Φυσική & Φιλοσοφία (170 άρθρα)

Γιατί αυξήθηκε η διάρκεια της ημέρας κατά 30 λεπτά από την εποχή των δεινοσαύρων;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Η Γη περιστρεφόταν ταχύτερα πριν από 70 εκατομμύρια χρόνια (στο τέλος της εποχής των δεινοσαύρων) σε σχέση με σήμερα. Η διάρκεια μιας ημέρας ήταν κατά μισή ώρα μικρότερη (23,5 ώρες αντί 24 ώρες) και το έτος περιλάμβανε 372 αντί για 365 ημέρες.

Αυτό ήταν γνωστό, αλλά επιβεβαιώνεται και από το συμπέρασμα μιας νέας επιστημονικής έρευνας, που βασίστηκε στη μελέτη των απολιθωμάτων ενός αρχαίου μαλάκιου (κάτι σαν αχιβάδα) της ύστερης κρητιδικής περιόδου. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον γεωχημικό Νιλς ντε Βίντερ του Ελευθέρου Πανεπιστημίου των Βρυξελλών, δημοσιεύουν τα αποτελέσματά τους στην εργασία τους με τίτλο: «Subdaily‐Scale Chemical Variability in a Torreites Sanchezi Rudist Shell: Implications for Rudist Paleobiology and the Cretaceous Day‐Night Cycle».

Το αρχαίο μαλάκιο βρέθηκε στα σημερινά βουνά του Ομάν (μια περιοχή που τότε ήταν τροπικά ρηχά νερά), αναπτυσσόταν γρήγορα και κάθε ημέρα προσέθετε στο σώμα του δακτυλίους ανάπτυξης, όπως συμβαίνει με τους κορμούς των δέντρων, κάτι που επιτρέπει τη δενδροχρονολόγηση. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν λέιζερ για να μετρήσουν με ακρίβεια τους δακτυλίους αυτούς και να κάνουν νέες εκτιμήσεις για τη διάρκεια της ημέρας πριν από 70 εκατ. χρόνια. Επιπλέον, η ανάλυση δείχνει ότι οι θερμοκρασίες των ωκεανών εκείνης της εποχής ήταν πολύ υψηλότερες από τις σημερινές, φθάνοντας ακόμη και τους 40 βαθμούς Κελσίου το καλοκαίρι και ξεπερνώντας τους 30 βαθμούς τον χειμώνα. Τα εν λόγω μαλάκια εξαφανίστηκαν μαζί με τους δεινόσαυρους της ξηράς μετά την πτώση μεγάλου αστεροειδούς στην περιοχή του Μεξικού, πριν από 66 εκατ. έτη.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα λέιζερ για να δημιουργήσουν μικροσκοπικές τρύπες στο μαλάκιο και στη συνέχεια να ερευνήσουν για ίχνη στοιχείων. Αυτά, με τη σειρά τους, παρείχαν πληροφορίες για τη θερμοκρασία και τη χημική σύνθεση του νερού. «Έχουμε τέσσερα έως πέντε στοιχεία την ημέρα, κάτι που σπάνια εξασφαλίζεις στη γεωλογική ιστορία», εξηγεί ο επικεφαλής της έρευνας Νιλς ντε Βίντερ, ο γεωχημικός του Πανεπιστημίου των Βρυξελλών που έκανε την ανακοίνωση. «Βασικά, μπορούμε να δούμε μία ημέρα πριν από 70 εκατ. χρόνια». Επειδή το αρχαίο απολίθωμα εμφάνιζε μεγάλες εποχικές διαφοροποιήσεις ή αλλαγές στο μαλάκιο, οι ερευνητές κατάφεραν να αναγνωρίσουν τις εποχές και να μετρήσουν τα χρόνια.

Ενώ λοιπόν η διάρκεια του έτους δεν έχει αλλάξει κατά την εξέλιξη της Γης, ο αριθμός των ημερών του έτους συνεχώς μικραίνει, καθώς οι ημέρες μεγαλώνουν, κάτι που οφείλεται στην επιβράδυνση της περιστροφής του πλανήτη μας. Έτσι, η διάρκεια της ημέρας αυξάνεται και από 23,5 ώρες που ήταν προς το τέλος της εποχής των δεινοσαύρων, έγινε 24 ώρες.

