Φυσική & Φιλοσοφία (204 άρθρα)

Aν οι εξωγήινοι έρθουν σε επαφή με την ανθρωπότητα

6 Ιανουαρίου 2023
| 0 ΣΧΟΛΙΑ

… ποιός θα αποφασίσει τι θα κάνουμε στη συνέχεια; Πολλοί επιστήμονες ανησυχούν ότι οι άνθρωποι θα αντιδρούσαν «σαν ακέφαλα κοτόπουλα»

Η επιστημονική φαντασία περιέγραψε αυτή τη στιγμή χιλιάδες φορές. Καθώς οι αστρονόμοι χτενίζουν το σύμπαν με τα ισχυρά τηλεσκόπια τους, εντοπίζουν κάτι που τους κόβει την ανάσα. Ένα αδύναμο αλλά επίμονο σήμα: ένα μήνυμα από έναν προηγμένο πολιτισμό.

Θα ήταν ένα συγκλονιστικό γεγονός για την ανθρωπότητα, κάτι για το οποίο δεν είναι προετοιμασμένα τα έθνη του κόσμου. «Δείτε το χάος που δημιουργήθηκε όταν χτύπησε ο Covid. Θα ήμαστε σαν ακέφαλα κοτόπουλα», λέει ο Δρ John Elliott, γλωσσολόγος από το Πανεπιστήμιο του St Andrews. «Δεν έχουμε την πολυτέλεια να είμαστε κακώς προετοιμασμένοι, επιστημονικά, κοινωνικά και πολιτικά χωρίς σχέδιο, για ένα γεγονός που θα μπορούσε να συμβεί ανά πάσα στιγμή, για το οποίο δεν έχουμε την πολυτέλεια κακής διαχείρισης»

Αυτή η ειλικρινής παραδοχή της έλλειψης ετοιμότητας για επαφή με εξωγήινο πολιτισμό οδήγησε στη δημιουργία του κόμβου μετα-ανίχνευσης Seti (Αναζήτηση για Εξωγήινη Νοημοσύνη) στο St Andrews.

Μέσα στους επόμενους μήνες, ο Elliott στοχεύει να συγκροτήσει μια ομάδα ερευνητών που θα αναλάβει τη δουλειά της προετοιμασίας σχετικά με την ανάλυση μυστηριωδών σημάτων
και της επεξεργασίας κάθε τρόπου με τον οποίο θάπρεπε να αντιδράσουμε σε τέτοιου είδους σήματα. Χρειαζόμαστε στρατηγικές και σενάρια για να καταλάβουμε τι πρέπει να κάνουμε και πώς να το κάνουμε. Είναι σαν το σύνθημα των προσκόπων: έσο έτοιμος.

Οι εξελίξεις των τελευταίων 30 ετών έχουν αυξήσει τον ενθουσιασμό στην αναζήτηση εξωγήινων πολιτισμών. Από το 1992, όταν οι αστρονόμοι επιβεβαίωσαν για πρώτη φορά την ύπαρξη ενός πλανήτη πέρα από το ηλιακό μας σύστημα, έχουν εντοπιστεί περισσότεροι από 5.000 εξωπλανήτες. Οι επιστήμονες υποπτεύονται τώρα ότι τα περισσότερα από τα 300 δισεκατομμύρια άστρα στον Γαλαξία μας φιλοξενούν τη δική τους οικογένεια πλανητών.

Ωστόσο, η αφθονία των εξωπλανητών και η υποψία ότι τουλάχιστον ορισμένοι είναι κατοικήσιμοι, είναι μόνο ένα μέρος της ιστορίας. Πολύ πιο ισχυρά τηλεσκόπια συμμετέχουν στην έρευνα, ή θα το κάνουν σύντομα, σαρώνοντας μεγάλες περιοχές του ουρανού για να τις ‘κρυφακούσουν’ οι αστρονόμοι.

Οι ερευνητές του Seti έχουν ήδη κάποιες κατευθυντήριες γραμμές για το πώς να συμπεριφερθούν όταν εντοπίσουν ένα διαστρικό μήνυμα από έναν προηγμένο πολιτισμό. Μια ανακοίνωση του 2010 από τη Διεθνή Ακαδημία Αστροναυτικής παροτρύνει όσους εντοπίζουν μυστηριώδη σήματα να αποκλείσουν πρώτα τις πιθανές μη εξωγήινες πηγές. Αν υπάρξει ομοφωνία ότι το σήμα είναι πράγματι εξωγήινο, οι ερευνητές θα πρέπει να ενημερώσουν το κοινό και τον γενικό γραμματέα του ΟΗΕ.
Αλλά υπάρχουν ελάχιστες οδηγίες για το τι πρέπει να γίνει στη συνέχεια. Πώς πρέπει να μελετηθεί το μήνυμα; Πρέπει να δημοσιευθεί πριν αποκρυπτογραφηθεί; Θα το επέτρεπαν οι κυβερνήσεις; Πρέπει να απαντήσει η ανθρωπότητα; Αν ναι, ποιος αποφασίζει τι θα ανταπαντήσουμε;

«Μετά την αρχική ανακοίνωση, θα εξετάζαμε τον κοινωνικό αντίκτυπο, τη διασπορά πληροφοριών, τα μέσα ενημέρωσης, τον αντίκτυπο στις θρησκείες και τις διάφορες ιδεολογίες, πιθανή παραπληροφόρηση, ποιες αναλυτικές ικανότητες θα χρειαστούμε και πολλά άλλα: να έχουμε έτοιμες στρατηγικές, να είμαστε διαφανείς με όλα όσα έχουμε ανακαλύψει – τι ξέρουμε και τι δεν ξέρουμε», υποστηρίζει ο Elliott.

Ενώ μεμονωμένοι επιστήμονες και αρκετοί οργανισμοί έχουν εξετάσει τον καλύτερο τρόπο διαχείρισης της πρώτης επαφής, ο Elliott πιστεύει ότι η απαιτούμενη τεχνογνωσία είναι κατακερματισμένη. Ο κόμβος μετα-ανίχνευσης Seti στο St Andrews θα συγκεντρώσει τα απαραίτητα μυαλά για να καταρτίσει ένα σχέδιο «για όποιο σενάριο κι αν συναντήσουμε… ή τουλάχιστον για όλα αυτά που μπορούμε να σκεφτούμε εμείς – η ανθρωπότητα»

Ένας άλλος σημαντικός στόχος είναι η ανάληψη επίσημης δέσμευσης από τα Ηνωμένα Έθνη, ίσως το μόνο παγκόσμιο όργανο με την επιρροή (;) να συντονίσει τον χειρισμό ενός μηνύματος από τη Γη. Οι τεράστιες αποστάσεις μεταξύ των άστρων σημαίνουν ότι οι συνομιλίες μπορεί να έχουν τέτοια διάρκεια που θα περιλαμβάνει πολλές ανθρώπινες γενεές. Κι αυτό σημαίνει ότι ο εξωγήινος πολιτισμός δεν θα έχει εξαφανιστεί στο χρονικό διάστημα που χρειάστηκε το μήνυμα να φτάσει σε μάς.

