητικές προβλέψεις της θεωρίας του Van der Waals σχετικά με τις κρίσιμες τιμές της θερμοκρασίας και της πίεσης στις οποίες ένα αέριο μπορεί να μετατραπεί σε υγρό. Ο Kamerlingh – Onnes πειραματίστηκε με πολλά διαφορετικά αέρια ψύχοντάς τα σε όλο και μικρότερες θερμοκρασίες. Από όλα αυτά, περισσότερο τον προβλημάτισε το ήλιο, το οποίο συνέχιζε εκείνη την εποχή να ανθίσταται στις προσπάθειες υγροποίησής του. Η έρευνα σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες απαιτούσε ειδικό εξοπλισμό και οδήγησε στην ανάπτυξη της τεχνολογίας υγροποίησης των αερίων. Ο Kamerlingh – Onnes συνέβαλε αποφασιστικά στον τομέα αυτό και αξίζει να πούμε λίγα λόγια για τα χαρίσματα που τον διέκριναν.
Το εργαστήριο κρυογονικής που δημιούργησε αποτέλεσε το πρότυπο για τα ερευνητικά ινστιτούτα του 20ου αιώνα. Δεν παρέλειπε ποτέ να τονίζει ότι οι φυσικές παρατηρήσεις πρέπει να εκτελούνται με αστρονομική ακρίβεια. Σε μια διάλεξή του στο Λέιντεν είπε τα εξής: «Σύμφωνα με τις απόψεις μου, η επιδίωξη ποσοτικών ερευνών, δηλαδή ερευνών που εδραιώνουν σχέσεις ανάμεσα σε μετρήσεις φαινομένων, θα έπρεπε να κατέχει την πρώτη θέση στην πειραματική πρακτική των φυσικών. Δια της μετρήσεως προς την γνώση (Door meten tot weten) ιδού τι θα ήθελα να γράψω ως σύνθημα πάνω από την είσοδο κάθε εργαστηρίου φυσικής». Συνειδητοποίησε....

Πως μπορώ να υπολογίσω την ταχύτητα του φωτός παρατηρώντας ένα....ραδιόφωνο !

Κοιτάζω ένα κοινό ραδιόφωνο FM και βλέπω ότι το εύρος συχνοτήτων του είναι (σε μεγαχέρτς) από 88 MHz έως 108 MHz. Δηλαδή περίπου στα  

f = 100 MHz 

- κατά μέσο όρο - μπορώ να συντονιστώ με έναν σταθμό που εκπέμπει στην ραδιοφωνική μπάντα των FM. Μια καλή κεραία ραδιοφώνου έχει μήκος περίπου 1 με 2 μέτρα, ας πούμε  

d =1,5 m

Σε μια κεραία μήκους d δημιουργούνται στάσιμα ηλεκτρομαγνητικά κύματα των οποίων το μήκος κύματος λ ικανοποιεί την εξίσωση

d = n λ / 2

όπου n ακέραιος θετικός αριθμός.

Για n=1 (την πρώτη και θεμελιώδη αρμονική) έχουμε

 d = λ / 2

Για μήκος κεραίας d=1,5 m υπολογίζουμε το μήκος κύματος του ραδιοφωνικού ηλεκτρομαγνητικού κύματος:

λ = 3 m

Μια από τις απλούστερες εξισώσεις της φυσικής είναι η θεμελιώδης εξίσωση της κυματικής, που συνδέει την ταχύτητα διάδοσης ενός κύματος (c) με τη συχνότητα  (f) και το μήκος κύματος (λ):

c = λ f

για λ = 3 m

και f = 100 MHz

προκύπτει ότι η ταχύτητα διάδοσης του ραδιοφωνικού κύματος (που ταυτίζεται με την ταχύτητα διάδοσης του ορατού φωτός) είναι ακριβώς τριακόσιες χιλιάδες χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο!!

c = 300000 km / s

To πιο ηλικιωμένο και πιο απομακρυσμένο αντικείμενο του σύμπαντος

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA, έφτασε στα όρια του. Στη φωτογραφία που πάρθηκε στο υπέρυθρο φως φαίνεται σε μεγέθυνση το αντικείμενο που οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι βρίσκεται 13,2 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Τα πιο μακρινά αντικείμενα στο σύμπαν φαίνονται πιο ερυθρά διότι το φως τους είναι μετατοπίζεται προς τα μεγαλύτερα μήκη κύματος (ερυθρό χρώμα), εξαιτίας της  διαστολής του σύμπαντος. Το αμυδρό αντικείμενο είναι ένας συμπαγής γαλαξίας (οι αστρονόμοι τον αποκαλούν UDFj-39546824) από μπλε άστρα που σχηματίστηκε 480 εκατομμύρια χρόνια μετά την μεγάλη έκρηξη. Τα 480 εκατομμύρια χρόνια αποτελούν μόνο το 4% της σημερινής ηλικίας του σύμπαντος.

Το Mars Express φωτογραφίζει τον Φόβο

Το διαστημικό σκάφος Mars Express φωτογράφησε τον έναν από τους δυο δορυφόρους του πλανήτη Άρη, τον Φόβο (ο άλλος δορυφόρος ονομάζεται Δείμος).
Το Μars Εxpress έφτασε σε απόσταση 100 χιλομέτρων από τον Φόβο και οι εικόνες που πήρε δείχνουν ότι ο δορυφόρος του Άρη δεν είναι σφαιρικός και η επιφάνειά του καλύπτεται από κρατήρες.

Στην παραπάνω εικόνα βλέπουμε τα πιθανά σημεία προσγείωσης, της ρώσικης διαστημοσυσκευής Fobos-Grunt, που μεταξύ άλλων προγραμματίζεται να συλλέξει δείγματα εδάφους από την επιφάνεια του Φόβου.

Fobos-Grunt

www.esa.int

Ο ζήτα του Οφιούχου σε μια εντυπωσιακή εικόνα

Το μπλε άστρο περίπου στο κέντρο της εικόνας είναι ο ζήτα του Οφιούχου. Όταν παρατηρείται στο ορατό φως εμφανίζεται ως ένα σχετικά αμυδρό κόκκινο άστρο που περιβάλλεται από άλλα αμυδρά  άστρα και όχι από σκόνη. Στην υπέρυθρη εικόνα από το Wide-field Infrared Survey Explorer της NASA ή WISE, αναδύεται μια εντελώς διαφορετική άποψη. Ο ζήτα του Οφιούχου φαίνεται ως ένα μεγάλης μάζας, θερμό και φωτεινό μπλε άστρο που κινείται μέσα σε ένα μεγάλο νέφος μεσοαστρικής σκόνης και αερίων.

Οι αστρονόμοι υποθέτουν ότι αυτός ο αστρικός κολοσσός κάποτε ίσως αποτελούσε διπλό σύστημα άστρων, μαζί με ένα άλλο άστρο μεγαλύτερης μάζας.
Πιστεύουν ότι ο σύντροφός του εξερράγη ως σουπερνόβα, εκτινάσσοντας  το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του και ο ζήτα του Οφιούχου, απελευθερωμένος από την έλξη του συντρόφου του, εκτινάχθηκε με ταχύτητα 24 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο.
Ο ζήτα του Οφιούχου έχει 20 φορές μεγαλύτερη μάζα και είναι 65.000 φορές πιο φωτεινός από τον ήλιο.
Εάν δεν ήταν περιτριγυρισμένος από τόση σκόνη, θα ήταν ένα από τα φωτεινότερα άστρα στον ουρανό χρώματος μπλε. Όπως όλα τα αστέρια αυτού του είδους ακολουθούν το ρητό «Ζήσε γρήγορα, πέθανε νέος». Βρίσκεται στο μέσον της ηλικίας του δεδομένου ότι ο χρόνος ζωής του είναι 8 εκατομμύρια έτη. Ο χρόνος ζωής του είναι πολύ σύντομος σε σύγκριση με τον χρόνο ζωής του ήλιου που είναι 10 δισεκατομμύρια έτη.
Ενώ ο ήλιος μας θα γίνει τελικά ένας ήσυχος λευκός νάνος, ο ζήτα του Οφιούχου, όπως και ο πρώην σύντροφός του, τελικά θα πεθάνει με μια τεράστια έκρηξη που ονομάζεται σουπερνόβα.

