Φυσική & Φιλοσοφία (109 άρθρα)

Πλούταρχος – Η θέση της φιλοσοφίας στην παιδεία

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Θα πρέπει ο ελεύθερος νέος να μπορεί να παρακολουθήσει και τα άλλα, τα λεγόμενα «εγκύκλια» μαθήματα, έτσι για να πάρει μια γεύση θα έλεγα (γιατί είναι αδύνατο να τελειοποιηθεί σε όλα), τη φιλοσοφία όμως θα πρέπει να τη λατρεύει.

Και για να διατυπώσω την γνώμη μου ετούτη κάπως παραστατικά: το να ταξιδέψεις σε πολλές πόλεις είναι καλό, όμως το να κατοικήσεις στην καλύτερη είναι χρήσιμο. Αλλά και ο Βίων ο φιλόσοφος, κάνοντας μια χαριτωμένη παρομοίωση έλεγε ότι, όπως οι μνηστήρες της Πηνελόπης, μη μπορώντας να συνουσιαστούν μαζί της, τα έφτιαχναν με τις υπηρέτριες της, έτσι και όσοι δεν μπορούν να τα βρουν με τη φιλοσοφία, χαραμίζονται σε άλλους τομείς της γνώσης που δεν αξίζουν τον κόπο.

Η φιλοσοφία, λοιπόν, θα πρέπει να είναι η κεφαλή της παιδείας. Για τη φροντίδα του σώματος οι άνθρωποι εφεύραν δυο επιστήμες, την ιατρική και τη γυμναστική’ η πρώτη τού δίνει υγεία κι η δεύτερη το μπολιάζει με ευεξία. Όμως για τις αρρώστιες και τα πάθη της ψυχής το μόνο φάρμακο είναι η φιλοσοφία.

Χάρη σ’ αυτήν και μέσω αυτής μπορούμε να γνωρίζουμε τι είναι καλό και τι αισχρό, τι είναι δίκαιο και τι άδικο, και γενικά τι επιλογές να κάνουμε στη ζωή και τι να αποφεύγουμε. Τι στάση να τηρούμε προς τους θεούς, προς τους γονείς, προς τους γεροντότερους, προς τους νόμους, προς τους ξένους, τους κυβερνήτες, τους φίλους, τις γυναίκες και τα παιδιά μας, τους δούλους. Ότι πρέπει να λατρεύουμε τους θεούς, να τιμούμε τους γονείς, να σεβόμαστε τους ηλικιωμένους, να πειθαρχούμε στους νόμους και στους κυβερνήτες, ν’ αγαπάμε τους φίλους, να είμαστε συνετοί με τις γυναίκες, στοργικοί με τα παιδιά, και να μη φερόμαστε προσβλητικά στους δούλους.

Και κυρίως, το να μην χαιρόμαστε υπερβολικά όταν όλα μας πάνε καλά μήτε να μας πιάνει θλίψη όταν μας τυχαίνουν συμφορές μήτε να κάνουμε έκλυτη ζωή μήτε να οργιζόμαστε και να γινόμαστε θηρία. Αυτά κρίνω πως είναι τα μεγαλύτερα αγαθά που έχει να προσφέρει η φιλοσοφία. Το να ευτυχείς με τρόπο αξιοπρεπή, είναι ένδειξη ανδρείας, όμως το να ευτυχείς με τρόπο που να μη προκαλείς το φθόνο δείχνει άνθρωπο που δεν έχουν πάρει τα μυαλά του αέρα’ κι αν δεν είσαι σοφός δεν μπορείς να υποτάσσεις τις ηδονές στη λογική’ όπως και το να συγκρατείς την οργή σου είναι κάτι που δεν μπορεί να το κάνει ο οποιοσδήποτε.

Τέλειους ανθρώπους θεωρώ εκείνους που μπορούν και συνδυάζουυ την πολιτική με την φιλοσοφία, κατέχοντας και τα δύο μέγιστα αγαθά: το να ’ναι η ζωή τους ωφέλιμη για την κοινωνία, καθώς θ’ ασχολούνται με τα δημόσια πράγματα, και συνάμα γαλήνια και ατάραχη, καθώς θα καταγίνονται με τη φιλοσοφία.

 

Υπάρχουν τρεις τρόποι ζωής: ο πρακτικός, ο θεωρητικός και ο απολαυστικός. Ο τελευταίος τρόπος, το να ζεις έκλυτα και να ’σαι δούλος των ηδονών, είναι ζωώδης και μικροπρεπής’ ο δεύτερος τρόπος, ο θεωρητικός, είναι ανώφελος γιατί χωλαίνει στην πράξη’ ενώ ο πρακτικός τρόπος, επειδή είναι άμοιρος φιλοσοφίας, είναι αγροίκος και πλανημένος. Πρέπει λοιπόν να καταβάλλει κανείς τη μεγαλύτερη προσπάθεια, και να μετέχει στα κοινά και να καταγίνεται με τη φιλοσοφία, όσο το επιτρέπουν ot περιστάσεις.

Έτσι έζησαν μες στην κοινωνία ο Περικλής και ο Αρχύτας ο Ταραντίνος’ όπως και ο Δίων ο Συρακούσιος και ο Επαμεινώνδας ο Θηβαίος, που κι οι δυο τους υπήρξαν φίλοι του Πλατωνα. (Περί παίδων αγωγής, αποσπ.).

Πατέρες και γιοι

Αυτά που θα πω τώρα, θίγουν την ανθρώπινη πλευρά του ζητήματος: το ξαναλέω, δεν έχω καμιά αξίωση να δείχνουν οι πατεράδες σκληρό και άκαμπτο χαρακτήρα’ αντίθετα, να θυμίζουν στον εαυτό τους πως και αυτοί υπήρξαν νέοι, και συχνά να συγχωρούν κάποια σφάλματα του παιδιού. Κι όπως οι γιατροί ανακατεύουν τα πικρά φάρμακα με γλυκούς χυμούς, επινοώντας έτσι έναν τρόπο να πετύχουν το ωφέλιμο μέσω της ευχαρίστησης, έτσι θα πρέπει και οι πατέρες την αυστηρότητα της επιτίμησης να την συνδυάζουν με την πραότητα, και πότε να χαλαρώνουν τα ηνία και να κάνουν παραχωρήσεις στις επιθυμίες των παιδιών, και άλλοτε πάλι να σφίγγουν τα λουριά’ και πάνω απ’ όλα να αντιμετωπίζουν τα σφάλματα των παιδιών με ηρεμία —κι αν όχι, η οργή τους ας είναι προσωρινή κι ας μαλακώνει γρήγορα.

Καλύτερα ένας οξύθυμος πατέρας παρά ένας μονίμως δύσθυμος’ γιατί ο εχθρικός πατέρας που δεν σηκώνει κουβέντα, με τον τρόπο του αποδεικνύει ότι αντιπαθεί το παιδί του. Καλό είναι, καμιά φορά να προσποιείται ότι δεν τα βλέπει μερικά στραβοπατήματα, ότι δήθεν λόγω προχωρημένης ηλικίας δεν καλοβλέπει και δεν ακούει καλά, ακριβώς όπως και σε άλλες περιπτώσεις κάποια πράγματα τα βλέπει κι είναι σα να μη τα βλέπει ή τα ακούει και κάνει πως δεν τ’ ακούει. Των φίλων μας τα λάθη τα δεχόμαστε’ τι το παράδοξο, να δεχτούμε και των παιδιών μας; Εδώ, τόσες και τόσες φορές παραβλέψαμε το ότι ένας δούλος μας ήταν τύφλα στο μεθύσι, και δεν τον μαλώσαμε.

Κατά καιρούς είσαι σφιχτοχέρης με το γιο σου’ όμως δίνε του κιόλας. Κάποτε αγανακτάς’ μάθε και να υποχωρείς. Εκείνος χρησιμοποίησε τον υπηρέτη για να σε ξεγελάσει’ εσύ δώσε τόπο στην οργή. Πήρε την άμαξα από το χωράφι’ όταν γύρισε σπίτι μύριζε κρασί από το χθεσινοβραδυνό μεθύσι’ αγνόησέ το. Βρωμοκοπάει αρώματα’ τσιμουδιά εσύ. Η νιότη που σκιρτάει, μόνο έτσι δαμάζεται.

Και όσους είναι πλέον υποταγμένοι στις ηδονές και κωφεύουν στις επιπλήξεις, ας επιχειρήσουμε να τους δεσμεύσουμε παν-τρεύοντάς τους, γιατί ο γάμος είναι το πιο σίγουρο χαλινάρι της νιότης. Και μάλιστα, θα πρέπει η γυναίκα που θα πάρει να μην είναι ανώτερή του, μήτε στην καταγωγή μήτε στα πλούτη’ είναι σοφή η συμβουλή που λέει, «πάρε γυναίκα στα μέτρα σου». Όποιος παίρνει γυναίκα πολύ καλύτερή του δεν είναι σύζυγος γυναίκας μα δούλος της προίκας χωρίς να το ξέρει.

Θα προσθέσω εν συντομία λίγα ακόμα και θα τελειώσω με τις συμβουλές: Πάνω απ’ όλα, θα πρέπει οι πατέρες όχι μόνο να αποφεύγουν τα σφάλματα, αλλά να κάνουν ό,τι χρειάζεται για να αποτελέσουν οι ίδιοι ζωντανό παράδειγμα για τα παιδιά τους, κι ο τρόπος ζωής τους να γίνει ένας καθρέφτης που κοιτώντας τον τα παιδιά τους να αποστρέφονται τα αισχρά έργα και λόγια.

Γιατί κάποιοι που επιτιμούν τους γιους τους τη στιγμή που κι οι ίδιοι πέφτουν στα ίδια σφάλματα, δεν το καταλαβαίνουν πως στην πραγματικότητα επιτιμούν τον ίδιο τον εαυτό τους. Κι αν η ζωή τους είναι γενικά φαύλη, τότε δεν έχουν δικαίωμα ούτε τους δούλους τους να επιτιμήσουν, πόσο μάλλον τους γιους τους. Για να μη πω ότι γίνονται οι ίδιοι δάσκαλοι και σύμβουλοι του κακού (…)

Βέβαια, το να εφαρμοστούν όλες οι παραπάνω συμβουλές είναι περισσότερο ευχής έργον παρά κάτι που μπορεί να επιτευχθεί με παραινέσεις’ όμως οι περισσότερες -αν και χρειάζεται καλή τύχη και πολλή προσοχή- δεν είναι ακατόρθωτες για την ανθρώπινη φύση.

