Σάββατο, 31 Ιανουαρίου 2015

Είμαστε όλοι φτιαγμένοι από αστερόσκονη





Η αστροφυσική και η ιατρική παθολογία εκ πρώτης όψεως, δεν φαίνεται να έχουν πολλά κοινά. Ομως σύμφωνα με τον αστροφυσικό Κάρελ Σρίβερ, το σώμα μας αποτελείται από αστερόσκονη και αυτό είναι κάτι που πρέπει να λάβουμε υπόψιν για να κατανοήσουμε τη βιολογία του.

Ο αστροφυσικός Κάρελ Σρίβερ, από το Εργαστήριο Αστροφυσικής Lockheed Martin και η σύζυγός του, Αιρις Σρίβερ καθηγήτρια παθολογίας στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, ένωσαν τις δυνάμεις τους στο νέο βιβλίο: «Living With the Stars: How the Human Body Is Connected to the Life Cycles of the Earth, the Planets, and the Stars»

Μιλώντας από το σπίτι τους στο Πάλο Άλτο της Καλιφόρνια, εξηγούν πώς τα πάντα στο σώμα μας σχετίζονται με κοσμικές εκρήξεις που έγιναν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, πως το σώμα μας είναι σε μια διαρκή κατάσταση αποσύνθεσης και αναγέννησης και τι σχέση έχει το Big Bang με την κυστική ίνωση.

«We Are Stardust» τραγουδούσε η Τζόνι Μίτσελ στο Woodstock και μάλλον αποδεικνύεται σωστή. Οπως εξηγεί η Αιρις Σρίβερ μιλώντας στο National Geographic: «Οτι βρίσκεται στο σύμπαν και τη Γη αποτελείται από αστερόσκονη, η οποία βρίσκεται παντού γύρω και μέσα μας. Μας συνδέει άμεσα με το σύμπαν και ανοικοδομεί το σώμα μας ξανά και ξανά κατά τη διάρκεια της ζωής μας. Το σώμα μας είναι κατασκευασμένο από τα υπολείμματα των άστρων και τις τεράστιες εκρήξεις στους γαλαξίες. Όλο το υλικό στο σώμα μας προέρχεται από την εν λόγω υπολειπόμενη αστερόσκονη, που βρίσκεται επίσης στα φυτά και στα θρεπτικά συστατικά που χρειαζόμαστε κάθε μέρα. Επίσης το σώμα μας ανανεώνεται και κάθε λίγα χρόνια το μεγαλύτερο μέρος του είναι σαν καινούργιο.»

Πώς όμως δημιουργηθήκαμε από την αστερόσκονη; Σύμφωνα με τον Κάρελ: «Οταν ξεκίνησε το σύμπαν, υπήρχε μόνο υδρογόνο και λίγο ήλιο και πολύ λίγο από τα άλλα στοιχεία. Το ήλιο δεν βρίσκεται στο σώμα μας. Το υδρογόνο είναι, αλλά αυτό δεν είναι το μεγαλύτερο μέρος του βάρους μας. Τα αστέρια είναι σαν τους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Παίρνουν ένα καύσιμο και το μετατρέπουν σε κάτι άλλο. Το υδρογόνο μετασχηματίζεται σε ήλιο, και το ήλιο είναι ενσωματωμένο στον άνθρακα, το άζωτο και το οξυγόνο, το σίδηρο και το θείο, όλα όσα μας αποτελούν. Οταν τα αστέρια φτάσουν στο τέλος της ζωής τους, διογκώνονται και καταστρέφονται αποτινάζοντας τα εξωτερικά στρώματα τους. Αν ένα αστέρι είναι αρκετά βαρύ, θα εκραγεί σε σουπερνόβα. Ετσι, το μεγαλύτερο μέρος του υλικού που τα αποτελούν, βγαίνει από τα αστέρια που πεθαίνουν, ή τα αστέρια που καταστράφηκαν από εκρήξεις. Και αυτές οι αστρικές εκρήξεις συνεχίζονται. Εχουμε μέσα μας πράγματα τόσο παλιά όσο και το σύμπαν και άλλα που δημιουργήθηκαν μόλις εκατό χρόνια πριν. Και όλα αυτά αναμειγνύονται στο σώμα μας.»

Υπολογίζεται ότι κάθε χρόνο πέφτουν στη Γη περίπου 40.000 τόνοι αστρικής σκόνης και παρόλο που δε την βλέπουμε, μας επηρεάζει άμεσα. Οπως εξηγεί ο Κάρελ: «Οταν το ηλιακό σύστημα σχηματίστηκε, τα αέρια πάγωσαν και μετατράπηκαν σε πάγο και σωματίδια σκόνης μεγαλώνοντας με τις συγκρούσεις. Τελικά η βαρύτητα τα ένωσε για να σχηματίσουν πλανήτες. Οι πλανήτες είναι σαν μεγάλες ηλεκτρικές σκούπες, που ρουφάνε τα πάντα γύρω τους. Αλλά δεν καταφέρνουν να ολοκληρώσουν τη δουλειά. Υπάρχει ακόμα άπειρα σωματίδια που αιωρούνται τριγύρω. Λέγοντας σωματίδια, μπορεί να αναφερόμαστε σε αντικείμενα που ζυγίζουν μικρογραμμάρια και δεν θα μπορούσατε να δείτε ακόμη και αν είχατε μικροσκόπιο, μέχρι πράγματα που ζυγίζουν πολλούς τόνους, όπως κομήτες. Όλα αυτά τα πράγματα είναι ακόμα εκεί, έλκονται από τη βαρύτητα των πλανητών και του ήλιου. Η Γη δεν μπορεί να αποφύγει την συνάντηση τα συντρίμμια κι έτσι η αστρική σκόνη πέφτει πάνω στη Γη όλη την ώρα από την αρχή της δημιουργίας. Βασικά είναι ο λόγος που δημιουργήθηκε ο πλανήτης εξαρχής. Αλλά τελικά όλα αυτά τα σωματίδια που περιέχουν οξυγόνο και άνθρακα, σίδηρο, νικέλιο, και όλα τα άλλα στοιχεία, βρίσκουν το δρόμο τους μέσα στο σώμα μας.