Γιατί όμως η ιδιο-περιστροφή (σπιν) της Γης, έστω και αργά, επιβραδύνεται; Διότι, λέει, η Σελήνη απομακρύνεται με ρυθμό 3,82 εκατοστών ετησίως.
Και γιατί απομακρύνεται η Σελήνη; Γιατί η απομάκρυνση της Σελήνης επηρεάζει την ιδιο-περιστροφή της Γης;

Τα ερωτήματα αυτά μπορούν να εξηγηθούν με τις αρχές διατήρησης στροφορμής και ενέργειας του συστήματος Γης-Σελήνης.

Η στροφορμή Γης-Σελήνης ως προς το κέντρο μάζας του συστήματος (που για ευκολία θα θεωρήσουμε ότι ταυτίζεται με το κέντρο μάζας της Γης) θα είναι:

\vec{L}=\vec{L}_{\Gamma} + \vec{L}_{\Sigma} + M_{\Sigma}\, \vec{r} \times \vec{v}         (1)

όπου LΓ και LΣ οι ιδιο-στροφορμές Γης και Σελήνης, ενώ ο τελευταίος όρος εκφράζει την τροχιακή στροφορμή της Σελήνης, ΜΣ είναι η μάζα της Σελήνης, υ η ταχύτητα της Σελήνης στην τροχιά γύρω από τη Γη, και r η απόσταση Γης-Σελήνης. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την παραπάνω εξίσωση αν κάνουμε μερικές εύλογες υποθέσεις: Πρώτα να υποθέσουμε ότι η τροχιά της Σελήνης γύρω από τη Γη είναι κυκλική ακτίνας r. Δεύτερον να υποθέσουμε ότι ο άξονας γύρω από τον οποίο περιστρέφεται η Γη είναι κάθετος στο επίπεδο της τροχιάς της Σελήνης, οπότε η τροχιακή στροφορμή της Σελήνης θα είναι ομόρρροπη με την ιδιο-στροφορμή της Γης. Επιπλέον, στην παραπάνω εξίσωση μπορούμε να αγνοήσουμε την στροφορμή λόγω  ιδιοπεριστροφής της Σελήνης διότι είναι πολύ μικρή σε σχέση με τους άλλους όρους

Αν θεωρήσουμε τη Γη ομογενή σφαίρα, τότε η στροφορμή εξαιτίας της περιστροφής γύρω από τον άξονά της θα είναι:
LΓ=ΙΓ ωΓ=2/5 ΜΓRΓ2π/ΤΓ=7·1033 J·s, για RΓ=6400km,  ΜΓ=6·1024kg και ΤΓ=24h.
Κάνοντας παρόμοιο υπολογισμό για την ιδιο-περιστροφή της Σελήνης παίρνουμε LΣ=ΙΣ ωΣ=2/5 ΜΣRΣ2π/ΤΣ=2,3·1029 J·s, για RΣ=1700km,  ΜΣ=7,3·1022kg και ΤΣ=27,3d.
H τροχιακή στροφορμή της Σελήνης ισούται με Lτρ,ΣΣ ωΣ r2=2,9·1034 J·s, όπου r=385.000 km και ωΣ=2π/ΤΣ, με ΤΣ=27,3d. Παρατηρούμε ότι η στροφορμή της Σελήνης εξαιτίας της ιδιο-περιστροφής της είναι πέντε τάξεις μεγέθους μικρότερη σε σχέση με τους άλλους δυο όρους στην εξίσωση (1). Οι στροφορμές που υπολογίστηκαν παραπάνω βρίσκονται σε πολύ καλή συμφωνία μ’ αυτές που δίνει το πρόγραμμα Wolfram Alpha.

Αν αγνοήσουμε την ανομοιογένεια του βαρυτικού πεδίου του ήλιου σε όλη την έκταση του συστήματος Γης-Σελήνης και θεωρήσουμε ότι η εξωτερική βαρυτική δύναμη από τον ήλιο διέρχεται από το κέντρο μάζας του συστήματος, τότε η ροπή της είναι μηδέν. Έτσι, σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της στροφορμής, η στροφορμή του συστήματος Γης-Σελήνης διατηρείται σταθερή και σύμφωνα με τις παραπάνω υποθέσεις η εξίσωση (1) γράφεται:

LΓης + Lτροχ,Σελήνης = ΙΓ ωΓ + ΜΣ ωΣ r2  = σταθερή         (2)

