σύμπαν (7 άρθρα)

Η εξωγήινη ζωή και το μέλλον της ανθρωπότητας στο σύμπαν

22 Νοεμβρίου 2022

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.

Πηγή

Κατηγορίες:

Φυσική & Φιλοσοφία

Tags: σύμπαν, εξωγήινη ζωή, ανθρωπότητα

Μια κλασική προσέγγιση της εξίσωσης διαστολής του σύμπαντος

3 Αυγούστου 2022

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ταχύτητα διαφυγής και διαστολή του σύμπαντος

Ένα κλασικό πρόβλημα απλής φυσικής είναι ο προσδιορισμός της ταχύτητας διαφυγής υ_δ ενός σώματος που εκτοξεύεται από την επιφάνεια ενός σφαιρκού και ομογενούς πλανήτη (χωρίς ατμόσφαιρα). Και όταν λέμε ταχύτητα διαφυγής εννοούμε την αρχική ταχύτητα που πρέπει να δοθεί σε ένα σώμα που βρίσκεται στην επιφάνεια του πλανήτη, έτσι ώστε να φτάσει σε άπειρη απόσταση με ταχύτητα ίση με το μηδέν (ακριβώς!). Δηλαδή να διαφύγει οριακά από το πεδίο βαρύτητας του πλανήτη.

Από την επιφάνεια ενός ενός πλανήτη μάζας Μ, και ακτίνας R εκτοξεύεται με ταχύτητα υ ένα σώμα μάζας m. Θεωρούμε ότι ο πλανήτης δεν διαθέτει ατμόσφαιρα.

Aν το σώμα εκτοξευθεί με ταχύτητα ίση με την ταχύτητα διαφυγής (υ=υ_δ), τότε εφαρμόζοντας την αρχή διατήρησης της ενέργειας θα έχουμε: $\frac{1}{2} m v_{\delta}^{2} - G \frac{m \, M}{r_{1}} = 0-G \frac{m \, M}{r_{2}}$ ή $\frac{1}{2} m v_{\delta}^{2} - G \frac{m \, M}{R} = 0 \,\,$ , και λύνοντας ως προς την ταχύτητα διαφυγής: $v_{\delta}=\sqrt{\frac{2GM}{R}}=\sqrt{\frac{8 \pi G \rho R^{2}}{3}} \,\,\, (1)$
(στο τελευταίο βήμα χρησιμοποιήθηκε η σχέση που συνδέει την μάζα με την πυκνότητα του σφαιρικού πλανήτη $M=\rho \frac{4}{3} \pi R^{3}$ )
Αν στο σώμα δοθεί αρχική ταχύτητα μικρότερη της ταχύτητας διαφυγής (υ<υ_δ), τότε το σώμα θα φτάσει σε ένα μέγιστο ύψος, όπου η ταχύτητά του θα μηδενιστεί και στη συνέχεια θα επιστρέψει στην επιφάνεια του πλανήτη.
Αν εκτοξευθεί με ταχύτητα μεγαλύτερη της ταχύτητας διαφυγής (υ>υ_δ), τότε το σώμα θα φτάσει σε άπειρη απόσταση από τον πλανήτη, με κάποια ταχύτητα.

Η εξίσωση (1) αποκτά «κοσμολογική σημασία» αν λυθεί ως προς την πυκνότητα: $\rho=3(v_{\delta}/R)^{2}/8 \pi G$ και αυθαίρετα θέσουμε $v_{\delta}/R=H$ όπου Η η σταθερά του Hubble. Έτσι, καταλήγουμε αναπάντεχα στην εξίσωση της κρίσιμης πυκνότητας του σύμπαντος ρ_c συναρτήσει της σταθεράς του Hubble: $\rho=\rho_{c}=\frac{3H^{2}}{8 \pi G}$ .
Η κρίσιμη πυκνότητα του σύμπαντος αποτελεί μια σημαντική κοσμολογική παράμετρο που καθορίζει την μοίρα του σύμπαντος:

αν η πυκνότητα του σύμπαντος ισούται με την κρίσιμη πυκνότητα, τότε το σύμπαν θα συνεχίσει να διαστέλλεται επ’ άπειρο, αλλά ο ρυθμός διαστολής του θα τείνει στο μηδέν,
αν είναι μικρότερη θα διαστέλλεται συνεχώς με πεπερασμένο ρυθμό διαστολής, και
αν είναι μεγαλύτερη, τότε το σύμπαν θα πάψει να διαστέλλεται και θα αρχίσει η συστολή του.