Το ενδιαφέρον στην παραπάνω εικόνα είναι το μεσοαστρικό αέριο και η σκόνη που περιβάλλει τον ζήτα του Οφιούχου, που
θυμίζει λίγο το Βόρειο Σέλας. Κοντά στο άστρο τα νέφη φαίνονται τελείως διαφορετικά. Το νέφος γύρω από το αστέρι είναι πιο φωτεινό και πιο κόκκινο, επειδή η υπεριώδης ακτινοβολία που εκπέμπεται από το αστέρι, θερμαίνει το νέφος, με αποτέλεσμα να εκπέμπει πιο φωτεινά στις υπέρυθρες ακτίνες απ' ότι συνήθως.

Ακόμη πιο εντυπωσιακό, ωστόσο, είναι το φωτεινό κίτρινο τόξο  ακριβώς πάνω από το άστρο. Αυτό είναι ένα παράδειγμα κρουστικού τόξου. Στην εικόνα, φαίνεται το απελευθερωμένο άστρο να κινείται από κάτω δεξιά προς τα πάνω και αριστερά. Αυτή η κίνηση του άστρου δημιουργεί έναν ισχυρό αστρικό άνεμο που πιέζει τα αέρια νέφη και τη σκόνη που συναντά στο δρόμο του. Ακριβώς μπροστά στην πορεία του άστρου ο άνεμος συμπιέζει τα αέρια τόσο πολύ έτσι ώστε να εκπέμπουν στο υπέρυθρο και να δημιουργούν κρουστικό τόξο. Όπως όταν ένα πλοίο σπρώχνει ένα κύμα μπροστά του καθώς κινείται στο νερό. Αυτό το φαινόμενο είναι ορατό μόνο στο υπέρυθρο φως που ανιχνεύει το WISE.
Τα χρώματα που χρησιμοποιήθηκαν σ' αυτή την εικόνα αντιπροσωπεύουν συγκεκριμένα μήκη κύματος του υπέρυθρου φωτός. Το μπλε και κυανό (μπλε-πράσινο) αντιπροσωπεύουν το φως που εκπέμπεται σε μήκη κύματος των 3,4 και 4,6 μικρομέτρων, που κυριαρχούν στο φως που εκπέμπεται από τα άστρα. Το πράσινο και κόκκινο αντιπροσωπεύει το φως μήκους κύματος 12 και 22 μικρομέτρων, αντίστοιχα, που εκπέμπεται κυρίως από την μεσοαστρική σκόνη.
ΠΗΓΗ: NASA

Πως υπολογίζεται η ηλικία του σύμπαντος

Όταν οι επιστήμονες μιλάνε για την ηλικία του σύμπαντος εννοούν τον χρόνο που κύλησε από την στιγμή της δημιουργίας - την μεγάλη έκρηξη - μέχρι σήμερα. Σύμφωνα με τη θεωρία της μεγάλης έκρηξης το σύμπαν διαστέλλεται. Η διαστολή περιγράφεται από το νόμο του Hubble: Αν ένας γαλαξίας απέχει από τον δικό μας απόσταση d, τότε απομακρύνεται με ταχύτητα v, η οποία υπολογίζεται από την εξίσωση:

 v = H d

O νόμος ισχύει για οποιοδήποτε τυχαίο ζεύγος γαλαξιών του σύμπαντος.  Το μέγεθος Η που εμφανίζεται στην εξίσωση είναι μια σταθερά - η σταθερά Hubble - και οι επιστήμονες υπολογίζουν την τιμή της σε

70,6 km / s Mpc 

Μpc είναι το μεγα-παρσέκ, μονάδα μήκους των αστρονόμων για την μέτρηση μεγάλων αποστάσεων στο σύμπαν (1parsec=3,058 10^16 m).
Σύμφωνα με τη θεωρία της μεγάλης έκρηξης κάποτε - πριν από χρόνο t - την στιγμή που δημιουργήθηκε το σύμπαν δυο γαλαξίες που σήμερα απέχουν απόσταση d, είχαν μηδενική απόσταση. Συνεπώς ο χρόνος που πέρασε από την στιγμή της μεγάλης έκρηξης μέχρι σήμερα υπολογίζεται από την εξίσωση της ταχύτητας

v = d / t    ή    t = d / v 

Aντικαθιστώντας την ταχύτητα από τον νόμο του Hubble προκύπτει ότι η ηλικία του σύμπαντος ισούται με

t =1 / H

αρκεί δηλαδή να διαιρέσουμε τη μονάδα με την σταθερά  του Hubble!
Το αποτέλεσμα που προκύπτει είναι

  13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Παρότι ο υπολογισμός αυτός είναι προσεγγιστικός (για παράδειγμα, θεωρεί κανείς ότι η ταχύτητα απομάκρυνσης των γαλαξιών είναι η ίδια από την στιγμή την μεγάλης έκρηξης μέχρι σήμερα), είναι πάρα πολύ κοντά στην πραγματική τιμή. Πράγματι, ένας πιο λεπτομερής υπολογισμός δίνει την τιμή

13,7 (συν πλην 0,13) δισεκατομμύρια χρόνια.

Ζωγραφίζοντας εξωπλανήτες

Oι πλανήτες έξω από το ηλιακό μας σύστημα είναι τόσο μακριά ώστε ακόμη και τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια και η πιο σύγχρονη τεχνολογία δεν μπορεί να μας βοηθήσει να τους οπτικοποιήσουμε. Ευτυχώς όμως, κάποιοι καλλιτέχνες χρησιμοποιούν τις ικανότητές τους για να δείξουν πως μπορεί να μοιάζουν (βλέπε βίντεο παραπάνω).

Πότε ένα χιλιόγραμμο παύει να είναι ένα χιλιόγραμμο;