Όμως, για μεγάλες χρονικές περιόδους οι όροι της τελευταίας εξίσωσης μεταβάλλονται. Ένας από τους κυριότερους λόγους είναι η ύπαρξη της παλιρροϊκής τριβής. Η απώλεια ενέργειας από τις παλίρροιες έχει ως αποτέλεσμα την σταδιακή επιβράδυνση της περιστροφής της Γης. Καθώς η Γη περιστρέφεται, επιχειρεί να μεταφέρει μαζί της και τις παλιρροϊκές «παραμορφώσεις» της, ενώ η έλξη της Σελήνης τις ωθεί πίσω στην ευθυγράμμιση. Ασκείται ένα ζεύγος δυνάμεων που επιβραδύνει την περιστροφή της Γης. Επειδή όμως η στροφορμή του συστήματος διατηρείται σταθερή, περιμένουμε αντίστοιχη αύξηση της τροχιακής στροφορμής της Σελήνης, άρα αύξηση της απόστασης Γης-Σελήνης.

Ας δούμε τα πράγματα διαφορετικά … παρακολουθώντας την Σελήνη. Εξαιτίας των παλιρροϊκών εξογκωμάτων προκύπτει μια μικρή επιτρόχια δύναμη, η οποία την επιταχύνει, απομακρύνοντάς την από τη Γη, αυξάνοντας την τροχιακή στροφορμή της και την ενέργειά της. Έτσι, η Σελήνη αυξάνει την τροχιακή της στροφορμή σε βάρος της ιδιο-στροφορμής της Γης – μειώνεται η γωνιακή ταχύτητα της Γης, άρα αυξάνεται η περίοδος περιστροφής της, δηλαδή η διάρκεια της ημέρας [1].

Το αποτέλεσμα είναι η Σελήνη να απομακρύνεται με ρυθμό 3,82 cm/έτος, ενώ η διάρκεια της ημέρας να μεγαλώνει ελάχιστα – αυξήθηκε κατά 30 λεπτά στα τελευταία … 70 εκατομμύρια χρόνια.

[1] Εφόσον η κίνηση της Σελήνης γύρω από τη Γη προσεγγίζεται ως ομαλή κυκλική, η βαρυτική έλξη μεταξύ Γης-Σελήνης παίζει τον ρόλο της κεντρομόλου δύναμης: G \frac{M_{\Gamma} M_{\Sigma}}{r^{2}}= M_{\Sigma}\omega_{\Sigma}^{2}r ή \omega_{\Sigma}=\sqrt{\frac{GM_{\Gamma}}{r^{3}}}. Αντικαθιστώντας στην εξίσωση (2) παίρνουμε μετά από πράξεις: \omega_{\Gamma}=c_{1}-c_{2}\sqrt{r}, όπου c1 και c2 θετικές σταθερές.  Παρατηρούμε λοιπόν ότι καθώς η απόσταση r μεταξύ Γης-Σελήνης αυξάνεται η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής της Γης μειώνεται (και η περίοδος αυξάνεται), ενώ το ίδιο συμβαίνει και με την γωνιακή ταχύτητα περιφοράς της Σελήνης.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Το Hubble και οι αλλαγές των εποχών στον Κρόνο

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Το φθινόπωρο έρχεται στον Κρόνο...

Οι τέσσερις εποχές στη Γη, χειμώνας, άνοιξη, καλοκαίρι και φθινόπωρο, σχετίζονται με έναν θεμελιώδη νόμο της φυσικής: την αρχή διατήρησης της στροφορμής. Συνέπεια της διατήρησης της ιδιοστροφορμής είναι η σταθερότητα του άξονα περιστροφής της Γης, και της διατήρησης της τροχιακής στροφορμής, η επίπεδη τροχιά της. Παρά λοιπόν το γεγονός ότι η Γη περιφέρεται αδιάκοπα γύρω από τον Ήλιο, ο άξονας περιστροφής της Γης έχει κλίση 23,4° με την κάθετη στο επίπεδο της τροχιάς της. Και γι αυτό δημιουργούνται οι 4 εποχές στην Γη, όπως εξηγεί το βίντεο που ακολουθεί:

Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και στον πλανήτη Κρόνο (η αντίστοιχη κλίση του άξονα ιδιοπεριστροφής του είναι 27°), με την διαφορά ότι οι η κάθε εποχή του διαρκεί πάνω από 7 χρόνια. Τα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble δείχνουν ότι από το 2018 έως το 2020 ο ισημερινός του Κρόνου έγινε 5 έως 10% τοις εκατό φωτεινότερος και οι άνεμοι μεταβλήθηκαν. Το 2018, οι άνεμοι που μετρήθηκαν κοντά στον ισημερινό είχαν ταχύτητα περίπου 1.600 χιλιόμετρα την ώρα, ισχυρότεροι από αυτούς που μετρήθηκαν από το διαστημικό σκάφος Cassini της NASA κατά την περίοδο 2004-2009, όταν η ταχύτητά τους ήταν περίπου 1.300 χιλιόμετρα την ώρα. Το 2019 και το 2020 μειώθηκαν στις ταχύτητες που είχε μετρήσει το Cassini.

Φωτογραφίες του Κρόνου από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubbleπου που λήφθηκαν διαδοχικά το 2018, 2019, και 2020 καθώς το βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη μεταβαίνει από το καλοκαίρι προς το φθινόπωρο. Credits: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

Ο Κρόνος είναι ο έκτος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος σε απόσταση περίπου 1,4 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο. Χρειάζονται περίπου 29 γήινα χρόνια για να ολοκληρώσει μια πλήρη περιφορά γύρω απόν Ήλιο, και γι αυτό η κάθε εποχή στον Κρόνο διαρκεί κάτι περισσότερο από επτά γήινα χρόνια.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Οι πιο ακραίες θερμοκρασίες που έχουν καταγραφεί στη Γη

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Οι έρημοι Λουτ στο Ιράν και Σονόρα στο Μεξικό (στα σύνορα με τις ΗΠΑ) κατέχουν τα νέα ρεκόρ υψηλής θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης, με επιφανειακές θερμοκρασίες 80,8 βαθμών Κελσίου, που καταγράφηκαν τα καλοκαίρια του 2018 και 2019, αντίστοιχα. Από την άλλη πλευρά, η χαμηλότερη θερμοκρασία καταγράφηκε το 2016 μέσω δορυφόρου στην Ανταρκτική (-110,9 βαθμοί).

Τα θερμοκρασιακά ρεκόρ, τα οποία βασίζονται σε μία νέα αξιολόγηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης, παρουσιάζουν επιστήμονες, με επικεφαλής τη δρα Yunxia Zhao του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, σε σχετική δημοσίευσή τους στο περιοδικό της Αμερικανικής Μετεωρολογικής Εταιρείας, σύμφωνα με το «Science».

Η μεγαλύτερη μεταβολή θερμοκρασίας μέσα σε μία ημέρα ήταν 81,8 βαθμοί Κελσίου -από τους -23,7 στους 58,1- και καταγράφηκε στις 20 Ιουλίου 2006 στην περιοχή Καϊντάμ της Κίνας, στο θιβετανικό οροπέδιο. Το ρεκόρ υψηλότερης θερμοκρασίας του αέρα πάνω από μία περιοχή κατέχει η Κοιλάδα του Θανάτου στην Καλιφόρνια, με 56,7 βαθμούς στις 10 Ιουλίου 1913.

Περισσότεροι από 11.000 επανδρωμένοι και αυτόματοι μετεωρολογικοί σταθμοί σε όλον τον κόσμο καταγράφουν τις θερμοκρασίες υπό σκιά σε ύψος περίπου ενάμισι μέτρο από το έδαφος. Όμως, τεράστιες εκτάσεις του πλανήτη μας δεν έχουν τέτοια όργανα μέτρησης και οι θερμοκρασίες στην επιφάνειά τους μπορούν να υπολογιστούν μόνο με τη βοήθεια οργάνων από δορυφόρους. Οι θερμοκρασίες επιφανείας τείνουν να είναι υψηλότερες από εκείνες του αέρα πάνω από την ίδια περιοχή, ιδίως όταν υπάρχει ηλιοφάνεια (για τον ίδιο λόγο π.χ. που η άμμος σε μία παραλία καίει περισσότερο από ό,τι ο αέρας από πάνω της). Παραμένει ασαφές, σύμφωνα με τους ερευνητές, κατά πόσο η κλιματική αλλαγή αυξάνει τις θερμοκρασίες στην επιφάνεια της Γης.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Συνέντευξη του θεωρητικού φυσικού και συγγραφέα Jim Al-Khalili στους «ΘΑΛΗΣ & Φίλοι»