Ανεξαρτησία της εκπαίδευσης

Το μυαλό δεν είναι ένα βάζο που πρέπει να γεμίσει. Είναι σαν ένα δεμάτι ξύλα, που θέλει ένα προσάναμμα μόνο για ν’ ανάψει η φλόγα της αναζήτησης κι η λαχτάρα για την αλήθεια. Όπως όταν πάει κανείς να ζητήσει φωτιά από τον γείτονα, και βρίσκοντας εκεί στο τζάκι αναμμένη μια μεγάλη και λαμπρή φωτιά, κάθεται για ώρα και ζεσταίνεται, με τον ίδιο τρόπο, πηγαίνοντας κανείς σε κάποιον άλλο για να «μεταλάβει τον λόγο», δεν αντιλαμβάνεται ίσως ότι πρέπει ο ίδιος να ανάφει ένα δικό του φως και να διαμορφώσει δική του σκέψη, παρά κάθεται χαρούμενος και ακούει, επειδή τον θέλγει η ακρόαση.

Κι αυτά που διδάσκεται του δίνουν εξωτερικά μια λάμψη’ όμως τη μούχλα εντός του και το σκοτάδι της ψυχής δεν τα ’χει θερμάνει ούτε τα ’χει αποδιώξει με τη δύναμη της φιλοσοφίας.* Αν λοιπόν χρειάζεται μια συμβουλή για το πώς να ακούει κανείς τη διδασκαλία, η συμβουλή είναι, να θυμάται ότι ταυτόχρονα με τη μάθηση πρέπει να ασκείται στην έρευνα και ανακάλυψη (την ευρεσιν), έτσι ώστε να μη γίνεται κάτοχος γνώσεων πληροφοριακού ή σοφιστικού χαρακτήρα, αλλά γνώσεων που τις οφείλει στη δική του νόηση και στη φιλοσοφία,** έχοντας ως βασική αρχή για το καλώς ζην το καλώς ακούειν. (Περί τοΰ ακούειν, απόσπ.)

livingstoΑπό το βιβλίο «Η αποστολή της Ελλάδας» του sir Richard Livingstone .  Εκδόσεις: Θύραθεν. Πρόλογος – Μετάφραση Γ. Αβραμίδης

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Η Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή είναι παντού! (ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος)

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή εφαρμόζεται σε πληθώρα τεχνολογικών εφαρμογών, ιδίως όπου χρειάζεται μετασχηματισμός τάσης (μέσω μετασχηματιστών), εγγραφή και ανάγνωση δεδομένων σε σκληρό δίσκο, ηλέκτροκινητήρες, βιομηχανικοί ηλεκτρομαγνήτες, τήξη μετάλλων και πολλά άλλες. Παρουσίαση Δρ Γιώργος Βεκίνης:


ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ – Γραφείο Εκπαίδευσης

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Ο Ηράκλειτος και τα ποταμολογικά αποσπάσματα

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ο Ηράκλειτος είναι μία από τις πιο αινιγματικές μορφές της Προσωκρατικής Φιλοσοφίας. Ο Κικέρωνας τον αναφέρει ως «σκοτεινό» φιλόσοφο, ένα προσωνύμιο δικαιωματικά δοσμένο, λόγω της δυσνόητης (ποιητικής) γλώσσας που είχε επιλέξει. Οι περισσότεροι φιλόσοφοι της εποχής ονόμαζαν το έργο τους «Περί Φύσεως», και πιθανόν ο Ηράκλειτος να έχει συγγράψει ένα βιβλίο με αυτόν τον τίτλο (αν και δεν συμφωνούν όλοι οι μελετητές, λόγω της αποσπασματικής μορφής του έργου του).

Ωστόσο, ο Αριστοτέλης στη Ρητορική αναφέρεται παρεμπιπτόντως στο βιβλίο του Ηράκλειτου, ως παράδειγμα «δύσκολου έργου» λόγω της στίξης του, με αποτέλεσμα να μην γίνεται κατανοητό αν μία λέξη συνδέεται με την προηγούμενη ή την επόμενη. Μάλιστα, παραδίδει και την αρχή του συγγράμματος του Ηράκλειτου, προκειμένου να καταδείξει τη δυσκολία του να κατανοήσουμε σε ποια λέξη αναφέρεται το «πάντοτε»:

«Τον λόγο αυτόν που υπάρχει πάντοτε οι άνθρωποι δεν τον κατανοούν» Ρητορική 1407b17-18 (Α4)[1]

Όπως συνέβη σε όλους τους Προσωκρατικούς, το έργο του Ηράκλειτου έχει χαθεί. Αντ’ αυτού, έχουμε περίπου 130 αποσπάσματα σωσμένα από τα έργα μετέπειτα φιλοσόφων και μελετητών, οι οποίοι είχαν διαβάσει το βιβλίο του. Οι πηγές είναι πολλές αλλά δεν είναι όλες αξιόπιστες. Τα αποσπάσματά του διαθλώνται μέσα από τη φιλοσοφία ή τις απόψεις των εκάστοτε μελετητών. Για παράδειγμα, σημαντική πηγή των έργων του αποτελεί ο Ιππόλυτος (Άγιος της Ορθόδοξης και της Καθολικής εκκλησίας), ο οποίος αναμφίβολα κατείχε το Ηρακλείτειο έργο και μας έχει παραδώσει σημαντικότατα αποσπάσματα, γράφει:

«Υποστηρίζει βέβαια ότι υπάρχει ανάσταση της φανερής σάρκας μέσα στην οποία γεννηθήκαμε και ότι γνωρίζει ότι ο θεός είναι αίτιος αυτής της ανάστασης, λέγοντας τα εξής: Μπροστά σε εκείνον που βρίσκεται εκεί εξεγείρονται και γίνονται άγρυπνοι φύλακες των ζωντανών και των νεκρών. Υποστηρίζει επίσης ότι η κρίση του κόσμου και όλων όσα υπάρχουν σ’ αυτόν γίνεται με το πυρ, λέγοντας τα εξής: Τα πάντα κυβερνά ο κεραυνός, δηλαδή κατευθύνει, και ονομάζει τον κεραυνό αιώνιο πυρ» Ιππόλυτος, Κατά πασών των αιρέσεων έλεγχος, IX, 10, 6 (Β63)[2]

Η δυσκολία της ερμηνείας της Ηρακλείτειας σκέψης δεν εξαντλείται εδώ. Όσο και αν αναζητήσουμε τις αρχαίες πηγές πουθενά δεν απαντάται η φράση που λανθασμένα έχει αποδοθεί στον Ηράκλειτο, «τα πάντα ρει». Το δημοφιλέστερο Ηρακλείτειο απόσπασμα δεν περιλαμβάνεται στα αυθεντικά αποσπάσματα του Εφέσιου φιλοσόφου. Η εικόνα του ποταμού όμως είναι ήδη χαρακτηριστική και αποδίδεται στον Ηράκλειτο από την αρχαιότητα. Εξηγεί ο Σωκράτης στον Ερμογένη:

«Λέει ο Ηράκλειτος, ξέρεις, ότι όλα κινούνται και τίποτε δεν μένει ακίνητο και παρομοιάζει τα όντα με τη ροή ενός ποταμού λέγοντας: ‘δεν μπορεί να μπεις δυο φορές στο ίδιο ποτάμι’» Πλάτων, Κρατύλος, 402a (Α6)[3]

Το ίδιο μαρτυρείται και από τον Πλούταρχο:

«Δεν μπορεί να μπει κανείς δυο φορές στο ίδιο ποτάμι, όπως λέει ο Ηράκλειτος, ούτε να κρατήσεις μια θνητή ουσία σε μια μόνιμη κατάσταση» Πλούταρχος, De E apud Delphos, 392b[4] (Β91)

Με αυτόν τον τρόπο, ο Ηράκλειτος έθεσε το πρόβλημα του Χρόνου τον 5ο αι. π.Χ. Τα ποταμολογικά του αποσπάσματα αποτελούν την πρώτη σύλληψη του αέναου γίγνεσθαι, της διαρκούς μεταβολής, που χαρακτηρίζει ολόκληρο το σύμπαν. Η πραγματικότητα, η σταθερότητα που νομίζουμε, είναι η μεταβολή. Ο χρόνος κινείται σαν το ποτάμι. Δεν γυρίζει πίσω.

Η επιστήμη της Φυσικής ενσωμάτωσε το βέλος του Χρόνου στις εξισώσεις της μόλις τον 20ό αι. Η ιδέα του βέλους του Χρόνου, όπως αναφέρει ο Ilya Prigogine (νομπελίστας χημικός που μελέτησε τα συστήματα μακράν ισορροπίας) στο Τέλος της βεβαιότητας[5], βρίσκεται στη διαμάχη των θέσεων του Παρμενίδη (η πραγματικότητα είναι άχρονη) και του Ηράκλειτου (η πραγματικότητα είναι η αλλαγή). Σήμερα, η θερμοδυναμική με τον δεύτερο νόμο της, την αύξηση της εντροπίας, έχει αποδείξει ότι ο Χρόνος έχει κατεύθυνση (αν και η διαμάχη των Φυσικών συνεχίζεται). Ο Χρόνος κινείται από το παρελθόν προς το μέλλον σαν ένα βέλος. Δεν υπάρχει αναστρεψιμότητα.

 

Με άλλα λόγια, τα νερά του ποταμού είναι διαφορετικά κάθε φορά που βρέχουμε τα πόδια μας.

[1] «οἷον ἐν τῇ ἀρχῇ αὐτῇ τοῦ συγγράμματος· φησὶ γὰρ ‘τοῦ λόγου τοῦδ᾽ ἐόντος ἀεὶ ἀξύνετοι ἄνθρωποι γίγνονται’· ἄδηλον γὰρ τὸ ἀεί, πρὸς ποτέρῳ ‹δεῖ› διαστίξαι.» Ρητορική 1407b16-18

[2] «λέγει δὲ καὶ σαρκὸς ἀνάστασιν ταύτης (τῆς) φανερᾶς, ἐν ᾗ γεγενήµεθα, καὶ τὸν θεὸν οἶδε ταύτης τῆς ἀναστάσεως αἴτιον οὕτως λέγων· ἔνθα δʹ ἐόντι ἐπανίστασθαι καὶ φύλακας γίνεσθαι ἐγερτὶ ζώντων καὶ νεκρῶν. λέγει δὲ καὶ τοῦ κόσµου κρίσιν καὶ πάντων τῶν ἐν αὐτῷ διὰ πυρὸς.» Ιππόλυτος, Κατά πασών των αιρέσεων έλεγχος, IX, 10, 6

[3] «λέγει που Ἡράκλειτος ὅτι ‘πάντα χωρεῖ καὶ οὐδὲν μένει,’ καὶ ποταμοῦ ῥοῇ ἀπεικάζων τὰ ὄντα λέγει ὡς ‘δὶς ἐς τὸν αὐτὸν ποταμὸν οὐκ ἂν ἐμβαίης.’» Πλάτων, Κρατύλος, 402a

[4] «ποταμῷ γὰρ οὐκ ἔστιν ἐμβῆναι δὶς τῷ αὐτῷ καθ᾽’ Ἡράκλειτον οὐδὲ θνητῆς οὐσίας δὶς ἅψασθαι κατὰ ἕξιν» Πλούταρχος, De E apud Delphos, 392b

[5] The End of Certainty: Time, Chaos, and the New Laws of Nature. Ilya Prigogine. New York: Free Press, 1997.