Όμως, στ’ αλήθεια θα μπορέσουμε να συνομιλήσουμε με εξωγήινους όταν μετά βίας μπορούμε να επικοινωνήσουμε με πλάσματα στον δικό μας πλανήτη; Ο Elliott ελπίζει ότι οι προηγμένοι πολιτισμοί θα ξεκινήσουν οποιοδήποτε μήνυμα με έναν γλωσσικό οδηγό. Αλλά ακόμα κι αν ένα σήμα δεν είναι αποκρυπτογραφημένο, οι ερευνητές θα μπορούσαν να αντλήσουν πληροφορίες σχετικά με την ευφυΐα του αποστολέα από την πολυπλοκότητα της δομής του.

Η προοπτική αποστολής οποιασδήποτε απάντησης έχει προκαλέσει κριτική από ορισμένους κύκλους. Ο Στίβεν Χόκινγκ, ο κοσμολόγος του Κέμπριτζ, προειδοποίησε το 2016 ότι η πρώτη επαφή της ανθρωπότητας με έναν προηγμένο πολιτισμό θα μπορούσε να ισοδυναμεί με αυτό που συνέβη όταν οι ιθαγενείς της Αμερικής αντιμετώπισαν τον Χριστόφορο Κολόμβο, κάτι που «δεν πήγε τόσο καλά».

Ο Michio Kaku, καθηγητής θεωρητικής φυσικής στο City College της Νέας Υόρκης, είπε ότι η προσέγγιση με εξωγήινους «θα ήταν το μεγαλύτερο λάθος στην ανθρώπινη ιστορία».

Ωστόσο, ο Elliott είναι πιο αισιόδοξος. Πιστεύει ότι θα ήταν κρίμα οι προηγμένοι πολιτισμοί να παραμένουν απομονωμένοι, χωρίς να κάνουν προσπάθειες επικοινωνίας. «Αν υπάρχει μια άλλη νοημοσύνη εκεί έξω -που όλες οι ενδείξεις δείχνουν ότι πρέπει να υπάρχει-, αν έχουμε την ευκαιρία, δεν νομίζω ότι πρέπει να τη χάσουμε».

Ο αστροβιολόγος Lewis Dartnell στο Πανεπιστήμιο του Westminster, δήλωσε ότι ο νέος κόμβος στο St Andrews είναι ένα σημαντικό βήμα για την ευαισθητοποίηση σχετικά με το πόσο ελάχιστα προετοιμασμένοι είμαστε αυτήν τη στιγμή, για την ανίχνευση ενός σήματος από εξωγήινο πολιτισμό. Και προσθέτει ότι οποιοσδήποτε νοήμων εξωγήινος πολιτισμός είναι πιθανό να βρίσκεται εκατοντάδες, αν όχι χιλιάδες έτη φωτός μακριά, πράγμα που σημαίνει ότι ο χρόνος επικοινωνίας θα είναι στην κλίμακα πολλών αιώνων. Ακόμα κι αν λαμβάναμε ένα σήμα αύριο, θα είχαμε άφθονο χρόνο για να συγκεντρώσουμε μια διεθνή ομάδα ειδικών επιστημόνων που θα προσπαθήσουν να αποκρυπτογραφήσουν το νόημα του μηνύματος και να εξετάσουν προσεκτικά για το αν ή πώς θα έπρεπε να αντιδράσει η Γη.

Το μεγαλύτερο μέλημα είναι να καθιερωθεί κάποια μορφή διεθνούς συμφωνίας για να αποτρέψει ικανά άτομα ή ιδιωτικές εταιρείες να ανταποκριθούν ανεξάρτητα – προτού διαμορφωθεί συναίνεση για το αν είναι ασφαλές να απαντήσουμε ή όχι και τι θα θέλαμε να πούμε ως ανθρώπινος πολιτισμός.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: , ,

Η εξωγήινη ζωή και το μέλλον της ανθρωπότητας στο σύμπαν

22 Νοεμβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Θα καταφέρουμε να αποφύγουμε το «Μεγάλο Φίλτρο»;

Το 1950 ο φυσικός Enrico Fermi με το διάσημο ερώτημά του «που βρίσκονται;» επεσήμανε το θεμελιώδες παράδοξο σχετικά με τους εξωγήινους. Μόνο στον δικό μας Γαλαξία υπάρχουν δισεκατομμύρια εξωπλανήτες – και ακόμα κι αν ένα πολύ μικρό πσοσοστό τους μοιάζει με τη Γη, εξακολουθούν να υπάρχουν πάρα πολλοί στους οποίους θα μπορούσε να έχει εμφανιστεί ζωή. Όμως, δεν έχουμε ενδείξεις για ύπαρξη ζωής οπουδήποτε αλλού. Οι ουρανοί παραμένουν σιωπηλοί, στο διάστημα δεν συνωστίζονται πανέξυπνες εξωγήινες συσκευές, και τα λιγοστά μέρη που έχουν επισκεφτεί οι δικές μας διαστημικές συσκευές δείχνουν άγονα.

O νομπελίστας βιολόγος Jacques Monod στο βιβλίο του «Τύχη και Αναγκαιότητα» το 1972 υποστήριζε ότι το «σύμπαν δεν κυοφορεί ζωή» και επομένως, ο «άνθρωπος γνωρίζει επιτέλους πως είναι μόνος στο Σύμπαν». To 1981 o Francis Crick που βραβεύθηκε επίσης με Νόμπελ για την ανακάλυψη της διπλής έλικας στο βιβλίο του «Life itself: Its Origins and Nature» θεωρούσε ότι «η προέλευση της ζωής φαίνεται … να είναι σχεδόν ένα θαύμα, με τόσες πολλές συνθήκες που θα έπρεπε να ικανοποιηθούν ώστε να παρει μπροστά». Σύμφωνα με τον Crick, η ζωή όπως την γνωρίζουμε έχει να κάνει με τις μεταμορφώσεις της ύλης, την εναλλαγή της ενέργειας και τη ροή της πληροφορίας. Μπορούμε να υποθέσουμε ότι υπάρχουν μορφές ζωής που ανταποκρίνονται σε αυτό τον ορισμό, χωρίς να είναι κατ’ ανάγκη ίδιες με τη δική μας – για παράδειγμα, φανταστείτε για παράδειγμα μη κυτταρικές μορφές ζωής βασισμένες σε πλάσμα, ή τεράστιους μονοκύτταρους οργανισμούς, ή ακόμη μορφές ζωής που ευδοκιμούν σε δυο διαστάσεις, ή και εξωγήινους που ζούν σε παράλληλα σύμπαντα. Ωστόσο, δεν διαθέτουμε την παραμικρή ένδειξη που θα μπορούσε να αποδεικνύει όλες τις παραπάνω εικασίες πέρα από τη δύναμη της φαντασίας μας και την υποψία που εξέφρασε ο γενετιστής J. B. S. Haldane ότι «το σύμπαν όχι μόνο είναι πιο παράξενο απ’ ότι υποθέτουμε, αλλά είναι πιο παράξενο και απ’ ότι μπορούμε να υποθέσουμε«.