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Η ομάδα ΘΑΛΗΣ + ΦΙΛΟΙ συνεχίζει τη δραστηριότητά της με μία σειρά βιντεοσκοπημένων συνεντεύξεων με κορυφαίες προσωπικότητες από τον χώρο της επιστήμης, της λογοτεχνίας και της τέχνης. Η πρωτοβουλία της ομάδας, που τιτλοφορείται «Συναντήσεις πάνω στη Γέφυρα»– αναφορά στη γεφύρωση του χάσματος ανάμεσα στα μαθηματικά και σε διάφορες μορφές πολιτιστικής δραστηριότητας-, συνεχίζεται με τη συνέντευξη που παραχώρησε ο Βρετανοϊρακινός θεωρητικός Jim Al – Khalili στον φυσικό Θοδωρή Πιερράτο.

Ο Τζιμ Αλ-Καλίλι είναι Βρετανός καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Σάρεϊ, συγγραφέας, και ραδιοτηλεοπτικός παρουσιαστής. Γεννήθηκε στις 20 Σεπτεμβρίου 1962 στη Βαγδάτη (Ιράκ). Ακολούθησε τον Ιρακινό πατέρα του και την Αγγλίδα μητέρα του όταν εγκαταστάθηκαν στην Αγγλία, το 1979. Στη νέα του πατρίδα σπούδασε φυσική στο Πανεπιστήμιο του Σάρεϊ. Έλαβε το διδακτορικό του στη θεωρητική φυσική (πυρηνική φυσική, στοιχειώδη σωμάτια) το 1989 και αφού εργάστηκε στο Πανεπιστημιακό Κολέγιο του Λονδίνου, επέστρεψε το 1992 στο Σάρεϊ ως Καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής (όπου, έως σήμερα, διδάσκει κβαντική μηχανική). Επιπλέον, διευθύνει το Τμήμα Επικοινωνίας και Διάδοσης Επιστημονικών Θεμάτων προς το Ευρύ Κοινό (Public Engagement in Science) στο ίδιο Πανεπιστήμιο. Τα ερευνητικά ενδιαφέροντά του εστιάζουν στη μελέτη των ιδιοτήτων ατομικών πυρήνων που περιέχουν άλω από νετρόνια, καθώς και στην Κβαντική Βιολογία. Τα τελευταία χρόνια, παρουσιάζει την εβδομαδιαία εκπομπή The life Scientific στο BBC Radio 4, όπου –με αφορμή κάποιο επιστημονικό θέμα που τον εντυπωσίασε– προσκαλεί κορυφαίους επιστήμονες και ερευνητές να μιλήσουν στο ευρύ κοινό για τη ζωή και το έργο τους.

Μέσα από τις συνεντεύξεις του, τόσο οι νομπελίστες όσο και τα νέα, ελπιδοφόρα μυαλά της επιστήμης εξομολογούνται τι τους ενέπνευσε, τι τους παρακινεί και τι οφέλη θα φέρει στον κόσμο η δραστηριότητά τους. Από το 2004 έως σήμερα, παρουσιάζει ανελλιπώς τηλεοπτικές εκπομπές (σε σειρές) και επιστημονικά ντοκιμαντέρ (πάντοτε για το ευρύ κοινό) στο κανάλι BBC 4, καθώς και στο BBC 2, όπως το υποψήφιο για βραβείο BAFTA Chemistry: A Volatile History (BBC4, 2010), το Shock and Awe: The Story of Electricity (BBC4, 2011), το βραβευμένο Britain’s Nuclear Secrets: Inside Sellafield (2015). Τα θέματά του εκτείνονται σε όλο το φάσμα των θετικών επιστημών και της Τεχνολογίας (από τη Μεγάλη Έκρηξη, την Ιστορία της Επιστήμης, τα Χημικά Στοιχεία, τη Σκοτεινή Ύλη, το Σύμπαν και το ταξίδι στο Διάστημα, μέχρι τα μυστικά της Πυρηνικής Ενέργειας, τον Ηλεκτρισμό, το Φως, το Χάος, τα παράδοξα της Κβαντικής Μηχανικής, τις ανακαλύψεις και τους πρωτοπόρους της Επιστήμης).