Όταν ένα πραγματικά μεγάλο κομμάτι, όπως ένας γιγάντιος κομήτης ή αστεροειδής πέσει πάνω στη Γη, το αποτέλεσμα είναι μια τεράστια έκρηξη, η οποία είναι ένας από τους λόγους που πιστεύουμε ότι οι δεινόσαυροι εξαφανίστηκαν περίπου 70 εκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτό ευτυχώς δεν συμβαίνει πολύ συχνά. Αλλά σωματίδια πέφτουν από τον ουρανό όλη την ώρα.

Εν τέλει, οτιδήποτε μπορείτε να φανταστείτε, από εμάς μέχρι τα πράγματα που χρησιμοποιούμε καθημερινά, άρχισε τη ζωή του στο διάστημα. Ας πάρουμε για παράδειγμα το αλάτι. Αποτελείται από δύο χημικές ουσίες νάτριο και χλώριο. Από πού προέρχονται; Δημιουργήθηκαν μέσα στα άστρα που εξερράγησαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια και κάποια στιγμή βρήκαν τον δρόμο τους προς τη Γη. Ο αστρικές εκρήξεις συνεχίζονται και σήμερα στο γαλαξία, έτσι δεν είναι απίθανο το χλώριο που τρώμε στο αλάτι να δημιουργήθηκε μόλις πρόσφατα.»


Πηγή: http://www.awakengr.com/2015/01/blog-post_111.html#ixzz3QR6TiJZH
Under Creative Commons License: Attribution Share Alike

Δευτέρα, 26 Ιανουαρίου 2015

Πόσο μεγάλος φαίνεται ο Ήλιος από τον Πλούτωνα;


O Πλούτωνας είναι ένας πλανήτης-νάνος του ηλιακού μας συστήματος που διαθέτειπέντε δορυφόρους.
Πριν υποβιβαστεί από την κατηγορία των πλανητών λέγαμε ότι πρόκειται για τον πιο απομακρυσμένο πλανήτη του ηλιακού συστήματος.


Διαβάστε: Γιατί ο Πλούτωνας δεν θεωρείται πλανήτης

Η μέση απόσταση του Πλούτωνα από τον Ήλιο είναι περίπου 40 αστρονομικές μονάδες ή 6 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα και η περιφορά του γύρω απ’ αυτόν ολοκληρώνεται σε 248 γήινα χρόνια (και κάτι μήνες).
Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε την υποκειμενική αντίληψη του καλλιτέχνη (λανθασμένη) όσον αφορά το μέγεθος του Ήλιου από τον Πλούτωνα.


Καλλιτεχνική απεικόνιση του Πλούτωνα και του δορυφόρου του Χάροντα. Στο βάθος φαίνεται ο Ήλιος – πάρα πολύ μεγαλύτερος απ’ ότι την πραγματικότητα.

Η τροχιά του Πλούτωνα είναι μια έλλειψη και το πλησιέστερο σημείο της τροχιάς του από τον Ήλιο απέχει απόσταση 4,4 δισεκατομμύρια, ενώ το πιο απομακρυσμένο σημείο περίπου 7,3 δισεκατομμύρια.

Έτσι, όταν ο Πλούτωνας βρίσκεται στο πλέον απομακρυσμένο από τον ήλιο (που ονομάζεται αφήλιο), η διάμετρος του ήλιου φαίνεται πολύ μικρότερη από ένα δευτερόλεπτο της μοίρας, και φαίνεται σαν μια τελεία.
Όταν ο Πλούτωνας βρίσκεται στην πλησιέστερη απόσταση (περιήλιο) η διάμετρός του φαίνεται να είναι περίπου ένα δευτερόλεπτο της μοίρας. Και στην περίπτωση αυτή κάποιος με πολύ οξυμένη όραση ίσως μπορεί να τον αντιληφθεί ως κάτι παραπάνω από ένα φωτεινό σημείο…

Ο MacKenzie Burton έκανε ένα απλό διάγραμμα που δείχνει πόσο μεγάλος φαίνεται ο ήλιος από όλους τους πλανήτες:

Στο σχήμα δεν περιέχεται ο Πλούτωνας … γιατί από τον Πλούτωνα ο Ήλιος θα φαίνεται ακόμη πιο μικρότερος απ’ ότι φαίνεται από τον Ποσειδώνα!
Τελικά, μερικές φορές ξεχνάμε το πόσο μεγάλο είναι το ηλιακό μας σύστημα….

