Φυσική & Φιλοσοφία (109 άρθρα)

Κιπ Θορν: «Στο Σύμπαν υπάρχουν εξωγήινοι, μα δεν θα… γνωριστούμε»

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ο Κιπ Θορν έγινε γνωστός για τη συμβολή του στη Βαρυτική Φυσική και την Αστροφυσική. Δίδαξε ως καθηγητής στη μεγάλου κύρους έδρα Feynman για τη Θεωρητική Φυσική του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας (Caltech) και είναι από τους κορυφαίους ειδικούς παγκοσμίως στις συνέπειες που έχει στην Αστροφυσική η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνσταϊν.

Το 2017 του απονεμήθηκε το βραβείο Νομπέλ Φυσικής για την πρωτοποριακή εργασία του στα βαρυτικά κύματα και για τη συμβολή του στην προώθηση της κατασκευής πειραματικής διάταξης, ικανής να καταγράψει τις ανεπαίσθητες αλλοιώσεις του χωροχρόνου που προκαλούν τα βαρυτικά κύματα.

Στο βιβλίο του «Η Επιστήμη του Interstellar» ο Κιπ Θορν περιγράφει τις εμπειρίες του ως επιστημονικός σύμβουλος της ομώνυμης ταινίας η οποία προτάθηκε για πολλά βραβεία και κέρδισε τελικά βραβείο Οσκαρ για τα οπτικά εφέ. Στο βιβλίο του ο Θορν εξηγεί ότι όσα συμβαίνουν επί της οθόνης και μοιάζουν βγαλμένα από τη φαντασία των σεναριογράφων είναι θεμελιωμένα σε αληθινή επιστήμη.

 

  • Πριν από λίγες εβδομάδες είδαμε πρώτη φορά μια πραγματική εικόνα μιας μαύρης τρύπας, επίτευγμα που χαιρετίστηκε από την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα και έγινε πρώτη είδηση παγκοσμίως. Αυτό που είδατε ήταν κάτι που περιμένατε να δείτε ή υπήρξε κάτι που σας εξέπληξε;

«Είδα αυτό που σε γενικές γραμμές περίμενα. Δυστυχώς, αυτή η πρώτη εικόνα ήταν χαμηλής ανάλυσης και ελήφθη σε μήκη κύματος τέτοια που δεν επιτρέπουν την καταγραφή σημαντικών λεπτομερειών όπως την κίνηση των αερίων και γενικότερα της ύλης γύρω από μια μαύρη τρύπα. Είναι βέβαιο ότι με τη συνεχή εξέλιξη της τεχνολογίας, τόσο στα τηλεσκόπια όσο και στις τεχνικές απεικόνισης, πολύ σύντομα θα έχουμε ολοένα και πιο λεπτομερείς εικόνες και θα μπορούμε συνδυάζοντας αυτές τις εικόνες να δημιουργήσουμε βίντεο που να δείχνουν πώς λειτουργούν οι μαύρες τρύπες και πώς η περιστροφή τους προκαλεί τον σχηματισμό εντυπωσιακών πιδάκων ύλης που μοιάζουν να ξεπετάγονται με τρομερή ορμή από το εσωτερικό τους».

  • Η εικόνα της μαύρης τρύπας όπως την είδαμε στο Interstellar είναι πάνω-κάτω αυτή που πιστεύετε ότι έχουν οι μαύρες τρύπες και στην πραγματικότητα;

«Αυτό που είδατε στην ταινία δεν ήταν προϊόν επιστημονικής φαντασίας αλλά μια απεικόνιση βάσει όσων γνωρίζουμε για τις μαύρες τρύπες. Αν κοντά σε μια μαύρη τρύπα υπάρχει ένας δίσκος ύλης παρόμοιος με τα δαχτυλίδια του Κρόνου που στην ταινία ήταν κοντά στην μαύρη τρύπα και τοποθετήσουμε μια κάμερα στο ύψος αυτού του δίσκου, τότε η εικόνα θα είναι αυτή ακριβώς που είδατε στην ταινία. Δουλέψαμε με τις εξισώσεις του Αϊνσταϊν για να δούμε τις πιθανές αλληλεπιδράσεις της ύλης και του φωτός με τη μαύρη τρύπα και πιστεύουμε ότι αυτό που είδατε στην ταινία είναι αυτό ακριβώς που θα δει κάποιος αν κοντά σε μια μαύρη τρύπα υπάρχει ένας λεπτός δίσκος ύλης. Θα είναι μια διαφορετική εικόνα από αυτή που είδαμε πριν από λίγες εβδομάδες, γιατί σε αυτή την εικόνα υπήρχε ένα στροβιλιζόμενο αέριο το οποίο έχει διαφορετική συμπεριφορά και αλληλεπίδραση από ένα επίπεδο δίσκο αερίων και ύλης».

  • Πιστεύετε ότι θα καταφέρει η ανθρωπότητα να στείλει ένα σκάφος σε μια μαύρη τρύπα ώστε να συλλέξουμε από κοντά στοιχεία για αυτές και να μάθουμε με άμεση παρατήρηση τι συμβαίνει εκεί;

«Είμαι πολύ αισιόδοξος γιατί γνωρίζω ότι ήδη σχεδιάζεται μια αποστολή στο κοντινότερο άστρο, τον Εγγύτατο του Κενταύρου, με μικροσκοπικά διαστημικά σκάφη που θα κινούνται με τρομερές ταχύτητες, ίσως κοντά σε αυτές του φωτός. Πιστεύω ότι θα ζήσω για να δω αυτή την αποστολή. Με τέτοια σκάφη θα μπορέσουμε να προσεγγίσουμε και μια μαύρη τρύπα. Μπορεί εγώ πιθανότατα να μη ζω, αλλά πιστεύω ότι στο κοντινό μέλλον, σε μερικές δεκαετίες ίσως, θα καταφέρουμε να φθάσουμε σε μια μαύρη τρύπα».

  • Πιστεύετε ότι θα καταφέρουμε κάποτε να αποκαλύψουμε τα μυστικά των μαύρων τρυπών; Να αποκωδικοποιήσουμε τους μηχανισμούς τους;

«Πρέπει να μάθει ο κόσμος ότι έχουμε ήδη καταφέρει να κατανοήσουμε όλα τα φαινόμενα που συμβαίνουν στην επιφάνεια μιας μαύρης τρύπας. Το τι συμβαίνει μετά τον ορίζοντα των γεγονότων είναι πλέον αυτό που πρέπει να ερευνήσουμε, και ήδη πολλοί συνάδελφοί μου ασχολούνται με αυτό το ζήτημα. Πιστεύω ότι σε μερικές δεκαετίες θα έχουμε βρει και αυτές τις απαντήσεις».

  • Κατά καιρούς έχουν διατυπωθεί πολλές θεωρίες για τις ιδιότητες των μαύρων τρυπών, ακόμη και για τον λόγο της ύπαρξής τους. Κάποιοι λένε ότι διαστρεβλώνουν τον χωροχρόνο, και άρα θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως μηχανές του χρόνου, άλλοι λένε ότι αποτελούν κοσμικά τούνελ που ενώνουν το δικό μας Σύμπαν με κάποιο ή κάποια άλλα. Πιστεύετε ότι αυτά είναι απλά σενάρια επιστημονικής φαντασίας ή μπορεί να υπάρχει σε αυτά κάποια βάση;

«Οχι, δεν βασίζονται σε κάποια επιστημονική βάση όλα αυτά. Οσον αφορά τα ταξίδια στον χώρο και τον χρόνο, δεν είναι οι μαύρες τρύπες εκείνες που μπορεί να πετυχαίνουν κάτι τέτοιο αλλά οι λεγόμενες σκουληκότρυπες. Ομως δεν είμαι βέβαιος αν υπάρχουν και πού μπορεί να υπάρχουν, αφού εκτός των άλλων η ύπαρξη τους αντιβαίνει στους θεμελιώδης νόμους της Φυσικής. Δεν είμαι απόλυτος στο ότι δεν υπάρχουν σκουληκότρυπες, αλλά όπως προείπα συγκρούονται με τους θεμελιώδης νόμους της Φυσικής».

  • Μια και το έφερε η κουβέντα, ποια είναι η άποψή σας για τις θεωρίες που αναφέρουν ότι το δικό μας Σύμπαν δεν είναι το μοναδικό αλλά ότι υπάρχουν και άλλα πολλά;

«Η απάντησή μου είναι ότι δεν έχω κάποια απάντηση σε αυτό το ερώτημα. Δεν μπορώ να πω αν υπάρχουν ή όχι άλλα Σύμπαντα».

  • Πιστεύετε ότι η Γη φιλοξενεί τον μοναδικό νοήμον και προηγμένο τεχνολογικά πολιτισμό στο Σύμπαν ή ότι κάπου εκεί έξω υπάρχουν και άλλοι εξελιγμένοι πολιτισμοί;

«Πιστεύω ότι υπάρχουν και άλλοι και μάλιστα πιο εξελιγμένοι από εμάς πολιτισμοί, αλλά βρίσκονται πολύ, μα πάρα πολύ μακριά, και ότι πιθανώς δεν θα έρθουμε ποτέ σε επαφή μαζί τους».

  • Ποια πιστεύετε ότι θα είναι η επόμενη μεγάλη ανακάλυψη στον τομέα της Φυσικής, το επόμενο μεγάλο επίτευγμα, ή ποιο θα επιθυμούσατε εσείς να είναι;

«Δεν ξέρω αν θα είναι η αμέσως επόμενη, πιθανότατα δεν θα είναι, αλλά εγώ θα ήθελα να απαντηθούν όλα τα ερωτήματα που υπάρχουν για τη γέννηση του Σύμπαντος και παράλληλα να απαντηθούν και τα ερωτήματα που σχετίζονται με την ύπαρξη της βαρύτητας η οποία βέβαια συνδέεται και αυτή με όσα συνέβησαν κατά τη γέννηση του Σύμπαντος. Θα είναι πολύ σημαντικό επίσης να υπάρξουν εξελίξεις στον τομέα της Κβαντικής Φυσικής».

Αποτέλεσμα εικόνας για universe

  • Εργάζεστε αυτήν τη στιγμή για κάποια ταινία;

«H Λίντα Ομπστ που είναι πολύ γνωστή παραγωγός ταινιών στο Χόλιγουντ, είναι προσωπική μου φίλη και μαζί είχαμε γράψει το σενάριο του Interstellar. Μαζί με τη Λίντα είμαστε πάλι στη διαδικασία δημιουργίας μιας ταινίας επιστημονικής φαντασίας, με διαφορετικά χαρακτηριστικά από εκείνα του Interstellar, αλλά αυτήν τη στιγμή δεν μπορώ να αποκαλύψω περισσότερες λεπτομέρειες γιατί ακόμη δεν έχει ξεκαθαριστεί αν η ταινία τελικά θα γυριστεί, αν και όλα δείχνουν ότι θα γίνει. Αυτό που μπορώ να σας πω όμως είναι ότι για το σενάριο αυτής της ταινίας δουλέψαμε μαζί με τη Λίντα, αλλά και με τον Στίβεν Χόκινγκ λίγο καιρό προτού πεθάνει, και ένας βασικός λόγος που θέλω η ταινία αυτή να γυριστεί είναι για να την αφιερώσω στον καλό μου φίλο Στίβεν».

ΥΓ.: Να σημειωθεί ότι το αρχικό σενάριο του Interstellar ήταν γραμμένο εξ ολοκλήρου από τον Κιπ Θορν και τη Λίντα Ομπστ, αλλά τελικά ο Κρίστοφερ Νόλαν έκανε αρκετές παρεμβάσεις στην πλοκή και την εξέλιξη, και ο Θορν προτίμησε να αναφέρεται μόνο ως επιστημονικός σύμβουλος της ταινίας αφού ομολογεί ότι οι ιδέες του Νόλαν ήταν καταπληκτικές και έτσι ο ίδιος αποφάσισε να υποχωρήσει από το αρχικό δικό του σχέδιο.