Τα βιβλία του «Σκουληκότρυπες, μαύρες τρύπες και χρονομηχανές» (1999), «Quantικά Παράδοξα» (2005), «Οι Δαίμονες της Φυσικής» (2012), και «Ζωή στην κόψη: η μυστηριώδης Κβαντική Βιολογία» (2016) [με συν-συγγραφέα τον Johnjoe McFadden· το συγκεκριμένο βιβλίο κατατάχθηκε στη βραχεία λίστα για το βραβείο Winton 2015 της Βασιλικής Εταιρείας], μεταφράστηκαν σε περισσότερες από 26 γλώσσες και κυκλοφορούν στην Ελληνική γλώσσα από τον εκδοτικό οίκο ΤΡΑΥΛΟΣ. Από τις ίδιες εκδόσεις κυκλοφορεί και το πρόσφατο βιβλίο του, «ΕΞΩΓΗΙΝΟΙ | Η επιστήμη ρωτά: υπάρχει κάποιος εκεί έξω;» Ο Τζιμ Αλ-Καλίλι είναι εκπρόσωπος του Βρετανικού Ινστιτούτου Φυσικής στα σχολεία και από το 1998 κάνει διαλέξεις πραγματοποιώντας έτσι αυτό που του αρέσει: να διδάσκει την επιστήμη και τα επιτεύγματά της στους έφηβους και στο ευρύ κοινό.

Συναντήσεις πάνω στη Γέφυρα – ΘΑΛΗΣ + ΦΙΛΟΙ – Επιστημονική επιμέλεια: Τεύκρος Μιχαηλίδης – Δημοσιογραφική επιμέλεια: Γιώργος Καρουζάκης

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Το περιεχόμενο της επιστολής του Αϊνστάιν αξίας 700.000 δολαρίων

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Μια επιστολή του Αϊνστάιν, η οποία περιλαμβάνει την διάσημη εξίσωσή Ε=mc2, πωλήθηκε σε δημοπρασία. Στάλθηκε από τον Einstein στον Πολωνο-Αμερικανό φυσικό Ludwik Silberstein το 1946 και η αξία της είχε αρχικά εκτιμηθεί στα 400.000 δολάρια, σύμφωνα με τον οίκο δημοπρασιών RR Auction.

Η σπανιότητα της επιστολής ωστόσο, οδήγησε σε πόλεμο προσφορών κατά τη δημοπρασία ανάμεσα σε πέντε υποψήφιους αγοραστές, οι οποίοι περιορίστηκαν σε δύο όταν η τιμή ξεπέρασε τα 700.000 δολάρια. Ο νικητής της δημοπρασίας και αγοραστής της επιστολής παρέμεινε ανώνυμος

Στο γράμμα του ο Einstein υπολογίζει την διαφορά μάζας μεταξύ ενός συστήματος δύο ίσων μαζών m, όταν αυτές βρίσκονται σε άπειρη απόσταση μεταξύ τους, και όταν οι ίδιες μάζες βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το κέντρο μάζας τους.

Από που προκύπτει το ενδιαφέρον για ένα τόσο απλό σύστημα και έναν τόσο απλό υπολογισμό; Η απάντηση βρίσκεται στην τελευταία παράγραφο της επιστολής του Αϊνστάιν: οι «ατομικές σταθερές» που αναφέρει ο Αϊνστάιν είναι αυτές που σήμερα θεωρούνται ως «θεμελιώδεις» σταθερές – η ταχύτητα του φωτός c, η σταθερά του Planck h, η σταθερά της βαρύτητας G κλπ. Οι τιμές αυτών των σταθερών είναι αυθαίρετες – δεν καθορίζονται από την φυσική θεωρία και θα μπορούσαν ενδεχομένως να έχουν οποιαδήποτε τιμή. Το γιατί έχουν τις συγκεκριμένες τιμές είναι ένα από τα μεγάλα προβλήματα στη φυσική – και ο Αϊνστάιν πίστευε ότι η απάντηση θα δινόταν μέσω μιας «θεωρίας που θα ενοποιούσε την βαρύτητα με τις άλλες δυνάμεις». Σε αυτή την αναζήτηση για μια «ενιαία θεωρία δυνάμεων» κατανάλωσε μάταια το τελευταίο τρίτο της ζωής του ο Αϊνστάιν.

