Δευτέρα, 12 Ιουνίου 2017

Η Ασημαντότητα της κοσμικής μας πολιτείας…



Αν δει κάποιος τα πράγματα σε πολύ μεγαλύτερες κλίμακες, ο Γαλαξίας μας βρίσκεται στη μέση του …πουθενά   


Από τότε που ο Γαλιλαίος Γαλιλέι  έστρεψε το τηλεσκόπιο του στον πλανήτη Δία και είδε φεγγάρια σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη, αρχίσαμε να συνειδητοποιούμε ότι δεν βρισκόμαστε σε μια κεντρική και ίσως σημαντική θέση στο Σύμπαν. Το 2013, μια μελέτη έδειξε ότι μπορούμε να βρισκόμαστε πολύ πιο έξω από τις… συνοικίες στις οποίες θεωρούσαμε ή φανταζόμαστε ότι ανήκουμε. Τώρα, μια νέα μελέτη το επιβεβαιώνει: ζούμε σε ένα κενό της νηματοειδούς δομής του Σύμπαντος, ένα κενό που είναι μεγαλύτερο από όσο νομίζαμε.

Το 2013, μια μελέτη του αστρονόμου Amy Barger του Πανεπιστημίου Wisconsin-Madison, και της φοιτήτριας Ryan Keenan έδειξε ότι ο Γαλαξίας μας βρίσκεται σε ένα μεγάλο κενό στην κοσμική δομή. Το κενό αυτό περιέχει πολύ λιγότερους γαλαξίες, αστέρια, και πλανήτες από όσο νομίζαμε. Πρόσφατα, μια νέα μελέτη από τον σπουδαστή του Πανεπιστημίου του Wisconsin,  Ben Hoscheit το επιβεβαιώνει, και ταυτόχρονα ¨χαλαρώνει¨ κάποια ένταση που υπάρχει μεταξύ των διαφόρων μετρήσεων που αφορούν την σταθερά του Χάμπλ (Hubble Constant).



Η ¨Προσομοίωση της Χιλιετίας¨ δημιούργησε αυτή την εικόνα της μεγάλης κλίμακας δομής του Σύμπαντος, εμφανίζοντας νημάτια και κενά μέσα στην κοσμική δομή. Σύμφωνα με μια νέα μελέτη του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν, ο Γαλαξίας μας βρίσκεται σε ένα τεράστιο κενό στην κοσμική δομή. Η Προσομοίωση της Χιλιετίας είναι ένα έργο του Κέντρου Υπερυπολογιστών Μάξ Πλάνκ στην Γερμανία  (Max Planck Supercomputing Center) στη Γερμανία. Εικόνα: Από το πρόγραμμα ¨Προσομοίωση της Χιλιετίας» 


Το κενό αυτό έχει ένα όνομα. Ονομάζεται κενό ¨KBC¨ από τα αρχικά των ονομάτων των Keenan, Barger και τον Lennox Cowie του Πανεπιστημίου της Χαβάης. Με ακτίνα περίπου 1 δισεκατομμύριο έτη φωτός, το κενό KBC είναι επτά φορές μεγαλύτερο από το μέσο κενό και είναι το μεγαλύτερο κενό που γνωρίζουμε.

Η μεγάλης κλίμακας δομή του Σύμπαντος αποτελείται από νήματα και συστάδες φυσιολογικής ύλης που χωρίζονται από κενά, όπου υπάρχει πολύ μικρή ύλη. Έχει περιγραφεί ως "ελβετικό τυρί". Τα ίδια τα νημάτια αποτελούνται από σμήνη γαλαξιών και σούπερ-σμήνη γαλαξιών, τα οποία αποτελούνται από αστέρια, αέριο, σκόνη και πλανήτες. Η διαπίστωση ότι ζούμε σε κενό είναι ενδιαφέρουσα από μόνη της, αλλά οι συνέπειές της για το σταθερά του Χάμπλ είναι ακόμη πιο ενδιαφέρουσες.

Η σταθερά του Χάμπλ είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα κοσμικά αντικείμενα απομακρύνονται το ένα από το άλλο λόγω της διαστολής του Σύμπαντος. Ο Δρ. Brian Cox το εξηγεί σε αυτό το σύντομο βίντεο.





Το πρόβλημα με τη σταθερά του Χάμπλ είναι ότι παίρνετε ένα διαφορετικό αποτέλεσμα ανάλογα με το πώς τη μετράτε. 
Προφανώς, και αυτό είναι ένα πρόβλημα. «Ανεξάρτητα από την τεχνική που χρησιμοποιείτε, θα πρέπει να έχετε την ίδια τιμή για το ρυθμό τωρινής διαστολήςτης  Σύμπαντος », εξηγεί ο Ben Hoscheit, φοιτητής του Πανεπιστημίου του Wisconsin που παρουσίασε την ανάλυσή του για το Κενό της KBC στις 6 Ιουνίου σε συνεδρίαση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας . "Ευτυχώς, η ζωή σε ένα κενό βοηθά στην επίλυση αυτής της έντασης."