***

Πηγή: protagon.gr (Θοδωρής Λαΐνας)

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Φθινοπωρινή Μετεωρολογία: τι είναι ο «υετός»; Πώς δημιουργείται η βροχή, το χιόνι και το χαλάζι;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ο Υετός

http://49lyk-athin.att.sch.gr/YDROLOGIKOS_KYKLOS_files/image001.gif
Σχηματική αναπαράσταση του φυσικού μηχανισμού της παραγωγής των υδρομετεώρων, καλούμενος υδρολογικός κύκλος.

Υετός γενικά ονομάζεται κάθε πτώση ή εναπόθεση στο έδαφος προϊόντων του ύδατος (σε υγρή ή στερεά μορφή, επιμερισμένη) τα οποία προέρχονται από συμπύκνωση των υδρατμών της ατμόσφαιρας.

Κυριότερες μορφές του «υετού» είναι: η Βροχή, το Χιονόνερο ή Χιονόβροχο ή Χιονόλυτο, οι Ψεκάδες, το Χαλάζι, το Χιόνι, οι Χιονόκοκκοι, οι Παγοβελόνες, οι Παγόκοκκοι και ο Υαλοπάγος που δημιουργείται όμως στο έδαφος. Οι παραπάνω μορφές ονομάζονται και υδατώδη μετεωρολογικά κατακρημνίσματα, ή ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα, όταν αναφέρονται στη μετεωρολογία.

Η Βροχή

Αποτέλεσμα εικόνας για thunder rain

Η Βροχή ή βροχόπτωση ή υδατόπτωση είναι μια υγρή κατακρήμνιση και ανήκει στα υδατώδη μετεωρολογικά κατακρημνίσματα ή υδρομετέωρα όπως ονομάζονται τα διάφορα φαινόμενα του υετού, του οποίου άλλα επίσης είδη είναι το χιονόνερο, το χιόνι και το χαλάζι.

Για να συμβεί το φαινόμενο στη Γη, χρειάζεται ένα πυκνό στρώμα της ατμόσφαιρας με θερμοκρασία πάνω από το σημείο τήξης του νερού (δηλαδή πάνω από 0 °C) σχετικά κοντά στην επιφάνεια της Γης. Η συγκέντρωση των ατμοσφαιρικών υδρατμών πρέπει να είναι αρκετά υψηλή, ώστε αυτοί να υγροποιηθούν και να σχηματίσουν σταγόνες υγρού νερού, αρκετά βαριές ώστε να πέσουν ως την επιφάνεια. Τρεις δυνατότητες (και οι συνδυασμοί τους) υπάρχουν για να προκληθεί βροχή:

  • Να ψυχθεί ο αέρας, δηλαδή να ελαττωθεί η θερμοκρασία του, ώστε να ελαττωθεί η ικανότητά του να συγκρατεί τους υδρατμούς σε αέρια μορφή ή σε μορφή μικρών (υγρών) σταγονιδίων σε κολλοειδή διασπορά (νέφη).
  • Να αυξηθεί η ατμοσφαιρική πίεση, ώστε να ελαττωθεί η ικανότητά του να συγκρατεί τους υδρατμούς σε αέρια μορφή ή σε μορφή μικρών σταγονιδίων σε κολλοειδή διασπορά (νέφη).
  • Να αυξηθεί η συγκέντρωση της υγρασίας, ώστε αυτή να υπερβεί την ικανότητα συγκράτησής της για τη συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση.

Σε μερικές περιπτώσεις οι σταγόνες της βροχής εξατμίζονται πριν φτάσουν στην επιφάνεια. Τα σταγονίδια νερού συνενώνονται σε μεγαλύτερα μέσω της σύγκρουσης μεταξύ τους μέσα στα σύννεφα. Το τελικό μέγεθος των σταγόνων ποικίλλει. Η κανονική βροχή, σε σχετικά μη ρυπασμένη ατμοσφαιρικά περιοχή, έχει pH της τάξης του 5,2 κατά κανόνα, κάνοντάς την ελαφρά όξινη[1].

Ο υπερκορεσμός της υγρασίας συνδέεται με τα μέτωπα καιρού, που αποτελούν την κύρια μέθοδο πρόγνωσης επερχόμενης βροχόπτωσης. Αν συνυπάρχουν αρκετή υγρασία και ανοδικά ρεύματα αέρα σε έναν τόπο, τότε πέφτει βροχή σε λεπτές σταγόνες. Σε ορεινές περιοχές, είναι πολύ πιθανό να πέσουν έντονες βροχές στην πλευρά που έχει πρόσβαση σε υγρό αέρα. Αντίθετα, στην απάνεμη πλευρά συχνά σχηματίζεται ξηρό έως ερημικό κλίμα.

Οι Μετεωρολόγοι, ανάλογα με την ένταση της βροχόπτωσης την διακρίνουν στις ακόλουθες κατηγορίες, ανάλογα με το παρατηρούμενο ύψος βροχής:

  • Ασθενής: < 2 χιλιοστά / h. Συνήθως φθάνει τα 0,5 mm/h. Η βροχή αυτή προέρχεται από στρωματόμορφα σύννεφα πάχους μικρότερου των 2 χλμ.
  • Μέτρια: 2 - 6 χιλιοστά / h.
  • Ισχυρή: > 6 χιλιοστά / h. Ειδικότερα στις ξαφνικές μπόρες μεγάλης έντασης, όταν το ύψος της βροχής σε 1 ώρα είναι μεγαλύτερο των 10 χιλιοστών. Η βροχή αυτή είναι απότομη, με μεγάλες σταγόνες, και πολλές φορές συνοδεύεται και από χαλάζι.
  • Βίαιη: > 50 χιλιοστά / h. (στατιστικώς σπάνιο φαινόμενο)

Το Χιόνι

To χιόνι είναι ένα είδος υετού που αποτελείται κατά 100% από κρυστάλλους πάγου, που ενωμένοι μεταξύ τους χαλαρά σχηματίζουν τις λευκές και ελαφρές χιονονιφάδες.

Μεγάλες ποσότητες σχηματίζονται στα ψηλά νέφη σε όλα τα πλάτη της Γης.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c2/SnowflakesWilsonBentley.jpg/469px-SnowflakesWilsonBentley.jpg

Τα κρυσταλλικά συσσωματώματα των νιφάδων του χιονιού είναι κατά το πλείστον διαφανή με στιλπνές έδρες που αντανακλούν το φως και παρουσιάζουν λευκή μάζα. Το μέγεθος των κρυστάλλων τους είναι 0.25 - 13 χιλιοστά (mm) και πέφτουν μεμονωμένοι ή ενωμένοι σε νιφάδες που σχηματίζονται συνήθως σε ήρεμη χιονόπτωση με θερμοκρασία εδάφους 0 °C (32 °F) ή χαμηλότερη. Τα λίαν ψυχρά νέφη σχεδόν πάντα είναι ξερά σε αντίθεση με τα θερμότερα νέφη (τα χαμηλότερα) που περιέχουν περισσότερη υγρασία και έχουν την τάση να παρασκευάζουν τους μεγαλύτερους, ταχέως αυξανόμενους και διακλαδιζόμενους κρυστάλλους.

Γενικά τα σχήματα των κρυστάλλων του χιονιού ανήκουν στο εξαγωνικό σύστημα με επικράτηση των αστεροειδών μορφών με έξι ακτίνες. Η ομορφιά και ο πλούτος τους έλκυσε τη προσοχή και το θαυμασμό των μελετητών του χιονιού από τους αρχαίους χρόνους μέχρι και σήμερα και αποδεδειγμένα θεωρείται ότι υπερτερούν σε τελειότητα και ποικιλία των κρυστάλλων οποιουδήποτε ορυκτού είδους.

Το Χαλάζι

Αποτέλεσμα εικόνας για χαλάζι

Το χαλάζι εμφανίζεται όταν η υγρασία της ατμόσφαιρας συμπυκνώνεται πάνω σε σκόνη ή άλλα κέντρα συμπύκνωσης, τα οποία μπορεί να είναι μικρά έντομα ή κρύσταλλοι πάγου, ενώ η θερμοκρασία είναι κάτω από τους 0° Κελσίου.

Οι μικροί πυρήνες των κόκκων που σχηματίζονται κατ' αυτό τον τρόπο μεγαλώνουν γρήγορα, καθώς η τάση των κορεσμένων ατμών πάνω από τον πάγο είναι μεγαλύτερη από την αντίστοιχη πάνω από νερό. Οι κόκκοι μπορούν να μεγαλώσουν κι άλλο, καθώς η λανθάνουσα θερμότητα που απελευθερώνεται από την στερεοποίηση του νερού λιώνει το εξωτερικό περίβλημα, κάτι που επιτρέπει τη συνένωση κόκκων μεταξύ τους.

Όταν ο χαλαζόκοκκος γίνει αρκετά βαρύς ώστε να μην παρασύρεται απ' τον άνεμο και να μην μπορεί να συγκρατηθεί από τα ανοδικά ρεύματα που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια των καταιγίδων, πέφτει προς το έδαφος.

 

 

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Βραβείο 1 εκ. δολλαρίων για δάσκαλο φυσικής που δίνει το 80% του μισθού του σε άπορους μαθητές

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ο Peter Tabichi είναι ένας δάσκαλος μαθηματικών και φυσικής από την . Διδάσκει στο Γυμνάσιο του Keriko, στο χωριό Pwani, του Νακούρου της και πρόσφατα ανακηρύχθηκε ως «ο Καλύτερος Δάσκαλος στον Κόσμο για το 2019» από το Ίδρυμα Varkay, υπό την εποπτεία του Αντιπροέδρου και Πρωθυπουργού των Ηνωμένων Αραβικών Εμιράτων και Κυβερνήτη του Ντουμπάι, Μοχάμεντ Μπιν Ράσιντ Αλ Μακτούμ, κερδίζοντας παράλληλα χρηματικό ποσό 1 εκ. δολαρίων.

Ο 36χρονος δάσκαλος από την Κένυα  δίνει το 80% του μηνιαίου εισοδήματός του για να βοηθήσει τους φτωχούς μαθητές του. Η αφοσίωσή του, η σκληρή δουλειά και η παθιασμένη πίστη στο ταλέντο των μαθητών του οδήγησαν το φτωχό σχολείο του, σε μία απομακρυσμένη αγροτική περιοχή της Κένυα να βγει νικητής στον εθνικό διαγωνισμό σχολείων για την επιστήμη.

Το γυμνάσιο που διδάσκει  βρίσκεται σε ένα απομακρυσμένο, ημι-άνυδρο τμήμα της κοιλάδας Rift της Κένυας. Εδώ, οι σπουδαστές προέρχονται από πλήθος διαφορετικών πολιτισμών και θρησκειών και διδάσκονται σε κακά εξοπλισμένες αίθουσες διδασκαλίας. Η ζωή τους μπορεί να είναι δύσκολη σε μια περιοχή όπου η ξηρασία και η πείνα είναι συχνές. Το 95% των μαθητών προέρχονται από φτωχές οικογένειες, σχεδόν το ένα τρίτο είναι ορφανά ή έχουν μόνο έναν γονέα και πολλοί δεν έχουν καν φαγητό στο σπίτι. Η χρήση ναρκωτικών, οι εφηβικές εγκυμοσύνες, η εγκατάλειψη του σχολείου , οι γάμοι ανηλίκων και η αυτοκτονία μαστίζουν την περιοχή.

Η ζωή σε ένα σχολείο με έναν μόνο υπολογιστή, υποτυπώδες διαδίκτυο και αναλογία μαθητών-εκπαιδευτικών 58: 1 δεν είναι εύκολο έργο, ενώ, ακόμη και για να φτάσουν στο σχολείο, οι μαθητές πρέπει να περπατούν 7χλμ κατά μήκος δρόμων που καθίστανται αδιάβατοι την περίοδο των βροχών.