Όταν αρχίζει να ζυγίζει λιγότερο!
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η πρότυπη μονάδα μάζας - που κατασκευάστηκε πριν απο δυο αιώνες - έφτασε στο τέλος της βασιλείας της.
Μια ομάδα εμπειρογνωμόνων θα συνεδριάσει σήμερα στο Λονδίνο για να επαναπροσδιορίσει το χιλιόγραμμο,
έτσι ώστε αυτό να μην ορίζεται από την πρότυπη μάζα του κυλίνδρου από λευκόχρυσο και ιρίδιο που φυλάσσεται
σε ένα κλειδωμένο υπόγειο των Σεβρών στη Γαλλία και προστατεύεται από τρία στρώματα γυαλιού (βλ. εικόνα).
Αυτός ο μεταλλικός κύλινδρος γνωστός και ως το Διεθνές Πρότυπο Χιλιόγραμμο, ορίστηκε το 1889, από το Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών ως η οριστική μονάδα μάζας βάσει της οποίας θα κατασκευάζονται όλα τα χιλιόγραμμα.
Στα τελευταία 122 χρόνια, χρησιμοποιήθηκε μόνο τρεις φορές για τη βαθμονόμηση των πρωτότυπων εθνικών χιλιογράμμων από τις χώρες όλου του κόσμου. Ωστόσο οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τώρα είναι η στιγμή για να επαναπροσδιοριστεί το χιλιόγραμμο, διότι υπάρχουν ενδείξεις ότι η ακριβής μάζα του διεθνούς προτύπου στις Σέρβες δεν είναι τόσο σταθερή όσο θα έπρεπε. Φαίνεται ότι έχει χάσει περίπου 50 μικρογραμμάρια και δεν υπάρχει καμιά εξήγηση γι αυτό.
Αυτά τα 50 εκατομμυριοστά του γραμμαρίου ισοδυναμούν με ένα μικρό κόκκο άμμου. Για τους επιστήμονες όμως που απαιτούν εξαιρετική ακρίβεια, αυτή η απόκλιση είναι πολύ σημαντική.
Το άγγιγμα ή ο καθαρισμός του πρότυπου χιλιογράμμου απαγορεύεται δεδομένου ότι η διαδικασία αυτή μπορεί να προκαλέσει απώλεια μάζας. Ποιός λοιπόν είναι ο λόγος που χάνει μάζα το πρότυπο χιλιόγραμμο;
Κάποιοι επιστήμονες θεωρούν ότι από την ημέρα κατασκευής του κυλίνδρου το κράμα λευκόχρυσου-ιριδίου εκπέμπει ορισμένα από τα αέρια που είχαν ενσωματωθεί μέσα του, όταν αυτός κατασκευάστηκε το 1879.
Το χιλόγραμμο είναι μια από τις επτά θεμελιώδεις μονάδες, από τις οποίες προκύπτουν όλες οι άλλες μονάδες μέτρησης.
Οι άλλες έξι θεμελιώδεις μονάδες είναι,
η μονάδα μήκους: το μέτρο,
η μονάδα μέτρησης της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος: το Αμπέρ,
η μονάδα μέτρησης της απόλυτητης θερμοκρασίας: το Κέλβιν,
η ποσότητα του mol στη Χημεία και η μονάδα έντασης φωτός το candela.
Αυτό που κάνει το χιλιόγραμμο να διαφέρει από τις άλλες θεμελιώδεις μονάδες είναι ότι βασίζεται σε ένα φυσικό αντικείμενο
και όχι σε μια θεμελιώδη φυσική σταθερά.
Το μέτρο για παράδειγμα δεν ορίζεται ως απόσταση μεταξύ δυο χαραγών σε μια μεταλλική ράβδο, αλλά ως η απόσταση που
διανύει το φως στο κενό σε 1/299792458 του δευτερολέπτου, όπου το ένα δευτερόλεπτο ορίζεται ως η διάρκεια 9,192,631,770 περιόδων της ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στη μετάβαση μεταξύ των δύο ενεργειακών σταθμών του καισίου-133.
Το να έχουμε μια σταθερή μονάδα μάζας είναι σημαντικό και για τις άλλες μονάδες μέτρησης, όπως το Βολτ και το Αμπέρ με τις οποίες μετράμε το ηλεκτρικό δυναμικό και την ένταση του ρεύματος. Οι φυσικοί πιστεύουν ότι ο νέος ορισμός που θα βασίζεται σε αμετάβλητη φυσική σταθερά και όχι σε ένα φυσικό αντικείμενο θα μπορούσε να βελτιώσει την ακρίβεια των ηλεκτρικών μετρήσεων πενήντα φορές.
Μια λύση που θα συζητηθεί είναι η μονάδα μάζας να βασίζεται στην σταθερά του Πλανκ, η οποία είναι αξιόπιστη όσο και η ταχύτητα του φωτός στο κενό.
www.independent.co.uk

Το υδρογόνο εκπέμπει στην ραδιοφωνική συχνότητα των 1420 ΜHz

Τα αέρια νέφη του μεσοαστρικού χώρου που βρίσκονται σε θερμοκρασία 10 έως 100 Κ περιέχουν κυρίως υδρογόνο σε ατομική ή μοριακή μορφή. Τέτοια αέρια νέφη ήταν πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν από τους αστρονόμους, διότι τα ψυχρά αυτά νέφη δεν εμφάνιζαν μετρήσιμη εκπομπή στα οπτικά μήκη κύματος.
Όμως, το 1945 ο van de Hulst ανακοίνωσε ότι θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί η παρατήρηση του μεσοαστρικού ατομικού υδρογόνου στο ραδιοφωνικό μήκος κύματος των 21 cm (ή στη συχνότητα των 1420 ΜHz).
Όταν ένα ηλεκτρόνιο ατόμου μεταβαίνει από τροχιά υψηλότερης ενέργειας σε τροχιά χαμηλότερης ενέργειας, τότε εκπέμπεται ένα φωτόνιο. Το φωτόνιο έχει ενέργεια ίση με την ενεργειακή διαφορά των δύο τροχιών. Η εκπομπή αυτού του φωτονίου σε μια ορισμένη διακριτή ενέργεια εμφανίζεται σαν μια διακριτή«γραμμή» ή ως μήκος κύματος στο ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Σύμφωνα με τον van de Hulst οι ραδιοαστρονόμοι θα μπορούσαν να ψάξουν για τη γραμμή των 21 εκατοστών του ουδέτερου υδρογόνου. Η γραμμή αυτή εκπέμπεται ως εξής: το άτομο του υδρογόνου αποτελείται από ένα ηλεκτρόνιο σε τροχιά γύρω από ένα πρωτόνιο στον πυρήνα. Τόσο το ηλεκτρόνιο όπως και το πρωτόνιο έχουν σπιν.

Στη χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση, ή θεμελιώδη κατάσταση, τα σπιν των δύο σωματιδίων έχουν αντίθετες κατευθύνσεις. Όταν το άτομο διεγείρεται, είτε απορροφώντας ένα φωτόνιο είτε από πρόσκρουση σε άλλα άτομα, το ηλεκτρόνιο απορροφά ένα μικρό ποσό ενέργειας, με αποτέλεσμα, τα σπιν των δύο σωματιδίων να αποκτήσουν την ίδια κατεύθυνση.

Όταν το άτομο επιστρέφει στην φυσική του κατάσταση, χάνει αυτή την ενέργεια εκπέμποντας ένα φωτόνιο με μήκος κύματος 21 εκατοστών, στην ραδιοφωνική περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Έτσι το 1951, οι Ewen και Purcell σχεδόν ταυτόχρονα με τους Muller και Oort, ανίχνευσαν ραδιοφωνική ακτινοβολία των 21 cm.
Tα αέρια νέφη που εκπέμπουν την ακτινοβολία αυτή ονομάζονται περιοχές ΗΙ.
Το μη επανδρωμένο διαστημόπλοιο της ΝΑSΑ Pioneer 10, που εκτοξεύθηκε το 1972 με σκοπό την εξερεύνηση του Δία και άλλων πλανητών, ήταν γνωστό ότι θα αποτελούσε την πρώτη ανθρώπινη κατασκευή που θα ξεπερνούσε τα όρια του ηλιακού συστήματος. Για την εξαιρετικά απίθανη περίπτωση που θα συναντούσε εξωγήινο πολιτισμό, περιείχε σε μια πλάκα από χρυσό τα παρακάτω σχέδια.

Μεταξύ των άλλων παρατηρούμε ότι η πλάκα περιέχει και την διαδικασία εκπομπής των 21 cm από το άτομο υδρογόνου.

Προφανώς ένας εξωγήινος πολιτισμός θα έχει ανιχνεύσει επίσης την ακτινοβολία αυτή, δεδομένου ότι το σύμπαν μας συνίσταται κυρίως από υδρογόνο.

