Τετάρτη, Σεπτεμβρίου 27, 2006
Λύθηκε το μυστήριο των αγρογλυφικών (Crop-Circles);
Το μυστήριο των "crop circles" (αγρογλυφικών) παραμένει άλυτο εδώ και καιρό. Οι περίεργοι αυτοί σχηματισμοί που εμφανίζονται σε αγρούς κυρίως της Β. Ευρώπης, έχοντας μια «μαθηματική» δομή και συμμετρία, έχουν αποδοθεί σε διάφορα φαινόμενα, ακόμα και σε εξωγήινη παρέμβαση ή σε νεράιδες (για το λόγο αυτό αποκαλούνται και νεραϊδόκυκλοι), χωρίς καμιά θεωρία για την προέλευσή τους να έχει επιβεβαιωθεί. Όμως πρόσφατα Ρώσοι ερευνητές, έχοντας διεξάγει πειράματα, έδωσαν κάποιες αρκετά λογικοφανείς εξηγήσεις για τους μυστηριώδεις αυτούς σχηματισμούς. Σύμφωνα με τους ερευνητές αυτούς, οι «νεραϊδόκυκλοι» σχηματίζονται όταν οι βλαστοί των φυτών λυγίζουν σαν αποτέλεσμα εκπομπής μικροκυμάτων που προέρχονται από κεραυνούς ! Δύο ανεξάρτητοι ερευνητές, ο Stanislav Smirnov και ο Anatoly Arzyayev έφτασαν μέσα από πειράματα σε παραπλήσια συμπεράσματα. Ο Stanislav Smirnov διεξήγαγε πειράματα, βάζοντας σε ένα φούρνο μικροκυμάτων βλαστούς δημητριακών μαζί με ένα ποτήρι νερό. Το αποτέλεσμα ήταν οι βλαστοί των φυτών να λυγίσουν με τρόπο όμοιο με αυτό των "crop circles". Ο Smirnov δεν μπορεί πάντως να εξηγήσει την πηγή των μικροκυμάτων που θα μπορούσαν να προκαλέσουν το φαινόμενο αυτό στη φύση. Η άποψή του είναι ότι τα μικροκύματα έρχονται από το υπέδαφος, αλλά δεν έχει καταφέρει προς το παρόν να το αποδείξει. Όμως οι διαπιστώσεις ενός άλλου ερευνητή, του Anatoly Arzyayev, θα μπορούσαν να συμπληρώσουν τη θεωρία του Smirnov. Ο Arzyayev, μέλος του Παν-Ρωσικού Ινστιτούτου Ηλεκτρικού Εξοπλισμού υποστηρίζει ότι οι εκπομπές μικροκυμάτων προέρχονται από κεραυνούς ! Για να στηρίξει τη θέση του, ο Arzyayev διηγείται μια παλιά ιστορία: πριν 50 χρόνια αυτός και δύο εργάτες δοκίμαζαν εξοπλισμό υψηλής τάσης, κάτω από τον οποίο είχαν τοποθετήσει έναν χλοοτάπητα. Ξαφνικά από ένα καλώδιο υψηλής τάσης που κρέμονταν σε ύψος 10 μέτρων προκλήθηκε μια ηλεκτρική εκκένωση και το αποτέλεσμα ήταν ότι στο γρασίδι που βρίσκονταν από κάτω σχηματίστηκαν επίπεδοι δεξιόστροφοι κύκλοι. Ο Arzyayev συνέχισε εκείνη την εποχή τα πειράματά του δημιουργώντας «νεραϊδόκυκλους» μέχρι και 5 μέτρα σε διάμετρο. Αν όλα αυτά είναι αλήθεια, είναι πολύ πιθανό το μυστήριο να έχει λυθεί και οι «νεραϊδόκυκλοι» να είναι άλλο ένα φυσικό φαινόμενο, χωρίς αυτό να αποκλείει οι ομοιόμορφοι σχηματισμοί να είναι ένα «μήνυμα». Από πού όμως; Αν θέλετε, από τη φύση... ή από τον... ουρανό !
Μετάφραση - Απόδοση - Σχολιασμός: Esoterica.gr
Μετάφραση - Απόδοση - Σχολιασμός: Esoterica.gr
Δευτέρα, Σεπτεμβρίου 25, 2006
Η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν είναι τουλάχιστον 99,95% σωστή
Σύμφωνα με μια νέα μελέτη των παλμών της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από ένα ζευγάρι μακρινών άστρων νετρονίων, η θεωρία της Γενικής Σχετικότητας είναι σωστή τουλάχιστον κατά 99.95%.
