Πόσοι γαλαξίες περιέχονται στο σύμπαν;

… πάνω από 2 τρισ. γαλαξίες

Οι αστρονόμοι κατέληξαν στο εκπληκτικό συμπέρασμα ότι υπάρχουν τουλάχιστον 10 φορές περισσότεροι γαλαξίες στο παρατηρήσιμο σύμπαν από ότι θεωρείτο μέχρι σήμερα.

«My God, it’s full of stars!»

Ξαφνικά το σύμπαν έγινε πολύ πιο πυκνοκατοικημένο! Οι αστρονόμοι έκαναν τον αναπάντεχο υπολογισμό ότι στο ορατό σύμπαν υπάρχουν τουλάχιστον δέκα φορές περισσότεροι γαλαξίες από ό,τι πίστευαν έως τώρα.


Ο συνολικός αριθμός τους στο σύμπαν (στο ορατό και μη ορατό από τη Γη) μπορεί να φθάνει τα δύο τρισεκατομμύρια, δηλαδή είναι 20πλάσιος έναντι της προηγούμενης εκτίμησης, που ήταν περίπου 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες.

Οι «φουσκωμένες» εκτιμήσεις βασίζονται σε μια νέα ανάλυση των δεδομένων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και άλλα τηλεσκόπια. Η σχετική διεθνής δημοσίευση, με επικεφαλής τον καθηγητή Κρίστοφερ Κονσελάις, του βρετανικού πανεπιστημίου του Νότιγχαμ, έγινε στο περιοδικό αστροφυσικής «Astrophysical Journal».

Η νέα μελέτη δείχνει ότι όσο το σύμπαν εξελισσόταν στην πορεία των 13,7 δισεκατομμυρίων ετών που υπάρχει, τόσο μειωνόταν ο αριθμός των γαλαξιών μέσω συγχωνεύσεων.

Όμως οι αστρονόμοι συνειδητοποιούν πλέον, ότι μόνο στο ορατό σύμπαν -δηλαδή στο τμήμα εκείνο που είναι παρατηρήσιμο από τη Γη- ένα 90% των γαλαξιών είναι υπερβολικά αχνοί και πολύ μακρινοί για να γίνουν αντιληπτοί από τα υπάρχοντα τηλεσκόπια. Το υπό κατασκευή ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, ο διάδοχος του Hubble, θα μπορεί να δει περισσότερους γαλαξίες από ό,τι τώρα βλέπει το Hubble.


πηγές: imerisia.gr – hubblesite.org

physicsgg.me 

Εθελοντές «κυνηγούν» νέα ίχνη βαρυτικών κυμάτων

Του Κώστα Δεληγιάννη

Παραμορφώσεις 10.000 μικρότερες από τη διάμετρο ενός πρωτονίου έπρεπε να ανιχνεύσει το πείραμα LIGO για να εντοπίσει για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα, αποδεικνύοντας έτσι την τελευταία πρόβλεψη της Γενικής Σχετικότητας που δεν είχε επιβεβαιωθεί μέχρι σήμερα, έναν αιώνα μετά τη διατύπωση της θεωρίας από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν.

Για να γίνει αυτό πραγματικότητα, θα έπρεπε το πείραμα να έχει ασύλληπτη ευαισθησία. Θα έπρεπε επίσης να μπορεί να αποκλεισθεί το ενδεχόμενο τα σήματα που καταγράφονται να είναι απλώς δονήσεις από διερχόμενα οχήματα, ασθενείς σεισμοί ή «λάθη» από τα ηλεκτρονικά κυκλώματα – ώστε να είναι όντως σίγουρο πως πρόκειται για «ίχνη» βαρυτικών κυμάτων.

Γι΄ αυτό τον σκοπό, το LIGO περιλαμβάνει δύο πανομοιότυπες ανιχνευτικές διατάξεις, μία στη Λουιζιάνα και μία στην Ουάσιγκτον, μία λύση που θα λειτουργούσε ως «αντίδοτο» ως τέτοιες περιπτώσεις. Κάτι που φάνηκε να λειτουργεί, όπως αποδεικνύει ο εντοπισμός βαρυτικών κυμάτων τον περασμένο Φεβρουάριο, ο οποίος επαναλήφθηκε λίγο καιρό αργότερα.

Ακόμη κι έτσι όμως, δεν αποκλείονται τα πειραματικά σφάλματα, αφού δεν λείπουν οι περιπτώσεις που σήματα... γήινης προέλευσης εμφανίζονται σχεδόν ταυτόχρονα στους δύο ανιχνευτές, δίνοντας επομένως την εντύπωση πως πρόκειται για πιθανά «αποτύπωματα» βαρυτικών κυμάτων.

Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory

Ακόμη κι έτσι όμως, δεν αποκλείονται τα πειραματικά σφάλματα, αφού δεν λείπουν οι περιπτώσεις που σήματα... γήινης προέλευσης εμφανίζονται σχεδόν ταυτόχρονα στους δύο ανιχνευτές, δίνοντας επομένως την εντύπωση πως πρόκειται για πιθανά “αποτύπωματα” βαρυτικών κυμάτων.

Έτσι, για τον έλεγχό τους, μία ομάδα από τους επιστήμονες του πειράματος έχει ζητήσει τη βοήθεια εθελοντών, δηλαδή απλών πολιτών οι οποίοι αναλαμβάνουν να ελέγχουν αυτό τον «θόρυβο». Το πρότζεκτ έχει ονομασθεί Gravity Spy και «τρέχει» μέσα από την πλατφόρμα Zooniverse, ενώ σε αυτό συμμετέχουν 1.400 εθελοντές.

Για την ανάλυση, οι πληροφορίες μετατρέπονται σε ένα είδος εικόνας που ονομάζεται φασματογράφημα, με κατάλληλα σχήματα τα οποία υποδεικνύουν τον χρόνο και τη συχνότητα του «θορύβου». Έτσι, αποχρώσεις του γαλάζιου, του κίτρινου και του πράσινου αναπαριστούν την ένταση του σήματος, δηλαδή τον βαθμό στον οποίο παραμορφώθηκε ο ανιχνευτής, παράγοντας το συγκεκριμένο σήμα.

Με δεδομένο τον πολύ μεγάλο όγκο των μετρήσεων που παράγουν οι ανιχνευτές, τα σήματα που αντιστοιχούν σε «θόρυβο» δεν είναι λίγα. Αν και ορισμένα από αυτά εντοπίζονται από τους υπολογιστές, κάποια δεν αναγνωρίζονται από το λογισμικό.

