​Στον Μεξικανό αστρονόμο Γκιγιέρμο Άρο (Guillermo Haro), γνωστό κυρίως για την ανακάλυψη της κατηγορίας νεφελωμάτων που πλέον αποκαλούνται αντικείμενα Χέρμπιγκ - Άρο, αλλά και για την ανίχνευση αστεριών «φωτοβολίδων» -κόκκινων και μπλε άστρων- στην περιοχή του αστερισμού του Ωρίωνα.

Ο Άρο γεννήθηκε στην Πόλη του Μεξικού, όπου και μεγάλωσε κατά την περίοδο της Μεξικανικής Επανάστασης. Σπούδασε Φιλοσοφία στο Εθνικό Αυτόνομο Πανεπιστήμιο του Μεξικού (UNAM). Ενδιαφέρθηκε για την αστρονομία και εξαιτίας του ενθουσιασμού του προσλήφθηκε το 1943 ως βοηθός στο νεοϊδρυμένο Αστροφυσικό Αστεροσκοπείο της Τοναντζίντλα (Observatorio Astrofísico de Tonantzintla). Επιδιώκοντας παραπέρα εκπαίδευση στην αστρονομία, επισκέφθηκε τις ΗΠΑ και εργάσθηκε το 1943 και το 1944 στο Αστεροσκοπείο του Χάρβαρντ (Harvard College Observatory).

Επιστρέφοντας στο Μεξικό το 1945, όπως αναφέρει η wikipedia, συνέχισε να εργάζεται στο Αστεροσκοπείο της Τοναντζίντλα, όπου ήταν υπεύθυνος για την έναρξη λειτουργίας του νέου φωτογραφικού τηλεσκοπίου Σμιντ των 61-79 cm. Μετά άρχισε να μελετά τους ακραία ερυθρούς και ακραία κυανούς αστέρες. Το 1947 διορίσθηκε στο Αστεροσκοπείο Τακουμπάγια (Observatorio de Tacubaya) του UNAM.

Ο Άρο συνέβαλε στην έρευνα πολλών θεμάτων της Παρατηρησιακής Αστρονομίας, ιδιαίτερα με το τηλεσκόπιο Σμιντ της Τοναντζίντλα. Ανίχνευσε πολλά πλανητικά νεφελώματα προς την κατεύθυνση του κέντρου του Γαλαξία και ανακάλυψε, ανεξάρτητα από τον Τζορτζ Χέρμπιγκ, τις συμπυκνώσεις σε μοριακά νέφη μεγάλης πυκνότητας κοντά σε περιοχές πρόσφατης δημιουργίας νέων αστέρων, που ονομάζονται σήμερα προς τιμή τους Αντικείμενα Χέρμπιγκ-Άρο. Ο Άρο και συνεργάτες του ανεκάλυψαν αστέρες εκλάμψεων στην περιοχή του Νεφελώματος του Ωρίωνα, και αργότερα σε αστρικές ομάδες διαφορετικών ηλικιών. Η έντονη δραστηριότητά του ως προς την ανίχνευση αστέρων εκλάμψεων συνεχίσθηκε μέχρι το τέλος της ζωής του.

Δικό του ερευνητικό πρόγραμμα ήταν ο κατάλογος των 8.746 κυανών αστέρων προς την κατεύθυνση του Βόρειου Γαλαξιακού Πόλου, που δημοσιεύθηκε από κοινού με τον W.J. Luyten το 1961, εργασία που διεκπεραίωσε το τηλεσκόπιο Σμιντ των 122 cm του Πάλομαρ με χρήση της απεικονιστικής τεχνικής τριών χρωμάτων που είχε αναπτυχθεί στην Τοναντζίντλα. Τουλάχιστον 50 από αυτά τα σώματα αποδείχθηκε ότι ήταν κβάζαρ (που δεν είχαν ακόμα ανακαλυφθεί το 1961). Ο κατάλογος 44 κυανών γαλαξιών του Άρο, που συντάχθηκε το 1956, υπήρξε πρόδρομος της δουλειάς του Μαρκαριάν και άλλων στην αναζήτηση τέτοιων γαλαξιών. Ο Άρο ανακάλυψε επίσης μερικούς αστέρες του τύπου T Ταύρου, ένα υπερκαινοφανή, πάνω από 10 καινοφανείς και ένα κομήτη.

Ο Γκιγιέρμο Άρο άσκησε σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη της αστρονομίας στο Μεξικό, όχι μόνο μέσα από τις δικές του αστρονομικές έρευνες, αλλά και προάγοντας την ανάπτυξη νέων ιδρυμάτων, και καθόρισε την πορεία της σύγχρονης αστροφυσικής έρευνας στη χώρα του.

Στον Ινδό αστροφυσικό Σουμπραμανιάν Τσαντρασεκάρ (Subrahmanyan Chandrasekhar) αφιερώνει η Google το σημερινό της (19 Οκτωβρίου) doodle, με αφορμή την 107η επέτειο από τη γέννησή του.

Γεννηθείς στις 19 Οκτωβρίου του 1910, ο Ινδός αστροφυσικός έλαβε το 1983 το βραβείο Νόμπελ Φυσικής -από κοινού με τον φυσικό Ουίλιαμ Άλφρεντ Φάουλερ- για τη μελέτη του σχετικά με την εξέλιξη των αστέρων.

Παιδί «θαύμα», ο Τσαντρασεκάρ ξεκίνησε να αναπτύσσει τη θεωρία του για την εξέλιξη των άστρων προτού κλείσει τα 20 του χρόνια, πραγματοποιώντας και τις πρώτες του δημοσιεύσεις.

Στα 35 του χρόνια, ο Τσαντρασεκάρ ήταν ήδη ένας διακεκριμένος καθηγητής φυσικής, ενώ μέχρι τον θάνατό του, το 1995, απέσπασε δεκάδες βραβεία και τιμητικές διακρίσεις, με τη θεωρία του για την εξέλιξη των αστεριών -αν και αρχικά αντιμετωπίστηκε με σκεπτικισμό-  να του χαρίζει τελικά το βραβείο Νόμπελ Φυσικής.

Η πολυτιμότερη ίσως συνεισφορά του στη Φυσική ήταν το «όριο Τσαντρασεκάρ», που εκτιμάται σε περίπου 1,44 ηλιακές μάζες και στο οποίο χάρισε το όνομά του.

Ο Ινδός αστροφυσικός διαπίστωσε πως, όταν η μάζα ενός αστεριού είναι μικρότερη από το «όριο Τσαντρασεκάρ», τελικά καταρρέει βαρυτικά σε ένα σώμα δεκάδες φορές μικρότερο που ονομάζεται «λευκός νάνος». Αυτό συμβαίνει γιατί οι αστέρες μικρής σχετικώς μάζας δεν ασκούν αρκετή βαρυτική πίεση στην κεντρική τους περιοχή, προκειμένου να συγκρατηθεί η δομή τους.

Σε αυτό το ουράνιο σώμα δεν συμβαίνουν πυρηνικές αντιδράσεις, ούτε άλλη διαδικασία που να παράγει ενέργεια. Αν και σταδιακά ο «λευκός νάνος» ψύχεται, είναι τόσο πυκνός και θερμός που ακτινοβολεί έντονα και παρατηρείται σαν μικρός λευκός αστέρας.

Όταν όμως η μάζα του αστεριού είναι μεγαλύτερη από «όριο Τσαντρασεκάρ», ο «λευκός νάνος» συνεχίζει να καταρρέει και να συμπυκνώνεται, εξελισσόμενος σε μαύρη τρύπα ή έκρηξη σουπερνόβα. Ουσιαστικά ο μόνος τρόπος να φθάσει κάποτε αυτό το όριο ένας «λευκός νάνος» είναι να ανήκει σε ένα διπλό αστρικό σύστημα και να δέχεται μάζα από τον άλλο αστέρα του συστήματος. 

Ο Ινδός αστροφυσικός, ο οποίος είχε και αμερικανική υπηκοότητα, χάρισε το όνομά του και στο Αστεροσκοπείο Ακτινών-Χ Τσάντρα της NASA.

Επίσης ο Βασίλης Ξανθόπουλος, πρόεδρος του τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης, ήταν μαθητής του Τσαντρασεκάρ στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου το 1976 όταν και ολοκλήρωσε τις μεταπτυχιακές του σπουδές.

Κατηγορίες: Αστρονομία, Αστροφυσική, Τσαντρασεκάρ, Chandrasekhar, Μαύρη Τρύπα

Ναυτεμπορική

In English
ESO will hold a press conference on 16 October 2017 at 16:00 CEST, at its Headquarters in Garching, Germany, to present groundbreaking observations of an astronomical phenomenon that has never been witnessed before.

If you are a media representative, please read the ESO media advisory for additional information.

