Albert Einstein (4 άρθρα)

Ο Karl Schwartzild, οι μαύρες τρύπες και η αρχική άρνηση της ύπαρξής τους από τον Einstein.

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Η συζήτηση που έγινε το περασμένο έτος με αφορμή την πρώτη, ιστορική φωτογραφία μαύρης τρύπας στο Διάστημα είχε ένα επαναλαμβανόμενο μοτίβο: ότι επιβεβαιώθηκε για ακόμη μία φορά η Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας που ο Αϊνστάιν διατύπωσε το 1915. Έτσι είναι. Όμως μέσα σε όλη αυτή τη φασαρία ξεχάσαμε ένα όνομα: αυτό του Karl Schwartzild.

schwarchild

Το 1916, όταν o χαρισματικός Καρλ Σβάρτσιλντ  προέβλεψε την ύπαρξη μαύρων τρυπών, ο Αϊνστάιν, παρά τον θαυμασμό του προς τους υπολογισμούς του Σβάρτσιλντ, απέρριψε κάθε τέτοιο ενδεχόμενο, θεωρώντας ότι η φύση θα είχε κάποια ασφαλιστική δικλίδα ώστε να μην επιτρέψει μια τέτοια τερατωδία.

Ήταν με τις δικές του εξισώσεις που ο Αυστριακός αστροφυσικός (σημαντικό όνομα στον καιρό του), στην ουσία, υπέδειξε στον Αϊνστάιν ότι, με βάση τους νόμους της δικής του θεωρίας, η κατάρρευση ενός άστρου μεγάλης μάζας πρέπει λογικά να οδηγεί σε μια τερατωδία: σε ένα αδιανόητα μικροσκοπικό σημείο άπειρης πυκνότητας, σε κάτι δηλαδή σαν ρωγμή στην υφή του χωροχρόνου, από τις ασύλληπτες βαρυτικές δυνάμεις της οποίας ούτε και αυτό το φως δεν θα μπορούσε να ξεφύγει – με άλλα λόγια, σε αυτό που σήμερα γνωρίζουμε ως «μαύρη τρύπα». Την περίπτωση του Σβάρτσιλντ αφηγείται ο αστροφυσικός Κιπ Θορν (νομπελίστας το 2017 για τον εντοπισμό των βαρυτικών κυμάτων έπειτα από σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών) στο δίτομο «Μαύρες τρύπες και στρεβλώσεις του χρόνου. Η προκλητική κληρονομιά του Αϊνστάιν» (εκδ. Κάτοπτρο, 1999).

Ο Σβάρτσιλντ υπηρετούσε στο ρωσικό μέτωπο όταν έπεσε στα χέρια του το τεύχος των Πρακτικών της Πρωσικής Ακαδημίας Επιστημών της 25ης Νοεμβρίου του 1915, όπου και δημοσιευόταν η εργασία του Αϊνστάιν για τη Γενική Σχετικότητα. Οπως γράφει ο Θορν, «πολύ σύντομα επιχείρησε να ανακαλύψει τις προβλέψεις των νέων βαρυτικών νόμων του Αϊνστάιν για τα άστρα. (…) Ο υπολογισμός του ήταν κομψός και η γεωμετρία του καμπυλωμένου χωροχρόνου που προέβλεπε, η “Γεωμετρία Σβάρτσιλντ” όπως έγινε σύντομα γνωστή, έμελλε να επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό τις αντιλήψεις μας για τη βαρύτητα και το σύμπαν».

Η «Γεωμετρία Σβάρτσιλντ» προέβλεπε ότι για κάθε άστρο υπάρχει μια κρίσιμη περίμετρος, η οποία εξαρτάται από τη μάζα του: αυτό που παραξένεψε τον ίδιο τον Αϊνστάιν αλλά και ολόκληρη τη διεθνή κοινότητα των αστροφυσικών από το 1920 έως και το 1960, ήταν η πρόβλεψη για ένα άστρο με περίμετρο ακριβώς ίση με την κρίσιμη: σε αυτό, ο χώρος στη γειτονιά αυτού του άστρου είναι έντονα καμπυλωμένος και η διαστολή του χρόνου στην επιφάνειά του γίνεται άπειρη, δηλαδή ο χρόνος δεν κυλάει καθόλου, «παγώνει». Κατά συνέπεια, το φως «παγιδεύεται», το μήκος κύματός του γίνεται και αυτό άπειρο, άρα το άστρο πλέον πρέπει να φαίνεται απολύτως σκοτεινό.