Η αναλογία με το σώμα που εκτοξεύεται από την επιφάνεια ενός πλανήτη είναι αν μη τι άλλο εντυπωσιακή!
Αυτή η αναλογία μας δείχνει ότι θα μπορούσαμε να προσεγγίσουμε και την εξίσωση που περιγράφει την διαστολή του συμπαντος, αποφεύγοντας τον δύσβατο (αλλά επιστημονικά ορθό) δρόμο της Γενικής Σχετικότητας, μέσα από την κλασική θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα.

Η εξίσωση της διαστολής του σύμπαντος

Κάνοντας τις ίδιες υποθέσεις όπως και στην Γενική Σχετικότητα, θεωρούμε ότι στο ομοιόμορφα διαστελλόμενο σύμπαν η ύλη των γαλαξιών και των άστρων που το αποτελούν κατανέμονται ομογενώς και ότι το σύμπαν φαίνεται το ίδιο από όποιοδήποτε σημείο του. Επιλέγουμε ως «κέντρο» του το τυχαίο σημείο K. Θα υπολογίσουμε το άθροισμα της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας και της κινητικής ενέργειας που έχει ο γαλαξίας Α μάζας m, που απέχει απόσταση r από το K.

Ο γαλαξίας Α που βρίσκεται σε απόσταση r από το ‘κέντρο’ Κ δέχεται βαρυτική δύναμη (F=mg_r=mGM_r/r²) μόνο από την ύλη που περικλείεται στην σφαιρική επιφάνεια ακτίνας r. Το αποτέλεσμα προκύπτει εύκολα εφαρμόζοντας το νόμο του Gauss για το βαρυτικό πεδίο.

H δυναμική ενέργεια του γαλαξία στο σημείο Α ως προς το κέντρο Κ θα είναι: $U=-\frac{GM_{r}m}{r}=-\frac{4 \pi}{3}G \rho \, m \, r^{2}$ , όπου $M_{r}=\rho \frac{4}{3} \pi r^{3}$ η μάζα που περικλείεται στην σφαιρική επιφάνεια ακτίνας r. Έτσι η ολική ενέργεια θα είναι:

$E=K+U=\frac{1}{2} m \dot{r}^{2}-\frac{4 \pi}{3}G \rho \, m \, r^{2} =\sigma \tau a \theta. \,\,\,(2)$

Για έναν άλλον γαλαξία που απέχει διαφορετική απόσταση από το Γ η ολική ενέργεια είναι διαφορετική. Η εξίσωση (2) μας δίνει την εξέλιξη της απόστασης r μεταξύ δυο γαλαξιών. Κι αυτό ισχύει για δυο οποιουσδήποτε γαλαξίες του σύμπαντος γιατί το θεωρούμε ομογενές. Το γεγονός αυτό μας επιτρέπει να επιλέξουμε ένα διαφορετικό σύστημα συντεταγμένων, γνωστό ως συν-κινούμενο (comoving) σύστημα συντεταγμένων, του οποίου οι συντεταγμένες ακολουθούν την διαστολή του σύμπαντος. Θεωρώντας την διαστολή ομοιόμορφη, η σχέση μεταξύ της απόστασης $\vec{r}$ και της συν-κινούμενης απόστασης $\vec{x}$ , μπορεί να γραφεί: $\vec{r}=R(t) \vec{x} \,\,\, (3)$
Το μέγεθος $R$ που εξαρτάται από τον χρόνο ονομάζεται παράγοντας κλίμακας και μετράει τον καθολικό ρυθμό διαστολής του σύμπαντος. Μας δείχνει πως αυξάνονται με τον χρόνο οι φυσικές αποστάσεις, αφού οι αποστάσεις στο σύστημα συντεταγμένων $\vec{x}$ είναι εξ ορισμού σταθερές.

Το διαστελλόμενο Σύμπαν σε μια τυπική κλίμακα λ. Το πλέγμα παριστάνει το συν-κινούμενο σύστημα συντεταγμένων που δεν αλλάζει με το χρόνο. Οι φυσικές αποστάσεις αυξάνονται αναλογικά με τον παράγοντα κλίμακας R(t) (πηγή).

Για παράδειγμα, αν o παράγοντας κλίμακας διπλασιαστεί $R(t_{2})=2R(t_{1})$ , σημαίνει ότι το σύμπαν έχει διασταλεί σε μέγεθος κατά έναν παράγοντα δυο, και θα μας έπαιρνε δυο φορές περισσότερο χρόνο να φτάσουμε από τον ένα γαλαξία στον άλλο.

Συνδυάζοντας τις εξισώσεις (2) και (3) προκύπτει: $E=\frac{1}{2}m \, \dot{R}^{2}x^{2}-\frac{4\pi}{3}\rho\,R^{2}x^{2}m \,\,$ ή αναδιατάσσοντας τους όρους: $\left( \frac{\dot{R}}{R} \right)^{2}=\frac{8 \pi G}{3} \rho + \frac{\frac{2E}{mx^{2}}}{R^{2}} \,\,$ $(4)$
Χρησιμοποιήσαμε το γεγονός ότι εξ ορισμού ισχύει $\dot{x}=0$ , αφού τα αντικείμενα παραμένουν σταθερά στις συν-κινούμενες συντεταγμένες.