We cannot take questions from the public during the press conference, but anyone who wishes to interact with the people involved in the discovery can attend a Reddit Ask Science AMA session, starting 18:30 CEST. Details will be provided from Monday 16 October 2017 16:00 CEST on ESO’s social media channels.

An ESO press release will be published at the start of the conference on ESO’s website. Translations of the press release will be available in several languages.

ESO

Η Ερυθρά κηλίδα στην ατμόσφαιρα του Δία, είναι μία τεράστια καταιγίδα. Μαίνεται στον πλανήτη τουλάχιστον 400 χρόνια περίπου. Αυτό το γνωρίζουμε επειδή ο πρώτος άνθρωπος που κοίταξε με τηλεσκόπιο ήταν ο Γαλιλαίος. Από τότε δεν έχει σταματήσει να παρατηρείται στην επιφάνεια του Δία. 

Τώρα όμως είναι η πρώτη φορά που την βλέπουμε από τόσο κοντά, χάρη στο διαστημόπλοιο Juno της NASA. Η διαστημοσυσκευή πέταξε σε ύψος 9.000 χιλιομέτρων πάνω από το σημείο, η κοντινότερη απόσταση που έχει βρεθεί ποτέ πάνω από αυτό το χαρακτηριστικό του πλανήτη, ενώ και τα 8 όργανα συνέλεξαν δεδομένα.

Απολαύστε περισσότερες φωτογραφίες εδώ.

Λέξεις κλειδιά: Juno, NASA, Δίας, Red Spot

Κατηγορίες: Αστρονομία, Αστροφυσική, Ηλιακό Σύστημα

​Η συγκεκριμένη φωτογραφία τραβήχτηκε από το διαστημοσυσκευή  Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) της NASA στις 6 Ιουλίου 2017 και απαθανάτισε το φαινόμενο «sunglint».
 
Το φαινόμενο αυτό λαμβάνει χώρα όταν οι ακτίνες του Ηλίου ανακλώνται από την επιφάνεια της θάλασσας με την ίδια γωνία με την οποία ένας δορυφόρος παρατηρεί  τη συγκεκριμένη θάλασσα.
 
Όταν συμβαίνει αυτό το φαινόμενο, οι περιοχές στις οποίες η θάλασσα είναι ήρεμη, εμφανίζεται με ασημί-λευκό χρώμα. Αυτό συμβαίνει γιατί το φως ανακλάται με μία συγκεκριμένη γωνία που είναι ίδια με τη γωνία που σχηματίζει ο δορυφόρος με τη θάλασσα, οπότε όλο το ανακλώμενο φως καταγράφεται από τον δορυφόρο.

​Αντίθετα, οι πιο σκούρες περιοχές δηλώνουν κυματισμό (άρα και ύπαρξη αέρα) στην επιφάνεια της θάλασσας. Συνεπώς το φως ανακλάται σε διάφορες γωνίες (κατευθύνσεις) και έτσι στον δορυφόρο δεν φτάνει όλο το φως το οποίο ανακλούν.

Οι ξηροί και δροσεροί άνεμοι από τον βορρά, τα γνωστά μας μελτέμια (Etesian winds), είναι ένα συχνό φαινόμενο στο Αιγαίο, κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.

Όπως φτάνει ο αέρας στα νησιά από τον Βορρά εμποδίζεται από τα βουνά των νησιών με αποτέλεσμα να δημιουργείται μία «σκιά ανέμου» στη νότια πλευρά των νησιών. Στην «σκιά ανέμου» η θάλασσα είναι ήρεμη, οπότε εκεί δημιουργούνται γραμμές ήρεμης θάλασσα οι οποίες φαίνεται με το ασημί-άσπρο χρώμα.

Οι σκούρες περιοχές θα μπορούσαν αν οφείλονται στις αναταραχές του ανέμου ή του νερού ή, ίσως, στο ανάγλυφο της περιοχής που εμποδίζει ή διευκολύνει τη διέλευση του ανέμου.

Νότια της Κρήτης βλέπουμε πιο έντονα τους στροβιλισμούς (turbulence) του αέρα που δημιουργούνται πίσω από τα ψηλά βουνά της.

​Σιάτλ
Ένα είδος βακτηρίου που ζει βαθιά στο υπέδαφος αποκαλύπτεται ότι έχει τη μοναδική ικανότητα να αντλεί ενέργεια από τη ραδιενεργό διάσπαση του ουρανίου. Η ανακάλυψη, λένε αμερικανοί ερευνητές, αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο ύπαρξης εξωγήινων που τρέφονται με καθαρή ακτινοβολία.

Το μοναδικό βακτήριο, με την ονομασία Desulforudis audaxviator, βρέθηκε σε παλιό χρυσωρυχείο στη Νότιο Αφρική, σε βάθος 2,8 χιλιομέτρων. «Τράβηξε την προσοχή μου επειδή αντλεί ενέργεια αποκλειστικά από ραδιενεργές ουσίες» λέει στο δικτυακό τόπο του Science ο Ντιμίτρα Άτρι, αστροβιολόγος του Διαστημικού Ινστιτούτου Επιστήμης «Blue Marble» στο Σιάτλ. «Ποιος ξέρει αν συμβαίνει το ίδιο με τη ζωή σε άλλους κόσμους;» εικάζει.

Οι περισσότεροι οργανισμοί στη Γη είτε εκμεταλλεύονται το φως του ήλιου για να φωτοσυνθέσουν την τροφή τους, είτε τρέφονται με φωτοσυνθετικούς οργανισμούς. Το Desulforudis audaxviator ανήκει σε μια διαφορετική, σπάνια κατηγορία οργανισμών, οι οποίοι αντλούν ενέργεια απευθείας από ανόργανες χημικές ουσίες του περιβάλλοντος.

Το ουράνιο και άλλα ραδιενεργά στοιχεία που υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στον γήινο φλοιό εκπέμπουν ακτινοβολία, η οποία διασπά άλλα μόρια στο έδαφος. Διασπά για παράδειγμα ενώσεις που περιέχουν οξυγόνο και θείο, παράγοντας έτσι θειικά ιόντα, υπεροξείδιο του υδρογόνου και άλλα προϊόντα που διατηρούν αποθηκευμένη χημική ενέργεια.

Αυτή είναι η ενέργεια που αξιοποιεί για την επιβίωσή του το θαυμαστό βακτήριο: απορροφά τα μόρια και τα ιόντα που προκύπτουν, ρουφά την ενέργειά τους και στη συνέχεια τα φτύνει πίσω στο περιβάλλον.

Ο Άτρι υποψιάζεται ότι η ίδια διαδικασία θα μπορούσε να κρατά ταϊσμένα εξωγήινα μικρόβια ακόμα και σε κόσμους που στερούνται ατμόσφαιρας. Τα μικρόβια αυτά θα μπορούσαν να αξιοποιούν όχι την ακτινοβολία της ραδιενεργού διάσπασης, αλλά την ενέργεια των λεγόμενων κοσμικών ακτίνων, μιας βροχής από σωματίδια υψηλής ενέργειας που λούζει τα πάντα στο Διάστημα.

Η Γη διαθέτει μαγνητικό πεδίο που λειτουργεί ως ασπίδα προστασίας για την κοσμική ακτινοβολία. Δεν συμβαίνει όμως το ίδιο με τον Άρη ή άλλα «αφιλόξενα» σώματα του Ηλιακού Συστήματος.

Χρησιμοποιώντας τα διαθέσιμα δεδομένα για την κοσμική ακτινοβολία, ο ερευνητές προσομοίωσε τις συνθήκες σε άλλα ουράνια σώματα, και διαπίστωσε ότι, σε όλους τους πλανήτες εκτός από τη Γη, η συνεχής ροή σωματιδίων από το Διάστημα θα προσέφερε αρκετή ενέργεια για την επιβίωση μικρών, σχετικά απλών οργανισμών όπως τα βακτήρια.

Αν ο Άτρι έχει δίκιο, οι προσπάθειες αναζήτησης εξωγήινης ζωής θα πρέπει να διευρυνθούν, και να συμπεριλάβουν κόσμους που δεν διαθέτουν μαγνητικό πεδίο και θεωρούνταν μέχρι σήμερα εχθρικοί για την υποστήριξη ζωντανών οργανισμών.

Ποιος ξέρει; Βαθιά στο υπέδαφος του Άρη ίσως κρύβεται το εξωγήινο ανάλογο του απίθανου Desulforudis audaxviator.

H μελέτη του Ντιμίτρ Άτρι δημοσιεύεται στο Journal of the Royal Society Institute.

Οι ερευνητές από τις ΗΠΑ, την Ευρώπη και την Αυστραλία, με επικεφαλής τον Τζέισον Ντίτμαν του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», πραγματοποίησαν την ανακάλυψη με τη βοήθεια των τηλεσκοπίων MEarth-South στην Αριζόνα και του ESO στη Χιλή.