Το διαστημικό σκάφος New Horizons που εκτοξεύθηκε στις αρχές του 2006, με στόχο την εξερεύνηση του Πλούτωνα, παρότι κινείται με μεγάλη ταχύτητα (15 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο – με αυτή την ταχύτητα διασχίζει κανείς τις Ηνωμένες Πολιτείες περίπου σε 5 λεπτά!), βρίσκεται ακόμα στο μέσον της απόστασης και θα φτάσει στον Πλούτωνα το 2015.



17 Μαρτίου 2013



17 Μαρτίου 2014



ΠΗΓΗ: badastronomy physicsgg

Πέμπτη, 22 Ιανουαρίου 2015

ΓΙΑΝΝΗΣ ΑΝΤΩΝΙΑΔΗΣ. ΕΝΑΣ ΕΛΛΗΝΑΣ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ (Φυσικά εκτός Ελλάδος…)




Με ελληνική συμμετοχή η επιβεβαίωση της θεωρίας της βαρύτητας του Αϊνστάιν

Μία ακόμα φορά, η γενική θεωρία σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία προβλέπει ότι η βαρύτητα «βασιλεύει» στο σύμπαν, επιβεβαιώθηκε στις κοσμικές διαστάσεις της, χάρη σε μια ασυνήθιστη αστρονομική ανακάλυψη από μια μεγάλη διεθνή επιστημονική ομάδα, με επικεφαλής τον ελληνικής καταγωγής Γιάννη Αντωνιάδη του Ινστιτούτου Ραδιοαστρονομίας Μαξ Πλανκ στη Βόννη της Γερμανίας.

Οι επιστήμονες που έκαναν τη σχετική σημαντική δημοσίευση στο περιοδικό «Science», ανακάλυψαν ένα ασυνήθιστο ζευγάρι πολύ πυκνών άστρων (ένα άστρο νετρονίων κι ένα λευκό νάνο) που γυρίζουν το ένα γύρω από το άλλο κάθε 2,5 ώρες και σε απόσταση μόλις διπλάσια από αυτή μεταξύ Γης-Σελήνης, ενώ οι τροχιές τους ακολουθούν τις πορείες ακριβώς που προβλέπει η θεωρία της σχετικότητας.

Σε απόσταση περίπου 7.000 ετών φωτός από τη Γη, ανακαλύφθηκε ένα άστρο νετρονίων (πάλσαρ) διαμέτρου 20 χιλιομέτρων, που προέκυψε μετά το θάνατο ενός παλαιότερου μεγάλου άστρου μέσω έκρηξης σούπερ-νόβα και το οποίο πλέον περιστρέφεται αστραπιαία γύρω από τον εαυτό του με ρυθμό 25 φορές ανά δευτερόλεπτο. Γύρω από αυτό, εντοπίστηκε να περιφέρεται ένα άστρο-λευκός νάνος, δηλαδή το απομεινάρι κάποιου επίσης παλαιότερου άστρου σαν τον Ήλιο, που σταδιακά γέρασε, έχασε τα εξωτερικά στρώματά του και άρχισε να ψύχεται.

Το δυαδικό αυτό αστρικό σύστημα (με την ονομασία PSR J0348+0432) ασκεί, λόγω της τεράστιας μάζας του, τεράστια βαρυτική επίδραση στο περιβάλλον του, εκατοντάδες δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη βαρύτητα στη Γη. Έτσι, παρέχει μια ακραία, αλλά ιδανική, ευκαιρία για να ελεγχθεί η θεωρία βαρύτητας του Αϊνστάιν.

Οι ερευνητές εκμεταλλεύθηκαν τη σπάνια ευκαιρία ανακάλυψης των δύο υπέρ-πυκνων άστρων για να δουν αν η θεωρία του Αϊνστάιν καταρρέει σε αυτές τις εξωτικές συνθήκες, αλλά για μια ακόμη φορά δεν κατάφεραν να την κλονίσουν από το βάθρο της.

Ο Γιάννης Αντωνιάδης, σύμφωνα με το «Nature» και το Space.com, παρατήρησε ως διδακτορικός φοιτητής το δυαδικό αστρικό σύστημα με τη βοήθεια του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου (VLT) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου στη Χιλή και, όπως είπε, ανακάλυψε ότι το συγκεκριμένο άστρο νετρονίων έχει τη μεγαλύτερη μάζα από οποιαδήποτε άλλο άστρο πάλσαρ έχει ποτέ ανακαλυφθεί.

Το βαρυτικό πεδίο που δημιουργεί γύρω του το πάλσαρ, μεταβάλλει τον περιβάλλοντα χώρο και, κατά συνέπεια, την τροχιά του λευκού νάνου γύρω του, ακριβώς όπως προβλέπει η θεωρία της γενικής σχετικότητας. Οι ερευνητές μέτρησαν μια αλλαγή στην τροχιά του λευκού νάνου της τάξης των οκτώ εκατομμυριοστών του δευτερολέπτου ανά έτος, ακριβώς όσο προβλέπει η θεωρία του Αϊνστάιν.

Ένα τέτοιο αστρικό σύστημα, σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν, θα πρέπει επίσης να «ακτινοβολεί» στον χωροχρόνο ενέργεια με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων, όμως οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει ακόμα να εντοπίσουν τέτοια κύματα, παρόλο που τα αναζητούν επίμονα με διάφορους επίγειους πειραματικούς ανιχνευτές.