Της Έλσας Νικολαΐδου

***

*Η Δρ Έλσα Νικολαΐδου διδάσκει Φιλοσοφία στο Med High

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

61 τρόποι για να μετρήσεις το ύψος ενός κτιρίου με ένα κινητό τηλέφωνο

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Τα τελευταία χρόνια τα έξυπνα κινητά χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στην εκτέλεση πειραμάτων φυσικής. Αυτό συμβαίνει γιατί η χρήση των κινητών τηλεφώνων μειώνει το κόστος υλοποίησης ενός πειράματος , εξαιτίας των αισθητήρων που διαθέτουν και των σχετικών εφαρμογών που εγκαθίστανται σ’ αυτά πολύ εύκολα.

Σύμφωνα με τον αστικό μύθο όταν ο νεαρός Niels Bohr ρωτήθηκε πως μπορεί να μετρηθεί το ύψος ενός κτιρίου χρησιμοποιώντας ένα όργανο μέτρησης της ατμοσφαιρικής πίεσης (το βαρόμετρο), εφηύρε δώδεκα πειράματα που απαντούσαν την ερώτηση, αποφεύγοντας επιδεικτικά την λύση που ανέμενε ο καθηγητής του.

H εκδοχή του μύθου από τον καθηγητή Alexander Calandra:
… «Πριν από λίγο καιρό έλαβα ένα τηλεφώνημα από έναν συνάδελφο. Ήταν έτοιμος να βαθμολογήσει ένα μαθητή του με μηδέν για την απάντησή του σε μια ερώτηση φυσικής, σε αντίθεση με εκείνον, ο οποίος ισχυριζόταν ότι έπρεπε να πάρει άριστα. Ο δάσκαλος με τον μαθητή συμφώνησαν να χρησιμοποιήσουν έναν αμερόληπτο κριτή, και έτσι επιλέχθηκα εγώ. Διάβασα την ερώτηση της εξέτασης :
Δείξτε πώς είναι δυνατόν να προσδιορίσετε το ύψος ενός ψηλού κτιρίου με τη βοήθεια ενός βαρόμετρου.
Ο σπουδαστής απάντησε, «Παίρνουμε το βαρόμετρο στην κορυφή του κτιρίου, το δένουμε με ένα μακρύ σχοινί, το χαμηλώνουμε στο δρόμο, ανεβάζουμε το σχοινί επάνω, και μετράμε το μήκος του. Το μήκος του σχοινιού είναι το ύψος του κτιρίου».
Ο φοιτητής είχε πραγματικά δίκιο στον ισχυρισμό του ότι έπρεπε να πάρει καλό βαθμό, δεδομένου ότι το ερώτημα είχε απαντηθεί σωστά! Από την άλλη πλευρά, ένας τέτοιος βαθμός, θα πιστοποιούσε επάρκεια στη φυσική, κάτι που δεν ανταποκρινόταν στην πραγματικότητα.
Πρότεινα να δοθεί στον μαθητή ακόμα μία ευκαιρία. Του δόθηκαν έξι λεπτά για να απαντήσει στην ερώτηση, με την προειδοποίηση όμως ότι η απάντηση πρέπει να έχει κάποια γνώση της φυσικής. Πέρασαν 5 λεπτά και δεν είχε γράψει τίποτα. Τον ρώτησα αν ήθελε να παραιτηθεί, αλλά απάντησε ότι είχε πολλές απαντήσεις σε αυτό το πρόβλημα! Απλά σκεφτόταν ποια είναι η καλύτερη. Απολογήθηκα για τη διακοπή και του ζήτησα να συνεχίσει.
Στο επόμενο λεπτό, έδωσε την απάντησή του ως εξής:
Παίρνουμε το βαρόμετρο στην κορυφή του κτιρίου και σκύβουμε πάνω από την άκρη της στέγης. Αφήνουμε το βαρόμετρο να πέσει, μετρώντας την πτώση με ένα χρονόμετρο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τον τύπο h=½ gt2 υπολογίζουμε το ύψος του κτιρίου.
Σε αυτό το σημείο, ρώτησα τον συνάδελφό μου, αν θέλει παραιτηθεί. Δέχτηκε, και έδωσε στο φοιτητή σχεδόν τέλειο βαθμό. Φεύγοντας από το γραφείο, θυμήθηκα ότι ο φοιτητής είχε πει ότι είχε και άλλες απαντήσεις στο πρόβλημα, οπότε τον ρώτησα ποιες είναι αυτές.
Λοιπόν, είπε ο φοιτητής, υπάρχουν πολλοί τρόποι για να μετρήσετε το ύψος ενός ψηλού κτιρίου με τη βοήθεια ενός βαρόμετρου. Για παράδειγμα, θα μπορούσατε να πάρετε το βαρόμετρο έξω, μια ηλιόλουστη ημέρα και να μετρήστε το ύψος του βαρόμετρου, το μήκος της σκιάς του, και το μήκος της σκιάς του κτιρίου. Το ύψος του κτιρίου θα καθοριζόταν με χρήση απλών αναλογιών.
«Εντάξει», του είπα, «και οι υπόλοιποι;»
Ναι, είπε ο φοιτητής, υπάρχει μια πολύ στοιχειώδης μέθοδος που θα σας αρέσει. Σε αυτή τη μέθοδο, παίρνετε το βαρόμετρο κι αρχίζετε να ανεβαίνετε τα σκαλιά. Καθώς ανεβαίνετε, σημαδεύετε το μήκος του βαρόμετρου κατά ύψος του τοίχου. Στην συνέχεια παίρνετε τον αριθμό των σημαδιών και αυτό θα σας δώσει το ύψος του κτιρίου σε μονάδα μέτρησης του βαρόμετρου.
«Μια πολύ άμεση μέθοδος.»
Φυσικά. Αν θέλετε μια πιο εξεζητημένη μέθοδο, μπορείτε να δέσετε το βαρόμετρο στην άκρη ενός σχοινιού, να το αφήσετε να αιωρηθεί ως ένα εκκρεμές, και να καθορίσετε την τιμή του g στο επίπεδο του δρόμου και στην κορυφή του κτιρίου. Από το διαφορά μεταξύ των δύο τιμών του g, μπορεί να υπολογιστεί το ύψος του κτιρίου.
Με το ίδιο σκεπτικό, θα μπορούσατε να πάρετε το βαρόμετρο στην κορυφή του κτιρίου, να το δέσετε με ένα μακρύ σχοινί, να το χαμηλώστε ακριβώς πάνω από τον δρόμο, και στη συνέχεια να το ταλαντεύετε σαν εκκρεμές. Το ύψος του κτιρίου θα μπορούσε να υπολογιστεί από την περίοδο της ταλάντωσης .
«Τέλος», κατέληξε, «υπάρχουν πολλοί άλλοι τρόποι για την επίλυση του προβλήματος.
Πιθανώς η καλύτερη λύση , είπε, είναι να πάρετε το βαρόμετρο στο υπόγειο και να χτυπήσετε την πόρτα του επιστάτη. Όταν απαντήσει, πείτε του τα εξής: «Κ. επιστάτη, εδώ είναι ένα ωραίο βαρόμετρο. Αν μου πείτε το ύψος του κτιρίου, θα σας το δώσω.»
Σε αυτό το σημείο, ρώτησα τον μαθητή αν πραγματικά αγνοούσε τη συμβατική λύση στο ερώτημα. Παραδέχτηκε ότι την ήξερε, αλλά είπε πως είχε βαρεθεί να αντιμετωπίζει εκπαιδευτές να προσπαθούν να τον διδάξουν πώς να σκέφτεται.
Σύμφωνα με τον μύθο ο μαθητής ήταν ο Neils Bohr και ο καθηγητής ο Ernest Rutherford. (πηγή: https://enquire.gr/determine-height-tall-building-aid-barometer/)

Οι  F. Bouquet, A. Kolli, και J. Bobrof επανεξέτασαν την ερώτηση του βαρομέτρου ως εξής: «Πόσοι διαφορετικοί τρόποι υπάρχουν για την μέτρηση του ύψους ενός κτιρίου χρησιμοποιώντας ένα smartphone;»
Αποδεικνύεται ότι τα smartphone επιτρέπουν πολύ περισσότερους τρόπους για τον προσδιορισμό του ύψος ενός κτιρίου. Το εύρος της φυσικής που εμπλέκεται στα πειράματα αυτά καλύπτει πολλά κεφάλαιά της: μηχανική, μαγνητισμό, ακουστική, οπτική, κ.ά.

Φαίνεται πως υπάρχουν τουλάχιστον 61 τρόποι για να υπολογιστεί το ύψος ενός κτιρίου χρησιμοποιώντας ένα έξυπνο τηλέφωνο.  Τρόποι που βασίζονται στην ελεύθερη πτώση ή τις βολές στο πεδίο βαρύτητας, σε μετρήσεις εκκρεμούς, σε πείραμα που βασίζεται στην κεντρομόλο επιτάχυνση ή την μέτρηση της γωνιακής ταχύτητας, μετρήσεις που βασίζονται σε γεωμετρικούς ή τριγωνομετρικούς υπολογισμούς κ.ο.κ.
Όλες οι μέθοδοι περιγράφονται σχηματικά ΕΔΩ: Τhe 61 Methods. Μερικές από αυτές παρατίθενται ενδεικτικά στο ένθετο που ακολουθεί:

Ξεχωριστό ενδιαφέρον έχει 61η μέθοδος.

O παρακάτω πίνακας περιέχει την λίστα των μεθόδων που επανεξέτασαν οι Bouquet et al. To αποτέλεσμα 0 σημαίνει ότι το πείραμα πραγματοποιήθηκε αλλά το ύψος δεν υπολογίστηκε. Αν αντί αποτελέσματος εμφανίζεται το σύμβολο *, η μέθοδος δεν δοκιμάστηκε.

Παρατηρείστε ότι η μέθοδος 36 του βαρομέτρου (όταν το κινητό χρησιμοποιείται ως βαρόμετρο) –  η απάντηση που ήθελε ο καθηγητής του Bohr – είναι όντως ακριβής!

Διαβάστε σχόλια και συμπεράσματα για τις διαφόρους μεθόδους στην εργασία των Bouquet et al με τίτλο: «61 Ways to Measure the Height of a Building with a Smartphone»

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Μπορούν οι άνθρωποι να αισθανθούν το μαγνητικό πεδίο της Γης;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Ερευνητές υποστηρίζουν πως οι πρόγονοί μας διέθεταν «εσωτερική πυξίδα» και μπορούσαν να πλοηγηθούν αντιλαμβανόμενοι το μαγνητικό πεδίο της Γης, όπως κάνουν για παράδειγμα τα μεταναστευτικά πουλιά και οι θαλάσσιες χελώνες.