Αντίθετα, ο άνθρωπος είναι πολύ καλύτερος στο να εντοπίζει νέα μοτίβα στις εικόνες. Επομένως, στους εθελοντές προωθούνται τα πιο δύσκολα αναγνωρίσιμα σήματα. Στη συνέχεια, οι αναλύσεις τους διαβιβάζονται στο λογισμικό, ώστε να «εκπαιδεύεται» και να βελτιώνεται η ικανότητά του στον εντοπισμό του «θορύβου».

Το Gravity Spy βρίσκεται αυτή τη στιγμή σε πιλοτικό στάδιο. Όταν αυτό ολοκληρωθεί, τότε οι εθελοντές θα κληθούν να αναλύσουν νέες εικόνες, οι οποίες θα προκύψουν από τη δεύτερη φάση λειτουργίας του πειράματος.


Το πρότζεκτ χρηματοδοτείται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, ενώ οργανώθηκε από το Νοτιοδυτικό πανεπιστήμιο, το πανεπιστήμιο Σίρακιουζ και το πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα.

 naftemporiki.gr 

Γαλαξίας: Ογκώδες νέφος σε τροχιά σύγκρουσης με τον Γαλαξία μας (video)

Gail Smith: Το 1963 σπούδαζε αστρονομία όταν σε εργασία σε παρατηρητήριο στην Ολλανδία ανακάλυψε κάτι παράξενο – ένα ογκώδες νέφος αερίου σε τροχιά γύρω από τον Γαλαξία μας. Το Νέφος Smith περιέχει αρκετό αέριο για να διαμορφωθούν 2 εκατομμύρια άστρα στο μέγεθος του δικού μας Ήλιου και κινείται με 1,13 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα. Για τα επόμενα 40 και πλέον χρόνια το νέφος παρέμενε ένα παράξενο αντικείμενο, ένα από έναν αυξανόμενο αριθμό των αποκαλούμενων νεφών υψηλής ταχύτητας που περικυκλώνουν τον Γαλαξία μας. Ενδιαφέρον αλλά όχι κάτι το εντυπωσιακό.

Τότε, κάτι άλλαξε. Στα μέσα της δεκαετίας του 2000, ο ραδιοαστρονόμος Jay Lockman και οι συνεργάτες του έριξαν μια πιο κοντινή ματιά στο Νέφος Smith χρησιμοποιώντας το ραδιοτηλεσκόπιο Green Bank στην Δυτική Βιρτζίνια και μπόρεσαν να υπολογίσουν την τροχιά του νέφους. Προκύπτει ότι το Νέφος Smith είναι σε τροχιά σύγκρουσης με τον Γαλαξία μας. Σε 30 εκατομμύρια χρόνια από τώρα, με ένα σφάλμα μερικά εκατομμύρια χρόνια, θα συγκρουστεί με τον βραχίονα του Περσέα, ενός από τους δυο κύριους σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία μας. Η πρόσκρουση θα συμπιέσει τα νέφη του αερίου σε αυτό τον σπειροειδή βραχίονα, προκαλώντας μια λαμπρή έκρηξη σχηματισμού άστρων.
Φυσικά δεν υπάρχει πραγματικός κίνδυνος για τον Γαλαξία μας, επειδή το Νέφος Smith είναι μικροσκοπικό συγκρινόμενο με το γιγάντιο σπιράλ των άστρων που αποτελεί την σπονδυλική στήλη του Γαλαξία. Όμως η επερχόμενη σύγκρουση έχει αυξήσει απότομα το ενδιαφέρον για το Νέφος Smith. «Δεν έχουμε πλήρως κατανοήσει την προέλευση του νέφους Smith», λέει ο Andrew Fox του Ινστιτούτου Επιστήμης του Διαστημικού Τηλεσκοπίου. «Υπάρχουν δυο κυρίαρχες θεωρίες. Η μία είναι ότι έχει εκτιναχθεί από τον Γαλαξία μας, ίσως από ένα άθροισμα εκρήξεων υπερκαινοφανών. Η άλλη είναι ότι το Νέφος Smith είναι ένα εξωγαλαξιακό αντικείμενο που συνελήφθηκε από τον Γαλαξία μας».

Για να ερευνήσουν αυτές τις θεωρίες, ο Fox και οι συνεργάτες του, πρόσφατα, παρατήρησαν προσεκτικά το νέφος χρησιμοποιώντας τον Φασματογράφο Κοσμικών Προελεύσεων (Cosmic Origins Spectrograph) του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble. Το θείο ήταν ένα από τα στοιχεία που βρήκαν, με την απορρόφηση υπεριώδους φωτός από τους φωτεινούς πυρήνες τριών γαλαξιών πολύ μακριά από το Νέφος. Αναλύοντας το ποσό του φωτός που απορροφά το Νέφος Smith, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να μετρήσουν την ποσότητα του θείου στο νέφος. «Η ποσότητα του θείου στο Νέφος Smith είναι παρόμοια με την ποσότητα του θείου στον εξωτερικό δίσκο του Γαλαξία μας», είπε ο Fox. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε μια οικογενειακή σχέση.

«Το Νέφος εμφανίζεται να έχει εκτοξευθεί από το εσωτερικό του Γαλαξία μας και τώρα πέφτει πίσω», δήλωσε ο Fox. «Το Νέφος διασπάται και εξατμίζεται καθώς περνά μέσα στην άλω του διάχυτου αερίου που περιβάλλει τον Γαλαξία μας. Είναι βασικά μια κατάρρευση. Αυτό σημαίνει ότι δεν θα επιζήσει όλο το υλικό του Νέφους Smith για να διαμορφώσει νέα άστρα. Αλλά εάν επιβιώσει κάποιο μέρος του, θα πρέπει να παραγάγει μια εντυπωσιακή έκρηξη σχηματισμού άστρων».
Ενώ η εργασία του Fox έχει ξεκαθαρίσει ορισμένα από τα μυστήρια του Νέφους Smith, πολλά ερωτήματα παραμένουν: Ποιο καταστροφικό γεγονός θα μπορούσε να πετάξει το Νέφος από τον δίσκο του Γαλαξία μας και πώς παραμένει ακέραιο; Είναι ερωτήματα για μελλοντική έρευνα.

Τριάντα εκατομμύρια χρόνια για την πρόσκρουση: τα δευτερόλεπτα τρέχουν!