Ο Αϊνστάιν είχε προτείνει τη γενική σχετικότητα το 1915 και αυτή έκτοτε έχει κατά καιρούς επιβεβαιωθεί σε διάφορες συνθήκες, αλλά ακόμα δεν έχει καταστεί εφικτό να συμφιλιωθεί με την άλλη μεγάλη θεωρία της φυσικής, την κβαντομηχανική.

Ο Γιάννης Αντωνιάδης γεννήθηκε στο Διδυμότειχο και σπούδασε Φυσική στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Από το Μάρτιο του 2010 είναι διδακτορικός φοιτητής στο Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας Μαξ Πλανκ στη Βόννη, ειδικευόμενος στην αναζήτηση και μελέτη δυαδικών αστρικών συστημάτων πάλσαρ, χρησιμοποιώντας οπτικά τηλεσκόπια και ραδιοτηλεσκόπια σε διάφορες περιοχές του κόσμου.

Link: Για την πρωτότυπη επιστημονική εργασία (με συνδρομή) στη διεύθυνση: http://www.sciencemag.org/content/340/6131/1233232

Πηγή:ΑΠΕ

http://www.enet.gr/?i=news-room.el&id=360418

Τετάρτη, 21 Ιανουαρίου 2015

Βρέθηκε το επί 11 χρόνια αγνοούμενο Beagle-2


στην επιφάνεια του Άρη


Το ευρωπαϊκό διαστημικό όχημα είχε εξαφανιστεί τα Χριστούγεννα του 2003, μετά την προσεδάφισή του στην επιφάνεια του «κόκκινου πλανήτη».

Εντοπίστηκε, στην επιφάνεια του πλανήτη Άρη, το ευρωπαϊκό διαστημικό όχημα Beagle-2, που είχε εξαφανιστεί κατά την προσεδάφισή του στον «κόκκινο πλανήτη» ανήμερα τα Χριστούγεννα του 2003.

Το όχημα μοιάζει να είναι σε καλή κατάσταση και φαίνεται πως είχε μερικώς αναπτυχθεί στην επιφάνεια του Άρη, με την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) να σημειώνει σε ανακοίνωσή της πως αυτό αποδεικνύει πως η διαδικασία καθόδου και προσεδάφισης λειτούργησε κανονικά.

Οι φωτογραφίες ρίχνουν τουλάχιστον λίγο φως στο μυστήριο που περιβάλλει την «σιγή ασυρμάτου» του Beagle-2 επί 11 χρόνια. Το γεγονός ότι το όχημα δεν ανέπτυξε όλα τα ηλιακά κάτοπτρα που έφερε σημαίνει πως δεν ήταν δυνατό να αναπτυχθεί και η ραδιοφωνική αντένα για επικοινωνία με τη Γη, όπως ανακοίνωσε η βρετανική υπηρεσία διαστήματος, που ήταν και υπεύθυνη για το όχημα.

Το Beagle-2 βρέθηκε χάρη σε φωτογραφίες υψηλής ευκρίνειας που έλαβε δορυφόρος της NASA.

Τετάρτη, 14 Ιανουαρίου 2015

Νέα έρευνα: Μόνο το 10% των γαλαξιών μπορεί να υποστηρίξει ζωή





Ίσως το σύμπαν να είναι πολύ πιο έρημο απ’ ό,τι θεωρούνταν μέχρι σήμερα. Κι αυτό γιατί, όπως υποστηρίζουν δύο αστροφυσικοί, από τους 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες που περιέχει, μόλις στο 10% επικρατούν συνθήκες που θα επέτρεπαν
την ανάπτυξη εξελιγμένων μορφών ζωής, όπως συνέβη στη Γη.

Στο υπόλοιπο 10%, προσθέτουν οι επιστήμονες, ανά τακτά χρονικά διαστήματα εξαιρετικά βίαια γεγονότα έχουν προκαλέσει την εκπομπή μεγάλων ποσοτήτων ακτινοβολίας –ένα φαινόμενο γνωστό ως εκλάμψεις ακτίνων γ– με συνέπεια κάθε φορά να εξαλείφεται οποιοσδήποτε μικροοργανισμός που υπήρχε εκεί και ήταν πιο περίπλοκος από τα μικρόβια.

Η επιστημονική κοινότητα εξετάζει εδώ και χρόνια κατά πόσο μια έκλαμψη ακτίνων γ θα μπορούσε να βλάψει τον πλανήτη μας. Αυτές οι εκπομπές ανακαλύφθηκαν το 1967 και διαχωρίζονται σε δύο τύπους, ανάλογα με τη διάρκεια τους. Έτσι, οι σύντομες εκλάμψεις διαρκούν 1-2 δευτερόλεπτα και κατά κανόνα προέρχονται από τη σύγκρουση αστέρων νετρονίων ή την απορρόφηση ενός αστέρα νετρονίου σε μία μαύρη τρύπα.

Ωστόσο, παρατηρούνται και εκλάμψεις με διάρκεια μεγαλύτερη από μερικές δεκάδες δευτερόλεπτα, που οφείλονται στην κατάρρευση μεγάλων αστρικών σωμάτων.

Αν και αυτές οι εκλάμψεις είναι πιο σπάνιες, εκλύουν 100πλάσια ενέργεια και μπορεί να αποδειχθούν θανατηφόρες για τους πλανήτες που βρίσκονται στην «εμβέλειά» τους.