Πολλά ζώα, όπως τα μεταναστευτικά πουλιά, οι θαλάσσιες χελώνες, τα σαλιγκάρια, οι μύγες, οι μέλισσες, οι βάτραχοι, τα σκουλήκια, ακόμη και ορισμένα βακτήρια, αντιλαμβάνονται το μαγνητικό πεδίο κάτι που τα βοηθά στον προσανατολισμό τους.

Η ικανότητα ανίχνευσης του μαγνητικού πεδίου από τους ανθρώπους προτάθηκε από τη δεκαετία του ’70, αλλά μέχρι σήμερα δεν είχαν βρεθεί βάσιμες ενδείξεις για το αν και πώς συμβαίνει κάτι τέτοιο.

Πριν από δυο μήνες, επιστήμονες με επικεφαλής τον βιοφυσικό Joseph Kirschvink από το Caltech, δημοσίευσαν την έρευνά τους στο περιοδικό eNeuro [Transduction of the Geomagnetic Field as Evidenced from Alpha-band Activity in the Human Brain], υποστηρίζοντας πως ο ανθρώπινος εγκέφαλος αντιλαμβάνεται τις μεταβολές των μαγνητικών πεδίων και ότι αυτό πιθανόν τους επιτρέπει να προσανατολιστούν χωρίς να διαθέτουν πυξίδα.

«Αποδείξαμε ότι οι άνθρωποι διαθέτουν την έκτη αίσθηση – αντιλαμβάνονται τον μαγνητισμό», υποστηρίζει ο Joseph Kirschvink. «Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει (;) γιατί κάποιοι άνθρωποι προσανατολίζονται ευκολότερα σε σχέση με κάποιους άλλους. Ίσως κάποια μέρα να αποκατασταθεί η ικανότητα των πρωτόγονων ανθρώπων να ανιχνεύουν τα μαγνητικά πεδία».

Οι ισχυρισμοί αυτοί είναι αμφιλεγόμενοι. Πολλοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι μπορεί τα πειράματα του Kirschvink να δείχνουν ότι εγκέφαλος αντιλαμβάνεται  τις μεταβολές των μαγνητικών πεδίων, αυτό όμως δεν αποδεικνύει ότι ο άνθρωπος διαθέτει μια εσωτερική μαγνητική αίσθηση. «Αν βομβάρδιζα τον εγκέφαλό μου με μικροκύματα αυτό θα επηρέαζε τα εγκεφαλικά μου κύματα. Αυτό δεν σημαίνει ότι διαθέτω την αίσθηση των μικροκυμάτων», λέει ο Thorsten Ritz από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια.

Το όλο ζήτημα συζητήθηκε σε επιστημονικό συνέδριο με θέμα την μετανάστευση των ζώων.

Στα πειράματά του ο Kirschvink τοποθετούσε εθελοντές σε κλωβούς μονωμένους από το μαγνητικό πεδίο της Γης, αλλά και από κάθε ηλεκτρομαγνητικό ‘θόρυβο’ (π.χ. ραδιοκύματα). Μέσα στον κλωβό δημιουργούνταν μαγνητικό πεδίο του οποίου η ένταση μεταβαλλόταν και ηλεκτροεγκεφαλογράφοι μετρούσαν τα εγκεφαλικά κύματα άλφα (τα οποία εξασθενούν όταν ο εγκέφαλος πιάνει ένα σήμα όπως ένα ήχο ή εν προκειμένω κάτι μαγνητικό). Τα πειράματα έδειξαν ότι ο εγκέφαλος των συμμετεχόντων αντιδρούσε κάθε φορά που άλλαζε η ένταση του μαγνητικού πεδίου και η κατεύθυνσή του, π.χ. από βορειοανατολική σε βορειοδυτική.

Ήταν αξιοσημείωτο ότι οι άνθρωποι εμφάνιζαν διαφορές μεταξύ τους στην ευαισθησία και στην ικανότητα να αισθανθούν το μαγνητικό πεδίο και τις μεταβολές του. Ακόμη πιο περίεργο ήταν ότι κανείς από τους συμμετέχοντες δεν αντιδρούσε εγκεφαλικά, όταν το μαγνητικό πεδίο μεταβαλλόταν με τη φορά των δεικτών του ρολογιού, αλλά μόνο όταν η μεταβολή γινόταν με αντίθετη φορά.

Λιγότερο από το ένα τρίτο των συμμετεχόντων φάνηκε να «πιάνει» το μαγνητικό πεδίο, ίσως επειδή γενετικοί και περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν αυτή την ικανότητα.

Οι επιστήμονες θέλουν να εντοπίσουν το συγκεκριμένο βιολογικό μηχανισμό -αν όντως υπάρχει- που συνιστά την εσωτερική πυξίδα των ανθρώπων, ίσως κάποια εγκεφαλικά κύτταρα ή κάποια πρωτεΐνη που λειτουργούν ως μαγνητικοί αισθητήρες.

Ο Kirschvink υποστηρίζει πως υπάρχουν ειδικά κύτταρα που περιέχουν κρυστάλλους με σίδηρο και αυτά προσανατολίζονται σαν τη βελόνα μιας πυξίδας, ανοίγουν ή κλείνουν πόρους στα κύτταρα και δημιουργούν σήματα που αποστέλλονται στον εγκέφαλο.

Ο σύγχρονος τρόπος ζωής πιθανόν να έχει εξαλείψει την ικανότητα των ανθρώπων να χρησιμοποιούν τις εσωτερικές τους πυξίδες. Ο Kirschvink επισημαίνει μελέτες ασιατικών και αυστραλιανών γλωσσών που διαφέρουν θεμελιωδώς από τις ευρωπαϊκές. Διαφορές που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τις ικανότητές μας να ανταποκριθούμε στα αδύνατα σήματα από τις «εσωτερικές μας πυξίδες». Αυτές οι γλώσσες δεν έχουν λέξεις για το μπροστά ή πίσω ή προς τα δεξιά, αλλά διαθέτουν λέξεις π.χ. για την βόρεια κατεύθυνση ή την ανατολική – και είναι καλύτερα προσαρμοσμένες στις «εσωτερικές πυξίδες». Σύμφωνα με τον Kirschvink, το εγωκεντρικό σύστημα αναφοράς των ευρωπαϊκών γλωσσών μπορεί να μπλοκάρει την ικανότητά μας να χρησιμοποιήσουμε την μαγνητική μας αίσθηση.

Είναι προφανές πως το θέμα πρέπει να μελετηθεί περαιτέρω.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Από τις χελώνες, στο εντυπωσιακό στερεό Γκόμποκ και τον γνωστό μας Πλάτωνα

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Το αναποδογύρισμα χελώνας είναι μια σαδιστική και εγκληματική ενέργεια. Ευτυχώς όμως το κέλυφος της χελώνας έχει τέτοιο σχήμα ώστε να διευκολύνει το άτυχο ζώο να επανέλθει στην κανονική του θέση.

Το θέμα αυτό διερευνήθηκε από τους Gábor Domokos και Péter L Várkony στην εργασία τους με τίτλο «Geometry and self-righting of turtles».
Εκείνο που τους βοήθησε να εξηγήσουν τη δομή του σχήματος ορισμένων χελωνών, σε σχέση με την ικανότητά τους να επιστρέψουν σε θέση ισορροπίας αφού τοποθετηθούν ανάποδα, ήταν το στερεό σώμα που ονομάζεται Γκόμποκ (Gömböc). Πρόκειται για είναι ένα κυρτό τρισδιάστατο ομογενές σώμα που όταν αφήνεται σε μια επίπεδη επιφάνεια έχει μόνο ένα σημείο ευσταθούς ισορροπίας και ένα σημείο ασταθούς ισορροπίας.

Ένα στερεό Γκόμποκ ύψους 4,5 μέτρων τοποθετήθηκε στο Corvin Quarter στην Βουδαπέστη το 2017

Την ύπαρξη ενός τέτοιου στερεού υπέθεσε ο Ρώσος μαθηματικός Βλαντιμίρ Άρνολντ το 1995 και αποδείχθηκε το 2006 από τους Ούγγρους επιστήμονες Gábor Domokos και Péter L Várkony [Mono-monostatic Bodies: The Answer to Arnold’s Question]. Το σχήμα Gömböc δεν είναι μοναδικό, έχει αμέτρητες ποικιλίες, οι περισσότερες από τις οποίες είναι πολύ κοντά σε μια σφαίρα.

Ο Γκάμπορ Ντόμοκος λοιπόν, εκτός από το στερεό Γκόμποκ, ανακάλυψε επίσης με την ερευνητική ομάδα του, ότι εάν κανείς παρατηρήσει τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των θραυσμάτων τα οποία προκύπτουν καθώς τα πετρώματα κατακερματίζονται στη φύση, θα διαπιστώσει ότι το μέσο σχήμα είναι κύβος. Αποτελείται λοιπόν η Γη από κύβους, όπως υποστήριζε ο Πλάτων τον 4ο αιώνα π.Χ.;

Η ανακάλυψη που φέρνει τον Πλάτωνα ξανά στο προσκήνιο

Ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε ότι το μέσο σχήμα των πετρωμάτων που κατακερματίζονται στη φύση είναι ο κύβος, «δικαιώνοντας» τη θεωρία του αρχαίου φιλοσόφου για τη σύσταση της Γης.

Τσιμπούκης Πάνοςtovima.gr


Aέρας, Νερό, Φωτιά και Γη: αυτά είναι τα τέσσερα θεμελιώδη στοιχεία τα οποία συνθέτουν το Σύμπαν, όπως το περιέγραψε ο Πλάτων στο έργο του «Τίμαιος». Καθένα από αυτά τα στοιχεία, σύμφωνα με τη σκέψη του μεγάλου φιλοσόφου, συνίσταται από κανονικά πολύεδρα: ο αέρας από οκτάεδρα, το νερό από εικοσάεδρα, η φωτιά από τετράεδρα, δηλαδή πυραμίδες, και η Γη από κύβους. Η γεωμετρική αυτή θεώρηση του Σύμπαντος, αν και όχι ακριβής, αποτέλεσε μία μεγάλη συμβολή στη φιλοσοφία της επιστήμης. Μία πρόσφατη ανακάλυψη έρχεται να αναστατώσει τα νερά φέρνοντας ξανά την κοσμολογία του Πλάτωνα στο προσκήνιο.

