Μια προφανής απόκλιση που υπήρχε μέχρι τώρα στη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης για την εξέλιξη του σύμπαντος, φαίνεται να έχει να εναρμονιστεί από τους αστροφυσικούς που εξετάζουν την κίνηση των αερίων στα αστέρια. Συγκεκριμένα οι αστροφυσικοί αναζητούσαν την απάντηση γιατί να υπάρχει πολύ λιγότερο ήλιο-3 στο σύμπαν, κάπου το 1/10 από όσο προβλέπουν οι καθιερωμένες θεωρίες της κοσμολογίας και της αστρικής εξέλιξης.
Το ισότοπο ήλιο-3 -- μαζί με το υδρογόνο και το λίθιο -- είναι ένα από τα πολύ λίγα στοιχεία που συντέθηκε κατά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αλλά παράγονται κι άλλες ποσότητες ηλίου-3 στα αστέρια χαμηλής μάζας, όταν καίνε όλο το υδρογόνο στους πυρήνες τους.
Ο καθηγητής John Lattanzio από το Πανεπιστήμιο Monash της Αυστραλίας, διευθυντής του κέντρου για την αστρική και πλανητική αστροφυσική, ανακοίνωσε ότι η σύγχυση που περιβάλλει τη Μεγάλη Έκρηξη περιστρέφεται γύρω από την ποσότητα του αερίου ηλίου-3 στο σύμπαν.
"Η θεωρία του Big Bang προβλέπει μια ορισμένη ποσότητα του ηλίου-3 στον Κόσμο", λέει ο αθηγητής Lattanzio. "Το πρόβλημα είναι, ότι τα αστέρια χαμηλής μάζας (περίπου μία έως δύο φορές το μέγεθος του ήλιού μας) φτιάχνουν επίσης ήλιο-3 ως δευτερεύον προϊόν της σύντηξης του υδρογόνου στους αστρικούς πυρήνες τους.
"Πιστεύεται ότι όταν το αστέρι γίνει ένας γίγαντας αναμιγνύει το ήλιο-3 στην επιφάνειά του και, κοντά στο τέλος της ζωής του, αναβλύζει το ήλιο-3 στο διάστημα λίγο προτού γίνει ένα πλανητικό νεφέλωμα.
"Αλλά υπάρχουν ασυνέπειες με το ποσό του ηλίου-3 που προβλέπεται πως είναι στον Κόσμο και την ποσότητα που πραγματικά υπάρχει, φαίνεται δηλαδή να υπάρχει πολύ λιγότερο ποσό από αυτό που αναμένεται από τη θεωρία."
Μερικοί επιστήμονες θεωρούν ότι η γρήγορη περιστροφή των άστρων χαμηλής μάζας καταστρέφει το ήλιο-3 που αυτοί παράγουν. Αλλά τα μοντέλα των υπολογιστών που έχουν συμπεριλάβει αυτήν την περιστροφή στις υποθέσεις τους, ενώ παρουσιάζουν κάποια καταστροφή του ηλίου-3, δεν ήταν σε θέση να εναρμονιστούν με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης.
Ο καθηγητής Lattanzio, σε συνεργασία με τους Peter Eggleton και David Dearborn από τα Εθνικά Εργαστήρια Lawrence Livermore, έτρεξε τρισδιάστατα μοντέλα υπολογιστών της ζωής ενός ερυθρού γίγαντα σε μερικούς από τους γρηγορότερους υπολογιστές σε παγκόσμιο επίπεδο, για να ερευνήσουν εάν υπήρξε κάποιο είδος μίξης αερίων, που να έγινε στα αστέρια και να κατέστρεψε το ήλιο 3.
Οι αστροφυσικοί αυτοί έχουν υπολογίσει ότι όταν γερνά ένα αστέρι χαμηλής μάζας 'πρήζεται' και γίνεται ένα ερυθρός γίγαντας. Κατά τη διάρκεια της φάσης αυτής τα εξωτερικά στρώματα του άστρου γίνονται ταραχώδη. Τότε δε η μεγάλη ποσότητα του ηλίου-3 που έχουν παράγει τα άστρα αυτά ωθείται προς το καυτό εσωτερικό του άστρου, όπου αυτό τότε καίγεται.
Οι επιστήμονες θεωρούν ότι οποιαδήποτε ποσότητα ηλίου-3 στο εσωτερικό του άστρου αναμιγνύεται σε αυτά τα στρώματα μεταφοράς. Οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι η αναταραχή στη βάση του στρώματος μεταφοράς του άστρου προκαλεί βαθιά "υδροδυναμική" μίξη, που καταστρέφει τα ήλιο-3. Έτσι καμία ποσότητα από αυτό δεν μπορεί να απελευθερωθεί στο διάστημα. Οι πυρήνες ηλίου-3 μετατρέπονται σε ένα άλλο ισότοπο του ηλίου, το ήλιο-4, και υδρογόνο.
Δηλαδή, κοντά στο τέλος της ζωής ενός άστρου υπάρχει μια "πυρηνική έκλαμψη" και σε αυτή την περίοδο, περίπου, τα μοντέλα των υπολογιστών αποκάλυψαν μια μικρή αστάθεια στη μετακίνηση των αερίων στο αστέρι.
"Όταν εξετάσαμε το μοντέλο αυτό σε τρισδιάστατη εικόνα βρήκαμε μια υδροδυναμική αστάθεια, η οποία προκαλείται από τη μίξη και καταστρέφει το ήλιο 3, έτσι ώστε να μην απελευθερωθεί καμιά ποσότητα στο διάστημα", εξηγεί ο καθηγητής Lattanzio.
"Έτσι λύθηκε αυτό το πρόβλημα με τη Μεγάλη Έκρηξη - το ήλιο 3 στον Κόσμο προέρχεται από τη Μεγάλη Έκρηξη και τα αστέρια χαμηλής μάζας, αν και παράγουν το ήλιο 3, δεν το απελευθερώνουν στον Κόσμο επειδή το καταστρέφουν."
Τα συμπεράσματά τους έχουν δημοσιευθεί στο περιοδικό Science.