«Είναι ο πιο συναρπαστικός εξωπλανήτης που έχω δει κατά την τελευταία δεκαετία. Δεν μπορούσαμε να ελπίζουμε σε καλύτερο στόχο για να αναζητήσουμε ζωή πέρα από τη Γη» δήλωσε ο Ντίτμαν.

Ο εν λόγω εξωπλανήτης περιφέρεται γύρω από ένα ερυθρό νάνο με την ονομασία LHS 1140, που έχει μάζα μόνο το 15% και ακτίνα το 19% του Ήλιου μας. Η κατηγορία αυτή μικρών άστρων είναι η πιο κοινή στο γαλαξία μας, αποτελώντας περίπου το 75% του συνολικού αστρικού πληθυσμού.

Πρόκειται για πολύ μικρότερα και πιο κρύα άστρα από τον Ήλιο μας και γι’ αυτό, μολονότι ο εξωπλανήτης είναι δέκα φορές πιο κοντά στο μητρικό άστρο του από ό,τι η Γη στον Ήλιο, δέχεται μόνο τη μισή αστρική ακτινοβολία, σε σχέση με την ηλιακή ακτινοβολία που φθάνει στο δικό μας πλανήτη.

​Μάντσεστερ
Εκατομμύρια άνθρωποι που πλήττονται από λειψυδρία ίσως έχουν λόγο να πίνουν νερό στο όνομα του γραφενίου: ερευνητές στη Βρετανία ανέπτυξαν μια μεμβράνη από το θαυματουργό υλικό η οποία μπορεί να αφαλατώνει εύκολα και γρήγορα το θαλασσινό νερό.

Το γραφένιο, μια μορφή του άνθρακα που ανακαλύφθηκε μόλις το 2004, είναι φύλλα από καθαρό άνθρακα με πάχος ενός μόνο ατόμου. Πιο γερό από το ατσάλι, πιο αγώγιμο από τον χαλκό, διαφανές και άκρως ελαστικό, το γραφένιο εκτιμάται ότι θα βρει ευρείες πρακτικές εφαρμογές στο μέλλον.

Μια από τις πρώτες θα μπορούσε να είναι η αφαλάτωση νερού σε βιομηχανική κλίμακα. Το 2013, ο γίγαντας της αμυντικής βιομηχανίας Lockheed Martin ανακοίνωσε ότι αναπτύσσει φίλτρα από γραφένιο τα οποία θα μπορούσαν να μειώσουν κατά 100 φορές την ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή πόσιμου νερού.

Η αφαλάτωση είναι σήμερα μια ακριβή και ενεργοβόρος διαδικασία που βασίζεται συνήθως στην αρχή της αντίστροφης ώσμωσης: το θαλασσινό νερό διοχετεύεται υπό μεγάλη πίεση σε φίλτρα με μικροσκοπικούς πόρους, οι οποίοι αφήνουν το νερό να περάσει αλλά συγκρατούν τα ιόντα των αλάτων.

Το νέο φίλτρο που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ -εκεί όπου ανακαλύφθηκε το γραφένιο το 2004- και παρουσιάζεται στο Nature Nanotechnology αποτελείται από οξείδιο του γραφενίου, ένα υλικό που μπορεί να παραχθεί πιο εύκολα και γρήγορα σε σχέση με το καθαρό γραφένιο.

Πάνω στη μεμβράνη του φίλτρου έχουν ανοιχθεί τρύπες με διάμετρο μόλις ενός νανόμετρου, οι οποίες αφήνουν τα μόρια νερού να περάσουν αλλά συγκρατούν σαν κόσκινο όλα τα διαλυμένα ιόντα, ακόμα και τα πιο μικρά.

Προηγούμενες μεμβράνες από γραφένιο είχαν το μειονέκτημα ότι φούσκωναν στο νερό, με αποτέλεσμα να αυξάνεται υπερβολικά το μέγεθος των πόρων. Οι ερευνητές στο Μάντσεστερ ξεπέρασαν το πρόβλημα ντύνοντας τη μεμβράνη γραφενίου με ένα στρώμα εποξικής ρητίνης, η οποία εμποδίζει τη διόγκωση της μεμβράνης.

Το νέο μοριακό κόσκινο θα μπορούσε να αποδειχθεί πολύ πιο αποδοτικό από τα πλαστικά φίλτρα που χρησιμοποιούνται σήμερα στις εγκαταστάσεις αφαλάτωσης. Ο λόγος είναι ότι τα μόρια νερού περνούν μέσα από τους πόρους με εντυπωσιακά μεγάλη ταχύτητα.

«Όταν το μέγεθος των πόρων πέφτει στο ένα νανόμετρο, δηλαδή πολύ κοντά στο μέγεθος του ίδιου του μορίου του νερού, τα μόρια νερού σχηματίζουν μια διάταξη σαν τρένο» εξηγεί στο BBC ο Δρ Ράουλ Νάιρ, επικεφαλής της μελέτης.

Τα μόρια νερού ουσιαστικά παραμένουν ενωμένα μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου και σχηματίζουν μια αλυσίδα, η οποία περνά ολόκληρη μέσα από το φίλτρο όταν ασκηθεί πίεση.

Εφόσον αποδειχθεί ότι το φίλτρο γραφενίου είναι αρκετά φθηνό και δεν αλλοιώνεται εύκολα από το θαλασσινό νερό, το κόστος της αφαλάτωσης θα μπορούσε να πέσει σε επίπεδα συγκρίσιμα με το κόστος του νερού από λίμνες και ποτάμια.

Σύμφωνα με εκτιμήσεις του ΟΗΕ, μέχρι το 2025 το 14% του παγκόσμιου πληθυσμού θα αντιμετωπίζει πρόβλημα λειψυδρίας.

in.gr

Πολλοί πλανήτες έχουν ανακαλυφθεί σε πλανητικά συστήματα πέρα από το δικό μας, αλλά αυτό το τελευταίο εύρημα της NASA είναι είναι εξαιρετικά εντυπωσιακό λόγω της ασυνήθιστης κλίμακας του, αλλά και του ότι τόσοι πολλοί από τους πλανήτες είναι στο μέγεθος της Γης.

Η περαιτέρω έρευνα των εξωπλανητών έχει ήδη αρχίσει από επίγεια τηλεσκόπια και το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, ώστε να ανακαλύψουν τη σύσταση των μορίων στις ατμόσφαιρές τους. Σ' αυτήν την διαδικασία θα βοηθήσει πάρα πολύ και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο θα τεθεί σε λειτουργία τον επόμενο χρόνο.

Κατηγορίες: Αστρονομία, Αστροφυσική, Εξωπλανήτες

Λέξεις κλειδιά: Trappist-1

NASA, New York Times

Μελετώντας το φως που εκπέμπει ένας εξαιρετικά πυκνός αστέρας νετρονίων, ο οποίο περιβάλλεται από ισχυρό μαγνητικό πεδίο, αστρονόμοι βρήκαν για πρώτη φορά ενδείξεις για ένα παράδοξο φαινόμενο της κβαντικής φυσικής. Το φαινόμενο αυτό, το οποίο ονομάζεται διπλοθλαστικότητα του κενού (Vacuum Birefringence), έχει προβλεφθεί από τη δεκαετία του 1930.

Για τις παρατηρήσεις της, η ομάδα των αστρονόμων χρησιμοποίησε ένα το FORS2 του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου, το οποίο ανήκει στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO) και βρίσκεται στο Αστεροσκοπείο Παρανάλ της Χιλής. Με αυτό μελέτησε τον αστέρα νετρονίων RX J1856.5-3754, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση 400 ετών φωτός από τη Γη.

Σε αστέρες νετρονίων καταλήγουν μεγάλα άστρα, με μάζα τουλάχιστον 10πλάσια από τον Ήλιο. Εκτός από την πολύ μεγάλη πυκνότητά τους, αυτά τα ουράνια σώματα διαθέτουν πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο, δισεκατομμύρια φορές ισχυρότερο από τον Ήλιο.

Τα πεδία αυτά έχουν τόσο μεγάλη ένταση που μπορούν να επηρεάσουν ακόμη και τις ιδιότητες του κενού χώρου που περιβάλλει τους αστέρες. Στα πλαίσιο της κλασικής φυσικής, ως κενός ορίζεται ο χώρος που είναι εντελώς άδειος από ύλη, κάτι που σημαίνει πως το φως διαδίδεται εντός του αμετάβλητο.

Στο πλαίσιο όμως της κβαντικής φυσικής, και πιο συγκεκριμένα της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής που εξηγεί τις αλληλεπιδράσεις των φωτονίων με φορτισμένα σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια, ο κενός χώρος είναι γεμάτος από εικονικά σωματίδια, τα οποία παράγονται και εξαϋλώνονται πολύ γρήγορα.