Το τρίγωνο ως δομικός λίθος

Προτού βουτήξουμε στα βαθιά νερά της γεωμετρίας, ας δούμε μερικά ακόμη στοιχεία από την κοσμολογία του Πλάτωνα. Καθένα από τα γεωμετρικά στερεά τα οποία συνθέτουν το Σύμπαν μπορεί να αναλυθεί σε δύο βασικά σχήματα: το ορθογώνιο ισοσκελές τρίγωνο, το οποίο προκύπτει εάν διπλώσουμε ένα τετράγωνο στη διαγώνιό του, και το ορθογώνιο σκαληνό, το οποίο προκύπτει εάν χωρίσουμε ένα ισόπλευρο τρίγωνο σε δύο ίσα μέρη. Ετσι, τα δύο ορθογώνια τρίγωνα αποτελούν τους δομικούς λίθους όλου του Σύμπαντος.

Μάλιστα στο έργο του «Επινομίς» ο Πλάτων βάζει στο παιχνίδι και το μόνο κανονικό πολύεδρο που δεν είχε συμπεριλάβει στο προηγούμενο έργο του: το δωδεκάεδρο, το οποίο απέδωσε στον αιθέρα, μία σύλληψη η οποία απασχόλησε επί αιώνες την επιστημονική κοινότητα. Η κοσμολογία του Πλάτωνα λοιπόν βασίστηκε στα γεωμετρικά στερεά τα οποία «χτίζουν» το Σύμπαν κουμπώνοντας το ένα με το άλλο. Με ποιον τρόπο όμως τα αποτελέσματα της πρόσφατης έρευνας, τα οποία δημοσιεύτηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «Proceedings of Natural Academy of Science» [«Plato’s cube and the natural geometry of fragmentation«, Gábor Domokos, Douglas J. Jerolmack, Ferenc Kun, and János Török], αποτέλεσαν την αφορμή για να επανέλθει αυτή η σύλληψη στο προσκήνιο; «Η αρχική ιδέα είναι απλή» αναφέρει στο ΒΗΜΑ-Science ο Γκάμπορ Ντόμοκος, κύριος συγγραφέας της δημοσίευσης και επικεφαλής του Τμήματος Μηχανικής, Υλικών και Δομών του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας και Οικονομικών της Βουδαπέστης. «Αν κανείς θραύσει με τυχαίο τρόπο ένα πολύεδρο σε δύο θραύσματα και μετά συνεχίσει την κατάτμηση αυτών των θραυσμάτων ξανά και ξανά θα καταλήξει σε έναν μεγάλο αριθμό διαφορετικών πολυεδρικών σχημάτων. Κατά μία έννοια το μέσο προκύπτον σχήμα των θραυσμάτων θα είναι κύβος» εξηγεί ο ερευνητής. «Το ίδιο ακριβώς συμβαίνει και με έναν κύβο. Εάν κανείς κόψει με τυχαίο τρόπο έναν κύβο σε επίπεδες επιφάνειες, προκύπτουν πολύεδρα, των οποίων ο μέσος όρος των εδρών, των κορυφών και των ακμών παραπέμπει πάλι στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του κύβου».

Αναζητώντας την ιδέα στη φύση

Για να επιβεβαιώσει την υπόθεσή του, ο ερευνητής πραγματοποίησε υπολογιστικές προσομοιώσεις με τη συμβολή του ερευνητή υπολογιστικής φυσικής Γιάνος Τέρεκ. Τα αποτελέσματα ήταν πολύ ενθαρρυντικά, αφού οι προσομοιώσεις με εκατοντάδες γεωμετρικά σχήματα επαλήθευσαν την αρχική υπόθεση. Ακολουθώντας μία συμβουλή που του είχε δώσει παλαιότερα ο εκλιπών πια διακεκριμένος ρώσος μαθηματικός Βλαντίμιρ Αρνολντ, ο ερευνητής θέλησε να εξετάσει εάν το μοτίβο αυτό παρατηρείται στη φύση. Για να διερευνήσει αυτό το ενδεχόμενο, ο ούγγρος επιστήμονας απευθύνθηκε στον γεωφυσικό Ντάγκλας Τζέρολμακ από το Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια στη Φιλαδέλφεια των ΗΠΑ. «Το εύρημα αυτό είναι είτε λανθασμένο είτε εξαιρετικό!» σχολίασε ο καθηγητής στον ερευνητή όταν αυτός του παρουσίασε τα πρώιμα αποτελέσματά του.

«Οι αποστολές σε άλλους πλανήτες μάς φέρνουν πολλά πετρώματα και θα ήταν ευτύχημα εάν μπορούσαμε από το σχήμα τους να εξάγουμε κάποια συμπεράσματα για την ιστορία τους» λέει ο Γκάμπορ Ντόμοκος

Αποφάσισαν να ξεκινήσουν από κοινού μία σειρά πειραμάτων τα οποία περιελάμβαναν υπολογιστικές προσομοιώσεις γεωλογικών φαινομένων, μελέτες στο πεδίο και στατιστικές αναλύσεις, μία ολοκληρωμένη δηλαδή μελέτη η οποία θα τους επέτρεπε να συνθέσουν μία συνεκτική θεωρία. Ουσιαστικά το ερώτημα στο οποίο απάντησαν είναι τι σχήματα δημιουργούνται όταν τα πετρώματα θραύονται σε πέτρες.

Είναι εντυπωσιακό ότι διαπίστωσαν πως η βασική μαθηματική υπόθεσή τους συνδέει γεωλογικές διεργασίες όχι μόνο στη Γη αλλά και στο ηλιακό σύστημα. «Αρχικά συλλέξαμε εκατοντάδες θραύσματα πετρωμάτων από το φυσικό περιβάλλον» εξηγεί ο ούγγρος ερευνητής. «Εξετάζοντας τα πετρώματα βρήκαμε ότι η συντριπτική πλειονότητα των γεωμετρικών χαρακτηριστικών τους παρέπεμπαν σε κύβο, ανεξαρτήτως τού αν είχαν προέλθει από φυσική θραύση λόγω φυσικών φαινομένων ή από εξόρυξη με τεχνητά μέσα».

O χάρτης των σχημάτων ανά ασκηθείσα τάση

Σε ένα δεύτερο επίπεδο, οι ερευνητές θέλησαν να διερευνήσουν τον τρόπο με τον οποίο προέκυψαν αυτά τα πετρώματα. Στην επίτευξη αυτού του στόχου συνέβαλαν οι υπολογιστικές προσομοιώσεις, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν με τη συμβολή του γεωλόγου Φέρεντς Κουν. Ασκώντας πολλές διαφορετικές μορφές μηχανικής τάσης στα μοντέλα τους, οι ερευνητές κατακερμάτιζαν τα πετρώματα μελετώντας τα σχήματα που προέκυπταν. «Δημιουργήσαμε με αυτόν τον τρόπο έναν χάρτη στον οποίο αντιστοιχίσαμε τα διαφορετικά σχήματα στις διαφορετικές μορφές τάσης που ασκήθηκαν» εξηγεί ο ερευνητής, συμπληρώνοντας ότι «κάθε πέτρωμα αποτελείται από διαφορετικούς δομικούς λίθους που εξαρτώνται από τις τάσεις τις οποίες έχει ήδη δεχθεί στο πέρασμα του χρόνου. Καθώς συμβαίνει η σύνθλιψη του πετρώματος όμως, ανεξάρτητα από τον αρχικό δομικό λίθο, δημιουργούνται θραύσματα, τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των οποίων παραπέμπουν κατά μέσο όρο στον κύβο».

Μέρος αυτής της λογικής είναι ότι τα στοιχεία που προκύπτουν από ένα προηγουμένως συμπαγές αντικείμενο πρέπει να ταιριάζουν χωρίς κενά, όπως τα κομμάτια ενός πιάτου που έσπασε. Οπως αποδεικνύεται, το μόνο από τα λεγόμενα κανονικά πολύεδρα (πολύεδρα δηλαδή με πλευρές ίσου μήκους) που ταιριάζουν χωρίς κενά είναι κύβοι.

Εξαιρέσεις

Φυσικά, αυτό δεν συμβαίνει χωρίς εξαιρέσεις. Οπως αναφέρει ο ερευνητής, υπάρχουν κάποιες σπάνιες περιπτώσεις στις οποίες η τάση η οποία ασκείται οδηγεί στη δημιουργία θραυσμάτων που δεν έχουν χαρακτηριστικά κύβου. «Αυτό παρατηρείται σε δομές όπου ασκούνται τάσεις σχετικά σπάνιες στη φύση, όπως παραδείγματος χάριν στις βασαλτικές κολόνες, οι οποίες σχηματίζονται κατά την ψύξη της λάβας». Τέτοιου είδους πετρώματα παρατηρούνται στο λεγόμενο «Μονοπάτι του Γίγαντα», το οποίο βρίσκεται στο Ηνωμένο Βασίλειο, ή στους «Βράχους του Μοεράκι» στη Νέα Ζηλανδία. Η τάση για δημιουργία θραυσμάτων με γεωμετρικά χαρακτηριστικά κύβου δεν παρατηρείται ούτε στις δισδιάστατες δομές, σε πλάκες δηλαδή των οποίων το πάχος θεωρείται αμελητέο σε σχέση με το μήκος και το πλάτος. Στις πλάκες τα θραύσματα εμφανίζουν στην πλειονότητά τους τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά ενός τετράπλευρου.

Από τον κύβο στο γκόμποκ

Η ανακάλυψη αυτή δεν είναι μεμονωμένη. Στην πραγματικότητα έρχεται να συμπληρώσει μία προηγούμενη ερευνητική εργασία του επιστήμονα, ο οποίος το 2006 είχε αποδείξει με τη συμβολή του ερευνητή Πίτερ Βαρκόνι την ύπαρξη του γεωμετρικού στερεού Γκόμποκ (Gömböc). Είναι ο ρώσος μαθηματικός Βλαντίμιρ Αρνολντ, ο οποίος είχε προτείνει πρώτος την ύπαρξη αυτού του στερεού, το οποίο είναι ομογενές και έχει μόλις δύο σημεία ισορροπίας, ένα ευσταθές και ένα ασταθές. Αυτό σημαίνει ότι το στερεό ισορροπεί με ευστάθεια σε μία θέση, αλλά υπάρχει και μία θέση στην οποία εμφανίζει ασταθή ισορροπία, την οποία χάνει με την παραμικρή δύναμη που θα του ασκηθεί. Το στερεό αυτό, όπως εξηγεί ο ούγγρος επιστήμονας, μαζί με το εύρημα ότι τα θραύσματα των πετρωμάτων έχουν κατά μέσο όρο τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά ενός κύβου, υποδεικνύουν την αρχή της εξελικτικής διαδικασίας των πετρωμάτων και την τελική μορφή την οποία τείνουν να λάβουν.