Πηγή: NASA
          egno.gr 

Proba-3: Θέτοντας τον έλεγχο για το κέντρο του Ήλιου.

Οι δορυφόροι Proba-3 σχηματίζουν τεχνητή έκλειψη

Συγκλίνοντας στην τροχιά, ένα ζευγάρι μικρών δορυφόρων θα ανοίξουν μία νέα θέα στην πηγή του μεγαλύτερου σώματος στο Ηλιακό Σύστημα: την ωχρή ατμόσφαιρα του Ήλιου, εκτεινόμενη εκατομμύρια χιλιόμετρα στο διάστημα.
Οι δύο δορυφόροι μαζί ονομάζονται Proba-3 και θα εκτοξευθούν στα τέλη του 2019. Μέσω ενός ακριβή σχηματισμού πτήσης, ο ένας θα κάνει σκιά στον δεύτερο ώστε να ανοίξει μια ανεμπόδιστη θέα στην εσωτερική επιφάνεια της «κορώνας», η οποία είναι ένα εκατομμύριο φορές πιο αχνή από τον εκτυφλωτικά λαμπερό ηλιακό δίσκο.
"Όταν άκουσα πρώτη φορά την ιδέα είπα ‘Πω! Είναι ακριβώς αυτό που θέλουμε’», είπε ο Αντρέι Ζούκοφ, από το Βασιλικό Παρατηρητήριο του Βελγίου, Βασικός Ερευνητής για το ηλιακό όργανο του Proba-3.
"Ο καλύτερος τρόπος για να παρατηρήσεις την κορώνα από το έδαφος είναι κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης, παρόλο που ακόμα έχουμε να αντιμετωπίσουμε το εκπεμπόμενο φως – δεν μπορούμε να διορθώσουμε την επιρροή της ατμόσφαιρας της Γης."

Η ηλιακή κορώνα όπως παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια επίγειων εκλείψεων

"Η επόμενη καλύτερη μέθοδος είναι να δημιουργήσουμε μια τεχνητή έκλειψη χρησιμοποιώντας «κορωνογράφους», είτε σε τηλεσκόπια του εδάφους είτε σε δορυφόρους που παρακολουθούν το εσωτερικό του Ήλιου, όπως οι SOHO και Stereo.
"Το πρόβλημα είναι ότι το εκπεμπόμενο φως που αναμειγνύεται γύρω από την άκρη του σκοτεινού δίσκου, περιορίζει την θέα προς ένα από τα σημαντικότερα εσωτερικά μέρη της κορώνας. Ο «κορωνογράφος» του δορυφόρου SOHO, για παράδειγμα, δεν μπορεί να παρατηρήσει πιο κοντά από 1.1 επί την διάμετρο του Ήλιου. Άλλοι δορυφόροι μπορούν να δουν πιο κοντά, αλλά το δυνατό εκπεμπόμενο φως κάνει τη λεπτομερή παρατήρηση αδύνατη."
"Με τον δορυφόρο Proba-3 σκοπεύουμε να δούμε υπερβολικά κοντά στην ηλιακή επιφάνεια σε ορατό φως, τοποθετώντας το σκίαστρο και τον κορωνογράφο σε χωριστούς δορυφόρους περίπου 150 μέτρα μακριά."

Μία πύρινη ηλιακή έκρηξη

"Αυτό ίσως μας δώσει μια καλύτερη θέα στο πιο ενδιαφέρον σημείο της κορώνας, όπου πολλά ενδιαφέροντα φυσικά φαινόμενα λαμβάνουν μέρος, εκεί όπου γεννιέται ο ηλιακός άνεμος και δημιουργούνται οι «αποβολές της μάζας της κορώνας» CME – γιγάντιες ηλιακές εκρήξεις με την δυνατότητα να επηρεάσουν τις επίγειες δομές."

Ενώ η επιφάνεια του Ηλίου έχει μια σχετικά χαμηλή θερμοκρασία της τάξης των 6000ºC, η κορώνα έχει κατά μέσο όρο θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών. Το μυστήριο είναι, πώς η ενέργεια μεταφέρεται από τον «δροσερό» Ήλιο στην «καυτή» κορώνα, με εμφανή παράβαση των νόμων της Θερμοδυναμικής.

"Χαρτογραφώντας την δομή του εσωτερικού μέρους της κορώνας για παρατεταμένο χρόνο – στοχεύουμε περίπου έξι ώρες – η ελπίδα μας είναι ότι θα λάβουμε γνώση για το είδος των ενεργειακών ροών που παίρνουν μέρος", σημειώνει ο Δρ. Ζούκοφ.

Το ζεύγος δορυφόρων Proba-3

"Η σταθερή λειτουργία παρατήρησης θα είναι μία φορά ανά λεπτό, αλλά θα μπορούσαμε να το επιταχύνουμε έως και σε λίγα δευτερόλεπτα, μέσα σε ένα επιλεγμένο οπτικό πεδίο, για παράδειγμα όταν εντοπίζουμε την ραγδαία εξέλιξη μιας απομάκρυνσης μάζας."

"Ο τελικός στόχος είναι να καταστεί δυνατή η κατανόηση της φυσικής των καιρικών φαινομένων στο διάστημα, ώστε να υπάρχει πρόγνωση αποβολών κορωνιακής μάζας, που είναι γνωστό έχουν δραματικές συνέπειες στα επίγεια ηλεκτρικά πεδία και άλλες δομές."

Το ζεύγος δορυφόρων Proba-3 είναι  πρωτίστως και κυρίως μια τεχνολογική επίδειξη, εξερευνώντας την δυνατότητα ενός ακριβή σχηματισμού πτήσης σε τροχιά, αλλά η επίτευξη σημαντικών επιστημονικών αποτελεσμάτων θα βοηθήσει επιπλέον να αποδείξει ότι η προσέγγιση του λειτουργεί.

Proba-3: Χορεύοντας με τα άστρα

http://www.esa.int/ell/ESA_in_your_country/Greece/Proba-3_thhetontas_ton_helegcho_gia_ten_hakre_toy_Helioy

«Παγκόσμιο» τηλεσκόπιο για τη μαύρη τρύπα του Γαλαξία

Ξεκίνησε η προσπάθεια δικτύωσης όλων των επίγειων μέσων παρατήρησης του Διαστήματος

Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο ξεκίνησαν την προσπάθεια δημιουργίας του Event Horizon Telescope (EHT). Δεν πρόκειται για ένα νέο τηλεσκόπιο αλλά για τη σύνδεση όλων των ισχυρών επίγειων τηλεσκόπιων δημιουργώντας ένα υπερ-τηλεσκόπιο.