Η εξίσωση Drake δημιουργήθηκε από τον αστρονόμο και πρωτοπόρο στην αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης Frank Drake και χρησιμοποιείται για την εκτίμηση των εξωγήινων πολιτισμών στον γαλαξία μας ή και σε ολόκληρο το σύμπαν

Το σύμπαν μας είναι ένα τεράστιο, προκλητικό αίνιγμα – ένα μυστήριο που προκαλεί την έμφυτη περιέργεια της ανθρωπότητας για αιώνες. Η αναζήτηση απαντήσεων σχετικά με τις εξωγήινες μορφές ζωής ήταν μέχρι στιγμής άκαρπη. Οι εύλογες υποθέσεις και οι υπολογισμοί σύμφωνα με την εξίσωση του Frank Drake δείχνουν ότι θα πρέπει να υπάρχουν εκατομμύρια εξωγήινων πολιτισμών μόνο στον Γαλαξία μας. Όμως, μέχρι σήμερα δεν έχουμε βρει ούτε ένα ίχνος τους. Λοιπόν, που είναι όλοι αυτοί;

Μπορεί η φαινομενική σιωπή του σύμπαντος να οφείλεται στην τεχνολογική ανθρώπινη αδυναμία να ακούσει, αλλά μπορεί να υποδηλώνει και την αδυναμία εξέλιξης εξωγήινης ζωής. Παρότι φιλόδοξα προγράμματα όπως το SETI στοχεύουν να δώσουν απάντηση σ’ αυτό το ερώτημα, τα αποτελέσματα μέχρι τώρα είναι απαισιόδοξα. Ίσως οι εξωγήινοι πολιτισμοί, όπως και ο δικός μας, καθώς εξελίσσονται και προχωρούν εκθετικά προς την εξερεύνηση του διαστήματος, να καταστρέφονται για διάφορους λόγους που ενεργούν ως το επονομαζόμενο Μεγάλο Φίλτρο: ένα φαινόμενο που εξαφανίζει τους πολιτισμούς πριν προλάβουν να συναντηθούν, κάτι που μπορεί να εξηγήσει την κοσμική σιωπή. Την θεωρία του «Μεγάλου Φίλτρου», διατύπωσε το 1998 ο οικονομολόγος Robin Hanson με το άρθρο του ‘The Great Filter – Are We Almost Past It?‘.

Το Μεγάλο Φίλτρο είναι μια πιθανή λύση του παραδόξου Fermi. Θεωρεί ότι στην ανάπτυξη της ζωής από τα πρώτα στάδια της αβιογένεσης έως την επίτευξη των υψηλότερων επιπέδων ανάπτυξης στην κλίμακα πολιτισμών Kardashev, υπάρχει κάποιο συγκεκριμένο εμπόδιο στην ανάπτυξη που κάνει την ανιχνεύσιμη εξωγήινη ζωή εξαιρετικά σπάνια.

Ο ανθρώπινος πολιτισμός αναπτύχθηκε περνώντας μέσα από διάφορα πιθανά «φίλτρα» που εμποδίζουν την ανάπτυξη πολιτισμών. Προέκυψε στο κατάλληλο αστρικό σύστημα που περιλάμβανε οργανικές ενώσεις και τουλάχιστον έναν δυνητικά κατοικήσιμο πλανήτη ώστε να προκύψουν βιομόρια (αμινοξέα, RNA, DNA), δημιουργήθηκε απλή (προκαρυωτική) μονοκύτταρη ζωή, πραγματοποιήθηκε αναπαραγωγή και μετάβαση στην σύνθετη (ευκαρυωτική) μονοκύτταρη ζωή, προέκυψε η πολυκύτταρη ζωή και οργανισμοί με νοημοσύνη που χρησιμοποιούν εργαλεία, για να φτάσουμε στην τωρινή κατάσταση του πολιτισμού μας. Αν ο πολιτισμός μας καταφέρει να επιβιώσει από το επόμενο «Μεγάλο Φίλτρο» του πιθανού αφανισμού του, θα μπορούσε να δημιουργήσει αποικίες στο ηλιακό σύστημα και τον Γαλαξία μας.

Όμως το γεγονός ότι δεν βρίσκουμε άλλους εξωγήινους πολιτισμούς, ίσως σημαίνει πως κατά τη διάρκεια της ιστορίας του σύμπαντος δημιουργήθηκαν (δημιουργούνται) μεν πολλοί εξωγήινοι πολιτισμοί, οι οποίοι είτε αυτοκαταστράφηκαν είτε δεν απέτρεψαν την καταστροφή τους από εξωτερικούς παράγοντες.
Θα έχει και η ανθρωπότητα την ίδια τύχη; Μήπως τελικά επικρατεί το «ένστικτο του θανάτου»; (την πιθανή ύπαρξη του οποίου πρότεινε ο Φρόυντ μετά τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, στο βιβλίο του «Πέραν της αρχής της ηδονής», απογοητευμένος από την εξέλιξη της ανθρώπινης ιστορίας).

Ένα παράδειγμα χρονοδιαγράμματος πιθανής διάρκειας ζωής για ευφυή ζωή στον γαλαξία. Δεν υπάρχει μοτίβο για το πότε μπορεί να εμφανιστεί η ζωή, αν και υποθέτουμε ότι διάφορα «φίλτρα» όπως φαίνεται στις κάθετες γραμμές μπορεί να έχουν προκαλέσει μαζική εξαφάνιση άλλων πολιτισμών. Ο Ήλιος μας και η κίτρινη γραμμή, είναι μια αναπαράσταση του χρόνου που η ανθρωπότητα κατάφερε να επιβιώσει μέχρι σήμερα. Η ζωή στη Γη έχει ήδη ξεπεράσει τα γεγονότα φιλτραρίσματος, ωστόσο το Μεγάλο Φίλτρο βρίσκεται μπροστά και είναι άγνωστο αν θα μπορέσουμε να επιβιώσουμε ώστε να γίνουμε πολιτισμός Τύπου Ι ή πέρα από αυτόν (πράσινες κάθετες γραμμές). Υπενθυμίζεται ότι ένας πολιτισμός Τύπου I μπορεί να χρησιμοποιήσει το σύνολο της ενέργειας του μητρικού άστρου που φτάνει στον πλανήτη του (την ηλιακή ενέργεια στην περίπτωση της Γης), τα ορυκτά καύσιμα, τα βιο-καύσιμα, την πυρηνική ενέργεια, την γεωθερμική, θαλάσσια και αιολική ενέργεια. Επίσης μπορεί να ελέγχει την θερμοκρασία του πλανήτη, τα έντονα καιρικά φαινόμενα, τη σεισμική και την ηφαιστειακή δραστηριότητα.

Σε ένα πρόσφατο άρθρο των Jiang et al με τίτλο ‘Αποφεύγοντας το «Μεγάλο Φίλτρο»: Η Εξωγήινη Ζωή και το Μέλλον της Ανθρωπότητας στο Σύμπαν‘, προτείνονται πολλά πιθανά σενάρια για «το τέλος του πολιτισμού μας», συμπεριλαμβανομένων ανθρωπογενών και φυσικών κινδύνων, τα οποία όμως θα μπορούσαν να αποφευχθούν. Θεωρούν πολλά υποψήφια καταστροφικά σενάρια: πυρηνικό πόλεμο, παθογόνα και πανδημίες, τεχνητή νοημοσύνη, πρόσκρουση αστεροειδών-κομητών και κλιματική αλλαγή.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, έχουμε αγνοήσει εδώ και καιρό το «Μεγάλο Φίλτρο» που εξαπλώνεται γρήγορα, παρότι απειλεί να μας καταστρέψει ολοκληρωτικά, αφού ο ρυθμός της τεχνολογικής εξέλιξης του πολιτισμού μας σχετίζεται άμεσα με την δριμύτητα του αφανισμού μας. Απαιτείται λοιπόν μια περίοδος ενδοσκόπησης, ακολουθούμενη από κατάλληλες βελτιώσεις για να προσεγγίσουμε σωστά τη δύσκολη θέση μας και να βρούμε την έξοδο από αυτήν.