Ο Σβάρτσιλντ απέστειλε στον Αϊνστάιν δύο εργασίες του βασισμένες στη δική του θεωρία. Ηταν στη δεύτερη όπου αναπτυσσόταν ο ακριβής υπολογισμός της καμπυλότητας του χωροχρόνου στο εσωτερικό του άστρου και ο Αϊνστάιν τη διάβασε στη Πρωσική Ακαδημία Επιστημών, στο Βερολίνο στις αρχές του 1916. Αλίμονο, την επόμενη φορά που ο Αϊνστάιν θα μιλούσε για τον Σβάρτσιλντ στην Πρωσική Ακαδημία θα ήταν για να ανακοινώσει τον θάνατό του στο ρωσικό μέτωπο από μεταδοτική ασθένεια.

Ομως, και πάλι, ο Σβάρτσιλντ δεν ήταν ο πρώτος που προέβλεψε κάτι τέτοιο. Ο Βρετανός φυσικός, φιλόσοφος Τζον Μίτσελ, το μακρινό 1783, έκανε λόγο για ετοιμοθάνατα άστρα με «κρίσιμη περίμετρο» που θα πρέπει λογικά να απορροφούν το φως και να εμφανίζονται σκοτεινά.

Δεκατρία χρόνια μετά, το 1796, ο Γάλλος φυσικός φιλόσοφος Πιερ-Σιμόν Λαπλάς έκανε ευρέως γνωστή την ίδια πρόβλεψη στο περίφημο έργο του «Το σύστημα του κόσμου». Αυτά σε μια εποχή όπου το φως εκλαμβάνεται ως συλλογή από σωματίδια. Ωστόσο, η ανακάλυψη της συμβολής του φωτός ως κύμα, υποχρέωσε τον Λαπλάς να παραλείψει τα περί «σκοτεινών άστρων» από τις κατοπινές εκδόσεις του «Συστήματος του κόσμου».

Στα τέλη της δεκαετίας του 1930 η «Γεωμετρία Σβάρτσιλντ» ήταν πια γνωστή ως «Ανωμαλία Σβάρτσιλντ», ακριβώς επειδή αυτό που συμβαίνει με τις μαύρες τρύπες είναι μια ανωμαλία. Η «Ανωμαλία Σβάρτσιλντ» επανήλθε στο προσκήνιο με μια εργασία του Ρόμπερτ Οπενχάιμερ το 1939, η οποία συζητήθηκε έντονα αλλά οποιαδήποτε περαιτέρω συζήτηση εγκαταλείφθηκε εξαιτίας του πολέμου. Η αστροφυσική έδωσε τη θέση της στην πυρηνική φυσική για πολεμικούς σκοπούς με τα γνωστά αποτελέσματα. Ουσιαστικά, όλοι οι μεγάλοι επιστήμονες της Αμερικής που ασχολήθηκαν με αυτό που αργότερα έγινε γνωστό ως «μαύρες τρύπες», συμμετείχαν στα μεγάλα αμερικανικά ατομικά προγράμματα.

Θα χρειαστεί να φτάσουμε στο 1967, όταν σε μια σχετική διάλεξη του κορυφαίου Αμερικανού φυσικού Τζον Αρτσιμπαλντ Ουίλερ, μπροστά στη δυσφορία του καθηγητή του σχετικά με το πώς πρέπει να ονομαστούν αυτές οι «αστρικές ανωμαλίες», ένας φοιτητής πέταξε: «Γιατί όχι μαύρες τρύπες;» Αυτό ήταν. Επρόκειτο για μια πολύ ελκυστική ονομασία που θα ζήλευε ένας καλός διαφημιστής.