«Ο κύκλος ζωής των πετρωμάτων εκτείνεται σε εκατομμύρια χρόνια. Η εξέλιξή τους οφείλεται στον κατακερματισμό τους, εξαιτίας του οποίου χάνουν μέρος της μάζας τους. Αυτό που βρήκαμε εμείς είναι ότι το ταξίδι αυτό ξεκινά από τον κύβο, όχι έναν ορατό κύβο αλλά έναν κύβο ο οποίος διαφαίνεται στον μέσο όρο των γεωμετρικών χαρακτηριστικών των θραυσμάτων. Επειτα, υπάρχει ένας γενικός κανόνας στα Μαθηματικά, σύμφωνα με τον οποίο τα σημεία ισορροπίας των αντικειμένων κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας διαδικασίας ολοένα και μειώνονται. Το γκόμποκ έχει τα ελάχιστα σημεία ισορροπίας. Ετσι, στη φύση τα πετρώματα ξεκινούν από τον κύβο, ο οποίος έχει 26 σημεία – ευσταθούς και ασταθούς – ισορροπίας και, χωρίς να φτάνουν ποτέ σε αυτό, τείνουν στο γκόμποκ, το οποίο έχει δύο σημεία ισορροπίας. Ολα τα πετρώματα στη φύση κινούνται ανάμεσα σε αυτές τις δύο ακραίες καταστάσεις. Με αυτόν τον τρόπο ο κύβος και το γκόμποκ οριοθετούν το πλαίσιο της εξέλιξης των πετρωμάτων».

Πολύτιμη γνώση για πρακτικές εφαρμογές

Πάντως, τα ευρήματα αυτά δεν περιορίζονται στην περιγραφή των πετρωμάτων της Γης. «Η θεωρία μας είναι καθαρά γεωμετρική, έτσι δεν έχουμε κανέναν λόγο να πιστεύουμε ότι μία τέτοια θεωρία δεν θα είναι έγκυρη και σε πλανήτες εκτός της Γης» σημειώνει ο ερευνητής. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς διαθέτοντας έναν λεπτομερή χάρτη των μοτίβων κατακερματισμού των πετρωμάτων, οι επιστήμονες μπορούν να εξάγουν διάφορα συμπεράσματα για τη γεωλογική ιστορία τους και για τις τάσεις τις οποίες έχουν δεχθεί. «Είναι πολύ σημαντικό να είμαστε σε θέση να περιγράψουμε την εξέλιξη των πετρωμάτων. Οι αποστολές σε άλλους πλανήτες μάς φέρνουν πολλά πετρώματα και θα ήταν ευτύχημα εάν μπορούσαμε από το σχήμα τους να εξάγουμε κάποια συμπεράσματα για την ιστορία τους» αναφέρει ο κ. Ντόμοκος.

Τα αποτελέσματα των ερευνητών, όσο θεωρητικά και να φαντάζουν, μπορούν να έχουν επίσης καθημερινές εφαρμογές στην έρευνα. «Δημιουργήσαμε ένα θεωρητικό πλαίσιο το οποίο συνάγει το γεωφυσικό υπόβαθρο της διεργασίας κατακερματισμού με βάση αποκλειστικά τα γεωμετρικά σχήματα που παρατηρούνται στα πετρώματα. Επίσης, η μελέτη μας καταλήγει σε συμπεράσματα σχετικά με το εσωτερικό των πετρωμάτων βάσει των μοτίβων των επιφανειακών ρωγμών τους. Τα συμπεράσματα αυτά θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές, όπου η ροή ενός ρευστού, όπως παραδείγματος χάριν του πετρελαίου, διαδραματίζει καίριο ρόλο».

Από τον Πλάτωνα λοιπόν στη βιομηχανία, περνώντας από τα πετρώματα άλλων πλανητών εκτός της Γης, η ανακάλυψη αυτή αποτελεί μία ενδιαφέρουσα συμβολή στην επιστήμη.

«Η διαίσθηση τον οδήγησε στον κύβο»

«Μηδείς αγεωμέτρητος εισίτω» ήταν η φράση που αναγραφόταν στο υπέρθυρο της Ακαδημίας του Πλάτωνα, δηλαδή να μην εισέρχεται κανένας που δεν γνωρίζει γεωμετρία. «Οι διαισθήσεις του Πλάτωνα, υποστηριζόμενες από την ευρεία σκέψη του για την επιστήμη, μπορεί να τον οδήγησαν σε αυτήν την ιδέα για κύβους» ανέφερε σε δηλώσεις του ο δρ Γκάμπορ Ντόμοκος.

«Περήφανος για το γκόμποκ στην Ελλάδα»

«Υπάρχουν πολλά αριθμημένα γεωμετρικά στερεά γκόμποκ. Μερικά από αυτά βρίσκονται σε μόνιμες εκθέσεις μεγάλων πανεπιστημίων, όπως αυτό του Χάρβαρντ, του Πρίνστον, του Κέιμπριτζ, της Σορβόννης ή της Χαϊδελβέργης. Είμαι ιδιαίτερα περήφανος που το γκόμποκ με αριθμό 1837 εκτίθεται μόνιμα στο πιο φημισμένο πανεπιστήμιο της Ελλάδας, το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών» σημειώνει ο δρ Γκάμπορ Ντόμοκος.

Η 11ετής έρευνα που «βρήκε» το γκόμποκ

Η ιδέα του γεωμετρικού στερεού γκόμποκ είναι γέννημα-θρέμμα του διακεκριμένου ρώσου μαθηματικού Βλαντίμιρ Αρνολντ, ο οποίος είχε προτείνει ότι ένα στερεό του οποίου η μάζα είναι ομοιογενώς κατανεμημένη μπορεί να έχει δύο σημεία ισορροπίας, σε πείσμα της υπόλοιπης επιστημονικής κοινότητας η οποία πίστευε ότι ένα τέτοιο σώμα μπορεί να έχει μέχρι τέσσερα σημεία ισορροπίας. «Σε μία συζήτηση που είχαμε το 1995, ο Αρνολντ μού πέρασε το “μικρόβιο” να διερευνήσω την ύπαρξη του συγκεκριμένου γεωμετρικού στερεού» θυμάται ο Γκάμπορ Ντόμοκος. «Μου πήρε 11 χρόνια για να αποδείξω την ύπαρξη αυτού του στερεού». Δεδομένου ότι το επιστημονικό υπόβαθρο του ερευνητή είναι η αρχιτεκτονική και ως εκ τούτου δεν ήταν εξοικειωμένος με ένα πολύ υψηλό επίπεδο Μαθηματικών, το οποίο απαιτείται στο πεδίο των Θεωρητικών Μαθηματικών, ο Αρνολντ είχε πλησιάσει τον δρα Ντόμοκος μετά από μία ομιλία του λέγοντάς του «πολύ ωραία δουλειά, αλλά τώρα πρέπει να κάνεις λίγα σοβαρά Μαθηματικά!». Τον προέτρεψε έτσι να αναζητήσει το γεωμετρικό στερεό στη φύση. Πράγματι, ο επιστήμονας με επίμονη έρευνα «είδε» το γκόμποκ σε ένα πλήθος φυσικών στοιχείων, από το κέλυφος της χελώνας μέχρι τις πέτρες του Αρη. Και όπως όλες οι πολύτιμες προτροπές, έτσι κι αυτή του μεγάλου μαθηματικού τον συνόδευσε στην ακαδημαϊκή του πορεία και του έδωσε το έναυσμα να αναζητήσει τις ιδέες του Πλάτωνα στα πετρώματα. «Δυστυχώς δεν έζησε για να δει το αποτέλεσμα» λέει κλείνοντας την κουβέντα. Ενα αριθμημένο αντίγραφο του στερεού γκόμποκ διατηρείται στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Ο αριθμός του είναι 1837, η χρονολογία ίδρυσης του ιστορικού πανεπιστημίου!

Ο Χάιζενμπεργκ και η δομή της ύλης ως έννοια

«Πιστεύω ότι η μοντέρνα Φυσική κατέληξε σαφώς υπέρ του Πλάτωνα. Στην πραγματικότητα, οι μικρότεροι δομικοί λίθοι της ύλης δεν είναι φυσικά αντικείμενα με τη συνήθη έννοια, είναι μορφές, έννοιες οι οποίες μπορούν να εκφραστούν με μη αμφιλεγόμενο τρόπο στη μαθηματική γλώσσα» έγραφε ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ στο έργο του «Νόμοι της Φύσης και Δομή της Υλης». Οπως σημειώνει ο καθηγητής Γκάμπορ Ντόμοκος, οι ιδέες του Πλάτωνα αποτέλεσαν τον σπόρο της ιδέας του ατόμου, του δομικού λίθου της ύλης. «Ο Πλάτων υποστήριζε ότι η Γη, η Φωτιά, ο Αέρας και το Νερό αποτελούνται το καθένα από πανομοιότυπα κανονικά πολύεδρα. Παρότι αυτή η ιδέα δεν ισχύει απόλυτα, μεγάλοι θεωρητικοί φυσικοί όπως ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ έδωσαν έμφαση στη θεμελιώδη αρχή της ιδέας: ότι η φύση αποτελείται από πανομοιότυπα, συμμετρικά στοιχεία. Σήμερα, αυτά τα στοιχεία αποκαλούνται άτομα» σημειώνει ο ερευνητής, καταλήγοντας ότι «η έρευνά μας έδειξε ότι η ιδέα του Πλάτωνα είναι ακριβής όσον αφορά τη διαδικασία του κατακερματισμού των πετρωμάτων».

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Οι παράξενες ιδιότητες του βαρύτερου στοιχείου του περιοδικού πίνακα, του Ογκανέσσιου

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Το Ογκανέσσιο είναι το υπερβαρύ χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 118 και με χημικό σύμβολο Og και βρίσκεται στον περιοδικό πίνακα χημικών στοιχείων στον τομέα p. Είναι το τελευταίο (γνωστό) στοιχείο της 7ης περιόδου, αλλά και το πρώτο τεχνητό μέλος της Ομάδας 18. Οι ιδιότητές του έχουν αποδειχθεί δύσκολο να μετρηθούν από τη στιγμή που συντέθηκαν για πρώτη φορά το 2002. Τώρα μια προηγμένη προσομοίωση υπολογιστή έχει συμπληρώσει μερικά από τα κενά, και αποδεικνύεται ότι το στοιχείο είναι ακόμη πιο περίπλοκο από ό, τι πολλοί αναμενόταν. 

heavy-atom-2

Έχει τον υψηλότερο ατομικό αριθμό και ατομική μάζα από οποιοδήποτε από τα χημικά στοιχεία που ανακαλύφθηκαν (ή δημιουργήθηκαν τεχνητά) ως τώρα. Είναι μέλος της ομάδας 18, των στοιχείων μηδενικού σθένους, που είναι συνήθως αδρανή στις πιο κοινές χημικές αντιδράσεις, επειδή το εξωτερικό κέλυφος είναι εντελώς γεμάτο με οκτώ ηλεκτρόνια. Αυτό παράγει μια σταθερή, ελάχιστη ενεργειακή διαμόρφωση στην οποία τα εξωτερικά ηλεκτρόνια δεσμεύονται σφικτά. Θεωρείται ότι ομοίως, το ογκανέσσιο έχει κλειστό εξωτερικό κέλυφος στο οποίο το ηλεκτρονικό σθένος είναι τοποθετημένο σε 7s2 7p6.