Ο παράγοντας κλίμακας R και η σταθερά του Hubble H : Δεδομένου ότι $\vec{v}=\frac{d \vec{r}}{dt}=\frac{d(R \vec{x})}{dt}=\frac{\dot{R}}{R} \vec{r}$ τότε συγκρίνοντας με τον νόμο του Hubble $\vec{v}=H \vec{r}$ , προκύπτει ότι $H=\frac{\dot{R}}{R}$ .

Αρκεί τώρα στην εξίσωση (4) να κάνουμε την ουρανοκατέβατη αντικατάσταση $\frac{2E}{mx^{2}} =-kc^{2}$ για να πάρουμε την ‘εξίσωση της διαστολής του σύμπαντος‘ ή εξίσωση του Friedmann που δίνει η γενική σχετικότητα: $\left( \frac{\dot{R}}{R} \right)^{2}=\frac{8 \pi G}{3} \rho - \frac{kc^{2}}{R^{2}} \,\,\,$ (όπου $c$ η ταχύτητα του φωτός και $k$ μια σταθερά αμετάβλητη στον χώρο και στον χρόνο).
Xρησιμοποιώντας την σχέση της σταθεράς Hubble με τον παράγοντα κλίμακς $H=\frac{\dot{R}}{R}$ και την εξίσωση της κρίσιμης πυκνότητας $\rho_{c}=\frac{3H^{2}}{8 \pi G}$ , η εξίσωση Friedmann γράφεται: $\frac{8 \pi G}{3} (\rho - \rho_{c})=kc^{2}/R$ .
Ο γεωμετρικός παράγοντας $k$ παίρνει τις τιμές $k=0, +1, -1$ , που καθορίζουν την γεωμετρία και την εξέλιξη του σύμπαντος.
Η τιμή k=0 αντιστοιχεί στην μετρική του επίπεδου ευκλείδειου χώρου, η οποία περιγράφει το επίπεδο σύμπαν (τότε προκύπτει ρ=ρ_c , οπότε το σύμπαν θα συνεχίσει να διαστέλλεται επ’ άπειρο, αλλά ο ρυθμός διαστολής του θα τείνει στο μηδέν)
Η τιμή k=+1 αντιστοιχεί στην γεωμετρία τρισδιάστατης σφαίρας και περιγράφει το κλειστό σύμπαν (εδώ ισχύει ρ>ρ_c και το σύμπαν κάποτε θα πάψει να διαστέλλεται και θα αρχίσει η συστολή του).
Η τιμή k=-1 αντιστοιχεί στη γεωμετρία μιας υπερεπιφάνειας στο χώρο Minkowski και περιγράφει το ανοιχτό σύμπαν (στην περίπτωση αυτή ισχύει ρ<ρ_c και το σύμπαν θα διαστέλλεται συνεχώς με πεπερασμένο ρυθμό διαστολής).

Πηγή

Κατηγορίες:

Φυσική & Φιλοσοφία

Tags: σύμπαν, διαστολή του σύμπαντος, διαστολή

Ο εγκέφαλος, το internet και οι δομές του σύμπαντος αναπτύσσονται παρόμοια;

15 Σεπτεμβρίου 2020

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ο φυσικός Dmitri Krioukov του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας, πραγματοποίησε προσομοιώσεις που δείχνουν ότι οι δομές του σύμπαντος είναι πολύ πιθανό να αναπτύσσεται με τρόπο ανάλογο με εκείνον του εγκεφάλου. Οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι η ανάπτυξη του σύμπαντος έχει επίσης κοινά χαρακτηριστικά με την ανάπτυξη του Internet αλλά και των κοινωνικών δικτύων.

Απλή χαρτογράφηση μεταξύ δύο επιφανειών που αντιπροσωπεύουν τις γεωμετρίες του σύμπαντος και σύνθετων δικτύων, αποδεικνύει ότι η δυναμική της ανάπτυξης μεγάλων δομών και οι δομές τους είναι παρόμοιες.

Παγκόσμιος νόμος

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι ορισμένοι βασικοί φυσικοί νόμοι ελέγχουν την ανάπτυξη μικρότερων αλλά και μεγαλύτερων συστημάτων τα οποία ξεκινούν από την ηλεκτρική δραστηριότητα στον ανθρώπινο εγκέφαλο, επεκτείνονται στη λειτουργία και ανάπτυξη του Internet και των κοινωνικών δικτύων και φτάνουν μέχρι την επέκταση των γαλαξιών.