Ο Peter δημιούργησε μία ομάδα Επιστήμης στο σχολείο, βοηθώντας τους μαθητές να σχεδιάσουν ερευνητικά έργα, με τέτοιο τρόπο ώστε το 60% από αυτά να είναι κατάλληλα για τους εθνικούς διαγωνισμούς της πατρίδας του. Το 2018 οι μαθητές του παρουσίασαν σε μία έκθεση επιστήμης την πρώτη συσκευή που επέτρεπε σε τυφλούς και κωφούς να μετρούν τις διαστάσεις αντικειμένων. Λίγους μήνες μετά, είδε το σχολείο του να έρχεται πρώτο σε εθνικό επίπεδο στην κατηγορία των δημοσίων σχολείων. Η Μαθηματική Ομάδα που δημιούργησε κέρδισε επίσης την συμμετοχή της στη Διεθνή Έκθεση Επιστήμης και Τεχνολογίας INTEL 2019 στην Αριζόνα, των ΗΠΑ ενώ οι μαθητές του κέρδισαν επίσης βραβείο από την Βασιλική Εταιρεία Χημείας για την αξιοποίηση της τοπικής χλωρίδας για την παραγωγή ηλεκτρισμού.

Ο Peter και άλλοι τέσσερις συνάδελφοί του, διδάσκουν μαθητές με χαμηλές επιδόσεις δωρεάν τα Σαββατοκύριακα, ενώ επισκέπτονται τακτικά τις οικογένειες αυτών των παιδιών για να εντοπίσουν τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν.

Παρά το γεγονός ότι στο σχολείο του υπάρχει μόνο ένας υπολογιστής για εκατοντάδες παιδιά, και την προβληματική και συχνά διακοπτόμενη σύνδεση στο διαδίκτυο, ο Peter χρησιμοποιεί την πληροφορική στο 80% των μαθημάτων του, για να είναι πιο ελκυστικά στους μαθητές, ενώ αξιοποιεί μαζί τους ακόμη και internet cafe της περιοχής ώστε να αποθηκεύσει περιεχόμενο στο διαδίκτυο για να χρησιμοποιηθεί offline στην τάξη.

Παγκόσμιο βραβείο για υπέροχο δάσκαλο που δίνει το 80% του μισθού του σε άπορους μαθητές

Ένα άλλο μεγάλο επίτευγμα του Peter Tabichi είναι ότι κατάφερε να κάνει τους μαθητές να πιστεύουν στον εαυτό τους, βελτιώνοντας δραματικά τα επιτεύγματα και την αυτοεκτίμησή τους. Οι εγγραφές μαθητών διπλασιάστηκαν σε 400, μόλις σε διάστημα τριών ετών, ενώ οι περιπτώσεις εγκατάλειψης του σχολείου μειώθηκαν από 30 ανά εβδομάδα σε μόλις 3. Το 2017, μόνο 16 από τους 59 μαθητές συνέχισαν στο κολέγιο, ενώ το 2018, 26 φοιτητές πήγαν στο πανεπιστήμιο και το κολέγιο. Ειδικότερα, τα επιτεύγματα των κοριτσιών έχουν ενισχυθεί ακόμη περισσότερο, ενώ τα κορίτσια είναι αυτά που προηγούνται από τα αγόρια και στα τέσσερις διαγωνισμούς που έλαβαν χώρα στο σχολείο  το τελευταίο έτος. Όλα αυτά γίνονται δυνατά σε ένα σχολείο με μεγάλο περιορισμό πόρων από έναν εξαιρετικό δάσκαλο.

Πρόσφατα, ο Peter συναντήθηκε και με τον πρόεδρο των Η.Π.Α. στον Λευκό Οίκο.

Μετάφραση επιμέλεια: Κεφαλονίτικα Νέα

Πηγή: kefalonitikanea.gr

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

O πρώτος βηματοδότης χωρίς μπαταρία!

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ερευνητές στις ΗΠΑ και την Κίνα δημιούργησαν τον πρώτο βηματοδότη που δεν χρειάζεται μπαταρία, αλλά τροφοδοτείται με ενέργεια από τους χτύπους της καρδιάς.

Η εμφυτεύσιμη συσκευή, η οποία προς το παρόν έχει δοκιμασθεί με επιτυχία σε πειραματόζωα (χοίρους) που έχουν καρδιά παρόμοιου μεγέθους με την ανθρώπινη, εκτός από την κυρίως εργασία της, δηλαδή την παραγωγή ηλεκτρικών παλμών για τη ρυθμική σύσπαση της καρδιάς, μπορεί επίσης να διορθώσει την καρδιακή αρρυθμία.

Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια (GeorgiaTech) στην Ατλάντα και του Ινστιτούτου Νανοενέργειας και Νανοσυστημάτων της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών στο Πεκίνο, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature Communications».

Οι υπάρχοντες βηματοδότες και άλλες εμφυτεύσιμες ιατρικές συσκευές τροφοδοτούνται με ρεύμα από μικρές μπαταρίες, που όμως είναι βραχύβιες, άκαμπτες και εμποδίζουν την περαιτέρω συρρίκνωση του μεγέθους των συσκευών. Οι έως τώρα υπάρχουσες αυτοτροφοδοτούμενες εμφυτεύσιμες συσκευές είχαν δοκιμαστεί μόνο σε μικρά ζώα με μικρές ενεργειακές απαιτήσεις.

Ο νέος βηματοδότης -που δοκιμάσθηκε σε μεγάλο πλέον ζώο- είναι ο πρώτος που μπορεί να αντλήσει από την ίδια την καρδιά αρκετό ρεύμα, ώστε να τροφοδοτήσει με ενέργεια ένα κανονικό βηματοδότη για το εμπόριο. Η νανογεννήτρια μέσα στο βηματοδότη είναι βιοσυμβατή και ανθεκτική στο χρόνο.

Προς το παρόν ο βηματοδότης χωρίς μπαταρία δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ανθρώπους, επειδή πρέπει να βελτιωθεί περαιτέρω και να ελεγχθεί η μακρόχρονη ασφάλεια του. Μελλοντικά, η εν λόγω τεχνολογία θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και σε άλλες εφαρμογές, όπως η εμβιομηχανική ιστών, η αναγέννηση νεύρων και ο επαναπρογραμματισμός βλαστοκυττάρων.

Ο καθηγητής καρδιαγγειακής ιατρικής Τιμ Τσίκο του Πανεπιστημίου του Σέφιλντ δήλωσε ότι «εκατομμύρια ασθενείς υποβάλλονται σε επέμβαση εμφύτευσης βηματοδότη που θεραπεύει τους γρήγορους ή τους αργούς παλμούς της καρδιάς. Οι βηματοδότες είναι πολύ αποτελεσματικοί, αλλά δυστυχώς η ζωή της μπαταρίας τους είναι περιορισμένη. Η αντικατάσταση της μπαταρίας απαιτεί άλλη επέμβαση κάθε λίγα χρόνια, η οποία ενέχει κίνδυνο μόλυνσης. Ο νέος αυτοτροφοδοτούμενος βηματοδότης δημιουργεί ελπίδες ότι θα καταστεί περιττή η αντικατάσταση της μπαταρίας».

Πρόσθεσε ότι «τα αποτελέσματα της έρευνας είναι πολύ ενθαρρυντικά, αλλά χρειάζεται να γίνει ακόμη πολλή δουλειά, προτού η συσκευή χρησιμοποιηθεί στους ανθρώπους».

Πηγή: amna.gr

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Ποιος ονοματίζει τους πλανήτες; (+τα ονόματα 5 δορυφόρων του Δία)

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Όταν ένας δορυφόρος ανακαλύπτεται, αρχικά παίρνει μια αλφαριθμητική ονομασία. Οι επιστήμονες που κάνουν την ανακάλυψη, έχουν το δικαίωμα να προτείνουν ονόματα, αλλά το τελικό λόγο έχει η αρμόδια επιτροπή ονοματοδοσίας της ΔΑΕ.

Πέντε μικροί δορυφόροι του Δία που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα, «βαφτίστηκαν» επισήμως με ονόματα από την αρχαία ελληνική μυθολογία. Ο μεγαλύτερος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος έχει 79 γνωστά φεγγάρια και 12 από αυτά είχαν ανακαλυφθεί το 2018 από τον αστρονόμο Σκοτ Σέπαρντ του Ινστιτούτου Επιστημών Κάρνεγκι της Ουάσιγκτον. Τώρα πλέον τα πέντε από τα 12 απέκτησαν επίσημα ονόματα από τη Διεθνή Αστρονομική Ένωση (ΔΑΕ).

Όταν ένας δορυφόρος ανακαλύπτεται, αρχικά παίρνει μια αλφαριθμητική ονομασία. Οι επιστήμονες που κάνουν την ανακάλυψη, έχουν το δικαίωμα να προτείνουν ονόματα, αλλά το τελικό λόγο έχει η αρμόδια επιτροπή ονοματοδοσίας της ΔΑΕ.

Η τελευταία έχει ορίσει κανόνες για κάθε πλανήτη, οι οποίοι προσδιορίζουν πώς μπορούν να ονομασθούν οι δορυφόροι του.

Στην περίπτωση του Δία οι δορυφόροι του υποχρεωτικά παίρνουν ονόματα από την ελληνική και ρωμαϊκή μυθολογία, είτε εραστών είτε απογόνων του Δία. Το Ινστιτούτο Κάρνεγκι διοργάνωσε φέτος σχετικό διαγωνισμό και τα ονόματα των νέων δορυφόρων του Δία τα πρότεινε το κοινό, κυρίως παιδιά. Οι καλύτερες προτάσεις υποβλήθηκαν στη ΔΑΕ προς έγκριση.

Οι 4 μεγαλύτεροι φυσικοί δορυφόροι του πλανήτη Δία (δορυφόροι του Γαλιλαίου) με την σειρά απόστασής τους από τον Δία: Ιώ, Ευρώπη, Γανυμήδης και Καλλιστώ. Ανακαλύφθηκαν από τον Γαλιλαίο το 1610. Είναι ορατοί με ένα καλό ζευγάρι κιάλια ή με το απλούστερο ερασιτεχνικό τηλεσκόπιο.

Έτσι, δύο δορυφόροι (Πανδία και Έρσα, γνωστά μέχρι τώρα ως S/2017 J4 και S/2018 J1 αντίστοιχα)) πήραν τα ονόματα δύο αδελφών, θυγατέρων του Δία και της θεάς Σελήνης.

Η Πανδία, που θεωρείται και θεά της πανσελήνου, ήταν ένα από τα δημοφιλέστερα ονόματα που υποβλήθηκαν ως πρόταση. Ένας τρίτος δορυφόρος, η Ειρήνη (S/2003 J5), πήρε το όνομα της κόρης του Δία και της θεάς της δικαιοσύνης Θέμιδος, ενώ άλλοι δύο δορυφόροι, η Φιλοφροσύνη και η Ευφήμη (S/2003 J15 και S/2003 J3) ονομάσθηκαν από τις δύο ομώνυμες αδελφές και εγγονές του Δία.

Μικροί δορυφόροι όπως αυτοί οι πέντε πιθανότατα αποτελούν απομεινάρια πολύ μεγαλύτερων ουρανίων σωμάτων που συνετρίβησαν πριν πολύ καιρό και διαλύθηκαν. Θεωρείται σχεδόν σίγουρο ότι στο μέλλον οι αστρονόμοι θα βρουν και άλλους τέτοιους μικρούς δορυφόρους γύρω από το γίγαντα Δία.