Δεν υπάρχει κανένα γνωστό θεωρητικό όριο για το πόσο μακριά θα μπορούσε να προχωρήσει η ανθρωπότητα στο μακρινό μέλλον, λαμβάνοντας υπόψη τα ανεξάντλητα αποθέματα ύλης και ενέργειας που βρίσκονται πέρα από την εύθραυστη ατμόσφαιρα της Γης, σε ένα σύμπαν με πολύ περισσότερο χρόνο μπροστά του από τα μόλις 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, που έχουν ήδη περάσει από την γέννησή του. Η ανθρωπότητα έχει την δυνατότητα να εξελιχθεί σε πολιτισμό Τύπου ΙΙ, ακόμη και σε πολιτισμό Τύπου ΙΙΙ – δεν είναι πέρα από κάθε πιθανότητα.
Για να προετοιμάσουμε το ταξίδι μας, μπορούμε πιθανότατα να υπολογίζουμε ότι το εσωτερικό ηλιακό σύστημα θα παραμείνει κατοικήσιμο για ακόμα μερικά δισεκατομμύρια χρόνια, έως ότου ο Ήλιος αρχίζει να διαστέλλεται προς την κατάσταση του ερυθρού γίγαντα. Κι αν η ανθρωπότητα καταφέρει να ξεπεράσει το Μεγάλο Φιλτρο, υπάρχει αρκετός χρόνος να προετοιμαστεί για τις επόμενες προκλήσεις, ώστε να μεταναστεύσει προς τα άστρα βρίσκοντας το νέο σπίτι μας.

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: , ,

Μπορούμε να ξεχωρίσουμε τις σκουληκότρυπες από τις μαύρες τρύπες;

16 Νοεμβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Θεωρητικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι οι σκουληκότρυπες – θεωρητικά προς το παρόν αστροφυσικά αντικείμενα – είναι δύσκολο να διακριθούν από τις μαύρες τρύπες

Στη Φυσική, σκουληκότρυπα είναι μια υποθετική τοπολογική ιδιότητα του χωρόχρονου που σχηματίζει μία σήραγγα, η οποία συνδέει δύο απομακρυσμένα σημεία. Η ύπαρξή της είναι συνεπής με τη γενική θεωρία της σχετικότητας, αλλά μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι δεν έχουν εντοπίσει τέτοιο αντικείμενο,

Σε ταινίες επιστημονικής φαντασίας, οι σκουληκότρυπες συνήθως απεικονίζονται ως σήραγγες που οδηγούν τους ταξιδιώτες μεταξύ δύο σημείων στο χρόνο και στο χώρο. Αν και η ύπαρξή τους προβλέπεται θεωρητικά (από το 1916), αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ από τους αστρονόμους. Σύμφωνα με μια νέα δημοσίευση [Polarized image of equatorial emission in horizonless spacetimes: Traversable wormholes] οι σκουληκότρυπες θα μπορούσαν να κρύβονται σε κοινή θέα. Προσομοιώνοντας τις εκπομπές πολωμένου φωτός από τον δίσκο προσαύξησης γύρω από μια κατηγορία στατικών διασχίσιμων σκουληκοτρυπώνν και μαύρων τρυπών, η Petya Nedkova και οι συνεργάτες της από το πανεπιστήμιο της Σόφιας, προβλέπουν ότι μπορεί να υπάρχουν μόνο μικρές διαφορές στα φάσματα του πολωμένου φωτός που εκπέμπεται από μια διασχίσιμη σκουληκότρυπα και από μια μαύρη τρύπα.

Οι ερευνητές μελέτησαν μια υποθετική στατική, διασχίσιμη σκουληκότρυπα – η οποία ούτε εξελίσσεται ούτε περιστρέφεται. Προσομοίωσαν το φως που εκπέμπεται απευθείας από τον δίσκο που περιβάλλει την σκουληκότρυπα, αναλύοντας την πόλωσή της. Οι ερευνητές στη συνέχεια δημιούργησαν μια εικόνα αυτού του πολωμένου φωτός. Δημιούργησαν επίσης έμμεσες εικόνες της σκουληκότρυπας χρησιμοποιώντας πολωμένο φως που κάμπτεται από το αντικείμενο.

Συγκρίνοντας την απευθείας εικόνα της σκουληκότρυπας με εκείνη που δείχνει το πολωμένο φως που εκπέμπεται από τον δίσκο που περιβάλλει μια στατική μαύρη τρύπα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι εικόνες τους ήταν σχεδόν πανομοιότυπες, με την ένταση και την κατεύθυνση της πόλωσης να διαφέρουν λιγότερο από 4%. Ωστόσο, οι έμμεσες εικόνες ήταν διακριτές – τα μοτίβα πόλωσης ήταν παρόμοια, αλλά οι παρατηρήσιμες ακτίνες των αντικειμένων ήταν σημαντικά διαφορετικές. Οι εντάσεις πόλωσης της σκουληκότρυπας ήταν επίσης μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερες στις έμμεσες εικόνες από αυτές της μαύρης τρύπας

Η Nedkova δήλωσε ότι η ερευνητική του ομάδα σχεδιάζει την αναζήτηση άλλων σημάτων που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη διάκριση των μαύρων τρυπών και των σκουληκότρυπων, αλλά να μην απαιτούν τις ακριβείς παρατηρήσεις που γίνονται για τον εντοπισμό των φαινομένων πόλωσης. Ορισμένες από τις μετρήσεις θα απαιτούσαν ένα επίπεδο ακριβείας που δεν μπορούν να επιτύχουν τα τωρινά τηλεσκόπια. Θα αναζητήσουμε κάτι που θα μας δείχνει την διαφορά πιο εύκολα.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: ,

Ο επιθανάτιος ρόγχος του ραδιοτηλεσκοπίου Arecibo

2 Νοεμβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Mπορεί το διάσημο παρατηρητήριο Arecibo στο Πουέρτο Ρίκο να κατέρρευσε ολοσχερώς το 2020, όμως οι αστροφυσικοί θα συνεχίσουν να δημοσιεύουν την ανάλυση των δεδομένων που συγκεντρώθηκαν πριν την κατάρρευσή του.
Για παράδειγμα, η δημοσίευση της 22ας Σεπτεμβρίου του 2022 με τίτλο ‘Arecibo Planetary Radar Observations of Near-Earth Asteroids: 2017 December–2019 December‘ όπου περιγράφονται τα χαρακτηριστικά 167 αστεροειδών, δυνητικά επικίνδυνων για τον πλανήτη μας. Πρόκειται για μεγάλους αστεροειδείς με τροχιές που πλησιάζουν την Γη σε απόσταση 7,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα ή περίπου 20 φορές την μέση απόσταση μεταξύ Γης και Σελήνης.

Ευτυχώς, κανένας από αυτούς τους αστεροειδείς δεν αποτελεί άμεση απειλή για τη Γη. Σύμφωνα με τη NASA, ο πλανήτης μας είναι ασφαλής από θανατηφόρες συγκρούσεις με αστεροειδείς για τουλάχιστον τα επόμενα 100 χρόνια. Ωστόσο, οι επιστήμονες εξακολουθούν να δίνουν μεγάλη προσοχή σε τέτοια αστρονομικά αντικείμενα κοντά στη Γη διότι υπάρχει η πιθανότητα οι τροχιές τους να μεταβληθούν, π.χ. από κάποια σύγκρουση – φέρνοντάς τους έτσι σε τροχιά σύγκρουσης με τη Γη.