Το ραδιενεργό άτομο του ογκανεσσίου είναι πολύ ασταθές, και από το 2002, μόνο τρία (3) ή πιθανώς τέσσερα (4) ισότοπά του έχουν ανιχνευθεί. Το γεγονός αυτό επέτρεψε πολύ λίγο πειραματικό χαρακτηρισμό των ιδιοτήτων του και τη δυνατότητα ύπαρξης πιθανών χημικών ενώσεών του. Ωστὀσο, θεωρητικοί υπολογισμοί κατέληξαν σε πολλές προβλέψεις, που περιλαμβάνουν και κάποιες μη αναμενόμενες. Για παράδειγμα, ενώ το ογκανέσσιο τοποθετήθηκε στην ομάδα 18, είναι πιθανό να μην είναι (τελικά) ευγενές αέριο, όπως τα υπόλοιπα της χημικά στοιχεία της Ομάδας 18. Τυπικά θεωρήθηκε ότι είναι ένα αέριο, αλλά τώρα προβλέφθηκε ότι είναι στερεό, υπό κανονικές συνθήκες, εξαιτίας των σχετικιστικών φαινομένων.

Ορισμένοι αναμένουν το ογκανέσσιο να έχει παρόμοιες φυσικές και χημικές ιδιότητες με τα υπόλοιπα μέλη της ομάδας του, πιο στενή ομοιότητα με το ευγενές αέριο που βρίσκεται από πάνω του στον περιοδικό πίνακα, δηλαδή το ραδόνιο. Ακολουθώντας την περιοδική τάση, το ογκανέσσιο αναμένεται να είναι ελαφρώς πιο δραστικό από το ραδόνιο. Ωστόσο, θεωρητικοί υπολογισμοί έχουν δείξει ότι θα μπορούσε να είναι τόσο δραστικό, έτσι ώστε πιθανώς να μην μπορεί να θεωρηθεί ευγενές αέριο.

Πέραν του ότι μπορεί να είναι πολύ πιο δραστικό από το ραδόνιο και ο λόγος για την εμφανή αύξηση της χημικής δραστικότητας σε σχέση με το ραδόνιο είναι μία ενεργητική αποσταθεροποίηση και μία ακτινική διαστολή του τελευταίου κατεχόμενου 7b υποφλοιού.

Επίσης, έχει υπολογιστεί ότι το ογκανέσσιο, σε αντίθεση με άλλα ευγενή αέρια, δεσμεύει ένα ηλεκτρόνιο με την απελευθέρωση της ενέργειας ή με άλλα λόγια, εμφανίζει θετική ηλεκτρονκή συγγένεια.

Ακόμη και δεδομένων των μεγάλων αβεβαιοτήτων των υπολογισμών, φαίνεται εξαιρετικά απίθανο το ογκανέσσιο να είναι αέριο υπό κανονικές συνθήκες, καθώς το υγρό φάσμα των άλλων αερίων είναι πολύ περιορισμένο, μεταξύ 2 και 9 Kelvin, οπότε το στοιχείο αυτό πρέπει να είναι στερεό υπό κανονικές συνθήκες. Αν το ογκανέσσιο σχηματίζει αέριο κάτω από τυπικές συνθήκες, ωστόσο, θα ήταν ένα από τις πυκνότερες αέριες ουσίες υπό κανονικές συνθήκες (ακόμη και αν είναι μονοατομικό όπως και τα άλλα ευγενή αέρια).

Λόγω της τεράστιας πόλωσής του, το ογκανέσσιο αναμένεται να έχει μια αφύσικα χαμηλή ενέργεια ιονισμού (παρόμοια με εκείνη του μολύβδου, η οποία είναι 70% περισσότερη από αυτήν του ραδονίου και σημαντικά μικρότερη από εκείνη του φλεροβίου και μια τυπική κατάσταση συμπυκνωμένης φάσης.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Πως υπολογίζεται η ενέργεια που απελευθερώνεται σε μια έκρηξη … κοιτώντας τις φωτογραφίες της

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ένας από τους πιο εντυπωσιακούς τρόπους επίλυσης φυσικών προβλημάτων είναι η μέθοδος της διαστατικής ανάλυσης. Και είναι εντυπωσιακός διότι δεν χρειάζεται να εφαρμοστούν οι φυσικοί νόμοι από τους οποίους εξαρτάται η επίλυση του προβλήματος – οι οποίοι πολλές φορές είναι εντελώς άγνωστοι. Το μόνο που απαιτείται είναι η γνώση των μονάδων μέτρησης των φυσικών μεγεθών που πιθανόν υπεισέρχονται στο φυσικό πρόβλημα. Δυο σχετικά παραδείγματα – η εκτίμηση της ακτίνας του ατόμου του υδρογόνου και ο ακριβής υπολογισμός της κυκλικής συχνότητας αρμονικού ταλαντωτή)βρίσκονται ΕΔΩ.

Ένα τρίτο παράδειγμα που σχετίζεται με την περιγραφή του μεγέθους μιας έκρηξης συναρτήσει όλων των σχετικών φυσικών ποσοτήτων, χρησιμοποιείται πολλές φορές ως παιδαγωγική εισαγωγή προπτυχιακών φοιτητών στην μέθοδο της διαστατικής ανάλυσης. Εφαρμόστηκε από τον Βρετανό φυσικό Geoffrey I. Taylor στον υπολογισμό της ενέργειας που απελευθερώθηκε κατά την έκρηξη της πρώτης πυρηνικής βόμβας του προγράμματος Μανχάταν (Trinity nuclear test).

Στους υπολογισμούς του ο Taylor περιγράφει μια σφαιρικά συμμετρική έκρηξη που χαρακτηρίζεται από την ακτίνα R συναρτήσει της ενέργειας Ε που απελευθερώνεται κατά την έκρηξη, τον χρόνο t που πέρασε μετά την πυροδότηση και την πυκνότητα του υλικού ρ. Υποθέτει μια εξίσωση της μορφής:

R=S(γ)Eα ρb tc 

όπου α, b και c αδιάστατες σταθερές. Η επίσης αδιάστατη συνάρτηση S(γ), πρέπει να προσδιορίστεί από την θερμοδυναμική εξέλιξη του συστήματος και εξαρτάται από τον αδιαβατικό συντελεστή του μέσου γ (για τα ιδανικά αέρια γ=5/3). Οι περισσότερες αναφορές στον υπολογισμό του Taylor θεωρούν S(γ)=1.

Η παραπάνω εξίσωση πρέπει προφανώς να ικανοποιείται από τις μονάδες των μεγεθών που περιέχει, δηλαδή:

m1=Jouleα∙(kg/m3)b∙sc

Aλλά Joule=N∙m=kg∙(m/s2), oπότε: m1=kg(α+b)∙m(α–3b)∙s(c–2α).
Έτσι προκύπτει το σύστημα των εξισώσεων
0=α+b
1= 2α –3b
0= –3α+c
απ’ όπου παίρνουμε α=–b=1/5, c=2/5 και

R=S(\gamma)\left(E/\rho \right)^{1/5} t^{2/5}     (1)

H εξίσωση (1) μας δείχνει την εξέλιξη του μεγέθους της έκρηξης (ακτίνα R) συναρτήσει του χρόνου:Για να υπολογίσουμε την ενέργεια που απελευθερώθηκε – εφόσον διαθέτουμε εικόνες ή βίντεο της έκρηξης – προσδιορίζουμε από τις εικόνες μερικά «πειραματικά» ζεύγη (ti, Ri) και προσαρμόζουμε τα δεδομένα αυτά σε μια εξίσωση της μορφής  R=\lambda t^{2/5}, απ’ όπου προκύπτει το \lambda =S(\gamma)\left(E/\rho \right)^{1/5}. H ενέργεια που απελευθερώθηκε θα είναι:

E\sim \lambda^{5} \rho

H ακριβέστερη εκτίμηση γίνεται από την εξίσωση E = \frac{\lambda^{5}\rho}{S(\gamma)^{5}}, αλλά απαιτείται ο προσδιορισμός του παράγοντα S(\gamma).

Η λεπτομερής ανάλυση του Geoffrey Taylor σχετικά με το πως υπολόγισε την ενέργεια που απελευθερώθηκε στην πρώτη πυρηνική έκρηξη είναι λίγο δυσκολότερη. Θα την βρείτε στις δημοσιεύσεις του: «The Formation of a Blast Wave by a Very Intense Explosion. I. TheoreticalDiscussion» και «The formation of a blast wave by a very intense explosion: II. The atomic explosion of 1945» .

Ένας σχετικός υπολογισμός της ενέργειας που απελευθερώθηκε στην πρόσφατη έκρηξη της Βηρυτού γίνεται στην δημοσίευση του Jorge S. Diaz: «Explosion analysis from images: Trinity and Beirut»

 

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Διονύσης Σιμόπουλος: Οι μαύρες τρύπες και τα είδη τους

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

ΔΙΟΝΥΣΗΣ Π. ΣΙΜΟΠΟΥΛΟΣ*

Εχουν περάσει ακριβώς πέντε χρόνια από τον πρώτο εντοπισμό βαρυτικών κυμάτων από τα αμερικανικά ερευνητικά εργαστήρια LIGO, που απέδειξαν έμπρακτα, για ακόμη μία φορά, ότι η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αλβέρτου Αϊνστάιν ήταν πέρα για πέρα σωστή. Η αυριανή αυτή επέτειος συμπληρώθηκε μάλιστα στις αρχές του μήνα με την ανακοίνωση του εντοπισμού βαρυτικών κυμάτων από τη συγχώνευση ενός ασυνήθιστου ζεύγους μαύρων τρυπών (Μ.Τ.) που είχαν μάζα 66 και 85 φορές τη μάζα του Ηλιου. Το γεγονός αυτό, που συνέβη σε απόσταση 7 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, παρατηρήθηκε στις 21 Μαΐου 2019 και είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας Μ.Τ. με μάζα 142 φορές τη μάζα του Ηλιου, ενώ περίπου 8 ηλιακές μάζες μετατράπηκαν σε τεράστιες ποσότητες ενέργειας ίσης με την ενέργεια που εκπέμπουν όλοι οι γαλαξίες του σύμπαντος.

Το γεγονός μάλιστα αυτό θεωρείται εξίσου σημαντικό με την ανακάλυψη της πρώτης συγχώνευσης δύο Μ.Τ. στις 15 Σεπτεμβρίου του 2015 αλλά και της συγχώνευσης δύο άστρων νετρονίων στις 17 Αυγούστου του 2017. Κι αυτό, γιατί η μία τουλάχιστον από τις δύο Μ.Τ. είναι η μεγαλύτερη «αστρικού τύπου» που έχει εντοπιστεί μέχρι τώρα, αν και οι τρέχουσες θεωρίες μάς λένε ότι δεν είναι δυνατόν να δημιουργηθούν αστρικές Μ.Τ. με μάζα μεταξύ 65 και 120 φορές τη μάζα του Ηλιου.

