Φυσική & Φιλοσοφία (201 άρθρα)

Πώς να υπολογίσετε το μέγεθος ατόμων, χρησιμοποιώντας μόνο μολύβι και χαρτί

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

O Λόρδος Rayleigh το 1890, πρότεινε το εξής απλό πείραμα για την εκτίμηση του μεγέθους των ατόμων ή των μορίων: τοποθετούμε μια μικρή ποσοτήτα λαδιού όγκου V0, σε μια καθαρή επιφάνεια νερού και υπολογίζουμε το εμβαδόν S που καταλαμβάνει σ’ αυτή. Μπορεί κανείς να εκτιμήσει το πάχος της επιφάνειας h του απλωμένου λαδιού από την σχέση h = V0/S. Το πάχος αυτό, αν το στρώμα λαδιού ήταν μονομοριακό, μας δίνει μια εκτίμηση για το μέγεθος των μορίων του λαδιού. Στο αντίστοιχο πείραμα που περιγράφεται ΕΔΩ προκύπτει η τιμή ~2·10–9 m.

Το μέγεθος των ατόμων εκτίμησε και ο Αϊνστάιν το 1905, στην διδακτορική του διατριβή με τίτλο «Ένας νέος προσδιορισμός των μοριακών διαστάσεων», όπου εκτιμά το μέγεθος των μορίων της ζάχαρης περίπου~5·1010 m.

Ένα απλούστερο πείραμα, παρόμοιο με αυτό του Rayleigh, μπορεί να γίνει ανά πάσα στιγμή χρησιμοποιώντας μολύβι και χαρτί.

Για καλύτερες μετρήσεις μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ανταλλακτικό μηχανικού μολυβιού – συνήθως έχουν κυλινδρικό σχήμα ακτίνας R και μήκους ℓ. Ο όγκος του υπολογίζεται από την σχέση Vκ=πR2ℓ.

Στη συνέχεια, κρατώντας το μολύβι κάθετα στο χαρτί (κατά προτίμηση μιλιμετρέ) τραβάμε μια γραμμή μήκους L. Tότε στην επιφάνεια του χαρτιού δημιουργείται ένα λεπτότατο στρώμα γραφίτη σε σχήμα (περίπου) ορθογωνίου παραλληλεπιπέδου, με διαστάσεις L(μήκος), 2R(πλάτος) και ύψος h. O όγκος του στρώματος γραφίτη θα είναι:  Vπ=2RLh. Αν χαράξουμε Ν γραμμές μήκους L, τότε ο συνολικός όγκος του γραφίτη στο χαρτί θα είναι :

Vπ=Ν2RLh      (1)

Μετά από αυτή τη διαδικασία, προφανώς το μήκος του μολυβιού μειώνεται σε ℓ'<ℓ. Συνεπώς απλώθηκε στο χαρτί όγκος γραφίτη

Vκ’=πR2(ℓ–ℓ’)    (2)

Οι όγκοι των εξισώσεων (1) και (2) θεωρούνται ίσοι, οπότε h=\pi \frac{R(\ell -\ell')}{2NL}.

Στη δημοσίευση με τίτλο «A simple estimation of the size of the molecules using a pencil lead» , οι Esquivel et al αναφέρουν μετρήσεις με μολύβια HB (οι εργοστασιακές τιμές τους είναι ℓ=60mm και 2R=0.5mm), από τις οποίες προέκυψε για το ύψος του στρώματος γραφίτη h~3,9·108 m. Η τιμή αυτή αποτελεί ένα άνω όριο στην εκτίμηση του μεγέθους των ατόμων του άνθρακα. Παρατηρείστε ότι η διάμετρος του ατόμου άνθρακα που υπολογίζεται ΕΔΩ είναι 2,2·1010 m. Η τιμή που προσδιορίστηκε πειραματικά «με μολύβι και χαρτί» είναι 176% μεγαλύτερη. Δεν πρέπει να μας απογοητεύει αυτή η μεγάλη απόκλιση, δεδομένου ότι οι ακριβείς μετρήσεις μονοατομικών επιφανειών γραφενίου σε κατάλληλα εξοπλισμένα εργαστήρια δίνουν τιμές πάχους από 2·10−9m έως 2·10−8m!

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Πώς ένα κοινό άστρο θα γίνει πιο λαμπερό και από τον Σείριο έως το τέλος του αιώνα

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Αναμένεται να εκραγεί γύρω στο 2083. Θα μετατραπεί σε μια πολύ φωτεινή «νόβα», ίσως τόσο λαμπερή όσο η Αφροδίτη

Ένα διπλό άστρο, το V Sagittae -πρόκειται για ένα ζευγάρι πολύ κοντινών άστρων που φαίνονται σαν ένα- αναμένεται να εκραγεί γύρω στο 2083 και να γίνει έτσι τόσο λαμπερό, που προσωρινά θα ξεπεράσει σε φωτεινότητα κάθε άλλο άστρο στον ουρανό της Γης, ακόμα και τον Σείριο, ο οποίος σήμερα είναι το φωτεινότερο άστρο τη νύχτα.

Το άστρο, γνωστό και ως V Sge, βρίσκεται στον αστερισμό του Βέλους και είναι σήμερα τόσο αχνό, που φαίνεται οριακά ακόμη και με μεσαίου μεγέθους τηλεσκόπια. Όμως, σύμφωνα με προβλέψεις αστρονόμων -μεταξύ των οποίων ένας Έλληνας της διασποράς- που παρουσιάστηκαν στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στη Χαβάη, αυτό το αφανές άστρο πρόκειται να σκεπάσει κάθε άλλο στο νυχτερινό ουρανό, όταν μετατραπεί σε μια πολύ φωτεινή «νόβα», ίσως τόσο λαμπερή όσο η Αφροδίτη.

Οι αστρονόμοι Μπράντλεϊ Σέφερ (καθηγητής) και Μάνος Χατζόπουλος (επίκουρος καθηγητής) του Τμήματος Φυσικής και Αστρονομίας του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Λουιζιάνα, εκτιμούν ότι τις επόμενες δεκαετίες το συγκεκριμένο άστρο θα αυξήσει γρήγορα τη φωτεινότητα του, ώσπου γύρω στο 2083 (με περιθώριο συν/πλην 16 χρόνια) αναμένεται να εκραγεί με μια έκρηξη λάμψης.

Το V Sagittae αποτελείται από ένα κοινό άστρο σε τροχιά γύρω από ένα άλλο άστρο λευκό νάνο, που πλησιάζουν ολοένα περισσότερο μεταξύ τους. Εκτιμάται ότι το ζευγάρι έχει αυξήσει κατά δέκα φορές τη φωτεινότητά του στη διάρκεια του τελευταίου αιώνα. Η τελική συγχώνευση τους θα δημιουργήσει ένα ενιαίο τεράστιο άστρο, που θα είναι ορατό πλέον με γυμνό μάτι, αν και με το πέρασμα του χρόνου η φωτεινότητα του θα μετριαστεί.

Πηγή: skai.gr

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Project Silica: αποθήκευση δεδομένων σε κρύσταλλο για αιώνες!

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Πριν από ένα μήνα περίπου, οι ειδικοί των εργαστηρίων έρευνας της Microsoft έκαναν μια σημαντική ανακοίνωση: Στο πλαίσιο του προγράμματος “Project Silica”, να αποθηκεύσουν δεδομένα σε ένα κομμάτι κρυσταλλικού γυαλιού.

Χρησιμοποιώντας προηγμένου τύπου λέιζερ, οι επιστήμονες του Project Silica κατάφεραν να κωδικοποιήσουν τα δεδομένα σε γυαλί, δημιουργώντας τρισδιάστατες εγχαράξεις και παραμορφώσεις, σε διάφορα βάθη και υπό διαφορετικές γωνίες στο εσωτερικό ενός κομματιού γυαλιού, διαστάσεων 75Χ75 χιλιοστών και πάχους μόλις 2 χιλιοστών.