Πηγή: Πανεπιστήμιο Monash , physics4u.gr

Οι φυσικοί αγαπούν να είναι όλα τακτοποιημένα και καθαρά. Υποθέτουν ότι το σύμπαν πρέπει να εξουσιάζεται από ένα ενιαίο σύνολο κανόνων και μπερδεύονται, που προς το παρόν, πρέπει να στηριχθούν σε δύο σύνολα νόμων. Το ένα, η κβαντική μηχανική, περιγράφει το μικρό, τα θεμελιώδη σωματίδια που αποτελούν την ύλη και τις δυνάμεις από τις οποίες τα σωματίδια αλληλεπιδρούν. Το άλλο σύνολο, η γενική σχετικότητα, περιγράφει τη δύναμη της βαρύτητας, η οποία συγκρατεί τα μεγάλα αντικείμενα μαζί.
Η συμφιλίωση αυτών των δύο καθολικών περιγραφών έχει δοκιμάσει μερικά από τα λαμπρότερα μυαλά των φυσικών, αλλά ακόμα δεν έχει δώσει ακόμα ένα ανταγωνιστικό αποτέλεσμα. Μέχρι σήμερα, η μεγάλη προσδοκία ήταν ότι κάποια έκδοση της θεωρίας χορδών θα επικρατούσε. Αλλά η θεωρία χορδών περιφέρεται για δεκαετίες χωρίς κανένα αποτέλεσμα, και αυτή η αποτυχία έχει ενθαρρύνει τους πρωταγωνιστές μιας εναλλακτικής εξήγησης για να πάρει τα ηνία της ενοποίησης των νόμων της φυσικής.
Η κβαντική βαρύτητα βρόχων, όπως είναι γνωστή η νέα θεωρία - ανταγωνιστής της θεωρίας χορδών - ξεκίνησε σαν ιδέα το 1986 από τον Abhay Ashtekar, του πολιτειακού πανεπιστημίου της Πενσυλβανίας. Ξαναέγραψε τις εξισώσεις της γενικής σχετικότητας για να τις καταστήσει συμβατές με την κβαντομηχανική.
Όμως, αυτή πραγματικά απογειώθηκε ως την εναλλακτική λύση της θεωρίας χορδών όταν βελτιώθηκε από τους Lee Smolin, του Ινστιτούτου Perimeter στο Οντάριο και Carlo Rovelli, του πανεπιστημίου της Μεσογείου στη Γαλλία. Μαζί, ανέπτυξαν την ιδέα του Δρ Ashtekar για να δείξουν, όπως αυτή θεωρεί, ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι ομαλός και συνεχής, όπως απαιτεί η γενική σχετικότητα, αλλά αποτελούνται από μικροσκοπικούς, ευδιάκριτους μικρούς κόκκους, κάτι σαν 'άτομα'.