Στόχος είναι να μπορέσουν οι αστρονόμοι να διεισδύσουν με το EHT στο κέντρο του γαλαξία μας και να παρατηρήσουν τη γιγάντια μελανή οπή που βρίσκεται εκεί. Οι επιτελείς αυτής της προσπάθειας ευελπιστούν ότι με το EHT θα έχουν τη μέχρι σήμερα πιο «καθαρή»… θέα του κέντρου του Γαλαξία και των φαινομένων που λαμβάνουν χώρα εκεί.

Ο ορίζοντας
Αν αυτή η σύνδεση των ισχυρών τηλεσκοπίων του πλανήτη επιτευχθεί θα δημιουργηθεί ένα όργανο με δυνατότητες και ισχύ χίλιες φορές μεγαλύτερη από εκείνη του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Ηδη έχουν συνδεθεί το τηλεσκόπιο SPT στον Νότιο Πόλο με το τηλεσκόπιο Pathfinder Experiment στην έρημο Ατακάμα στη Χιλή και το τηλεσκόπιο Large Millimeter Telescope στο Μεξικό. 

Οταν η σύνδεση ολοκληρωθεί το σούπερ τηλεσκόπιο που θα έχει δημιουργηθεί θα στοχεύσει τη μελανή οπή στο κέντρο του γαλαξία μας που έχει λάβει την ονομασία Τοξότης Α*. Η μαύρη τρύπα του Γαλαξία απέχει περίπου 27.000 έτη φωτός από τη Γη και έχει μάζα περίπου 4 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ηλιου.

Οι ερευνητές που θα συμμετέχουν στις παρατηρήσεις θα προσπαθήσουν να εντοπίσουν τον περίφημο «ορίζοντα γεγονότων». Πρόκειται για το σημείο μιας μαύρης τρύπας είναι το «σημείο χωρίς επιστροφή», δηλαδή το σημείο στο οποίο η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο δυνατή, ώστε κάθε διαφυγή να είναι αδύνατη.

Με απλά λόγια όταν η ύλη σε οποιαδήποτε μορφή της (άστρα, αέρια ακόμη και το φως) βρεθεί στον ορίζοντα των γεγονότων μιας μαύρης τρύπας η τύχη της είναι προδιαγεγραμμένη, θα τη ρουφήξει η μαύρη τρύπα.

Μέχρι σήμερα υπάρχουν οι θεωρητικές αναφορές για την ύπαρξη του ορίζοντα γεγονότων και κάποια έμμεσα ίχνη του. Οι επιστήμονες αναζητούν εδώ και χρόνια κάποιες απτές αποδείξεις της παρουσίας του ορίζοντα γεγονότων και το EHT ίσως να καταφέρει να τις εντοπίσει.

Οι ερευνητές θα προσπαθήσουν να συλλέξουν νέα δεδομένα με τα οποία θα ελέγξουν τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν αλλά και τη συμπεριφορά των μελανών οπών. 

 tanea.gr 

Επιλέγοντας το πρώτο σας Τηλεσκόπιο

Πριν διαβάσετε το παρακάτω κείμενο διαβάστε οπωσδήποτε αυτό. 

Αν παρόλα αυτά εξακολουθείτε να επιμένετε στην αγορά τηλεσκοπίου διαβάστε το παρακάτω κείμενο.

 Κάθε χρόνο εκατομμύρια άνθρωποι αγοράζουν ένα τηλεσκόπιο, αλλά λίγοι από αυτούς γνωρίζουν τι να προσέξουν όταν κάνουν την αγορά τους. 

Αυτός είναι ένας σύντομος οδηγός που θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε τα εκατοντάδες μοντέλα τηλεσκοπίων που διατίθενται σήμερα. Εξοπλισμένος με λίγα βασικά θα έχετε μια καλή ιδέα για το τι να κοιτάξετε (και τι να αποφύγετε) όταν ψάχνετε τα καταστήματα για την αγορά του νέου σας τηλεσκοπίου. 
Το τηλεσκόπιο που θέλετε πρέπει να έχει δύο βασικά χαρακτηριστικά: υψηλής ποιότητας οπτικά και σταθερή, ήρεμα κινούμενη βάση. Και όλα τα άλλα εξισώνονται, μεγάλα τηλεσκόπια δείχνουν περισσότερα και είναι πιο εύκολα στη χρήση από τα μικρά, όπως θα διαπιστώσετε παρακάτω. Αλλά μην παραλείπετε την φορητότητα (ευκολία μεταφοράς) και την άνεση- το καλύτερο τηλεσκόπιο για σας είναι αυτό που θα χρησιμοποιείτε.
 

Διάμετρος, Άνοιγμα.

Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός τηλεσκοπίου είναι η διάμετρός του, η διάμετρος που συλλέγει το φως μέσω φακού ή καθρέφτη, που συχνά αποκαλείται αντικειμενικός. Κοιτάξτε τη προδιαγραφή του τηλεσκόπιου κοντά στον εστιαστή στο τέλος του σωλήνα ή στο κουτί του.  Η διάμετρος (D) θα αναπαριστάται είτε σε χιλιοστά (mm) είτε πιο συνηθισμένα σε ίντσες (in). Θυμηθείτε 1 ίντσα ισούται με 25,4 χιλιοστά. Σαν βασικό κανόνα να έχετε: το τηλεσκόπιό σας πρέπει να έχει διάμετρο τουλάχιστον 2.8 ίντσες (70 mm) και να προτιμήσετε επιπλέον.