Η νέα δημοσίευση εντόπισε αρκετούς αστεροειδείς που κρίνονται άξιοι μελλοντικής μελέτης, συμπεριλαμβανομένου ενός περίεργου διαστημικού αντικειμένου που ονομάζεται 2017 YE5 — ένα εξαιρετικά σπάνιο δυαδικό σύστημα, που συνίσταται από δυο αστεροροειδείς ίδιας μάζας και ίδιου μεγέθους (με διάμετρο περίπου 800 έως 900 μέτρα), οι οποίοι βρίσκονται σε τροχιά ο ένας γύρω από τον άλλο. Επιπλέον οι ερευνητές επισημαίνουν την αφθονία παγωμένου νερού κάτω από την επιφάνειά τους.

Απεικόνιση αστεροειδών από το ραδιοτηλεσκόπιο Arecibo. Kάτω αριστερά βλέπουμε το σπάνιο δυαδικό σύστημα αστεροειδών «ίσων μαζών» 2017 YE5.

Το ραδιοτηλεσκόπιο Arecibo κατασκευάστηκε στο Πουέρτο Ρίκο το 1963, και ήταν το μεγαλύτερο και ισχυρότερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο. Έγινε παγκοσμίως γνωστό τη δεκαετία του 1990 αφού εμφανίστηκε στις ταινίες «Contact» (1997)

και «GoldenEye» (1995)

Μέχρι τότε, ήταν ήδη γνωστό στην επιστημονική κοινότητα για το πρώτο μήνυμα της ανθρωπότητας προς εξωγήινους πολιτισμούς, το 1974. Πιο πρόσφατα, οι παρατηρήσεις αστεροειδών του Arecibo έπαιξαν σημαντικό ρόλο στον σχεδιασμό της αποστολής Double Asteroid Redirection Test (DART) της NASA, όπου ένα διαστημικό σκάφος συνετρίβη στον αστεροειδή Δίμορφο αλλάζοντας την τροχιά του.

Η καριέρα του Arecibo τελείωσε απότομα τον Δεκέμβριο του 2020, όταν έσπασαν δύο βασικά καλώδια υποστήριξης, που οδήγησαν στην πλήρη κατάρρευση του τηλεσκοπίου. Τον Οκτώβριο του 2022, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών – στο οποίο ανήκει η τοποθεσία στην οποία κατασκευάστηκε το Arecibo – ανακοίνωσε ότι το τηλεσκόπιο δεν θα αντικατασταθεί ή δεν θα επισκευαστεί, προς μεγάλη απογοήτευση των επιστημόνων και τους λάτρεις του διαστήματος σε όλο τον κόσμο.

Όμως, οι ερευνητές εξακολουθούν να αναλύουν τα τελευταία δεδομένα που συνέλεξε το Arecibo. Έτσι το πιο διάσημο – νεκρό πλέον – τηλεσκόπιο στον κόσμο θα συνεχίσει να μας προσφέρει επιστημονική γνώση για μερικά χρόνια ακόμα … από τον τάφο του.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: ,

Το απειλητικό «χαμόγελο» του Ήλιου

29 Οκτωβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ
Το «χαμογελο» – στεμματικές οπές – του Ήλιου, στρεφεται προς τη Γη και το σαββατοκύριακο αναμένεται στη Γη ηλιακή καταιγίδα (www.swpc.noaa.gov)

Ηλιακές κηλίδες ονομάζονται τα σημεία του Ήλιου στα οποία υπάρχει έντονη μαγνητική δραστηριότητα η οποία παράγει πολλές φορές εκρήξεις οι οποίες έχουν λάβει την ονομασία «ηλιακές εκλάμψεις». Οι εκρήξεις αυτές είναι εξαιρετικά λαμπρές και εξαπολύουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Ένα «τσουνάμι» ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων ξεκινά από το σημείο της έκρηξης και αν φτάσει στη Γη δεν μπορεί να διαπεράσει την ατμόσφαιρα αλλά προκαλεί φυσικά φαινόμενα όπως το σέλας ενώ παράλληλα μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργίες στους τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους και τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.

Το Solar Dynamics Observatory, το διαστημικό ηλιακό παρατηρητήριο της NASA, κατέγραψε τη εμφάνιση τα τελευταία 24ωρα τριών νέων ηλιακών κηλίδων στην επιφάνεια του Ήλιου οι οποίες στα σημεία που βρίσκονται δημιουργούν ένα «χαμόγελο» στο καυτό… πρόσωπο του μητρικού μας άστρου. Οι τρεις κηλίδες που έκαναν την εμφάνιση τους ανήκουν σύμφωνα με τους ειδικούς σε μια υποκατηγορία των ηλιακών κηλίδων και τους έχει δοθεί η ονομασία «στεμματικές οπές». Τα μαγνητικά κυρίως φαινόμενα που παράγουν και εξελίσσονται σε αυτές τις ηλιακές τρύπες οδηγούν στην εκτόξευση στο Διάστημα φορτισμένων σωματιδίων με ταχύτητες άνω του 1,5 εκατ. χλμ./ώρα.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων που παρακολοθούν την εξέλιξη του φαινομένου αυτό το ηλιακό τσουνάμι σωματιδίων αναμένεται να φτάσει στη Γη και να χτυπήσει το μαγνητικό της πεδίο αυτό το Σαββατκύριακο 29-30 Οκτωβρίου. Δεν υπάρχει πρόβλεψη για την ένταση του χτυπήματος και το εύρος των πιθανών συνεπειών του.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: ,

Ένα σχοινί κρέμεται από ελικόπτερο

23 Οκτωβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ένα ελικόπτερο πετάει οριζόντια με σταθερή ταχύτητα. Ένα εύκαμπτο (μή εκτατό) ομοιόμορφο σχοινί κρέμεται από το ελικόπτερο. Η αντίσταση του αέρα δεν είναι αμελητέα. Ποιό από τα παρακάτω σχήματα θα πάρει το σχοινί καθώς το ελικόπτερο θα κινείται προς τα δεξιά;

H παραπάνω ερώτηση τέθηκε στις κατατακτήριες εξετάσεις για την ομάδα της Ολυμπιάδας Φυσικής των ΗΠΑ το 2014 (η απάντηση βρίσκεται ΕΔΩ – ερώτηση 19).

Κάποιες προτεινόμενες λύσεις με περισσότερα μαθηματικά θα βρείτε ΕΔΩ, αλλά αν θέλετε την πειραματική απάντηση του ερωτήματος μπορείτε να παρακολουθήσετε το παρακάτω βίντεο από τον Veritasium:

Πηγή
Κατηγορίες:
Και κάτι άλλο..., Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: ,

Η πρώτη φορά που ο άνθρωπος άλλαξε την τροχιά ενός αστεροειδούς!

14 Οκτωβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Πριν από δυο εβδομάδες η NASA καθοδήγησε ένα διαστημόπλοιο έτσι ώστε να συντριβεί σε έναν μικρό αστεροειδή που ονομάζεται Δίμορφος. O Δίμορφος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από έναν μεγαλύτερο αστεροειδή, τον Δίδυμο. Η εν λόγω αποστολή της NASA αναφέρεται επίσημα ως Double Asteroid Redirection Test, αλλά μπορεί να τη γνωρίζετε με την συντομογραφία της: DART.

