31/3/11

Βίντεο: απαντήσεις σχετικά με το διαστημικό τηλεσκόπιο Webb


Πατήστε ΕΔΩ για να δείτε "διαδραστικά" λεπτομέρειες και κοντινά πλάνα από το James Webb Space Telescope.

Η Γη σαν πατάτα!

Ο χάρτης του βαρυτικού πεδίου του αλλάζει το σχήμα του πλανήτη
Μόναχο
Ο ακριβέστερος μέχρι σήμερα χάρτης του βαρυτικού πεδίου της Γης παρουσιάστηκε την Πέμπτη από τον ESA (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος).
Στο νέο χάρτη του ευρωπαϊκού δορυφόρου Goce, η υδρόγειος δεν μοιάζει με την τέλεια σφαίρα που συνήθως φανταζόμαστε. Έχει εντελώς ανώμαλο σχήμα που θυμίζει πατάτα, καθώς η μάζα του πλανήτη δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη. Η τεράστια μάζα των Ιμαλαΐων, για παράδειγμα, σχηματίζει ένα μεγάλο εξόγκωμα στην περιοχή της Ασίας.
Από τεχνική άποψη, ο χάρτης του Goce είναι ένα γεωειδές: είναι η επιφάνεια ενός ιδεατού παγκόσμιου ωκεανού, η οποία διαμορφώνεται αποκλειστικά από τη βαρύτητα, χωρίς την επίδραση της παλίρροιας και των ωκεάνιων ρευμάτων.

Στοιχεία για ωκεανούς και σεισμούς
Παρουσιάζοντας τον χάρτη σε ειδική εκδήλωση στο Μόναχο, ερευνητές της ESA επισήμαναν ότι τα νέα δεδομένα είναι πολύτιμα για τη μελέτη της δυναμικής των ωκεανών: την παρακολούθηση των θαλάσσιων ρευμάτων και τη μέτρηση της ανόδου της στάθμης της θάλασσας.
Τα δεδομένα της αποστολής Goce «θα μας αποκαλύψουν τη δυναμική τοπογραφία και τα μοτίβα της κυκλοφορίας των ωκεανών με πρωτοφανή ποιότητα και ανάλυση» σχολίασε ο Δρ Ράινερ Ρούμελ, καθηγητής του Τεχνικού Πανεπιστημίου του Μονάχου.
Επιπλέον, οι παρατηρήσεις του Goce αναμένεται να προσφέρουν νέα στοιχεία για το μηχανισμό γέννησης των σεισμών, δεδομένου ότι οι σεισμικές δονήσεις αφήνουν χαρακτηριστικές υπογραφές στα βαρυτικά δεδομένα.
Το Gravity Field και Steady-State Ocean Circulation Explorer (Goce) πετάει σε χαμηλή τροχιά και μπορεί να αισθανθεί απειροελάχιστες μεταβολές στη βαρύτητα
Ο Goce εκτοξεύτηκε το Μάρτιο του 2009 και σήμερα «έχει αρκετά καύσιμα για να συνεχίσει να μετρά τη βαρύτητα μέχρι τα τέλη του 2012» ανέφερε ο Δρ Ρούμελ.
Για να χαρτογραφήσει τη δύναμη της βαρύτητας σε τρεις διαστάσεις, ο δορυφόρος είναι εξοπλισμένος με έξι εξαιρετικά ευαίσθητα επιταχυνσιόμετρα.
Διαθέτει ακόμα έναν προηγμένο κινητήρα ιόντων, ώστε να μπορεί να διορθώνει ανά πάσα στιγμή την τροχιά του.
tovima.gr/science - dailymail.co.uk/sciencetech

Στροντιούχο μικρόβιο: Ταπεινό φύκι θα μπορούσε να απομακρύνει πυρηνικά απόβλητα

Τα κυστίδια όπου συγκεντρώνεται το βάριο και το στρόντιο διακρίνονται κατά μήκος του κυττάρου του Closterium moniliferum
Λος Άντζελες
Ένα μονοκύτταρο φύκος του γλυκού νερού θα μπορούσε να καθαρίζει το ραδιενεργό στρόντιο έπειτα από πυρηνικά δυστυχήματα όπως του Τσερνόμπιλ και της Φουκουσίμα, προτείνουν Αμερικανοί ερευνητές.
Το Closterium moniliferum, με χαρακτηριστικό σχήμα μισοφέγγαρου, είναι ένα μικρόβιο του φυτοπλαγκτού σε λίμνες σε ποτάμια όλου του κόσμου.
Στο εσωτερικό του σχηματίζει μικρά κυστίδια με υγρό, τα οποία ονομάζονται κενοτόπια και συσσωρεύουν μέσα τους κρυστάλλους βαρίου.
Επειδή τα άτομα στροντίου έχουν βάρος και ιδιότητες παραπλήσιες με του βαρίου, οι βιοχημικοί μηχανισμοί του μικροβίου συχνά μπερδεύονται και συσσωρεύουν και στρόντιο μαζί με το βάριο.
Αυτό σημαίνει ότι το C.moniliferum μπορεί να συσσωρεύει στο εσωτερικό του, έστω και κατά λάθος, το ραδιενεργό ισότοπο του στροντίου που παράγεται στους αντιδραστήρες.
Το στρόντιο-90 θεωρείται ιδιαίτερα επικίνδυνο για τον άνθρωπο .....

Τα «σφαιρικά καθάρματα» της αστρονομίας

Στον επιστημονικό χώρο τα πράγματα δεν είναι πάντα ιδανικά, όπως νομίζουμε ότι είναι ή θα θέλαμε να είναι. Πολλές φορές ο άκρατος ανταγωνισμός οδηγεί σε μικρότητες και πισώπλατα χτυπήματα μεταξύ των επιστημόνων. Χαρακτηριστική είναι η ιστορία σχετικά με τον ελβετό αστρονόμο Φριτς Τσβίκι (Fritz Zwicky) που ακολουθεί....
Στη δεκαετία του 1930 ο Τσβίκι (φωτογραφία αριστερά) εργαζόταν στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια και παρατήρησε ότι οι γαλαξίες του γαλαξιακού σμήνους της Κόμης δεν κινούνταν σύμφωνα με τη νευτώνεια βαρύτητα. Ο Φριτς βγήκε ότι οι γαλαξίες του γαλαξιακού σμήνους της Κόμης κινούνταν τόσο γρήγορα που, σύμφωνα με τους νευτώνειους νόμους της κίνησης, θα έπρεπε να απομακρυνθούν μεταξύ τους και το σμήνος να διαλυθεί. Η μόνη εξήγηση, σκέφτηκε, για το γεγονός ότι το σμήνος διατηρείται ενωμένο και δε διαλύεται, είναι ότι περιέχει εκατοντάδες φορές περισσότερη ύλη απ’ όση βλέπουμε με τα τηλεσκόπιά μας.
Είτε οι νόμοι του Νεύτωνα ήταν λάθος για τις γαλαξιακές αποστάσεις, ή το σμήνος της Κόμης περιείχε μεγάλες ποσότητες αόρατης ύλης που το συγκρατούσε ενωμένο.
Σ’ αυτήν τη φωτογραφία που ελήφθη από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble απεικονίζεται ο σπειροειδής γαλαξίας NGC 4911, ο οποίος βρίσκεται στον πυρήνα του γαλαξιακού σμήνους Κόμη. Το σμήνος αυτό απαρτίζεται από 1000 περίπου γαλαξίες, οι περισσότεροι εκ των οποίων είναι ελλειπτικοί και φακοειδείς και βρίσκεται περίπου 320 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό Κόμη της Βερενίκης - ugenfound.edu.gr
Αυτή ήταν η πρώτη ένδειξη στην ιστορία της αστρονομίας ότι κάτι δεν είχαμε καταλάβει καλά σχετικά με την κατανομή της ύλης στο σύμπαν - η πρώτη υποψία για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης.
Παρ’ όλ’ αυτά , για πολλούς και διάφορους λόγους, οι αστρονόμοι παγκοσμίως αγνοούσαν ή απέρριπταν το πρωτοποριακό έργο του Τσβίκι.
Πρώτον, οι περισσότεροι δυσκολεύονταν να δεχτούν ότι η νευτώνεια βαρύτητα, που επικράτησε στη φυσική για τόσους αιώνες, ήταν λανθασμένη. Η αστρονομία είχε ξαναπεράσει στο παρελθόν από παρόμοιες κρίσεις. Έναν αιώνα πριν, αναλύοντας την τροχιά του Ουρανού, οι μελετητές είχαν διαπιστώσει μια μετατόπιση, μια ανεπαίσθητη απόκλιση από τις εξισώσεις του Ισαάκ Νεύτωνα. Αυτό σήμαινε είτε ότι ο Νεύτων είχε κάνει λάθος, ή ότι υπήρχε κάποιος άλλος πλανήτης που με τη βαρύτητά του προκαλούσε αυτή τη μετατόπιση του Ουρανού. Το 1846, προκρίθηκε η δεύτερη ερμηνεία και, μέσα σε διάστημα λίγων ωρών, αναλύοντας τη θέση που προέβλεπαν οι νόμοι του Νεύτωνα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν τον Ποσειδώνα.
Ένας δεύτερος λόγος είχε να κάνει με την προσωπικότητα του Τσβίκι και το πώς αντιμετώπιζαν γενικά οι αστρονόμοι τους «παρείσακτους». Ο Τσβίκι ήταν ένας οραματιστής που, όπως και άλλοι του είδους του, γεύτηκε πολλές φορές την περιφρόνηση και τον εμπαιγμό των συναδέλφων του. Το 1933, αυτός και ο Βάλτερ Μπάαντε εφηύραν τον όρο «σουπερνόβα» και έκαναν την ορθή πρόβλεψη ότι το μόνο που μένει από την έκρηξη ενός άστρου είναι ένα μικρό άστρο νετρονίων με διάμετρο γύρω στα 22 χιλιόμετρα. Για την εποχή του, όμως, η ιδέα ηχούσε τόσο εξωπραγματική που έγινε αντικείμενο γελοιογραφίας στους Times του Λος Άντζελες στις 19 Ιανουαρίου 1934. Ο Τσβίκι είχε γίνει έξαλλος με μια ολιγομελή ομάδα διακεκριμένων αστρονόμων που, κατά τη γνώμη του, προσπαθούσαν να του στερήσουν την αναγνώριση, έκλεβαν τις ιδέες του και δεν τον άφηναν να χρησιμοποιεί τα 2,5 και 5 μέτρων τηλεσκόπια όσο θα ήθελε.
Το 1974 λίγο πριν πεθάνει, ο Τσβίκι εξέδωσε ιδία δαπάνη έναν κατάλογο γαλαξιών. Ο κατάλογος έφερε την επικεφαλίδα «Μνημόνιο στου Αρχιερείς της Αμερικανικής Αστρονομίας και τους Συκοφάντες τους». Το κείμενο που το συνόδευε ήταν μια καυστική κριτική της αποκλειστικής, ερμητικής φύσης της αστρονομικής ελίτ, που είχε την τάση να αποκλείει ανεξάρτητους μελετητές σαν κι αυτόν. «Φαίνεται», έγραφε, «ότι οι συκοφάντες και οι κλέφτες του σήμερα έχουν το ελεύθερο, ειδικά στην αμερικανική αστρονομία, να σφετερίζονται ανακαλύψεις και εφευρέσεις μοναχικών λύκων και αντικομφορμιστών».
Μάλιστα, για τους ανθρώπους αυτούς χρησιμοποιούσε το χαρακτηρισμό «σφαιρικά καθάρματα» επειδή, όπως έλεγε, «είναι καθάρματα απ’ όποια πλευρά κι αν τους κρίνεις». Στην πραγματικότητα ήταν εξοργισμένος που το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψη των αστέρων νετρονίων απονεμήθηκε σε κάποιον άλλον.
Πηγή: Michio Kaku - Παράλληλοι Κόσμοι, Εκδόσεις Τραυλός

Οι 1.235 πλανήτες που ανακάλυψε το Κέπλερ

Η παρακάτω εικόνα είναι μια καλλιτεχνική απεικόνιση της NASA που παρουσιάζει τους 1.235 πλανήτες που ανακάλυψε το Κέπλερ στον γαλαξία μας. Οι πλανήτες είναι οι μαύρες κουκκίδες που προβάλλονται στα αντίστοιχα άστρα που παίζουν τον ρόλο του ήλιου. Στην εικόνα φαίνεται και ο δικός μας ήλιος, στην δεύτερη σειρά μόνος του. Πολλοί από αυτούς τους πλανήτες θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή.
Κάντε κλικ πάνω στην εικόνα για μεγέθυνση.
kepler.nasa.gov/Mission

"Ραδιενεργός βροχή" και άλλα παραμύθια

Επειδή πολλά ακούγονται για την ραδιενέργεια που έρχεται "με τον αέρα"  και "τη βροχή" από την Ιαπωνία....
Η Ελλάδα βρίσκεται πολύ μακριά και δεν κινδυνεύει να μολυνθεί από τη ραδιενέργεια -που διέρρευσε στη Φουκοσίμα - εξαιτίας καιρικών φαινομένων. Από το ιαπωνικό σούσι μπορεί να μολυνθούμε, από τη βροχή όχι.
Άλλωστε μπορούμε να παρακολουθούμε καθημερινά τα επίπεδα ραδιενέργειας που δείχνουν οι σταθμοί του Δικτύου Μέτρησης Ραδιενέργειας της Ελληνικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας (ΕΕΑΕ) ΕΔΩ (κάνοντας κλίκ στον κάθε σταθμό βλέπουμε τις μετρήσεις μιας εβδομάδας).
Συγκεντρωτικός πίνακας με τις μετρήσεις όλων των σταθμών βρίσκεται ΕΔΩ.Οι μετρήσεις αναφέρονται σε νανο-σίβερτ ανά ώρα (nSv/h) - ο ρυθμός ισοδύναμης δόσης. Ο άνθρωπος δέχεται καθημερινά ραδιενεργό ακτινοβολία από το έδαφος και τα οικοδομικά υλικά. Για παράδειγμα ο ρυθμός της ολόσωμης ισοδύναμης δόσης από το εξωτερικό περιβάλλον σε καθημερινές συνθήκες είναι κάποιες δεκάδες nSv ανά ώρα.
Στο παρακάτω διάγραμμα φαίνονται και οι σημερινές μετρήσεις του σταθμού που βρίσκεται στον Δημόκριτο (Αγία Παρασκευή, Αττικής). Καμία διαφορά από τις χθεσινές, προχθεσινές, κ.ο.κ....