Ειδικοί αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης «διαβάζουν» τα αποθηκευμένα δεδομένα, αποκωδικοποιώντας εικόνες και σχέδια/σχήματα που δημιουργούνται καθώς μια ακτίνα πολωμένου φωτός διαπερνά το κομμάτι γυαλιού που δεν ξεπερνάει σε μέγεθος ένα σουβέρ. Όσο για την επιλογή, οι ερευνητές της Microsoft επέλεξαν να αποθηκεύσουν σε αυτό το πρωτοεμφανιζόμενο νέο μέσο αποθήκευσης, την πρώτη blockbuster ταινία του Hollywood που έκανε αναφορές σε παρόμοια τεχνολογία και ενδεχομένως αποτέλεσε την έμπνευση: την κλασσική ταινία Superman, του 1978.

Το σκληρό γυαλί με βάση το πυρίτιο (quartz) είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη βύθιση σε νερό, έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες, παραμόρφωση από έκθεση σε μικροκύματα και μαγνητική ακτινοβολία, αλλά και την χάραξη. Γενικά, φαίνεται ότι μπορεί να αντιμετωπίσει ιδανικά περιβαλλοντικούς κινδύνους, γεγονός που σύμφωνα με τους επιστήμονες της Microsoft το κάνει ιδανικό για την διατήρηση πολύτιμων ιστορικών αρχείων και πολιτιστικών θησαυρών που συνήθως επηρεάζονται από τέτοιους παράγοντες.

Η επιτυχής εγγραφή αλλά και αναπαραγωγή δεδομένων από αυτό το κομμάτι γυαλί λειτούργησε ως «απόδειξη έννοιας» για το σύνολο του Project Silica. Όπως δηλώνει ο Marc Russinovich, Chief Technology Officer του Azure, η εφαρμογή της Microsoft που θα κερδίσει τα μέγιστα από αυτή την ανακάλυψη, : «Το να αποθηκεύσουμε την ταινία Superman σε γυαλί και να καταφέρουμε να την αναπαράγουμε επιτυχώς ήταν ένα σημαντικό ορόσημο για εμάς. Δεν ισχυρίζομαι ότι έχουμε απαντήσεις για κάθε ερώτημα, αλλά πλέον φαίνεται ότι είμαστε στην φάση του πειραματισμού και της βελτίωσης, αντί απλά να αναρωτιόμαστε “μπορούμε να το κάνουμε;”».

Αποτέλεσμα εικόνας για project silica

Η σημαντική αυτή ανακάλυψη έγινε σε συνεργασία με τα στούντιο της Warner Bros, που ανέκαθεν αναζητούσαν νέες τεχνολογίες για να αποθηκεύσουν με ασφάλεια την εκτενή και ιστορική τους «βιβλιοθήκη» ταινιών, ανάμεσα στις οποίες συγκαταλέγεται η “Casablanka” αλλά και χιλιάδες άλλων αρχείων από ραδιόφωνο, κινηματογράφο, θέατρο, τηλεόραση και δεκάδες μέσα. Για χρόνια αναζητούσαν μια νέα τεχνολογία η οποία θα αντιστεκόταν στο πέρασμα του χρόνου αλλά και τις αντίξοες περιβαλλοντικές, όπως και πιθανούς απρόβλεπτους παράγοντες όπως ηλιακές καταιγίδες, χωρίς να απαιτεί συγκεκριμένες συνθήκες αποθήκευσης. Εξού και μόλις έμαθαν ότι η Microsoft ανέπτυσσε μια τέτοια τεχνολογία, όπως είπε και η Chief Technology Officer της Warner Bros, Vicky Colf:

“Ήταν σαν φάρος στο σκοτάδι για εμάς, μόλις πληροφορηθήκαμε ότι η Microsoft είχε αναπτύξει τέτοια τεχνολογία, θέλαμε να βοηθήσουμε να αποδειχθεί!».

Η ανακάλυψη αυτή είναι μιας στρατηγικής σημασίας εξέλιξης καθώς μπορεί να σημάνει το τέλος των ακριβών, αλλά και όχι 100% εγγυημένων, μέσων αποθήκευσης πληροφοριών. Οι ποσότητες πληροφοριών που καλείται να αποθηκεύσει η ανθρωπότητα είναι αστρονομικές, ενώ οι μέχρι τώρα διαθέσιμες τεχνολογίες είναι περιοριστικές καθώς έχουν ορισμένη διάρκεια ζωής και μπορεί να υποστούν βλάβες από εξωτερικούς παράγοντες. Οι σκληροί δίσκοι συνήθως απαιτούν αντικατάσταση σε βάθος χρόνου πενταετίας, οι μαγνητικές ταινίες σε 7 χρόνια και η συνεχής εξέλιξη των μέσων κάνει την αναβάθμιση τους μια μόνιμη, καθώς και ακριβή, υπόθεση.

Με την αποθήκευση σε γυαλί το κόστος αποθήκευσης δεδομένων μπορεί να μειωθεί δραστικά, καθώς τα λέιζερ που εγγράφουν την πληροφορία δεν την αποτυπώνουν απλά σε μια επιφάνεια, αλλά την εγγράφουν απευθείας στη δομή του γυαλιού, αλλάζοντάς την και επιτρέποντας έτσι στο γυαλί αυτό να τη διατηρήσει για αιώνες αναλλοίωτη. Επιπλέον, η αποθήκευση σε γυαλί θα μειώσει το περιβαλλοντικό κόστος του data storage καθώς το γυαλί δεν απαιτεί συγκεκριμένες θερμοκρασίες για την αποθήκευσή του, όπως συμβαίνει επί του παρόντος με τις μαζικές εγκαταστάσεις αποθήκευσης δεδομένων, ούτε χρειάζεται να απορροφά την υγρασία από την ατμόσφαιρα ώστε να τις διατηρεί αναλλοίωτες.

Πηγή: kathimerini.gr

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

20 χρόνια από την επιβράδυνση του φωτός από την φυσικό Lene Vestergaard Hau!

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Η Lene Vestergaard Hau – μια Δανέζα φυσικός που κλείνει σήμερα τα 60 – έγινε πρωτοσέλιδο πριν 10 χρόνια επιβραδύνοντας το φως στα 17 μέτρα το δευτερόλεπτο (ή μικρότερη κατά 18 εκατομμύρια φορές από την ταχύτητα του φωτός στο κενό) μέσα σε υπέρψυχρα νέφη ατόμων νατρίου υψηλής πυκνότητα.

https://berlingske.bmcdn.dk/media/cache/resolve/gallery_image/image/23/236933/9151837-saxo-photo.jpeg

Λίγο αργότερα, μια άλλη ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Texas A&M. το Κέντρο Αστροφυσικής Harvard και το Ινστιτούτο Κβαντικής Οπτικής Max Planck στη Γερμανία, με επικεφαλής τους καθηγητές Marian Scully και Edward Fry, ανακοίνωσε μετρήσεις παρόμοιες με αυτές της Hau, χρησιμοποιώντας όμως άλλα υλικά επιβράδυνσης αντί για νάτριο – άτομα ρουβιδίου ή κρυστάλλους πυριτικού υττρίου – με αποτέλεσμα να ακινητοποιήσουν τις δέσμες του λέιζερ και ακολούθως να τις ξεκινήσουν  και πάλι.

Η ταχύτητα του φωτός – 299. 792.458 μέτρα το δευτερόλεπτο στο κενό – είναι μια ακατανόητα υψηλή ταχύτητα. Αν διαδίδεται μέσα στο νερό η ταχύτητα του επιβραδύνεται σε περίπου 224.844.344 μέτρα το  δευτερόλεπτο, και σταματάνε μόνο όταν κτυπήσουν έναν τοίχο. Αλλά πριν το κατόρθωμα της Hau το φως ποτέ δεν έφτασε τα 17 μέτρα στο δευτερόλεπτο και ποτέ δεν συνέχισε να ταξιδεύει με τον ίδιο τρόπο, ανέπαφο και γεμάτο κβαντικές πληροφορίες.