Καλλιτεχνική εικόνα από ένα διπλό σύστημα πάλσαρ που χρησιμοποιήθηκε για να δοκιμαστεί η θεωρία του Αϊνστάιν της γενικής σχετικότητας.
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα μέτρησε την ακτινοβολία από ένα διπλό σύστημα πάλσαρ που ανακαλύφθηκε το 2003 και είναι 2.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη, με το όνομα J0737-3039A/B. Και μετά εφάρμοσαν τα μοντέλα της γενικής σχετικότητας σε αυτό το σύστημα, για να δοκιμάσουν αν είναι σωστή η θεωρία, που πρωτοδημοσιεύτηκε πριν 91 χρόνια.
Οι εξισώσεις έχει διαπιστωθεί ότι ισχύουν στο Ηλιακό Σύστημα με ακρίβεια 0,002%, ωστόσο ορισμένοι θεωρητικοί φυσικοί προέβλεπαν αποκλίσεις στην περίπτωση βαρυτικών πεδίων πολύ ισχυρότερων του Ήλιου. Αλλά η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Μάικλ Κράμερ του πανεπιστημίου του Μάντσεστερ αναφέρει ότι επιβεβαίωσε τη θεωρία του Αϊνστάιν στην περίπτωση και των άστρων νετρονίων.
Η θεωρία προβλέπει ότι όχι μόνο τα ραδιοκύματα κάμπτονται από τη βαρύτητα των άστρων αλλά και ότι αν δύο άστρα βρίσκονται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο, παράγουν βαρυτικά κύματα που δημιουργούν κυματισμούς στο χωροχρόνο και φέρνουν τα άστρα πιο κοντά.
Έτσι τα αποτελέσματα, που δημοσιεύονται στο περιοδικό Science, δείχνουν ότι η γενική σχετικότητα είναι σωστή μέσα σε ένα όριο 0,05 τοις εκατό ή με ακρίβεια 1 προς 20.000 - το πιο αυστηρό όριο μέχρι σήμερα, σύμφωνα με τους ερευνητές.
"Ήταν μια πολύ συναρπαστική παρατήρηση καθώς και η προσπάθεια να μάθεις όλες τις λεπτομέρειες για το τι κρύβεται πίσω από το σύστημα. Ολόκληρη η επιστημονική κοινότητα που ασχολήθηκε με τα πάλσαρ είναι συγκινημένη", λέει ο George Hobbs, ερευνητής στη Αυστραλία και ένας από τους συντάκτες της μελέτης.
Τα πάλσαρ είναι συνώνυμα με τα αστέρια νετρονίων - η μόνη διαφορά που έχουν είναι ότι τα αστέρια νετρονίων είναι μη ανιχνεύσιμα με τα ραδιοκύματα. "Τα πάλσαρ φαίνονται να στέλνουν προς τα έξω ραδιοακτίνες από τους μαγνητικούς πόλους τους, και εάν αυτή η ραδιοακτίνα συμβαίνει να είναι στην ευθεία που συνδέει τα πάλσαρ με τα όργανα παρατήρησης στη Γη, τότε μπορούμε να την ανιχνεύσουμε και έτσι την πηγή την ονομάζουμε πάλσαρ", λέει ο Hobbs.
"Πάλσαρ είναι απλά ένα αστέρι νετρονίων που μπορούμε να δούμε." Τα αστέρια αυτά, επίσης, κινούνται αργά σπειροειδώς το ένα προς το άλλο και κάποτε θα συγκρουστούν. Αυτό αποδεικνύει ότι το σύστημα χάνει ενέργεια.
Το διπλό σύστημα πάλσαρ που μελετήθηκε αποτελείται από δύο ιδιαίτερα συμπαγή αστέρια, με διάμετρο περίπου 20 χλμ, και που είναι σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο με μια ταχύτητα 1 εκατομμύριο χιλιόμετρα την ώρα. Επίσης, η τροχιακή περίοδος του κάθε άστρου είναι 2,5 ώρες. "Κάθε αστέρι έχει περίπου ενάμισι φορά τη μάζα του ήλιού μας, αλλά συμπιεσμένα στο μέγεθος μιας πόλης," συνεχίζει ο Hobbs. Για παράδειγμα ο Ήλιος μας έχει διάμετρο 1 εκατομμύριο χλμ.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τρία από τα μεγαλύτερα ραδιοτηλεσκόπια του κόσμου - το ραδιοτηλεσκόπιο Parkes (Αυστραλία), το τηλεσκόπιο Lovell στην Jodrell Bank(Μεγάλη Βρετανία), και το τηλεσκόπιο Robert C. Byrd Green Bank (Δυτική Βιρτζίνια στις ΗΠΑ) - για να παρατηρήσουν ένα διπλό πάλσαρ για μία περίοδο τριών ετών.