Ο λόγος είναι πως θα προκαλέσουν αλυσιδωτές χημικές αντιδράσεις στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, καταστρέφοντας το στρώμα όζοντος στα ανώτερα επίπεδά της. Έτσι, χωρίς πλέον αυτό το προστατευτικό στρώμα, η υπεριώδης ακτινοβολία του μητρικού αστέρα θα «βομβαρδίζει» για μήνες ή και χρόνια την επιφάνεια του πλανήτη – καταστρέφοντας τις περισσότερες μορφές ζωής.

Πρόσφατα δεδομένα δείχνουν πως αυτές οι μεγαλύτερης διάρκειας εκλάμψεις συμβαίνουν κυρίως σε περιοχές όπου σχηματίζονται νέοι αστέρες με σχετικά χαμηλά επίπεδα σε στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο – με χαμηλή «μεταλλικότητα», σύμφωνα με την επιστημονική ορολογία.

Με αυτό ως δεδομένο, το παραπάνω αποκαλυπτικό σενάριο έχει συμβεί συχνά στη συντριπτική πλειονότητα των γαλαξιών του σύμπαντος, σύμφωνα με τον Τσβι Πιράν και τον Ραούλ Χιμένεζ, θεωρητικούς αστροφυσικούς στο πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ και της Βαρκελώνης, αντίστοιχα.

Πιο συγκεκριμένα, στη μελέτη τους που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review Letters, οι δύο αστροφυσικοί σημειώνουν πως οι περισσότεροι γαλαξίες χαρακτηρίζονται από χαμηλή «μεταλλικότητα». Ως αποτέλεσμα, συμπεραίνουν, στο 90% θα πρέπει να έχουν συμβεί πολλές εκλάμψεις ακτίνων γ στο παρελθόν, καθιστώντας τα περιβάλλοντά τους εντελώς «εχθρικά» για την εξέλιξη της ζωής.

Ακόμη χειρότερα, προσθέτουν, για περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όλοι οι γαλαξίες βρίσκονταν σε αυτή την κατάσταση, με συνέπεια η ανάπτυξη ανώτερων μορφών ζωής να ήταν απαγορευτική παντού στο σύμπαν.

Αν και η έκθεση σε μεγάλες δόσεις ακτινοβολίας θα εξαφάνισε οποιαδήποτε εξελιγμένη μορφή ζωής, αυτό δεν σημαίνει πως στο 90% των γαλαξιών ενδεχομένως δεν επιβίωσαν ορισμένα «σκληροτράχηλα» βακτήρια.

Ωστόσο, όπως σημειώνουν οι δύο αστροφυσικοί, τέτοια βίαια φαινόμενα είναι βέβαιο πως ανέκοψαν την πορεία εξέλιξης της ζωής προς τα νοήμονα όντα. Μια διαδικασία που, έπειτα από κάθε τέτοια έκλαμψη, ουσιαστικά θα ξεκίνησε πάλι από τα πρώτα στάδια.

Όσον αφορά τον γαλαξία μας, οι ερευνητές εκτιμούν πως οι πλανήτες που βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη από 6500 έτη φωτός από το κέντρο του έχουν 95% πιθανότητα να έχουν «βομβαρδισθεί» από μια έκλαμψη μεγάλης διάρκειας μέσα στα τελευταία 1 δισ. χρόνια. Γενικά, συμπεραίνουν, η ανάπτυξη ζωής είχε μεγαλύτερη πιθανότητα για αίσια έκβαση στα ηλιακά συστήματα που βρίσκονται στις εξωτερικές περιοχές των γαλαξιών.

Σύμφωνα με τους δύο ερευνητές, η μελέτη «δείχνει» σε ποιες συμπαντικές περιοχές θα πρέπει να αναζητηθούν πιθανές νοήμονες μορφές ζωής. Για παράδειγμα, το πρόγραμμα SETI, το οποίο προσπαθεί να εντοπίσει με γήινα ραδιοτηλεσκόπια σήματα από εξωγήινους εξελιγμένους πολιτισμούς, επικεντρώνεται κυρίως στο κέντρο του Γαλαξία μας, όπου οι αστέρες έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα.

Σε αυτή τη «γειτονιά», ωστόσο, οι εκλάμψεις ακτίνων γ φαίνεται πως απαγόρευσαν τη δημιουργία νοήμονος ζωής, κάτι που σημαίνει πως ίσως οι παρυφές του γαλαξία είναι καλύτεροι υποψήφιοι.

Κυριακή, 11 Ιανουαρίου 2015

Γενική … ιστορία της Σχετικότητας


Οι ριζοσπαστικές θεωρίες του Αϊνστάιν αρχικά αντιμετωπίστηκαν με μεγάλη δυσπιστία, σύντομα όμως έγιναν αποδεκτές φωτίζοντας νέες πτυχές της Φυσικής και του ΣύμπαντοςΒάρβογλης Χάρης – tovima.gr