Επειδή τα φωτόνια ταξιδεύουν πολύ μακριά και πολύ γρήγορα δίχως να επιβραδύνονται καθόλου, έχουν γίνει το επίκεντρο της έρευνας για την ανάπτυξη και τη βελτίωση κβαντικών υπολογιστών και την βελτίωση των οπτικών επικοινωνιών. Το έργο της Hau δεν είχε άμεση εφαρμογή στην κβαντική επικοινωνία, γιατί η πειράματα της γίνονταν στα συμπυκνώματα Bose-Einstein, υπέψυχρα άτομα που ενεργούν ως ένα γιγαντιαίο σύνολο. Ωστόσο, από τότε οι έρευνες έχουν σαν σκοπό να χρησιμοποιήσουν το φως για την αποθήκευση και την επεξεργασία των πληροφοριών. Με την ακινησία του φωτός οι ερευνητές έχουν ένα εργαλείο για την αποθήκευση των bit. Θεωρητικά, αυτό είναι ένα νέο είδος μνήμης και οι φυσικοί σκέπτονται να κάνουν ότι μπορούν για να την βελτιώσουν.

Η Lene Vestergaard Hau δεν είχε σκοπό να γίνει πειραματικός φυσικός. Η κατάρτιση της ήταν θεωρητική, αν και κατά τη δεκαετία του 1980 στη Δανία και στη συνέχεια στο CERN εργάστηκε πάνω στη συμπυκνωμένη ύλη. Με τον τρόπο αυτό ανακάλυψε  πώς να χρησιμοποιεί λέιζερ για να ψύχει άτομα σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Το 1988 ταξίδεψε στην Αμερική για να κάνει ομιλίες και να ικανοποιήσει την επιθυμία της να δει αν αυτή η χώρα ήταν πραγματικά σαν αυτή που έβλεπε στο σινεμά. Κι όπως κατάλαβε ήταν πράγματι μεγάλη χώρα, με μεγάλα αυτοκίνητα και ομιλητικούς, ανοικτούς ανθρώπους.

Η Lene Hau έλαβε το διδακτορικό της από το Πανεπιστήμιο του Aarhus στη Δανία το 1991, ενώ το 1989 έμεινε δύο χρόνια με υποτροφία στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Από το 1999 έως σήμερα είναι καθηγήτρια Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Harvard.

Η Hau όταν ήταν στην Αμερική επισκέφτηκε το Ινστιτούτο Rowland στο Καίμπριτζ, ένα μικρό μη κερδοσκοπικό Ινστιτούτο όπου είχε ιδρυθεί πρόσφατα. Εκεί συναντήθηκε με σπουδαίους φυσικούς – Michael Burns και Jene  Golovchenko – που την ενθάρρυναν να διερευνήσουν την ψυχρή ύλη αν και δεν είχαν εργαστεί ποτέ σε αυτόν τον τομέα. Η Hau δέχθηκε γιατί της άρεσε ότι το πεδίο αυτό ήταν νέο και καθόλου προβλέψιμο, λέει.

Η Lene Vestergaard Hau αρχικά (καλοκαίρι του 1997) έπρεπε να σχεδιάσει πώς θα είχε ένα σύνολο ατόμων νατρίου στο κενό και μάλιστα κοντά στο απόλυτο μηδέν. Δηλαδή να φτιάξει ένα υπέρψυχρο συμπύκνωμα Bose-Einstein. Αυτή η μορφή της ύλης την είχαν σκεφτεί θεωρητικά οι φυσικοί για πολλά χρόνια, έως ότου τρεις επιστήμονες – νομπελίστες τώρα – κατάφεραν να το κάνουν μόνο το 1995.

Η Hau επεδίωκε να χρησιμοποιήσει φως για να δοκιμάσει τις ιδιότητες του νέου αυτού είδους, όταν αποφάσισε να χρησιμοποιήσει το συμπύκνωμα για να παίξει με το φως. Το 1999, σε μία διάσημη πλέον διαπίστωση, έστειλε μια δέσμη φωτός από λέιζερ μέσα σε ένα συμπύκνωμα, αναγκάζοντας τα φωτόνια να παρεισφρήσουν μέσα στο εσωτερικό του. Όπως αναγνωρίζει και η ίδια ήταν ένα πολύ, πολύ δύσκολο πείραμα επειδή ήταν ακριβώς στο όριο του αδύνατου.

Τι όμως συνέβη στην πραγματικότητα;

Το συμπύκνωμα της Hau περιείχε άτομα νατρίου τοποθετημένα σε αυστηρά ακριβείς θέσεις με τη βοήθεια ενός μαγνητικού πεδίου, ενώ φωτιζόταν με δέσμες ‘σύζευξης’ λέιζερ, που χρησιμεύει για να κάνουν το συμπύκνωμα διαφανές σε μια συγκεκριμένη συχνότητα του φωτός που προέρχεται από ένα άλλο λέιζερ.

Όταν τα φωτόνια αυτής της ειδικής συχνότητας, που εκπέμπεται με ένα βραχύ παλμό από το δεύτερο λέιζερ, έπεσαν πάνω στο συμπύκνωμα, προκάλεσαν μια κβαντική κατάσταση σκότους. Αυτό σημαίνει ότι τα άτομα του νατρίου εισήλθαν σε κατάσταση επαλληλίας – είναι σε δύο ενεργειακές καταστάσεις ταυτόχρονα. Και καθώς τα φωτόνια συναντάνε αυτά τα άτομα,  έρχονται σε διεμπλοκή μαζί τους. Το εμπρόσθιο άκρο του παλμού του φωτός επιβραδύνεται οπότε το πίσω άκρο του παλμού το προφταίνει,  και έτσι το φως συμπιέζεται σαν ένα ακορντεόν στο συμπύκνωμα πάχους 100 μικρών.

Το φως είχε επιβραδυνθεί πειραματικά προηγουμένως κατά ένα παράγοντα 165 – δηλαδή σε 1.816.923 μέτρα ανά δευτερόλεπτο περίπου – με τη χρήση της τεχνικής της διαφάνειας της Hau. Αλλά κάνοντας το φως να ταξιδεύει μόνο με 17 μέτρα το δευτερόλεπτο, έδωσε μια παγκόσμια ώθηση προς αυτή την κατεύθυνση. Ήδη οι ερευνητές έχουν επιβραδύνει το φως σε θερμά αέρια, καθώς και σε κρυστάλλους και ημιαγωγούς σε θερμοκρασία δωματίου.

Η επιβράδυνση του φωτός οδήγησε την Hau να κάνει νέα πειράματα ακινητοποιώντας το και ξεκινώντας το όποτε ήθελαν. Έτσι, το 2001 η ίδια και οι συνάδελφοί της απενεργοποίησαν το λέιζερ σύζευξης και ανακάλυψε ότι ο παλμός του φωτός στο συμπύκνωμα εξαφανίστηκε. Το χαρακτηριστικό του σχήμα, το πλάτος και η φάση, ωστόσο, ήταν αποτυπωμένα στα άτομα του νατρίου. Όταν το λέιζερ σύζευξης επέστρεψε και πάλι, τότε η ενέργεια της διερχόμενης δέσμης λέιζερ, ανάγκασε τα τροποποιημένα άτομα του νατρίου να αλλάξουν επίπεδα ενέργειας, με την ελευθέρωση ενός φωτεινού παλμού με την ίδια φάση και ένταση με εκείνη που είχε αρχικά αποσταλεί από την συσκευή του λέιζερ. Το φως είχε έρθει μέσα στο υλικό με πληροφορίες, μεταφέρθηκαν στην ύλη και εξαφανίστηκε. Τότε η ύλη παρήγαγε νέο φως με την ίδια πληροφορία. Διατηρήθηκε η όποια πληροφορία και εμφανίστηκε λίγο αργότερα.