Το βίντεο τραβήχτηκε από το διαστημόπλοιο DART μερiκά λεπτά πριν από τη σύγκρουση

Η ανάλυση των δεδομένων που λήφθησαν τις τελευταίες δύο εβδομάδες από την ερευνητική ομάδα της NASA DART δείχνει ότι η πρόσκρουση του διαστημικού σκάφους με τον αστεροειδή στόχο του, τον Δίμοφο, άλλαξε με επιτυχία την τροχιά του αστεροειδούς.

«Όλοι μας έχουμε ευθύνη να προστατεύσουμε τον πλανήτη μας. Τελικά, είναι το μόνο που έχουμε», δήλωσε ο ερευνητής της NASA, Bill Nelson. «Αυτή η αποστολή δείχνει ότι η NASA προσπαθεί να είναι προετοιμασμένη ώστε να αντιμετωπίσει έναν πραγματικά επικίνδυνο για την Γη αστεροειδή. Πρόκειται για μια στιγμή ορόσημο για την πλανητική άμυνα και όλη την ανθρωπότητα»

Πριν από την πρόσκρουση του DART, ο Δίμορφος χρειαζόταν 11 ώρες και 55 λεπτά για μια πλήρη περιφορά του γύρω από τον μεγαλύτερο μητρικό του αστεροειδή, τον Δίδυμο. Από την εσκεμμένη σύγκρουση του DART με τον Δίμορφο στις 26 Σεπτεμβρίου, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τηλεσκόπια στη Γη για να μετρήσουν πόσο έχει μεταβληθεί η εν λόγω περίοδος περιφοράς. Η NASA επιβεβαίωσε ότι η πρόσκρουση του διαστημικού σκάφους άλλαξε την τροχιά του Δήμορφου γύρω από το Δίδυμο κατά 32 λεπτά, συντομεύοντας την περίοδο περιφοράς των 11 ωρών και 55 λεπτών σε 11 ώρες και 23 λεπτά. Αυτή η μέτρηση έχει ένα περιθώριο σφάλματος περίπου συν ή πλην 2 λεπτά.

Η NASA είχε θέσει ως στόχο μια ελάχιστη μεταβολή της περιόδου του Δίμορφου τα 73 δευτερόλεπτα. Αυτά τα πρώτα δεδομένα δεδομένα δείχνουν ότι το DART ξεπέρασε το ελάχιστο όριο πάνω από 25 φορές.

Για να κατανοήσουμε την επίδραση της ανάκρουσης από την εκτίναξη, χρειάζονται περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις φυσικές ιδιότητες του αστεροειδούς, όπως τα χαρακτηριστικά της επιφάνειάς του. Τα ζητήματα αυτά είναι ακόμα προς διερεύνηση. Εικόνες όπως η παρακάτω βοήθησαν τους επιστήμονες να κατανοήσουν την αλλαγή της τροχιάς που προκύπτει από την πρόσκρουση του DART.

Σ’ αυτό το βίντεο χρησιμοποιούνται εικόνες από την κάμερα LUKE του μικρότερου σκάφους LICIACube που μετέφερε το DART και απελευθέρωσε πριν την σύγκρουση. Το βίντεο δείχνει ξεκάθαρα την ροή υλικού από τον Δίμορφο λόγω της πρόσκρουσης.

Οι ερευνητές προσπαθούν να υπολογίσουν την συνολική μεταβολή της ορμής του Δίμορφου από τη σύγκρουση του DART με ταχύτητα περίπου 22.530 χιλιομέτρων την ώρα. Αυτό περιλαμβάνει περαιτέρω ανάλυση της «εκτόξευσης» – των πολλών τόνων βράχων του αστεροειδούς που μετατοπίστηκαν και εκτοξεύτηκαν στο διάστημα εξαιτίας της πρόσκρουσης. Η ανάκρουση από την εκτόξευση συντριμμιών ενίσχυσε σημαντικά το αποτέλεσμα της ώθησης του DART προς τον Δίμορφο – περίπου όπως ο αέρας που διαφεύγει από ένα τρύπιο μπαλόνι ωθεί το μπαλόνι προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Η (απλή) Φυσική της σύγκρουσης του διαστημικού σκάφους με τον αστεροειδή

Σύμφωνα με τη NASA, η ταχύτητα πρόσκρουσης του DART ήταν περίπου υ1=6300 m/s, θεωρώντας ως σύστημα αναφοράς τον Δίμορφο. Δεδομένου ότι η μάζα του είναι DART m1=610 kg και του Δίμορφου είναι m2=5×109 kg, ένας μαθητής Β’ Λυκείου αν θεωρήσει την κρούση πλαστική σύμφωνα με την παραπάνω εικόνα, μπορεί εύκολα να υπολογίσει την ταχύτητα του συσσωματώματος v_{2} – που θα είναι και η νέα ταχύτητα του αστεροειδούς. Αρκεί να εφαρμόσει την αρχή διατήρησης της ορμής και θα καταλήξει στην σχέση: v_{2}=\dfrac{m_{1}}{m_{1}+m_{2}}v_{1}. To αποτέλεσμα είναι περίπου 0,77 mm/s, μια πάρα πολύ μικρή τιμή. Μπορεί να εξετάσαμε το πρόβλημα θεωρώντας τον αστεροειδή ακίνητο, ωστόσο, αυτός ο υπολογισμός εξακολουθεί να ισχύει και για έναν εξωτερικό παρατηρητή που βλέπει τον αστεροειδή να κινείται, με την διαφορά ότι τώρα τα 0,77 mm/s θα είναι η μεταβολή της ταχύτητας του αστεροειδούς.

Κι αν η κρούση είναι τέλεια κεντρική ελαστική, ποιά θα ήταν η ταχύτητα του Δίμορφου αμέσως μετά την κρούση; (θεωρώντας πάλι τον Δίμορφο αρχικά ακίνητο). Στην περίπτωση αυτή ο μαθητής μπορεί να εφαρμόσει τις αρχές διατήρησης της ορμής και ενέργειας και να καταλήξει στη σχέση v'_{2}=\dfrac{2m_{1}}{m_{1}+m_{2}}v_{1}=2v_{2}, η οποία δίνει την τιμή 1,54 mm/s – ακριβώς η διπλάσια τιμή σε σχέση με εκείνη που προέκυψε κατά την πλαστική κρούση. Κι αυτή η τιμή εξακολουθεί να ισοδυναμεί με μια πολύ μικρή μεταβολή της ταχύτητας του Δίμορφου.

Οι ελαστική και οι πλαστική κρούση είναι τα δύο ακραία σενάρια της σύγκρουσης, και σύμφωνα με τους παραπάνω υπολογισμούς ο καλύτερος τρόπος για να αλλάξει η τροχιά ενός αστεροειδούς είναι η ελαστική σύγκρουση.

Παρατηρώντας τις εικόνες του Δίμορφου μετά τη σύγκρουση, φαίνεται ότι υπάρχει υλικό που εκτοξεύθηκε από τον αστεροειδή. Δεδομένου ότι τα συντρίμμια κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση από την αρχική κίνηση του DART, φαίνεται ότι το διαστημόπλοιο μερικώς αναπήδησε. Χωρίς εκτοξευόμενο υλικό, θα είχαμε κάτι πιο κοντά σε μια πλαστική σύγκρουση και μικρότερη μεταβολή στην ταχύτητα στου Δίμορφου.