H πρώτη εκείνη ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων του LIGO το 2015 απέδειξε, μεταξύ άλλων, ότι οι μαύρες τρύπες δεν είναι απλώς και μόνο μαθηματικά δημιουργήματα της θεωρίας του Αϊνστάιν αλλά υπάρχουν πράγματι στο σύμπαν, ακόμη και σε διπλά συστήματα τέτοιων αντικειμένων.

Μέχρι τότε δεν είχαμε ποτέ μια τόσο άμεση πληροφόρηση που να προέρχεται από τις ίδιες τις μαύρες τρύπες, αν και είχαμε φυσικά ενδείξεις για την ύπαρξή τους και από άλλες πηγές.

Με βάση λοιπόν τις μέχρι τώρα γνώσεις μας, έχουμε ταξινομήσει τις Μ.Τ. σε τρία είδη. Οι λεγόμενες «κανονικές» μαύρες τρύπες προέρχονται από τις αστρικές εκρήξεις σουπερνόβα και έχουν μάζα μέχρι περίπου 60 φορές τη μάζα του Ηλιου. Αντίθετα, οι «μικρομεσαίες» Μ.Τ. περιλαμβάνουν μάζες από 100 μέχρι και 100.000 φορές τη μάζα του Ηλιου. Τον Μάιο του 2007, για παράδειγμα, ανακοινώθηκε η ανακάλυψη μιας «μεσαίου μεγέθους» Μ.Τ. με μάζα 20.000 φορές τη μάζα του Ηλιου, που εντοπίστηκε σε απόσταση 2,3 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη στη γειτονιά του γαλαξία της Ανδρομέδας, στο εσωτερικό του σφαιρωτού σμήνους G1, το οποίο μάλιστα πιο πρόσφατες μελέτες εκτιμούν ότι δεν είναι απλώς ένα σφαιρωτό σμήνος αλλά μια συλλογή συγχωνευμένων πυρήνων από νάνους γαλαξίες.

Στο άλλο πάλι άκρο των μεγεθών, τα τελευταία χρόνια έχουμε εντοπίσει στο κέντρο των γαλαξιών «σούπερ» μαύρες τρύπες που περιέχουν τη μάζα εκατομμυρίων ή και δισεκατομμυρίων ήλιων, σε έναν χώρο που δεν υπερβαίνει τη διάμετρο του ηλιακού μας συστήματος. Μια τέτοια τερατώδης Μ.Τ. έχει τη φωλιά της στο κέντρο του γαλαξία μας προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Τοξότη και σε απόσταση 27.000 ετών φωτός στο κέντρο του γαλαξία μας. Η γιγάντια αυτή Μ.Τ. περιβάλλεται από έναν φωτεινό δίσκο αστροϋλικών που καταβροχθίζει κυριολεκτικά ένα προς ένα τα άστρα του γαλαξιακού μας πυρήνα καθώς αυτά εξελίσσονται και πέφτουν προς το κέντρο.

Και βέβαια, εκτός από άστρα, το αδηφάγο αυτό τέρας εξαφανίζει και οτιδήποτε άλλο τολμήσει να το πλησιάσει, με αποτέλεσμα τη συνεχή του επέκταση. Υπολογίζεται δηλαδή ότι υλικά μιας ηλιακής μάζας παρασύρονται κάθε 1.000 χρόνια από τις βαρυτικές δυνάμεις που επικρατούν στο γαλαξιακό κέντρο, που σημαίνει ότι η δραστηριότητα αυτή συνεχίζεται εδώ και αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια, με αποτέλεσμα την ύπαρξη μιας τεράστιας Μ.Τ. με διάμετρο δεκάδων εκατομμυρίων χιλιομέτρων και μάζα τεσσάρων εκατομμυρίων ήλιων.

Παρόμοιες με τη δική μας, γιγάντιες Μ.Τ. υπάρχουν και στα κέντρα των περισσοτέρων γαλαξιών, ενώ μόλις πριν από περίπου ένα χρόνο φωτογραφήθηκε και η σκιά μιας Μ.Τ. στην καρδιά του γιγάντιου ελλειπτικού γαλαξία Μ-87. Η γιγάντια αυτή μαύρη τρύπα του M-87 έχει 6,5 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ηλιου και διάμετρο που φτάνει τα 100 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, 22 δηλαδή φορές την απόσταση του πλανήτη Ποσειδώνα από τον Ηλιο. Η καταπληκτική φωτογράφηση έγινε πραγματικότητα από τη συνδυασμένη λειτουργία ραδιοτηλεσκοπίων σε οκτώ διαφορετικές περιοχές της Γης, τα οποία βρίσκονται στην Ανταρκτική, στη Χιλή, στο Μεξικό, στη Χαβάη, στην Αριζόνα και στην Ισπανία, και τα οποία είχαν συνδεθεί συμβολομετρικά μεταξύ τους δημιουργώντας έτσι ένα τηλεσκόπιο με το μέγεθος του πλανήτη μας. Στην επίπονη αυτή διαδικασία φωτογράφησης έλαβαν μέρος 347 ερευνητές από 60 πανεπιστήμια και ερευνητικά εργαστήρια σε 20 διαφορετικές χώρες, μεταξύ των οποίων κομβικό ρόλο έπαιξε κι ένας Ελληνας αστροφυσικός, ο καθηγητής του Πανεπιστημίου της Αριζόνας Δημήτρης Ψάλτης.

* Ο κ. Διονύσης Π. Σιμόπουλος είναι επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Ένα από τα πιο λαμπρά άστρα: Το Άστρο Πιστόλι

| 0 ΣΧΟΛΙΑ
 
Το 1997, αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες (UCLA) με τη βοήθεια του  Hubble προσδιόρισαν το πιο φωτεινότερο γνωστό αστέρι μέχρι τότε. Ένα αστέρι αληθινά ουράνιο μαμούθ,  που είναι 25.000 έτη φωτός μακριά μας, ελευθερώνει μέχρι και 10 εκατομμύρια φορές την ενέργεια  του ήλιου ενώ είναι τόσο μεγάλο που καλύπτει τη διάμετρο της τροχιάς της Γης γύρω  από τον Ήλιο.

Hubble Uncovers Brilliant Star in Milky Way's Core

Μια υπέρυθρη εικόνα του Hubble από το Άστρο Πιστόλι (στην εικόνα είναι η μεγάλη φωτεινή κουκίδα στο κέντρο). Το περιβάλλον κόκκινο υλικό είναι συνήθως ιονισμένο αέριο υδρογόνου που εκτινάχθηκε από το αστέρι σε δύο εκρήξεις πριν περίπου 6.000 και 4.000 έτη. Το νεφέλωμα έχει διάμετρο 4 έτη φωτός ενώ τα κελύφη του έχουν μάζα πολλές φορές μεγαλύτερη του δικού μας Ήλιου. Το μεγαλύτερο κέλυφος είναι τόσο μεγάλο (4 έτη φωτός) που θα απλωνόταν καθ’ όλο το μήκος από τον Ήλιο μας έως το επόμενο πλησιέστερο αστέρι.

Δυστυχώς, αυτό το καταπληκτικό αστέρι δεν είναι ορατό με το μάτι. Βρίσκεται προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Τοξότη, που κρύβεται πίσω από τα μεγάλα νέφη της σκόνης κατά μήκος του Γαλαξία μας.

Το 1990, είχε παρατηρηθεί το Άστρο Πιστόλι κοντά στο κέντρο του Νεφελώματος Πιστόλι στο Γαλαξία μας. Κατά το 1995, προτάθηκε ότι το Άστρο Πιστόλι είχε τόση μάζα που την εκτόξευε στο διάστημα σχηματίζοντας στην πραγματικότητα το Νεφέλωμα Πιστόλι.

Παρατηρήσεις του αστρονόμου Don Figerμε με το διαστημικό τηλεσκόπιο του Hubble το 1997 επιβεβαίωσαν την σχέση μεταξύ του άστρου και του νεφελώματος.

Το Άστρο Πιστόλι εξαπολύει τόσο ενέργεια σε έξι δευτερόλεπτα όση και ο ήλιός μας σε ένα έτος. Πιστεύεται ότι είναι 100 φορές πιο συμπαγές από τον Ήλιο μας και 10.000.000 φορές πιο λαμπρό!

Το Άστρο Πιστόλι είναι ηλικίας μόνο 1 έως 3 εκατομμυρίων ετών και θα ζήσει μόνο για ένα άλλο τόσο χρόνο πριν εκραγεί σαν μία σουπερνόβα. Οι αστρονόμοι είναι προς το παρόν αβέβαιοι πώς έχει σχηματισθεί ένα άστρο αυτής της μάζας.

ex_brightstar

Ακόμη και τα ισχυρότερα τηλεσκόπια δεν μπορούν να δουν αυτό το αστέρι στα ορατά μήκη κύματος.

Η διαστρική σκόνη που είναι γύρω του μας εμποδίζει να το δούμε στα ορατά μήκη κύματος, γι αυτό χρησιμοποιούμε υπέρυθρες εικόνες. Είναι δε ενδιαφέρον ότι κατά μέσον όρο υπάρχουν λιγότεροι από έξι μικροσκοπικοί κόκκοι σκόνης σε κάθε κυβικό μίλι του διαστήματος, αυτός όμως ο μικρός αριθμός είναι αρκετά μεγάλος για να παρουσιάσει μια στερεά και αδιαπέραστη κουρτίνα μεταξύ μας και αυτού του φωτεινότερου άστρου στον κόσμο.

Εντούτοις, περίπου το 10% του υπέρυθρου φωτός που εκπέμπει το άστρο κατορθώνει να περάσει και να φθάσει στη γη. Κι έτσι οι υπέρυθρες κάμερες,  όπως η εγγύς υπέρυθρη φωτογραφική μηχανή του Hubble μπορεί να το δει.

Ανεξάρτητα της μάζας που χάνεται από το άστρο όταν ξεπηδάει η αστρική σκόνη, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι το Πιστόλι έχει ακόμη μια μάζα  100 φορές σαν του Ήλιου μας, ενώ μπορεί να ξεκίνησε με 200 ηλιακές μάζες!

Το άστρο είναι μεν 25.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη αλλά παρά τη μεγάλη απόσταση, το άστρο θα μπορούσε να ήταν ορατό με γυμνό οφθαλμό εάν δεν υπήρχε η διαστημική σκόνη μεταξύ αυτού και της Γης.

Τέλος, τον τίτλο του πιο μεγάλου και πιο λαμπρού άστρου στον κόσμο έχει σήμερα το άστρο LBV 1806-20, που βρέθηκε στα τέλη του 2003.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
web design by