Πίσω όμως στο 1916, όταν o χαρισματικός Σβάρτσιλντ ουσιαστικά προέβλεψε τη μαθηματική ύπαρξή τους, ο Αϊνστάιν, παρά τον θαυμασμό του προς τους υπολογισμούς του Σβάρτσιλντ, απέρριψε κάθε ενδεχόμενο πραγματικής ύπαρξής τους, θεωρώντας ότι η φύση θα είχε κάποια ασφαλιστική δικλίδα ώστε να μην επιτρέψει μια τέτοια τερατωδία. Τώρα πια ξέρουμε ότι εδώ ο Αϊνστάιν έκανε λάθος και ότι η φύση είναι πολύ πιο αλλόκοτη και από την πιο τρελή φαντασία. 

Πηγή: physics.gr/blog

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Η πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας [και γιατί είναι σημαντική]

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Για πρώτη φορά στην ιστορία της αστρονομίας έχουμε τη δυνατότητα να δούμε την πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας ή μάλλον το τι υπάρχει γύρω από μια μαύρη τρύπα, αφού οι μαύρες τρύπες είναι στην πραγματικότητα αόρατες, καθώς απορροφούν οτιδήποτε εντός τους, ακόμη και το φως.

Το περιβάλλον της τερατώδους μαύρης τρύπας στο γαλαξία M87

Το περιβάλλον της τερατώδους μαύρης τρύπας στην καρδιά του γαλαξία M87

Πρόκειται για την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στον γαλαξία  που ονομάζεται Messier 87 ή Α της Παρθένου, έχει μάζα 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την μάζα του Ήλιου(!) και διάμετρο 40 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα (τρία εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη Γη). O γαλαξίας Μ87 απέχει 52 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

focus_figure_1_resized

Εικόνες της μαύρης τρύπας M87* που προέκυψαν από την έρευνα που πραγματοποιήθηκε το 2017

Τις εικόνες παρουσίασε η συνεργασία Event Horizon Telescope που αποτελείται από ένα δίκτυο τηλεσκοπίων σε διάφορα μέρη του κόσμου. Η διασύνδεση των τηλεσκοπίων ισοδυναμεί με ένα τεράστιο εικονικό τηλεσκόπιο με μέγεθος σχεδόν όσο η Γη. Με αυτό τον τρόπο, δημιουργείται αρκετή δυνατότητα μεγέθυνσης, ώστε να απεικονισθεί η περιοχή γύρω από μια μαύρη τρύπα, ιδίως του λεγόμενου «ορίζοντα γεγονότων», δηλαδή της «περιμέτρου» πέρα από την οποία τίποτε δεν μπορεί να δραπετεύσει, ούτε το φως (γι’ αυτό, άλλωστε, μια μαύρη τρύπα λέγεται…μαύρη).

Αυτό που ανιχνεύει το υπερ-τηλεσκόπιο Event Horizon είναι η ακτινοβολία που εκπέμπει η μαύρη τρύπα, καθώς οι διεργασίες που εξελίσσονται εντός της προϋποθέτουν θερμοκρασίες που μετρώνται σε δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Τα επιμέρους τηλεσκόπια συγκεντρώνουν δεδομένα από την παρατήρηση, τα οποία κατόπιν τροφοδοτούνται σε πανίσχυρους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Η Τεχνητή Νοημοσύνη αναλαμβάνει να επεξεργαστεί τάχιστα ωκεανούς πληροφοριών και να συνθέσει εικόνες. Αυτές είναι και οι «φωτογραφίες» από την μαύρη τρύπα Μ87* που αποκαλύπτονται σήμερα.

Βίντεο: Στην σκιά μιας μαύρης τρύπας

Πηγή: iopscience.iop.org/journal

Κατηγορίες:
Νέα

Γεώργιος Μοσχίδης: Ένας έλληνας επιστήμονας βραβεύεται από το Πανεπιστήμιο του Princeton για το έργο του

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

   Νωρίτερα μέσα στο 2018, ο Γεώργιος Μοσχίδης, διδακτορικός φοιτητής των μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο του Princeton, τιμήθηκε για το έργο του στην Γενική Θεωρία της Σχετικότητας με το βραβείο Porter Ogden της Jacobus Fellowship, μιας υποτροφίας - βραβείου που δίδεται σε έναν μόνο διδακτορικό φοιτητή από καθένα εκ των τεσσάρων πανεπιστημιακών τμημάτων (Τμήμα Ανθρωπιστικών Σπουδών, Τμήμα Κοινωνικών Επιστημών, Τμήμα Φυσικών Επιστημών και Τμήμα Μηχανικής) και αποτελεί την ανώτατη διάκριση για τους φοιτητές του Princeton. Ειδικότερα, το βραβείο καλύπτει τα έξοδα του τελευταίου έτους φοίτησης στο Princeton και δίδεται στον φοιτητή που το έργο του χαρακτηρίζεται από την ύψιστη ακαδημαϊκή αριστεία.  