Το 2007 η Hau και δύο μέλη του εργαστηρίου, Naomi Ginsberg και Sean Garner, πήγαν ένα βήμα πιο πάνω διαβιβάζοντας τα χαρακτηριστικά του παλμού του φωτός μεταξύ δύο συμπυκνωμάτων BEC, περίπου, 160 µm μακριά. . Έστειλαν ένα παλμό από το λέιζερ (που θέλουμε να περάσει) στο πρώτη συμπύκνωμα, για να επιβραδυνθεί. Ακολούθως έγινε απενεργοποίηση του δεύτερου λέιζερ που παράγει την δέσμη σύζευξης. Ο παλμός του  φωτός από το πρώτο λέιζερ εξαφανίστηκε, αλλά προτού κοινοποιήσει πληροφορίες σχετικά με το πλάτος και τη φάση του στα άτομα του νατρίου. Αυτά τα άτομα είχαν επίσης δεχθεί μια ώθηση λόγω της σύγκρουσης τους με τα φωτόνια, ενώ η ορμή τα προώθησε έξω από το πρώτο συμπύκνωμα, προς ένα μικρό κενό και προς το δεύτερο συμπύκνωμα. Μόλις τα άτομα – ένα υλικό αντίγραφο των φωτονίων που εξαφανίστηκαν – έφτασαν στο δεύτερο συμπύκνωμα, τότε το λέιζερ σύζευξης άναψε και πάλι. Τότε τα άτομα  αυτά, πρόθυμα να συμμετάσχουν στο δεύτερη συμπύκνωμα, άλλαξαν επίπεδα ενέργειας, απελευθερώνοντας φωτόνια με την ακριβή φάση και ένταση αυτών που είχαν εγγραφεί στο πρώτο συμπύκνωμα.

Όπως εξηγεί η Hau μεταφέροντας το φως σε ύλη και πάλι πίσω σημαίνει ότι οι κβαντικές πληροφορίες μπορούν να υποβάλλονται σε επεξεργασία. Οι οπτικές ίνες μπορούν έτσι να μεταφέρουν κβαντικές πληροφορίες σε μεγάλες αποστάσεις, και στη συνέχεια μπορούμε να τις διαβάσουμε με την βοήθεια της ύλης.

Πηγή: physics4u.gr

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Οι χειρόγραφες σημειώσεις του Ισαάκ Νεύτωνα στα ελληνικά!

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Περισσότερες από 4000 σελίδες με σημειώσεις του Νεύτωνα είναι διαθέσιμες διαδικτυακά για το κοινό. Μπορούμε να τις δούμε  ΕΔΩ [Cambridge Digital Library]

…. ξεφυλλίζοντας τις σημειώσεις του επιφανούς φυσικού, βρίσκει κανείς κείμενα στα Ελληνικά, τα οποία γνώριζε πολύ καλά,

όπως άλλωστε και οι περισσότεροι ακαδημαϊκοί της εποχής του!

 

 

 

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Τι βρίσκεται μέσα σε μια μαύρη τρύπα;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Έχετε καταφέρει να ταξιδέψετε δεκάδες χιλιάδες έτη φωτός πέρα ​​από το ηλιακό σύστημα και ανυπομονείτε να κοιτάξετε στα βάθη των μεγάλων διαστρικών κενών. Έχετε παρακολουθήσει μερικά από τα πιο όμορφα και εξωφρενικά ισχυρά γεγονότα του σύμπαντος, από τις γεννήσεις νέων ηλιακών συστημάτων μέχρι τους κατακλυσμικούς θανάτους τεράστιων αστεριών. Και τώρα για το κύκνειο άσμα σας, πρόκειται να κάνετε κάτι μεγάλο: είστε έτοιμος να βουτήξετε στο πιο σκοτεινό μαύρο του Κόσμου, σε  μια γιγαντιαία μαύρη τρύπα και να δείτε τι βρίσκεται στην άλλη πλευρά αυτού του αινιγματικού ορίζοντα γεγονότων. Τι θα βρείτε μέσα; Διαβάστε γενναίοι εξερευνητές.

blackhole-simulation

Μια προσομοιωμένη εικόνα μιας μαύρης τρύπας

 

Σχεδόν κοντά στο τέρας

Πρώτον, πρέπει να ξεκαθαρίσουμε ορισμένα πράγματα. Υπάρχουν πολλά είδη μαύρων οπών: μερικές τεράστιες, μερικές μικρές, μερικές με ηλεκτρικά φορτία, μερικές χωρίς, και μερικές με γρήγορη περιστροφή και άλλων ιδιοτήτων. Για τους σκοπούς αυτής της περιπέτειας σε αυτή τη συγκεκριμένη ιστορία, θα παραμείνω στο απλούστερο δυνατό σενάριο: μια γιγαντιαία μαύρη τρύπα χωρίς ηλεκτρικό φορτίο και καμία περιστροφή. Φυσικά αυτό είναι σίγουρα μη ρεαλιστικό, αλλά εξακολουθεί να είναι μια διασκεδαστική ιστορία με άφθονη ψυχρή φυσική.

Από μακριά η μαύρη τρύπα είναι εκπληκτικά ήπια. Φαίνεται απλώς σαν ένα τεράστιο αντικείμενο, σχεδόν σαν οποιοδήποτε άλλο τεράστιο αντικείμενο. Η βαρύτητα είναι η βαρύτητα και η μάζα είναι μάζα – μια μαύρη τρύπα με τη μάζα της θα σας τραβήξει ακριβώς όπως ο ίδιος ο ήλιος. Το μόνο που λείπει είναι η υπέροχη θερμότητα και το φως και η ζεστασιά και η ακτινοβολία του. Αλλά αν νομίζετε ότι μπορείτε να περιφέρεστε γύρω της σε τροχιά σε μια ασφαλή απόσταση, σίγουρα θα μπορούσατε.

Αλλά γιατί ενοχλείστε να στρέφεστε γύρω της όταν μπορείτε να πάτε πιο μακριά;

Η ίδια η μαύρη τρύπα είναι μια ιδιαιτερότητα, ένα σημείο άπειρης πυκνότητας. Αλλά δεν μπορείτε να δείτε την ίδια την ιδιαιτερότητα. Περιβάλλεται από τον ορίζοντα γεγονότων , αυτό που γενικά και με σύνεση θεωρούμε την “επιφάνεια” της μαύρης τρύπας. Για να πάτε πιο πέρα, πρέπει πρώτα να τρυπήσετε αυτό το πέπλο.

Πέρα από τον ορίζοντα

Ο ορίζοντας συμβάντων ή γεγονότων δεν είναι ένα πραγματικό, φυσικό όριο. Δεν είναι μεμβράνη ή επιφάνεια. Απλά ορίζεται ως μια συγκεκριμένη απόσταση από την ιδιαιτερότητα, την απόσταση όπου αν πέσετε κάτω από αυτό το όριο, δεν μπορείτε να βγείτε. Καμιά διέξοδος.

Είναι η απόσταση από την ιδιαιτερότητα, όπου η βαρυτική έλξη είναι τόσο ακραία ώστε τίποτα, ούτε και το ίδιο το φως, μπορεί να ξεφύγει από τη μήνι της μαύρης τρύπας. Εάν επρόκειτο να πέσετε κάτω από αυτό το όριο και αποφασίσατε ότι μπορούσατε να εξερευνήσετε τη μαύρη τρύπα, τότε κάνατε πάρα πολύ άσχημα. Όσες ρουκέτες και πυραύλους βάλετε για να ξεφύγετε  δεν θα βρεθείτε μακρύτερα από την ιδιαιτερότητα. Είστε παγιδευμένοι. Καταδικασμένοι.

Αλλά όχι αμέσως. Έχετε λίγες στιγμές για να απολαύσετε την εμπειρία πριν συναντήσετε την αναπόφευκτη τελική κατάστασή σας, αν η “απόλαυση” είναι η σωστή λέξη. Ο χρόνος που χρειάζεται για να φτάσεις στην ιδιαιτερότητα εξαρτάται από τη μάζα της μαύρης τρύπας. Για μια μικρή μαύρη τρύπα (μερικές φορές η μάζα του ήλιου μετράει ως “μικρή”), δεν μπορείτε καν να ανοιγοκλείσετε το μάτι σας. Για μια γιγαντιαία, τουλάχιστον ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο μας, έχετε χρόνο όσο διαρκούν λίγοι καρδιακοί παλμοί για να ζήσετε αυτή τη μυστηριώδη γωνιά του σύμπαντος.

