Δευτέρα, 16 Απριλίου 2018

Ο Διαστημικός Κυνηγός Καταιγίδων τοποθετήθηκε … … στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό



Ένα νέο επιστημονικό παρατηρητήριο μεταφέρθηκε και μόλις τοποθετήθηκε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), έξω από το διαστημικό εργαστήριο «Κολόμβος» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA). Πρόκειται για το Παρατηρητήριο των Αλληλεπιδράσεων Ατμόσφαιρας-Διαστήματος (Atmosphere-Space Interactions Monitor-ASIM), γνωστό και ως «Διαστημικός Κυνηγός Καταιγίδων».

Το βάρους 314 κιλών, παρατηρητήριο μεταφέρθηκε στον ISS με την τελευταία πτήση του αμερικανικού μεταγωγικού σκάφους Dragon της Space X και η τοποθέτησή του στην κατάλληλη θέση έξω από τον ISS έγινε με τη βοήθεια ενός ρομποτικού βραχίονα μήκους 16 μέτρων.

Το ASIM θα στοχεύει συνεχώς στη Γη και θα παρατηρεί τους κεραυνούς και τις άλλες ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις στην ατμόσφαιρα, οι οποίες συμβαίνουν πάνω από τις καταιγίδες, φαινόμενα που δεν έχουν μελετηθεί επαρκώς μέχρι σήμερα.

Ο ISS αποτελεί το ιδανικό «μπαλκόνι» για να συλλέξει κανείς πληροφορίες για αυτά τα φαινόμενα, καθώς κινείται περίπου 400 χιλιόμετρα πάνω από τον πλανήτη μας και μπορεί να δει από ψηλά τις καταιγίδες. Τα στοιχεία του ASIM θα μεταδίδονται στη Γη μέσω τηλεπικοινωνιακών δορυφόρων.

Το ASIM μπορεί με τις δύο κάμερες και τα φωτόμετρά του να τραβήξει εικόνες των καταιγίδων στο υπέρυθρο και στο υπεριώδες τμήμα του φάσματος, ενώ διαθέτει επίσης ανιχνευτές ακτίνων-Χ και ακτίνων-γ. Οι καταιγίδες είναι θεαματικά φυσικά φαινόμενα, αλλά οι άνθρωποι από την επιφάνεια της Γης μπορούν να δουν μόνο ένα μέρος του τι πράγματι συμβαίνει. Στο ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας, στη μεσόσφαιρα και στη στρατόσφαιρα, λαμβάνουν χώρα περίεργα, αν όχι μυστηριώδη, πράγματα για τα οποία δεν υπάρχει μια βέβαιη επιστημονική εξήγηση.

Αυτά τα ασυνήθιστα «παροδικά φωτεινά συμβάντα» (transient luminous events), όπως λέγονται, παρατηρήθηκαν τυχαία για πρώτη πρώτη φορά το 1989, όταν ένας αμερικανός επιστήμονας που δοκίμαζε μια τηλεοπτικά κάμερα, «έπιασε» πάνω από ένα μακρινό νέφος καταιγίδας φωτεινές στήλες φωτός, οι οποίες έμοιαζαν με κεραυνούς-πυραύλους ή ανοδικούς κεραυνούς.

Η ανακάλυψη είχε τότε εκπλήξει τους επιστήμονες, όπως δήλωσε στο BBC ο επικεφαλής επιστήμων του ASIM δρ Τόρστεν Νόιμπερτ του Εθνικού Ινστιτούτου Διαστήματος του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Δανίας. Όπως είπε, «πραγματικά μας εξέπληξε όλους. Πώς ήταν δυνατό να υπάρχει κάτι τέτοιο και να μη το ξέρουμε; Υπήρχαν έως τότε μόνο κάποιες ανεκδοτολογικές αναφορές από πιλότους αεροπλάνων».