Εικόνες του Ερμή από το Messenger

Αυτή η φωτογραφία της επιφάνειας του Ερμή ελήφθη από το MESSENGER από απόσταση 450 χιλιομέτρων πάνω από τον πλανήτη. Προκειται για την κοντινότερη προσέγγιση του διαστημικού σκάφους της NASA στον πλανήτη. Το MESSENGER είναι το πρώτο διαστημικό σκάφος που τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη Ερμή. 
 Ο κρατήρας Debussy
Η επιφάνεια που περικλείεται από τις λευκές γραμμές ήταν μέχρι τώρα αθέατη από το διαστημικό σκάφος. Το αστέρι δείχνει την θέση του  την θέση του Νότιου Πόλου.
Η πρώτη εικόνα που έστειλε το διαστημικό σκάφος MESSENGER, αφού μπήκε σε τροχιά γύρω από τον Ερμή (και γι αυτό ιστορική).
nasa

Ιπτάμενες ρακέτες

Τα ιπτάμενα αυτά ρομποτάκια δημιουργήθηκαν από ερευνητές στο εργαστήριο της Ελβετίας, Control of Distributed, Autonomous Systems (CDAS).

30/3/11

Το σώμα μας ο φορτιστής του μέλλοντος

Τέρμα στην αγωνία όσων “μένουν” από μπαταρία του κινητού τηλεφώνου τους, του iPod ή όποιας άλλης μικρής φορητής συσκευής τους σε μια δύσκολη στιγμή, έρχεται να βάλει μια νέα τεχνολογία, που θα χρησιμοποιεί την κίνηση του ανθρωπίνου σώματος για να παράγει ενέργεια.
Οι επιστήμονες κατασκεύασαν ένα μικροσκοπικό τσιπάκι – νανογεννήτρια από εκατομμύρια νανοσύρματα από οξείδιο του ψευδαργύρου, τα οποία είναι 500 φορές πιο λεπτά από μια ανθρώπινη τρίχα μαλλιών και παράγουν ηλεκτρισμό από την παραμικρή κίνηση, ακόμα και από την κίνηση των δακτύλων.
Μέχρι στιγμής, έχουν καταφέρει να μεταδώσουν ραδιο-σήμα και να τροφοδοτήσουν με ηλεκτρισμό οθόνες LCD και διόδους, ενώ πιστεύουν ότι μπορούν να πετύχουν πολλά περισσότερα.
Αισιοδοξούν ότι μελλοντικά θα μπορέσουν να «χειραγωγήσουν» ακόμα και το χτύπο της καρδιάς για να παράγουν ενέργεια, με τελικό στόχο ο άνθρωπος να μην χρειάζεται μπαταρίες για καμία από τις φορητές συσκευές του.
Σύμφωνα με τον επικεφαλής της έρευνας, δρα Ζονγκ Λιν Γουάνγκ η νέα τεχνολογία μπορεί να έχει άπειρες εφαρμογές. “Αυτή η εξέλιξη αποτελεί ένα ορόσημο. Οι νανογεννήτριές μας θα αλλάξουν τις ζωές μας στο μέλλον. Οι δυνατότητές τους περιορίζονται μόνο από τη φαντασία”, τόνισε.
Η νέα συσκευή είναι χιλιάδες φορές πιο ισχυρή και ενεργειακά αποδοτική σε σχέση με άλλες παρόμοιες απόπειρες και, ουσιαστικά, είναι η πρώτη φορά που μια τέτοια τεχνολογία έχει προοπτικές να βγει από το εργαστήριο για να αξιοποιηθεί σε πρακτικές εφαρμογές.
Τα σχετικά πειράματα έδειξαν ότι πέντε νανογεννήτριες παρήγαγαν την ίδια περίπου ενέργεια με δύο συμβατικές μπαταρίες ΑΑ (τρία βολτ). Σύμφωνα με τους ερευνητές, αν τοποθετηθούν δίπλα-δίπλα περισσότερα νανοσύρματα και περισσότερα τσιπ-νανογεννήτριες, θα καταστεί εφικτό να παραχθεί αρκετή ενέργεια για την τροφοδότηση μεγαλύτερων ηλεκτρονικών συσκευών, όπως ένα κινητό τηλέφωνο.
Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Γεωργίας των ΗΠΑ (Georgia Tech) παρουσίασαν τη σχετική εργασία στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Χημικής Εταιρίας.
enet.gr - dailymail.co.uk

Η πρώτη εικόνα του Ερμή από το Messenger

Στην εικόνα κυριαρχεί ο κρατήρας Debussy
Πρόκειται για μια ιστορική εικόνα του Ερμή. Είναι η πρώτη εικόνα που λαμβάνεται από διαστημικό όχημα που βρίσκεται σε τροχιά στον εσώτερο πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Το διαστημικό σκάφος MESSENGER έχει στείλει ήδη εκατοντάδες φωτογραφίες και έπεται συνέχεια.
nasa

Βίντεο: το Messenger μπαίνει σε τροχιά γύρω από τον Ερμή

29/3/11

Κανένα σημείο ζωής από το ρομπότ Spirit στον Άρη

Spirit: αγνοούμενος στον Άρη
Πασαντίνα
Η NASA αρχίζει να ανησυχεί ότι μπορεί να έχασε το Spirit: ο ρομποτικός εξερευνητής του Άρη είχε τεθεί σε κατάσταση αναμονής στις αρχές του εξωγήινου χειμώνα και δεν έδωσε σημεία ζωής με τον ερχομό της άνοιξης. Στο μεταξύ, πάντως, η περιπέτεια συνεχίζεται για το πανομοιότυπο ρομπότ Opportunity.
Την Τρίτη, η NASA ανακοίνωσε ότι θα συνεχίσει τη συστηματική προσπάθεια επικοινωνίας με το Spirit για ακόμα έναν μήνα. Αν δεν καταφέρει να έρθει σε επαφή αυτό το διάστημα, θα επαναλαμβάνει μόνο σποραδικά την προσπάθεια μέχρι το τέλος του έτους.
Η πιθανότητα να παραμένει σε λειτουργία το Spirit είναι τώρα «πενήντα-πενήντα», εκτίμησε ο Ρέι Άρβιντσον του Πανεπιστημίου Ουάσινγκτον, μέλος της επιστημονικής ομάδας της αποστολής.
Τα προβλήματα για το Spirit άρχισαν το 2009, όταν χάλασε ένας από τους έξι τροχούς του. Το ρομπότ παγιδεύτηκε τότε στην άμμο και απέτυχε να στρέψει τους συλλέκτες του προς τον ήλιο.
Χωρίς επαρκή ενέργεια για να συνεχίσει την λειτουργία του, ο ρομποτικός γεωλόγος τέθηκε σε κατάσταση αναμονής μέχρι να επιστρέψει η λιακάδα. Η ημερομηνία της μέγιστης ηλιοφάνειας έφτασε τελικά πριν από μερικές μέρες, το ρομπότ όμως δεν φαίνεται να έχει ξυπνήσει.
Έξαλλου, έχουν περάσει πάνω από επτά χρόνια από την άφιξη των δίδυμων ρομπότ τον Ιανουάριο του 2004.
Η προβλεπόμενη διάρκεια της αποστολής τους ήταν μόλις τρεις μήνες.
Σήμερα, το κοντέρ του Spirit μένει κολλημένο στα 7,7 χιλιόμετρα, ενώ το Opportunity έχει ήδη διανύσει 26,7 χιλιόμετρα και συνεχίζει να εξερευνά τους αρειανούς κρατήρες.
Και το Opportunity, πάντως, έχει αρχίσει να δείχνει τα χρόνια του: έχει εμφανίσει αρθριτικά στον μηχανικό του βραχίονα και πηγαίνει μόνο με την όπισθεν λόγω της φθοράς ενός τροχού.
Newsroom ΔΟΛ, με πληροφορίες από Associated Press - www.dailymail.co.uk/sciencetech