Πηγή: amna.gr

 

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Δέκα ερωτήσεις – απαντήσεις για τους κεραυνούς

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

1. Τι είναι ο κεραυνός;

Ως κεραυνός ορίζεται η ηλεκτρική εκκένωση, δηλαδή ένας γιγαντιαίος σπινθήρας, που παρατηρείται συνήθως κατά τη διάρκεια καταιγίδων. Αποτελεί την φυσική διαδικασία απομάκρυνσης του ηλεκτρικού φορτίου από τα καταιγιδοφόρα νέφη, τα οποία φορτίζονται μέσω των συγκρούσεων που λαμβάνουν χώρα μεταξύ των εκατομμυρίων σωματιδίων πάγου (παγοκρύσταλλοι, χαλάζι) που περιέχουν. Το τελικό αποτέλεσμα των συγκρούσεων είναι η εμφάνιση θετικού φορτίου στην κορυφή των νεφών και αρνητικού στη βάση τους. Κατ’ αντιστοιχία, στο έδαφος κάτω από τη βάση των νεφών εμφανίζεται θετικό φορτίο. Όταν η διαφορά δυναμικού μεταξύ της αρνητικά φορτισμένης βάσης των νεφών και του θετικά φορτισμένου εδάφους ξεπεράσει ένα ορισμένο όριο, προκαλείται ηλεκτρική εκκένωση και εκδηλώνεται ο κεραυνός.

2. Τι είναι η βροντή;

Ένας κεραυνός θερμαίνει τον αέρα μέσα από τον οποίο διέρχεται μέχρι και τους 30.000 °C, θερμοκρασία η οποία είναι 5 φορές μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία στην επιφάνεια του ήλιου! Αυτή η ακραία θέρμανση προκαλεί την βίαιη διαστολή του αέρα σε σημείο που εκρήγνυται, δημιουργώντας έτσι ένα έντονο ωστικό κύμα το οποίο ταξιδεύει προς όλες τις διευθύνσεις. Αυτό το ακουστικό κύμα ονομάζεται βροντή και εμφανίζεται μετά την εκδήλωση του κεραυνού, λόγω της μεγάλης διαφοράς μεταξύ της ταχύτητας διάδοσης του φωτός και του ήχου.

3. Σε τι διαφέρει ο κεραυνός από την αστραπή;

Η ηλεκτρική εκκένωση που δημιουργείται είτε μέσα σε ένα νέφος, είτε μεταξύ δύο νεφών ονομάζεται αστραπή, ενώ αν δημιουργηθεί μεταξύ ενός νέφους και του εδάφους ονομάζεται κεραυνός (Εικόνα). Η πλειοψηφία των ηλεκτρικών εκκενώσεων κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας ανήκουν στην πρώτη κατηγορία, ενώ μόλις περίπου το 1/5 αυτών είναι κεραυνοί.

Φωτογραφία του Μανώλη Θράβαλου που αποτυπώνει πλήθος ηλεκτρικών εκκενώσεων στο Βαθύ της Σάμου το βράδυ της Τετάρτης 23 Ιανουαρίου 2019 κατά τη διάρκεια της κακοκαιρίας «Φοίβος».Η ηλεκτρική εκκένωση που δημιουργείται είτε μέσα σε ένα νέφος, είτε μεταξύ δύο νεφών ονομάζεται αστραπή, ενώ αν δημιουργηθεί μεταξύ ενός νέφους και του εδάφους ονομάζεται κεραυνός. Η πλειονότητα των ηλεκτρικών εκκενώσεων κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας ανήκουν στην πρώτη κατηγορία, ενώ μόλις περίπου το ένα πέμπτο αυτών είναι κεραυνοί.

4. Εμφανίζονται κεραυνοί χωρίς να βρέχει;

Ηλεκτρική δραστηριότητα υπάρχει πάντα όταν εμφανίζονται καταιγιδοφόρα νέφη (σωρειτομελανίες/cumulonimbus), και τις περισσότερες φορές οι καταιγίδες προκαλούν κεραυνούς. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις κατά τις οποίες παρατηρούνται κεραυνοί χωρίς την παρουσία υετού (βροχή, χαλάζι, χιόνι). Σε αυτές τις περιπτώσεις αναφερόμαστε στις λεγόμενες ξηρές καταιγίδες, οι οποίες εμφανίζονται σε περιοχές όπου η ατμόσφαιρα χαρακτηρίζεται από χαμηλά ποσά υγρασίας, με αποτέλεσμα ο υετός των νεφών να εξατμίζεται πριν φτάσει στο έδαφος. Οι κεραυνοί που εκδηλώνονται από ξηρές καταιγίδες αποτελούν συχνά αιτία πρόκλησης δασικών πυρκαγιών.

5. Σε ποια περιοχή του κόσμου παρατηρείται η υψηλότερη κεραυνική δραστηρίοτητα;

Η λίμνη Maracaibo στην Βενεζουέλα θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως η παγκόσμια πρωτεύουσα των κεραυνών, καθώς δέχεται ετησίως περισσότερους από 300 κεραυνούς ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η έκταση της λίμνης είναι περίπου 13.200 τετραγωνικά χιλιόμετρα, προκύπτει ότι παρατηρούνται περίπου 4.000.000 κεραυνοί ετησίως. Η αιτία αυτής της εξαιρετικά υψηλής κεραυνικής δραστηριότητας οφείλεται στην γεωμορφολογία της περιοχής, η οποία ευνοεί τη δημιουργία ισχυρών καταιγίδων τις βραδινές ώρες, όταν ο ψυχρός και ξηρός άνεμος που προέρχεται από την οροσειρά των Άνδεων συναντάει τον θερμό και υγρό αέρα που βρίσκεται πάνω από τη λίμνη.

6. Σε ποιες περιοχές της Ελλάδας και πότε παρατηρούνται συχνότερα οι κεραυνοί;

Η μεγαλύτερη συχνότητα πτώσης κεραυνών στη χώρα μας παρατηρείται στις οροσειρές της Πίνδου και της Ροδόπης, με πολλές ορεινές περιοχές να δέχονται κεραυνούς πάνω από 20 ημέρες ετησίως. Η πλειοψηφία των καταιγίδων πάνω από την ξηρά κατά τη διάρκεια του έτους παρατηρείται τους μήνες μεταξύ Απριλίου και Ιουλίου, ενώ πάνω από τη θάλασσα τους μήνες του φθινοπώρου και λιγότερο συχνά τον χειμώνα. Επιπροσθέτως, κατά μέσο όρο στο Ιόνιο παρατηρούμε πιο έντονη κεραυνική δραστηριότητα από ό,τι στο Αιγαίο, αν και στο Αιγαίο πολλές καταιγίδες σημειώνονται και το καλοκαίρι.

7. Τι είδους καταστροφές προκαλούν οι κεραυνοί;

Οι κεραυνοί αποτελούν παγκοσμίως τη δεύτερη αιτία θανάτου από καιρικά φαινόμενα μετά τις πλημμύρες, με χιλιάδες θύματα κάθε χρόνο και ακόμη περισσότερους τραυματισμούς. Ακόμη είναι υπεύθυνοι για πολλές δασικές πυρκαγιές, μερικές από τις οποίες ξεσπούν σε δυσπρόσιτες ορεινές περιοχές (πχ. στη Βόρεια Πίνδο). Πρόσφατο παράδειγμα αποτελούν οι δασικές πυρκαγιές στη Θάσο τον Σεπτέμβριο του 2016 όταν πάνω από 100 κεραυνοί προκλήθηκαν από ξηρές καταιγίδες. Οι κεραυνοί επίσης προκαλούν καταστροφές σε κτίρια και οχήματα, όπως για παράδειγμα τον Μάιο του 2018 όταν κεραυνός χτύπησε λεωφορείο του ΚΤΕΛ Έβρου κοντά στις Φερές το οποίο καταστράφηκε ολοσχερώς. Τέλος, οι κεραυνοί προκαλούν τον θάνατο πολλών οικόσιτων ζώων κάθε χρόνο στην ελληνική ύπαιθρο, ιδιαίτερα το καλοκαίρι στα ορεινά βοσκοτόπια. Στις 9 Ιουλίου 2017 κοντά στη Σιάτιστα Κοζάνης, 28 πρόβατα σκοτώθηκαν ακαριαία από κεραυνικό πλήγμα ενώ ο βοσκός τους τραυματίστηκε ελαφρώς.

8. Έχουμε νεκρούς από κεραυνούς στην Ελλάδα;

Σχεδόν κάθε χρόνο θρηνούμε θύματα από κεραυνούς στη χώρα μας. Τα τελευταία 18 χρόνια 32 άνθρωποι έχουν χάσει τη ζωή τους και 35 έχουν τραυματιστεί, με τους πιο πρόσφατους τραυματισμούς στην Ακρόπολη το απόγευμα της Τετάρτης 17 Απριλίου 2019. Τα παλαιότερα χρόνια που η οικονομία της χώρας μας στηριζόταν στην αγροτική παραγωγή, περισσότεροι άνθρωποι ήταν εκτεθειμένοι στα ακραία καιρικά φαινόμενα στην ύπαιθρο και οι νεκροί από κεραυνούς ήταν πολλαπλάσιοι.

9. Πώς προστατευόμαστε από έναν κεραυνό;

Όλες οι καταιγίδες είναι δυνητικά επικίνδυνες για την ανθρώπινη ζωή καθώς παράγουν κεραυνούς σε μεγάλη ακτίνα, ακόμη και 15 χιλιόμετρα μακριά από τον πυρήνα ενός καταιγιδοφόρου νέφους. Στην παρακάτω σελίδα θα βρείτε μερικές χρήσιμες οδηγίες για το πώς θα προφυλαχθείτε από τους κεραυνούς: http://www.meteo.gr/talos/thunders-protection.cfm

10. Πως γίνεται η ανίχνευση και η πρόγνωση κεραυνών;

Κάθε κεραυνός εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σφαιρικά, δηλαδή προς όλες τις κατευθύνσεις και κάθε εκπομπή (μορφή κυματομορφής) είναι μοναδική. Αξιοποιώντας αυτό το γεγονός μπορούμε να ξεχωρίσουμε 2 κεραυνούς που πέφτουν ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας μία μόνο κεραία, όμως για να γνωρίζουμε την ακριβή τους τοποθεσία θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τουλάχιστον ακόμη 3 κεραίες-ανιχνευτές. Η διαφορά χρόνου άφιξης της κυματομορφής από κάθε κεραυνό σε κάθε ανιχνευτή μάς επιτρέπει να υπολογίσουμε την απόσταση των κεραυνών και με μεγάλη ακρίβεια το σημείο πτώσης τους. Περισσότερες πληροφορίες για το σύστημα ανίχνευσης του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών/meteo.gr «ΖΕΥΣ» θα βρείτε κάνοντας κλικ εδώ.

Πηγή: physicsgg.me

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Γιατί οι φυσικοί πρέπει να γνωρίζουν τι εστί φιλοσοφία

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Αν θεωρούμε ότι το καθήκον της φυσικής είναι η ανακάλυψη μιας άχρονης μαθηματικής εξίσωσης που συλλαμβάνει κάθε πτυχή του Σύμπαντος, τότε πιστεύουμε πως η αλήθεια του Σύμπαντος βρίσκεται έξω από αυτό. Η συγκεκριμένη συνήθεια της σκέψης έχει καταστεί τόσο οικεία, ώστε αποτυγχάνουμε να διακρίνουμε τον παραλογισμό της: αν το μόνο που υπάρχει είναι το Σύμπαν, τότε πώς μπορεί κάτι που βρίσκεται εκτός του Σύμπαντος να περιγράφεται απ’ αυτό;

Το πρώτο αξίωμα της κοσμολογίας πρέπει να είναι: Δεν υπάρχει τίποτε έξω από το Σύμπαν (Lee Smolin)

Όλες οι σημαντικές θεωρίες της φυσικής αφορούν μέρη του Σύμπαντος – ένα ραδιόφωνο, μια μπάλα στον αέρα, ένα κύτταρο, τη Γη, έναν Γαλαξία. Όταν περιγράφουμε ένα μέρος του Σύμπαντος, αφήνουμε τον εαυτό μας και τα μετρητικά μας όργανα εκτός του υπό μελέτη συστήματος. Παραβλέπουμε τον δικό μας ρόλο στην επιλογή ή την προετοιμασία του συγκεκριμένου συστήματος. Επιπλέον, παραβλέπουμε τα συστήματα αναφοράς με βάση τα οποία γνωρίζουμε πού ακριβώς βρίσκεται το σύστημα. Και το κυριότερο – σε ότι αφορά τη δική μας μελέτη για τη φύση του χρόνου – είναι πως παραβλέπουμε τα ρολόγια με τα οποία μετράμε τις αλλαγές στο σύστημα.
Η απόπειρα να επεκτείνουμε τη φυσική στην κοσμολογία φέρνει νέες προκλήσεις και την ανάγκη για νέα σκέψη. Μια κοσμολογική θεωρία δεν μπορεί να προβλέψει τίποτε. Για να είναι πλήρης, πρέπει να λάβει υπόψη της όλα όσα υπάρχουν στο Σύμπαν – ανάμεσά τους και τον εαυτό μας, ως παρατηρητή. Πρέπει να εξηγεί τα όργανα μέτρησης και τα ρολόγια. Όταν κάνουμε κοσμολογία, ερχόμαστε αντιμέτωποι με μια εντελώς νέα κατάσταση: δεν είναι δυνατόν να «βγούμε» από το σύστημα που μελετούμε όταν αυτό το σύστημα είναι ολόκληρο το Σύμπαν.