Oι ηλεκτρικές εκκενώσεις που δεν διαρκούν περισσότερο από μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου αλλά μπορεί να έχουν μήκος πολλών δεκάδων χιλιομέτρων, πήραν ονόματα ξωτικών όπως «sprites», «blue jets» (τα πιο μυστηριώδη) και «elves» (τα πιο συχνά και κατανοητά). Αυτά ακριβώς τα «εξωτικά» φαινόμενα θα μελετήσει το ASIM, η αποστολή του οποίου θα διαρκέσει τουλάχιστον δύο χρόνια.

Τα «sprites», που προκαλούνται στη μεσόσφαιρα από ηλεκτρικές εκκενώσεις στη μεσόσφαιρα, σε ύψος 50 έως 100 χιλιομέτρων, μοιάζουν με κόκκινες μέδουσες που τα πλοκάμια τους απλώνονται προς τα κάτω.

Τα «blue jets» ξεκινούν από τις κορυφές των νεφών και διαδίδονται προς τα υψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας έως τη στρατόσφαιρα. Ο πρώτος που βιντεοσκόπησε ένα «blue jet», ήταν από τον ISS ο αστροναύτης Αντρέας Μόγκενσεν της ESA το 2015.

Πιο ψηλά από όλα, έως την ιονόσφαιρα στα σύνορα μεταξύ ατμόσφαιρας-διαστήματος, φθάνουν τα «elves», που έχουν μορφή ομόκεντρων κύκλων φωτός, συχνά ξεκινούν σαν μια αδύναμη λάμψη και εκτείνονται σε ακτίνα έως 400 χιλιομέτρων.

Επιπλέον, οι πανίσχυρες αυτές ηλεκτρικές εκκενώσεις και τα ηλεκτρικά πεδία μέσα στα νέφη επιταχύνουν τα ηλεκτρόνια σε τέτοιες ταχύτητες και σε τόσο μεγάλους αριθμούς, ώστε συχνά δημιουργούν ακτίνες Χ και γ, κάτι άλλο που επίσης θα μελετηθεί χάρη στο νέο διαστημικό παρατηρητήριο.

Κάθε δευτερόλεπτο περίπου 45 κεραυνοί εμφανίζονται στην ατμόσφαιρα της Γης, ενώ ισχυρές χημικές αντιδράσεις μεταβάλλουν την σύσταση της ατμόσφαιρας μέσα και γύρω από τα καταιγιδοφόρα σύννεφα. Καθώς οι κεραυνοί επηρεάζουν τις συγκεντρώσεις πολλών ατμοσφαιρικών αερίων, παίζουν σημαντικό ρόλο και στη διαμόρφωση του κλίματος, κάτι που θα αποτελέσει επίσης αντικείμενο επιστημονικής μελέτης.

Τέλος, οι παρατηρήσεις του ASIM θα βελτιώσουν την κατανόηση των επιστημόνων για τις συνέπειες των αμμοθυελλών, των αστικών ρύπων, των δασικών πυρκαγιών και της ηφαιστειακής τέφρας για το σχηματισμό νεφών και την πρόκληση κεραυνών.



πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ – https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/Once_Upon_a_Time_in_a_Thunderstormphysicsgg

Δευτέρα, 2 Απριλίου 2018

Νέα ανατρεπτική θεωρία για το τέλος του Σύμπαντος. The universe may end in a collision with a bubble of nothingness







Ερευνητές του Χάρβαρντ υποστηρίζουν ότι το διάσημο μποζόνιο Χιγκς μπορεί να καταστρέψει τον Κόσμο. Σύμφωνα με την νέα θεωρία ίσως έχει ήδη αρχίσει να σχηματίζεται στον Σύμπαν μια φυσαλίδα αρνητικής ενέργειας που θα το καταπιεί ολόκληρο. The Higgs boson could destroy the universe. There’s a chance this particle has collapsed in a distant corner of the cosmos, producing a bubble of expanding vacuum energy that could envelop us all. A growing void could be coming for us. Credit: ESO/R. Fosbury (ST-ECF)



Χαρακτηριζόταν ως το «ιερό δισκοπότηρο» της Φυσικής και η προσπάθεια εντοπισμού του από τους επιστήμονες είχε λάβει μυθιστορηματικές διαστάσεις. Το μποζόνιο του Χιγκς είναι το σωματίδιο που αντιστοιχεί στο πεδίο του Χιγκς, το οποίο προσδίδει μάζα στην ύλη.