Το πληθωριστικό σύμπαν

Η ιδέα του πληθωρισμού – μια εκθετική διαστολή του σύμπαντος στις πρώτες στιγμές της ύπαρξής του – δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά το 1981, εισάγοντας νέες ιδέες από τη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων στη θεωρητική κοσμολογία.
Πριν από 30 χρόνια, ένα άρθρο στο Physical Review D άλλαξε το τρόπο της επιστημονικής σκέψης σχετικά με την προέλευση του σύμπαντος. Με νέες ιδέες από την φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων το άρθρο έδειχνε για πρώτη φορά ότι το σύμπαν πέρασε από μια φάση πάρα πολύ γρήγορης διαστολής στα πρώτα κλάσματα των δευτερολέπτων της ύπαρξής του.
Αυτό το επεισόδιο πληθωρισμού όπως ονομάστηκε, μπορεί να εξηγήσει γιατί το σύμπαν έχει την παρατηρούμενη πυκνότητα και ομοιομορφία. Ο πληθωρισμός όχι μόνο έγινε το κεντρικό αξίωμα της κοσμολογίας, αλλά επίσης χρησιμοποιήθηκε από φιλόδοξους θεωρητικούς φυσικούς για άντληση γνώσεων σχετικά με τη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων.
Στη δεκαετία του 1970 οι θεωρητικοί των στοιχειωδών σωματιδίων έχτιζαν τις Μεγάλες Θεωρίες Ενοποίησης (GUTs), σύμφωνα με τις οποίες σε θερμοκρασίες ή σε ενέργειες πάνω από περίπου 10 στην 15 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (GeV), η ηλεκτρομαγνητική δύναμη , η ισχυρή και η ασθενής πυρηνική δύναμη ήταν ταυτόσημες. Στα πρότυπα της μεγάλης έκρηξης όταν δημιουργήθηκε το σύμπαν ήταν αρκετά θερμό έτσι ώστε οι δυνάμεις να είναι ενοποιημένες. Στη συνέχεια στην κοσμική ηλικία των 10 εις την (-35) δευτερολέπτων, η ισχυρή δύναμη διαχωρίστηκε από την ακόμη ενοποιημένη ηλεκτρασθενή δύναμη. Μια αναπάντεχη συνέπεια αυτής της μετάβασης ήταν ότι απαιτούσε την δημιουργία άφθονων μαγνητικών μονόπολων (απομονωμένους βόρειους ή νότιους μαγνητικούς πόλους) – οι οποίοι παρά τις επίμονες προσπάθειες των πειραματικών δεν παρατηρήθηκαν ποτέ.
Δυο φαινομενικά άσχετα προβλήματα υπήρχαν επίσης εκείνη την εποχή στην κοσμολογία. Πρώτον το πρόβλημα της ομοιογένειας: το σύμπαν επεκτάθηκε τόσο γρήγορα ώστε δεν υπήρχε ο χρόνος όλες οι περιοχές που παρατηρούνται σήμερα να εξισώσουν τις θερμοκρασίες και τις πυκνότητές τους, μέσω ανταλλαγής ύλης και ενέργειας. Γιατί τότε το σύμπαν φαίνεται (περισσότερο ή λιγότερο) ίδιο παντού προς όλες τις κατευθύνσεις;
Ο δεύτερος γρίφος ήταν ότι το σύμπαν φαίνεται να είναι σχεδόν “επίπεδο” - για αποστάσεις μεγάλης κλίμακας ο χωρόχρονος έχει ελάχιστη ή καθόλου καμπυλότητα. Όμως στα καθιερωμένα κοσμολογικά πρότυπα κάθε σύμπαν που ξεκινά με έστω και ελάχιστη καμπυλότητα, θετική ή αρνητική, αποκλίνει από την “επιπεδότητα” καθώς το σύμπαν διαστέλλεται. Ένα σύμπαν που είναι σχεδόν επίπεδο μετά από δέκα δισεκατομμύρια χρόνια είναι σαν ένα μολύβι που ισορροπεί κατακόρυφα στη μύτη του για αιώνες.
Στα τέλη του 1979, ο Alan Guth, τότε ήταν στο SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) στην Καλιφόρνια, συνειδητοποίησε ότι μια λύση το πρόβλημα των μονοπόλων που είχε επεξεργαστεί με ένα συνάδελφό του [1] θα μπορούσε να λύσει αυτά τα δυο μεγάλα προβλήματα. Στην λύση εμπλεκόταν ένα στοιχείο των GUTs, γνωστό ως πεδίο Higgs, το οποίο υποτίθεται ότι διαποτίζει όλο το χώρο. Καθώς το σύμπαν διαστέλλεται και ψύχεται, η ισχυρή δύναμη διαχωρίζεται από τις υπόλοιπες όταν το πεδίο Higgs μεταβάλλεται από μια τιμή σε μια άλλη. Για να λύσουν το πρόβλημα των μονοπόλων, ο Guth και ο Henry Tye, και οι δυο στο Πανεπιστήμιο του Cornell το προηγούμενο έτος, υπέθεσαν ότι το πεδίο Higgs δεν μεταβάλλεται αμέσως, αλλά για κάποιο χρονικό διάστημα παγιδεύεται σε λάθος τιμή. Είναι σαν μια μπάλα που παγιδεύεται σε ένα βαθούλωμα στην κορυφή ενός λόφου που την εμποδίζει αν κατρακυλίσει παρακάτω προς την κοιλάδα. Η καθυστερημένη μετάβαση Higgs σημαίνει μικρότερη παραγωγή μονοπόλων. Ο Guth άρχισε να προβληματίζεται για το τι σημαίνει η καθυστερημένη μετάβαση για την κοσμική διαστολή. Όταν το πεδίο Higgs είχε κολλήσει στη λάθος τιμή, κυριάρχησε στην ενέργεια του σύμπαντος, με την παράξενη ιδιότητα να κάνει το σύμπαν να διαστέλλεται εκθετικά με το χρόνο, σε αντίθεση με τη συνήθη αργή διαστολή ενός σύμπαντος που είναι γεμάτο από τη συνήθη ύλη και ακτινοβολία.
Ο “πληθωρισμός” όπως ονομάζει ο Guth αυτή την εκθετική διαστολή, λύνει το πρόβλημα της ομοιομορφίας διότι παίρνει ένα κομμάτι του πρώιμου σύμπαντος αρκετά μικρό ώστε να έχει εξομαλυνθεί με τις εσωτερικές διαδικασίες και με την εκθετική διαστολή να γίνει τόσο μεγάλο όσο βλέπουμε σήμερα. Ταυτόχρονα έδειξε ότι ο πληθωρισμός ωθεί το σύμπαν όλο και πιο κοντά στην τέλεια επιπεδότητα καθώς η διαστολή συνεχίζεται. Στο άρθρο του ο Guth παραδέχθηκε ένα σοβαρό πρόβλημα στο μοντέλο του. Τo πεδίο Higgs δεν έχει ολοκληρώσει τη μετάβασή του σε κάθε περιοχή του χώρου, αφήνοντας ένα ανομοιογενές σύμπαν που δεν μοιάζει καθόλου με το σύμπαν που γνωρίζουμε. Όμως, ένα χρόνο μετά, άλλοι θεωρητικοί βρήκαν τρόπους να διορθώσουν τη θεωρία και να απαλείψουν το πρόβλημα. [2].
Ο Rocky Kolb, τώρα στο Πανεπιστήμιο του Σικαγο, λέει ότι από τότε νέοι φυσικοί σωματιδίων άρχισαν να ενδιαφέρονται για την κοσμολογία, αλλά στον ίδιο το πρόβλημα των μαγνητικών μονόπολων του φαινόταν ως το πιο σημαντικό από τα άλλα κοσμικά προβλήματα. “Δεν είχαμε καταλάβει ότι ο πληθωρισμός θα γινόταν η ισχυρή ιδέα που κατέληξε να είναι σήμερα. Τώρα ο πληθωρισμός είναι πανταχού παρών στην κοσμολογία και υπόσχεται να να εξηγήσει πολλά ακόμη, συμπεριλαμβανομένης της προέλευσης δομών, όπως είναι οι γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών.
David Lindley - focus.aps.org/

Αναφορές
[1] A. H. Guth and S.-H. H. Tye, "Phase Transitions and Magnetic Monopole Production in the Very Early Universe," Phys. Rev. Lett. 44, 631 (1980).
[2] Andreas Albrecht and Paul J. Steinhardt, "Cosmology for Grand Unified Theories with Radiatively Induced Symmetry Breaking," Phys. Rev. Lett. 48, 1220 (1982); A. D. Linde, "A New Inflationary Universe Scenario: A Possible Solution of the Horizon, Flatness, Homogeneity, Isotropy, and Primordial Monopole Problems," Phys. Lett. B108 389 (1982).

Αυτοκίνητα από τροπικά φρούτα και στάχτες

«Πράσινα» -στην κυριολεξία- αυτοκίνητα κατασκευασμένα από ανανάδες, μπανάνες και καρύδες μπορεί να κυκλοφορούν στους δρόμους σε δύο χρόνια, σύμφωνα με ερευνητές στη Βραζιλία, οι οποίοι χρησιμοποιούν φυτικές ίνες για να δημιουργήσουν μια νέα γενιά υπερανθεκτικών εξαρτημάτων, αμαξωμάτων, ακόμα και τμημάτων του κινητήρα. Παράλληλα, άλλοι επιστήμονες στις ΗΠΑ σχεδιάζουν ένα αυτοκίνητο του μέλλοντος από στάχτες άνθρακα!
Οι ερευνητές του πανεπιστημίου του Σάο Πάολο, με επικεφαλής τον δρα Αλσίδες Λεάο, σύμφωνα με τη βρετανική «Ντέϊλι Μέιλ», που παρουσίασαν την πρωτοποριακή εργασία τους σε συνέδριο της Αμερικανικής Χημικής Εταιρίας στην Καλιφόρνια, ανέφεραν ότι η ενίσχυση του πλαστικού των οχημάτων με μικροσκοπικές ίνες από φρούτα, προσδίδει στο υλικό πολύ μεγάλη ανθεκτικότητα. «Οι ιδιότητες αυτών των πλαστικών είναι απίστευτες», δήλωσε ο Λεάο.
Όπως είπε, τα «φρουτοπλαστικά» είναι ελαφρά αλλά πολύ δυνατά, περίπου 30% ελαφρύτερα....

Ταξίδι στο κέντρο της Γης

Δεν είναι ακριβώς ταξίδι στο κέντρο της Γης, αλλά θα είναι το βαθύτερο σημείο που θα έχουμε φτάσει. Ερευνητές σχεδιάζουν τη δημιουργία σήραγγας δια μέσου συμπαγών βράχων προς τον μανδύα της Γης. Σκοπός μιας ομάδας ερευνητών είναι για πρώτη φορά να φέρουν δείγματα από τον μανδύα της Γης. Σκοπεύουν να δημιουργήσουν σήραγγα πέντε μιλίων μέσα από στερεό βράχο στον βυθό της θάλασσας σε θερμοκρασίες 298 βαθμών Κελσίου και τεράστιες πιέσεις.
Mission impossible; Βρετανοί ερευνητές θα δημιουργήσουν σήραγγα για να εξερευνήσουν την δομή του μανδύα της Γης
Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι τα δείγματα πετρωμάτων που θα φέρουν πίσω θα μας βοηθήσουν να μάθουμε περισσότερα για την προέλευση του πλανήτη μας. Το τολμηρό σχέδιο μιμείται το κλασικό φίλμ του 1959 "Ταξίδι στο κέντρο της Γης", στο οποίο ο Pat Boone οδηγεί μια ομάδα εξερευνητών μέσα από ένα Ισλανδικό ηφαίστειο προς τα έγκατα του πλανήτη.

Στην τωρινή πραγματική προσπάθεια δεν θα φτάσουν τόσο βαθιά, αλλά θα σταματήσουν στον μανδύα της Γης - το 2000 μιλίων στρώμα της Γης μεταξύ του φλοιού και ρευστού πυρήνα. Ωστόσο, θα είναι η πρώτη φορά που πραγματοποιείται κάτι τέτοιο.
Τα παραπάνω ανακοινώθηκαν από τον Damon Teagle του National Oceanography Centre στο Southampton και τον Benoit Ildefonse από το πανεπιστήμιο του Montpellier στη Γαλλία.
Οι επιστήμονες έκαναν γεωτρήσεις στην τεράστια και αρχαία λίμνη Βοστόκ κάτω από τέσσερα χιλιόμετρα πάγου, αλλά έπρεπε να αναβάλλουν τις προσπάθειές τους στις αρχές του έτους λόγω άφιξης του χειμώνα.
Επέλεξαν τον μανδύα διότι εκεί περιέχονται τα περισσότερα από τα πετρώματα της Γης. Οι εμπειρογνώμονες αποδίδουν στα δείγματα που θα ληφθούν την ίδια σημασία με τους βράχους που έφεραν οι διαστημικές αποστολές Απόλλων από τη Σελήνη. Θα μας δώσουν επίσης πληροφορίες για την ασυνέχεια του Mohorovičic (Moho), η οποία βρίσκεται στη βάση του φλοιού και μπορεί να εξηγήσει το πως και γιατί συμβαίνουν οι σεισμοί. Ο Teagle εξηγεί ότι το καλύτερο μέρος για να διεισδύσουμε στον μανδύα είναι ο ωκεανός διότι το στρώμα που πρέπει να τρυπηθεί εκεί είναι λεπτότερο.
Παλαιότερα (δεκαετία 1960) έγιναν προσπάθειες διάνοιξης διόδου προς τον μανδύα, αλλά απέτυχαν. Ο Teagle και οι συνεργάτες του ψάχνουν τώρα ένα κατάλληλο σημείο στην περιοχή του Ειρηνικού για να ξεκινήσουν αν όλα πάνε καλά - τεχνογνωσία, χρηματοδότηση - το 2018.
dailymail.co.uk/sciencetech