Στο βίντεο που ακολουθεί ο Lee Smolin εξετάζει το πρόβλημα της κατανόησης του σύμπαντος, με δεδομένο το γεγονός ότι βρισκόμαστε μέσα σ’ αυτό και εξηγεί γιατί οι φυσικοί πρέπει να είναι εξοικειωμένοι με την φιλοσοφία:

Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο του QuantaMagazine: «How to Understand the Universe When You’re Stuck Inside of It» και στο βιβλίο του Lee Smolin: 

«ΧΡΟΝΟS – η αναγέννηση«, εκδόσεις Τραυλός

Πηγή: physicsgg.me

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Τα Σεληνιακά Πετρώματα Αφηγούνται...

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

ΚΕΙΜΕΝΟ: Αλέξης Δεληβοριάς
Με την ολοκλήρωση της αποστολής του Apollo 17 τον Δεκέμβριο του 1972, ο αγώνας για την κατάκτηση της Σελήνης τέλειωσε οριστικά. Παρ’ όλο που δεν ξεκίνησε με τις αγνότερες προθέσεις, τα επιστημονικά επιτεύγματα των επανδρωμένων και μη διαστημικών αποστολών που σχεδίασαν Αμερικανοί και Σοβιετικοί άλλαξαν δραματικά τα όσα μέχρι τότε γνωρίζαμε για την μορφολογία, την χημική σύσταση και την προέλευση της Σελήνης[1].

Πολλοί ρωτούν: κατά πόσο δικαιούμαστε να εξάγουμε συμπεράσματα για την σύνθεση και την μορφολογία της Σελήνης όταν τα διαθέσιμα σεληνιακά δείγματα προέρχονται από ελάχιστες μόνο τοποθεσίες της; Ακριβώς γι’ αυτό, πρέπει να επισημάνουμε από την αρχή ότι, για την αποκρυπτογράφηση των μυστικών της Σελήνης, οι επιστήμονες δεν βασίστηκαν μόνο στην ανάλυση των σεληνιακών δειγμάτων, αλλά και σε μια ολόκληρη σειρά πειραμάτων, φωτογραφήσεων, ανάλυσης δεδομένων και θεωρητικών μελετών, ο συνδυασμός των οποίων μπόρεσε να τους αφηγηθεί κομμάτι-κομμάτι την ιστορία του φυσικού μας δορυφόρου.

Επιπλέον, επειδή γνωρίζουμε την συγκεκριμένη περιοχή στην οποία εντοπίστηκε το κάθε δείγμα, μπορούμε να εξάγουμε ορισμένα συμπεράσματα όσον αφορά στην προέλευση, την ιστορία και το σχηματισμό της συγκεκριμένης περιοχής, αλλά και συνειρμικά να εξάγουμε αντίστοιχα συμπεράσματα για παρόμοιες περιοχές της Σελήνης, που δεν έχουμε ακόμη επισκεφθεί. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι σκοτεινές περιοχές, οι επονομαζόμενες θάλασσες στην επιφάνεια της Σελήνης. Δεν έχουμε πάει σε όλες. Όσες όμως έχουμε μελετήσει με την ανάλυση των δειγμάτων που μετέφεραν οι διαστημικές αποστολές Apollo και Luna μάς επιτρέπουν να εξαγάγουμε συμπεράσματα για την προέλευση και την μορφολογία και των υπολοίπων. Μπορεί κάπου να κάνουμε λάθος και σε καμία περίπτωση δεν μπορούμε να ισχυριστούμε ότι γνωρίζουμε τα πάντα για την Σελήνη. Κι όμως, τα σεληνιακά δείγματα έχουν ήδη αρχίσει να αφηγούνται την ιστορία τους και να μας προσφέρουν γνώσεις, τις οποίες, θα ήταν αδύνατο να ανακαλύψουμε χωρίς τη βοήθειά τους. Ας την ακούσουμε λοιπόν, έχοντας πάντα κατά νου ότι, με την επανέναρξη των επανδρωμένων διαστημικών αποστολών στην Σελήνη μπορεί να αναθεωρήσουμε στο μέλλον κάποια από τα συμπεράσματά μας.

Η πρώτη εικόνα από την επιφάνεια της Σελήνης από το Luna 9 στις 3 Φεβρουαρίου 1966.

Ορισμένα από τα πρώτα σεληνιακά δείγματα «σεληνόσκονης» και πετρωμάτων που μελέτησαν οι επιστήμονες στο εργαστήριο μεταφέρθηκαν από τους αστροναύτες του Apollo 11. Αυτή η σεληνόσκονη, που ονομάζεται ρεγόλιθος, καλύπτει, όπως αποδείχτηκε αργότερα, ολόκληρη τη σεληνιακή επιφάνεια και σχηματίστηκε από τον ανελέητο βομβαρδισμό της Σελήνης από μικρούς και μεγάλους αστεροειδείς, οι οποίοι με τη πάροδο των αιώνων συνέτριψαν τα επιφανειακά της πετρώματα, δίνοντας τους εντέλει την υφή λεπτής σκόνης.

Η χημική ανάλυση αυτών των δειγμάτων κατέδειξε δύο τύπους πετρωμάτων, οι οποίοι κυριαρχούν στην περιοχή προσσελήνωσης του Apollo 11: τους βασάλτες και τα λατυποπαγή πετρώματα. Οι ηφαιστειακής προέλευσης βασάλτες είναι βράχοι στερεοποιημένης λάβας και τα δείγματα από αυτήν τη τοποθεσία εμπεριέχουν αρκετά υψηλότερες συγκεντρώσεις τιτανίου από αυτές που συνήθως συναντάμε στη Γη, ενώ η ηλικία τους υπολογίστηκε στα 3,6-3,9 δισ. έτη. Τα λατυποπαγή πετρώματα, από την άλλη, είναι πετρώματα ακόμα μεγαλύτερης ηλικίας, τα οποία σχηματίστηκαν όταν, κατά τον βομβαρδισμό της Σελήνης από μετεωρίτες, τα πετρώματα της επιφάνειας συνετρίβησαν σε μικρότερα κομμάτια και στην συνέχεια συντήχθηκαν και πάλι σε μεγαλύτερα, εξαιτίας των μεγάλων θερμοκρασιών και πιέσεων που αναπτύσσονται σε αυτές τις προσκρούσεις. Το υλικό από το οποίο αποτελούνται τα υψίπεδα της Σελήνης είναι κυρίως πετρώματα ανοιχτότερου χρώματος, γνωστά ως ανορθωσίτες. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το στρώμα ανορθωσίτη που καλύπτει τα υψίπεδα της Σελήνης σχηματίστηκε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο φλοιός της ήταν ακόμη ρευστός. Επειδή ο ανορθωσίτης έχει μικρότερη σχετικά πυκνότητα, επέπλεε στην επιφάνεια αυτού του ρευστού ωκεανού λάβας, περίπου όπως τα παγόβουνα επιπλέουν στους ωκεανούς της Γης.

Η περιοχή προσσελήνωσης του Apollo 12, αντιθέτως, εμφανίζει σχετικά μικρότερη συγκέντρωση κρατήρων πρόσκρουσης. Επίσης, σε αντίθεση με τη περιοχή προσσελήνωσης του Apollo 11, σχεδόν όλα τα δείγματα αποδείχτηκαν ότι ήταν βασάλτες, νεότερης όμως ηλικίας από αυτούς που συνέλλεξαν οι αστροναύτες του Apollo 11, αλλά και με μικρότερη περιεκτικότητα σε τιτάνιο. Το πιο παράξενο είδος πετρώματος που ανακαλύφθηκε εδώ αποτελούνταν από κάλιο, σπάνιες γαίες και φώσφορο, γνωστό με τα αρχικά KREEP.

Η σεληνάκατος του Apollo 14 προσεδαφίστηκε σε μια περιοχή, σπαρμένη από υλικά που εκτοξεύτηκαν κατά την γιγάντια πρόσκρουση που σχημάτισε την Θάλασσα των Βροχών. Γι’ αυτό και δεν προκάλεσε έκπληξη όταν η χημική ανάλυση των σεληνιακών πετρωμάτων απέδειξε ότι τα περισσότερα από αυτά ήταν λατυποπαγή. Παρόλ’ αυτά, οι αστροναύτες του Apollo 14 έφεραν μαζί τους και ορισμένα δείγματα βασάλτη, τα οποία υπολογίστηκε ότι σχηματίστηκαν πριν από 4-4,3 δισ. χρόνια.

Το Apollo 15 προσσεληνώθηκε στο νοτιοανατολικό άκρο της Θάλασσας των Βροχών, κοντά στα Σεληνιακά Απέννινα Όρη. Σύμφωνα με τις αναλύσεις των σχετικών δειγμάτων, τα επιφανειακά πετρώματα της περιοχής αποτελούνται από βασάλτες, που σχηματίστηκαν πριν από περίπου 3,3 δισ. χρόνια. Οι αστροναύτες του Apollo 15 συνέλλεξαν και δείγματα από πυροκλαστικό γυαλί, το οποίο σχηματίζεται κατά την διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων, όταν διάπυρη ύλη εκτοξεύεται σε σχετικά μεγάλο ύψος και ψύχεται γρήγορα, καθώς επιστρέφει στην επιφάνεια της Σελήνης.

Ο αστροναύτης David R. Scott, ο αρχηγός της αποστολής Απόλλων 15

Αξίζει να σημειώσουμε εδώ, ότι, σε αντίθεση με τη Γη, οι οροσειρές στη Σελήνη δεν δημιουργήθηκαν από την τεκτονική δραστηριότητα και τις συγκρούσεις τεκτονικών πλακών, αλλά από τις προσκρούσεις γιγάντιων αστεροειδών, εξαιτίας των οποίων υλικό από το εσωτερικό της Σελήνης «σπρώχνεται» βίαια προς τα πάνω. Γι’ αυτό και η συλλογή πετρωμάτων από τις παρυφές της οροσειράς των Απεννίνων ήταν ζωτικής σημασίας, καθώς υπήρχε η ελπίδα ότι κάποια από αυτά θα ήταν πετρώματα προερχόμενα βαθιά από τον Σεληνιακό φλοιό. Η μελέτη των σχετικών δειγμάτων καταδεικνύει ότι η γιγάντια πρόσκρουση που σχημάτισε την θάλασσα των Βροχών συνέβη πριν από 3,85 δισ. χρόνια. Εδώ, τέλος, οι αστροναύτες του Apollo 15 ανακάλυψαν και ένα κομμάτι ανορθωσίτη ηλικίας περίπου 4 δισ. ετών, ο οποίος είναι γνωστός ως ο Βράχος της Γένεσης, αν και η αποστολή του Apollo 16 εντόπισε ανορθωσίτη ακόμα μεγαλύτερης ηλικίας.