"Μετράτε πότε οι ακτίνες από τα πάλσαρ έφθασαν στο τηλεσκόπιό σας, προβλέπετε πότε πρέπει να φτάσουν ξανά - λαμβάνοντας υπόψη τη θεωρία της σχετικότητας - και βλέπετε εάν αυτή η θεωρία είναι σωστή ή όχι", εξηγεί ο Hobbs. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν δηλαδή ότι οι εξισώσεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, που προβλέπουν πώς η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που ταξιδεύει στο Διάστημα κάμπτεται όταν συναντήσει ισχυρά βαρυτικά πεδία, είναι σωστές.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τη "καθυστέρηση Shapiro" ως την ακριβέστερη δοκιμή της γενικής σχετικότητας: Οι ραδιοπαλμοί από το ένα πάλσαρ επιβραδύνθηκαν όταν αυτοί έφτασαν πολύ κοντά στο άλλο άστρο. Κι αυτή η καθυστέρηση προκλήθηκε από την κυρτότητα του χωρόχρονου, που οφείλεται βέβαια ότι τα πολύ βαριά αντικείμενα κάμπτουν το χωροχρονικό ιστό
"Εάν έχετε δύο πάλσαρ που στρέφονται το ένα γύρω από το άλλο, μπορείτε να αυξήσετε τον αριθμό των δοκιμών που μπορείτε να κάνετε, επειδή ξέρετε τα πάντα για το σύστημα. Ο λόγος για τον οποίο είναι αυτό τόσο συναρπαστικό είναι επειδή για πρώτη φορά, ξέρουμε εντελώς το πλήρες σύστημα."
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε έξι παραμέτρους για να εξετάσει τη θεωρία της γενικής σχετικότητας - περισσότερες από όσες έχουν χρησιμοποιηθεί ποτέ στο παρελθόν. Όσες περισσότερες είναι οι παράμετροι που μετριούνται, τόσο αυστηρότερη είναι η δοκιμή.
Στο μέλλον, είπε ο Hobbs, η ομάδα του θα επιθυμούσε να μετρήσει περισσότερες παραμέτρους. "Ο λόγος που είναι δύσκολο να μετρηθούν κι άλλες είναι επειδή τα αποτελέσματα είναι πολύ μικρά. Έτσι θα πρέπει είτε να κάνουμε παρατηρήσεις σε περισσότερο χρόνο, ή πρέπει να βελτιώσουμε τη δυνατότητά μας να παρατηρήσουμε αυτά τα πάλσαρ"
Αν μετρηθούν κι άλλες παράμετροι, λέει ο Hobbs, "μπορούμε να βρούμε την πλήρη γεωμετρία των συστημάτων, που σημαίνει να ξέρουμε ακριβώς την τροχιά αυτών των συστημάτων. Τότε θα είμαστε σε θέση να βρούμε τη ροπή της αδράνειας του άστρου νετρονίων, που κανένας δεν έχει κάνει ποτέ πριν."
Οι αυστραλοί ερευνητές ενδιαφέρονται, επίσης, ιδιαίτερα για μια άλλη πρόβλεψη της θεωρίας της γενικής σχετικότητας: Τα κύματα βαρύτητας. Αυτή η ιδέα προτείνει ότι ολόκληρος ο χωροχρονικός ιστός διαδίδεται ως κύμα.
Αυτή η μελέτη επιβεβαιώνει ότι η γενική σχετικότητα ισχύει ακόμα, δίνοντας έτσι ελπίδα ότι τα κύματα βαρύτητας μπορούν να υπάρχουν, ακόμα κι αν κανένας δεν τα έχει δει.
Στη Γη, μάλιστα, συνεχίζεται η αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων με επίγεια όργανα ενώ σε διάστημα έξι έως επτά ετών αναμένεται να λειτουργήσει και δορυφορικός ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων στο Διάστημα (LISA).
Το επόμενο βήμα είναι να δοκιμάσουν τη σχετικότητα σε ακόμα πιο ακραίες συνθήκες για παράδειγμα σε δυαδικά συστήματα που αποτελούνται από από ένα πάλσαρ και μια μαύρη τρύπα.
Πηγή: Cosmos
Καλλιτεχνική εικόνα από ένα διπλό σύστημα πάλσαρ που χρησιμοποιήθηκε για να δοκιμαστεί η θεωρία του Αϊνστάιν της γενικής σχετικότητας.