Μεγαλύτερη διάμετρος σας επιτρέπει να δείτε πιο αμυδρά αντικείμενα και με μεγαλύτερη λεπτομέρεια από ένα μικρότερης διαμέτρου τηλεσκόπιο. Αλλά ένα καλό μικρό τηλεσκόπιο μπορεί επίσης να σας δείξει αρκετά – ειδικά αν ζείτε σε περιοχές μακριά από τα φώτα των πόλεων.  Για παράδειγμα: μπορείτε να εντοπίσετε μια δωδεκάδα γαλαξίες γύρω από το Γαλαξία μας διαμέσου ενός τηλεσκοπίου με διάμετρο 80 mm (3.1 ίντσες) από μια σκοτεινή τοποθεσία. Αλλά πιθανότατα θα χρειαστείτε ένα 6 ή 8 ιντσών τηλεσκόπιο, όπως αυτό που φαίνεται δεξιά στην φωτογραφία, για να εντοπίσετε τους ίδιους γαλαξίες μέσα από μια αστική περιοχή. Και ανεξάρτητα από το πόσο φωτεινός ή σκοτεινός είναι ο ουρανός σας, η θέα μέσα από ένα τηλεσκόπιο με αρκετή διάμετρο είναι πιο εντυπωσιακή από την θέα του ίδιου αντικειμένου μέσα από ένα τηλεσκόπιο μικρότερης διαμέτρου.

Αποφύγετε τα τηλεσκόπια τα οποία διαφημίζουν την μεγέθυνσή τους- ειδικά με δύσπιστες μεγεθύνσεις όπως 600 Χ.  Στις περισσότερες περιπτώσεις ή ωφέλιμη μεγέθυνση ενός τηλεσκοπίου είναι 50 φορές η διάμετρός του σε ίντσες (ή δύο φορές η διάμετρός του σε χιλιοστά). Έτσι χρειάζεστε ένα τηλεσκόπιο 12 ιντσών για να πάρετε μεγέθυνση της εικόνας 600 Χ. Και τότε όμως ακόμα, πρέπει να περιμένετε για μια νύχτα όπου οι συνθήκες παρατήρησης θα είναι τέλειες.


Τύποι Τηλεσκοπίων
Θα συναντήσετε τρεις βασικούς τύπους τηλεσκοπίων.

Τα Διοπτρικά που έχουν φακούς στο μπροστά μέρος του σωλήνα – είναι ο τύπος με το οποίο πιθανότατα είστε πιο εξοικειωμένοι. Αν και γενικά έχουν χαμηλό κόστος, γίνονται απότομα ακριβά καθώς η διάμετρος τους αυξάνεται.

Τα Κατοπτρικά συλλέγουν το φως χρησιμοποιώντας ένα καθρέφτη στο πίσω μέρος του σωλήνα. Για την αντίστοιχη διάμετρο, είναι τα πλέον οικονομικά, αλλά χρειάζονται περιοδικά να ρυθμίζονται τα οπτικά τους- ειδικά αν μεταφέρονται συχνά.

Τα Συνδυαστικά (ή Καταδιοπτρικά) τηλεσκόπια, τα οποία χρησιμοποιούν συνδυασμό φακών και καθρέφτη, προσφέρουν συμπαγείς σωλήνες και σχετικά μικρό βάρος. Δύο δημοφιλείς τύπου είναι τα Σμιτ- Κάσεγκραιν και τα Μακσούτοφ-Κάσεγκραιν

Η αντικειμενική εστιακή απόσταση (F ή FL) είναι το κλειδί που προσδιορίζει την μεγέθυνση του τηλεσκοπίου (την δύναμή του).  Αυτό γίνεται απλά διαιρώντας την εστιακή απόσταση του τηλεσκοπίου με αυτή του προσοφθαλμίου που αναγράφεται πάνω του. Σαν παράδειγμα, ένα τηλεσκόπιο έχει εστιακή απόσταση 500 χιλιοστά και το προσοφθάλμιο 25 χιλιοστά- η μεγέθυνση είναι 500:25 ή 20 Χ. Τα περισσότερα τηλεσκόπια εφοδιάζονται με ένα ή δύο προσοφθάλμια. Μπορείτε να αλλάξετε την μεγέθυνση αλλάζοντας προσοφθάλμια με διαφορετική εστιακή απόσταση.

Βάσεις Τηλεσκοπίων

Το τηλεσκόπιο σας χρειάζεται να υποστηρίζεται από κάτι σταθερό και δυνατό. Πολλά τηλεσκόπια προσφέρονται “κατάλληλα” συσκευασμένα με τρίποδες ή βάσεις, ακόμα οι σωλήνες μικρότερων τηλεσκοπίων συχνά μόλις έχουν κεφαλή  βάσης που τους επιτρέπει να εφαρμόζουν σε ένα τρίποδα με μια απλή βίδα. (Προσοχή: το τρίποδο είναι αρκετά καλό για να τραβήξετε οικογενειακές φωτογραφίες αλλά ανεπαρκές για αρκετά σταθερή αστρονομική βάση) Οι βάσεις που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για τηλεσκόπια συνήθως απέχουν από το να έχουν μια απλή βίδα σύνδεσης με την κεφαλή προς χάριν “ευκολίας” αντί για στιβαρά δαχτυλίδια και πλάκες. Σε μερικές βάσεις το τηλεσκόπιο κινείται δεξιά-αριστερά και πάνω-κάτω, όπως ακριβώς μια φωτογραφική μηχανή σε τρίποδο. Αυτή η βάση είναι γνωστή σαν Αλταζιμουθιακή (alt-az). Πολλά κατοπτρικά έρχονται με μια άκομψη ξύλινη πλατφόρμα γνωστή ως Ντομπσόνιαν, η οποία αποτελεί παραλλαγή της Αλταζιμουθιακής βάσης . Ένας πιο περίπλοκος μηχανισμός , ο οποίος σχεδιάστηκε για να παρακολουθεί την κίνηση των αστέρων περιστρεφόμενος σε ανεξάρτητους άξονες είναι η ισημερινή βάση. Αυτή έχει την δυνατότητα να δέχεται μεγαλύτερα και βαρύτερα τηλεσκόπια απ΄ ότι η Αλταζιμουθιακή , αλλά για να δουλέψει σωστά πρέπει να ευθυγραμμιστεί με τον Πολικό αστέρα. 

Μερικά τηλεσκόπια εφοδιάζονται με ένα μικρό μοτέρ τα οποία τα κινεί γύρω στον ουρανό με ένα απλό πάτημα από το κουμπί του χειριστηρίου του. Στα περισσότερο προοδευμένα μοντέλα αυτού του τύπου, τα οποία αποκαλούνται και “Go To” τηλεσκόπια, ένας μικρός υπολογιστής έχει τοποθετηθεί στο χειριστήριο του χεριού. Όταν εισάγετε την ημερομηνία, την ώρα και τις συντεταγμένες του τόπου που βρίσκεστε, το τηλεσκόπιο μπορεί να “κλειδώσει” μόνο του στο στόχο και να στοχεύσει χιλιάδες ουράνια αντικείμενα που βρίσκονται στην μνήμη του. Μερικά από τα “Go To” είναι εφοδιασμένα και με ένα ή περισσότερους καταλόγους από τα πιο ωραία ουράνια αντικείμενα, επιτρέποντάς έτσι να περιηγηθείτε ενώ παράλληλα συμπληρώνει με ψηφιακή περιγραφή το τι είναι γνωστό για κάθε ένα από το αντικείμενο. 