Η μελέτη των σεληνιακών δειγμάτων που συνέλεξαν οι αστροναύτες της αποστολής του Apollo 16, κατέδειξε ότι τα περισσότερα απ’ αυτά ήταν λατυποπαγούς προέλευσης. Εικάζεται ότι τα δείγματα αυτά προέρχονται από τις προσκρούσεις των αστεροειδών που σχημάτισαν τις λεκάνες πρόσκρουσης Nectaris και Imbrium, οι οποίες εκτόξευσαν τα θραύσματά τους μέχρι την περιοχή προσσελήνωσης, παρόλο που απέχουν τουλάχιστον 200 και 1000 km αντίστοιχα. Δείγματα, μάλιστα, που εικάζεται ότι προέρχονται από την πρόσκρουση που σχημάτισε την θάλασσα Nectaris προσδιορίζουν την ηλικία της στα 3,92 δισ. χρόνια περίπου. Η χρονολόγηση των δύο δειγμάτων ανορθωσίτη που εντοπίστηκαν στην διάρκεια της αποστολής του Apollo 16 ανάγει την ηλικία τους στα 4,44-4,51 δισ. έτη.

Τέλος, το πλήρωμα του Apollo 17, της τελευταίας μέχρι στιγμής επανδρωμένης αποστολής στην Σελήνη, συνέλλεξε 111 kg δειγμάτων, περιλαμβανομένης και μιας παράξενης πορτοκαλί σκόνης, η ανάλυση της οποίας έδειξε ότι αποτελείται από μικροσκοπικά σφαιρίδια ηφαιστειακού γυαλιού, το οποίο σχηματίστηκε πριν από τουλάχιστον 3,64 δισ. χρόνια.

Το όχημα της αποστολής Απόλλων 17

Συνοψίζοντας, η ανάλυση δειγμάτων από τις θάλασσες της Σελήνης μας αποκάλυψε ότι αυτές αποτελούνται κυρίως από βασάλτη, το μεγαλύτερο μέρος του οποίου σχηματίστηκε πριν από 3,8–3,1 δισ. έτη, ενώ το αρχαιότερο δείγμα βασάλτη που έχει αναλυθεί υπολογίζεται ότι είναι ηλικίας 4,2 δισ. ετών. Οι θάλασσες της Σελήνης σχηματίστηκαν από, το οποίο αναδύθηκε από το εσωτερικό του φυσικού μας δορυφόρου προς την επιφάνεια και στην συνέχεια στερεοποιήθηκε. Η χημική ανάλυση των σεληνιακών πετρωμάτων βασάλτη ανέδειξε σημαντικές διαφορές από τα αντίστοιχα βασαλτικά πετρώματα της Γης, ως προς τις χημικές τους ιδιότητες και ως προς τα φυσικά τους χαρακτηριστικά, με κυριότερη ίσως την σχεδόν παντελή απουσία νερού στο εσωτερικό τους. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με την ηλικία τους, συνέβαλε στην απόρριψη μιας από τις πρώτες θεωρίες σχηματισμού της Σελήνης, σύμφωνα με την οποία η Σελήνη αποτελούσε τμήμα της αρχέγονης Γης, το οποίο αποκολλήθηκε, σχηματίζοντας την λεκάνη του Ειρηνικού Ωκεανού.

Το δεύτερο σημαντικό χαρακτηριστικό της επιφάνειας της Σελήνης είναι, όπως είπαμε, οι «ορεινές» της περιοχές. Οι κρατήρες και οι λεκάνες που έχουν παρατηρηθεί σε αυτές τις περιοχές, όπως επίσης και οι οροσειρές που ορθώνονται στην περιφέρειά τους, σχηματίστηκαν από γιγάντιες προσκρούσεις αστεροειδών και όχι από τεκτονική δραστηριότητα, σαν κι’ αυτή που παρατηρούμε στη Γη. Κατά κανόνα η ηλικία των ορεινών περιοχών της Σελήνης είναι μεγαλύτερη από αυτή των θαλασσών, γεγονός που ενισχύεται και από τον πολύ μεγαλύτερο αριθμό κρατήρων που περιέχουν.

Σύμφωνα με όλες τις ενδείξεις, ο φυσικός μας δορυφόρος σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,5 δισ. χρόνια, ενώ αρχικά πρέπει να καλυπτόταν από έναν ωκεανό ρευστού μάγματος, το οποίο σταδιακά πάγωσε. Σε αυτόν τον ωκεανό των λειωμένων πετρωμάτων, τα ελαφρύτερα ορυκτά, εκείνα δηλαδή με την μικρότερη πυκνότητα, όπως ο ανορθωσίτης, αναδύθηκαν προς την επιφάνεια ενώ τα βαρύτερα βυθίστηκαν, σχηματίζοντας τον φλοιό και τον μανδύα της Σελήνης αντίστοιχα. Μετά την στερεοποίηση του φλοιού, ακολούθησε μια περίοδος κατακλυσμιαίου βομβαρδισμού της Σελήνης από αναρίθμητους αστεροειδείς που σχημάτισαν τις λεκάνες και τους κρατήρες που καλύπτουν την επιφάνειά της, ο οποίος πιθανότατα σταμάτησε πριν από περίπου 3 δισ. χρόνια. Εκτός από τον αδιάκοπο βομβαρδισμό της επιφάνειας της Σελήνης από μικρομετεωρίτες που συνέβαλαν, ώστε να θρυμματίσουν τα επιφανειακά της πετρώματα στην σκόνη που την καλύπτει, λίγες προσκρούσεις μεγάλων αστεροειδών παρατηρήθηκαν έκτοτε.

Πώς λοιπόν σχηματίστηκε η Σελήνη; Την θεωρία της αποκόλλησης από το σώμα της Γης οι επιστήμονες την έχουν ήδη αποκλείσει. Σύμφωνα με μια άλλη θεωρία, η Σελήνη θα μπορούσε να είχε σχηματιστεί την ίδια περίοδο και στην ίδια περίπου περιοχή με την Γη από τον αρχέγονο δίσκο σκόνης και αερίων από τον οποίο σχηματίστηκε και το υπόλοιπο Ηλιακό Σύστημα. Σύμφωνα με κάποιους άλλους επιστήμονες, η Σελήνη θα μπορούσε να έχει ήδη δημιουργηθεί σε κάποια άλλη περιοχή του Διαστήματος και, περνώντας από την δική μας διαστημική γειτονιά, να αιχμαλωτίστηκε βαρυτικά από τον πλανήτη μας. Όλες αυτές οι θεωρίες έχουν πλέον αποκλειστεί και οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν σήμερα ότι η Σελήνη δημιουργήθηκε, όταν η Γη συγκρούστηκε με ένα ουράνιο σώμα στο μέγεθος του πλανήτη Άρη. Η πρόσκρουση εκτίναξε χιλιάδες τόνους διάπυρης ύλης στο Διάστημα, όπου με την πάροδο των αιώνων και καθώς περιφέρονταν γύρω από το πλανήτη μας συσσωρεύτηκαν σε σχήμα σφαιρικό και στερεοποιήθηκαν σχηματίζοντας τη Σελήνη. Πρόκειται για την «υπόθεση της γιγάντιας πρόσκρουσης».

moonshorty_apollo17_1498

O αστροναύτης Harrison Schmitt του Apollo 17 στο χείλος του κρατήρα Shorty

[1] Το άρθρο αυτό είναι περίληψη του ομώνυμου κεφαλαίου από το βιβλίο Από την Γη στην Σελήνη, με συγγραφείς τους Διονύση Σιμόπουλο και Αλέξη Δεληβοριά. Η δημοσίευση του άρθρου γίνεται με αφορμή την 50ή επέτειο στις 16 Ιουλίου της εκτόξευσης του Apollo 11, της θρυλικής διαστημικής αποστολής που μετέφερε τους πρώτους αστροναύτες στην Σελήνη. Το Νέο Ψηφιακό Πλανητάριο γιορτάζει και τιμά το σπουδαίο αυτό επίτευγμα, διοργανώνοντας στις 20 Ιουλίου μία πολύ ενδιαφέρουσα εκδήλωση, περισσότερα στοιχεία για την οποία θα δοθούν στο επόμενο άρθρο.

Πηγή: https://www.eef.edu.gr

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Πώς μετράμε το ύψος ενός βουνού της Σελήνης;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Εικόνα: Φωτογραφία της Σελήνης από ένα ερασιτεχνικό τηλεσκόπιο, όταν η Σελήνη βρίσκεται στη φάση του πρώτου τετάρτου. Παρατηρείστε τα φωτεινά σημεία Α και Β στη σκοτεινή περιοχή. Πρόκειται για κορυφές σεληνιακών βουνών στις οποίες φτάνει το φως του ήλιου!

Μπορούμε να εκτιμήσουμε το ύψος των βουνών στα οποία ανήκουν οι κορυφές Α και Β των βουνών που βρίσκονται στη Σελήνη; Η απάντηση είναι καταφατική δεδομένου ότι υπάρχει μια απλή, αλλά ευφυής ιδέα, που οφείλεται στον Γαλιλαίο.

Εξαιτίας του σφαιρικού σχήματος της Σελήνης, το φως του ήλιου αγγίζει πρώτα τις κορυφές των βουνών (π.χ. τα φωτεινά σημεία Α και Β στην εικόνα 1) πριν φτάσει στους πρόποδές τους. Αυτό συμβαίνει κοντά στο όριο που χωρίζει την σκοτεινή από την φωτεινή περιοχή της εικόνας.  Ας σημειωθεί ότι οι οι ακτίνες του ήλιου είναι εφαπτόμενες στην επιφάνεια της Σελήνης στο νοητό τόξο που αποτελεί το όριο μεταξύ σκοτεινής-φωτεινής περιοχής. Αυτή η γεωμετρία απεικονίζεται (και προφανώς όχι σε κλίμακα) στο σχήμα 2(α):

Σχήμα 2

Στο σχήμα 2(α), ο σεληνιακός δίσκος παριστάνεται με έναν κύκλο με κέντρο O. Η γραμμή XY είναι ακτίνα φωτός από τον ήλιο, εφαπτόμενη στον κύκλο στο σημείο Χ και περνάει από την κορυφή του βουνού Y. Η διάμετρος XW είναι το όριο σκιάς-φωτός (στη φάση του πρώτου τετάρτου της σελήνης).

Το σημείο Ζ βρίσκεται στην ευθεία OY και |ΟΧ| = |OZ|= r, όπου r είναι η ακτίνα της Σελήνης. Το ακτινικό τμήμα OX είναι κάθετο στην εφαπτομένη XY – όπως ξέρουμε από τη γεωμετρία. Έτσι, εφαρμόζοντας το Πυθαγόρειο θεώρημα στο ορθογώνιο τρίγωνο OXY, παίρνουμε για το ύψος H του όρους ΥΖ:

όπου d=r/|ΧΥ|, και η ακτίνα της Σελήνης θεωρείται γνωστή (r≈1736 km), αφού μπορεί να υπολογιστεί με μια μέθοδο γνωστή από την αρχαιότητα. Για να προσδιορίσουμε το ύψος H του σεληνιακού βουνού αρκεί να βρούμε την τιμή του d.

Το d μπορεί να υπολογιστεί έμμεσα από την φωτογραφία χρησιμοποιώντας την ομοιότητα τριγώνων. Σημειώστε ότι κατά τη φάση του πρώτου τετάρτου, η γη, το βουνό στη Σελήνη και το πλησιέστερο σημείο στο όριο μεταξύ σκοτεινής-φωτεινής περιοχής, σχηματίζουν ένα ορθογώνιο τρίγωνο, βλέπε σχήμα 2(β). Επομένως, οι αποστάσεις στη Σελήνη μειώνονται αναλογικά στη φωτογραφία. Συγκεκριμένα, η τιμή d=r/|XY| είναι η ίδια, είτε υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τα πραγματικά μήκη στη Σελήνη, είτε χρησιμοποιώντας τα αντίστοιχα μεγέθη στη φωτογραφία. Η πρώτη μέτρηση δεν είναι είναι δυνατή, αλλά η δεύτερη είναι εύκολη. Για την κορυφή Α από την εικόνα 1, οι τιμές στην αρχική φωτογραφία είναι 30 mm και 2 mm, που δίνουν d=15. Αντικαθιστώντας, d=15 και r=1736 στον τύπο για το Η παίρνουμε για το ύψος της κορυφής Α, Η=3,85 km.