Διαβάστε την επιστολή του Einstein:

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Τι είναι οι πίδακες μαύρων τρυπών;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Στην καρδιά κάθε γαλαξία βρίσκεται μια τεραστίου μεγέθους μαύρη τρύπα. Αυτές οι μαύρες τρύπες, οι μάζες των οποίων είναι εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια φορές η μάζα του ήλιου μας, τροφοδοτούν τις πιο ενεργητικές διαδικασίες του σύμπαντος, τους αστροφυσικούς πίδακες που συνίστανται από σωματίδια υψηλών ενεργειών και εκτείνονται έως και χιλιάδες έτη φωτός. Η ερευνητική ομάδα Event Horizon Telescope (EHT) που φωτογράφισε και συνεχίζει να ερευνά την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία M87, άρχισε να ξετυλίγει το μυστήριο σχετικά με το τι τροφοδοτεί αυτούς τους πίδακες.

Πριν από αρκετές εβδομάδες, το EHT δημοσίευσε μια δεύτερη φωτογραφία της θηριώδους μαύρης τρύπας M87 – μια διαφορετική οπτική σε σχέση με την πρώτη φωτογραφία που δημοσίευσε το 2019. Και οι δύο εικόνες δείχνουν το φωτεινό πλάσμα γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Σε αντίθεση με την πρώτη φωτογραφία, στη νέα εικόνα ο φωτεινός δακτύλιος γύρω από την μαύρη τρύπα έχει ρίγες, υποδηλώνοντας ότι το φως είναι ισχυρά πολωμένο.

Οι ερευνητές λένε ότι το σπειροειδές μοτίβο προκύπτει από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο γύρω από τη μαύρη τρύπα του M87 και ότι αυτό αντιπροσωπεύει τα πρώτα παρατηρησιακά στοιχεία υπέρ μιας θεωρίας σχετικά με την εκτόξευση πιδάκων, ηλικίας 44 χρόνων, γνωστή ως διαδικασία Blandford-Znajek.

Οι Roger Blandford και Roman Znajek, όταν ήταν νέοι φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Cambridge το 1977, υποστήριξαν ότι οι περιστρεφόμενες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες θα στρεβλώσουν ελικοειδώς τα περιβάλλοντα μαγνητικά πεδία και αυτή η μεταβολή δημιουργεί μια τάση που αντλεί ενέργεια έξω από την μαύρη τρύπα και κατά μήκος της έλικας προκαλώντας τον γιγαντιαίο πίδακα. Στο βίντεο που ακολουθεί (όπου μιλάει και ο ίδιος ο Roger Blandford) περιγράφεται πως θα μπορούσε να εξηγηθεί το φαινόμενο του πίδακα μιας θηριώδους μαύρης τρύπας:

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: Physicists Identify the Engine Powering Black Hole Energy Beams

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Πώς διαβάζονται τα διάσημα διαγράμματα Feynman;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Τα διαγράμματα Feynman είναι μια εικονική αναπαράσταση που περιγράφει την συμπεριφορά και την αλληλεπίδραση των στοιχειωδών σωματιδίων. Τα παρουσίασε για πρώτη φορά ο Richard Feynman το 1948 οπτικοποιώντας τις πολύπλοκες εξισώσεις που περιγράφουν τις αντίστοιχες αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων που συμμετέχουν σ’ αυτές. Ενώ τα διαγράμματα εφαρμόζονται κυρίως στην κβαντική θεωρία πεδίου, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν και σε άλλους τομείς, όπως στην φυσική στερεάς κατάστασης.

Το βίντεο που ακολουθεί περιγράφει αυτά που πρέπει να ξέρουμε ώστε να κατανοούμε στοιχειωδώς τα διαγράμματα Feynman:

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Πώς φαίνεται η εκτόξευση πυραύλων από το διάστημα;

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Έχετε δει ποτέ εκτόξευση πυραύλων – από το διάστημα; Παρατηρώντας προσεκτικά το βίντεο που ακολουθεί θα δούμε έναν πύραυλο που εκτοξεύεται από τη Γη για να μπει σε τροχιά γύρω από τη Γη, Το βίντεο λήφθηκε από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και παρακολουθεί τον ρωσικό πύραυλο Soyuz-FG που εκτοξεύθηκε τον Νοέμβριο του 2018 από το κοσμοδρόμιο στο Καζακστάν, μεταφέροντας τα απαραίτητα εφόδια στον Διαστημικό Σταθμό.