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα μέτρησε την ακτινοβολία από ένα διπλό σύστημα πάλσαρ που ανακαλύφθηκε το 2003 και είναι 2.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη, με το όνομα J0737-3039A/B. Και μετά εφάρμοσαν τα μοντέλα της γενικής σχετικότητας σε αυτό το σύστημα, για να δοκιμάσουν αν είναι σωστή η θεωρία, που πρωτοδημοσιεύτηκε πριν 91 χρόνια.
Οι εξισώσεις έχει διαπιστωθεί ότι ισχύουν στο Ηλιακό Σύστημα με ακρίβεια 0,002%, ωστόσο ορισμένοι θεωρητικοί φυσικοί προέβλεπαν αποκλίσεις στην περίπτωση βαρυτικών πεδίων πολύ ισχυρότερων του Ήλιου. Αλλά η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Μάικλ Κράμερ του πανεπιστημίου του Μάντσεστερ αναφέρει ότι επιβεβαίωσε τη θεωρία του Αϊνστάιν στην περίπτωση και των άστρων νετρονίων.
Η θεωρία προβλέπει ότι όχι μόνο τα ραδιοκύματα κάμπτονται από τη βαρύτητα των άστρων αλλά και ότι αν δύο άστρα βρίσκονται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο, παράγουν βαρυτικά κύματα που δημιουργούν κυματισμούς στο χωροχρόνο και φέρνουν τα άστρα πιο κοντά.
Έτσι τα αποτελέσματα, που δημοσιεύονται στο περιοδικό Science, δείχνουν ότι η γενική σχετικότητα είναι σωστή μέσα σε ένα όριο 0,05 τοις εκατό ή με ακρίβεια 1 προς 20.000 - το πιο αυστηρό όριο μέχρι σήμερα, σύμφωνα με τους ερευνητές.
"Ήταν μια πολύ συναρπαστική παρατήρηση καθώς και η προσπάθεια να μάθεις όλες τις λεπτομέρειες για το τι κρύβεται πίσω από το σύστημα. Ολόκληρη η επιστημονική κοινότητα που ασχολήθηκε με τα πάλσαρ είναι συγκινημένη", λέει ο George Hobbs, ερευνητής στη Αυστραλία και ένας από τους συντάκτες της μελέτης.
Τα πάλσαρ είναι συνώνυμα με τα αστέρια νετρονίων - η μόνη διαφορά που έχουν είναι ότι τα αστέρια νετρονίων είναι μη ανιχνεύσιμα με τα ραδιοκύματα. "Τα πάλσαρ φαίνονται να στέλνουν προς τα έξω ραδιοακτίνες από τους μαγνητικούς πόλους τους, και εάν αυτή η ραδιοακτίνα συμβαίνει να είναι στην ευθεία που συνδέει τα πάλσαρ με τα όργανα παρατήρησης στη Γη, τότε μπορούμε να την ανιχνεύσουμε και έτσι την πηγή την ονομάζουμε πάλσαρ", λέει ο Hobbs.
"Πάλσαρ είναι απλά ένα αστέρι νετρονίων που μπορούμε να δούμε." Τα αστέρια αυτά, επίσης, κινούνται αργά σπειροειδώς το ένα προς το άλλο και κάποτε θα συγκρουστούν. Αυτό αποδεικνύει ότι το σύστημα χάνει ενέργεια.
Το διπλό σύστημα πάλσαρ που μελετήθηκε αποτελείται από δύο ιδιαίτερα συμπαγή αστέρια, με διάμετρο περίπου 20 χλμ, και που είναι σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο με μια ταχύτητα 1 εκατομμύριο χιλιόμετρα την ώρα. Επίσης, η τροχιακή περίοδος του κάθε άστρου είναι 2,5 ώρες. "Κάθε αστέρι έχει περίπου ενάμισι φορά τη μάζα του ήλιού μας, αλλά συμπιεσμένα στο μέγεθος μιας πόλης," συνεχίζει ο Hobbs. Για παράδειγμα ο Ήλιος μας έχει διάμετρο 1 εκατομμύριο χλμ.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τρία από τα μεγαλύτερα ραδιοτηλεσκόπια του κόσμου - το ραδιοτηλεσκόπιο Parkes (Αυστραλία), το τηλεσκόπιο Lovell στην Jodrell Bank(Μεγάλη Βρετανία), και το τηλεσκόπιο Robert C. Byrd Green Bank (Δυτική Βιρτζίνια στις ΗΠΑ) - για να παρατηρήσουν ένα διπλό πάλσαρ για μία περίοδο τριών ετών.