   Ο Γεώργιος Μοσχίδης, αποφοίτησε από την Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών (ΣΕΜΦΕ) του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου το 2013. Όπως αναφέρεται και στο βίντεο που ακολουθεί, εκεί γνώρισε και τον καθηγητή μαθηματικών του Princeton, Μιχάλη Δαφέρμο, ο οποίος δίνοντας ομιλία στη Σχολή, εντυπωσιάστηκε από τις συστάσεις των καθηγητών για τον Μοσχίδη και αποφάσισε να τον προωθήσει στο Princeton, αναλαμβάνοντας την επίβλεψη του διδακτορικού του.

   Στο πλαίσιο της διατριβής του, όπως αναφέρεται στο βίντεο, έλυσε δύο διάσημες ανοικτές εικασίες (μαθηματικές προτάσεις / προβλήματα) στην κλασική γενική σχετικότητα, την θεωρία βαρύτητας που διαμόρφωσε ο Αλβέρτος Άινστάιν το 1915.

   Η διατριβή του, «Stability and instability results in general relativity», παρέχει την πρώτη ενδελεχή απόδειξη της αστάθειας του Anti-de Sitter (AdS) χωρόχρονου παρουσία ύλης. «Παρόλο που η αστάθεια του AdS χωρόχρονου απουσία ύλης παραμένει ανοιχτό ζήτημα, οι ιδέες και οι τεχνικές που αναπτύσσονται στο πλαίσιο της διατριβής μου, καθιστούν αυτήν την εικασία πιο διαχειρίσιμη», λέει ο Μοσχίδης. «Συνεπώς, είμαι αισιόδοξος ότι στα χρόνια που έρχονται, θα είμαι σε θέση να κάνω πρόοδο στο ζήτημα της εδραίωσης της εικασίας της αστάθειας AdS»

   Ο Μοσχίδης έχει βραβευτεί με την υποτροφία Stanley J. Seeger Fellowship, από το Κέντρο Seeger για τις Ελληνικές Σπουδές και, επίσης, έλαβε το Θωμαΐδειο Βραβείο από το 2009 ως το 2013 στην ΣΕΜΦΕ του ΕΜΠ.

   Ο «σύμβουλος» του Μοσχίδη, Μιχάλης Δαφέρμος, καθηγητής μαθηματικών, αποκάλεσε την απόδειξη του Μοσχίδη «ιδιοφυή» και την έκδοσή της το 2018 «σπουδαία επιρροή για μελλοντικές εξελίξεις στα μαθηματικά της γενικής σχετικότητας»

«Το αποτέλεσμα του Μοσχίδη, ήταν, ίσως, η πιο αυθεντική μαθηματική εξέλιξη που έχω δει στην γενική σχετικότητα τα τελευταία χρόνια», προσέθεσε ο Δαφέρμος.

Η περίπτωση του Γεωργίου Μοσχίδη, αποτελεί μία ανάμεσα στις πολλές των Ελλήνων που διαπρέπουν στο εξωτερικό, φέροντας τις πανανθρώπινες επιστημονικές γνώσεις που προσφέρονται στα ελληνικά πανεπιστήμια και την ιδιαίτερη αγάπη των Ελλήνων για τις επιστήμες, τις τέχνες και τον πολιτισμό. 

 

 

 

 

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Το μυστικό για να μαθαίνεις οτιδήποτε: Οι συμβουλές του Einstein στον γιό του!

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Το 1915 ο 36χρονος Albert Einstein είχε μόλις ολοκληρώσει το δισέλιδο αριστούργημα που θα έφερνε επανάσταση στη σύγχρονη φυσική και θα αναδείκνυε τις προσπάθειες των φυσικών σε διεθνή φήμη και δόξα, τη θεωρία της γενικής σχετικότητας. Πριν δημοσιευτεί, ο Einstein σταμάτησε για μια στιγμή και έγραψε ένα εγκάρδιο και ευγενικό γράμμα στον τότε 11χρονο γιο του Hans Albert, ο οποίος ζούσε με τη μητέρα του και τον μικρό του αδερφό, Eduard “Tete” Einstein, στη Βιέννη.