«Οι δυναμικές των μηχανισμών φυσικής ανάπτυξης είναι ίδιες για διαφορετικά δίκτυα είτε είναι ψηφιακά όπως το Internet και τα κοινωνικά δίκτυα είτε είναι δίκτυα που αφορούν τον εγκέφαλο» αναφέρει ο φυσικός Dmitri Krioukov επικεφαλής της έρευνας. «Όπως φαίνεται, υπάρχει ένας και μόνο θεμελιώδης νόμος της φύσης που κυβερνά όλα αυτά τα δίκτυα» σχολιάζει ένας άλλος φυσικός του Πανεπιστημίου του Χιούστον που δεν μετείχε στην έρευνα.

Η μελέτη

Οι ερευνητές σχεδίασαν μια προσομοίωση στην οποία το νεαρό Σύμπαν διασπάστηκε στις μικρότερες δυνατές μονάδες, τα κβάντα. Στη Φυσική, ο όρος κβάντο ή κβάντουμ αναφέρεται σε μια αδιάστατη μονάδα ποσότητας, ένα “ποσό από κάτι”. Για παράδειγμα ένα κβάντο φωτός είναι μία μονάδα φωτός, ένα φωτόνιο. Στην προσομοίωση τα κβάντα συνδέονταν σε ένα γιγάντιο κοσμικό δίκτυο και καθώς η προσομοίωση εξελισσόταν αυξανόταν συνεχώς ο συμπαντικός χωροχρόνος με αποτέλεσμα να αυξάνονται και οι διασυνδέσεις ανάμεσα στην ύλη και τους γαλαξίες και να αποκαλύπτεται σε βάθος χρόνου η ανάπτυξη του Σύμπαντος.

Όταν οι ερευνητές συνέκριναν την ανάπτυξη του Σύμπαντος με εκείνη των κυκλωμάτων του εγκεφάλου αλλά και εκείνη των κοινωνικών δικτύων διαπίστωσαν ότι όλα επεκτείνονται με παρόμοιους τρόπους.

«Είναι πιθανό ότι κάποιοι ακόμη άγνωστοι σε εμάς νόμοι της φύσης καθορίζουν τον τρόπο που τα δίκτυα αναπτύσσονται και μεταβάλλονται, από τα μικρότερα κύτταρα του εγκεφάλου μέχρι και τους μεγάλους γαλαξίες» αναφέρει ο Dmitri Krioukov .

Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Scientific Reports».

Πηγή: ΑΠΕ

Κατηγορίες:

Και κάτι άλλο...

Tags: εγκέφαλος, internet, σύμπαν

Αυτός είναι ο πιο λεπτομερής χάρτης της θέσης της Γης στο γνωστό σε μας Σύμπαν

12 Ιουνίου 2020

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Μια νέα μελέτη στο περιοδικό Nature διαπιστώνει ότι ο Γαλαξίας είναι μέρος ενός ευρύτερου υπερσμήνους 100.000 γαλαξιών γνωστών ως Laniakea ή μερικές φορές και Lenakaeia (Το όνομα αυτό σημαίνει “ανυπολόγιστοι ουρανοί” στη γλώσσα της Χαβάης).

Γνωρίζουμε ότι η Γη και το ηλιακό σύστημα βρίσκονται σε ένα από τους αναρίθμητους γαλαξίες, τον Γαλαξία μας . Αλλά πού ακριβώς βρίσκεται ο Γαλαξίας ανάμεσα στα δισεκατομμύρια άλλων γαλαξιών στο γνωστό σύμπαν;

Σε μια συναρπαστική μελέτη του 2014 μια ομάδα επιστημόνων χαρτογράφησε χιλιάδες γαλαξίες στο κοντινό μας σύμπαν, και ανακάλυψε ότι ο Γαλαξίας μας είναι μέρος ενός τεράστιου “υπερ-σμήνους” γαλαξιών που ονόμασαν Laniakea .

Αυτή η δομή είναι πολύ, πολύ, πολύ μεγαλύτερη από ό, τι είχαν ήδη συνειδητοποιήσει οι αστρονόμοι. Το Laniakea περιέχει περισσότερους από 100.000 γαλαξίες, εκτείνεται σε 500 εκατομμύρια έτη φωτός και μοιάζει κάπως έτσι (ο Γαλαξίας είναι απλώς ένα στίγμα που βρίσκεται σε μια από τις παρυφές του στα δεξιά)

Είναι δύσκολο να καταλάβει κάποιος το πόσο τεράστιο είναι αυτή η δομή. Κάθε ένα από αυτά τα σημεία του φωτός είναι ένας μεμονωμένος γαλαξίας. Κάθε γαλαξίας περιέχει εκατομμύρια, δισεκατομμύρια ή ακόμα και τρισεκατομμύρια αστέρια. Ω, και αυτό είναι μόνο η μικρή μας τοπική γωνιά ενός ακόμη ευρύτερου σύμπαντος. Υπάρχουν πολλά άλλα υπερσμήνη γαλαξιών εκεί έξω.