"Μετράτε πότε οι ακτίνες από τα πάλσαρ έφθασαν στο τηλεσκόπιό σας, προβλέπετε πότε πρέπει να φτάσουν ξανά - λαμβάνοντας υπόψη τη θεωρία της σχετικότητας - και βλέπετε εάν αυτή η θεωρία είναι σωστή ή όχι", εξηγεί ο Hobbs. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν δηλαδή ότι οι εξισώσεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, που προβλέπουν πώς η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που ταξιδεύει στο Διάστημα κάμπτεται όταν συναντήσει ισχυρά βαρυτικά πεδία, είναι σωστές.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τη "καθυστέρηση Shapiro" ως την ακριβέστερη δοκιμή της γενικής σχετικότητας: Οι ραδιοπαλμοί από το ένα πάλσαρ επιβραδύνθηκαν όταν αυτοί έφτασαν πολύ κοντά στο άλλο άστρο. Κι αυτή η καθυστέρηση προκλήθηκε από την κυρτότητα του χωρόχρονου, που οφείλεται βέβαια ότι τα πολύ βαριά αντικείμενα κάμπτουν το χωροχρονικό ιστό
"Εάν έχετε δύο πάλσαρ που στρέφονται το ένα γύρω από το άλλο, μπορείτε να αυξήσετε τον αριθμό των δοκιμών που μπορείτε να κάνετε, επειδή ξέρετε τα πάντα για το σύστημα. Ο λόγος για τον οποίο είναι αυτό τόσο συναρπαστικό είναι επειδή για πρώτη φορά, ξέρουμε εντελώς το πλήρες σύστημα."
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε έξι παραμέτρους για να εξετάσει τη θεωρία της γενικής σχετικότητας - περισσότερες από όσες έχουν χρησιμοποιηθεί ποτέ στο παρελθόν. Όσες περισσότερες είναι οι παράμετροι που μετριούνται, τόσο αυστηρότερη είναι η δοκιμή.
Στο μέλλον, είπε ο Hobbs, η ομάδα του θα επιθυμούσε να μετρήσει περισσότερες παραμέτρους. "Ο λόγος που είναι δύσκολο να μετρηθούν κι άλλες είναι επειδή τα αποτελέσματα είναι πολύ μικρά. Έτσι θα πρέπει είτε να κάνουμε παρατηρήσεις σε περισσότερο χρόνο, ή πρέπει να βελτιώσουμε τη δυνατότητά μας να παρατηρήσουμε αυτά τα πάλσαρ"
Αν μετρηθούν κι άλλες παράμετροι, λέει ο Hobbs, "μπορούμε να βρούμε την πλήρη γεωμετρία των συστημάτων, που σημαίνει να ξέρουμε ακριβώς την τροχιά αυτών των συστημάτων. Τότε θα είμαστε σε θέση να βρούμε τη ροπή της αδράνειας του άστρου νετρονίων, που κανένας δεν έχει κάνει ποτέ πριν."
Οι αυστραλοί ερευνητές ενδιαφέρονται, επίσης, ιδιαίτερα για μια άλλη πρόβλεψη της θεωρίας της γενικής σχετικότητας: Τα κύματα βαρύτητας. Αυτή η ιδέα προτείνει ότι ολόκληρος ο χωροχρονικός ιστός διαδίδεται ως κύμα.
Αυτή η μελέτη επιβεβαιώνει ότι η γενική σχετικότητα ισχύει ακόμα, δίνοντας έτσι ελπίδα ότι τα κύματα βαρύτητας μπορούν να υπάρχουν, ακόμα κι αν κανένας δεν τα έχει δει.
Στη Γη, μάλιστα, συνεχίζεται η αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων με επίγεια όργανα ενώ σε διάστημα έξι έως επτά ετών αναμένεται να λειτουργήσει και δορυφορικός ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων στο Διάστημα (LISA).
Το επόμενο βήμα είναι να δοκιμάσουν τη σχετικότητα σε ακόμα πιο ακραίες συνθήκες για παράδειγμα σε δυαδικά συστήματα που αποτελούνται από από ένα πάλσαρ και μια μαύρη τρύπα.
Πηγή: Cosmos
Δευτέρα, Σεπτεμβρίου 04, 2006
"Το πρώτο δεύτερο"
Το πρώτο δευτερόλεπτο ύπαρξης του σύμπαντος ισοδυναμεί με αλλεπάλληλες "εποχές" στην ύπαρξη της ύλης, με κάθε "εποχή" να διαρκεί ελάχιστα κλάσματα του δευτερολέπτου και να χαρακτηρίζεται από την επικράτηση ενός είδους σωματιδίου.