Αυτό σημαίνει πως, αν υπάρχει ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, ο κενός χώρος μεταβάλλει μία ιδιότητα του διερχόμενου φωτός, η οποία είναι γνωστή ως πόλωση. Όπως χαρακτηριστικά εξηγεί στο σάιτ του ESO ο Ρομπέρτο Μινιάνι, από το Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής στο Μιλάνο και μέλος της ομάδας: «Σύμφωνα με την κβαντική ηλεκτροδυναμική, υπό την επίδραση ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου, το κενό επηρεάζει τη διάδοση του φωτός όπως ένα πρίσμα. Ένα φαινόμενο που είναι γνωστό ως διπλοθλαστικότητα του κενού».

Neutron stars are the very dense remnant cores of massive stars that have exploded as supernovae at the ends of their lives.

They also have extreme magnetic fields — billions of times stronger than that of the Sun — that permeate their outer surface and surroundings. These fields are so strong that they even affect the properties of the empty space around the star.

Normally a vacuum is thought of as completely empty, and light can travel through it without being changed.

But in quantum electrodynamics (QED), the quantum theory describing the interaction between photons and charged particles such as electrons, space is full of virtual particles that appear and vanish all the time.

Very strong magnetic fields can modify this space so that it affects the polarization of light passing through it.

“According to QED, a highly magnetized vacuum behaves as a prism for the propagation of light, an effect known as vacuum birefringence,” said team member Dr. Roberto Mignani, from INAF Milan in Italy.

Among the many predictions of QED, however, vacuum birefringence so far lacked a direct experimental demonstration.

Attempts to detect it in the laboratory have not yet succeeded in the 80 years since it was predicted in by Werner Heisenberg and Hans Heinrich Euler.

“This effect can be detected only in the presence of enormously strong magnetic fields, such as those around neutron stars,” said team member Dr. Roberto Turolla, from the University of Padua in Italy.

“This shows, once more, that neutron stars are invaluable laboratories in which to study the fundamental laws of nature.”

​The team used the FORS2 instrument on ESO’s Very Large Telescope (VLT) at the Paranal Observatory, Chile, to observe RX J1856.5-3754, a neutron star approximately 401 light-years away in the constellation Corona Australis.

RX J1856.5-3754 belongs to a class of seven radio-quiet isolated neutron stars, a.k.a. the ‘Magnificent Seven,’ attracted the interest from the neutron star community soon after their discovery in the 1990s.

After careful analysis of the VLT data, the astronomers detected linear polarization — at a significant degree of around 16% — that they say is likely due to the boosting effect of vacuum birefringence occurring in the area of empty space surrounding RX J1856.5-3754.

“This is the faintest object for which polarization has ever been measured,” said team member Dr. Vincenzo Testa, from INAF Rome.

“The high linear polarization that we measured with the VLT can’t be easily explained by our models unless the vacuum birefringence effects predicted by QED are included,” Dr. Mignani added.

“This VLT study is the very first observational support for predictions of these kinds of QED effects arising in extremely strong magnetic fields,” said team member Dr. Silvia Zane, from University College London, UK.

Σήμερα κλείνουν 340 χρόνια από την μέτρηση της ταχύτητας του φωτός από τον Ole Roemer (1644-1710) το 1676. Ήταν Δανός Φυσικός και τότε δούλευε στο Βασιλικό Αστεροσκοπίο του Παρισιού.
[«Touchant le mouvement de la lumiere trouvé par M. Rŏmer de l’Académie Royale des Sciences», Journal des sçavan: 233–36. 1676].

Ιστορία
Ο πρώτος ο οποίος προσπάθησε να διατυπώσει μία θεωρία για το φως, ήταν ο Εμπεδοκλής (490-430 π.Χ.). Ισχυρίστηκε ότι το φως έχει πεπερασμένη ταχύτητα και ότι το φως ήταν «κάτι» σε κίνηση. Επομένως θα πρέπει να χρειστεί κάποιο χρόνο για να ταξιδέψει. Αντιθέτως, ο Αριστοτέλης υποστήριξε ότι το φως οφείλεται στην παρουσία του «κάτι» , αλλά δεν είναι μία κίνηση.

Ο Ευκλείδης και ο Πτολεμαίος υποστήριξαν ότι το φως εκπέμπεται από το μάτι ανακλάται και επιστρέφει σε αυτό (κάτι σαν νυχτερίδες). Ο Ήρων ο Αλεξανδρινός στηριζόμενος σ αυτή τη θεωρία ισχυρίστηκε ότι το φως θα πρέπει να έχει άπειρη ταχύτητα γιατί τα μακρινά αντικείμενα, όπως τα αστέρια, εμφανίζονται αμέσως μόλις ανοίξουμε τα μάτια μας.

Μέτρηση ταχύτητας φωτός
Η πρώτη πρόταση για τη μέτρηση του φωτός ήταν το 1629 από τον Isaac Beeckman. Πρότεινε ένα πείραμα στο οποίο ένα άτομο θα παρατηρούσε την λάμψη από ένα κανόνι ανακλόμενη από έναν καθρέφτη περίπου 1,5χλμ μακριά.

​Ο Roemer παρατηρώντας την Ιώ, τον εσωτερικότερο δορυφόρο του Δία, διαπίστωσε μια μικρή μεταβολή στην περίοδο των εκλείψεων της Ιούς από τον Δία (μια περίοδος περιστροφής της Ιούς γύρω από τον Δία είναι 42,5 ώρες), ανάλογα με το αν η Γη πλησίαζε ή απομακρυνόταν από τον πλανήτη Δία.

Όταν κάποια χρονική στιγμή (η Γη βρισκόταν στη θέση b) ο  Roemer υπολόγιζε τον μετά έξι μήνες ακριβή χρόνο έκλειψης (η Γη στη θέση α), έπεφτε έξω κατά Δt=22min. Δέχτηκε λοιπόν ότι αυτή η διαφορά πρέπει να είναι ο χρόνος που χρειάζεται το φως για να διασχίσει την διάμετρο της Γης (την απόσταση D=α-b). Η καλύτερη εκτίμηση του Roemer για τη μέση διάμετρο D της τροχιάς της  Γης γύρω από τον Ήλιο ήταν 2,83∙10^11m και έτσι υπολόγισε ότι η ταχύτητα του φωτός είναι c=D/Δt =2,14∙10^8m/s. Για την εποχή που έγινε αυτός ο υπολογισμός η παραπάνω τιμή προσεγγίζει αρκετά καλά την τιμή που δεχόμαστε σήμερα, δηλαδή 3×10^8 m/s.

Παρακάτω βλέπουμε έναν πιο «έξυπνο» και πιο υγιεινό τρόπο χωρίς την τοποθέτηση υδραργύρου.

Κατηγορίες:
Μηχανική των Ρευστών, Πυθαγόρας

Λέξεις κλειδιά:
Bernoulli, principle of communicating vessels, pythagoras cup, αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων, η κούπα του Πυθαγόρα, υδραυλική των Αρχαίων Ελλήνων

Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS) βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη από το 1998 και το 2024 είναι προγραμματισμένος να τερματίσει την αποστολή του, έπειτα από 26 χρόνια.

Όπως κάθε διαστημικό όχημα το οποίο βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη, έτσι και ο ISS, θα ολοκληρώσει την αποστολή του. Τι γίνεται λοιπόν όταν τα διαστημικά οχήματα ξεμείνουν από καύσιμα;

Όπως όλοι γνωρίζουμε από τις βασικές γνώσεις Φυσικής, η Γη ασκεί δύναμη σε οποιοδήποτε σώμα βρίσκεται σε τροχιά γύρω από αυτήν. Έτσι, όταν τελειώσουν τα καύσιμα των διαστημικών οχημάτων δεν θα είναι σε θέση να διατηρήσουν την τροχιά τους, με αποτέλεσμα να πέσουν στην επιφάνεια της Γης.

Διαβάστε σχετικά: «Συνθήκες φαινομενικής έλλειψης βαρύτητας»

Όμως κανένας δεν θα ήθελε να πέσουν αυτά τα αντικείμενα κοντά τους (ειδικά ο ISS) και γενικά δεν θα ήταν και η ασφαλέστερη επιλογή να αφήσουμε να πέσουν σε κάποια τυχαία περιοχή της Γης.

Γι’ αυτό τον λόγο η NASA εντόπισε μία απομονωμένη και βαθιά περιοχή του Ειρηνικού Ωκεανού, ώστε να βυθίζονται εκεί. Η περιοχή αυτή ονομάζεται Νεκροταφείο Διαστημόπλοιων (Spacecraft Cemetery) και σ’ αυτή «θάβονται» πολλά από τα διαστημικά οχήματα όλα αυτά τα χρόνια.