Μπορούμε να νικήσουμε τη βαρύτητα;

Νέα ερευνητικά άλματα μας προετοιμάζουν για το αδιανόητο: μια ανθρωπότητα που θα «σπάει» τα δεσμά της βαρύτητας και θα εκτοξεύεται με άνεση στα αστέρια!
Εναν αιώνα μετά τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν οι φυσικοί προσπαθούν ακόμη να ελέγξουν τη δύναμη «που μας κρατάει στη Γη»: τη βαρύτητα.
Απαλλαγή από τα βάρη!
Αυτό είναι το ζητούμενο των επιστημόνων που ονειρεύονται οχήματα κατακόρυφης εκτόξευσης από την... ταράτσα προς τ΄ αστέρια και ένα σωρό άλλες εφαρμογές που θα ήταν εφικτές αν η βαρύτητα δεν ήταν παρά μια δύναμη «α λα καρτ»

Η χώρα μας, αλλά και ο κόσμος ολόκληρος, αλλάζει χρονιά με «βαρίδια στα πόδια». Βαρίδια οικονομικά, παραγωγικά, ενεργειακά, κλιματικά, ιδεολογικά... Βαρίδια αποτυχίας της μετάβασης από τη βιομηχανική στη μεταβιομηχανική εποχή του πολιτισμού. Απαισιοδοξία και κατάθλιψη δείχνουν να κυριαρχούν, με μια «ολική έκλειψη ελπίδων» να καταδυναστεύει τη νέα γενιά. Είναι όμως ένας πραγματικός κατήφορος ή απλώς μια αλλαγή φάσης; Είναι η αρχή του τέλους ή το τέλος της αρχής; Μια σειρά από «σημάδια»- σημάδια επιστημονικά, παντελώς άσχετα με τα μετρήματα της «δικτατορίας των τραπεζών»- υπόσχονται το δεύτερο: ότι μια νέα εποχή επιστημονικού θριάμβου ξεκινά, μια εποχή απελευθέρωσης του ανθρώπου από τη «μητέρα όλων των βαρών»!

Η κληρονομιά του Φαραντέι
Λένε πολλοί ότι τα οικονομικά βαρίδια της χώρας μας πρωτοσμιλεύτηκαν στα χρόνια της Επανάστασης του ΄21, με τα «δάνεια της Αγγλίας» που επακολούθησαν. Κατά σύμπτωση, τη χρονιά ακριβώς του 1821 ο άγγλος φυσικοχημικός Μάικλ Φαραντέι (Μichael Faraday, 1791-1867) κατασκεύασε τον πρώτο ηλεκτρομαγνητικό κινητήρα, τον αποκληθέντα «homopolar motor» (ομοπολικός κινητήρας). Αργότερα, το 1831, ανακάλυψε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, το οποίο μαθηματικοποίησε ο Μάξγουελ ως «νόμο του Φαραντέι». Ο νόμος αυτός συνιστά τη μία από τις τέσσερις «εξισώσεις του Μάξγουελ» που θεμελίωσαν τη «θεωρία δυναμικών πεδίων».

Το 1845 ο Φαραντέι ανακάλυψε το φαινόμενο του «διαμαγνητισμού», κατά το οποίο πολλά υλικά, όπως το νερό, εκφράζουν την... αποστροφή τους προς τα μαγνητικά πεδία, με μια ελαφρά άπωση από αυτά. Επειτα από αρκετούς ακόμη πειραματισμούς του με την αλληλεπίδραση ηλεκτρισμού, μαγνητισμού και φωτισμού, λίγο πριν από το τέλος της ζωής του, σημείωσε: «Είχα επί μακρόν την πεποίθηση ότι οι διάφορες μορφές με τις οποίες οι δυνάμεις εμφανίζονται στην ύλη έχουν μια κοινή αρχή...Αρα έχουμε δυνητικά την πιθανότητα να βρούμε μια πιο υψηλή και γενική δύναμη της φύσης, πιο υψηλή ακόμη και από τον ηλεκτρισμό,η οποία συνάμα θα μας αποκαλύψει έναν εντελώς νέο βαθμό ύλης,που τώρα βρίσκεται εκτός του οπτικού μας πεδίου και ίσως και κάθε υποψίας μας». Ακριβώς έναν αιώνα μετά την αγγλική πρωτιά στον ηλεκτρομαγνητισμό, ο Αλμπερτ Αϊνστάιν τιμήθηκε με το Νομπέλ Φυσικής το 1921 για την ανακάλυψη του νόμου του «φωτοηλεκτρικού φαινομένου», την εργασία του δηλαδή επάνω στην κληρονομιά του Φαραντέι. Στο μεταξύ είχε από το 1905 δημοσιεύσει τη θεωρία της «ειδικής σχετικότητας» και είχε εικάσει ότι το φως απαρτίζεται από εντοπισμένα σωματίδια (κβάντα). Το 1907 είχε συλλάβει την ιδέα να επεκτείνει το θεώρημα της σχετικότητας και στον τομέα της βαρύτητας. Επεξεργάστηκε το θέμα επί οκτώ χρόνια και το 1915 δημοσίευσε τη γεωμετρική θεωρία του για τη βαρύτητα, που έμεινε γνωστή ως «θεωρία της γενικής σχετικότητας». Η θεωρία αυτή αντιλαμβανόταν τη βαρύτητα ως μια γεωμετρική ιδιότητα του χωροχρόνου και προέβλεπε την ύπαρξη «βαρυτικών κυμάτων». Το 1919, κατά την ολική ηλιακή έκλειψη της 29ης Μαΐου, οι αιτιάσεις της θεωρίας για «κάμψη» των ακτίνων αστρικού φωτός από το πεδίο βαρύτητας του Ηλιου επιβεβαιώθηκαν και ο Αϊνστάιν έγινε γνωστός τοις πάσι....

Η τετραδιάστατη μπάλα και η τρισδιάστατη σφαίρα (ή η γεωμετρία του σύμπαντος)

σχήμα 1

Σχήμα 1: Θεωρούμε έναν δίσκο ο οποίος έχει ως σύνορό του την περιφέρεια ενός κύκλου. Για τους μαθηματικούς, ο δίσκος αποτελεί μια «δισδιάστατη μπάλα», ενώ η περιφέρεια του κύκλου μια «μονοδιάστατη σφαίρα». Γι αυτούς μπάλα οποιασδήποτε διάστασης, ονομάζεται το «συμπαγές» αντικείμενο, το ανάλογο ας πούμε της μπάλας του μπιλιάρδου, ενώ η σφαίρα αντιστοιχεί στην επιφάνεια της μπάλας, το ανάλογο δηλαδή του μπαλονιού. Η περιφέρεια του κύκλου είναι μονοδιάστατο σχήμα, διότι απαιτείται ένας και μόνο αριθμός για τον προσδιορισμό οποιουδήποτε σημείου πάνω του. Η περιφέρεια του κύκλου αποτελεί το σύνορο (το χείλος) του δίσκου.

σχήμα 2

Σχήμα 2: Τώρα μπορούμε να κατασκευάσουμε μια δισδιάστατη σφαίρα από δυο αντίγραφα του δίσκου του σχήματος 1. Παραμορφώνουμε τους δίσκους δίνοντάς τους τη μορφή ημισφαιρίου, με την προοπτική να αποτελέσει ο ένας το βόρειο ημισφαίριο και ο άλλος το νότιο. Στη συνέχεια κολλάμε τα δυο ημισφαίρια στα όριά τους παίρνοντας μια δισδιάστατη σφαίρα (προσοχή, όχι μπάλα!).....