Αν και πρόκειται για μια χοντρική εκτίμηση, η μέθοδος του Γαλιλαίου λειτουργεί και είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα που μας δείχνει την δύναμη των μαθηματικών. Μια απλή αστρονομική παρατήρηση – η παρουσία μικροσκοπικών φωτεινών σημείων στη σκοτεινή πλευρά της Σελήνης – όταν ιδωθεί στο σωστό μαθηματικό πλαίσιο δίνει την απάντηση σε ένα πρόβλημα που φαίνεται αδύνατον να λυθεί: Ποιο είναι το ύψος ενός βουνού στη Σελήνη;

Πηγή:  arxiv.org

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Ο αστροφυσικός Σταμάτης Κριμιζής συζητά για το εγγύς «διαστημικό» μέλλον

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Στο Ίδρυμα Ιατροβιολογικών Ερευνών της Ακαδημίας Αθηνώνεντοπίσαμε τον κορυφαίο και διεθνώς πολυβραβευμένο «γητευτή» του Διαστήματος. Τον γνωστό Έλληνα Αστροφυσικό Σταμάτη Κριμιζή, ο οποίος κατέχει στο βιογραφικό του 23 σημαντικές αποστολές της NASA και της ESA. Σημαντικό στέλεχος του διαστημικού προγράμματος των ΗΠΑ, αρχικά ως Επίκουρος Καθηγητής στη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Αϊόβα συνερευνητής του James Van Allen και αργότερα επικεφαλής Διευθυντής του Τμήματος Διαστημικής στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής (APL) του Πανεπιστημίου Johns Hopkins.

Είναι ο μοναδικός επιστήμονας στον κόσμο που σχεδίασε όργανα τα οποία εξόπλισαν διαστημικά σκάφη και προς τιμήν του το 1999 η Διεθνής Αστρονομική Ένωση (International Astronomical Union) μετονόμασε τον αστεροειδή «1979 UΗ» σε «8323Κριμιζής». Επί των ημερών μας μάλιστα τολμά να «αγγίξει» τον Ήλιο.
Σεμνός, χαμογελαστός, ευγενής, φιλόξενος και αναλυτικός ως οικοδεσπότης μας υποδέχθηκε στο γραφείο του εκπέμποντάς μας εντυπωσιακά την απλότητα, το ήθος και τον σεβασμό που τον χαρακτηρίζει για την επιστήμη του και μίλησε στο ethnos.gr. εφ’ όλης της ύλης.

Γεννηθήκατε και μεγαλώσατε σε ένα νησί του Βορειανατολικού Αιγαίου, στη Χίο και στα εφηβικά σας χρόνια «απολαύσατε» τις ξαστεριές της. Τι θυμόσαστε για εκείνα τα χρόνια που δεν γνωρίζατε ακόμα πως να μελετάτε τα άστρα;
Δύσκολη ερώτηση γιατί πάει πολύ πίσω τη μνήμη. Πριν μάθω να μελετάω τα άστρα, τα κοιτούσα. Δεν μπορείς να το αποφύγεις αυτό όταν βρίσκεσαι σε ένα νησί όπως τη Χίο. Μεγάλωσα στον Βροντάδο πριν ακόμη έρθει εκεί το ηλεκτρικό ρεύμα όπως και στις άλλες περιοχές της Χίου. Ο ουρανός ήταν απόλυτα ξεκάθαρος, χωρίς οπτική ρύπανση. Πραγματικό υπερθέαμα. Μπορούσε να δει κάποιος το Νεφέλωμα και τον Γαλαξία. Θυμάμαι και το πέρασμα μου από παιδί σε έφηβο όταν η κατασκευή των ρουκετών του ρουκετοπόλεμου ήταν ένα είδος τεστ της εφηβείας μας. Ήταν τεστ ευθύνης και οργάνωσης γιατί φτιάχναμε τα συνεργεία, κατασκευάζαμε τις ρουκέτες και κάναμε δοκιμές στο υλικό. Στις πρώτες δοκιμές αν το υλικό ήταν πολύ δυνατό, «σκούσανε» οι ρουκέτες και έπρεπε να το πετύχουμε σωστά. Η διαδικασία αυτή μου έδειξε τι εστί θεωρία και πείραμα και πώς πρέπει να δοκιμάζει κανείς να φτιάχνει, να διορθώνει και να προχωρεί κάτι πολύ βασικό για τον καταρτισμό μου αργότερα.

Ποια εφόδια πρέπει να κατέχουν οι νέοι σήμερα για να «αγγίξουν» τα όνειρά τους;
Η επιδίωξη της αριστείας, η αξιοκρατία, η σκληρή δουλειά και το ήθος είναι σημαντικά όπλα και βασικά εφόδια τα οποία χαρακτηρίζουν την Ευρώπη, την Αμερική και όλες τις προηγμένες χώρες. Διακρίνω ότι στην κοινωνία μας το ήθος δεν συζητείται πια δηλαδή δεν συζητείται καθόλου. Όταν ήμασταν εμείς παιδιά το σωστό ήταν σωστό και το λάθος ήταν λάθος. Εμμέσως το ήθος ήταν μία καθημερινή παραίνεση από τους γονείς μας και από το σχολείο. Αυτό λοιπόν που θέλω να μεταφέρω στους νέους/ες είναι να επιδιώκουν αριστεία, δουλειά, αξιοκρατία και ήθος. Στις ομιλίες που κάνω στα σχολεία της χώρας μας, λέω στα παιδιά ότι υπάρχει μία λέξη ακόμα που έχει μεγάλη σημασία. Λέγεται αξιολόγηση και είναι τοξική στην Ελλάδα ενώ δεν θα έπρεπε. Μόνο με αξιολόγηση μπορεί να υπάρξει αξιοκρατία διαφορετικά η χώρα θα συνεχίσει να «σέρνεται» όπως και στο παρελθόν. Θα είναι μακροχρόνιο αυτό το «ταξίδι» για την αξιοκρατία και την αξιολόγηση και αν υπάρξει ποτέ «εμπνευσμένη» πολιτική ηγεσία πρέπει να τα θέσει σε απόλυτη προτεραιότητα.

Η πρώτη σας «έξοδος» στο Διάστημα ήταν τον Νοέμβριο του 1964 όπου έγινε η διπλή αποστολή στον Άρη και συμμετείχατε ενεργά. Γιατί κρίθηκε επιτυχημένη;
Καταρχήν οποιαδήποτε αποστολή πάει σε καινούργιους προορισμούς θα κάνει ανακαλύψεις. Το 1964 έγινε διπλή αποστολή των Mariner 3 και 4. Η συμβολή μου μαζί με τον Καθηγητή James Van Allen βασιζόταν στο αν υπήρχαν ζώνες ακτινοβολίας παρόμοιες με της Γης στο μαγνητικό πεδίο του Άρη. Είχα κατασκευάσει έναν αισθητήρα που ξεχώριζε τα πρωτόνια από τα ηλεκτρόνια και αποτελούσε καινοτομία. Ποτέ ένας τέτοιος μετρητής δεν είχε πάει στο Διάστημα. Οι θεωρίες έλεγαν πως ο Άρης επειδή έχει περίπου την ίδια περιστροφή με τη Γη μέρα-νύχτα αν και σχετικά πολύ μικρότερος της Γης σε μέγεθος, διέθετε μαγνητικό πεδίο. Ήταν γεγονός αναπάντεχο ότι τελικά ο Άρης δεν είχε καν μαγνητικό πεδίο επομένως δεν είχε και Ζώνες Ακτινοβολίας Van Allen. Δεν ήταν όμως αυτή η πιο σημαντική ανακάλυψη από το Μariner 4. Οι φωτογραφίες της επιφάνειας του απέδειξαν ότι ο πλανήτης ήταν μία έρημος και η ατμοσφαιρική του πίεση ήταν παρά πολύ χαμηλή ήτοι 0,6% της ατμόσφαιρας της Γης. Έτσι όλες οι φαντασιώσεις από τις αρχές του 20ου αιώνα που μέσα από τα τηλεσκόπια της Γης έβλεπαν ζωή και αρδευτικό σύστημα κατέληξαν παρανοήσεις και έκλεισε το κεφάλαιο της ανθρωπότητας που έλεγε ότι ο Άρης έχει πολιτισμό και πιθανόν τον κατοικούν νοήμονα όντα.

Σύμφωνα με τη διαστημική ορολογία ο «τσουρουφλισμένος» Ερμής, η «καυτή» Αφροδίτη, ο «ψυχρός» Άρης, οι «αέριοι γίγαντες» Δίας και Κρόνος, οι «παγωμένοι πλανήτες» Ουρανός και Ποσειδώνας όπως και οι δορυφόρους τους ανήκουν στο Ηλιακό μας Σύστημα. Τι ιδιαιτερότητες έχουν; 
Η Αφροδίτη, ο Ερμής και ο Άρης διακρίνονταν με γυμνό μάτι από την αρχαιότητα. Τον Ερμή δύσκολα μπορούμε να τον δούμε γιατί είναι κοντά στον Ήλιο και διακρίνεται μόνο πολύ πρωί ή το βράδυ στο λυκόφως. Τον ήξεραν όμως οι αρχαίοι όπως τον Δία και τον Κρόνο. Και οι τέσσερις είναι οι λεγόμενοι «γήινοι πλανήτες». Ξεχωρίζουν από τους υπόλοιπους διότι είναι βραχώδεις ενώ οι απώτεροι πλανήτες είναι αέριοι, κάποιοι έχουν τεράστιες ποσότητες πάγου νερού στους δορυφόρους τους και κάποιοι άλλοι (Ουρανός και Ποσειδώνας) πολύ πάγο μεθανίου.

Ο Δίας αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και λίγο ήλιο και δεν έχει επιφάνεια όμως σε ακραία ατμοσφαιρική πίεση πλησιάζοντας στα βαθύτερα στρώματα το υδρογόνο στερεοποιείται σε μέταλλο γι’ αυτό και έχει τεράστιο μαγνητικό πεδίο, δέκα φορές πιο ισχυρό από αυτό της Γης. Σχετικά με τον Κρόνο, με το πέρασμα του δορυφόρου Cassini ο αριθμός των ανακαλύψεων ήταν τεράστιος. Ανακαλύψαμε ότι οι δακτύλιοι του Κρόνου συνιστούνται από σκόνη πάγου και πέφτουν σαν βροχή μέσα στην ατμόσφαιρα αλλά αναδημιουργούνται συνεχώς.

Όσον αφορά τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα, τα τελευταία 2 χρόνια γίνεται μία σημαντική διαφοροποίηση λόγω των συστατικών που κρύβονται κάτω από την ατμόσφαιρα του υδρογόνου και ήλιου(νερό, μεθάνιο και αμμωνία) και συζητάμε τώρα για αποστολές προς αυτούς. Την βραδιά της Πρωτοχρονιάς εφέτος περάσαμε με το Νew Ηorizons από την Έσχατη Θούλη (Ultima Thule) και «κοιτάξαμε» ένα πολύ μικρό σώμα που έχει διαστάσεις γύρω στα 34 χιλιόμετρα. Αυτά τα σώματα σε αυτές τις αποστάσεις (μιλώντας για έξι δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο) έχουν μείνει στη μορφή και στα συστατικά που είχαν όταν δημιουργήθηκε το ηλιακό μας σύστημα πριν 4.5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτά τα μικρά σώματα ή αλλιώς Ζώνη του Κάιπερ έχουμε ενδείξεις ότι υπάρχει πάγος νερού. Το νερό λοιπόν αποδεικνύεται εξαρχής το συστατικό του ηλιακού συστήματος και διέπει όλα τα ουράνια σώματα που έχουμε εξερευνήσει μέχρι τώρα.