Θεωρία χορδών: όλα τα στοιχειώδη σωματίδια (ηλεκτρόνια και κουάρκ) διαμορφώνονται από διαφορετικές δονήσεις χορδών. Αυτή η κοκκοποίηση προκύπτει από αυτό που είναι η σημαντικότερη διαφορά μεταξύ των δύο θεωριών. Οι θεωρητικοί χορδών θεωρούν ότι το σύμπαν αποτελείται από ύλη που υπάρχει ανεξάρτητα από τον χώρο και τον χρόνο. Η ύλη - δέχεται η εν λόγω θεωρία χορδών - αποτελείται από σωματίδια που διαμορφώνονται από διαφορετικές δονήσεις "χορδών". (Χορδές αποκαλούνται επειδή δονούνται με έναν τρόπο που είναι παρόμοιος, από μαθηματική άποψη τουλάχιστον, με τις δονήσεις των χορδών ενός μουσικού οργάνου.) Σύμφωνα με τη θεωρία χορδών, ο χώρος και ο χρόνος είναι ένα σταθερό υπόβαθρο που έχει μια γεωμετρική δομή - ένα αμετάβλητο στάδιο στο οποίο πραγματοποιείται το παιχνίδι της φύσης. Η κβαντική βαρύτητα βρόχων είναι, στη γλώσσα των φυσικών, ανεξάρτητη υποβάθρου. Αυτό σημαίνει ότι οι θεωρητικοί που εργάζονται πάνω σε αυτήν θεωρούν ότι οι νόμοι της φύσης μπορούν να δηλωθούν χωρίς την παραγωγή οποιωνδήποτε προγενέστερων υποθέσεων για τη γεωμετρία του χώρου και του χρόνου. Ο χώρος και ο χρόνος είναι οι ίδιες οι συνέπειες αυτών των νόμων. Η κβαντική βαρύτητα βρόχων μπορεί να απεικονιστεί, όπως λέει και το όνομά της, ως ένα πλέγμα βρόχων. Σύμφωνα με τους κανόνες της, δεν έχει νόημα να ζητηθεί που υπάρχει στο χώρο και το χρόνο αυτό το πλέγμα, επειδή το πλέγμα είναι η ουσία που συνθέτει τον χώρο και τον χρόνο.
Αυτό είναι σημαντικό επειδή αλλάζει ριζικά την παλιά κατανόηση της πραγματικότητας των φυσικών. Ο χώρος δεν είναι πλέον το στάδιο μέσα στο οποίο παίζεται το θέαμα της ύπαρξης, γίνεται μέρος του δράματος. Πράγματι, οι θεωρητικοί που εργάζονται στην κβαντική βαρύτητα βρόχων σκέφτονται ότι η ίδια η ύλη είναι μόνο το αποτέλεσμα της συστροφής και της πλέξης των ταινιών του χωροχρόνου. Ένα θεμελιώδες σωματίδιο δημιουργείται όταν ενώνονται τρεις ταινίες σε μια κοτσίδα. Εάν μία από τις ταινίες στην κοτσίδα είναι στριμμένη, τότε δίνει στο προκύπτον σωματίδιο ένα ηλεκτρικό φορτίο. Εάν είναι στριμμένη προς την αντίθετη κατεύθυνση, το σωματίδιο έχει το αντίθετο φορτίο. Και εάν είναι στριμμένη δύο φορές, τότε το σωματίδιο έχει διπλάσιο φορτίο. Μέχρι τώρα, οι θεωρητικοί έχουν περιγράψει με ποιό τρόπο τα 3 από τα 16 σωματίδια στο Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής σωματιδίων, μπορούν να δημιουργηθούν κατ' αυτό τον τρόπο.
Η θεωρία χορδών είναι η πιο καθιερωμένη μεταξύ των δύο. Περίπου το 90% των θεωρητικών φυσικών συμμετέχουν στην ανάπτυξη της. Αλλά και αυτή και η κβαντική βαρύτητα βρόχων έχουν εκκρεμή προβλήματα. Το πιο σημαντικό είναι, ότι καμιά δεν έχει δοκιμαστεί πειραματικά. Ούτε, παρά την αισιόδοξη συζήτηση για το αντίθετο, υπάρχει πολλή προοπτική για επινόησης κάποιου πειράματος. Ενώ οι επιταχυντές όπου συγκρούονται σωματίδια και τα διαστημικά παρατηρητήρια μπόρεσαν να αποκλείσουν μερικές από τις πιο εξωτικές εκδόσεις της κάθε μίας, κανένας δεν ήταν σε θέση να προτείνει έναν τρόπο να αποφασίσει μεταξύ τους γενικά.
Η ύπαρξη δύο υποψηφίων για μια θεωρία του παντός είναι σχεδόν σαν να ανατρέπει την ικανότητα των φυσικών να συμφιλιώσουν την κβαντομηχανική και τη γενική σχετικότητα σε πρώτο στάδιο. Αυτοί μάλλον θα πάνε μακριά για να αποκτήσουν μόνο μία. Κι αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί αν βρεθεί ποια είναι σωστή και ποια κάνει λάθος, κι αν διαπιστωθεί ότι και η θεωρία χορδών και η κβαντική βαρύτητα βρόχων κάνουν λάθος, και μια τρίτη θεωρία είναι σωστή, ή με τη διαπίστωση ότι οι δύο θεωρίες μπορούν να ενοποιηθούν σε μία. Δυστυχώς, μετά από 20 χρόνια τι μπορεί ακριβώς να συμβεί, παραμένει άγνωστο.

Πηγή:Economist

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

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

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