Ο τομέας του Ειρηνικού Ωκεανού που διατίθενται από τη NASA βρίσκεται 4.800 χιλιόμετρα από την ανατολική ακτή της Νέας Ζηλανδίας και 3.200 χιλιόμετρα βόρεια της Ανταρκτικής. Είναι ένα από τα πιο απομακρυσμένα σημεία του πλανήτη με βάθος 4 χιλιομέτρων περίπου.
 
Αυτή η απομονωμένη περιοχή έχει τεχνική ονομασία Ωκεάνιος Πόλος μη Προσβασιμότητας (Oceanic Pole of Inaccessibility). Είναι το σημείο εκείνο που έχει την μεγαλύτερη απόσταση από οποιοδήποτε σημείο στεριάς. Η επιλογή του σημείου αυτού αφού μειώνει πάρα πολύ την πιθανότητα κάποιο από τα διαστημικά οχήματα να χτυπήσει άνθρωπο.
 
Σύμφωνα με τη NASA, κατά επανείσοδο στην γήινη ατμόσφαιρα οποιουδήποτε οχήματος, δεν θα πρέπει να υπάρχει πιθανότητα σύγκρουσής του με άνθρωπο παραπάνω από 0,01%. Το οποίο σημαίνει ότι στις 10.000 πτώσεις θα πρέπει να υπάρχει μόνο ένα ανθρώπινο θύμα.

Rest In Pieces
Μέχρι σήμερα, πάνω από 263 διαστημικά οχήματα από Ρωσία, Ιαπωνία, Ευρώπη και Η.Π.Α. έχουν συνετρίβη εδώ και ο αριθμός αυτός όλο και αυξάνεται. Ο πιο διάσημος κάτοικος του Νεκροταφείου Διαστημοπλοίων είναι ο ρωσικός διαστημικός σταθμός MIR. Ο 142 τόνων διαστημικός σταθμός κατέπεσε το 2001 ύστερα από 15 χρόνια σε τροχιά.

Η Ρωσία κατέχει την 1η θέση των διαστημοπλοίων που συντρίβονται απ’ όλες τις υπόλοιπες χώρες μαζί. Συνολικά έχει ρίξει 190 διαστημικά οχήματα και ακολουθεί η Η.Π.Α. με 52, η Ευρώπη με 8 και τέλος η Ιαπωνία με 6.

Όταν έρθει η ώρα, θα δοθεί μία τελευταία ώθηση στον ISS ώστε να τον κατευθύνει προς το Νεκροταφείο Διαστημοπλοίων. Κατά την είσοδό του στην ατμόσφαιρα θα χωριστεί σε κομμάτια και τα συντρίμμια θα καλύψουν μία έκταση 640 χιλιομέτρων σε μήκος και 50 χιλιομέτρων σε πλάτος.

Το Νεκροταφείο Διαστημοπλοίων είναι γεμάτο από τη διαστημική ιστορία των NASA, Ρωσίας και των υπολοίπων χωρών και είναι κρίμα που δεν θα το επισκεφτεί κανείς αυτό το μέρος.

Κατηγορίες:
ISS, NASA, Spacecraft Cemetory, spacecraft, atmospheric re-entry, orbital decay

popsci.com, sciencealert.com

Στο ιστότοπο jakubmarian θα βρείτε πολλούς χάρτες με διάφορα θέματα όπως εκπαίδευση, επιστήμη, γλώσσες και γενικών ενδιαφερόντων, όπως πόσα μέταλ συγκρωτήματα υπάρχουν ανά χώρα.

Στο θέμα μας. Ο συντάκτης συγκέντρωσε τις εβδομάδες των διακοπών στις χώρες στης Ευρώπης. Βλέπουμε ότι υπάρχουν αρκετές διαφορές και μεταξύ των γειτονικών χωρών, αλλά και μεταξύ των χωρών που ανήκουν στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Ο συντάκτης επίσης αναφέρει ότι η συγκέντρωση των στοιχείων ήταν δύσκολη, συνεπώς μπορεί να υπάρχουν διαφοροποιήσεις. 

Στον παρακάτω χάρτη θα δείτε τις καλοκαιρινές διακοπές σε εβδομάδες.

Πηγή: jakubmarian.com

Η SpaceX είναι μία αμερικάνικη εταιρία αεροναυπηγικής και διαστήματος η οποία ιδρύθηκε το 2002. Σχεδιάζει και κατασκευάζει πυραύλους οι οποίοι, μετά την αποστολή τους, μπορούν να προσεδαφιστούν και στη συνέχεια να επαναχρησιμοποιηθούν.

Αυτό έχει τεράστιο όφελος επειδή οι πύραυλοι που χρησιμοποιούνται μέχρι τώρα, κοστίζουν εκατομμύρια δολάρια και είναι μίας μόνο χρήσης. Οπότε καταλαβαίνετε για τι ποσά εξοικονόμησης μιλάμε.

Η προσεδάφιση είναι η τρίτη επιτυχημένη ενός Falcon 9. Οκτώ λεπτά μετά την εκτόξευση, το πρώτο στάδιο του πυραύλου, ύψους όσο ένα κτίριο 15 ορόφων, προσνηώθηκε κάθετα στην αυτόνομη πλωτή εξέδρα «Of Course I Still Love You», η οποία έπλεε 400 ναυτικά μίλια ανοιχτά της Φλόριντα.

Δείτε τα παρακάτω videos με την επιστροφή του Falcon 9. Το πρώτο έχει καταγραφεί από μία κάμερα που ήταν πάνω στον πύραυλο. Καλή σας παρακολούθηση!

Κατηγορίες:
Τεχνολογία, SpaceX

Τον τελευταίο καιρό αν κοιτάξετε τον έναστρο ουρανό προς τον αστερισμό του Σκορπιού, θα δείτε τον πλανήτη Άρη (aka κόκκινος πλανήτης). Αν παρατηρήσετε θα δείτε ότι κάθε βράδυ την ίδια ώρα, η θέση του θα είναι λίγο πιο ανατολικά σε σχέση με τις προηγούμενες μέρες. Δηλαδή κινείται από τα δυτικά προς τα ανατολικά. Αυτό παρατηρείται σε κάθε πλανήτη και προφανώς και στην Σελήνη.

Όμως, γιατί συμβαίνει αυτό; Πράγματι αλλάζει φορά ο πλανήτης;

​Η κίνηση αυτή των πλανητών, όπως την παρατηρεί ο επίγειος παρατηρητής, ονομάζεται φαινόμενη κίνηση του πλανήτη και οφείλεται στο συνδυασμό της κίνησης του εκάστοτε πλανήτη και της Γης γύρω από τον Ήλιο. Είναι μία ψευδαίσθηση λοιπόν.

Αρχαία Ελλάδα
Ας τα πάρουμε από την αρχή όμως. Οι Αρχαίοι Έλληνες πίστευαν στο Γεωκεντρικό σύστημα, δηλαδή ότι η Γη είναι το κέντρο του Σύμπαντος και γύρω από αυτήν περιφέρονται κατά σειρά οι Ερμής, Αφροδίτη, Ήλιος, Άρης, Δίας και Κρόνος (Ουρανός και Ποσειδώνας δεν είναι ορατοί διά γυμνού οφθαλμού).

Βέβαια ο Αρίσταρχος ο Σάμιος είχε διατυπώσει το Ηλιοκεντρικό σύστημα, αλλά δεν είχε βρει αρκετούς υποστηρικτές δυστυχώς.

Ο Πτολεμαίος στην προσπάθειά του να εξηγήσει την ανάδρομη κίνηση επινόησε του επικύκλους.
Σύµφωνα µε το σύστηµα αυτό, οι πλανήτες περιφέρονται κυκλικά γύρω από κάποιο διαφορετικό κέντρο ο καθένας και τα κέντρα αυτά περιφέρονται γύρω από τη Γη σε οµόκεντρες κυκλικές τροχιές. Έτσι ο κάθε πλανήτης περιστρέφεται γύρω από τον επίκυκλο σε τόσο χρόνο ώστε ο παρατηρητής από τη Γη να μπορεί να αντιληφθεί την ανάδρομη κίνηση.

​Η Γη περιφέρεται σε μία τροχιά γύρω από τον Ήλιο μικρότερης μέσης ακτίνας σε σχέση με την αντίστοιχη του Άρη. Αυτό σημαίνει ότι η Γη έχει μεγαλύτερη ταχύτητα απ' ότι ο Άρης.
Έτσι καθώς τον πλησιάζει η φαινόμενη κίνηση του Άρη από τον επίγειο παρατηρητή, γίνεται πιο αργή, μέχρι που η Γη και ο Άρης βρεθούν σε αντίθεση (δηλαδή ευθυγραμμιστούν στην ίδια μεριά του Ήλιου) και ο Άρης μείνει ακίνητος.
Στη συνέχεια, όταν η Γη προσπεράσει τον Άρη, τότε θα τον βλέπει ο παρατηρητής να κινείται ανάδρομα.
Όμως κινείται και ο Άρης καθ' όλη αυτήν τη διαδικασία και έτσι μετά από δυόμιση μήνες, ο Άρης θα σταματήσει την ανάδρομη κίνησή του.
Το αντίστοιχο ισχύει με τη Γη και τους εσωτερικούς πλανήτες, Ερμής και Αφροδίτη. Μόνο που σ αυτήν την περίπτωση η Γη κινείται πιο αργά σε σχέση με τους δύο πλανήτες.