Πώς λοιπόν οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι υπήρχε αυτή η δομή – και πώς τη διέκριναν από άλλα υπερσμήνη;

Η ομάδα των επιστημόνων, με επικεφαλής τον Brent Tully του Πανεπιστημίου της Χαβάης, μελέτησε για πρώτη φορά την κίνηση περίπου 8.000 γαλαξιών στη γειτονιά μας. Με αυτόν τον τρόπο, θα μπορούσαν να χαρτογραφήσουν ορισμένα μοτίβα. Το σύμπαν γενικά επεκτείνεται από την εποχή του Big Bang . Όμως, η ομάδα διαπίστωσε, επίσης, ότι και η βαρύτητα τραβούσε προς τα μέσα κάποιους γαλαξίες.

Αυτό τους βοήθησε να φτιάξουν ένα γράφημα, όπου υπάρχουν οι γαλαξίες που απομακρύνονται από εμάς και οι γαλαξίες που κινούνται προς εμάς.

Αυτό, με τη σειρά του, τους έκανε να δημιουργήσουν έναν χάρτη των τροχιών κατά μήκος των οποίων κινούνται όλοι οι γαλαξίες και οριοθετούν ορισμένα όρια.

Ο παρακάτω χάρτης δείχνει μερικά από τις τροχιές εντός του ευρύτερου υπερσμήνους των γαλαξιών μας. Υπάρχει μια ιδιαίτερα πυκνή περιοχή που ονομάζεται “Ο μεγάλος ελκυστής” (με κόκκινο χρώμα) που τραβά αργά αργά τον Γαλαξία μας και πολλούς άλλους γαλαξίες προς αυτόν:

Το ενδιαφέρον είναι ότι αυτή η σούπερ δομή είναι πολύ μεγαλύτερη από ό, τι είχε συνειδητοποιήσει ο καθένας. Οι αστρονόμοι είχαν ομαδοποιήσει εδώ και πολύ καιρό τον Γαλαξία, την Ανδρομέδα και άλλους γαλαξίες γύρω μας στο υπερσμήνος της Παρθένου , το οποίο περιείχε περίπου 100 ομάδες γαλαξιών.

Αλλά όπως βρήκαν ο Tully και οι συνάδελφοί του, και όπως δείχνει ο παραπάνω χάρτης, αυτό το υπερσμήνος της Παρθένου είναι μέρος ενός πολύ μεγαλύτερου σούπερσμήνους – της Laniakea.

Τι συμβαίνει λοιπόν όταν σμικρύνουμε αυτό τον χάρτη; Οι επιστήμονες σημειώνουν ότι η Laniakea συνορεύει με έναν άλλο υπερσμήνος γνωστό ως Περσέας-Ιχθύς. Και οι επιστήμονες καθόρισαν τα σύνορα εκεί όπου οι γαλαξίες αποκλίνουν σταθερά:

Τι συμβαίνει όμως όταν σμικρύνουμε ακόμη περισσότερο τον χάρτη ; Ακόμη και η Laniakea και ο Περσέας-Ιχθύς είναι μόνο ένας μικρός θύλακας του πολύ ευρύτερου σύμπαντος. Αυτό το σύμπαν αποτελείται από κενά και πυκνά υπερσμήνη γαλαξιών. Μοιάζει με αυτό το σχήμα:

Εξακολουθούμε βεβαίως να μην έχουμε λεπτομερείς χάρτες για τον κάθε τελευταίο γαλαξία του υπερσμήνους εκεί έξω. Αλλά τώρα έχουμε ένα για το δικό μας κοντινό υπερσμήνος – και αυτό είναι σίγουρα μια αρχή.

Πηγή: physics4u.gr

Κατηγορίες:

Φυσική & Φιλοσοφία

Tags: γη, γαλαξίας, σύμπαν, θέση Γης

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

28 Σεπτεμβρίου 2019

| 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

Tags: διάστημα, σύμπαν, εξωγήινοι, εξωγήινη ζωή, Κιπ Θορν

Το super τηλεσκόπιο LSST που θα μας βοηθήσει να "δούμε" στο σύμπαν

4 Σεπτεμβρίου 2017

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Οι κοσμολόγοι πιστεύουν ότι υπάρχει ένα είδος ενέργειας που εκτείνεται παντού στο Σύμπαν και βοηθά στην επιταχυνόμενη διαστολή του. Η ενέργεια αυτή έχει ονομαστεί «σκοτεινή» και η ύπαρξή της είναι η πιο αποδεκτή υπόθεση για να εξηγήσει παρατηρήσεις από το 1990 και έπειτα που δείχνουν ότι το Σύμπαν διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό.