Γιατί οι επιταχυντές μπορούν να δημιουργήσουν μαύρες τρύπες

Η εικασία του Gerard 't Hooft

Υπάρχει ένα πλήθος διαφορετικών σωματιδίων, και νομίζω ότι μπορούμε βάσιμα να πούμε ότι οι φυσικοί δεν κατανοούν πλήρως σε τι έγκεινται οι διαφορές μεταξύ τους. Χωρίς, ωστόσο, να ασχοληθούμε με τα βαθύτερα ερωτήματα, μπορούμε να προσεγγίσουμε εμπειρικά όλα τα σωματίδια που είτε είναι γνωστά από το πείραμα είτε αναμένεται να υπάρχουν για θεωρητικούς λόγους. Ένας τρόπος παρουσίασής τους είναι να τα τοποθετήσουμε πάνω σε έναν άξονα - σαν ένα είδος φάσματος (όχι υπό κλίμακα) στοιχειωδών σωματιδίων. Ο οριζόντιος άξονας στο παρακάτω διάγραμμα αναπαριστά μάζες, με το αριστερό άκρο να αντιστοιχεί στα ελαφρότερα σωματίδια (η μάζα αυξάνεται προς τα δεξιά). Οι κατακόρυφες γραμμές αντιστοιχούν σε συγκεκριμένα σωματίδια.
Στο αριστερό άκρο βρίσκονται όλα τα γνωστά σωματίδια, η ύπαρξη των οποίων είναι βέβαιη. Δυο από αυτά δεν έχουν μάζα και κινούνται με την ταχύτητα του φωτός: το φωτόνιο και το βαρυτόνιο. Ακολουθούν τα διάφορα είδη νετρίνων, το ηλεκτρόνιο, μερικά κουάρκ, το μιόνιο, ακόμη μερικά κουάρκ, το μποζόνιο W, το μποζόνιο Ζ, το μποζόνιο Higgs και το λεπτόνιο τ. Τα ονόματα και οι λεπτομέρειες δεν έχουν σημασία.
Σε κάπως μεγαλύτερες μάζες υπάρχει μια ολόκληρη συλλογή σωματιδίων, η ύπαρξη των οποίων αποτελεί απλώς εικασία. Ωστόσο πολλοί φυσικοί (συμπεριλαμβανομένου του υποφαινομένου) πιστεύουν ότι υπάρχουν. για λόγους που δεν ενδιαφέρουν εδώ, τα υποθετικά αυτά σωματίδια ονομάζονται υπερσυμμετρικά. Πέρα από τα υπερσυμμετρικά σωματίδια εμφανίζεται ένα μεγάλο κενό (σημειώνεται με ερωτηματικά). Αυτό δεν σημαίνει ότι γνωρίζουμε την ύπαρξη ενός κενού. Απλώς, δεν διαθέτουμε κανέναν ιδιαίτερο λόγο να δεχτούμε την ύπαρξη σωματιδίων σε αυτή την περιοχή. Επιπλέον, κανένας επιταχυντής υπό κατασκευή ή, ακόμη, και υπό προγραμματισμό δεν θα είναι αρκετά ισχυρός για να δημιουργήσει σωματίδια τόσο μεγάλης μάζας. Άρα, το κενό αποτελεί terra incognita.
Κατόπιν, με μάζες πολύ μεγαλύτερες από αυτές των υπερσυμμετρικών σωματιδίων, υπάρχουν τα σωματίδια της Μεγάλης Ενοποίησης. Και αυτά αποτελούν εικασία, αλλά διαθέτουμε πολύ βάσιμους λόγους να πιστεύουμε στην ύπαρξή τους - κατά την άποψή μου, λόγους ακόμη βασιμότερους από εκείνους που αφορούν τα υπερσυμμετρικά σωματίδια -, αλλά η ανακάλυψή τους, στην καλύτερη περίπτωση, θα είναι έμμεση.
Τα πλέον αμφιλεγόμενα σωματίδια στο διάγραμμά μου είναι οι διεγέρσεις χορδής. Σύμφωνα με τη θεωρία χορδών, αυτά είναι πολύ μεγάλης μάζας, περιστρεφόμενες και ταλαντούμενες διεγερμένες καταστάσεις των των συνηθισμένων σωματιδίων.
Κατόπιν στο δεξιό άκρο, έχουμε τη μάζα Planck. Μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1990, οι περισσότεροι φυσικοί ανέμεναν ότι η μάζα Planck θα αποτελεί το τέλος του φάσματος των στοιχειωδών σωματιδίων. Αλλά ο Gerard 't Hooft είχε διαφορετική άποψη. Υποστήριξε ότι ασφαλώς υπήρχαν αντικείμενα μεγαλύτερης μάζας. Η μάζα Planck, μολονότι τεράστια στην κλίμακα της μάζας των ηλεκτρονίων ή των κουάρκ, είναι συγκρίσιμημε τη μάζα ενός κόκκου σκόνης. Σίγουρα υπάρχουν βαρύτερα αντικείμενα αντικείμενα - μεταξύ αυτών, σφαίρες του μπόουλιγκ, ατμομηχανές και χριστουγεννιάτικα γλυκά. Εντούτοις, ιδιαίτερη θέση μεταξύ αυτών των βαρύτερων αντικειμένων κατέχουν εκείνα που, για δεδομένη μάζα, έχουν μικρότερο μέγεθος.
Ας πάρουμε ένα συνηθισμένο τούβλο. Η μάζα του είναι περίπου ένα χιλιόγραμμο, "Στερεό σαν τούβλο", θα λέγαμε. Τα τούβλα, ωστόσο, όσο στερεά και αν φαίνονται, αποτελούν σχεδόν ολοκληρωτικά κενό χώρο. Αν υποβληθούν σε αρκετά μεγάλη πίεση, μπορούν να συμπιεστούν σε πολύ μικρότερες διαστάσεις. Αν η πίεση είναι αρκετά μεγάλη, ένα τούβλο μπορεί να συμπιεστεί στο μέγεθος της κεφαλής μιας καρφίτσας ή, ακόμη, και ενός ιού. Παρ' όλα αυτά, θα εξακολουθεί να παραμένει κυρίως κενός χώρος.
Ωστόσο, υπάρχει ένα όριο. Δεν εννοώ πρακτικό όριο λόγω περιορισμών της σύγχρονης τεχνολογίας. Αναφέρομαι σε φυσικούς νόμους και σε θεμελιώδεις αρχές της φυσικής. Ποια είναι η μικρότερη διάμετρος που μπορεί αν έχει ένα αντικείμενο μάζας ενός χιλιογράμμου; Το μέγεθος Planck θα αποτελούσε προφανή απάντηση, ωστόσο δεν είναι σωστή. Ένα αντικείμενο μπορεί να συμπιεστεί μέχρι σημείου που θα μεταβληθεί σε μαύρη τρύπα μάζας ενός χιλιογράμμου,
(Υπάρχει ένα λεπτό τεχνικό ζήτημα εδώ. Η συμπίεση ενός τούβλου ή οποιουδήποτε άλλου αντικειμένου αυξάνει την ενέργειά του και, εφόσον E=mc^2, αυξάνει επίσης τη μάζα του. Αλλά αυτό μπορούμε να το αντισταθμίσουμε με πολλούς τρόπους. Εκείνο το οποίο επιθυμούμε εμείς είναι να καταλήξουμε στο μικρότερο δυνατό αντικείμενο μάζας ενός χιλιογράμμου)
και τίποτε περισσότερο: αυτό είναι το μικρότερο, πλέον συμπυκνωμένο δυνατό αντικείμενο δεδομένης μάζας.
Ποιο ακριβώς είναι το μέγεθος μιας μαύρης τρύπας μάζας ενός χιλιογράμμου; Ίσως μικρότερο από όσο νομίζεται. Η ακτίνα Schwarzschild  η ακτίνα του ορίζοντα) μιας τέτοιας μαύρης τρύπας ισούται περίπου με εκατό εκατομμύρια μήκη PLanck. Η ακτίνα αυτή ίσως σας ακούγεται μεγάλη, στην πραγματικότητα όμως είναι ένα τρισεκατομμύριο φορές μικρότερη από την ακτίνα ενός πρωτονίου. Φαίνεται τόσο μικρή όσο ένα στοιχειώδες σωματίδιο, οπότε γιατί να μην τη θεωρήσουμε ως τέτοιο;
Ο 't Hooft έκανε ακριβώς αυτό. Είπε ότι, από καμία σημαντική άποψη, η μαύρη τρύπα δεν διαφέρει θεμελιωδώς από ένα στοιχειώδες σωματίδιο. Και πρότεινε την εξής τολμηρή ιδέα:
Το φάσμα των σωματιδίων δεν τερματίζεται στην μάζα Planck. Συνεχίζεται σε απεριόριστα μεγάλες μάζες με τη μορφή μαύρων τρυπών.
Ο 't Hooft υποστήριξε επίσης ότι οι μαύρες τρύπες δεν είναι δυνατόν να έχουν αυθαίρετες μάζες, αλλά, όπως τα συνηθισμένα σωματίδια, επιτρέπονται γι' αυτές μόνο ορισμένες διακριτές τιμές μάζας. Όμως, οι επιτρεπόμενες τιμές γίνονται τόσο πυκνές, με ελάχιστα μεταξύ τους διαστήματα πάνω από τη μάζα Planck,  ώστε πρακτικά συγχέονται.
Γιατί τόσο πυκνές; Ο λόγος είναι η εντροπία. Καθώς αυξάνεται η μάζα, αυξάνεται και το εμβαδόν του ορίζοντα - συνεπώς, αυξάνεται και η εντροπία της μαύρης τρύπας, διότι εντροπία σημαίνει κρυμμένη πληροφορία. Όταν λέμε ότι η μάζα μιας μαύρης τρύπας είναι ένα χιλιόγραμμο, στην πραγματικότητα εννοούμε κατά προσέγγιση ένα χιλιόγραμμο. Θα ήταν ακριβέστερο να πούμε ότι η μάζα είναι ένα χιλιόγραμμο με ένα ορισμένο περιθώριο σφάλματος. Αν υπάρχουν πολλές δυνατές μάζες μαύρων τρυπών στα όρια του περιθωρίου σφάλματος, θα έχουμε παραλείψει από την περιγραφή μας μεγάλη ποσότητα πληροφορίας. Αυτή η ελλείπουσα πληροφορία συνιστά την εντροπία της μαύρης τρύπας. Γνωρίζοντας ότι η εντροπία της μαύρης τρύπας αυξάνεται με τη μάζα της ο 't Hooft συμπέρανε ότι το φάσμα των μαζών των μαύρων τρυπών πρέπει να έχει πολύ πυκνή και θαμπή όψη.
Η μετάβαση στα συνήθη σωματίδια (ή διεγέρσεις χορδής) στις μαύρες τρύπες δεν είναι τόσο απότομη όσο αναπαρίσταται στην εικόνα. Πιθανότατα, το φάσμα των διεγέρσεων χορδής δίνει ομαλά τη θέση του στο φάσμα των μαύρων τρυπών, χωρίς σαφή διάκριση, κάπου στην περιοχή της μάζας Planck. Αυτή ήταν η εικασία του 't Hooft και υπάρχουν πολύ βάσιμοι λόγοι να την πιστέψουμε...
απόσπασμα από το βιβλίο του Leonard Susskind «Ο πόλεμος της μαύρης τρύπας» Εκδόσεις κάτοπτρο

28/3/11

Ο "δίδυμός" μας γαλαξίας

Ο γειτονικός γαλαξίας NGC 253 έχει όμοια χαρακτηριστικά με τον δικό μας
Στο κέντρο του γειτονικού γαλαξία NGC 253 υπάρχει μια μαύρη τρύπα όμοια με αυτή στο κέντρο του δικού μας γαλαξία
Λονδίνο. Ομάδα ερευνητών στις ΗΠΑ διαπίστωσε ότι ο γειτονικός μας γαλαξίας NGC 253 έχει σημαντικές ομοιότητες με τον δικό μας, τόσες που οι ειδικοί τον καταγράφουν πλέον ως "δίδυμο" του. Ο γαλαξίας NGC 253 λόγω του σχήματος αλλά και της εξαιρετικής του λαμπρότητας έχει λάβει από τους επιστήμονες το προσωνύμιο "Ασημένιο Νόμισμα ". Πρόκειται για έναν σπειροειδή γαλαξία στο κέντρο του οποίου υπάρχει μια γιγάντια μαύρη τρύπα μεγέθους και λοιπών χαρακτηριστικών όμοιων με εκείνης που υπάρχει και στο κέντρο του δικού μας γαλαξία.
Το κωδικό όνομα της μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας είναι SgrA* και βρίσκεται στην περιοχή του Τοξότη σε απόσταση περίπου 26.000 ετών φωτός από την Γη. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ειδικών η μάζα της μελανής οπής αντιστοιχεί με εκείνη περίπου τριών εκατομμυρίων άστρων σαν τον Ήλιο.
«Η μαύρη τρύπα στον NGC 253 δημιουργήθηκε πριν από μερικά δισεκατομμύρια έτη. Πιθανολογούμε ότι είναι το αποτέλεσμα της κατάρρευσης όχι ενός αλλά πολλών μεγάλων άστρων» δήλωσε στο δικτυακό τόπο Daily Galaxy η Αντρεα Γκεζ, καθηγήτρια φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο UCLA που ήταν μέλος της ερευνητικής ομάδας που μελέτησε τον γειτονικό μας γαλαξία χρησιμοποιώντας το παρατηρητήριο VLT στην Χιλή και το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble.

Βασικό "συστατικό" οι μαύρες τρύπες
Η καρδιά του γαλαξία
Η Γκεζ ασχολείται από το 1995 με την παρατήρηση των γαλαξιακών κέντρων και τα ευρήματα των μελετών της, σε συνδυασμό με άλλες σχετικές έρευνες, έχουν οδηγήσει την επιστημονική κοινότητα στο συμπέρασμα ότι στη συντριπτική τους πλειονότητα (αν όχι στο σύνολό τους) οι γαλαξίες του Σύμπαντος έχουν στο κέντρο τους μια μαύρη τρύπα. Επιπλέον οι επιστήμονες εκτιμούν ότι το μέγεθος αλλά και τα χαρακτηριστικά της μαύρης τρύπας στο κέντρο ενός γαλαξία σχετίζονται άμεσα με το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά των γειτονικών του γαλαξιών.
tovima.gr/science - dailymail.co.uk/sciencetech