Όταν ο Άλμπερτ Αϊνστάιν δημοσίευσε το 1905 την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας (ΕΘΣ), οι νεωτεριστικές ιδέες του αντιμετωπίστηκαν με σκεπτικισμό. Πώς είναι δυνατόν το φως να διαδίδεται πάντα με την ίδια ταχύτητα, από όπου κι αν το βλέπει κανείς; Από την καθημερινή μας ζωή γνωρίζουμε ότι αν σε ένα τρένο που ταξιδεύει με ταχύτητα 100 χιλιομέτρων την ώρα πετάει μια μύγα που ο επιβάτης του τρένου τη βλέπει να κινείται με ταχύτητα 5 χιλιομέτρων την ώρα προς τα εμπρός, τότε ο σταθμάρχης του σταθμού από τον οποίο περνάει το τρένο θα τη βλέπει να κινείται με ταχύτητα 105 χιλιομέτρων την ώρα. Αν όμως ο επιβάτης του τρένου έχει μαζί του έναν φακό, τότε σύμφωνα με την ΕΘΣ τόσο αυτός όσο και ο σταθμάρχης θα μετρήσουν την ίδια ταχύτητα του φωτός, 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, όσο γρήγορα κι αν πηγαίνει το τρένο! Αυτή η υπόθεση του Αϊνστάιν καθώς και όλες οι συνέπειες που πηγάζουν από αυτήν δεν ήταν εύκολο να γίνουν αποδεκτές από τη διεθνή επιστημονική κοινότητα για πολύ καιρό. Το αποτέλεσμα είναι πως ο Αϊνστάιν πήρε το βραβείο Νομπέλ Φυσικής του 1921 όχι για τη Θεωρία της Σχετικότητας, αλλά για μια άλλη σημαντική συνεισφορά του στη σύγχρονη Φυσική, τη θεωρητική ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, που ήταν η πρώτη εφαρμογή της Κβαντομηχανικής.

Ίδιοι νόμοι για όλους

Αλλά ενόσω η ΕΘΣ αντιμετωπιζόταν ακόμη με σκεπτικισμό, ο Αϊνστάιν είχε αρχίσει ήδη να σκέπτεται τη γενίκευσή της. Βασική «φιλοσοφική» αρχή της ΕΘΣ είναι ότι οι νόμοι της Φυσικής θα πρέπει να είναι ίδιοι για όλους τους παρατηρητές που κινούνται, ο ένας ως προς τον άλλον, ευθυγράμμως και ισοταχώς. Η γενίκευση που είχε στο μυαλό του ο Αϊνστάιν ήταν ότι οι νόμοι της Φυσικής θα πρέπει να είναι ίδιοι ακόμη και για τους επιταχυνόμενους παρατηρητές, παρατηρητές δηλαδή που δεν κινούνται ευθυγράμμως και ισοταχώς. Αλλά εδώ υπεισέρχεται η αρχή της ισοδυναμίας της Κλασικής Μηχανικής, σύμφωνα με την οποία δεν είναι δυνατό να διακρίνει κανείς μόνο με πειράματα αν ένα σώμα επιταχύνεται προς μια κατεύθυνση ή έλκεται βαρυτικά από ένα άλλο σώμα προς την αντίθετη κατεύθυνση. Το πιο γνωστό παράδειγμα αυτής της αρχής είναι εκείνο στο οποίο βρισκόμαστε στον θαλαμίσκο ενός ασανσέρ και νιώθουμε μια δύναμη να μας «τραβάει» προς το πάτωμά του. Δεν υπάρχει τρόπος να ελέγξουμε αν κάτω από το πάτωμα υπάρχει η Γη που μας έλκει βαρυτικά ή αν το ασανσέρ έχει ξεκινήσει και ο θαλαμίσκος επιταχύνεται προς τα πάνω. Επομένως, στην περίπτωση που θα θέλαμε να «κρατήσουμε» αυτή την αρχή, τότε η επέκταση της ΕΘΣ του Αϊνστάιν θα έπρεπε να συμπεριλαμβάνει μια νέα θεωρία της βαρύτητας, που θα αντικαθιστά τη θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα που μαθαίνουμε στο σχολείο.

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν

Οι εξισώσεις της νέας θεωρίας του Αϊνστάιν θα έπρεπε να είναι ίδιες για όλους τους παρατηρητές. Αρα δεν θα έπρεπε να εξαρτώνται από τις θέσεις και τις ταχύτητες των σωμάτων σε ένα συγκεκριμένο σύστημα αναφοράς (π.χ. όπως τις μετράμε από την επιφάνεια της Γης), αλλά να έχουν την ίδια μορφή σε όλα τα συστήματα αναφοράς (π.χ. όπως τις μετράμε από την επιφάνεια άλλων πλανητών ή του Ηλιου). Μαθηματικά προβλήματα αυτού του είδους ήταν ήδη γνωστά στους θεωρητικούς φυσικούς από παλαιότερα, και τα περισσότερα από αυτά είχαν λυθεί με την εισαγωγή της έννοιας του διανύσματος, δηλαδή μιας ποσότητας που έχει τόσο μέγεθος όσο και κατεύθυνση. Στα μαθηματικά συμβολίζουμε τα διανύσματα με «παχιά» γράμματα. Πολύ γνωστή, σε αυτό το πλαίσιο, είναι η εξίσωση που περιγράφει τον δεύτερο νόμο της κίνησης του Νεύτωνα. Αν εκφράσουμε τη δύναμη ως διάνυσμα (δηλαδή δύναμη Α προς την κατεύθυνση Β) και την επιτάχυνση επίσης (δηλαδή πώς αλλάζουν η διεύθυνση και το μέγεθος της ταχύτητας), τότε η διανυσματική εξίσωση του δεύτερου νόμου, F = mγ, λέει απλά ότι η επιτάχυνση, γ, είναι ανάλογη της δύναμης, F, δηλαδή προς την ίδια κατεύθυνση, και ο συντελεστής αναλογίας είναι η μάζα του σώματος, m. Η σχέση αυτή είναι ανεξάρτητη από το σύστημα αναφοράς, στο οποίο μετράμε την επιτάχυνση γ.