Πώς μπορούμε να μετρήσουμε το αποτέλεσμα της σύγκρουσης;

Το σίγουρο είναι ότι ακόμα και με το καλύτερο σενάριο η μεταβολή της ταχύτητας του αστεροειδούς εξαιτίας της σύγκρουσης θα είναι πάρα πολύ μικρή, χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο σύμφωνα με τους παραπάνω χονδρικούς υπολογισμούς.
Πως γίνεται να μετρηθεί μια τόσο ελάχιστη μεταβολή ταχύτητας;
Ευτυχώς ο Δίμορφος αποτελεί το ένα μέλος ενός διπλού συστήματος αστεροειδών. Περιφέρεται γύρω από τον μεγαλύτερο σύντροφό του, τον Δίδυμο. Κι αυτός είναι ένας από τους λόγους που η NASA επέλεξε να ‘χτυπήσει’ αυτόν τον στόχο.

Το κλειδί για τον υπολογισμό του αποτελέσματος της σύγκρουσης του DART με τον Δίμορφο ήταν η μέτρηση της περιόδου μιας πλήρους περιφοράς του Δίμορφου γύρω από τον Δίδυμο.

Ο Δίμορφος περιφέρεται γύρω από το Δίδυμο σύμφωνα με την ίδια φυσική που περιγράφει την περιφορά της Σελήνης γύρω από τη Γη. Aπλοποιώντας τα πράγματα θεωρώντας την τροχιά του Δίμορφου κυκλική και ότι η μάζα του (m) είναι αρκετά μικρότερη ως προς την μάζα του Δίδυμου (M), οπότε εφαρμόζοντας τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα για την κυκλική κίνηση F=ma, όπου a=v^{2}/r= η κεντρομόλος επιτάχυνση – παίρνουμε m\frac{v^{2}}{r}=G\frac{m M}{r^{2}}. Δεδομένου ότι T=\dfrac{2\pi r}{v}, τελικά η περίοδος της περιφοράς του Δίμορφου γύρω από τον Δίδυμο θα είναι: T=\dfrac{2\pi r}{v}=\dfrac{2\pi}{\sqrt{GM}}r^{3/2} . Αν μετά την κρούση η τροχιά του Δίμορφου εξακολουθεί να είναι κυκλική, τότε αν μετρήσουμε τη νέα περίοδο περιφοράς του, μπορούμε να εκτιμήσουμε την μεταβολή της ακτίνας της τροχιάς του εξαιτίας της πρόσκρουσης του διαστημικού σκάφους DART, χωρίς να χρειάζεται η μέτρηση της μικροσκοπικής μεταβολής της ταχύτητας του Δίμορφου από την σύγκρουση (που είναι ανέφικτη).

Πώς υπολογίζεται η νέα περίοδος περιφοράς του Δίμορφου;

Επειδή είναι πραγματικά δύσκολο να δούμε την ακριβή κίνηση του ίδιου του Δίμορφου, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν ένα κόλπο για την μέτρηση της περιόδου του.

Φανταστείτε ότι μπορείτε να δείτε το ηλιακό φως που αντανακλάται και από τους δύο αστεροειδείς. Αυτό θα παρήγαγε κάποιο επίπεδο έντασης φωτός που θα μπορούσε να ανιχνευθεί από ένα τηλεσκόπιο στη Γη. Καθώς ο μικρότερος αστεροειδής Δίμορφος περιφέρεται γύρω από τον μεγαλύτερο, διέρχεται από τη σκιά που ρίχνει ο Δίδυμος και μισή τροχιά μετά, ρίχνει για λίγο την σκιά του στον Δίδυμο. Έτσι η συνολική ένταση του φωτός που ανακλούν οι αστεροειδείς θα μειωθεί όταν μικρότερος βρίσκεται πίσω από τον μεγαλύτερο – θα αυξηθεί πάλι όταν επανεμφανιστεί και θα μειωθεί λιγότερο όταν βρεθεί μπροστά του.

Αυτό το βίντεο δείχνει μια εξαιρετικά μεγεθυμένη άποψη του τρόπου με τον οποίο φαίνεται από τη Γη η τροχιά του Δίμορφου γύρω από τον Δίδυμο, περίπου μία εβδομάδα μετά την πρόσκρουση του DART. Ο Δίμορφος διέρχεται από τη σκιά που ρίχνει ο Δίδυμος και μισή τροχιά μετά, ρίχνει για λίγο την σκιά του στον Δίδυμο. Στην πραγματικότητα, μόνο το συνολικό φως και από τους δύο αστεροειδείς μπορούν να δουν τα τηλεσκόπια. Το γράφημα δείχνει ότι το συνολικά ανακλώμενο φως μειώνεται λίγο όταν κάποιο σώμα σκιάζεται από το άλλο. Οι αστρονόμοι του DART μετρούν τα χρονικά διαστήματα μεταξύ των βυθίσεων που σηματοδοτούν αυτά τα συμβάντα έκλειψης προκειμένου να προσδιορίσουν τη νέα περίοδο της τροχιάς.

Παρατηρώντας μόνο την μεταβολή στην ένταση του φωτός, μπορείτε να μετρήσετε την τροχιακή περίοδο. Αν αυτή μεταβληθεί, τότε θα ξέρετε ότι οφείλεται στην σύγκρουση του DART με τον Δίμορφο. Και το ωραίο είναι πως οι αστρονόμοι βρήκαν ότι μετά την σύγκρουση η περίοδος περιφοράς του Δίμορφου γύρω από τον Δίδυμο μειώθηκε κατά 32±2 λεπτά!

Φυσικά το ερώτημα εξακολουθεί να παραμένει: Μια τέτοια σύγκρουση με ένα ένα μικρό διαστημόπλοιο θα μπορούσε να εκτρέψει έναν επικίνδυνο για την Γη αστεροειδή; Η απάντηση, ως συνήθως, είναι ότι εξαρτάται. Δεν θα έχει ουσιαστικό αποτέλεσμα αν ο αστεροειδής βρίσκεται ήδη πολύ κοντά στη Γη…
Αλλά αν «κοιτάμε πάνω» και εντοπίσουμε τον αστεροειδή όταν θα βρίσκεται πολύ μακριά, τότε ακόμη και μια μικροσκοπική μεταβολή της ταχύτητάς του, ίσως να άλλαζε την τροχιά του ώστε να αποτραπεί η καταστροφή του πλανήτη μας.
Μας ενδιαφέρει λοιπόν να μάθουμε τι ακριβώς συμβαίνει όταν ένα διαστημόπλοιο συγκρούεται με έναν αστεροειδή. Κι αυτός είναι ο σκοπός της αποστολής DART.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: ,

Η ευτυχέστερη στιγμή του Αϊνστάιν

1 Οκτωβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ
Το «εύρηκα» του Αϊνστάιν: για έναν παρατηρητή σε ελεύθερη πτώση, δεν υπάρχει βαρύτητα. Καθώς ένας παρατηρητής στέκεται στο πάτωμα ενός δωματίου, δέχεται δυο δυνάμεις: η μία είναι η δύναμη του βάρους και η άλλη η δύναμη στήριξης του πατώματος στα πόδια του. Αν το πάτωμα του διαμερίσματος καταρρεύσει ο παρατηρητής γίνεται «αβαρής» – η ζυγαριά δείχνει μηδέν. Μόλις συναντήσει το δάπεδο του αμέσως από κάτω διαμερίσματος, η βαρύτητα θα επανεμφανιστεί. Εν τω μεταξύ όμως θα είναι ένας αδρανειακός παρατηρητής.