Τεχνητό φύλλο «μιμείται» τη φωτοσύνθεση

Το πρώτο λειτουργικό τεχνητό φύλλο που μιμείται τη φωτοσύνθεση και παράγει ηλεκτρική ενέργεια από τον ήλιο.
Ο αγώνας για την προώθηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας -ακόμα πιο επίκαιρος πλέον μετά τη σοβαρή πυρηνική κρίση στην Ιαπωνία- οδήγησε σε ένα επιστημονικό και τεχνολογικό ορόσημο: τη δημιουργία, από Αμερικανούς ερευνητές, του πρώτου τεχνητού φύλλου. Πρόκειται για ένα εξελιγμένο ηλιακό «κύτταρο» (ή κυψέλη), σε μέγεθος τραπουλόχαρτου, αλλά ακόμα πιο λεπτού σε πάχος, που μιμείται τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, με την οποία τα φυτά μετατρέπουν το φως του ήλιου και το νερό σε ενέργεια.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον χημικό Ντάνιελ Νοσέρα του πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ, που έκαναν τη σχετική παρουσίαση στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Χημικής Εταιρίας, τόνισαν ότι «η δημιουργία ενός λειτουργικού τεχνητού φύλλου αποτελεί ένα από τα ιερά δισκοπότηρα της επιστήμης, εδώ και χρόνια. Πιστεύουμε ότι πλέον το πετύχαμε», όπως είπαν. Επεσήμαναν ότι η εφεύρεσή τους είναι πολλά υποσχόμενη ως μια φθηνή πηγή παραγωγής ηλεκτρισμού για οικιακή χρήση, με τελικό στόχο κάθε σπίτι να γίνει παραγωγός της δικής του ηλεκτρικής ενέργειας.
Το πρώτο τεχνητό φύλλο είχε δημιουργηθεί πριν περίπου μια δεκαετία, από τον ερευνητή Τζον Τέρνερ του Εθνικού Εργαστηρίου Ανανεώσιμης Ενέργειας στο Κολοράντο των ΗΠΑ. Παρόλο, όμως, που έκανε αποδοτική φωτοσύνθεση, δεν ήταν πρακτικό και λειτουργικό για ευρύτερη χρήση, καθώς αποτελείτο από σπάνια και ακριβά μέταλλα, ενώ ήταν άκρως ασταθές, με συνέπεια η διάρκεια ζωής του να μην ξεπερνά τη μια μέρα.
Όμως η νέα συσκευή του ΜΙΤ αποτελείται από πυρίτιο, ηλεκτρονικά εξαρτήματα και καταλύτες (από νικέλιο και κοβάλτιο), ουσίες που επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις. Αν τοποθετηθεί σε ένα γαλόνι νερού (περίπου 4,5 λίτρα) κάτω από τον ήλιο, είτε σε μια στέγη, είτε στο έδαφος, η συσκευή -που διασπά το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο- μπορεί να παράγει αρκετό ηλεκτρισμό για να τροφοδοτήσει ένα σπίτι για μια μέρα. Το υδρογόνο και το οξυγόνο αποθηκεύονται σε ξεχωριστή κυψέλη καυσίμου, η οποία παράγει τον ηλεκτρισμό.
Τα υλικά του «τεχνητού φύλλου» είναι φθηνά και ευρέως διαθέσιμα, ενώ η τεχνολογία είναι πιο σταθερή και έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Εργαστηριακά πειράματα έδειξαν ότι το πρωτότυπο του τεχνητού φύλλου μπορεί να λειτουργεί συνεχώς για τουλάχιστον 45 ώρες χωρίς μείωση της απόδοσής του.
Το τεχνητό φύλλο του ΜΙΤ είναι περίπου δέκα φορές πιο αποδοτικό στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, σε σχέση με ένα αληθινό φύλλο, ενώ οι ερευνητές αισιοδοξούν ότι στο μέλλον θα καταφέρουν να βελτιώσουν κι άλλο την ενεργειακή αποδοτικότητά του. «Το μέλλον ανήκει στη φωτοσύνθεση με την μορφή τεχνητών φύλλων», δήλωσε με βεβαιότητα ο Νοσέρα.
www.kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ

Η θεωρία των υπερχορδών

Του καθηγητή ΗΛΙΑ ΚΥΡΙΤΣΗ*
Η θεωρία των υπερχορδών δίνει την πιo εξελιγμένη μορφή θεωρίας κβαντικής βαρύτητας και φιλοδοξεί να προσφέρει ένα πλαίσιο ενοποίησης όλων των αλληλεπιδράσεων. Πιο συγκεκριμένα, ενοποιεί τη βαρύτητα με την κβαντική μηχανική και προσφέρει μια καινούργια οπτική και σε κάποιο βαθμό λύση, στα προβλήματα των μελανών οπών και της απώλειας πληροφορίας λόγω της ακτινοβολίας Hawking.
Η  θεωρία των υπερχορδών έχει επίσης αποδειχθεί  «θησαυρός»  για τα μοντέρνα μαθηματικά, μια και έχει δημιουργήσει νέες  κατευθύνσεις, αναγκαίες για την μελέτη και κατανόηση της θεωρίας.
Μερικοί επιστήμονες, φυσικοί και μη, επιτέθηκαν πρόσφατα στην θεωρία των χορδών, με τον  ισχυρισμό ότι αυτή στερείται επαφής με το πείραμα. Αν και η θεωρία δεν έχει ακόμα οδηγήσει σε ένα ακριβές υποκατάστατο του Καθιερωμένου Προτύπου των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων, έχει έλθει πρόσφατα σε επαφή με το πείραμα, σε μια αναπάντεχη περιοχή της φυσικής, αυτήν των συγκρούσεων βαρέων ιόντων.
Πιο συγκεκριμένα, η θεωρία των υπερχορδών αποτέλεσε πρόσφατα το κύριο εργαλείο για την κατανόηση μιας καινούργιας μορφής ύλης, του πλάσματος από γκλουόνια και κουάρκς  (ΠΓΚ). Αυτή η μορφή της ύλης που γέμιζε το σύμπαν στα πρώτα δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά από την μεγάλη έκρηξη, δημιουργήθηκε πρόσφατα για πρώτη φορά, κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες, στο εργαστήριο.  Πειράματα στον επιταχυντή βαρέων ιόντων του Brookhaven,  RHIC, έδωσαν για πρώτη φορά, το 2004, ενδείξεις για την δημιουργία του ΠΓΚ. Ταυτόχρονα, έκαναν προφανές ότι οι προσεγγιστικές θεωρητικές μέθοδοι ανάλυσης της Κβαντικής Χρωμοδυναμικής θεωρίας  που γνωρίζουμε ότι περιγράφει τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις, ήταν ανίκανες να περιγράψουν τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις του  ρευστού  ΠΓΚ. Είναι αξιοσημείωτο ότι τα πειράματα δείχνουν ότι το ΠΓΚ είναι το «ιδανικότερο»  από όλα τα ρευστά που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα στην φύση.
Η θεωρία της Κβαντικής Χρωμοδυναμικής (QCD) εισήχθη το 1973 από τους Fritzsch, Gell-Mann και Leutwyler για να περιγράψει τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις....

27/3/11

Βίντεο: Πως λειτουργεί ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN

Ο δυσκολότερος γρίφος του κόσμου ! (μέρος 2ο)

Για να απαντηθεί ο γρίφος που παρουσιάστηκε ΕΔΩ απαιτείται μια ιδιαίτερα πολύπλοκη λογική. Ας θυμηθούμε τον γρίφο:
Δυο μαθηματικοί - ο Γ. και ο Α. - συνελήφθησαν από μια φυλή ανθρωποφάγων. Όταν τους παρουσίασαν στον αρχηγό της φυλής με έκπληξη διαπίστωσαν ότι αυτός ήταν απόφοιτος της φυσικομαθηματικής σχολής του πανεπιστημίου Αθηνών και λάτρης των μαθηματικών. Γι αυτό τους έδωσε μια ευκαιρία για να γλιτώσουν, αρκεί να έλυναν το πρόβλημα που θα τους έθετε. Τους είπε:
"Έχω σκεφτεί δυο ακέραιους και θετικούς αριθμούς χ και ψ. Θα αποκαλύψω τώρα στον Γ, κρυφά από τον Α, το γινόμενο (p0=χ·ψ) αυτών των αριθμών.
Και μετά θα πω στον Α, κρυφά από τον Γ, το άθροισμά τους (s0=χ+ψ)."
(Το άθροισμά των αριθμών είναι είναι μικρότερο του 100 και είναι διαφορετικοί από τη μονάδα).
Στη συνέχεια ζήτησε από τους δυο μαθηματικούς να βρουν τους αριθμούς.
Ακολούθησε ο παρακάτω διάλογος μεταξύ των μαθηματικών Γ και Α
Γ: "Απ' ότι φαίνεται δεν μπορώ να βρω τους αριθμούς"    (γ1)
Α: "Το ήξερα ότι δεν θα τους βρεις!"                                  (α1)
Γ: "Αφού είναι έτσι τώρα τους βρήκα!"                              (γ2)
Α: "Τώρα τους βρήκα και εγώ!"                                         (α2)
Μπορούμε από τον παραπάνω διάλογο να βρούμε ποιοι είναι οι αριθμοί;
Με μια πρώτη ματιά αυτό φαίνεται αδύνατον ! Πως μπορούμε να βρούμε τους αριθμούς όταν δεν έχει δοθεί καμία πληροφορία γι αυτούς; Κι όμως μπορούμε !
Υποθέτουμε –χωρίς να βλάπτεται η γενικότητα – ότι χ≤ψ.
Ένας τρόπος να βρούμε τους αριθμούς είναι η μέθοδος της δοκιμής και του λάθους:
 να ελέγξουμε όλα τα ζεύγη των αριθμών που ικανοποιούν τις συνθήκες
 2≤χ≤ψ≤97       (1)
 και
4≤s0≤99           (2) 
– υπενθυμίζεται ότι s0=χ+ψ – για να δούμε ποια από αυτά «επιβιώνουν» από τον διάλογο (γ1) έως (α2). Αλλά κάτι τέτοιο είναι βαρετό και γι αυτό θα περιορίσουμε την έρευνα.

Η εικασία των Goldbach - Euler
Ποιες πληροφορίες μπορούμε να εξαγάγουμε από τις προτάσεις (γ1) και (α1);

Η πρώτη πρόταση μας λέει ότι το p0 (= χ·ψ) δεν παραγοντοποιείται μονοσήμαντα σε γινόμενο δυο αριθμών που ικανοποιούν τις ανισότητες (1) και (2).   (πρόταση γ11)

Η δεύτερη πρόταση σημαίνει ότι με όποιον τρόπο κι αν αναλύσουμε το s0 σε άθροισμα δυο αριθμών που ικανοποιούν την ανισότητα (1), το γινόμενο των προσθετέων θα έχει την ιδιότητα γ11.      (πρόταση α11)

Η πρώτη συνθήκη εξαιρεί μερικά γινόμενα, η δεύτερη αποκλείει ορισμένα αθροίσματα. Ειδικά από την (α11) έπεται ότι είναι αδύνατον να παρασταθεί το s0 ως άθροισμα δυο πρώτων. (Διαφορερικά το γινόμενο αυτών των πρώτων έχει μια και μοναδική παραγοντοποίηση σε δυο παράγοντες που ικανοποιούν τις ανισότητες (1) και (2) και επομένως δεν ικανοποιεί την (γ11)).
Κάθε άρτιος αριθμός, όμως που ικανοποιεί την ανισότητα (2) γράφεται ως άθροισμα δυο πρώτων (αυτό μπορούμε να το πιστοποιήσουμε άμεσα για όλους τους αριθμούς
4, 6, 8, .......,98
 Άρα το s0 είναι περιττό. Επιπλέον το (s0-2) είναι σύνθετος αριθμός – διαφορετικά το s0=2+(s0-2) είναι μια παράσταση του s0 ως άθροισμα δυο πρώτων. Αν απορρίψουμε τους αριθμούς που δεν ικανοποιούν αυτές τις συνθήκες, καταλήγουμε σε 24 δυνατές τιμές του s0.
To επιχείρημα....

26/3/11

Η αρχιτεκτονική του χάους 2: οι μη γραμμικές αλληλεπιδράσεις

Ο αλλόκοτος βρόχος: τάξη ↔ αταξία
(συνέχεια του άρθρου "Η αρχιτεκτονική του χάους 1")
Γράφει ο ΣΠΥΡΟΣ ΜΑΝΟΥΣΕΛΗΣ
Μέχρι τα μέσα του εικοστού αιώνα στη δυτική σκέψη κυριαρχούσε η άποψη ότι για την επιστημονική «εξήγηση», και συνεπώς για την ουσιαστική κατανόηση, οποιουδήποτε φαινομένου αναγκαία και ικανή συνθήκη είναι η ανακάλυψη των «αιτιών» και των «νόμων» που καθορίζουν την εμφάνιση και την ανάπτυξή του.
Ακόμη και αυτή η ίδια η ορθολογικότητα της ανθρώπινης σκέψης θεωρούσαν ότι ταυτίζεται και εξαρτάται αποκλειστικά από την ικανότητά της να ερμηνεύει «αιτιοκρατικά» τα περίπλοκα φαινόμενα που διερευνά, είτε αυτά είναι φυσικά είτε κοινωνικά.
Με ποια εργαλεία όμως μπορούμε να αποτιμήσουμε την επιτυχία ή όχι μιας επιστημονικής εξήγησης, δηλαδή μιας αιτιοκρατικής περιγραφής; Ο ασφαλέστερος τρόπος είναι προφανώς η μαθηματικοποίηση του προβλήματος. Και, ως γνωστόν, οι διαφορικές εξισώσεις αποτελούν αποδεδειγμένα τον πλέον επιτυχή τρόπο «μετάφρασης» στη γλώσσα των μαθηματικών των γραμμικών, δηλαδή των αυστηρά ντετερμινιστικών διασυνδέσεων μεταξύ αιτίας - αποτελέσματος....

Δραπετεύοντας από πεδίο βαρύτητας με επιτόπιο άλμα !

Σε μια συζήτηση σχετικά με την αποστολή αστροναυτών σε αστεροειδείς δημιουργήθηκε το εξής ερώτημα: Ποιο είναι το όριο στο μέγεθος ενός αστεροειδούς πέραν του οποίου, ένας αστροναύτης που βρίσκεται πάνω σ’ αυτόν μπορεί με ένα επιτόπιο άλμα (κατακόρυφα προς τα πάνω) να διαφύγει, από το πεδίο βαρύτητας του αστεροειδούς. Για να δοθεί μια γρήγορη απάντηση στο ερώτημα αυτό έγιναν οι κατάλληλες προσεγγίσεις. Για έναν αστεροειδή σχεδόν σφαιρικό με πυκνότητα περίπου ίση με την πυκνότητα της Γης, ένας αστροναύτης μπορεί να ξεφύγει από την βαρυτική έλξη του αστεροειδούς με ένα επιτόπιο άλμα, αν η ακτίνα του είναι μικρότερη από ...