Πηγή

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Οι διαφορετικές αποχρώσεις ενός γαλαξία

| 0 ΣΧΟΛΙΑ

Ο γαλαξίας «ακιδωτός τροχός» (γνωστός και ως NGC 5457 ή Messier 101 ή M101) βρίσκεται σε απόσταση 27 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη στον αστερισμό της Μεγάλης Άρκτου. Η παραπάνω σύνθετη εικόνα του ακιδωτού τροχού συνδυάζει δεδομένα από τέσσερα διαστημικά τηλεσκόπια της NASA (Spitzer, Hubble, GALEX, Chandra) που «βλέπουν» σε διαφορετικές περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, από την υπέρυθρη ακτινοβολία μέχρι τις ακτίνες Χ. Η τελική σύνθετη εικόνα (πάνω) είναι αυτό που θα βλέπαμε αν μπορούσαμε να παρατηρήσουμε τον γαλαξία ταυτόχρονα: με κανονική κάμερα, με γυαλιά νυχτερινής όρασης, με υπεριώδη κάμερα και με όραση ακτίνων Χ !

To ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Από αριστερά προς τα δεξιά: ραδιο-τηλεοπτικά κύματα, μικροκύματα, υπέρυθρη ακτινοβολία, ορατό φως, υπεριώδης ακτινοβολία, ακτίνες Χ και ακτίνες γ.
Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία

Φωτογραφίζοντας τον «απόντα» Ήλιο, τη νύχτα!

| 0 ΣΧΟΛΙΑ


Αυτή είναι μια εικόνα του Ήλιου. Λήφθηκε βράδυ. Με νετρίνα. Τα οποία ταξίδεψαν από τον Ήλιο διαμέσου της Γης, η οποία είναι ουσιαστικά διαφανής στα νετρίνα, για να φτάσουν στον ανιχνευτή Super-Kamiokande.

H «φωτογραφική μηχανή»
O Super-Kamiokande είναι ένα γιγάντιος ανιχνευτής χτισμένος 1000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της Γης σε ένα ορυχείο ψευδαργύρου, 250 χιλιόμετρα νοτιο-δυτικά του Τόκιο. Αποτελείται από μια δεξαμενή γεμάτη με 50.000 τόνους νερού. Το νερό είναι τόσο καθαρό που οι φωτεινές ακτίνες ταξιδεύουν 70 μέτρα μέχρι η έντασή τους να μειωθεί στο μισό – στο νερό μιας συνηθισμένης πισίνας αυτό συμβαίνει μετά από μερικά μέτρα. Περισσότεροι από 11.000 φωτοανιχνευτές είναι τοποθετημένοι στα πλάγια, στο πάνω και κάτω μέρος της δεξαμενής και σκοπό έχουν μετρήσουν τις ασθενείς εκλάμψεις φωτός στο υπερ – καθαρό νερό. Ένα νετρίνο που διέρχεται μέσα από την δεξαμενή είναι πιθανό να αλληλεπιδράσει στο νερό με έναν ατομικό πυρήνα ή ένα ηλεκτρόνιο. Από τις συγκρούσεις αυτές παράγονται φορτισμένα σωματίδια – μιόνια από νετρίνα του μιονίου και ηλεκτρόνια από τα νετρίνα του ηλεκτρονίου. Γύρω από τα φορτισμένα σωματίδια δημιουργούνται εκλάμψεις μπλε φωτός, την ακτινοβολία Cherenkov. Το σχήμα και η ένταση της ακτινοβολίας Cherenkov αποκαλύπτει τον τύπο του νετρίνου που την προκάλεσε.

Για να προκύψει η παραπάνω εικόνα χρειάστηκαν πάνω από 503 ημέρες συλλογής ηλιακών νετρίνων από τον Super-Kamiokande. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην εικόνα δεν φαίνεται ολόκληρος ο Ήλιος – αλλά ο ηλιακός πυρήνας, εκεί όπου γίνεται η σύντηξη και παράγονται τα νετρίνα.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις διαμέσου των οποίων παράγονται νετρίνα στο εσωτερικό του Ήλιου. Ο πίνακας δίνει την ενέργεια και την ροή αυτών των νετρίνων που φτάνουν στη Γη

Ενώ για να διαφύγει ένα φωτόνιο από τον πυρήνα του ήλιου να χρειάζεται πάνω από 100.000 χρόνια (!), τα νετρίνα διαφεύγουν μέσα σε τρία δευτερόλεπτα.

… και ένα βίντεο σχετικά με τον ανιχνευτή νετρίνων Super-Kamiokande

Πηγή

 

Κατηγορίες:
Φυσική & Φιλοσοφία
web design by