Από την απλή παρατήρηση ότι ένα άτομο που πέφτει ελεύθερα δεν αισθάνεται το βαρυτικό πεδίο προέκυψε το μεγαλύτερο άλμα στην σκέψη του Αϊνστάιν, την συνειδητοποίηση ότι η βαρύτητα μπορεί να είναι ισοδύναμη με την επιτάχυνση. Ότι η βαρύτητα επηρεάζει όλα τα σώματα με τον ίδιο τρόπο επειδή είναι μια ιδιότητα του χωροχρόνου (η καμπυλότητά του) και όχι μια δύναμη που διαδίδεται μέσω του χωροχρόνου (όπως ηλεκτρομαγνητικές ή πυρηνικές δυνάμεις). Όταν εκφράστηκε με τρόπο που είναι ξεκάθαρα ανεξάρτητος από την επιλογή των συντεταγμένων, αυτή η ιδέα εξελίχθηκε στην Γενική Θεωρία της Σχετικότητας.

Οι βάσεις για αυτό που σήμερα είναι γνωστό ως «αρχή της ισοδυναμίας» είχε τεθεί πολύ πριν από τον Αϊνστάιν, δίνοντας ένα συναρπαστικό παράδειγμα ανάπτυξης μιας επιστημονικής ιδέας μέσω της συνεχούς αλληλεπίδρασης μεταξύ θεωρίας και πειράματος. Αυτή η ιδέα ελέγχεται πειραματικά και σήμερα με βελτιωμένες τεχνικές και μετρήσεις, ακόμα και στο διάστημα. Θεωρητικά, η αρχή της ισοδυναμίας (συμπεριλαμβανομένου του αναλλοίωτου Lorentz της ειδικής σχετικότητας – ότι οι νόμοι της φυσικής παραμένουν οι ίδιοι για όλους τους αδρανειακούς παρατηρητές), θεωρείται ως μία από τις πιο θεμελιώδεις αρχές της φύσης. Οι παραβιάσεις της ισοδυναμίας προβλέπονται γενικά σε θεωρίες ενοποίησης της βαρύτητας με «μη γεωμετρικές» θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις, αλλά δεν υπάρχει συμφωνία σχετικά με τη μορφή που θα λάβουν αυτές οι παραβιάσεις.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο των Paul Worden και James Overduin με τίτλο ‘Einstein’s Happiest Moment: The Equivalence Principle‘

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: , , ,

Η συνάρτηση του Lev Landau

19 Σεπτεμβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Υπάρχουν κάποιες χαρακτηριστικές μαθηματικές συναρτήσεις που φέρουν το όνομα των φυσικών που τις ανακάλυψαν. Όπως η κλιμακωτή συνάρτηση του Heaviside που εισήχθη από τον Oliver Heaviside για να υπολογίσει το ηλεκτρικό ρεύμα όταν κλείνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Άλλο πολύ γνωστό παράδειγμα είναι η συνάρτηση Dirac (γνωστή και ως συνάρτηση δέλτα) που εισήχθη από τον Paul Dirac, έναν από τους μεγαλύτερους θεωρητικούς φυσικούς του 20ου αιώνα.
Μια λιγότερο γνωστή συνάρτηση είναι η συνάρτηση που φέρει το όνομα ενός επίσης μεγάλου φυσικού του περασμένου αιώνα, του Lev Landau.

To 1944 o Landau δημοσίευσε ένα άρθρο [On the energy loss of fast particles by ionization] σχετικά με την κατανομή της απώλειας ενέργειας φορτισμένων σωματιδίων που διασχίζουν ένα κομμάτι ύλης. Το άρθρο αυτό αποτέλεσε σημείο αναφοράς για την φυσική της αλληλεπίδρασης φορτισμένων σωματιδίων με τα ύλη, διότι ακολουθούσε τα δύο κριτήρια που χαρακτηρίζουν μια εξαιρετική θεωρητική εργασία:
• «Ο φυσικός νόμος πρέπει να έχει μαθηματική ομορφιά» (P.A.M. Dirac)
• «Όλα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο απλά, αλλά όχι απλούστατα» (Α. Αϊνστάιν).

H συνάρτηση κατανομής του Landau αναπαράγεται από το πρόγραμμα Mathematica με την εντολή LandauDistribution[μ,σ], όπου μ η παράμετρος θέσης και σ η παράμετρος κλίμακας

Ο Landau θεώρησε σωματίδια με ταχύτητες πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός (π.χ. ηλεκτρόνια) που χάνουν ενέργεια εξαιτίας του ιονισμού του μέσου που διασχίζουν. Αυτή η διαδικασία που χαρακτηρίζεται από ένα μικρό μέγεθος της απώλειας ενέργειας ανά μεμονωμένη δράση σκέδασης των ταχέων ηλεκτρονίων από τα ηλεκτρόνια της ύλης.
Υπέθεσε (για λόγους απλότητας!) ότι οι απώλειες είναι ανεξάρτητες από την ενέργεια των σωματιδίων που διασχίζουν την ύλη. Αυτή η κρίσιμη υπόθεση έδωσε ένα λαμπρό αποτέλεσμα: την συνάρτηση της κατανομής Landau, η οποία χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα στο πεδίο της αλληλεπίδρασης των ταχέων σωματιδίων με την ύλη και όχι μόνο.

Σύγκριση της γκαουσιανής κατανομής με την κατανομή Landau. To μέγιστο της συνάρτησης Landau βρίσκεται σε μικρότερη ενέργεια και παρουσιάζει μια μεγάλη ουρά προς τις υψηλότερες ενέργειες.

Σε μια πρόσφατη δημοσίευση των Bulyak και Shul’ga παρουσιάζεται η ιστορία και η ουσία της συνάρτησης κατανομής Landau, δίνοντας έμφαση στις βασικές παραδοχές και απλοποιήσεις που επέτρεψαν την κατασκευή της. Το άρθρο ολοκληρώνεται με τις επεκτάσεις της συνάρτησης Landau.
Μπορείτε να διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: Landau distribution of ionization losses: history, importance, extensions

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags:

Οι ανακαλύψεις του Perseverance στον πλανήτη Άρη

16 Σεπτεμβρίου 2022
| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ενημέρωση της NASA για τα κυριότερα σημεία από τον πρώτο ενάμιση χρόνο της εξερεύνησης του Άρη από το διαστημικό όχημα Perseverance.
Το διαστημικό όχημα βρίσκεται στον κρατήρα Jezero του Άρη από τον Φεβρουάριο του 2021 και συλλέγει δείγματα πετρωμάτων και άλλων υλικών από την επιφάνεια του Άρη στο πλούσιο σε ιζήματα αρχαίο δέλτα του ποταμού στον κρατήρα Jezero του Κόκκινου Πλανήτη.

Παρακολουθείστε live την ενημέρωση:

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
Tags: ,
  2. 1
  3. 2
  4. 3
  5. 4
  6. 5
  7. 6
  8. 7
  9. ...
  10. 21
web design by