Το γράμμα (εμφανίζεται παρακάτω), όπως και οι περισσότερες αλληλογραφίες του Einstein, λάμπει από πατρική σοφία και μιλάει για κάτι που οι περισσότεροι άνθρωποι θα πρέπει πάντα να αναλογίζονται: πώς να μαθαίνουν.


'' Αγαπημένε μου Albert,

Χθες έλαβα το γράμμα σου και ήμουν πολύ χαρούμενος με αυτό. Φοβόμουν εδώ και καιρό ότι δεν θα μου ξαναέγραφες πλέον. Μου είπες όταν ήμουν στη Ζυρίχη, ότι ήταν παράξενο για σένα όταν ήρθα στη εκεί. Επομένως, νομίζω ότι είναι καλύτερα αν μέναμε μαζί σε ένα διαφορετικό μέρος, όπου κανένας δεν θα επηρεάσει την άνεσή μας. Σε κάθε περίπτωση θα προτρέψω ότι κάθε χρόνο ξοδεύουμε έναν ολόκληρο μήνα μαζί, έτσι ώστε να βλέπεις ότι έχεις ένα πατέρα που σε λατρεύει και αγαπάει. Μπορείς επίσης να μάθεις πολλά καλά και όμορφα πράγματα από μένα, κάτι το οποίο κάποιος άλλος δεν μπορεί να σου το προσφέρει τόσο εύκολα. Ό,τι έχω καταφέρει μέσα από τόση κουραστική δουλειά δεν πρέπει να είναι μόνο εκεί για τους ξένους, αλλά ειδικά για τα δικά μου παιδιά. Αυτές τις μέρες έχω ολοκληρώσει ένα από τα πιο όμορφα έργα στη ζωή μου, όταν μεγαλώσεις, θα σου μιλήσω για αυτό.Είμαι πολύ ευχαριστημένος που βρήκες χαρά με το πιάνο. Αυτό και η ξυλουργική είναι κατά τη γνώμη μου οι καλύτερες ασχολίες για την ηλικία σου, καλύτερες ακόμα και από το σχολείο. Γιατί αυτά είναι πράγματα που ταιριάζουν πολύ σε ένα νέο άτομο, όπως είσαι εσύ. Κυρίως να παίζεις πράγματα στο πιάνο που σε ευχαριστούν, ακόμα και αν ο δάσκαλος δεν σου τα έχει αναθέσει. Αυτός είναι ο τρόπος για να μαθαίνεις περισσότερα, όταν, δηλαδή, κάνεις κάτι με τόσο μεγάλη ευχαρίστηση, με αποτέλεσμα να μην καταλαβαίνεις ότι ο χρόνος περνάει. Μερικές φορές είμαι τόσο απορροφημένος στη δουλειά μου, που ξεχνάω το μεσημεριανό μου γεύμα.

Φίλησέ μου τον Tete

Ο μπαμπάς.

Χαιρετίσματα στη μαμά. ''


 

Σίγουρα ο Άλμπερτ Αϊνστάιν αποτελεί ένα εξαιρετικό παράδειγμα, βαθιάς κατανόησης της γνωστικής λειτουργίας του ανθρώπου. Πόσο αρμονικά και αποτελεσματικά μαθαίνουν οι άνθρωποι όταν ασχολούνται με κάτι που αγαπούν, ή το κάνουν με τον τρόπο που αγαπούν; Μάλλον η άποψη του πιο γνωστού φυσικού στην Ιστορία δεν θα έπρεπε να μας περάσει απαρατήρητη.

Αυτός είναι ο τρόπος για να μαθαίνεις περισσότερα, όταν, δηλαδή, κάνεις κάτι με τόσο μεγάλη ευχαρίστηση, με αποτέλεσμα να μην καταλαβαίνεις ότι ο χρόνος περνάει.

Πηγή: http://ethernews.com από brainpickings

Κατηγορίες:
Νέα
web design by