Αλλά θα φτάσετε στην ιδιαιτερότητα. Δεν έχετε επιλογή. Μέσα στον ορίζοντα συμβάντων, τίποτα δεν μπορεί να παραμείνει ακίνητο. Είστε αναγκασμένοι να κινηθείτε για πάντα. Και η ιδιαιτερότητα βρίσκεται μπροστά σας σε όλα τα δυνατά σας μέλλοντα.

Έξω από τον ορίζοντα συμβάντος της μαύρης τρύπας, μπορείτε να κινηθείτε προς οποιαδήποτε κατεύθυνση στο χώρο που σας αρέσει. Πάνω. Αριστερά. Η επιλογή είναι δική σου. Αλλά δεν έχει σημασία τι κάνετε (ή όχι) στο χώρο, πρέπει πάντα να ταξιδέψετε στο μέλλον σας. Απλά δεν μπορείτε να του ξεφύγετε.

Μέσα στον ορίζοντα συμβάντος μιας μαύρης τρύπας, αυτή η κοινή κατανόηση καταρρέει. Εδώ, ένα μόνο σημείο – η  ιδιαιτερότητα – βρίσκεται στο μέλλον σας. Απλά πρέπει να ταξιδέψετε προς την ιδιαιτερότητα. Στρίψτε αριστερά, γυρίστε, γυρίστε, δεν έχει σημασία – η  ιδιαιτερότητα παραμένει πάντα μπροστά σας. Και θα χτυπήσετε εκείνη την ιδιαιτερότητα σε ένα πεπερασμένο χρονικό διάστημα.

Ένα ραντεβού με άπειρο

Καθώς πέφτατε προς την ιδιαιτερότητα , δεν είστε καλυμμένοι με μαύρο χρώμα. Το φως από το περιβάλλον σύμπαν πέφτει με σας και συνεχίζει να πέφτει μετά από σας. Λόγω της ακραίας βαρύτητας, αυτό το φως μετατοπίζεται σε υψηλότερες συχνότητες και εξαιτίας της διαστολής του χρόνου, το εξωτερικό σύμπαν φαίνεται να επιταχύνεται, αλλά είναι ακόμα εκεί.

Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν είναι παράξενο.

Επειδή όλη η μάζα της μαύρης τρύπας συγκεντρώνεται σε ένα απείρως μικρό σημείο, οι διαφορές στη βαρύτητα πάνω στο σώμα σας είναι ακραίες. Είστε τεντωμένοι από το κεφάλι μέχρι τα πόδια με μια διαδικασία που εύστοχα ονομάζεται ως σπαγγετοποίηση (spaghettification). Και επιπλέον, είστε συμπιεσμένοι στο μέσον σας. Αυτή η συμπίεση λειτουργεί στις δέσμες φωτός που σας περιβάλλουν, συγκεντρώνοντας το φως που πέφτει σε μια φωτεινή μπάντα γύρω από τη μέση σας.

Η εικόνα σας για την ιδιαιτερότητα γίνεται γκροτέσκο και παραμορφώνεται επίσης. Είναι μαύρη – δεν την βλέπετε, γιατί βρίσκεται στο μέλλον σας και όπως και το μέλλον σας δεν ξέρετε με τι μοιάζει μέχρι να φτάσετε εκεί. Αλλά αντί να εμφανίζεται ως ένα μικροσκοπικό σημείο, οι τεράστιες διαφορές βαρυτικές διαφορές τεντώνουν αυτό το σημείο για να κατακλύσουν το μεγαλύτερο μέρος της εικόνα σας.

Καθώς πλησιάζετε την ιδιαιτερότητα, φαίνεται σαν να προσγειώνεστε στην επιφάνεια ενός τεράστιου, άχαρου, άδειου, μαύρου πλανήτη.

Όταν η ιδιαιτερότητα τεντώνεται εντελώς από ορίζοντα σε ορίζοντα, τότε την έχετε δει.

Και τι βρίσκεις εκεί; Δεν ξέρουμε. Θα ήταν ωραίο αν μπορούσατε να μας πείτε, αλλά, όπως είπαμε, τίποτα δεν διαφεύγει από μια μαύρη τρύπα, συμπεριλαμβανομένου και εσάς.

Πηγή: physics4u.gr

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Πώς θα επιβιώσετε στην ύπαιθρο εάν υπάρχουν κεραυνοί

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Όπως γνωρίζουμε εφαρμόζοντας ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο στο κλωβό Faraday (δηλαδή ένα αγώγιμο μεταλλικό δοχείο), τότε μηδενίζεται το πεδίο μέσα στον κλωβό. Αν έχουμε ένα αυτοκίνητο με μεταλλικά τοιχώματα παντού τότε στην πράξη είναι ένας κλωβός Faraday. Άρα για να σωθούμε από κεραυνό μπαίνουμε μέσα στο αυτοκίνητο, κλείνουμε τα παράθυρα και δεν ακουμπάμε αν είναι δυνατόν πουθενά. Η προστασία μειώνεται αν έχουμε κατεβασμένο ένα παράθυρο, καθώς αυξάνουμε την πιθανότητα να περάσει ο κεραυνός στο εσωτερικό και να κάψει τα ηλεκτρονικά. Στο κάμπριο συνήθως δεν υπάρχει μεταλλική οροφή οπότε κινδυνεύουμε.

lighting

Οι κεραυνοί πλήττουν περισσότερους από 250.000 ανθρώπους κάθε χρόνο παγκοσμίως

Το ίδιο συμβαίνει όταν χτυπάει κεραυνός τα αεροπλάνα. Οι επιβάτες δεν παθαίνουν ηλεκτροπληξία, γιατί το αεροπλάνο είναι ένας κλωβός Faraday.

Αν δεν έχουμε αυτοκίνητο τότε το πιο απλό που κάνουμε είναι να κάνουμε ένα βαθύ κάθισμα χαμηλά στο έδαφος στις μύτες των ποδιών μας.  Δεν ξαπλώνουμε, διότι αν το κάνουμε, το ηλεκτρικό ρεύμα που περνά το έδαφος από έναν κεραυνό, που έπεσε σε κοντινή απόσταση μπορεί να περάσει και μέσα από το σώμα μας, και φυσικά θα μας  κάψει.

lighting-strike

Η Πυροσβεστική συνιστά να αναζητείτε αμέσως καταφύγιο όταν είστε εκτεθειμένοι στη διάρκεια καταιγίδας και ειδικά αν αισθανθείτε τις άκρες των μαλλιών σας να ανασηκώνονται, αυτό σημαίνει ότι πρόκειται να χτυπήσει αστραπή άμεσα. Μείνετε χαμηλά στο έδαφος, στις μύτες των ποδιών σας. Τοποθετήστε τα χέρια πάνω από τα αυτιά σας και το κεφάλι ανάμεσα στα γόνατά σας. Κάντε τον εαυτό σας το μικρότερο δυνατό στόχο και ελαχιστοποιήστε την επαφή με το έδαφος. Μην ξαπλώνετε επίπεδα στο έδαφος, αυτή είναι η έσχατη λύση όταν ένα κτίριο ή όχημα με σκληρή οροφή δεν είναι διαθέσιμο.