Ενδέχεται ο Εγκέλαδος να κρύβει κάποια μορφή εξωγήινης μικροβιακής ζωής;
Οπωσδήποτε. Με το Cassini περάσαμε σε ύψος μόλις 25 km(δύο φορές πιο ψηλά από όπου περνούν τα αεροπλάνα στη Γη) και μέτρησε τα συστατικά των πιδάκων του νότιου πόλου. Αποδείχτηκε ότι κάτω από το φλοιό του πάγου νερού που καλύπτει την επιφάνεια του υπάρχει ένας υπόγειος υγρός ωκεανός. Κάτω από τον ωκεανό και λόγω της παλιρροιακής τριβής που γίνεται εξαιτίας της εγγύτητας του Εγκέλαδου με τον Κρόνο, υπάρχει ενέργεια που ζεσταίνει το εσωτερικό του ωκεανού και μέσα σε αυτό το βάθος γίνεται μία διάβρωση πετρωμάτων μέσω της κυκλοφορίας του νερού. Στο νότιο πόλο του μάλιστα σπάει ο πάγος και βγαίνουν πίδακες νερού από ρωγμές που όμως δεν είναι μόνο νερό. Υπάρχουν ίχνη αζώτου, οργανικές ουσίες, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, άλατα και περίπλοκες ουσίες τις οποίες δεν μπόρεσε να μετρήσει το Cassini διότι δεν είχε τα κατάλληλα όργανα. Ανακαλύφθηκε όμως μοριακό υδρογόνο. Τι σημαίνει αυτό; Είναι γνωστό ότι το μοριακό υδρογόνο βρίσκεται στις ρωγμές στο βάθος των ωκεανών της Γης όπου υπάρχουν γαιοσκώληκες άρα για να υπάρχει αυτό το μοριακό υδρογόνο σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχει κάποια μορφή μικροβιακής ζωής στον Εγκέλαδο. Αυτά τα φαινόμενα θα εξερευνηθούν, συζητάμε ήδη για αποστολές στον Εγκέλαδο οι οποίες θα εστιάσουν την έρευνά τους στην πιθανή ύπαρξη κάποιας βιολογικής δραστηριότητας.

Είναι η Αστροβιολογία η νέα ειδικότητα του Διαστημικού μέλλοντος;
Η Αστροβιολογία ήταν πάντοτε ένας στόχος του διαστημικού προγράμματος, ως γενικός αντικειμενικός σκοπός. Είναι η γη μοναδική; Είμαστε μόνοι; Υπάρχει βιολογική δραστηριότητα στο ηλιακό μας σύστημα ή κάπου αλλού στον Γαλαξία και στο Σύμπαν; Αυτές οι ερωτήσεις δεν έχουν απαντηθεί επομένως θα συνεχίσουν να είναι ερωτήσεις. Όσο πιο εξειδικευμένες παρατηρήσεις μπορούμε να κάνουμε που να εστιαστούν στην ανακάλυψη κάποιου είδους χημείας και βιολογικής δραστηριότητας, τόσο αυτός ο κλάδος της Βιολογίας θα συνεχίσει να εξελίσσεται. Διότι αγγίζει την υπαρξιακή ερώτηση της ζωής. Για φανταστείτε να αποδειχθεί ότι υπάρχει κάποια βιολογική δραστηριότητα στον Άρη, παραδείγματος χάριν στις υπόγειες δεξαμενές που υπάρχει υγρό νερό και να φέρουμε δείγματα από αυτές στη Γη, να τις μελετήσουμε στο εργαστήριο και να επιβεβαιώσουμε απολιθωμένα μικρόβια ή πραγματικά ζωντανά μικρόβια; Αυτό θα είναι ανατρεπτική ανακάλυψη. Θα έχουν πρόβλημα και ορισμένες θρησκείες.

Ο Αστεροειδείς Eros που ανήκει στα «μπάζα» του διαστήματος θα μπορούσε να απειλήσει επικίνδυνα τη Γη; Τι προγραμματισμός υπάρχει για το 2022 σχετικά με την πρώτη δοκιμή πλανητικής άμυνας;
Κάποιοι αστεροειδείς σαν τον Έρωτα που έχουν ελλειπτικές τροχιές με περιήλιο πιο κοντά στον Ήλιο από ότι η τροχιά της Γης κάποτε ενδέχεται να μας απειλήσουν. Υπάρχει ένα πρόγραμμα το DART(Double Asteroid Redirection Test – Δοκιμή Εκτροπής του Αστεροειδή Δίδυμου) το οποίο το κατασκευάζουμε στο Johns Hopkins και ο σκοπός του είναι να πλησιάσουμε τον αστεροειδή Δίδυμο που είναι ένας μεγάλος βράχος και έχει ένα μικρό δορυφόρο και να προσπαθήσουμε να ρίξουμε το διαστημόπλοιο με μεγάλη ταχύτητα πάνω στο δορυφόρο και έπειτα να μετρήσουμε κατά πόσον άλλαξε την τροχιά του. Αυτή είναι μία δοκιμή για το πόσο θα μπορέσει η Γη κάποτε να αμυνθεί αν κάποιος αστεροειδής κατευθύνεται σε αναμενόμενη σίγουρη σύγκρουση μαζί της. Είναι ένα τεστ που θα γίνει για πρώτη φορά. Στη δουλειά μας εμείς οτιδήποτε κάνουμε είναι για πρώτη φορά (γέλιο). Η εκτόξευση του DART θα γίνει Ιούλιο 2021 και σύγκρουση με το Δίδυμο τον Σεπτέμβριο 2022. Σχετικά όμως για τον αστεροειδή Eros που αναφέρατε είμαστε ασφαλείς για τουλάχιστον 13 εκατομμύρια χρόνια!

Θα μπορέσουμε εμείς οι γήινοι να πραγματοποιήσουμε διαστρικά ταξίδια;
Πιστεύω πως όχι. Οι αποστάσεις στο Διάστημα είναι τεράστιες. Το πιο κοντινό πλανητικό σύστημα είναι το Άλφα Κενταύρου σε απόσταση 41 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Είναι 2.000 φορές πιο μακριά από εκεί που έχει φτάσει το Voyager, το γρηγορότερο διαστημόπλοιο που στείλαμε ποτέ στο Διάστημα. Αν είχαμε ένα διαστημόπλοιο έξι φορές πιο γρήγορο από το Voyager, δηλαδή 350.000χιλ./ώρα, για ταξίδι μετ’ επιστροφής στο Άλφα Κενταύρου θα χρειαστεί 26.000 χρόνια! Οι αποστάσεις είναι τόσο τεράστιες άρα και οι δυνατότητες για να φτάσουμε σε κάποιο προορισμό εκτός του ηλιακού μας συστήματος είναι μηδαμινές.

Σκεφτείτε λίγο τη Γη μας. Έχει ηλικία 4,5 δισεκατομμύρια έτη. Οι άνθρωποι υπάρχουν στη Γη ένα με δύο εκατομμύρια χρόνια. Ο πολιτισμός υπάρχει τα τελευταία ας πούμε 10.000 χρόνια. Ανακαλύψαμε τα ραδιοκύματα πριν από περίπου 100 χρόνια, εκπέμποντας σήματα από τους ραδιοσταθμούς και τις τηλεοράσεις ότι υπάρχουμε, ότι είμαστε εδώ, που σημαίνει ότι αυτά τα σήματα έχουν ταξιδέψει 100 έτη φωτός. Αν σκεφτούμε ότι η διάμετρος του Γαλαξία είναι 150.000 έτη φωτός φανταστείτε πόσο μακριά είναι τα άλλα ηλιακά συστήματα. Συν του ότι δεν ξέρει κανένας ότι είμαστε εδώ αφού μόνο τα τελευταία 100 χρόνια έχουμε δώσει σήματα ζωής ενώ η Γη υπάρχει 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Εάν είχε υπάρξει κάποιος πολιτισμός στο Γαλαξία που κοίταξε κάποτε προς την περιοχή μας οι πιθανότητες είναι ότι δεν θα βρήκε τίποτα.

Τελικά είμαστε ή δεν είμαστε μόνοι μας στο Σύμπαν;
Οπωσδήποτε όπου υπάρχει βιολογική δραστηριότητα υπάρχει και πολιτισμός. Είναι εγωιστικό να πιστεύουμε ότι είμαστε η μόνη σφαίρα στο Σύμπαν που έχει αυτού του είδους τη δραστηριότητα. Ο Μητρόδωρος ο Χίος (Έλληνας φιλόσοφος του 4ου αιώνα π.Χ.) στο Περί Φύσεως σύγγραμμα του είχε πει πολύ εύστοχα: το να πιστεύει κανείς ότι η ζωή αναπτύχθηκε μόνο στη Γη είναι το ίδιο σαν να πιστεύει ότι από όλους τους σπόρους που έσπειρε ο γεωργός σε ένα χωράφι μόνο ένας φύτρωσε. Δεν ξέρω αν θα έχουμε ποτέ αποδείξεις εκτός αν ανακαλύψουμε καινούργιους νόμους της Φυσικής που θα μας επιτρέπουν να κινούμαστε με μεγαλύτερη ταχύτητα από αυτή του φωτός.

Το 2018 πραγματοποιήθηκε η εκτόξευση μιας «τολμηρής» αποστολής που θα εξέταζε το ηλιακό στέμμα. Υλοποιήθηκε το όραμα σας;
Ναι. Περάσαμε ήδη από τον Ήλιο δύο φορές στις 5 Νοεμβρίου και στις 4 Απριλίου. Το διαστημόπλοιο «Parker Solar Probe» από τη Γη πήγε στην άλλη πλευρά του Ήλιου. Τις τελευταίες δύο εβδομάδες κατεβάζει δεδομένα, κάνουμε παρατηρήσεις και συγκεντρώνουμε πληροφορίες. Έχουμε ακόμα περί τις 24 τροχιές γύρω από τον Ήλιο και κάθε φορά το διαστημόπλοιο θα πηγαίνει όλο και πιο κοντά. Στα τελευταία περιήλια, η απόσταση θα φτάσει τα 6.000.000 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του Ήλιου. Αυτό σημαίνει ότι το αλεξήλιο του διαστημοπλοίου, δηλ. η επιφάνεια που είναι συνεχώς στραμμένη προς τον Ήλιο θα έχει φτάσει σε θερμοκρασία τους 1.377 βαθμούς Κελσίου! Αυτό είναι κάτι το οποίο δεν ήταν δυνατόν να συμβεί τα τελευταία 50 χρόνια γιατί δεν υπήρχε τεχνολογία. Την αναπτύξαμε όμως στο εργαστήριό μας και έτσι έγινε δυνατή αυτή η αποστολή.

Τι πρόκειται να γίνει στην Αθήνα το 2022;
Ο Διεθνής Διαστημικός Οργανισμός Έρευνας (COSPAR) με έδρα το Παρίσι διοργανώνει τα Συνέδρια Διαστημικής Επιστήμης κάθε δύο χρόνια σε διαφορετική ήπειρο. Το Γραφείο Διαστημικής Έρευνας και Τεχνολογίας της Ακαδημίας Αθηνών σε συνεργασία με την εταιρία AFEA, έχει αναλάβει την ευθύνη για το Συνέδριο του 2022 που θα διεξαχθεί στην Αθήνα και εμείς ως οι επικεφαλείς συντονιστές της Εθνικής Επιτροπής Διαστημικών Ερευνών θα το οργανώσουμε. Θα έρθουν περίπου 3.500 επιστήμονες από όλο τον κόσμο και θα γίνουν οι πιο σημαντικές ανακοινώσεις για ανακαλύψεις στο Διάστημα. Αυτό το συνέδριο δεν έχει γίνει ποτέ στην Ελλάδα και ελπίζουμε ότι θα είναι μια μεγάλη επιτυχία.

Πηγή: ethnos.gr (Βίκη Κουτρή)

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
web design by