Υπάρχουν δύο τρόποι μέτρησης του ρυθμού διαστολής του Σύμπαντος, γνωστού ως σταθερά του Χάμπλ. Ένας τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε τα γνωστά ως "πρότυπα κηρία" .

Καλιτεχνική αναπαράσταση των πρότυπων κηρίων οπως οι εκρήξεις Υπερκαινοφανών τύπου Ια.
Εικόνα: NASA/JPL-Calteh
Οι εκρήξεις Υπερκαινοφανών (Σούπερνοβα) χρησιμοποιούνται ως πρότυπα κηρία επειδή η φωτεινότητα τους είναι πολύ εύκολα κατανοητή. Μέσω της μέτρησης της φωτεινότητας τους, μπορούμε να καθορίσουμε πόσο μακριά είναι ο Γαλαξίας στον οποίο λαμβάνει χώρα το κολοσσιαίο αυτό συμβάν του Σύμπαντος που ακούει στο όνομα: Έκρηξη Υπερκαινοφανούς.

Η Κοσμική ακτινοβολία Υποβάθρου σε διαφορετικές αναλύσεις από το 1992 εως το 2013.
Εικόνα: briankoberlein.com

Ένας άλλος τρόπος είναι η μέτρηση του της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου (Cosmic Microwave Background ή CMB). Η ΚΑΥ είναι ότι απέμεινε από την ενέργεια της Μεγάλης έκρηξης  (Big Bang),  και μελετώντας την μας  αποκαλύπτεται η κατάσταση της διαστολής  στο Σύμπαν.



Αυτός είναι ένας χάρτης του παρατηρήσιμου  Σύμπαντος από την Ψηφιακή Εποπτεία του Ουρανού Σλόαν (Sloan Digital Sky Survey). Οι περιοχές με πορτοκαλί εμφανίζουν μεγαλύτερη πυκνότητα από Γαλαξιακά σμήνη και νημάτια.
Εικόνα: Sloan Digital Sky Survey.



Οι δύο αυτές μέθοδοι μπορούν να συγκριθούν. Η τυπική προσέγγιση του πρότυπου κηρίου μετράει περισσότερο τοπικές, κοντινές αν θέλετε αποστάσεις, ενώ η προσέγγιση της ΚΑΥ  μετρά μεγάλες αποστάσεις. Πώς λοιπόν το να ζει κάποιος μέσα σε ένα κενό βοηθά στην επίλυση των δύο αυτών μεθόδων;

Οι μετρήσεις από το εσωτερικό ενός κενού θα επηρεαστούν από την πολύ μεγαλύτερη ποσότητα ύλης έξω από το κενό. Η βαρυτική έλξη όλης αυτής της ύλης θα επηρεάσει τις μετρήσεις που έγιναν με την τυπική μέθοδο του πρότυπου κηρίου. Αλλά αυτή η ιδια ύλη και η βαρυτική της έλξη δεν θα έχουν καμία επίδραση στη μέθοδο μέτρησης με την ΚΑΥ (CMB).


" Κάποιος θέλει πάντα να βρει συνεκτικότητα, αλλιώς υπάρχει κάποιο πρόβλημα κάπου που πρέπει να επιλυθεί " - Amy Barger, Πανεπιστήμιο της Χαβάης, Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας

 Η νέα ανάλυση του Hoscheit, σύμφωνα με τον Barger, του συντάκτη της μελέτης του 2013, δείχνει ότι οι πρώτες εκτιμήσεις του Keenan για το κενό KBC, που έχει σχήμα σφαίρας με ένα κέλυφος αυξανόμενου πάχους αποτελούμενου από γαλαξίες, αστέρια και άλλη ύλη, δεν διέπονται από άλλους παρατηρησιακούς  περιορισμούς.

"Είναι συχνά πολύ δύσκολο να βρεθούν συνεπείς λύσεις μεταξύ πολλών διαφορετικών παρατηρήσεων", λέει ο Barger, παρατηρησιακός  κοσμολόγος, ο οποίος επίσης  κατέχει  μια μεταπτυχιακής συνεργασίας  θέση στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Χαβάης. "Αυτό που έδειξε ο Ben είναι ότι το προφίλ πυκνότητας που μέτρησε η Keenan είναι σύμφωνα με τα κοσμολογικές παρατηρήσεις. Κάποιος θέλει πάντα να βρει συνεκτικότητα, αλλιώς υπάρχει κάποιο πρόβλημα κάπου που πρέπει να επιλυθεί. "



 Από τον : Evan Gough

Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)
         
Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com

Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.

Από την ομάδα : @Aratosastronomy