Βίντεο: Η ανακάλυψη αστεροειδών από το 1980 έως 2010

Παρατηρείστε την αύξηση του αριθμού των αποκαλυπτομένων αστεροειδών με την πάροδο του χρόνου...

25/3/11

Ο δυσκολότερος γρίφος του κόσμου !

Δυο μαθηματικοί - ο Γ. και ο Α. - ταξίδευαν με εκπαιδευτικό αεροπλάνο πάνω από τη ζούγκλα και μετά από μια αναπάντεχη βλάβη του κινητήρα πραγματοποίησαν αναγκαστική προσγείωση. Ενώ γλίτωσαν από θαύμα την συντριβή για κακή τους τύχη συνελήφθησαν από μια φυλή ανθρωποφάγων.
Όταν τους παρουσίασαν στον αρχηγό της φυλής με έκπληξη διαπίστωσαν ότι αυτός ήταν απόφοιτος της φυσικομαθηματικής σχολής του πανεπιστημίου Αθηνών. Θα τους έδινε μια ευκαιρία ώστε να μην γίνουν ψητοί με πατάτες στο φούρνο, αρκεί να έλυναν τον γρίφο που θα τους έθετε:
"Έχω σκεφτεί δυο ακέραιους και θετικούς αριθμούς χ και ψ.  Θα αποκαλύψω τώρα στον Γ, κρυφά από τον Α, το γινόμενο (χ.ψ) αυτών των αριθμών. 
Και μετά θα πω στον Α, κρυφά από τον Γ, το άθροισμά τους (χ+ψ)."
Έτσι κι έγινε, και στη συνέχεια ζήτησε από τους δυο μαθηματικούς να βρουν τους αριθμούς. 
Πρώτος μίλησε ο μαθηματικός Γ:
Γ: "Απ' ότι φαίνεται δεν μπορώ να βρω τους αριθμούς"
Για να απαντήσει ο μαθηματικός Α:
Α: "Το ήξερα ότι δεν θα τους βρεις!"
Και ξαφνικά λάμπουν τα μάτια του Γ λέγοντας:
Γ: "Αφού είναι έτσι τώρα τους βρήκα!" 
Πετάγεται αμέσως και ο μαθηματικός Α, φωνάζοντας:
Α: "Τώρα τους βρήκα και εγώ!" 
Έτσι ο καθένας ανακοίνωσε κρυφά από τον άλλον τους αριθμούς χ και ψ στον φύλαρχο και γλύτωσαν την ζωή τους!
Μπορείτε να βρείτε από τα παραπάνω δεδομένα ποιοι είναι οι αριθμοί χ και ψ;
(Για ευκολία θεωρήστε ότι οι αριθμοί χ και ψ είναι μεγαλύτεροι από τη μονάδα και το άθροισμά τους είναι μικρότερο του 100)...

Ο κόσµος των αόρατων ζωυφίων

Ενοχλητικά έντοµα αποκαλύπτει ο φακός µε τη βοήθεια ηλεκτρονικού µικροσκοπίου. Ορισµένα είναι αόρατα µε γυµνό µάτι. Ευτυχώς, γιατί κάποια (όπως οι ψύλλοι) κρύβονται στο µαξιλάρι µας.
Κάτω από τον φακό ενός ηλεκτρονικού µικροσκοπίου σάρωσης προβάλλει ένας κόσµος… εφιαλτικός. Η διεισδυτική µατιά του µικροσκοπίου φτάνει τόσο βαθιά ώστε µπορεί και µεγεθύνει µέχρι και 1 εκατοµµύριο φορές τα διάφορα ζωύφια που κυκλοφορούν γύρω µας και πάνω µας χωρίς να τα βλέπουµε. Το ηλεκτρονικό µικροσκόπιο σάρωσης έχει λύσει τα χέρια επιστηµόνων σε πολλά θέµατα τα τελευταία χρόνια. Το συγκριτικό πλεονέκτηµα ως προς το οπτικό τηλεσκόπιο είναι ότι χρησιµοποιεί δέσµη ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας αντί για φως, ώστε να εξετάζει αντικείµενα σε πολύ µικρή κλίµακα.
Ο Στιβ Γκσµέισνερ, που είναι επιστηµονικός φωτογράφος, χρησιµοποίησε ένα τέτοιο όργανο για να αποτυπώσει τα ιδιαίτερα µορφολογικά και ανατοµικά χαρακτηριστικά διαφόρωνοργανισµών. Φωτογράφισε ψύλλους, έντοµα, αράχνες. Ορισµένες από τις «προσωπογραφίες» των ζωυφίων που συνέλεξε, παρουσιάζουµε σήµερα.

Το έντοµο που ζει στο δέρµα µας
Αυτός είναι ένας ψύλλος από εκείνους που ζουν στο δέρµα των ανθρώπων....

Οι μετρήσεις πυρηνικών μαζών λύνουν το μυστήριο των εκρήξεων ακτίνων Χ σε άστρα νετρονίων

Καλλιτεχνική απεικόνιση της προσαύξησης άστρου νετρονίων σε ένα διπλό σύστημα. Ασταθή ισότοπα – πλούσια σε πρωτόνια – παράγουν εκλάμψεις ακτίνων Χ από το άστρο διαμέσου της διεργασίας rp. Αυτά τα ασταθή ισότοπα διαδοχικά διασπώνται σε πιο σταθερά ισότοπα και αποτελούν την πηγή ορισμένων σπάνιων ισοτόπων στη Γη.
Στα διπλά συστήματα άστρων που αποτελούνται από ένα άστρο νετρονίων και έναν συνοδό που συνίσταται από υδρογόνο και ήλιο, είναι δυνατόν να μεταφερθεί ύλη στην επιφάνεια του αστέρα νετρονίων. Εκεί το υδρογόνο και το ήλιο η συμπιέζονται και θερμαίνονται σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες ξεκινώντας διαδοχικές θερμοπυρηνικές αντιδράσεις που εκπέμπουν ακτινοβολία. Οι εκρήξεις ακτινοβολίας οφείλονται στην ενέργεια που απελευθερώνεται από την διαδικασία των τριών άλφα (τρεις πυρήνες ηλίου σχηματίζουν έναν πυρήνα άνθρακα) και άλλων πυρηνικών αντιδράσεων που ανήκουν στον επονομαζόμενο θερμό κύκλο άνθρακα-αζώτου-οξυγόνου [1]. Οι εκρήξεις είναι γνωστές ως τύπου-Ι εκλάμψεις ακτίνων Χ διότι απελευθερώνουν τεράστια ροή ακτίνων Χ. Το φαινόμενο αυτό ανιχνεύεται ως μια απότομη αύξηση λαμπρότητας η οποία στην συνέχεια μειώνεται με αργό ρυθμό.
Η μεγαλύτερη παραγωγή της ενέργειας των εκλάμψεων οφείλεται σε μια σειρά πυρηνικών αντιδράσεων που προκύπτουν με την διαδικασία που ονομάζεται ταχεία σύλληψη πρωτονίου ή (διαδικασία rp): πρωτόνια ενώνονται διαδοχικά και γρήγορα με πυρήνες, συνθέτοντας ισότοπα σε μια ζικ-ζακ διαδρομή (στον πίνακα των πυρήνων) με απορρόφηση πρωτονίων και αντίστροφες διασπάσεις βήτα - κοντά στο όριο της πυρηνικής ύπαρξης πέραν του οποίου οι πυρήνες διασπώνται διότι δεν μπορούν να συγκρατήσουν άλλο πρωτόνιο. Στο τέλος μια τέτοιας διεργασίας οι εναπομείναντες πυρήνες στη διαδρομή διασπώνται και μεταπίπτουν σε πυρήνες προς την γραμμή σταθερότητας.
Η διαδικασία rp ενισχύει με τον τρόπο αυτό την αφθονία των συγκεκριμένων στοιχείων στις στάχτες της επιφάνειας ενός αστέρα νετρονίων και επιπλέον καθορίζει τα χαρακτηριστικά των εκλάμψεων των ακτίνων Χ. Δεδομένου ότι η λαμπρότητα μπορεί να συνδεθεί με την μάζα του άστρου νετρονίων, η κατανόηση των πυρηνικών αντιδράσεων που συμβάλλουν στις εκρήξεις ακτίνων Χ είναι ζωτικής σημασίας [2, 3]. Υπάρχει και ένας επιπλέον λόγος για την μελέτη της διαδικασίας rp: Αν η ύλη που συντίθεται κατά τη διάρκεια των εκρήξεων των ακτίνων Χ διαφεύγει από το βαρυτικό πεδίο του αστέρα νετρονίων προς την μεσοαστρική ύλη, θα μπορούσε να αποτελεί την πηγή συγκεκριμένων χημικών στοιχείων στο γαλαξία, των οποίων η προέλευση είναι δύσκολο να εξηγηθεί με άλλο τρόπο. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν μια σειρά ισοτόπων σταθερών πυρήνων - πλούσιων σε πρωτόνια - όπως το μολυβδένο-92 ή το ρουθήνιο-96.
Οι προσπάθειες προσομοίωσης των διαδρομών πυρηνοσύνθεσης της διαδικασίας rp και της κατανόησης της παραγωγής αυτών των ισοτόπων βασίζεται κυρίως σε δεδομένα πυρηνικής φυσικής, όπως μάζες, χρόνοι ημίσειας ζωής και ρυθμοί σύλληψης των διαφόρων ασταθών πυρήνων. Οι μάζες ή πιο συγκεκριμένα οι ενέργειες διαχωρισμού πρωτονίων (η ενέργεια που απαιτείται για να αφαιρεθεί ένα πρωτόνιο από τον πυρήνα) παίζουν ένα ιδιαίτερα αποφασιστικό ρόλο. Προς το παρόν, η αβεβαιότητα στον πειραματικό προσδιορισμό των μαζών διαφόρων ασταθών πυρήνων είναι σημαντική (σε αντίθεση με τις θεωρητικές προβλέψεις των μαζών των σταθερών πυρήνων που είναι πολύ καλές).
Ένας από τους βασικούς στόχους της παγίδας ιόντων SHIPTRAP, που στεγάζεται στο GSI κέντρο έρευνας βαρέων ιόντων Helmholtz στο Darmstadt, της Γερμανίας, είναι να βελτιώσει τις μετρήσεις των μαζών των ασταθών πυρήνων που συμμετέχουν στη διαδικασία rp. Σε δημοσίευση στο Physical Review Letters [ 4 ] μιας διεθνούς ομάδας επιστημόνων που εργάζονται στο SHIPTRAP παρουσιάζονται οι μετρήσεις μάζας – μερικές από τις οποίες γίνονται για πρώτη φορά – ισοτόπων πλούσιων σε πρωτόνια στην περιοχή με μαζικό αριθμό Α = 84.
 Η (πιθανή) διαδικασία rp στην περιοχή του πυρηνικού χάρτη όπου η ομάδα SHIPTRAP πραγματοποίησε τις μετρήσεις της. Η ισορροπία μεταξύ των πυρηνικών αντιδράσεων (p,γ) και των αντιστρόφων τους (γ,p) [(p,γ) = η σύλληψη πρωτονίου συνοδευόμενη από εκπομπή ακτινοβολίας γάμμα, (γ,p) = η φωτοδιάσπαση, όπου η ενέργεια απορροφάται (φωτόνιο γ) και εκπέμπεται ένα πρωτόνιο] – που δημιουργούν και καταστρέφουν το τεχνήτιο-87 αντίστοιχα, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στις τιμές των μαζών των πυρήνων που συμμετέχουν. Οι νέες μετρήσεις από το SHIPTRAP μαζών - ιδιαίτερα του τεχνήτιου-87 και μολυβδενίου-86, δείχνουν ότι η φωτοδιάσπαση κυριαρχεί εμποδίζοντας την ροή των πυρηνικών αντιδράσεων προς τα πάνω και ενισχύει την διάσπαση βήτα προς τους πυρήνες με Α=86.
Η περιοχή αυτή βρίσκεται κοντά στο μολυβδένιο-84 – το λεγόμενο σημείο αναμονής πυρήνα, διότι είναι ένας πυρήνας του οποίου η σύλληψη των πρωτονίων ανταγωνίζεται με την αντίστροφη αντίδραση της φωτοδιάσπασης, και η ροή προς τα πάνω στον πυρηνικό χάρτη ουσιαστικά σταματάει, προς όφελος της βραδύτερης διαδικασίας της διάσπασης βήτα.
Καλύτερες μετρήσεις μάζας στην περιοχή αυτή θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην πρόβλεψη του ποσού ενέργειας που παράγεται σε ορισμένες διαδρομές της διαδικασίας rp, και στη συνέχεια πόσο ψηλά μπορεί να φτάσει η θερμοκρασία σε μια έκλαμψη ακτίνων Χ. Έτσι θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί για παράδειγμα ο κύκλος που ονομάζεται κύκλος ZrNb – ένας κύκλος που καταλήγει σε έναν διεγερμένο πυρήνα μετά από μια σειρά αντιδράσεων σύλληψης πρωτονίων και αντίστοιχες διασπάσεις που καταλήγουν στο σημείο εκκίνησης με τελικό αποτέλεσμα την παρεμπόδιση της πυρηνοσύνθεσης μεγαλύτερων μαζών.
Η καρδιά των πειραμάτων στο SHIPTRAP είναι μια παγίδα ιόντων Penning - φασματογράφος μάζας – μια συσκευή που προσδιορίζει τις μάζες βραχύβιων ιόντων με μεγάλη ακρίβεια. Οι παγίδες Penning είναι σήμερα το βασικό εργαλείο για ακριβείς μετρήσεις μάζας και χρησιμοποιούνται εκεί όπου παράγονται σπάνιες δέσμες ισοτόπων.
Σ' αυτές τις παγίδες ιόντων (για τις οποίες το 1989 δόθηκε το βραβείο Νόμπελ στους Hans Dehmelt και Wolfgang Paul) προσδιορίζεται η συχνότητα του κυκλότρου f με την οποία τα φορτισμένα σωματίδια περιστρέφονται σε συνδυασμό με το μαγνητικό και το ηλεκτρικό πεδίο, και η μάζα των σωματιδίων υπολογίζεται από την εξίσωση f = m/q*B. Οι παγίδες Penning έχουν βελτιωθεί και χρησιμοποιούνται για πολύ βραχύβια ισότοπα (από το λίθιο-11, με χρόνο ημιζωής 8 ms [5] έως τα Υπέρ Βαρέα Στοιχεία – Super Heavy Elements [6] - τα οποία παράγονται σε ελάχιστες ποσότητες λίγων ιόντων ανά λεπτό ή και λιγότερο). Η ομάδα SHITRAP μέτρησε τις μάζες δέκα πυρήνων (που περιείχαν λιγότερα νετρόνια από πρωτόνια) που παράχθηκαν σε μια αντίδραση σύντηξης-εξάτμισης στο φίλτρο ταχυτήτων GSI SHIP (μια ειδική πηγή για τέτοιους πυρήνες).
Το φίλτρο διαχωρίζει τα προϊόντα αντίδρασης κατά την πτήση και τα υπόλοιπα προϊόντα της δέσμης σταματούν σε έναν θάλαμο αερίου. Από εκεί, τα ιόντα εξάγονται και οδηγούνται στο σύστημα της παγίδας ιόντων όπου οι μάζες τους προσδιορίζονται με ένα σχετικό σφάλμα δm/m = δέκα στην μείον επτά έως δέκα στην μείον οκτώ, ή με απόλυτο σφάλμα 5 έως 15 KeV (μία ατομική μάζα είναι περίπου 1 GeV). Η ομάδα βρήκε επίσης μικρότερες ενέργειες διαχωρισμού-άλφα (η ενέργεια που απαιτείται για τον απόσπαση σωματίου άλφα από τον πυρήνα) σε σύγκριση με παλαιότερους υπολογισμούς και πειράματα. Και με αυτές τις ακριβείς τιμές μαζών, επαναπροσδιόρισαν μια διαδικασία rp παρόμοια με αυτή που αναμένεται στο αστρικό σενάριο των εκλάμψεων των ακτίνων Χ. Συμπεριλαμβάνοντας τις νέες μάζες στους υπολογισμούς η παραγωγή ενέργειας άλλαξε κατά έναν παράγοντα 20, ο μεγαλύτερος που βρέθηκε ποτέ σε υπολογισμό της διαδικασίας rp.
H κατανόηση της πυρηνοσύνθεσης και των μεγάλης ενέργειας εκρήξεων ακτίνων Χ απαιτεί μαι διεπιστημονική προσέγγιση μεταξύ αστρονομικών παρατηρήσεων, αστροφυσικών μοντέλων και υπολογισμών και της πυρηνικής φυσικής. Η δημοσίευση αυτή δείχνει το πως οι – φαινομενικά άσχετες - μετρήσεις πυρηνικών μαζών μας διαφωτίζουν σχετικά με το αστροφυσικό φαινόμενο των εκρήξεων των ακτίνων Χ σε άστρα νετρονίων.
Αναφορές
1. M. Wiescher, Physics 2, 69 (2009).
2. Michael Wiescher and Hendrik Schatz, Prog. Theor. Phys. Suppl. 140, 11 (2000).
3. H. Schatz and K. E. Rehm, Nucl. Phys. A777,601 (2006).
4. E. Haettner et al., Phys. Rev. Lett. 106, 122501 (2011).
5. M. Smith et al., Phys. Rev. Lett. 101, 202501 (2008).
6. M. Block et al., Nature 463, 785 (2010).
Περισσότερες λεπτομέρειες στη διεύθυνση physics.aps.org