Το μποζόνιο Χιγκς δημιουργήθηκε στις ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας που προέκυψαν την στιγμή της γέννησης του Σύμπαντος. Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι χωρίς το μποζόνιο Χίγκς το Σύμπαν θα ήταν πιο ελαφρύ από πούπουλο, χωρίς καθόλου μάζα και επομένως χωρίς βαρύτητα. Και χωρίς βαρύτητα δεν θα υπήρχαν άστρα, πλανήτες, άνθρωποι.



A fundamental particle that gives mass to all matter in the universe could one day lead to its destruction. Experts say that our cosmos may ended as abruptly as it began in a collision with a bubble of negative energy, created by a Higgs boson - the so-called 'God particle.



Κάπως έτσι προέκυψε και ο χαρακτηρισμός του ως το «σωματίδιο του Θεού». Την δεκαετία του 1960 ομάδα επιστημόνων με μπροστάρη τον Βρετανό φυσικό Πίτερ Χίγκς πρότειναν μια νέα θεωρία για την ύπαρξη της μάζας στην οποία προβλεπόταν ή ύπαρξη του μποζονίου που στην συνέχεια πήρε το όνομα του.



The Higgs boson was a yawning gap in the Standard Model of physics, until the discovery of a particle with its properties was dramatically announced by scientists at the Large Hadron Collider (pictured) in 2012.


Μετά από επίμονες προσπάθειες δεκαετιών το μποζόνιο εντοπίστηκε το 2012 σε πειράματα που έγιναν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Έρευνας, το γνωστό CERN. Η ανακάλυψη του σωματιδίου όπως ήταν επόμενο προσέφερε στον Πίτερ Χιγκς το Νομπέλ Φυσικής.

\\\

Όμως ερευνητές του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ φέρνουν τα πάνω κάτω υποστηρίζοντας ότι το μποζόνιο Χιγκς μπορεί από σωματίδιο του Θεού να μετατραπεί σε σωματίδιο του… διαβόλου!



Σύμφωνα με την θεωρία που ανέπτυξαν οι ερευνητές είναι πιθανό η αλληλεπίδραση του σωματιδίου με μια μελανή οπή μπορεί να προκαλέσει δομικές αλλαγές στις ιδιότητες του. Αλλαγές τέτοιες που να αλλάξουν στην ουσία την φύση του σωματιδίου και να δημιουργήσουν ένα κοσμικό φαινόμενο που θα έχει ως αποτέλεσμα την καταστροφή του Σύμπαντος.



Πιο συγκεκριμένα οι ερευνητές αναφέρουν ότι αν το μποζόνιο Χιγκς έρθει σε επαφή με μια μαύρη τρύπα η επαφή αυτή είναι πιθανό να οδηγήσει στην δημιουργία μιας φυσαλίδας αρνητικής ενέργειας η οποία θα αρχίσει να απορροφά στο εσωτερικό της τις δομές και τα αντικείμενα του Σύμπαντος (την ύλη, τους γαλαξίες κλπ) και να διογκώνεται μέχρις ότου να απορροφήσει στο εσωτερικό της όλο το Σύμπαν.

Μέσα στην φυσαλίδα κανένας νόμος της φυσικής δεν θα λειτουργεί με αποτέλεσμα το Σύμπαν να πάψει να υπάρχει. Μάλιστα οι ερευνητές αναφέρουν ότι δεν αποκλείεται η διαδικασία αυτή να έχει ήδη ξεκινήσει σε κάποια μακρινή γωνιά του Σύμπαντος.

Πηγές: Anders Andreassen, William Frost, and Matthew D. Schwartz, "Scale-invariant instantons and the complete lifetime of the standard model," Phys. Rev. D 97 (12 March 2018) DOI: kostasvakouftsis.blogspot.gr  https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.056006 - New Scientist - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=959071