Ανθρώπινος εγκέφαλος: μια (σχεδόν) τέλεια χρονομηχανή

Αν ο χρόνος είναι μόνο ό,τι μετράνε τα ρολόγια, τότε γιατί μας φαίνεται ατελείωτος όταν πλήττουμε και αδυσώπητος όταν γερνάμε; Ποιοι νευροψυχολογικοί μηχανισμοί επιτρέπουν στους περισσότερους ανθρώπους να έχουν μια «ακριβή» αίσθηση του χρόνου και ειδικότερα σε διάσημους μουσικούς ή χορευτές να βρίσκουν πάντα τον «σωστό» ρυθμό; Χάρη στις πρωτοποριακές έρευνες της νευροεπιστήμης, αρχίζουμε να κατανοούμε τόσο τους μη συνειδητούς ψυχο-βιολογικούς όσο και τους αδιαφανείς εγκεφαλικούς μηχανισμούς που ρυθμίζουν ή απορρυθμίζουν το εγκεφαλικό μας χρονόμετρο.

Ολοι έχουμε διαπιστώσει ότι η αίσθησή μας του χρόνου εξαρτάται και επηρεάζεται από την ψυχολογική μας διάθεση ή από τη νοητική μας κατάσταση. Για παράδειγμα, ενώ ο χρόνος διάρκειας ενός ονείρου είναι μόλις λίγα λεπτά, έχουμε την εντύπωση ότι διήρκεσε πολλές ώρες. Επίσης, το αλκοόλ, το όπιο και ο έρωτας μπορούν να μας δημιουργούν μια ανάλογη ψευδαίσθηση διαστολής ή συστολής του βιωμένου χρόνου.
«Οταν περνάς δύο ώρες συντροφιά με μια όμορφη κοπέλα, νομίζεις ότι πέρασε μόνο ένα λεπτό. Οταν όμως κάθεσαι ένα λεπτό πάνω σε μια σόμπα που καίει, νομίζεις ότι πέρασαν δύο ώρες». Με αυτό το διασκεδαστικό παράδειγμα ο Αλμπερτ Αϊνστάιν θέλησε να αναδείξει την τυπικά ανθρώπινη σχετικιστική αίσθηση του χρόνου. Αραγε, γιατί όταν πλήττουμε έχουμε την εντύπωση ότι ο χρόνος δεν περνά, ενώ όταν κάνουμε κάτι ενδιαφέρον ή διασκεδάζουμε ο χρόνος κυλά χωρίς να το καταλαβαίνουμε;
Η εντύπωσή μας ότι ο ανθρώπινος χρόνος «ρέει», «κυλά» και «φεύγει» με διαφορετικούς ρυθμούς είναι στην πραγματικότητα μια «μεταφορά» ή, ενδεχομένως, μια αληθοφανής ψευδαίσθηση. Και το γεγονός ότι αυτή η μεταφορά μάς φαίνεται τόσο ρεαλιστική οφείλεται στο ότι η «ρεαλιστικότητά» της διαμορφώνεται και εξαρτάται από ενδογενείς νευρολογικούς μηχανισμούς, οι οποίοι προφανώς παραμένουν αδιαφανείς στην καθημερινή μας εμπειρία. Εξάλλου, γενικότερα, τόσο οι λεγόμενες «μεταφορές» όσο και οι «ψευδαισθήσεις» μας δεν είναι σχεδόν ποτέ αυθαίρετες, αφού, κατά κανόνα, προκύπτουν από κάποια δομικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας του ανθρώπινου νου.
Εγκεφαλικά χρονόμετρα
Εκτός από τα αφηρημένα μαθηματικά μοντέλα σχετικά με τη φύση του κοσμικού χρόνου, τα τελευταία χρόνια έχουν αρχίσει να αναπτύσσονται επιστημονικές θεωρίες και να πραγματοποιούνται συγκεκριμένα πειράματα που επιχειρούν να κατανοήσουν τον υποκειμενικό ή νοητικό χρόνο, όπως αυτός βιώνεται από τους ανθρώπους στην καθημερινή τους ζωή. Μάλιστα, τα επικρατέστερα σήμερα επιστημονικά μοντέλα σχετικά με την αντίληψη του χρόνου λαμβάνουν σοβαρά υπ' όψιν τόσο τις καθημερινές εμπειρίες και τις ανάγκες των προσώπων όσο και την επιρροή των συναισθηματικών τους καταστάσεων.....

Επιτραπέζιες μετρήσεις της ακτινοβολίας Hawking

O Stephen Hawking πρότεινε το 1974 ότι οι μαύρες τρύπες εξατμίζονται. Στην ουσία, οι διακυμάνσεις του κενού κοντά στον ορίζοντα μιας μαύρης τρύπας παράγουν ζεύγη σωματιδίων-αντισωματιδίων. Το ένα από αυτά πέφτει μέσα στην τρύπα ενώ το άλλο διαφεύγει.
Δεδομένου ότι το σωματίδιο που διαφεύγει έχει ενέργεια, η μαύρη τρύπα χάνει ενέργεια. H διαδικασία αυτή αντιστοιχεί σε μια θερμοκρασία του μέλανος σώματος που είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα της μαύρης τρύπας. Η θερμοκρασία αυτή είναι τόσο μικρή - της τάξης των 100 nK για μια ηλιακή μάζα - οπότε είναι δύσκολο να παρατηρηθεί άμεσα.
Ο William Unruh (University of British Columbia), απέδειξε μια αναλογία ανάμεσα στην ακτινοβολία μιας μαύρης τρύπας και των ηχητικών κυμάτων σε κινούμενα ρευστά.
Οι φυσικοί Silke Weinfurtner, Matthew Penrice και Unruh και οι μηχανικοί Edmund Tedford και Gregory Lawrence στο UBC, χρησιμοποιώντας στο εργαστήριο την κατασκευή του παρακάτω σχήματος,
τοποθετώντας ένα αντικείμενο σε σχήμα φτερού αεροπλάνου σε ένα κανάλι που ρέει νερό και δημιουργώντας επιφανειακά κύματα μεγάλου μήκους κύματος ώστε να διαδίδονται αντίθετα προς το ρεύμα κατάφεραν να δημιουργήσουν το ανάλογο της διαδικασίας Hawking!

Το εμπόδιο συμπεριφέρεται όπως η επονομαζόμενη λευκή τρύπα, η οποία, ως μια χρονικά ανεστραμένη μαύρη τρύπα, δεν απορροφά ακτινοβολία, αλλά αφήνει την ακτινοβολία να διαφεύγει.
Οι μετρήσεις της ομάδας των πλατών των κυμάτων βρίσκονται σε συμφωνία με την αναμενόμενη θερμική κατανομή και αναδεικνύουν τον γενικό χαρακτήρα της ακτινοβολίας Hawking.
S. Weinfurtner et al., Phys. Rev. Lett. 106, 021302, 2011.)—Richard J. Fitzgerald
http://arxiv.org/abs/1008.1911