Στις πρώτες στιγμές της γέννησης του σύμπαντος δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες (σε αριθμό) νετρονίων και πρωτονίων, που όμως με την πάροδο του χρόνου σιγά σιγά άλλαξαν.
Ωστόσο, σε κάθε πρωτόνιο που υπήρχε τότε αντιστοιχούσε ένα δισεκατομμύριο φωτόνια, τα οποία συγκρουόμενα μεταξύ τους παρήγαγαν ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων που, με τη σειρά τους, μετατρέπονταν πάλι σε φωτόνια.
Η δημιουργία ύλης από τα φωτόνια γίνεται με μία ειδική διαδικασία που δημιουργεί ζεύγη σωματιδίων. Η διαδικασία αυτή συμβαίνει όταν η ενέργεια των συγκρουόμενων φωτονίων είναι ίση ή μεγαλύτερη από τη μάζα των δημιουργούμενων σωματιδίων της ύλης.
Η διαδικασία αυτή βασίζεται στην περίφημη πια εξίσωση του Αϊνστάιν για την ισοδυναμία ύλης-ενέργειας (Ε=mc2), η οποία δεν περιορίζει την κατεύθυνση της μετάλλαξης. Έτσι, η ύλη μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια και η ενέργεια σε ύλη.
Όταν, λοιπόν, το σύμπαν είχε ηλικία ενός δεκάκις χιλιοστού του δευτερολέπτου (10-4) και η θερμοκρασία του είχε πέσει στο ένα τρισεκατομμύριο βαθμούς Κελσίου (1012), άρχισε η Εποχή των Λεπτονίων. Το μέγεθος του ορατού σύμπαντος είχε ήδη φθάσει τα έξι έτη φωτός, δηλαδή όσο απέχει από τη Γη το Άστρο του Μπάρναρντ, που είναι το δεύτερο πλησιέστερο στον Ήλιο μας άστρο.
Τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια όμως δεν μπορούσαν να συνδεθούν ακόμη με τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια παρά την ύπαρξη των ελκτικών δυνάμεων που δημιουργούνταν από τα αντίθετα ηλεκτρικά φορτία τους, διότι τα σταματούσε η ύπαρξη του μεγάλου αριθμού των φωτονίων.
Στις αρχές της εποχής αυτής τα μυόνια και τα νετρίνα τους ήταν κυρίαρχα. Όταν όμως εξαφανίστηκαν τα μυόνια, τα νετρίνα τους αποδεσμεύτηκαν και άρχισαν έτσι την ελεύθερη διαστολή τους.
Μετά την απελευθέρωση των νετρίνων μυονίου τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια άρχισαν να εξαϋλώνονται παράγοντας συγχρόνως φωτόνια. Έτσι, στο τέλος της περιόδου αυτής απέμεινε ένα μόνο ηλεκτρόνιο για κάθε εκατό εκατομμύρια φωτόνια.
Με την εξαΰλωση των ηλεκτρονίων αποδεσμεύτηκαν και τα νετρίνα ηλεκτρονίου, τα οποία μαζί με τα άλλα είδη νετρίνων αποτελούν έναν ωκεανό κοσμικών νετρίνων που πλημμυρίζουν ολόκληρο το σύμπαν.
Στο ένα εκατοστό του δευτερολέπτου (10-2) μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, και σε θερμοκρασία που έφθανε τους 100 δισεκατομμύρια βαθμούς (1011), η πυκνότητα είχε πέσει περίπου στα τέσσερα δισεκατομμύρια φορές την πυκνότητα του νερού. Σε αυτό το σημείο όμως άρχισε και η διαφοροποίηση του αριθμού των πρωτονίων και των νετρονίων.
Αυτό συνέβη διότι, ενώ τα πρωτόνια είναι ιδιαίτερα σταθερά, τα νετρόνια στα καλά καθούμενα μπορεί να διασπαστούν μέσα σε λίγα λεπτά και να μας δώσουν ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο.
Για τη δημιουργία όμως νετρονίων από τα πρωτόνια χρειάζεται η σύγκρουση ενός πρωτονίου με ένα αντινετρίνο (για την παραγωγή ενός νετρονίου και ενός ποζιτρονίου) ή η σύγκρουση ενός πρωτονίου και ενός ηλεκτρονίου (για την παραγωγή ενός νετρονίου και ενός νετρίνου).