Αλλά τα “Go To” τηλεσκόπια δεν είναι για τον καθένα- η διαδικασία του σεταρίσματος μπορεί να σας μπερδέψει εάν δεν ξέρετε πώς να εντοπίσετε τα φωτεινά άστρα ευθυγράμμισης στον ουρανό. Και τα χαμηλότερης τιμής  “Go To” μοντέλα έρχονται με μικρότερη διάμετρο από  τα αντίστοιχης τιμής τηλεσκόπια που δεν έχουν ηλεκτρονικές βάσεις.

Θυμηθείτε….
A telescope can literally open your eyes to a universe of celestial delights. With a little care in selecting the right one, you'll be ready for a lifetime of exploring the night sky!
Ένα τηλεσκόπιο μπορεί κυριολεκτικά να σας ανοίξει τα μάτια σας στο σύμπαν.
Με λίγη φροντίδα επιλέγοντας το σωστό, θα είστε έτοιμος για μια ζωή να εξερευνάτε το νυκτερινό ουρανό. 

sfak.org 

Ενδείξεις για ωκεανό στο υπέδαφος του δορυφόρου Διώνη

NASA/JPL-Caltech

Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο ωκεανός στη Διώνη πιθανότατα έχει την ίδια «ηλικία» με τον ίδιο τον δορυφόρο.

Του Κώστα Δεληγιάννη

Ίσως τελικά η ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή να απαντάται πολύ πιο συχνά στο ηλιακό μας σύστημα απ’ ό,τι πίστευαν μέχρι πριν από λίγες δεκαετίες οι επιστήμονες, καθώς νέα δεδομένα δείχνουν πως και η Διώνη, ένας από τους δορυφόρους του Δία, πιθανά «φιλοξενεί» στο υπέδαφός της έναν ωκεανό.

Τα δεδομένα προήλθαν από την αποστολή Cassini και η επεξεργασία τους έγινε από ερευνητές του Βασιλικού Αστεροσκοπείου του Βελγίου. Όπως αναφέρουν οι επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Geophysical Research Letters, η ανάλυση έδειξε πως κάτω από τον φλοιό του δορυφόρου, σε βάθος περίπου 100 χιλιομέτρων, κρύβεται μία μεγάλη υδάτινη έκταση.

Στοιχεία για ανάλογους ωκεανούς στο υπέδαφος έχουν προκύψει στο παρελθόν και για τον Εγκέλαδο και τον Τιτάνα, δύο ακόμη «φεγγάρια» του Κρόνου. «Για να επαληθευτεί αυτή η εκτίμηση, θα πρέπει στο μέλλον ένα διαστημόπλοιο να τεθεί σε τροχιά γύρω από τους δορυφόρους για τους μελετήσει», σημειώνει ο Άντονι Τριν, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης.

Εκτός από τον Εγκέλαδο, τη Διώνη και τον Τιτάνα, ενδείξεις για την ύπαρξη ωκεανών στο υπέδαφος έχουν προκύψει για τρεις δορυφόρους του Δία. Επίσης, κάτι ανάλογο είναι πιθανό να ισχύει και στην περίπτωση του Πλούτωνα.

NASA/JPL-CALTECH

Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο ωκεανός στη Διώνη πιθανότατα έχει την ίδια «ηλικία» με τον ίδιο τον δορυφόρο. Αυτό σημαίνει πως για μεγάλο χρονικό διάστημα υπάρχει εκεί ένα περιβάλλον ευνοϊκό για την ανάπτυξη μικροβιακής ζωής.

Όπως αναφέρει ο Ατίλιο Ριβολντίνι, επίσης μέλος της ομάδας, στο ενδεχόμενο ύπαρξης μικροοργανισμών κρίσιμο ρόλο θα έχει παίξει επίσης η αλληλεπίδραση του ωκεανού με τον υπερκείμενο φλοιό. Κι αυτό γιατί, με την αλληλεπίδραση, θα μπορούσαν να παραχθούν βασικά θρεπτικά συστατικά αλλά και ενέργεια, απαραίτητες προϋποθέσεις για την ανάπτυξη ζωής.
Τον Αύγουστο, η NASA αποκάλυψε πως το διαστημόπλοιο Cassini εντόπισε για πρώτη φορά στον Τιτάνα ένα δίκτυο χαραδρών γεμάτων με υγρούς υδρογονάνθρακες. Η ανακάλυψη βασίσθηκε σε δεδομένα του 2013, κατά τη διέλευση του σκάφους από τον δορυφόρου του Κρόνου.

Τον Ιούλιο, αναλύοντας δεδομένα από τις αποστολές Cassini και Huygens, επιστήμονες από το πανεπιστήμιο Cornell βρήκαν στον Τιτάνα ίχνη υδροκυανίου, το οποίο παράγεται από την αλληλεπίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας με συστατικά της «τοξικής» ατμόσφαιρας του δορυφόρου.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η συγκεκριμένη χημική ένωση θα μπορούσε να συμβάλει στην ανάπτυξη μικροοργανισμών, υπό την προϋπόθεση πως η ζωή στο σύμπαν δεν μοιάζει με τις έμβιες μορφές που δημιουργήθηκαν στη Γη. Σε μία τέτοια περίπτωση, το υδροκυάνιο θα ήταν πιθανό να αποτελέσει καταλύτη για την ανάπτυξη ζωής, καθώς τα μόριά του μπορούν να ενώνονται μεταξύ τους ή με μόρια άλλων ενώσεων, σχηματίζοντας μακριές αλυσίδες.

 naftemporiki.gr

Κοσμολογία: Το μοντέλο του μικρού Higgs δίνει χέρι βοήθειας στην υπόθεση του Θερμού Πληθωρισμού

Δύο δεκαετίες από τότε που προτάθηκε ως μια εναλλακτική θεώρηση του πληθωρισμού, ο θερμός πληθωρισμός, ο οποίος εμπλέκει θερμές μάλλον παρά ψυχρές θερμοκρασίες, δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί σε μια πλήρως ολοκληρωμένη θεωρία. Αντίθετα από τον τυπικό πληθωρισμό, οι ερευνητές δεν έχουν καταφέρει να οικοδομήσουν ένα απλό και πειστικό μοντέλο για τον θερμό πληθωρισμό που να συγκροτείται από πρώτες αρχές. Αυτό μέχρι τώρα. Σε μια νέα μελέτη, ο κύριος εισηγητής του θερμού πληθωρισμού, Arjun Berera, από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και οι συνεργάτες του έχουν δανειστεί μια έννοια από τις θεωρίες σωματιδιακής φυσικής για να παραγάγουν ένα τέτοιο μοντέλο. Το αποτέλεσμα διαλύει την κυρίαρχη θεώρηση ότι η ανάπτυξη μοντέλων απλών πρώτων αρχών του θερμού πληθωρισμού θα ήταν αδύνατη.