  • Αν ακούτε ήδη τις  βροντές, τότε βρίσκεστε σε απόσταση βολής κεραυνού. Προσπαθήστε να βρείτε καταφύγιο σε κάποιο οίκημα.
  • Μην μπαίνετε κάτω από δέντρα για να προστατευτείτε. Δεν υπάρχει ασφαλές μέρος στην ύπαιθρο κατά τη διάρκεια πτώσης κεραυνών.
  • Περιμένετε τουλάχιστον τριάντα λεπτά από την πτώση του τελευταίου κεραυνού πριν απομακρυνθείτε από το καταφύγιό σου.
  • Μείνετε μακριά από πόρτες, παράθυρα και σκεπασμένα μπαλκόνια
  • Αν είστε σε εξωτερικό χώρο εξοχικό, να  απαλλαγείτε από κλειδιά ή κέρματα και ό,τι μεταλλικό έχετε -να τα αφήσετε σε απόσταση μεγαλυτερη τω 100 μέτρων.
  • Αν περπατάτε, να βαδίζετε αργά και με μικρά βήματα επειδή το  ρεύμα του κεραυνού δεν μπαίνει αμέσως στο έδαφος αλλά αιωρείται στην επιφάνεια.

Επίσης

  • Εάν βρίσκεστε σε ένα αυτοκίνητο που δεν διαθέτει μεταλλικό σώμα, αναζητήστε καταφύγιο. Μην παρκάρετε κάτω από ένα δέντρο ή μετασχηματιστή της ΔΕΗ και κάνετε την κατάσταση χειρότερη. Προσπαθήστε να βρείτε καταφύγιο μέσα ή κάτω από ένα ανθεκτικό κτίριο.
  • Το ασφαλέστερο μέρος για εσάς και το αυτοκίνητό σας είναι μέσα στο σπίτι και το γκαράζ σας, αλλά δεν είναι πάντα δυνατό να φτάσετε εκεί κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας.
  • Αν βρίσκεστε σε ένα μεταλλικό αυτοκίνητο, το καλύτερο που έχετε να κάνετε είναι να κάτσετε στην άκρη του δρόμου να ανάψετε τα φώτα κινδύνου και να σβήσετε τον κινητήρα. Βεβαιωθείτε ότι τα παράθυρα είναι κλειστά.
  • Μην αγγίζετε μεταλλικά ή ηλεκτρικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένου του κινητού σας τηλεφώνου.
  • Μη χρησιμοποιείτε ή μη μιλάτε στο τηλέφωνο, ακόμα και αν δεν είναι συνδεδεμένο με το αυτοκίνητο. Μην αγγίζετε το ραδιόφωνο, τα πεντάλ των ποδιών, τις λαβές των θυρών ή το τιμόνι. Μόλις περάσει ο κίνδυνος, μπορείτε να βγείτε από το όχημα.
  • Αν βρίσκεστε στο αυτοκίνητό σας και χτυπηθεί από αστραπές, είναι ασφαλές να βγείτε από το όχημα αφού περάσει το ρεύμα. Ωστόσο, εάν η καταιγίδα δεν έχει περάσει, είναι καλύτερο να περιμένετε μέχρι να φύγει γιατί η αστραπή μπορεί να χτυπήσει την ίδια θέση δύο φορές!
  • Προσοχή! Οι κεραυνοί  πέφτουν και «εν αιθρία» κυριολεκτικά, στη διάρκεια της λεγομένης ξηράς καταιγίδας χωρίς στάλα βροχής ή και σύννεφου. 

Στην ύπαιθρο κάποιος πρέπει ΝΑ ΑΠΟΦΕΥΓΕΙ

Μικρά απροστάτευτα κτίρια, αχυρώνες, υπόστεγα

Σκηνές και προσωρινά καταφύγια

Οχήματα ανοιχτά ή με μη-μεταλλική οροφή

Ποδήλατα

Τα  ΠΙΟ ΕΠΙΚΊΝΔΥΝΑ σημεία ή χώροι, είναι οι εξής:

Κορυφές βουνών, λόφων, και ταράτσες κτιρίων

Υπαίθριοι αθλητικοί χώροι, γήπεδα

Υπαίθρια parking

Πισίνες, λίμνες και παραλίες

ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΑ ΑΝΤΙΚΕΊΜΕΝΑ είναι:

Μεταλλικοί φράχτες, απλώστρες ρούχων, εναέρια καλώδια, σιδηροδρομικές γραμμές ή άλλες μεταλλικές οδεύσεις που μπορούν να μεταφέρουν τον κεραυνό

Η ομπρέλα σε ανοιχτές περιοχές

Μεμονωμένα δέντρα

Ανοιχτά τρακτέρ και άλλα γεωργικά οχήματα στο ύπαιθρο

Αυτοκινητάκια του γκολφ, μηχανάκια, ποδήλατα

Ανοιχτές βάρκες (χωρίς κατάρτι)

Αν είστε στην ΕΞΟΧΗ:

Βρείτε την πιο χαμηλή περιοχή

Αναζητήστε δάσος και διαλέξτε το πιο χαμηλό δέντρο -όχι όμως αν είναι ξεκομμένο από τον κυριο όγκο του δάσους

Μην ξαπλώσετε ή μην ακουμπήσετε τα χέρια σας στο έδαφος

Απενεργοποιήστε το κινητό σας

Μην στέκεστε όρθιοι! Δίνετε στόχο

Λίγα λόγια για τους κεραυνούς

Η διαφορά δυναμικού που προκαλεί τον κεραυνό οφείλεται στα  αρνητικά φορτισμένα ιόντα στα σύννεφα και στα θετικά φορτισμένα ιόντα της ξηράς ή της θάλασσας.

Οι ηλεκτρικές εκκενώσεις που παρατηρούνται στην ατμόσφαιρα ονομάζονται κεραυνοί. Ο κεραυνός συνοδεύεται και από άλλα φαινόμενα: Τις αστραπές (οπτικό σκέλος) και τις βροντές (ηχητικό)

Ο κεραυνός  ξεσπά με διάτρηση του αέρα και δημιουργία σπινθήρα.

Η διαφορά δυναμικού κατά την έκρηξη ενός κεραυνού είναι πολλά εκατομμύρια Volt και η ένταση του ρεύματος δεκάδες χιλιάδες Αμπέρ!

Το μήκος ενός κεραυνού φθάνει έως αρκετά χιλιόμετρα και έχει τεθλασμένη ή κυματοειδή μορφή.

Η διάρκεια που κρατά ο κεραυνός είναι μικρότερη από ένα δευτερόλεπτο, αλλά η θερμοκρασία που αναπτύσσεται είναι 10.000 βαθμοί Κελσίου. Δημιουργεί έντονο ιονισμό των αερίων του αέρα, τα οποία εκπέμπουν φως κατά τη διάρκεια της εκκένωσης (το φαινόμενο της αστραπής). Η υπερβολική θέρμανση του αέρα και η εκτόνωση του δημιουργεί τον δυνατό κρότο που ονομάζουμε βροντή.

Ο κεραυνός που χτυπά άνθρωπο είναι πολύ πιθανό να προκαλέσει το θάνατό του. Κάθε μέρα στον πλανήτη καταμετρώνται πάνω από 40.000 καταιγίδες οι οποίες δημιουργούν σχεδόν 10.000.000 κεραυνούς!

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

James Peebles (Νόμπελ Φυσικής 2019): Γιατί το όνομα «Big Bang» είναι λανθασμένο...

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

«Το πρώτο πράγμα που πρέπει να ξέρουμε για το επιστημονικό μου αντικείμενο είναι ότι η ονομασία του, η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang), δεν είναι σωστή», λέει ο βραβευμένος με το Νόμπελ Φυσικής 2019 James Peebles.

Ο όρος Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang) χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Fred Hoyle σε μια ραδιοφωνική εκπομπή του BBC, το κείμενο της οποίας δημοσιεύθηκε το 1950. Ο Hoyle με τους συνεργάτες του Hermann Bondi και Thomas Gold, είχαν διατυπώσει το 1948 την Θεωρία της Σταθερής Κατάστασης για το σύμπαν και χρησιμοποίησε τον όρο Μεγάλη Έκρηξη για να ειρωνευτεί την αντίπαλη θεωρία. Παρ’ όλα αυτά τελικά ο όρος αυτός επικράτησε, αποβάλλοντας το ειρωνικό του περιεχόμενο.