Στη διπλανή εικόνα βλέπουμε την κίνηση που ακολουθήσει ο Άρης. Από τις 22 Μαΐου μέχρι την 1η Ιουλίου ο Άρης θα κινείται ανάδρομα, δηλαδή από τα δυτικά προς τα ανατολικά.

Το ψέμα
Η ανάδρομη κίνηση, όπως έχει γίνει πλέον κατανοητό είναι μία ψευδαίσθηση.
Δεν έχει καμία σχέση με την προσωπικότητα του κάθε ατόμου, ούτε αν θα πάνε καλά οι σχέσεις, ούτε αν θα βγάλουμε λεφτά.
Οπότε αν κάποια σας θα πει «είσαι σκορπιός και ο Άρης είναι ανάδρομος άρα θέλω να χωρίσουμε» τότε μπορείτε να τ̶η̶ν̶ ̶κ̶ά̶ψ̶ε̶τ̶ε̶ ̶ζ̶ω̶ν̶τ̶α̶ν̶ή̶  της στείλετε το παρόν άρθρο.

​

Η ανακάλυψη

Πολλές από τις θεμελιώδεις προβλέψεις της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, όπως τη μετάπτωση του περιηλίου του Ερμή, την καμπύλωση του φωτός, την ύπαρξη των μαύρων τρυπών και τη διαστολή του Σύμπαντος, έχουν ήδη επιβεβαιωθεί.

Ωστόσο, μία ακόμη από αυτές, στην οποία κατέληξε ο ίδιος ο Αϊνστάιν ελάχιστους μήνες μετά τη δημοσίευση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας. Η πρόβλεψη αυτή δεν είναι άλλη από την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων.

Η ανακοίνωση πραγματοποιήθηκε στη διάρκεια συνέντευξης Τύπου που παρεχώρησαν στην αμερικανική πρωτεύουσα ερευνητές από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ), το αντίστοιχο τεχνολογικό ίδρυμα της Καλιφόρνιας (Caltech) και το πρόγραμμα LIGO, που ξεκίνησε το 1992 με πρωτοβουλία των δύο διακεκριμένων ιδρυμάτων. Περισσότεροι από 900 επιστήμονες από διάφορες χώρες του κόσμου συνεργάστηκαν όλα αυτά τα χρόνια στις επίπονες προσπάθειες που χρειάστηκαν για τη μεγάλη ανακάλυψη.

Παρακολουθήστε το βίντεο προσομοίωσης της συγχώνευσης των δύο μελανών οπών.

Τα κύματα αυτά ανιχνεύθηκαν στη Γη από τους ανιχνευτές του πειράματος LΙGO με συχνότητες από 35 έως 250 Hz. Από το έλλειμμα μάζας ΔΜ=62–(29+36)=3 ηλιακές μάζες, προκύπτει η ενέργεια που μεταφέρουν τα βαρυτικά  κύματα.

Η στατιστική των πειραματικών δεδομένων είναι πράγματι 5,1σ (ακρίβεια 5σ σημαίνει ότι υπάρχει πιθανότητα 1 στα 3,5 εκατομμύρια το γεγονός να μην είναι πραγματικό) που είναι αρκετή για να γίνει η ανακάλυψη αποδεκτή από την επιστημονική κοινότητα.

LIGO -  ο καλύτερος χάρακας στον κόσμο

​Το LIGO λειτούργησε μεταξύ 2002-2010 χωρίς επιτυχία, ενώ μετά από μια αναβάθμιση κόστους 200 εκατ. δολαρίων, που βελτίωσε δραστικά τις δυνατότητές του, τέθηκε ξανά σε λειτουργία πέρυσι τον Σεπτέμβριο ως Advanced LIGO.

Και άλλες ερευνητικές ομάδες, με άλλα επίγεια πειράματα, προσπαθούν να ανιχνεύσουν τα βαρυτικά κύματα, με κυριότερη τη VIRGO στην Ιταλία. Το σχετικό πείραμα λειτούργησε χωρίς ευρήματα έως το 2011, μετά αναβαθμίστηκε σε Advanced Virgo και θα επαναλειτουργήσει εντός του 2016.

​Το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων Μέσω Συμβολόμετρου Λέιζερ (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory - LIGO) αποτελείται από δύο πανομοιότυπους υπερευαίσθητους ανιχνευτές, κατασκευασμένους από ερευνητές του Caltech και του ΜΙΤ με χρηματοδότηση του NSF, οι οποίοι είναι εγκατεστημένοι σε απόσταση περίπου 3.000 χιλιομέτρων μεταξύ τους, ο ένας στο Λίβινγκστον της Λουιζιάνα και ο άλλος στο Χάνφορντ της Ουάσιγκτον.

Κάθε ανιχνευτής έχει δύο βραχίονες τεσσάρων χιλιομέτρων σε σχήμα «L», κατά μήκος των οποίων στέλνεται μια ακτίνα λέιζερ, που διαχωρίζεται σε δύο και μετά ανακλάται πάλι πίσω. Το πείραμα προσπαθεί να «πιάσει» τις ανεπαίσθητες δονήσεις που αφήνουν στο πέρασμα τους από τη Γη τα βαρυτικά κύματα, καθώς επί εκατομμύρια έτη ταξιδεύουν στο Σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός. Ένα διερχόμενο από τον πλανήτη μας βαρυτικό κύμα μεταβάλλει απειροελάχιστα -αλλά μετρήσιμα- την απόσταση που διανύει η ακτίνα λέιζερ στους ανιχνευτές LIGO.

H κάθε διάταξη αποτελείται από ένα τεράστιο συμβολόμετρο, μια διάταξη που χρησιμοποιεί την συμβολή δυο δεσμών φωτός λέιζερ για να επιτύχει τις πιο ακριβείς μετρήσεις μήκους στον κόσμο.
Αρχικά, βλέπουμε μια απλοποιημένη απεικόνιση η οποία δεν είναι σε κλίμακα, της όλης διάταξης. Εκπέμπεται μια ακτίνα laser που διαχωρίζεται από τον διαχωριστή δέσμης, σε δυο ξεχωριστές ακτίνες. Οι φωτεινές δέσμες αφού διανύσουν κάθετες διαδρομές μήκους 4 χιλιομέτρων ανακλώνται από καθρέπτες και επιστρέφουν στον διαχωριστή δέσμης.

Οι καθρέπτες είναι κατάλληλα τοποθετημένοι ώστε οι ανακλώμενες ακτίνες να συμβάλουν καταστρεπτικά. Δηλαδή να βρίσκονται σε αντίθεση φάσης το ένα από το άλλο. Έτσι ο φωτοανιχνευτής (αριστερά στο βίντεο) δεν θα παρατηρήσει κάποιο φως.

Όμως τον περασμένο Σεπτέμβριο, πέρασε ένα βαρυτικό κύμα και αυτό άλλαξε ελάχιστα την απόσταση που διήνυσαν οι ανακλώμενες δέσμες. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα αυτές να βρίσκονται σε συμφωνία φάσης και άρα να συμβάλουν ενισχυτικά στον διαχωριστή, επομένως να περάσει φως στον φωτοανιχνευτή.

Στο βίντεο οι μεταβολές αυτές είναι υπερβολικές. Στην πραγματικότητα αυτές έχουν το ένα χιλιοστό του μεγέθους του πρωτονίου!

Διαβάστε επίσης: Η πρώτη ανακοίνωση ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων

Τι είναι τα βαρυτικά κύματα

Τα βαρυτικά κύματα είναι διαταραχές ή διακυμάνσεις στον ίδιο τον ιστό του χωροχρόνου, οι οποίες διαδίδονται κατά τρόπο ανάλογο περίπου με τους κυματισμούς που δημιουργούνται όταν πετάξουμε ένα βότσαλο μέσα σε μια λίμνη. Σχεδόν κάθε μεταβολή στην κινητική κατάσταση ενός σώματος (εκτός από την περίπτωση που η μεταβολή αυτή είναι σφαιρικά συμμετρική, όπως κατά την σφαιρικά συμμετρική κατάρρευση ενός άστρου), αφήνει το «αποτύπωμά» της στον χωροχρόνο με τη μορφή ενός βαρυτικού κύματος, το οποίο απομακρύνεται από την «πηγή» του με την ταχύτητα του φωτός.