Feynman diagrams contributing to the inflaton self-energy at one-loop order.

Στον τυπικό πληθωρισμό, κάθε προϋπάρχουσα ακτινοβολία πιέζεται και διαχέεται κατά τη διάρκεια μιας σύντομης κοσμικής φάσης και δεν παράγεται νέα ακτινοβολία. Η θερμοκρασία του σύμπαντος πέφτει απότομα κατά πολλές τάξεις μεγέθους και μια περίοδος αναθέρμανσης που ακολουθεί πληρεί το σύμπαν με ακτινοβολία και πάλι. Ο θερμός πληθωρισμός είναι απλούστερος. Νέα ακτινοβολία παράγεται σταθερά από τη διάσπαση του βαθμωτού πεδίου που πυροδοτεί πληθωρισμό, τον Πληθωρισμό. Η θερμοκρασία παραμένει υψηλή και δεν υπάρχει φάση αναθέρμανσης. Αποτελεί ειρωνεία, ωστόσο, ότι τα μοντέλα του θερμού πληθωρισμού απαιτούσαν μέχρι τώρα χιλιάδες πρόσθετα πεδία να συνδεθούν με το υποθετικό πεδίο inflaton (που είναι υπεύθυνο για τον πληθωρισμό) για να αποφευχθούν ευρείες διορθώσεις για τη μάζα τους.

Observables for the quartic model with 50–60 e-folds of inflation, considering nearly thermal (blue) and negligible (green) inflaton occupation numbers. The Planck 2015 68% and 95% C.L. contours are shown in gray [30]. The dashed curves, corresponding to T∗<H∗, are shown for completeness, although our analysis is not valid in this regime.

 

Example of the dynamical evolution in warm inflation with a quartic potential. The dashed lines in the bottom plot correspond to M and gM (in Planck units).

Κάνοντας χρήση του μηχανισμού που σταθεροποιεί τη μάζα του μποζόνιου Higgs στις θεωρίες σωματιδιακής φυσικής, που αποκαλείται μικρό Higgs (little Higgs models), ο Berera και οι συνάδελφοί του οικοδόμησαν ένα μοντέλο εμπλέκοντας μόνο τέσσερα επιπλέον πεδία και όχι διορθώσεις μάζας. Οι ερευνητές στη συνέχεια συνέκριναν τις παρατηρησιακές προβλέψεις του μοντέλου με περιορισμούς στον πληθωρισμό που παρήχθησαν από τις μετρήσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου του δορυφόρου Planck και βρήκαν μια πολύ καλή συμφωνία μεταξύ των δυο.

Πηγή: APS  - http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.151301 -
 egno.gr

Περισσότερα στη δημοσίευση: Warm Little Inflaton. Phys. Rev. Lett. 117

Γη και Σελήνη

Έχουν σχέση μητρική ή αδελφική;

Η περιεκτικότητα των σεληνιακών πετρωμάτων σε τιτάνιο είναι πανομοιότυπη με την αντίστοιχη των γήινων πετρωμάτων. Θεωρείται έτσι ότι αποκλείεται να συνέπραξε και άλλο ουράνιο σώμα στη δημιουργία του δορυφόρου μας.

Τα πρώτα στοιχεία της Σελήνης που υπολογίστηκαν με μεγάλη ακρίβεια, μετά την εποχή του Γαλιλαίου, ήταν η τροχιά της και η διάμετρός της και, στη συνέχεια, η μάζα της. Αντίθετα με αυτά που πίστευε ο Αριστοτέλης, η τροχιά της δεν είναι κυκλική αλλά περίπλοκη και, σε πρώτη προσέγγιση, ελλειπτική. Η δε μάζα της είναι λίγο μεγαλύτερη από το 1% της μάζας της Γης, τιμή που μπορεί να φαίνεται μικρή αλλά στην πραγματικότητα είναι μεγάλη, αφού όλοι οι υπόλοιποι δορυφόροι του Ηλιακού Συστήματος έχουν μάζα μικρότερη από το 1‰ της μάζας του πλανήτη γύρω από τον οποίο περιφέρονται. Με βάση αυτά τα στοιχεία, καθώς και τις φωτογραφίες της επιφάνειας της Σελήνης, οι αστρονόμοι πρότειναν διάφορες θεωρίες για τον τρόπο σχηματισμού της.

Η παλαιότερη θεωρία, η οποία μάλιστα είχε προταθεί από τον Τζορτζ Ντάργουιν, τον γιο του γνωστού μας – από τη θεωρία της εξέλιξης των ειδών – Δαρβίνου, υπέθετε ότι η Σελήνη δημιουργήθηκε από τη Γη, όταν ένα κομμάτι ύλης αποσπάστηκε από την περιοχή του ισημερινού του πλανήτη μας λόγω της φυγόκεντρης δύναμης.

Η θεωρία αυτή εγκαταλείφθηκε, επειδή για να συμβεί ένα τέτοιο φαινόμενο θα έπρεπε η Γη να περιστρέφεται τόσο γρήγορα ώστε η διάρκεια της ημέρας να είναι μόνο πέντε ώρες. Μια μεταγενέστερη θεωρία βασίζεται στην υπόθεση ότι η Σελήνη ήταν ένα είδος μεγάλου αστεροειδούς, που συνελήφθη από το βαρυτικό πεδίο της Γης στα αρχικά στάδια της δημιουργίας του Ηλιακού Συστήματος. Η θεωρία αυτή απαιτεί μια ιδιαίτερα πυκνή γήινη ατμόσφαιρα την εποχή της σύλληψης, που απ’ ό,τι φαίνεται ποτέ δεν υπήρχε. Ετσι στα τέλη της δεκαετίας του 1960 διδαχθήκαμε στο Πανεπιστήμιο την επικρατούσα τότε θεωρία της ταυτόχρονης δημιουργίας. Κατ’ αυτήν Γη και Σελήνη δημιουργήθηκαν ταυτόχρονα από το ίδιο πρωταρχικό νέφος αερίου και σκόνης, την εποχή της δημιουργίας των πλανητών του Ηλιακού Συστήματος από τα υπολείμματα του υλικού που δημιούργησε τον Ηλιο.