Ο James Peebles που κέρδισε το φετινό βραβείο Νόμπελ στη Φυσική είχε μεγάλη συνεισφορά, στις αρχές της δεκαετίας του 1960, στην εδραίωση της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης. Όμως, όπως δήλωσε σε μια πρόσφατη ομιλία του στην Σουηδική Πρεσβεία στην Ουάσινγκτον απεχθάνεται το όνομα «θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης». Το θεωρεί εντελώς ακατάλληλο. Και τούτο, διότι το όνομα αυτό υπαινίσσεται την έννοια ενός γεγονότος και μιας θέσης, κάτι που είναι λάθος, γιατί στην πραγματικότητα δεν υπάρχουν σαφή δεδομένα για μια γιγαντιαία έκρηξη.

Ο James Peebles είναι προσεκτικός στις διατυπώσεις του και δηλώνει πως δεν γνωρίζει τίποτε για την «αρχή». Είναι πολύ ατυχές το γεγονός ότι κάποιος (ακούγοντας τον όρο «Μεγάλη Έκρηξη») σκέφτεται την αρχή, ενώ στην πραγματικότητα δεν έχουμε μια καλή θεωρία για κάτι τέτοιο.

Αντίθετα, έχουμε μια «καλά δοκιμασμένη θεωρία της εξέλιξης από μια αρχέγονη κατάσταση» στην σημερινή κατάσταση, ξεκινώντας από «τα πρώτα δευτερόλεπτα της διαστολής» – κυριολεκτικά τα πρώτα δευτερόλεπτα του χρόνου, τα οποία έχουν αφήσει τις κοσμολογικές υπογραφές που αναφέρονται ως «απολιθώματα».

Τα απολιθώματα στην παλαιοντολογία σημαίνουν τα διατηρημένα υπολείμματα των ζωντανών οργανισμών από τις πρώιμες γεωλογικές ηλικίες. Τα παλαιότερα κοσμολογικά απολιθώματα είναι ο σχηματισμός του στοιχείου ηλίου και άλλων ελαφρών στοιχείων ως αποτέλεσμα της πυρηνοσύνθεσης που πραγματοποιήθηκε όταν το σύμπαν ήταν πολύ θερμό και πολύ πυκνό.

Αυτές οι θεωρίες υποστηρίζονται με πολύ μεγάλη ακρίβεια από θεωρητικά και παρατηρησιακά δεδομένα, σε αντίθεση με τις θεωρίες που επιχειρούν να περιγράψουν την προηγούμενη μυστηριώδη φάση της «αρχικής χρονικής στιγμής». Δεν έχουμε μια ισχυρή απόδειξη για το τι συνέβη νωρίτερα. Έχουμε θεωρίες, αλλά δεν επιβεβαιώνονται πειραματικά.

Οι θεωρίες είναι υπέροχες, αλλά για μένα, γίνονται αποδεκτές μόνο όταν επιβεβαιωθούν πειραματικά. Κάθε έξυπνος φυσικός μπορεί να δημιουργήσει θεωρίες. Δεν θα μπορούσαν όμως να έχουν καμία σχέση με την πραγματικότητα. Ανακαλύπτετε ποιες θεωρίες είναι κοντά στην πραγματικότητα, συγκρίνοντας τες με τα πειράματα. Δεν έχουμε πειραματικά στοιχεία ώστε να επιβεβαιώσουν κάποια θεωρία που περιγράφει αυτό που συνέβη νωρίτερα.

Μια από αυτές τις θεωρίες είναι γνωστή ως το «μοντέλο πληθωρισμού», το οποίο θεωρεί ότι το πρώιμο σύμπαν επεκτάθηκε εκθετικά γρήγορα μεταξύ 10-33 και 10-32 δευτερόλεπτων της ύπαρξης του σύμπαντος.

«Είναι μια όμορφη θεωρία», δήλωσε ο Peebles. «Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι επειδή είναι τόσο όμορφη, είναι σίγουρα σωστή. Αλλά τα αποδεικτικά στοιχεία είναι ισχνά».

Στην ερώτηση, «με ποιόν όρο θα αντικαθιστούσε το όνομα «Μεγάλη Έκρηξη», απάντησε: Έχω εγκαταλείψει την προσπάθεια, χρησιμοποιώ και εγώ τον όρο «Μεγάλη Έκρηξη» και δεν μου αρέσει. Εδώ και χρόνια, ορισμένοι από εμάς προσπάθησαν να πείσουν την επιστημονική κοινότητα να βρει έναν καλύτερο όρο χωρίς επιτυχία. Έτσι, έμεινε ο όρος «Μεγάλη Έκρηξη». Είναι αποτυχημένος όρος, αλλά όλοι ξέρουν αυτό το όνομα. Γι αυτό και εγκατέλειψα (τις προσπάθειες αντικατάστασής του).

Πηγή: afp.com

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Πόσο (απελπιστικά) “αργή” είναι η ταχύτητα του φωτός;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Όλοι λίγο πολλοί γνωρίζουν πως το απόλυτο όριο ταχύτητας στο Σύμπαν, είναι η ταχύτητα του φωτός. Πρακτικά τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει με ταχύτητα μεγαλύτερη από 299.792 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, δηλαδή 1.079 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα. Μπορεί οι παραπάνω ταχύτητες να μοιάζουν εξωπραγματικές, και πράγματι, η ανθρωπότητα θα αργήσει πολύ ακόμη πριν τις πλησιάσει καν, ωστόσο εάν δούμε την “μεγάλη εικόνα”, θα καταλάβουμε πως η ταχύτητα του φωτός είναι απελπιστικά “αργή”.

Το γρηγορότερο αντικείμενο που έχει ποτέ κατασκευάσει ο άνθρωπος, είναι το Parker Solar Probe, που “έσπασε τα κοντέρ” με “μόλις” 248.228 χιλιόμετρα την ώρα.

Ο James O’Donoghue, του NASA Goddard Space Flight Center, δημιούργησε μερικά animation, για να μας δώσει να καταλάβουμε πόσο “γρήγορη” ή “αργή” είναι η ταχύτητα του φωτός.

Ταξιδεύοντας με την ταχύτητα του φωτός, θα πετύχουμε 7,5 περιστροφές γύρω από τη Γη σε ένα δευτερόλεπτο.

Εάν πάλι θέλουμε να ταξιδέψουμε στη Σελήνη, θα μας πάρει περίπου 1,255 δευτερόλεπτα (αυτό σημαίνει πως το φως που βλέπουμε να αντανακλάται από την Σελήνη, έχει ηλικία 1,255 δευτερολέπτων).

Εάν θελήσουμε να ταξιδέψουμε στον πλανήτη Άρη με την ταχύτητα του φωτός, θα χρειαστούμε 3 λεπτά και 22 δευτερόλεπτα (μιλάμε πάντα για τις περιπτώσεις που η Γη και ο Άρης βρίσκονται στην κοντινότερη μεταξύ του απόσταση των 54,6 εκατομμυρίων χιλιομέτρων). Επειδή όμως η απόσταση των δυο πλανητών αυξομειώνεται, το “ταξίδι” μας στον Άρη μπορεί να διαρκέσει έως ολόκληρα 28 λεπτά!

 

Μέχρι εδώ, όλα καλά. Με την ταχύτητα του φωτός, μπορούμε να ταξιδέψουμε άνετα εντός του ηλιακού μας συστήματος. Αν όμως θελήσουμε να “απλωθούμε” στο διαστρικό κενό και να φτάσουμε σε άλλα ηλιακά συστήματα και πλανήτες, η ταχύτητα του φωτός είναι απελπιστικά αργή.

 

Εάν για παράδειγμα θελήσουμε να επισκεφτούμε τον πλησιέστερο εξωπλανήτη, δηλαδή τον Proxima b, που βρίσκεται σε απόσταση 39,7 τρισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από εμάς, θα πρέπει να ταξιδέψουμε με την ταχύτητα του φωτός για 4,2 χρόνια (1 έτος φωτός ισούται περίπου με 10 τρισ. χιλιόμετρα).