Νέα μαθηματικά

Στη Φυσική όμως υπάρχουν και περιπτώσεις που η διεύθυνση ενός μεγέθους δεν συμπίπτει με τη διεύθυνση κάποιου άλλου. Κλασική περίπτωση είναι η δύναμη της τριβής που ενεργεί σε ένα σώμα, το οποίο σύρεται σε μια οριζόντια επιφάνεια. Η δύναμη της τριβής είναι παράλληλη προς την επιφάνεια, αλλά είναι ανάλογη του βάρους που είναι κάθετο στην επιφάνεια. Πώς το γράφουμε αυτό μαθηματικά; Ερωτήματα αυτού του είδους οδήγησαν τον μεγάλο ιταλό μαθηματικό Γκρεγκόριο Ρίτσι-Κουρμπάστρο (Ricci-Curbastro) να εισαγάγει το 1900 μια νέα μαθηματική οντότητα, τον τανυστή, που αποτελεί γενίκευση του διανύσματος. Το 1908, που ο Αϊνστάιν είχε αρχίσει να σκέπτεται τη γενίκευση της ΕΘΣ, οι τανυστές φαίνονταν ως η καλύτερη επιλογή για να διατυπωθεί μαθηματικά η νέα θεωρία. Ο Αϊνστάιν δεν γνώριζε καλά αυτό το τόσο νέο μαθηματικό εργαλείο, γι’ αυτό και ζήτησε από τον παλιό συμμαθητή του Μαρσέλ Γκρόσμαν (Grossman) να συνεργαστούν. Οι δυσκολίες όμως ήταν μεγάλες για τους δύο συνεργάτες, κυρίως σχετικά με το ποια θα ήταν η μορφή των εξισώσεων και ποια μεγέθη θα υπεισέρχονταν σε αυτές.

Η προσπάθειά τους ήταν πολύ διαφορετική από την προσπάθεια διατύπωσης της ΕΘΣ. Τότε υπήρχε ένα πειραματικό αποτέλεσμα, η σταθερότητα της ταχύτητας του φωτός, το οποίο χρειαζόταν θεωρητική ερμηνεία. Στην περίπτωση της επέκτασης της ΕΘΣ, δεν υπήρχε κανένα πειραματικό αποτέλεσμα που να απαιτούσε τη διατύπωση μιας νέας θεωρίας, παρά μόνο η φιλοσοφική άποψη του Αϊνστάιν για την «απλότητα» των νόμων της φύσης. Επειτα από πολλά έτη προσπαθειών, το καλοκαίρι του 1915, ο Αϊνστάιν παρουσίασε την πρώτη μορφή της νέας θεωρίας, που επρόκειτο να ονομαστεί Γενική Θεωρία της Σχετικότητας (ΓΘΣ), σε μια σειρά σεμιναρίων που είχε προσκληθεί να δώσει στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν από τον μεγάλο γερμανό μαθηματικό και καθηγητή σε αυτό το πανεπιστήμιο Ντάβιντ Χίλμπερτ(Hilbert). Ενας από τους ακροατές των σεμιναρίων ήταν και ο μεγάλος έλληνας μαθηματικόςΚωνσταντίνος Καραθεοδωρή, ο οποίος εκείνη την εποχή ήταν καθηγητής στο Γκέτινγκεν. Η θεωρία δημοσιεύθηκε σε ολοκληρωμένη μορφή το φθινόπωρο του ίδιου έτους και αποτελεί πια έναν από τους δύο πυλώνες της σύγχρονης Φυσικής (ο άλλος είναι η Κβαντομηχανική).

Παρ’ όλο που αρχικά η ΓΘΣ αντιμετωπίστηκε από τη διεθνή επιστημονική κοινότητα με μεγαλύτερη δυσπιστία από ό,τι η ΕΘΣ, μερικοί επιστήμονες την αποδέχθηκαν εξαρχής. Το καλοκαίρι του 1916 ο γερμανός μαθηματικός Καρλ Σβάρτσιλντ (Schwarzschild) βρήκε την πρώτη ακριβή λύση των εξισώσεων της ΓΘΣ, η οποία προβλέπει την ύπαρξη μελανών οπών. Το 1919 ο άγγλος αστρονόμος Αρθουρ Εντινγκτον (Eddington) μπόρεσε να μετρήσει, κατά τη διάρκεια μιας έκλειψης Ηλίου, την εκτροπή των φωτεινών ακτίνων αστέρων που φαίνονταν κοντά στο χείλος του Ηλίου, φαινόμενο που προβλέπεται από τη ΓΘΣ αλλά όχι από τη Νευτώνεια θεωρία της βαρύτητας. Εκτοτε η ΓΘΣ αποτελεί ένα από τα βασικότερα εργαλεία της Αστροφυσικής, αφού τα πιο εντυπωσιακά φαινόμενα που παρατηρούνται στο Σύμπαν σχετίζονται με τις μελανές οπές και τη Φυσική τους.

Τρίτη, 6 Ιανουαρίου 2015

How Did We Find the Distance to the Sun?