H έννοια του πραγματικού σωματίου είναι σχετική

Το 1975, ένας νέος φοιτητής του Wheeler, ο William Unruh, και (ανεξάρτητα) o Paul Davis στο King's College του Λονδίνου ανακάλυψαν (χρησιμοποιώντας τους νόμους των κβαντικών πεδίων σε καμπυλωμένο χωρόχρονο) ότι οι επιταχυνόμενοι παρατηρητές που βρίσκονται ακριβώς πάνω τον ορίζοντα μιας μαύρης τρύπας πρέπει να αντιλαμβάνονται τις διακυμάνσεις κενού στην περιοχή αυτή όχι ως ζεύγη δυνάμει σωματιδίων αλλά ως ατμόσφαιρα πραγματικών σωματιδίων - την οποία μάλιστα ο Unruh ονόμασε «ακτινοβολία επιτάχυνσης».
Αυτή η εντυπωσιακή ανακάλυψη έδειξε ότι η έννοια του πραγματικού σωματιδίου είναι σχετική και όχι απόλυτη, δηλαδή εξαρτάται από το σύστημα αναφοράς. Παρατηρητές σε συστήματα αναφοράς που εκτελούν ελεύθερη πτώση διασχίζοντας τον ορίζοντα της τρύπας βλέπουν να υπάρχουν έξω από αυτόν μόνο δυνάμει σωματίδια και καθόλου πραγματικά. Παρατηρητές σε επιταχυνόμενα συστήματα αναφοράς που, λόγω της επιτάχυνσής τους αιωρούνται για πάντα πάνω από τον ορίζοντα βλέπουν πληθώρα πραγματικών σωματιδίων.
Πως είναι δυνατόν να συμβαίνει κατι τέτοιο; Πως είναι δυνατόν ο ένας παρατηρητής να ισχυρίζεται ότι ο ορίζοντας περιβάλλεται από ατμόσφαιρα πραγματικών σωματιδίων και ο άλλος να ισχυρίζεται το αντίθετο; Η απάντηση έγκειται στο ότι τα κύματα που αντιστοιχούν στα δυνάμει σωματίδια δεν περιορίζονται μόνο στην περιοχή πάνω από τον ορίζοντα. Ένα μέρος του κύματος βρίσκεται κάτω από τον ορίζοντα ενώ το υπόλοιπο έξω από αυτόν.

• Οι παρατηρητές που εκτελούν ελεύθερη πτώση και βυθίζονται κάτω από τον ορίζοντα μπορούν να δουν και τα δυο μέρη του κύματος των διακυμάνσεων του κενού, τόσο εκείνο που βρίσκεται στο εσωτερικό όσο και εκείνο στο εξωτερικό του ορίζοντα. Αυτοί οι παρατηρητές, λοιπόν, γνωρίζουν καλά (από τις μετρήσεις τους) ότι το κύμα είναι απλώς μια διακύμανση κενού και, αντίστοιχα, τα σωματίδιά του είναι εν δυνάμει σωματίδια και όχι πραγματικά.
• Οι επιταχυνόμενοι παρατηρητές που παραμένουν για πάντα έξω από τον ορίζοντα μπορούν να δουν μόνο το εξωτερικό και όχι το εσωτερικό μέρος του κύματος της διακύμανσης του κενού. Αντίστοιχα, με τις μετρήσεις τους δεν μπορούν να διακρίνουν ότι το κύμα είναι απλώς μια διακύμανση κενού που συνοδεύεται από δυνάμει σωματίδια. Βλέποντας μόνο το ένα μέρος του κύματος, νομίζουν ότι πρόκειται για ένα πραγματικό κύμα που συνοδεύεται από δυνάμει σωματίδια, και, κατά συνέπεια, οι μετρήσεις τους δείχνουν ότι γύρω από τον ορίζοντα υπάρχει ατμόσφαιρα πραγματικών σωματιδίων. 

Το γεγονός ότι τα πραγματικά σωματίδια αυτής της ατμόσφαιρας μπορούν σιγά σιγά να διαφύγουν στο εξωτερικό σύμπαν (βλ. σχήμα γ) αποτελεί ένδειξη του ότι η άποψη των επιταχυνόμενων παρατηρητών είναι εξίσου σωστή, εξίσου έγκυρη με εκείνη των παρατηρητών που εκτελούν ελεύθερη πτώση: Αυτό που οι παρατηρητές σε ελεύθερη αντιλαμβάνονται ως ζεύγος δυνάμει σωματιδίων (που λόγω της παλιρροϊκής δύνμαης μετατρέπονται σε πραγματικά σωματίδια και το ένα από τα δυο απομακρύνεται), οι επιταχυνόμενοι παρατηρητές το αντιλαμβάνονται απλώς ως ένα σωματίδιο που ανέκαθεν ήταν πραγματικό (και αποτελούσε την ατμόσφαιρα της μαύρης τρύπας). Και οι δυο απόψεις είναι σωστές. Πρόκειται για το ίδιο φυσικό φαινόμενο από τη σκοπιά δύο διαφορετικών συστημάτων αναφοράς.

(α) Οι παρατηρητές που πέφτουν σε μια μαύρη τρύπα ( δυο αστροναύτες) βλέπουν ότι οι διακυμάνσεις κενού κοντά στον ορίζοντα της τρύπας συνίσταται από ζεύγη δυνάμει σωματιδίων
(β) Οι ακίνητοι παρατηρητές που βρίσκονται ακριβώς πάνω από τον ορίζοντα (ο αστροναύτης που αναρτάται από το σχοινί και εκείνος που χρησιμοποιεί τον προωθητικό πύραυλό του) βλέπουν ότι οι διακυμάνσεις κενού συνίστανται από μια ατμόσφαιρα πραγματικών σωματιδίων. Πρόκειται γαι τους "επιταχυνόμενους παρατηρητές".
(γ) Σύμφωνα με τους επιταχυνόμενους παρατηρητές τα σωματίδια της ατμόσφαιρας φαίνεται να εκπέμπονται από έναν θερμό μεμβρανοειδή ορίζοντα. Κινούνται προς τα πάνω διανύοντας μικρές αποστάσεις και τα περισσότερα επιστρέφουν στον ορίζοντα. Μερικά σωματίδια όμως κατορθώνουν να διαφύγουν από την έλξη της μαύρης τρύπας και εξαφανίζονται στο εξώτερο διάστημα.
Kip S. Thorne «Μαύρες τρύπες και στρεβλώσεις του χρόνου», εκδόσεις κάτοπτρο
(*) H ακτινοβολία που εκπέμπουν οι μαύρες τρύπες - και είναι εξαιρετικά δύσκολο έως αδύνατο να ανιχνευθεί - ονομάζεται ακτινοβολία Hawking

Η συντέλεια του κόσμου το 2012 θα οφείλεται στην έκρηξη σουπερνόβα;

Ο Μπετελγκέζ (Betelgeuse) είναι πραγματικά ένα μεγάλο άστρο. Αν τοποθετηθεί στο  κέντρο του ηλιακού μας συστήματος, θα καταλάβει όλο τον χώρο μέχρι την τροχιά του Δία. Είναι γνωστός και ως άλφα του αστερισμού του Ωρίωνα και απέχει περίπου 600 έτη φωτός από τη Γη.
Ο Μπετελγκέζ έχει εξαντλήσει το καύσιμο υδρογόνο και οι πιθανότητες είναι ότι τώρα στο εσωτερικό του πραγματοποιείται η σύντηξη του ηλίου προς άνθρακα και οξυγόνο. Όμως κάποιοι αστρονόμοι του Πανεπιστημίου του Νότιου Κουίνσλαντ υποστηρίζουν ότι τώρα ολοκληρώνεται η σύνθεση σιδήρου διαμέσου διαδοχικών πυρηνικών αντιδράσεων στις οποίες συμμετέχουν κυρίως πυρήνες νέον, μαγνησίου, νατρίου και πυριτίου. Ο πυρήνας του άστρου στη συνέχεια θα καταρρεύσει, προκαλώντας την έκρηξή του ως σουπερνόβα, αφήνοντας πίσω ένα μικρό άστρο νετρονίων στο μέγεθος μιας μικρής πόλης. 
Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η έκρηξη του Μπετελγκέζ ως σουπερνόβα θα γίνει μέσα στο 2012 - επιβεβαιώνοντας την πρόβλεψη των Μάγια ότι την χρονιά αυτή θα γίνει η συντέλεια του κόσμου. Αν η έκρηξη γινόταν σήμερα τότε για μερικές εβδομάδες οι κάτοικοι της Γης θα έβλεπαν δυο ήλιους. Η νύχτα θα γινόταν μέρα!