Η ελληνική συμμετοχή

Στη διεθνή επιστημονική κοινοπραξία LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) που έκανε τη βαρυσήμαντη ανακοίνωση για την ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων, συμμετέχει εδώ και 15 χρόνια ως βασική ερευνήτρια μία κορυφαία Ελληνίδα επιστήμων της διασποράς, η Βίκυ Καλογερά, καθηγήτρια αστροφυσικής του Πανεπιστημίου Northwestern του Σικάγο.

Μάλιστα θεωρείται η κορυφαία αστροφυσικός μεταξύ όλων των ερευνητών-μελών του πειράματος LIGO. Η κοινοπραξία (LIGO Scientific Collaboration), που συστάθηκε το 1997, περιλαμβάνει σήμερα πάνω από 1.000 φυσικούς και αστροφυσικούς από 83 πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα 15 χωρών.

Η Ελλάδα δεν συμμετέχει, όμως στην κοινοπραξία των βαρυτικών κυμάτων συμμετέχουν και άλλοι ελληνικής καταγωγής επιστήμονες, όπως ο αναπληρωτής καθηγητής Ερωτόκριτος Κατσαβουνίδης (ΜΙΤ), ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Αντώνης Κοντός (ΜΙΤ), η καθηγήτρια Μαίρη Σακελλαριάδου (King's College Λονδίνου), o διδακτορικός ερευνητής Μιχάλης Αγάθος (Εθνικό Ινστιτούτο Υποατομικής Φυσικής Ολλανδίας-πείραμα Virgo) κ.ά.

Σε δηλώσεις της στο Αθηναϊκό και Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων η κυρία  Καλογερά είπε πως με την ανακάλυψη αυτή «ανοίγουμε ένα καινούριο παράθυρο παρατηρήσεων στο Σύμπαν».

«Τα βαρυτικά κύματα μας δίνουν πληροφορίες για τις μαύρες τρύπες και όχι μόνο, που κανένα ηλεκτρομαγνητικό τηλεσκόπιο δεν μπορεί να μας δώσει», τόνισε η κυρία Καλογερά η οποία είναι μέλος του LIGO εδώ και 15 χρόνια και καθοδηγεί τις αστροφυσικές μελέτες για την ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων.

Συνέχισε με παραδείγματα: «Για να σάς δώσω να καταλάβετε, ό, τι ξέρουμε για τον κόσμο και το σύμπαν προκύπτει από τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Το μάτι μας είναι ευαίσθητο σε αυτά. Ακόμη και το φως που βλέπουμε. Τα ραδιοκύματα, οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες Γ είναι διαφορετικά κομμάτια και πτυχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Τα βαρυτικά κύματα λοιπόν είναι ένα άλλο είδος κυμάτων».

Εξηγώντας λίγο περισσότερο την δημιουργία των βαρυτικών κυμάτων, η ίδια επεσήμανε: «Η πηγή των βαρυτικών κυμάτων είναι μία σύγκρουση δύο τεράστιων Μαύρων Τρυπών, με μάζες περίπου 30 φορές μεγαλύτερη του Ήλιου και σε απόσταση 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Το συμβάν αυτό απελευθερώνει τεράστια μάζα - ενέργεια με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων, τα οποία έγιναν αντιληπτά από τους ανιχνευτές του LIGO. Αυτά τα κύματα αποκαλύπτουν τις κινήσεις για τη δημιουργία Μαύρης Τρύπας», συμπληρώνει. «Είναι η πρώτη φορά που ακούμε το Σύμπαν να μας μιλά, καθώς αυτά τα κύματα δημιουργούν εκτός από κίνηση, και ήχο».

Πιο απλά: «Αυτό που παρατηρήσαμε με το LIGO ήταν δύο Μαύρες Τρύπες που ήρθαν πολύ κοντά, σε πολύ μεγάλες ταχύτητες. Αυτό δημιούργησε μία τρομακτική διαταραχή στην επιφάνεια τους και αυτή η διαταραχή ταξίδεψε με μεγάλη ταχύτητα μέχρι που έφτασε στους δικούς μας ανιχνευτές. Οι ανιχνευτές μας είναι πάνω στη Γη, στην Αμερική. Είναι κάτι σαν τηλεσκόπια, αλλά για βαρυτικά κύματα. Τα κύματα χτυπούσαν τον πλανήτη μας συνέχεια. Απλά για πρώτη φορά οι ανιχνευτές LIGO έπιασαν το σήμα. Όπως εάν σε μία λίμνη, πετάξεις μία πέτρα και βλέπεις κύματα να δημιουργούνται. Κάπως έτσι είναι και τα βαρυτικά».

Λίγα λόγια για την Βίκυ Καλογερά

Η Βίκυ Καλογερά αποφοίτησε το 1992 από το Τμήμα Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, πήρε το διδακτορικό της το 1997 από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις και μετά έκανε μεταδιδακτορική έρευνα στο Κέντρο Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν. Το 2001 έγινε επίκουρη καθηγήτρια στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου Northwestern, το 2006 αναπληρώτρια και το 2009 τακτική καθηγήτρια. Είναι συνιδρύτρια και διευθύντρια του Κέντρου Διεπιστημονικής Εξερεύνησης και Έρευνας στην Αστροφυσική (CIERA) και συγγραφέας άνω των 200 επιστημονικών δημοσιεύσεων, μεταξύ των οποίων και για τα βαρυτικά κύματα. Έχει πολλές βραβεύσεις στο ενεργητικό της και η έρευνά της χρηματοδοτείται, μεταξύ άλλων, από τη NASA.

Κατηγορίες
Αστρονομία, Αστροφυσική, Κοσμολογία, Μαύρα Τρύπα, Σχετικότητα

Λέξεις κλειδιά
LIGO, Αϊνστάιν, βαρυτικά κύματα, Βίκυ Καλογερά

Ο Joseph Weber ήταν ο πρώτος που αντιλήφθηκε ότι η προσπάθεια ανίχνευσης των βαρυτικών κυμάτων δεν θα ήταν εντελώς μάταιη. Αποφοίτησε το 1940 από τη Ναυτική Ακαδημία των ΗΠΑ με πτυχίο μηχανικού και υπηρέτησε στο ναυτικό κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου.  Είχε αποκτήσει τόσο μεγάλη φήμη για τις γνώσεις του στην ραδιοτεχνολογία ώστε το 1948 του προσφέρθηκε η θέση τακτικού καθηγητή στο τμήμα ηλεκτρολόγων μηχανικών του πανεπιστημίου του Μaryland.

Το 1951 επινόησε μια παραλλαγή του μηχανισμού στον οποίο βασίζεται η λειτουργία των λέιζερ, αλλά δεν διέθετε τα οικονομικά μέσα για την ανάπτυξη της ιδέας του. Ενώ δημοσίευσε την εργασία του στην οποία ανέλυε την ιδέα του, δυο άλλες ερευνητικές ομάδες, η μία στις ΗΠΑ υπό τον Charles Townes και η άλλη στη Μόσχα με επικεφαλείς τους Nikolai Gennadievich Basov και Aleksandr Michailovich Prokharov, επινόησαν ανεξάρτητα άλλες παραλλαγές του μηχανισμού αυτού, και στη συνέχεια πραγματοποίησαν την κατασκευή πραγματικών λέιζερ. Παρότι η εργασία του Weber ήταν η πρώτη που δημοσιεύθηκε ο ίδιος δεν έτυχε σχεδόν καμίας αναγνώρισης. Απογοητευμένος, αλλά διατηρώντας στενή φιλία με τον Townes και τον Basov στράφηκε σε νέα ερευνητικά πεδία.

Ο Weber συμμετείχε στην ομάδα του John Wheeler και εκεί απέκτησε πολύ καλή γνώση πάνω σε θέματα γενικής σχετικότητας. Μαζί με τον Wheeler ασχολήθηκε με τη θεωρητική έρευνα των σχετικιστικών προβλέψεων για τις ιδιότητες των βαρυτικών κυμάτων. Το 1957 είχε ήδη επιλέξει τη νέα του ερευνητική κατεύθυνση. Θα ξεκινούσε την πρώτη στον κόσμο προσπάθεια κατασκευής μιας συσκευής για την ανίχνευση και την καταγραφή βαρυτικών κυμάτων.

Από τα τέλη του 1957 έως τις αρχές του 1959, ο Weber πάλευε να ανακαλύψει κάθε δυνατή διάταξη που θα είχε την ικανότητα να ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα. Αρχικά οι προσπάθειές του δεν ήταν παρά επίπονοι αναλυτικοί υπολογισμοί και δεν είχαν σχέση με πραγματικά πειράματα. Αναζητούσε τον κατάλληλο τύπο ανιχνευτή που θα είχε την δυνατότητα ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων. Ο Weber επέλεξε τελικά έναν, ο οποίος αποτελούνταν από μια κυλινδρική ράβδο αλουμινίου μήκους 2 μέτρων, διαμέτρου 50 εκατοστών και μάζας 1 τόνου, τοποθετημένη κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης των εισερχομένων κυμάτων.