Credit: NASA Goddard Space Flight Center


How far is the Sun? It seems as if one could hardly ask a more straightforward question. Yet this very inquiry bedeviled astronomers for more than two thousand years.

Certainly it’s a question of nearly unrivaled importance, overshadowed in history perhaps only by the search for the size and mass of the Earth. Known today as the astronomical unit, the distance serves as our reference within the solar system and the baseline for measuring all distances in the Universe.


Thinkers in Ancient Greece were among the first to try and construct a comprehensive model of the cosmos. With nothing but naked-eye observations, a few things could be worked out. The Moon loomed large in the sky so it was probably pretty close. Solar eclipses revealed that the Moon and Sun were almost exactly the same angular size, but the Sun was so much brighter that perhaps it was larger but farther away (this coincidence regarding the apparent size of the Sun and Moon has been of almost indescribable importance in advancing astronomy). The rest of the planets appeared no larger than the stars, yet seemed to move more rapidly; they were likely at some intermediate distance. But, could we do any better than these vague descriptions? With the invention of geometry, the answer became a resounding yes.

The first distance to be measured with any accuracy was that of the Moon. In the middle of the 2nd century BCE, Greek astronomer Hipparchus pioneered the use of a method known as parallax. The idea of parallax is simple: when objects are observed from two different angles, closer objects appear to shift more than do farther ones. You can demonstrate this easily for yourself by holding a finger at arm’s length and closing one eye and then the other. Notice how your finger moves more than things in the background? That’s parallax! By observing the Moon from two cities a known distance apart, Hipparchus used a little geometry to compute its distance to within 7% of today’s modern value – not bad!




by MORGAN REHNBERG
universetoday.com

Παρασκευή, 2 Ιανουαρίου 2015

Η αποκάλυψη της μαγείας του χάους, στις νιφάδες του χιονιού


        Ευτυχισμένο το 2015



Στη φύση υπάρχουν τυχαίες καταστάσεις και μορφές που είναι αρκετά ακαθόριστες.


Ο κανόνας της τάξης λοιπόν καταρρίπτεται εύκολα...
Η δύναμη των Μαθηματικών αρκετές φορές μας ξαφνιάζει.




Είναι η επιστήμη που μπόρεσε να μελετήσει την έννοια του τυχαίου και πιθανού και μάλιστα να βρει τρόπους να το μετρήσει όπως θα μετρούσε για παράδειγμα το ύψος ενός ανθρώπου. Φυσικά αναφερόμαστε στην δημιουργία της Θεωρίας Πιθανοτήτων που είναι ένας από τους πιο σύγχρονους κλάδους των Μαθηματικών, ιδιαίτερα σημαντικός για τη ζωή μας. Η τελευταία μαθηματική πρόκληση του αιώνα μας είναι η μελέτη του χάους. Να καταλάβουμε δηλαδή με ακρίβεια πώς δημιουργούνται τυχαίες διατάξεις όπως τα σύννεφα ή ένα επίσης χαρακτηριστικό παράδειγμα τις χιονονιφάδες.




Ο Koch ασχολήθηκε με αυτή την χαοτική μελέτη (των πιθανοτήτων), αναζητώντας την πολύπλοκη διαδικασία, της δημιουργίας μίας χιονονιφάδας.



Η χιονονιφάδα Koch
Διαδικασία:
Φανταστείτε ότι τις πλευρές ενός ισόπλευρου τριγώνου τις αντικαθιστούμε με τρεις καμπύλες Koch. Η κλειστή καμπύλη που θα προκύψει, μας θυμίζει το σχήμα χιονονιφάδας. Η επωνυμία χιονονυφάδα Kochδίδεται στην επιφάνεια που περικλείει αυτή η καμπύλη. Ένας εναλλακτικός τρόπος κατασκευής περιγράφεται στα επόμενα σχεδιαγράμματα: Ξεκινάμε με ένα ισόπλευρο τρίγωνο. Προσθέτουμε στις πλευρές του, ακριβώς στη μέση τρία άλλα ισόπλευρα τρίγωνα με πλευρές 1/3 του αρχικού. Σε κάθε νέο τμήμα της περιμέτρου, προσθέτουμε ξανά από ένα ισόπλευρο τρίγωνο που οι πλευρές του είναι το 1/3 των προηγούμενων τριγώνων. Συνεχίζοντας κατ’ αυτόν τον τρόπο απεριόριστα θα λάβουμε ένα επίπεδο σχήμα, την χιονονιφάδα Koch (ή von Koch).







Στο παρακάτω εκπληκτικό βίντεο ο Ρώσοςδημιουργός του,κατάφερε να καταγράψει με λεπτομέρεια τη δημιουργία ενός κρυστάλλου πάγου. Ο Ιβάνοφ κατέγραψε τον σχηματισμό της εξαγωνικής νιφάδας μέσα από μικροσκόπιο και το αποτέλεσμα είναι πραγματικά εντυπωσιακό.





Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι καμία νιφάδα χιονιού δεν είναι πανομοιότυπη με κάποια άλλη, όλες έχουν μοναδικό σχήμα. Για να δει κάποιος όμως τη διαδικασία σχηματισμού τους απαιτείται η χρήση μικροσκοπίου. Ο Ιβάνοφ κατέγραψε αυτή τη διεργασία σε ένα βίντεο που δείχνει με εκπληκτική λεπτομέρεια το φαινόμενο.






Πηγή: http://xibalbaawe.blogspot.gr/2014/03/blog-post.html