Βέβαια η πρόβλεψη αυτή περιέχει ένα μικρό σφάλμα ... εκατομμυρίων ετών. Η πιθανότητα να εκραγεί το άστρο το 2012 είναι μια στο εκατομμύριο, αρκετή όμως για να στρέψει την προσοχή όλων των ΜΜΕ......
  Πάντως η έκρηξη του Μπετελγκέζ δεν πρόκειται να δημιουργήσει κανένα πρόβλημα στους ανθρώπους. Η Γη θα δεχθεί λίγο πριν την έκρηξη του άστρου, βροχή νετρίνων. Τα νετρίνα είναι σωματίδια εντελώς ακίνδυνα. Αυτή τη στιγμή νετρίνα που προέρχονται π.χ. από τον ήλιο, διασχίζουν το σώμα μας χωρίς να τα αντιλαμβανόμαστε.  Το μόνο που θα δημιουργήσει θα είναι ένα  σπανιότατο εντυπωσιακό ουράνιο φαινόμενο. Ένα σουπερνόβα που θα βλέπουμε μέρα και νύχτα για λίγες μέρες!
apod.nasa.gov - news.com.au

Λευκή καταιγίδα

Από την εποχή του Γαλιλαίου έχει εντοπιστεί στον Δία η «κόκκινη κηλίδα», μια τρομερή σε ένταση, έκταση και διάρκεια καταιγίδα που εξελίσσεται αδιάκοπα στο νότιο ημισφαίριο του γίγαντα αερίου. Το διαστημικό σκάφος Cassini, που εξερευνά τον Κρόνο, πριν από λίγες εβδομάδες έστρεψε τα όργανά του προς τον Δία και τράβηξε ορισμένες εικόνες. Οι επιστήμονες της ΝΑSΑ που τις μελέτησαν εντόπισαν στο βόρειο ημισφαίριο μια «λευκή κηλίδα» και διαπίστωσαν ότι πρόκειται για μία ακόμη πιο γιγαντιαία σε έκταση και ένταση καταιγίδα.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες που μελετούν το φαινόμενο, η λευκή καταιγίδα έκανε την εμφάνισή της στον Δία στο τέλος του 2010 και είναι τόσο μεγάλη που σε περίπτωση κατά την οποία εμφανιζόταν στη Γη θα κάλυπτε τον μισό πλανήτη μας! Οπως εκτιμούν, το λευκό χρώμα της οφείλεται στους παγωμένους κρυστάλλους αμμωνίας που περιέχει το νέφος της.

www.tovima.gr

Σημαντικό βήμα για τη δημιουργία κβαντικών υπολογιστών

Για πρώτη φορά κατέστη εφικτός ο μυστηριώδης κβαντικός «εναγκαλισμός» σε πυρίτιο.
Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων από τη Βρετανία, τη Γερμανία, την Ιαπωνία και τον Καναδά σημείωσε ένα σημαντικό επίτευγμα, που φέρνει ακόμα ένα βήμα πιο κοντά την πολυπόθητη δημιουργία κβαντικών υπολογιστών, οι οποίοι θα κάνουν υπολογισμούς πολύ ταχύτερα από οποιοδήποτε μηχάνημα μέχρι σήμερα. Οι ερευνητές κατάφεραν για πρώτη φορά να υλοποιήσουν το αινιγματικό φαινόμενο του κβαντικού «εναγκαλισμού» (ή κβαντικής εμπλοκής) σε πυρίτιο, το οποίο αποτελεί τη βάση των «τσιπ» των υπολογιστών. Έτσι, θα μπορούσαν στο μέλλον να δημιουργηθούν κβαντικοί υπολογιστές με βάση τα κοινά «τσιπάκια», πράγμα που θα διευκόλυνε πρακτικά και οικονομικά την παραγωγική διαδικασία από τις υπάρχουσες βιομηχανίες ημιαγωγών.
Οι ερευνητές, υπό τον Τζον Μόρτον του πανεπιστημίου της Οξφόρδης, που παρουσίασαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό «Nature», σύμφωνα με το πρακτορείο Ρόιτερ, δημιούργησαν 10 δισεκατομμύρια κβαντικά εναγκαλισμένα ζεύγη και μάλιστα με υψηλή αξιοπιστία. Ο κβαντικός εναγκαλισμός (που είχε «τρομάξει» και τον ίδιο τον Αϊνστάιν) αφορά την μυστηριώδη «επικοινωνία» δύο σωματιδίων: αν το ένα αλλάξει κατάσταση, τότε αυτόματα συμβαίνει το ίδιο και στο «ταίρι» του, ακόμα κι αν αυτό βρίσκεται σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων και δεν υπάρχει καμία φυσική επαφή μεταξύ τους....

Διαστημικό σκάφος της NASA προετοιμάζεται για ραντεβού με κομήτη την ημέρα του Αγίου Βαλεντίνου

Το σκάφος της NASA Stardust-NExT θα συναντήσει τον κομήτη Tempel 1 στις 14 Φεβρουαρίου, ημέρα του Αγίου Βαλεντίνου. Αυτή η αποστολή θα επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν για πρώτη φορά, τις αλλαγές που προκύπτουν στην επιφάνεια ενός κομήτη αφού αυτός έχει περάσει κοντά από τον ήλιο.
Το διαστημόπλοιο Stardust-NExT θα λάβει υψηλής ευκρίνειας φωτογραφίες του κομήτη, έτσι ώστε να μελετηθεί η σύνθεση και η ροή της εκπεμπόμενης σκόνης στο κώμα -το υλικό που περιβάλλει τον πυρήνα του κομήτη (συνήθως υδρατμοί, διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια από τον πυρήνα του). Από την αποστολή αυτή θα προκύψουν νέες πληροφορίες για το πώς εξελίσσεται και διαμορφώνεται η οικογένεια κομητών του Δία.
Η αποστολή αυτή είναι η συνέχεια της έρευνας για τον κομήτη που ξεκίνησε το 2005 με το σκάφος της ΝΑΣΑ Deep Impact. Η προσέγγιση και η λήψη εικόνων του κομήτη από το Stardust-NExT θα γίνει σε απόσταση 336 εκατομμυρίων χιλιομέτρων μακριά από τη Γη.
Οι πρώτες εικόνες θα σταλούν στη Γη για επεξεργασία τα μεσάνυχτα (3 π.μ. EST) στις 15 Φεβρουαρίου.
Από χτές, το διαστημόπλοιο βρίσκεται περίπου 24,6 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από το σημείο συνάντησής του.
Η αποστολή Stardust ήταν η πρώτη που το 2004 συνέλεξε σωματίδια, απευθείας από τον κομήτη Wild 2, όπως επίσης και μεσοαστρική σκόνη. Τα δείγματα επέστρεψαν το 2006 για να μελετηθούν μέσω μιας κάψουλας που αποσπάστηκε από το διαστημικό σκάφος και έπεσε με αλεξίπτωτο νοτιοδυτικά του Salt Lake City. Η ομάδα της αποστολής περιμένει να γραφεί το τελευταίο κεφάλαιο στην γεμάτη επιτυχίες ιστορία του διαστημικού σκάφους. Το σκάφος ξεμένει από καύσιμα καθώς πλησιάζει 12 χρόνια διαστημικών ταξιδιών, έχοντας διανύσει σχεδόν 6 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από το 1999. Σ' αυτή την τελευταία πτήση θα καταναλωθούν και τα υπόλοιπα καύσιμα.