Εκτός από την σκοτεινή ενέργεια οι κοσμολόγοι έχουν υποδείξει και την ύπαρξη μιας μυστηριώδους ύλης στο Σύμπαν την οποία έχουν ονομάσει επίσης «σκοτεινή». Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία αυτή η σκοτεινή ύλη συνεισφέρει κατά μεγάλο ποσοστό στη συνολική μάζα του Σύμπαντος. Η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να παρατηρηθεί απευθείας από τηλεσκόπια. Δεν εκπέμπει ούτε απορροφά φως ή άλλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε σημαντικό βαθμό. Αντίθετα, η ύπαρξη και οι ιδιότητές της βασίζονται στις βαρυτικές επιδράσεις πάνω στην ορατή ύλη, στην ακτινοβολία και τη μεγάλης κλίμακας δομή του Σύμπαντος. Συνίσταται από υποθετικά σωματίδια ύλης άγνωστης σύνθεσης, τα οποία δεν εκλύουν ούτε αντανακλούν επαρκώς ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ώστε να μπορούν να γίνονται άμεσα ανιχνεύσιμα από τα γνωστά αστρονομικά όργανα παρατήρησης.

Στο Καθιερωμένο Πρότυπο της Κοσμολογίας, η συνολική ύλη-ενέργεια του Σύμπαντος φαίνεται να περιέχει 4,9% συνήθη (ορατή) ύλη, 26,8% σκοτεινή ύλη και 68,3% σκοτεινή ενέργεια.

Το τηλεσκόπιο

Για να ρίξει λίγο φως στα δύο σκοτεινά μυστήρια του Σύμπαντος κατασκευάζεται ένα νέο πανίσχυρο τηλεσκόπιο. To LSST (Large Synoptic Survey Telescope) βρίσκεται σε προχωρημένο στάδιο κατασκευής και αν δεν υπάρξει κάποιο απρόοπτο θα ξεκινήσει να λειτουργεί στην Χιλή το 2022.

Δείτε ένα βίντεο για το τηλεσκόπιο LSST:

Για διάστημα δέκα ετών το LSST θα χαρτογραφήσει δισεκατομμύρια άστρα και γαλαξίες παρέχοντας έτσι στους επιστήμονες ένα όγκο δεδομένων. Τα δεδομένα θα επιτρέψουν στους αστρονόμους σε πρώτο επίπεδο να μελετήσουν την εξέλιξη των γαλαξιών, να εντοπίσουν δυνητικά επικίνδυνους αστεροειδείς, να παρατηρήσουν ετοιμοθάνατα άστρα να εκρήγνυνται και να αποκαλυφθούν νέα στοιχεία για διάφορα αντικείμενα του Διαστήματος αλλά και κοσμικά φαινόμενα. Η επιστημονική κοινότητα ευελπιστεί όμως ότι τα δεδομένα αυτά θα βοηθήσει τους ειδικούς να κατανοήσουν καλύτερα την λειτουργία της σκοτεινής ενέργειας και τον ρόλο της σκοτεινής ύλης.

Η κάμερα του τηλεσκοπίου, η οποία θα έχει μέγεθος αυτοκινήτου και βάρος σχεδόν τριών τόνων, θα κατασκευαστεί στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή SLAC στην Καλιφόρνια. Ενα σύστημα μετακινούμενων φίλτρων μπροστά στην κάμερα θα επιτρέπει παρατηρήσεις σε ένα μεγάλο εύρος μηκών κύματος, από το εγγύς υπεριώδες μέχρι το εγγύς υπέρυθρο. Ο Πολ Ο’ Κόνορ, επιστήμονας του Εθνικού Εργαστηρίου Μπρουκχέιβεν των ΗΠΑ που συμμετέχει στην κατασκευή της κάμερας αναφέρθηκε στο νέο τηλεσκόπιο στην ιστοσελίδα Atlas Obscura.

Ο Πολ Ο'Κόνορ φωτογραφίζεται με ένα από τα μέρη της τεράστιας κάμερας του τηλεσκοπίου LSST. Credit: Brookhaven National Lab — Ο Πολ Ο’Κόνορ φωτογραφίζεται με ένα από τα μέρη της τεράστιας κάμερας του τηλεσκοπίου LSST (φωτό: Brookhaven National Lab)

«Ολα τα τηλεσκόπια που διαθέτουν κάμερες κατασκευάστηκαν πριν την ανακάλυψη της σκοτεινής ενέργειας. Περιμένουμε το LSST να χαρτογραφήσει οτιδήποτε υπάρχει στον ουράνιο θόλο της Γης και να βοηθήσει στον εντοπισμό της σκοτεινής ύλης. Η λειτουργία του τηλεσκοπίου όχι μόνο θα προσφέρει ένα τεράστιο όγκο νέων στοιχείων για το Σύμπαν αλλά ίσως αλλάξει δραματικά αυτά που θεωρούμε ως σταθερά και θεμελιώδη χαρακτηριστικά της λειτουργίας του» αναφέρει ο Ο’ Κονορ.