Όταν οι θερμοκρασίες ήταν υψηλές, δεν υπήρχε κανένα πρόβλημα και έτσι είχαμε τις ίδιες ποσότητες πρωτονίων και νετρονίων. Σύντομα όμως, και καθώς οι θερμοκρασίες μειώνονταν, τα πράγματα άλλαξαν και μαζί τους άρχισε να αλλάζει και η αναλογία νετρονίων και πρωτονίων.
Έτσι στο ένα δέκατο του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη η θερμοκρασία είχε πέσει στους 31,5 δισεκατομμύρια βαθμούς, η πυκνότητα ήταν 30 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού και η αναλογία νετρονίων-πρωτονίων ήταν 38% νετρόνια και 62% πρωτόνια.
Η κοσμική εκείνη "σούπα" πλάσματος περιλάμβανε και άλλα συστατικά: για κάθε 8 φωτόνια είχαμε 9 νετρίνα, 9 αντινετρίνα, 6 ποζιτρόνια και 6 ηλεκτρόνια με ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο για κάθε πρωτόνιο.
Ένα δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν η θερμοκρασία έπεσε στους 10 δισεκατομμύρια βαθμούς (1010), τα φωτόνια δεν είχαν πια την αναγκαία ενέργεια για την παραγωγή ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Τα νετρόνια όμως συνέχισαν να διασπώνται.
Η πυκνότητα του σύμπαντος την εποχή εκείνη μπορεί να υπολογιστεί σήμερα βάσει των διαφόρων διαδικασιών εξαΰλωσης που συνέβαιναν τότε από τις συγκρούσεις ύλης και αντιύλης.
Σύμφωνα με τους υπολογισμούς αυτούς, η πυκνότητα του σύμπαντος έφθανε τότε να είναι τέσσερα δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού, ενώ τα σωματίδια που επικρατούσαν ήταν τα λεπτόνια. Υπήρχαν όμως και αρκετά βαρέα σωματίδια σε μία αναλογία ενός βαρυονίου (πρωτόνια και νετρόνια) για κάθε ένα δισεκατομμύριο φωτόνια.
Η αναλογία αυτή είναι ένας σημαντικός αριθμός και προέρχεται από τις απευθείας παρατηρήσεις μας της ακτινοβολίας, που ακόμη και σήμερα μας βομβαρδίζει από όλα τα σημεία του σύμπαντος.
Διονύσης Σιμόπουλος, διευθυντής Ευγενιδείου Πλανηταρίου
Πηγή: pathfinder.gr
Στις πρώτες στιγμές της γέννησης του σύμπαντος δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες (σε αριθμό) νετρονίων και πρωτονίων, που όμως με την πάροδο του χρόνου σιγά σιγά άλλαξαν.
Ωστόσο, σε κάθε πρωτόνιο που υπήρχε τότε αντιστοιχούσε ένα δισεκατομμύριο φωτόνια, τα οποία συγκρουόμενα μεταξύ τους παρήγαγαν ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων που, με τη σειρά τους, μετατρέπονταν πάλι σε φωτόνια.
Η δημιουργία ύλης από τα φωτόνια γίνεται με μία ειδική διαδικασία που δημιουργεί ζεύγη σωματιδίων. Η διαδικασία αυτή συμβαίνει όταν η ενέργεια των συγκρουόμενων φωτονίων είναι ίση ή μεγαλύτερη από τη μάζα των δημιουργούμενων σωματιδίων της ύλης.
Η διαδικασία αυτή βασίζεται στην περίφημη πια εξίσωση του Αϊνστάιν για την ισοδυναμία ύλης-ενέργειας (Ε=mc2), η οποία δεν περιορίζει την κατεύθυνση της μετάλλαξης. Έτσι, η ύλη μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια και η ενέργεια σε ύλη.
Όταν, λοιπόν, το σύμπαν είχε ηλικία ενός δεκάκις χιλιοστού του δευτερολέπτου (10-4) και η θερμοκρασία του είχε πέσει στο ένα τρισεκατομμύριο βαθμούς Κελσίου (1012), άρχισε η Εποχή των Λεπτονίων. Το μέγεθος του ορατού σύμπαντος είχε ήδη φθάσει τα έξι έτη φωτός, δηλαδή όσο απέχει από τη Γη το Άστρο του Μπάρναρντ, που είναι το δεύτερο πλησιέστερο στον Ήλιο μας άστρο.
Τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια όμως δεν μπορούσαν να συνδεθούν ακόμη με τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια παρά την ύπαρξη των ελκτικών δυνάμεων που δημιουργούνταν από τα αντίθετα ηλεκτρικά φορτία τους, διότι τα σταματούσε η ύπαρξη του μεγάλου αριθμού των φωτονίων.