Εάν θελήσουμε να επισκεφτούμε το κέντρο του γαλαξία μας, θα πρέπει να ταξιδεύουμε για 26.000 χρόνια.

Αν πάλι θελήσουμε να επισκεφτούμε την Ανδρομέδα, δηλαδή τον πλησιέστερο σε εμάς γαλαξία, θα χρειαστούμε 2.540.000 χρόνια.

Αν όμως είμαστε πιο “μερακλήδες” και θελήσουμε να ταξιδέψουμε μέχρι την άκρη του γνωστού σύμπαντος, θα πρέπει να πετάξουμε με την ταχύτητα του φωτός για 45,35 δισεκατομμύρια χρόνια.

_______________________

Πηγή: ptisidiastima.com

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Το γήρας στο ζωϊκό και φυτικό βασίλειο (και τα ζώα που δε γερνούν «ποτέ»!)

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Δε γερνάνε όλα τα είδη στη Γη όπως οι άνθρωποι. Μερικά μάλιστα ξανανιώνουν όσο γερνάνε, ενώ άλλα δεν γερνάνε καθόλου!

Οι άνθρωποι, επειδή όλοι ανεξαίρετα γερνάνε και γίνονται όλο και πιο αδύναμοι, ώσπου τελικά να πεθάνουν, νομίζουν ότι αυτό είναι ένας καθολικός νόμος στη φύση και ότι κάτι παρόμοιο συμβαίνει γύρω τους με όλα τα άλλα είδη του πλανήτη. Όμως μια νέα μεγάλη διεθνής επιστημονική έρευνα έρχεται να καταρρίψει αυτήν τη λανθασμένη εντύπωση, δείχνοντας ότι το φαινόμενο της γήρανσης εμφανίζει μια αναπάντεχα μεγάλη ποικιλία.

Όπως αναφέρει το ΑΜΠΕ, οι ερευνητές από τη Δανία, τη Γερμανία, την Ολλανδία και την Αυστραλία, με επικεφαλής τον καθηγητή εξελικτικής βιολογίας Όουεν Τζόουνς του πανεπιστημίου της Νότιας Δανίας, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», μελέτησαν συγκριτικά το φαινόμενο της γήρανσης σε μια μεγάλη γκάμα ειδών (θηλαστικά, σπονδυλωτά, ασπόνδυλα, φυτά, φύκη, μύκητες κ.α.).

Το βασικό -και μάλλον απρόσμενο- συμπέρασμα είναι ότι δεν εξασθενούν όλα τα ζώα καθώς γερνάνε (όπως συμβαίνει στον άνθρωπο, σε αρκετά άλλα θηλαστικά και στα πουλιά), ούτε αυξάνεται σε όλα η πιθανότητά τους να πεθάνουν από γηρατειά (θα πεθάνουν μεν, αλλά από άλλη αιτία, πχ θα γίνουν τροφή άλλου ζώου, θα καταστραφούν από μια φυσική καταστροφή κ.α.). Μάλιστα, σε μερικά είδη συμβαίνει το ακριβώς αντίθετο, δηλαδή δυναμώνουν καθώς γερνάνε (για παράδειγμα, οι χελώνες και ορισμένα δένδρα), ενώ σε κάποια άλλα (όπως η ύδρα του γλυκού νερού) ο χρόνος περνάει χωρίς να τα «ακουμπά», δηλαδή δεν φαίνεται να επηρεάζονται ούτε αρνητικά, ούτε θετικά από τη γήρανσή τους.

Αποτέλεσμα εικόνας για baoab

«Πολλοί άνθρωποι, ακόμα και επιστήμονες, τείνουν να πιστεύουν ότι η γήρανση είναι αναπόφευκτη και ότι συμβαίνει σε όλους τους οργανισμούς στη Γη με τον τρόπο που γίνεται στους ανθρώπους, δηλαδή νομίζουν ότι κάθε είδος εξασθενεί καθώς γερνά και είναι πιο πιθανό να πεθάνει.

Όμως καθόλου δεν συμβαίνει κάτι τέτοιο», δήλωσε ο Όουεν Τζόουνς. «Υπάρχει μια ποικιλία στη θνησιμότητα και στη γονιμότητα των οργανισμών που μας εξέπληξε. Πρέπει να ερευνήσουμε περισσότερο το ζήτημα, προτού θεωρήσουμε ότι έχουμε πραγματικά καταλάβει τις εξελικτικές αιτίες της γήρανσης και, έτσι, να είμαστε σε θέση να αντιμετωπίσουμε τα προβλήματα των γηρατειών στους ανθρώπους», πρόσθεσε.

Η νέα μελέτη επισημαίνει ότι ενώ η γήρανση έχει μελετηθεί αρκετά στα θηλαστικά και στα πουλιά, αντίθετα στα υπόλοιπα είδη (λοιπά σπονδυλωτά, ασπόνδυλα, φυτά, φύκη, μύκητες κ.α.) οι επιστήμονες έχουν ερευνήσει το ζήτημα πολύ περιστασιακά και όχι σε βάθος.

 

art-to_outoftime (WinCE)

Τα παράδοξα με τη γήρανση

Στα περισσότερα είδη θηλαστικών, η θνησιμότητα όντως -όπως και στους ανθρώπους- αυξάνει με την ηλικία, υπάρχουν όμως άλλα είδη στα οποία συμβαίνει το παράδοξο η θνησιμότητά τους να μειώνεται όσο γερνάνε. Χαρακτηριστικό είναι το παράδειγμα της χελώνας της ερήμου, στην οποία η μεγαλύτερη θνησιμότητα παρατηρείται στην αρχή της ζωής της και μετά μειώνεται σταδιακά. Κάτι ανάλογο συμβαίνει σε ουκ ολίγα δέντρα και φυτά.

Από την άλλη, υπάρχουν είδη με σταθερά χαμηλή θνησιμότητα καθ’ όλη τη ζωή τους, με αποκορύφωμα την ύδρα, η οποία, σύμφωνα με επιστημονικές εκτιμήσεις, είναι κατά κάποιον τρόπο αθάνατη, αφού ακόμα και μετά από 1.400 χρόνια υπολογίζεται ότι μπορεί να ζει ακόμα.

ΥδραΥδρα

Τα πιο διαφορετικά είδη (ροδόδενδρα, καβούρια, σαύρες, βάτραχοι κ.α.) εμφανίζουν αξιοσημείωτα χαμηλή μεταβολή της θνησιμότητάς τους με το πέρασμα του χρόνου, με άλλα λόγια τα γηρατειά δεν τους αφορούν ιδιαίτερα.

Εξάλλου, περίεργα πράγματα -αντίθετα με την ανθρώπινη εμπειρία- συμβαίνουν και με τη γονιμότητα, καθώς υπάρχουν είδη, ιδίως ορισμένα φυτά, που γίνονται όλο και πιο γόνιμα όσο «γερνάνε». Αλλά και όσον αφορά το προσδόκιμο της ζωής, η ποικιλία είναι εντυπωσιακή: υπάρχουν είδη που εμφανίζουν συνεχώς αυξανόμενη θνησιμότητα στη διάρκεια της ζωής τους, παρ’ όλα αυτά ζουν αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Υπάρχουν όμως και είδη που, ενώ έχουν συνεχώς μειούμενη θνησιμότητα όσο περνάει ο χρόνος, παρόλα αυτά ζουν λίγο μόνο καιρό.

Όπως είπε ο Όουεν Τζόουνς, μετά από όλα αυτά, «δεν έχει νόημα να ορίζει κανείς τη γήρανση με βάση το πόσο μπορεί ένα είδος να γεράσει, αλλά με βάση την πορεία της θνησιμότητάς του, δηλαδή αν αυτή αυξάνεται με το πέρασμα του χρόνου, μειώνεται ή μένει σταθερή».

______

Πηγή: newsbeast.gr

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
web design by