Τα βαρυτικά κύματα διαδοχικά συμπιέζουν και επιμηκύνουν το σώμα μιας τέτοιας ράβδου εξαναγκάζοντάς την σε ταλάντωση. Η ράβδος έχει έναν φυσικό τρόπο ταλάντωσης κατά τον οποίο τα άκρα της κινούνται «μέσα – έξω» στη διεύθυνση του άξονά της. Αυτός ο φυσικός τρόπος ταλάντωσης – όπως οι ταλαντώσεις μιας καμπάνας, ενός διαπασών ή ενός κρυστάλλινου ποτηριού – χαρακτηρίζεται από μια πολύ συγκεκριμένη συχνότητα που ονομάζεται ιδιοσυχνότητα. Όπως ακριβώς μπορούμε να υποχρεώσουμε μια καμπάνα, ένα διαπασών ή ένα κρυστάλλινο ποτήρι να δονούνται χρησιμοποιώντας ηχητικά κύματα που έχουν την ίδια συχνότητα με τη φυσική συχνότητα αυτών των αντικειμένων (φαινόμενο συντονισμού), έτσι και τα βαρυτικά κύματα που έχουν την ίδια συχνότητα με τη φυσική συχνότητα της ράβδου μπορούν να προκαλέσουν την ταλάντωσή της.

​Επομένως, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί μια τέτοια ράβδος ως ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων θα πρέπει να επιλεγεί το μέγεθός της έτσι ώστε η φυσική της συχνότητα να συμπίπτει με εκείνη των εισερχομένων βαρυτικών κυμάτων.

Πόση πρέπει να είναι αυτή η συχνότητα;

Το 1959, όταν ο Weber ξεκίνησε να ασχολείται με τούτη την ιδέα, ελάχιστοι πίστευαν στις μαύρες τρύπες, και όσοι πίστευαν γνώριζαν πολύ λίγα πράγματα για τις ιδιότητές τους. Κανείς δεν φανταζόταν τότε ότι οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να συγκρούονται, να συνενώνονται και να εκπέμπουν κυματίδια χωροχρονικής καμπυλότητας τα οποία θα μετέφεραν κωδικοποιημένο το χρονικό της σύγκρουσής τους. Ούτε ήταν δυνατόν να υποδείξει κανείς άλλες πηγές βαρυτικών κυμάτων, για την ανίχνευση των οποίων θα μπορούσαν ίσως να υπάρχουν κάποιες ελπίδες.

Έτσι, ο Weber ξεκίνησε την προσπάθειά του σχεδόν στα τυφλά. Μοναδικός οδηγός του ήταν το χονδρικό (αλλά σωστό) επιχείρημα ότι τα βαρυτικά κύματα πρέπει, κατά πάσα πιθανότητα, να έχουν συχνότητες κάτω από 10.000 Ηz – η συχνότητα αυτή αντιστοιχεί στην κυκλική συχνότητα ενός σώματος που κινείται με την μέγιστη δυνατή ταχύτητα (κοντά στην ταχύτητα φωτός) γύρω από το πιο συμπαγές άστρο που μπορεί να υπάρχει: ένα άστρο με μέγεθος περίπου όσο η κρίσιμη περίμετρός του.

Ο Weber λοιπόν σχεδίασε όσο το δυνατό καλύτερους ανιχνευτές με ιδιοσυχνότητα όμως μικρότερη από 10.000 Hz – έχοντας την ελπίδα ότι στο σύμπαν παράγονται βαρυτικά κύματα με συχνότητες ίδιες με εκείνες που θα επέλεγε. Στάθηκε τυχερός. Οι ιδιοσυχνότητες των ράβδων ήταν περίπου 1000 Hz, και, όπως αποδεικνύεται, αυτές ακριβώς τις συχνότητες θα πρέπει να έχουν ορισμένα από τα κύματα που προέρχονται από εκρήξεις υπερκαινοφανών και από ζεύγη συνενούμενων αστέρων νετρονίων.

Ο ανιχνευτής

Η μεγαλύτερη πρόκληση που είχε να αντιμετωπίσει ο Weber ήταν η επινόηση ενός αισθητήρα για την καταγραφή των δονήσεων της ράβδου. Ο Weber ανέμενε ότι οι δονήσεις που θα προκαλούσαν τα κύματα θα ήταν εξαιρετικά μικρές: μικρότερες από τη διάμετρο του πυρήνα ενός ατόμου. Στα τέλη της δεκαετίας του 1950 και κατά τη διάρκεια του 1960, οι περισσότεροι φυσικοί θεωρούσαν αδύνατο να μετρηθεί δόνηση ακόμη και ίση με το 1 δέκατο της διαμέτρου του ατομικού πυρήνα. Δεν πίστευε το ίδιο και ο Weber που επινόησε έναν αισθητήρα ικανό να πετύχει κάτι τέτοιο.

Ο αισθητήρας του Weber βασιζόταν στο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο, κατά το οποίο ορισμένοι κρύσταλλοι και κεραμικά υλικά όταν πιέζονται αναπτύσσουν στα άκρα τους ηλεκτρικές τάσεις. Ο Weber θα προτιμούσε να είχε κατασκευάσει τη ράβδο του από τέτοια υλικά, όμως το υπερβολικό κόστος τους τον ανάγκασε να επιλέξει την αμέσως καλύτερη λύση: Κατασκεύασε μια ράβδο από αλουμίνιο και στη συνέχεια κόλλησε γύρω από το μέσο της πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους. Καθώς η ράβδος θα δονούνταν, η επιφάνειά της θα προκαλούσε μηχανικές πιέσεις στους κρυστάλλους κατά σειρά, έτσι ώστε οι εξαιρετικά μικρές ηλεκτρικές τάσεις να προστίθενται παράγοντας μια τάση αρκετά μεγάλη ώστε να μπορεί να ανιχνευθεί ηλεκτρονικά, ακόμα κι αν το πλάτος των δονήσεων της ράβδου ήταν ίσο με το 1/10 της διαμέτρου ενός ατομικού πυρήνα.

Η (λανθασμένη) ανακάλυψη

Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, ο Weber παρέμενε μια μοναχική φυσιογνωμία – ο μοναδικός πειραματικός φυσικός στον κόσμο που αναζητούσε βαρυτικά κύματα.

Χρησιμοποιώντας δυο κυλίνδρους, σαν αυτούς που περιγράφηκαν παραπάνω, σε απόσταση 1000 χιλιομέτρων μεταξύ τους φάνηκε ότι η κατασκευή λειτουργεί. Το 1969, ανακοίνωσε ότι ανίχνευσε για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα, περίπου 24 γεγονότα [J. Weber. «Gravitational-Wave-Detector Events«. Phys. Rev. Lett. 20, 1307 (1968)] και την επόμενη χρονιά, ανακοίνωσε άλλα 311 σήματα. Η δεύτερη κυρίως ανακοίνωση δημιούργησε σάλο. Σύμφωνα με τον Tony Tyson, τώρα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, αποδείχθηκε ότι η στατιστική ανάλυση που έκανε ο Weber στα δεδομένα του ήταν λανθασμένη.

​Παρόλα αυτά, στις αρχές της δεκαετίας του 1970 τα εντυπωσιακά επίπεδα ευαισθησίας που κατάφερε να πετύχει στους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων ο Weber, (αλλά και οι ισχυρισμοί του ότι είχε ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα) ενέπνευσαν και προσέλκυσαν δεκάδες άλλους πειραματικούς φυσικούς μέχρι τη δεκαετία του 1980 που ανταγωνίζονταν με στόχο να κάνουν πραγματικότητα την αστρονομία βαρυτικών κυμάτων.

Κατηγορίες: Αστρονομία, Αστροφυσική, Σχετικότητα
Λέξεις κλειδιά: Αϊνστάιν, βαρυτικά κύματα, Joseph Weber
​
physicsgg.me

Η διαστημοσυσκευή της NASA, New Horizons, έπειτα από ένα ταξίδι 10 ετών και 5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων, έκανε ένα κοντινό πέρασμα (flyby) στις 14 Ιουλίου, από τον πλανήτη-νάνο Πλούτωνα.

Τις παρακάτω εικόνες τις δημοσίευσε η NASA την Παρασκευή 4 Νοεμβρίου και είναι οι πιο κοντινές και αναλυτικές φωτογραφίες από την επιφάνεια του Πλούτωνα μέχρι τώρα!

​Η ανάλυση των νέων εικόνων είναι 77 με 85 μέτρα ανά pixel. Όπως και οι προηγούμενες φωτογραφίες, έτσι κι αυτές, μας δείχνουν τις μεταβολές που παρουσιάζει η επιφάνεια του Πλούτωνα. Ο οποίος έχει βουνά, κρατήρες και παγωμένες πεδιάδες.