Στις αρχές της εποχής αυτής τα μυόνια και τα νετρίνα τους ήταν κυρίαρχα. Όταν όμως εξαφανίστηκαν τα μυόνια, τα νετρίνα τους αποδεσμεύτηκαν και άρχισαν έτσι την ελεύθερη διαστολή τους.
Μετά την απελευθέρωση των νετρίνων μυονίου τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια άρχισαν να εξαϋλώνονται παράγοντας συγχρόνως φωτόνια. Έτσι, στο τέλος της περιόδου αυτής απέμεινε ένα μόνο ηλεκτρόνιο για κάθε εκατό εκατομμύρια φωτόνια.
Με την εξαΰλωση των ηλεκτρονίων αποδεσμεύτηκαν και τα νετρίνα ηλεκτρονίου, τα οποία μαζί με τα άλλα είδη νετρίνων αποτελούν έναν ωκεανό κοσμικών νετρίνων που πλημμυρίζουν ολόκληρο το σύμπαν.
Στο ένα εκατοστό του δευτερολέπτου (10-2) μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, και σε θερμοκρασία που έφθανε τους 100 δισεκατομμύρια βαθμούς (1011), η πυκνότητα είχε πέσει περίπου στα τέσσερα δισεκατομμύρια φορές την πυκνότητα του νερού. Σε αυτό το σημείο όμως άρχισε και η διαφοροποίηση του αριθμού των πρωτονίων και των νετρονίων.
Αυτό συνέβη διότι, ενώ τα πρωτόνια είναι ιδιαίτερα σταθερά, τα νετρόνια στα καλά καθούμενα μπορεί να διασπαστούν μέσα σε λίγα λεπτά και να μας δώσουν ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο.
Για τη δημιουργία όμως νετρονίων από τα πρωτόνια χρειάζεται η σύγκρουση ενός πρωτονίου με ένα αντινετρίνο (για την παραγωγή ενός νετρονίου και ενός ποζιτρονίου) ή η σύγκρουση ενός πρωτονίου και ενός ηλεκτρονίου (για την παραγωγή ενός νετρονίου και ενός νετρίνου).
Όταν οι θερμοκρασίες ήταν υψηλές, δεν υπήρχε κανένα πρόβλημα και έτσι είχαμε τις ίδιες ποσότητες πρωτονίων και νετρονίων. Σύντομα όμως, και καθώς οι θερμοκρασίες μειώνονταν, τα πράγματα άλλαξαν και μαζί τους άρχισε να αλλάζει και η αναλογία νετρονίων και πρωτονίων.
Έτσι στο ένα δέκατο του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη η θερμοκρασία είχε πέσει στους 31,5 δισεκατομμύρια βαθμούς, η πυκνότητα ήταν 30 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού και η αναλογία νετρονίων-πρωτονίων ήταν 38% νετρόνια και 62% πρωτόνια.
Η κοσμική εκείνη "σούπα" πλάσματος περιλάμβανε και άλλα συστατικά: για κάθε 8 φωτόνια είχαμε 9 νετρίνα, 9 αντινετρίνα, 6 ποζιτρόνια και 6 ηλεκτρόνια με ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο για κάθε πρωτόνιο.
Ένα δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν η θερμοκρασία έπεσε στους 10 δισεκατομμύρια βαθμούς (1010), τα φωτόνια δεν είχαν πια την αναγκαία ενέργεια για την παραγωγή ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Τα νετρόνια όμως συνέχισαν να διασπώνται.
Η πυκνότητα του σύμπαντος την εποχή εκείνη μπορεί να υπολογιστεί σήμερα βάσει των διαφόρων διαδικασιών εξαΰλωσης που συνέβαιναν τότε από τις συγκρούσεις ύλης και αντιύλης.
Σύμφωνα με τους υπολογισμούς αυτούς, η πυκνότητα του σύμπαντος έφθανε τότε να είναι τέσσερα δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού, ενώ τα σωματίδια που επικρατούσαν ήταν τα λεπτόνια. Υπήρχαν όμως και αρκετά βαρέα σωματίδια σε μία αναλογία ενός βαρυονίου (πρωτόνια και νετρόνια) για κάθε ένα δισεκατομμύριο φωτόνια.
Η αναλογία αυτή είναι ένας σημαντικός αριθμός και προέρχεται από τις απευθείας παρατηρήσεις μας της ακτινοβολίας, που ακόμη και σήμερα μας βομβαρδίζει από όλα τα σημεία του σύμπαντος.
Διονύσης Σιμόπουλος, διευθυντής Ευγενιδείου Πλανηταρίου
Πηγή: pathfinder.gr