Βίντεο: Το άζωτο

Το άζωτο είναι το έβδομο σε αφθονία στοιχείο του σύμπαντος και σημαντικό συστατικό της ατμόσφαιρας του Τιτάνα, το μεγαλύτερο από τα 62 φεγγάρια του Κρόνου.
Αλλά και εδώ στη Γη, το άζωτο - αδρανές αέριο σε θερμοκρασία δωματίου - είναι το πιο άφθονο στοιχείο στην ατμόσφαιρα. Όπως και ο άνθρακας, το άζωτο είναι στοιχείο που αποτελεί απαραίτητο συστατικό όλων των ζωντανών οργανισμών, περιέχεται στα αμινοξέα, τις δομικές μονάδες των πρωτεϊνών.

24/3/11

Μήπως είμαστε Αρειανοί;

Νέο όργανο θα αναζητήσει μικροοργανισμούς στον Άρη για να συγκρίνει το DNA τους με εκείνο των μορφών ζωής στην Γη
Ενα νέο όργανο θα προσπαθήσει να δώσει δώσει απάντηση στο ερώτημα αν η ζωή στην Γη προήλθε από τον Άρη
Νέα Υόρκη
Επιστήμονες στις ΗΠΑ προσπαθούν να βρουν απάντηση το ερώτημα αν το δέντρο της ζωής στην Γη έχει τις ρίζες του... στον Άρη. Μια από τις θεωρίες για την εμφάνιση της ζωής στην Γη αναφέρει ότι οι "σπόροι" της ζωής, τα δομικά υλικά για την ανάπτυξη της, έφτασαν στον πλανήτη μας από τον Άρη με όχημα κάποιο μεγάλο σώμα (έναν βράχο για παράδειγμα) που αποσπάστηκε από το έδαφος του κόκκινου πλανήτη μετά από πτώση αστεροειδούς εκεί και κατέληξε τελικά στην Γη.
Ομάδα ερευνητών του ΜΙΤ και του Πανεπιστημίου Χαρβαρντ αναπτύσσει ένα όργανο το οποίο θα μπορεί να αναλύσει δείγματα εδάφους του Άρη και να εντοπίσει μικροβιακές μορφές ζωής. Το όργανο αυτό θα μπορεί να εντοπίσει όχι μόνο ζωντανούς μικροργανισμούς αλλά ακόμη και εκείνους που έχουν πεθάνει εδώ και εκατομμύρια έτη. Επιπλέον θα μπορεί να απομονώσει το DNA των ζωντανών αλλά και των νεκρών οργανισμών έτσι ώστε, στη συνέχεια, οι επιστήμονες να το συγκρίνουν με το γονιδίωμα των μορφών ζωής στην Γη.
«Είναι σίγουρα ένα εξαιρετικά φιλόδοξο και με ελάχιστες πιθανότητες επιτυχούς κατάληξης εγχείρημα. Αλλά σε περίπτωση που εντοπίσουμε στον Άρη μορφές ζωής που μοιάζουν με τις δικές μας αυτό θα σημαίνει ότι καταγόμαστε από τον Άρη. Φυσικά αυτό θα μπορούσε να λειτουργεί και αντίστροφα, δηλαδή η ζωή να εμφανίστηκε πρώτα στην Γη και στη συνέχεια να μετανάστευσε στον Άρη» δήλωσε στον δικτυακό τόπο Space.com o Κρις Καρ, μέλος της ερευνητικής ομάδας.
Η συσκευή ονομάζεται SETG (Search for Extra - Terrestial Genome - "Αναζήτηση Εξωγήνιου Γονιδιώματος") και σύμφωνα με τους ερευνητές η λειτουργία του θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη αφού ακόμη και αν τελικά δεν εντοπιστούν μικροοργανισμοί η διείσδυση στο υπέδαφος του Άρη μπορεί να οδηγήσει σε άλλες σημαντικές ανακαλύψεις όπως, για παράδειγμα, στον εντοπισμό νερού.
tovima.gr

Στον Αμερικανό Τζον Μίλνορ το φετινό «Νόμπελ Μαθηματικών»

Μεταξύ άλλων ανακάλυψε τις εξωτικές σφαίρες με επτά διαστάσεις.
Ο Αμερικανός μαθηματικός Τζον Μίλνορ (John W. Milnor) βραβεύεται για το 2011 με το Βραβείο Άμπελ, το αποκαλούμενο και «Νόμπελ Μαθηματικών», όπως ανακοίνωσε η Νορβηγική Ακαδημία Επιστημών, σύμφωνα με την οποία ο 80χρονος σήμερα επιστήμων βραβεύεται για «τις πρωτοποριακές ανακαλύψεις του στην τοπολογία, την γεωμετρία και την άλγεβρα», δηλαδή σε όλο το φάσμα των μαθηματικών, ένα ασυνήθιστο επίτευγμα.
Πάνω από όλα, ο Μίλνορ έγινε διάσημος όταν ανακάλυψε ότι υπάρχουν σφαίρες σε επτά διαστάσεις, πολύ διαφορετικές από αυτές με τις οποίες παίζουμε ποδόσφαιρο ή μπάσκετ. Πάντως, μην προσπαθήστε να φανταστείτε τέτοιες «εξωτικές» σφαίρες!
Το βραβείο Άμπελ, που απονεμήθηκε για πρώτη φορά το 2003 και γρήγορα απέκτησε «στάτους» ισοδύναμο με Νόμπελ μεταξύ των μαθηματικών, συνοδεύεται από το ποσό του 1 εκατ. δολαρίων περίπου. Η τελετή απονομής θα γίνει στο Όσλο στις 24 Μαϊου και το βραβείο θα απονείμει ο νορβηγός βασιλιάς Χάραλντ, σύμφωνα με το «Science», το «Nature» και το «New Scientist» . Το βραβείο Άμπελ πήρε το όνομα του Νορβηγού μαθηματικού του 19ου αιώνα Νιλς Χένρικ Άμπελ, ο οποίος ανακάλυψε τη θεωρία ομάδων μαζί με τον Τσέχο μαθηματικό Φράντιζεκ Βολφ.
Ο Μίλνορ, ειδικός στην τοπολογία και τη θεωρία των δυναμικών συστημάτων, αλλά επίσης στην θεωρία παιγνίων, την θεωρία ομάδων και την θεωρία των αριθμών, διδάσκει στο Ινστιτούτο Μαθηματικών Επιστημών του πανεπιστημίου Stony Brook της Νέας Υόρκης. Έχει πίσω του μια μακρά καριέρα, που ξεκίνησε το 1950, όταν, φοιτητής ακόμα στο πανεπιστήμιο Πρίνστον, τράβηξε πάνω του το ενδιαφέρον, επειδή κατάφερε να λύσει ένα άλυτο μέχρι τότε πρόβλημα σχετικά με την καμπυλότητα των κόμβων. Το 1956 αναγνωρίστηκε διεθνώς, όταν απέδειξε την ύπαρξη «εξωτικών» σφαιρών με επτά διαστάσεις και παράξενες τοπολογικές ιδιότητες.
Ο Μίλνορ επίσης έχει γίνει διάσημος για τα «μυθικά» βιβλία του, τα οποία με (σχετικά) απλό και καθαρό τρόπο εξηγούν τα μαθηματικά. Κάθε φορά που γράφει ένα νέο βιβλίο, σε λίγο έχει γίνει κλασικό μεταξύ των συναδέλφων του. Η Νορβηγική Ακαδημία επισημαίνει χαρακτηριστικά ότι «όλα τα έργα του Μίλνορ διακρίνονται για τη σπουδαία έρευνά τους, τις θεμελιώδεις ενοράσεις, τη ζωηρή φαντασία, τα στοιχεία έκπληξης και την υπέρτατη ομορφιά τους» .
Ο Μίλνορ, πριν κερδίσει το βραβείο Άμπελ, έχει ήδη βραβευτεί με όλα τα άλλα σημαντικά βραβεία μαθηματικών (Φιλντς 1962, Βολφ 1989 κ.α.). Παρόλα αυτά, όπως είπε, ξαφνιάστηκε όταν τον ειδοποίησαν ότι είχε πάρει και το βραβείο Άμπελ. «Πάντα», δήλωσε, «αιφνιδιάζεται κάποιος, όταν τον παίρνουν τηλέφωνο στις έξι ώρα το πρωί»
kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ - newscientist.com