Κατηγορίες:

Και κάτι άλλο..., Νέα

Tags: σύμπαν, τηλεσκόπιο

20 πράγματα που ίσως δεν ξέρατε για το σύμπαν

13 Δεκεμβρίου 2016

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Υπήρξε μια περίοδος στην παιδική ηλικία σχεδόν όλων μας που θέλαμε να γίνουμε αστροναύτες. Δεν γνωρίζαμε το γιατί. Ίσως ήταν η πρώτη μας επαφή με κάτι τόσο άγνωστο, όπως είναι το σύμπαν, που μας εξίταρε την περιέργεια.

Μετά από λίγους μήνες ή χρόνια, ο ‘επαγγελματικός’ μας προσανατολισμός άρχιζε να στρέφεται προς πιο συμβατικά επαγγέλματα, όπως είναι αυτά του δασκάλου, του τραγουδιστή και του ποδοσφαιριστή. Οτιδήποτε, όμως, είχε σχέση με το σύμπαν δεν έπαυε να μας σαγηνεύει. Είτε αυτό λεγόταν ‘X-Files’ είτε μια εκδρομή με το σχολείο στο Πλανητάριο.

Ακόμα και από όταν ενηλικιωθήκαμε, το γεγονός πως ‘η αλήθεια βρίσκεται εκεί έξω’, δεν σταμάτησενα μας απασχολεί. Κάθε νέα ανακάλυψη, κάθε νέα θεωρία, κάθε νέα πρόταση σχετικά με το σύμπαν (είτε πρόκειται για μύθο είτε για πραγματικότητα) μας εξάπτει το ενδιαφέρον. Εδώ, όμως, θα βάλουμε στην άκρη τους μύθους και θα μιλήσουμε για 21 μεγάλες αλήθειες που αφορούν στο σύμπαν που μας φιλοξενεί.

1. Το σύμπαν είναι περίπου 15 δισ. ετών.

2. Ένα βασικό πρόβλημα σχετικά με τον υπολογισμό της ηλικίας του σύμπαντος είναι πως υπάρχουν άστρα στο γαλαξία μας με ηλικία που υπολογίζεται μεταξύ 14 δισ. και 18 δισ. ετών. Οπότε ή τα άστρα είναι νεώτερα ή το σύμπαν γηραιότερο από τους αρχικούς υπολογισμούς.

3. Μία μέρα στον Ερμή διαρκεί όσο περίπου 59 μέρες στη Γη.

4. Η ατμόσφαιρα της Γης έχει δημιουργηθεί από αέρια που προήλθαν από ηφαίστεια.

5. Το καλοκαίρι στον πλανήτη Ουρανό ο ήλιος δεν δύει για 20 χρόνια. Το χειμώνα, το σκοτάδι διαρκεί για 20 χρόνια. Το φθινόπωρο ο ήλιος ανατέλλει και δύει κάθε 9 ώρες.

6. Οι αστροναύτες κάνουν μαθήματα scuba diving, τα οποία τους βοηθούν στους ‘περιπάτους’ στο διάστημα.

7. Η καρδιά ενός αστεριού φτάνει μέχρι και τους 16.000.000 βαθμούς κελσίου. Ένας κόκκος άμμου με τέτοια θερμοκρασία θα μπορούσε να σκοτώσει άνθρωπο σε απόσταση 150 χιλιομέτρων.

8. Ο ήλιος είναι 300.000 φορές πιο βαρύς από τη Γη, παρόλο που το μεγαλύτερος μέρος του είναι φτιαγμένο από υδρογόνο και ήλιο, δύο από τα πιο ελαφριά αέρια στο σύμπαν.

9. Η βαρύτητα της Σελήνης είναι ίση με το 17% της βαρύτητας της Γης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι αστροναύτες στο φεγγάρι να μπορούν να κάνουν άλματα μέχρι και 4 μέτρα ύψος.

10. Στην επιφάνεια του φεγγαριού υπάρχουν μεγάλες μαύρες κηλίδες που ονομάζονται ‘θάλασσες’ γιατί αυτό νομίζαμε ότι ήταν παλιότερα. Πρόκειται, όμως, για λάβα προερχόμενη από αρχαία ηφαίστεια.