www.nasa.gov

Γιγάντιος εξωπλανήτης έσπασε το ρεκόρ θερμοκρασίας πλανητών

Σε απόσταση 380 ετών φωτός μακριά από τη Γη, βρίσκεται ένας εξωπλανήτης-αέριος γίγαντας που κινείται σε τροχιά γύρω από ένα καυτό άστρο, πολύ πιο καυτό από τον δικό μας Ήλιο. Ο εξωπλανήτης WASP-33b είναι πραγματική «κόλαση», με θερμοκρασίες που φτάνουν τους 3.200 βαθμούς Κελσίου.
Με τη βοήθεια της υπέρυθρης κάμερας του τηλεσκοπίου Χέρσελ των Καναρίων Νήσων, οι ερευνητές, υπό τον Αλέξις Σμιθ του βρετανικού πανεπιστημίου Κιλ, υπό τον Αλέξις Σμιθ, κατάφεραν να υπολογίσουν την θερμοκρασία του συγκεκριμένου εξωπλανήτη, σύμφωνα με το New Scientist και το Science. Η σχετική μελέτη πρόκειται να δημοσιευτεί στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρίας της Βρετανίας.
Ο WASP-33b, που βρίσκεται στην κατεύθυνση του αστερισμού της Ανδρομέδας, σε απόσταση 380 ετών φωτός από τη Γη, είναι ένας αέριος γίγαντας μεγαλύτερος από τον Δία και κινείται σε τροχιά γύρω από ένα άστρο, το οποίο έχει πολύ υψηλή επιφανειακή θερμοκρασία, της τάξης των 7.160 βαθμών Κελσίου, έναντι "μόλις" 5.600 βαθμών του δικού μας Ήλιου. Ο εξωπλανήτης είναι πραγματική "κόλαση" εξαιτίας της πολύ κοντινής απόστασης που περιφέρεται γύρω από το καυτό μητρικό άστρο του, σε απόσταση μόλις 7% περίπου της απόστασης που ο Ερμής κινείται γύρω από τον Ήλιο μας (είναι τόσο κοντά που το "έτος" του εξωπλανήτη, δηλαδή μια πλήρης περιφορά γύρω από το άστρο του, διαρκεί μόλις 29,5 γήινες ώρες).
Η απίστευτα υψηλή θερμοκρασία των 3.200 βαθμών κάνει τον συγκεκριμένο εξωπλανήτη να είναι πιο θερμός και από μερικά άστρα της κατηγορίας των λεγόμενων "ερυθρών νάνων". Ο επόμενος καυτός πλανήτης είναι ο WASP-12b, με εκτιμώμενη θερμοκρασία περίπου 2.300 βαθμών.
Όσο περνάνε τα χρόνια, οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν όλο και πιο "καυτούς" πλανήτες. Πριν από 20 χρόνια, ο πιο ζεστός πλανήτης ήταν η γειτονική Αφροδίτη με 460 βαθμούς Κελσίου. Έκτοτε, σιγά-σιγά, οι αστρονόμοι άρχιζαν να εντοπίζουν, τον ένα μετά τον άλλο, διάφορους εξωπλανήτες αέριους γίγαντες, τους οποίους ονόμασαν "καυτούς Δίες", οι περισσότεροι των οποίων έχουν θερμοκρασία άνω των 1.000 βαθμών. Ο WASP-33b έρχεται για μια ακόμη φορά να σπάσει το ρεκόρ θερμοκρασίας εξωπλανητών.
enet.gr -  www.newscientist.com
Περισσότερες λεπτομέρειες στη διεύθυνση http://arxiv.org/abs/1101.2432

Αεροπλάνο-τηλεσκόπιο εντόπισε νεογέννητα άστρα

Την πρώτη του επίσημη αποστολή ολοκλήρωσε με επιτυχία το SΟFΙΑ, ένα τηλεσκόπιο που ερευνά στο υπέρυθρο του φάσματος και είναι εγκατεστημένο σε ένα αεροσκάφος Βoeing 747. Η ΝΑSΑ αποφάσισε να δημιουργήσει αυτό το εναέριο διαστημικό παρατηρητήριο ώστε να ξεπεράσει τους διαφόρους παράγοντες (σκόνη, νέφη, υδρατμούς κ.ά.) που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα της Γης και εμποδίζουν τη διαστημική παρατήρηση.

Εικόνα σε μέσο υπέρυθρο του Messier 42 από το SOFIA (δεξιά) σε σύγκριση με εικόνες από την ίδια περιοχή σε άλλα μήκη κύματος από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble (αριστερά) και το European Southern Observatory (μέσον).

Βασική επιδίωξη των επιστημόνων είναι να χρησιμοποιήσουν το SΟFΙΑ (Στρατοσφαιρικό Παρατηρητήριο για την Υπέρυθρη Αστρονομία) για να μελετήσουν κοσμικά φαινόμενα όπως ο σχηματισμός άστρων και πλανητών καθώς και η εξαφάνιση ύλης μέσα σε μαύρες τρύπες. Στην πρώτη αποστολή το τηλεσκόπιο κατάφερε να καταγράψει εξαιρετικά λεπτομερείς εικόνες από το νεφέλωμα του Ωρίωνος, το οποίο βρίσκεται στις νότιες περιοχές του αστερισμού του Ωρίωνος και αποτελεί ένα εργοστάσιο παραγωγής άστρων.

O Ωρίωνας σε υπέρυθρο από το SOFIA

Η αποστολή στέφθηκε με επιτυχία: το νεφέλωμα καλύπτεται από πυκνά νέφη σκόνης τα οποία αλλοιώνουν τις εικόνες που καταγράφει ένα τηλεσκόπιο και με το SΟFΙΑ κατάφεραν τελικά να ξεπεράσουν αυτό εμπόδιο. Οι επιτελείς της αποστολής αναφέρουν ότι το τηλεσκόπιο κατέγραψε πλήθος νεογέννητων άστρων, η μελέτη των οποίων θα αποκαλύψει σημαντικά στοιχεία στους επιστήμονες. tovima.gr - nasa.gov

Εκεί όπου δημιουργήθηκε το World Wide Web

Το κάθισμα της μάθησης

Jon Butterworth
Ακριβώς κάτω από το γραφείο μου στο CERN είναι ο διάδρομος όπου δημιουργήθηκε το World Wide Web.  Στρίβοντας στη γωνία είναι μια τουαλέτα.

Το πρώτο μου ταξίδι στο CERN για τη νέα χρονιά. Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (Large Hadron Collider) βρίσκεται ακόμα σε διακοπές (αν και η δραστηριότητα γύρω από αυτόν είναι έντονη) και προσπαθούμε μελετήσουμε τα δεδομένα του 2010, πριν αρχίσουν να τρέχουν τα δεδομένα του 2011.
Η απουσία ενός μηνός βοηθάει να  καταλάβει κανείς πόσο παράξενο μέρος είναι το CERN. Ακριβώς κάτω από το γραφείο όπου κάθομαι είναι ένας μάλλον υποβαθμισμένος διάδρομος με την πλακέτα της φωτογραφίας

Το περιεχόμενο της οποίας μπορούμε να διαβάσουμε αν κάνουμε κλικ πάνω στην εικόνα που ακολουθεί

Που είναι εντυπωσιακό. Ακριβώς στη γωνία είναι η τουαλέτα, η οποία δεν είχε κάθισμα τουαλέτας για αρκετούς μήνες. Παρ' όλα αυτά, το CERN εξακολουθούσε να τη προμηθεύει χαρτί υγείας τακτικά:

 

Ο  Jon Butterworth είναι καθηγητής φυσικής στο University College του Λονδίνου. Είναι μέλος της ομάδας της Φυσικής Υψηλών Ενεργειών Άτλας, στο πείραμα του  Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN.
guardian