Μαθήματα από τη Φουκουσίμα

Ποιές είναι οι επιπτώσεις της ραδιενέργειας. Τρόποι προστασίας.
Ζούμε όλοι μας την πολλαπλή τραγωδία της Ιαπωνίας. Πρώτα ο σεισμός: μετακίνησε μέρος της Ιαπωνίας 4 μέτρα προς τα ανατολικά, έστρεψε ελαφρά τον άξονα περιστροφής της γης μειώνοντας τη διάρκεια κάθε μέρας από δω και στο εξής στον πλανήτη μας κατά 1.8 milliseconds. Μετά το τσουνάμι: Καθώς ο σεισμός μείωσε το ύψος της γης στις βορειοανατολικές ακτές κατά δύο πόδια, τα κύματα εισχώρησαν ακόμα και μέχρι 6 μίλια μέσα στην ενδοχώρα, παρασύροντας τα πάντα στο διάβα τους.
Πεντακόσιες χιλιάδες άστεγοι απ αυτά τα δύο χτυπήματα της μητέρας φύσης αλλά ακολούθησε ένα ακόμα: το πυρηνικό ατύχημα στη Φουκουσίμα. Τα προβλήματα εκεί ξεκινούν από την απώλεια παροχής ηλεκτρικής ενέργειας στα συστήματα ψύξης (που λειτουργούν με νερό) καθώς ο σεισμός έκοψε τα καλώδια και το τσουνάμι κατέστρεψε τις εφεδρικές ντιζελογεννήτριες. Η αδυναμία ψύξης μαζί με τεχνικές αστοχίες (ρωγμές κλπ) οδήγησε κατά κύριο λόγο σε υπερθέρμανση και διαρροή ραδιενέργειας που κύρια προέρχεται από τις επιτόπια αποθηκευμένες ράβδους χρησιμοποιημένου πυρηνικού καύσιμου και όχι από την καρδιά των αντιδραστήρων και κατά τούτο διαφοροποιείται σημαντικά το ατύχημα της Φουκουσίμα από αυτό που Τσερνόμπιλ.
Ηρωικοί τεχνικοί προσπαθούν όλες αυτές τις ημέρες να αποκαταστήσουν τις βλάβες και ν αποτρέψουν την έκλυση περισσότερης ραδιενέργειας στο περιβάλλον. Το φαινόμενο είναι σε εξέλιξη. Προβλέπεται ότι η μάχη αυτή θα κρατήσει αρκετά ακόμα, φαίνεται όμως ότι αν επαναλειτουργήσουν τα συστήματα ψύξης, τότε ένα μεγάλο μέρος της θα έχει κερδηθεί.

Επιπτώσεις της ραδιενέργειας

Το ατύχημα αυτό ξανάφερε στην επιφάνεια τις ανησυχίες για τις επιπτώσεις της ραδιενέργειας στους ανθρώπους. Ας τονίσουμε από την αρχή ότι οι επιπτώσεις αυτές είναι ο καλύτερα μελετημένος βλαπτικός παράγοντας του περιβάλλοντος. Κι αυτό γιατί, ως άφρον ανθρώπινο είδος, είχαμε την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουμε ακούσια ή εκούσια, εκατομμύρια ανθρώπους και για μεγάλο χρονικό διάστημα σαν πειραματόζωα, ξεκινώντας από τις υπέργειες πυρηνικές δοκιμές στα νησιά Μάρσαλ, με τις βόμβες στη Χιροσίμα και στο Ναγκασάκι, τα διάφορα πυρηνικά ατυχήματα («Three miles island», Τσερνόμπιλ κλπ).
Ξέρουμε επομένως...

Τα υπερνόβα καταστρέφουν την εξωγήινη ζωή

Η έλλειψη στοιχείων που αποδεικνύουν την ύπαρξη εξωγήινης ζωής είναι γνωστή στους επιστήμονες ως η "Μεγάλη Σιωπή". Αμηχανία προκαλεί το γεγονός ότι μετά από πολλά χρόνια αναζήτησης - τίποτε δεν επιβεβαιώνει την ύπαρξη ζωής πέρα από τον πλανήτη μας.
Όμως τώρα οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η απάντηση βρίσκεται στη καταστροφική δύναμη της έκρηξης άστρων - εξαιτίας των οποίων οι - πιθανές - εξωγήινες μορφές ζωής εξαφανίζονται.
Δύο καταρρέοντα άστρα - λευκοί νάνοι - στον γαλαξία της Ανδρομέδας συγχωνεύονται προκαλώντας ένα σουπερνόβα, που είναι ο πρόδρομος του υπερνόβα.
Πιο συγκεκριμένα, ένα φαινόμενο γνωστό ως υπερνόβα θα μπορούσε να καταστρέφει την εξωγήινη ζωή. Και επειδή αυτή η διαδικασία έχει προκύψει πολλές φορές στο χρονικό διάστημα εκατομμυρίων ετών, είναι πιθανόν μορφές ζωής να έχουν εξαλειφθεί πάνω από μια φορά.
Οι επιστήμονες πιστεύουν επίσης ότι υπάρχει πιθανότητα, η ζωή να εξαφανιστεί από τη γη εξαιτίας του φαινομένου των εκλάμψεων ακτίνων γάμμα που προκαλούν τα υπερνόβα (η ακτινοβολία γ μπορεί να καταστρέψει το στρώμα του όζοντος).
Οι επιστήμονες ονομάζουν την έλλειψη αποδείξεων εξωγήινης ζωής "Μεγάλη Σιωπή"
Ο Dr Edward Sion, από το Πανεπιστήμιο της Villanova στην Pennsylvania δηλώνει ότι αυτό θα μπορούσε να συμβεί "σύντομα" σχετικά με τις χρονικές κλίμακες που χρησιμοποιύν οι αστρονόμοι. Αλλά είναι απίθανο να συμβεί στα επόμενα εκατό χρόνια.
Τα υπερνόβα είναι γιγάντια σουπερνόβα. Μέχρι το 1990 ως υπερνόβα θεωρούνταν εκρήξεις άστρων που είχαν την ενέργεια 100 σουπερνόβα. Σήμερα, θεωρούνται ως υπερνόβα, οι εκρήξεις όλων των υπεργιγάντων ή άστρων των οποίων η μάζα κυμαίνεται από 100 έως 300 ηλιακές μάζες.
Η διάσπαση του ισοτόπου του νικελίου πιστεύεται ότι δημιουργεί την μεγαλύτερη ποσότητα φωτός ενός υπερνόβα. Πιο εντυπωσιακό θέαμα φωτός παράγεται όταν καταρρέουν δυο λευκοί νάνοι - ο καθένας τους στο μέγεθος της γης - καθώς συγχωνεύονται.
Η διαδικασία αυτή παράγει επίσης και το φαινόμενο που είναι γνωστό ως μαύρη τρύπα. Η βαρυτική κατάρρευση ενός άστρου είναι μια φυσική διαδικασία που συμβαίνει όταν εξαντλούνται όλες οι αστρικές πηγές ενέργειας.
Αν η μάζα του καταρρέοντος άστρου είναι κάτω από μια κρίσιμη τιμή, το τελικό προϊόν είναι ένα συμπαγές άστρο: ένας λευκός νάνος ή ένα άστρο νετρονίων.
Αλλά αν το άστρο που καταρρέει έχει μάζα μεγαλύτερη από την κρίσιμη τιμή, η κατάρρευση θα συνεχίζεται για πάντα και θα δημιουργήσει μια μαύρη τρύπα. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η κατάρρευση άστρων με μάζα πάνω από 0,7 ηλιακές μάζες σχηματίζουν μια μαύρη τρύπα.
Ένα υπερνόβα θα μπορούσε να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στη γήινη ζωή. Ευτυχώς όμως προς το παρόν, κανένας υπεργίγαντας δεν βρίσκεται αρκετά κοντά στη Γη ώστε να αποτελεί άμεση απειλή.
dailymail.co.uk/sciencetech

23/3/11

Bίντεο: Μια σύντομη εισαγωγή στη Γενετική

Στο βίντεο περιγράφεται η ιστορία της γενετικής, από τον Γκρέγκορ Μέντελ, έως το DNA και τον γενετικό κώδικα. Μετά από μια εισαγωγή στις βασικές ιδέες της γενετικής, παρουσιάζονται οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γενετικής και οι τομείς της γονιδιωματικής και της βιοπληροφορικής

Το «κομπιούτερ» του... Μίνωα

Σύμφωνα με τον ερευνητή Μ. Τσικριτζή, «ακτινωτός τροχός» του 15ου αιώνα π.Χ. παρείχε προβλέψεις και καταγραφές των εκλείψεων Σελήνης και Ηλίου. Ηταν επίσης ηλιακό ρολόι και προσδιορισμού γεωγραφικού πλάτους
Οι Μινωίτες ήταν άριστοι... αστρονόμοι και πρώτοι είχαν ανακαλύψει τον αρχαίο χειροκίνητο υπολογιστή. Μάλιστα η ανακάλυψη αυτή είχε γίνει 1.400 χρόνια πριν από την ανακάλυψη του μηχανισμού των Αντικυθήρων, όπως αποκαλύπτει στο «Εθνος» ο ερευνητής Μηνάς Τσικριτζής, ο οποίος ισχυρίζεται ότι... έθεσε πριν από λίγες ημέρες σε λειτουργία τον αρχαίο υπολογιστή...

Η βαρύτερη μορφή αντιύλης που δημιουργήθηκε μέχρι τώρα

Από τις συγκρούσεις βαρέων ιόντων παράγεται αντι-ήλιο-4 (κόκκινο ίχνος)
Δημιουργήθηκε ένα σύμπλεγμα από αντιύλη και είναι το πιο βαρύ και το πιο σύνθετο "αντι-πράγμα" που είδαμε ποτέ. Οι πυρήνες αντι-ηλίου, ο καθένας συνίσταται από 2 αντι-πρωτόνια και 2 αντι-νετρόνια, δημιουργήθηκαν και ανιχνεύθηκαν στον Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων (Relativistic Heavy Ion Collider - RHIC) του Upton, στη Νέα Υόρκη.
Τα αντι-σωματίδια έχουν αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο από τα σωματίδια της γνωστής μας ύλης (τα αντι-νετρόνια είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, αποτελούνται από αντι-κουάρκ που έχουν αντίθετο φορτίο από τα αντίστοιχά κανονικά κουάρκ).
Η αντιύλη όταν έρχεται σε επαφή με την ύλη εξαϋλώνεται, γι αυτό είναι δύσκολο να δημιουργηθεί και να εργαστεί κανείς μαζί της.
Μέχρι τώρα η πιο περίπλοκη μορφή αντιύλης που είχαμε δεί ήταν ο πυρήνας του αντιηλίου-3, που περιέχει δυο αντι-πρωτόνια και ένα αντι-νετρόνιο. Όμως τα πειράματα στο RHIC προχώρησαν ένα βήμα παραπάνω. Οι συγκρούσεις βαρέων πυρήνων όπως ο μόλυβδος και ο χρυσός, σε υψηλές ενέργειες μπορούν να δημιουργήσουν πολλά νέα σωματίδια.
Πέρυσι ο RHIC ανακοίνωσε την δημιουργία του αντι-υπερτρίτιου, που αποτελείται από ένα αντι-πρωτόνιο, ένα αντι-νετρόνιο και ένα ασταθές σωματίδιο που ονομάζεται αντι-λάμδα. Το αντι-υπερτρίτιο ήταν μέχρι τότε το βαρύτερο γνωστό αντισωματίδιο.
Όμως το ρεκόρ καταρίπτουν τώρα, οι 18 πυρήνες αντι-ηλίου-4 που παρατηρήθηκαν στο RHIC.
Αντι-περιοδικός πίνακας
Ο Frank Close του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης στο Ηνωμένο Βασίλειο λέει ότι:  "μετακινηθήκαμε στο επόμενο στοιχείο του αντι-περιοδικού πίνακα, αλλά δεν παίρνουμε απάντηση στο μεγάλο ερώτημα, του γιατί το σύμπαν δεν συνίσταται από αντι-ύλη".
Οι καθιερωμένες θεωρίες λένε ότι η ύλη και η αντιύλη δημιουργήθηκαν σε ίσες ποσότητες τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος, αλλά για αγνώστους λόγους επικράτησε η ύλη. Ένα πείραμα που ονομάζεται Alpha Magnetic Spectrometer, και θα πραγματοποιηθεί στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, θα διερευνήσει αυτό το πρόβλημα. Είναι γνωστό ότι τα αντι-πρωτόνια εμφανίζονται σε μικρές ποσότητες μεταξύ των σωματιδίων υψηλής ενέργειας της κοσμικής ακτινοβολίας που φτάνουν στη Γη.
Το AMS θα ψάξει για βαρύτερα σωματίδια αντιύλης. Όμως αν το αντι-ήλιο παράγεται πολύ σπάνια στις συγκρούσεις όπως έδειξε το RHIC, τότε το AMS δεν θα ανιχνεύσει αντι-ήλιο. Αν όμως διαπιστώσει την ύπαρξη του αντι-ηλίου, τότε θα ενισχυθεί η θεωρία σύμφωνα με την οποία δεν καταστράφηκε όλη η αντιύλη στο πρώιμο σύμπαν, αλλά απλά χωρίστηκε από την ύλη σε ένα διαφορετικό μέρος του χώρου, όπου δεν μπορούσε να έλθει σε επαφή με την ύλη.
Το επόμενο βαρύτερο αντι-στοιχείο, το αντι-λίθιο,θα μπορούσε σύμφωνα με τη θεωρία να είναι μια μορφή αντιύλης σε στερεά κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου - αλλά είναι πολύ δύσκολο να δημιουργηθεί.
newscientist.com - arxiv.org