11. Τα φωτεινότερα αστέρια του ουρανού δεν είναι στα αλήθεια αστέρια, αλλά πλανήτες. Είναι ο Δίας, η Αφροδίτη, ο Άρης και ο Ερμής.

12. Υπάρχουν πάνω από 20 τρις γαλαξίες στο σύμπαν.

13. Λέμε ότι το ηλιακό μας σύστημα αποτελείται από 9 πλανήτες μεταξύ των οποίων συμπεριλαμβάνουμε και τον Πλούτωνα. Ο Πλούτωνας, όμως, δεν είναι πλανήτης. Είτε πρόκειται για φεγγάρι που έχει φύγει από την αρχική του τροχιά είτε για αστεροειδή.

14. Ένας δορυφόρος ή ένα διαστημόπλοιο το οποίο θέλει να μπει σε τροχιά 200 χλμ από τη Γη, θα πρέπει να πετάξει με 8 χλμ/δευτερόλεπτο.

15. Ο ήλιος μας χρειάζεται 225.000.000 χρόνια για να κάνει το γύρο του γαλαξία.

16. Το μεγαλύτερο βουνό του ηλιακού μας συστήματος βρίσκεται στον Άρη και λέγεται ‘Όλυμπος’. Αποτελείται από βράχια και κόκκινη σκόνη. Το πλάτωμα της κορυφής του βρίσκεται σε υψόμετρο 27 χιλιομέτρων, παραπάνω από 3 φορές από το αντίστοιχο υψόμετρο του Έβερεστ (8.848 μέτρα).

17. Αν συμπυκνώναμε χρονικά την ηλικία του σύμπαντος σε 1 ημερολογιακό έτος, τότε συγκριτικά η ιστορία της ανθρωπότητας θα ανερχόταν στα 14 δευτερόλεπτα.

18. Τα βραδύπορα είναι ίσως το μοναδικό έμβιο ον που έχει επιβιώσει από τις πέντε μαζικές εξαφανίσεις της ζωής από τη Γη. Τα βραδύπορα έχουν οχτώ πόδια και το μέγεθος τους κυμαίνεται από 1,5 μέχρι 0,1 χιλιοστά. Επιβιώνουν σε θερμοκρασίες ως και 151, αλλά και -272 βαθμών Κελσίου.

19. Ένα χρόνος στην Αφροδίτη διαρκεί λιγότερο από μία μέρα στον ίδιο πλανήτη. Όλως περιέργως, η Αφροδίτη ολοκληρώνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον ‘Ηλιο πιο γρήγορα από ότι γύρω από τον εαυτό της.

20. Υπάρχουν πάνω από 8.000 αντικείμενα που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη. Τα περισσότερα είναι διαστημικά σκουπίδια ή συντρίμμια διαστημοπλοίων ή παλιότερων διαστημικών αποστολών.

21. Δεν υπάρχει μόνο ένα, αλλά πάρα πολλά σύμπαντα – συγκεκριμένα δέκα εις την πεντακοσιοστή- και δεν αποκλείεται στο μέλλον να δημιουργούμε σύμπαντα στο εργαστήριο, ενώ δεν αντιλαμβανόμαστε ότι πιθανότατα ζούμε σε δέκα διαστάσεις. Αυτή είναι μία νέα επιστημονική ιδέα που ανέπτυξε ο Δημήτρης Νανόπουλος, διακεκριμένος καθηγητής Φυσικής Υψηλών Ενεργειών του πανεπιστημίου του Τέξας A&M και τακτικό μέλος της Ακαδημίας Αθηνών.

Η πιο μεγάλη, ίσως, αλήθεια για το σύμπαν είναι το ότι παραμένει μυστηριώδες και ανεξερεύνητο. Γι’ αυτό και δεν πρόκειται ποτέ να πάψει να μας συναρπάζει και να μας δίνει αφορμές για συζητήσεις, προβληματισμούς και όνειρα.

______________________

Πηγή: oneman.gr

by Αντικλείδι , http://antikleidi.com

Κατηγορίες:

Νέα

Tags: 20 πράγματα, σύμπαν

ΑΡΘΡΑ

ΣΧΟΛΙΑ

σύμπαν (7 άρθρα)

Η εξωγήινη ζωή και το μέλλον της ανθρωπότητας στο σύμπαν

Μια κλασική προσέγγιση της εξίσωσης διαστολής του σύμπαντος

Ο εγκέφαλος, το internet και οι δομές του σύμπαντος αναπτύσσονται παρόμοια;

Αυτός είναι ο πιο λεπτομερής χάρτης της θέσης της Γης στο γνωστό σε μας Σύμπαν

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

***

Το super τηλεσκόπιο LSST που θα μας βοηθήσει να "δούμε" στο σύμπαν

Το τηλεσκόπιο

20 πράγματα που ίσως δεν ξέρατε για το σύμπαν

*******