Η θεωρία της σύγκρουσης με άλλον πλανήτη

Το 1969 όμως, όταν οι πρώτοι άνθρωποι πάτησαν το πόδι τους στην επιφάνεια της Σελήνης και έφεραν πίσω δείγματα από την επιφάνεια του δορυφόρου μας, ανατράπηκε και η θεωρία της ταυτόχρονης δημιουργίας. Ο λόγος είναι ότι η χημική σύσταση της επιφάνειας της Σελήνης διαφέρει σημαντικά από αυτήν της Γης και, άρα, δεν είναι δυνατόν τα δύο ουράνια σώματα να προέρχονται από το ίδιο αρχικό σύννεφο αερίου και σκόνης. Ετσι εμφανίστηκε στο προσκήνιο η πιο πρόσφατη θεωρία, αυτή της σύγκρουσης της Γης με ένα σώμα του αρχικού Ηλιακού Συστήματος στο μέγεθος του Αρη.

Σύμφωνα με τη σύγχρονη αντίληψη, την εποχή που δημιουργήθηκε το Ηλιακό μας Σύστημα, πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, οι συγκρούσεις ανάμεσα στα ουράνια σώματα που περιφέρονταν γύρω από τον Ηλιο ήταν ένα πολύ συνηθισμένο φαινόμενο. Στη θέση όπου βρίσκεται σήμερα η Γη είχε δημιουργηθεί αρχικά ένας πλανήτης, η πρωτο-Γη, που δεν είχε δορυφόρο.

Στη συνέχεια η πρωτο-Γη συγκρούστηκε «πλαγιομετωπικά» με έναν άλλον πρωτοπλανήτη, στο μέγεθος του Αρη. Το αποτέλεσμα ήταν ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας των δύο αρχικών σωμάτων συσσωματώθηκε και απετέλεσε τη σημερινή Γη. Ενα μικρό μέρος των επιφανειακών στρωμάτων των δύο πρωτοπλανητών εκτοξεύθηκε στο Διάστημα και μέσα σε μερικές δεκάδες χρόνια συμπυκνώθηκε σε ένα μεγάλο σφαιρικό σώμα, τη Σελήνη, η οποία από τότε αποτελεί τον φυσικό δορυφόρο της Γης.

Η θεωρία αυτή ερμηνεύει τόσο το είδος της τροχιάς της Σελήνης όσο και το γεγονός ότι αυτή έχει μικρότερη πυκνότητα από τη μέση πυκνότητα της Γης, αφού δημιουργήθηκε από τα επιφανειακά στρώματα των δύο πρωτοπλανητών και έτσι δεν «κληρονόμησε» μέρος του πυρήνα τους που απετελείτο από σίδηρο και νικέλιο.

Διάψευση από… τιτάνιο!

Η επιστημονική έρευνα όμως δεν χαρακτηρίζεται πάντα από τη συνεχή εξέλιξη προς μια τελική «σωστή» θεωρία. Πολλές φορές εμφανίζονται «πισωγυρίσματα», όταν νεότερα ερευνητικά αποτελέσματα έρχονται σε αντίθεση με μια κρατούσα θεωρία. Ετσι για πολλούς δεν απετέλεσε έκπληξη το γεγονός ότι πριν λίγα χρόνια δημοσιεύθηκε ένα ερευνητικό αποτέλεσμα που φαίνεται αντίθετο με το παραπάνω σενάριο. Η περιεκτικότητα των σεληνιακών πετρωμάτων σε τιτάνιο είναι ίδια ακριβώς με αυτή των γήινων.

Επειδή οι ενώσεις του τιτανίου δεν εξαερώνονται εύκολα, αυτό σημαίνει ότι σε μια σύγκρουση της πρωτο-Γης με άλλο σώμα το τιτάνιο των δύο σωμάτων θα έπρεπε να «κληρονομηθεί» ανέπαφο στη Σελήνη. Επειδή ο πρωτοπλανήτης είχε δημιουργηθεί σε άλλη περιοχή του Ηλιακού Συστήματος απ’ ό,τι η Γη, θα έπρεπε η περιεκτικότητά του σε τιτάνιο να διαφέρει από αυτήν της Γης, οπότε και η περιεκτικότητα της Σελήνης σε τιτάνιο θα έπρεπε γενικά να μην είναι ίδια με αυτήν της Γης.

Το γεγονός ότι είναι ίδια φαίνεται να υποδεικνύει ότι η Σελήνη είχε μόνο έναν γονιό, όπως πολύ ωραία το έθεσε ένα από τα μέλη της ερευνητικής ομάδας της πρόσφατης δημοσίευσης. Με άλλα λόγια, μοιάζει σαν να ξαναγυρίζουμε στη θεωρία του Ντάργουιν! Το μέλλον θα δείξει αν η θεωρία της σύγκρουσης μπορεί να τροποποιηθεί ώστε να ερμηνεύει τα νεότερα αποτελέσματα ή αν θα εγκαταλειφθεί για κάτι καινούργιο.

Χάρης Βάρβογλης καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ

 physics4u.gr/blog 

Οι Καταπληκτικές - μη επανδρωμένες - Διαστημοσυσκευές.

25 Πράγματα που θα θέλατε να μάθετε

1. Το Σοβιετικό διαστημόπλοιο , "Luna 15", συνετρίβη στην επιφάνεια της Σελήνης, ενώ οι Buzz Aldrin και Neil Armstrong βρίσκονταν στην επιφάνειά της.

2. Το 1991, το Spacewatch ανακάλυψε ένα τεχνητό αντικείμενο κοντά στη Γη που τώρα πιά είναι καταγεγραμμένο στο πληροφοριακό σύστημα της NASA Astrophysics ως μια πιθανή εξωγήινη διαστημοσυσκευή η οποία παρατηρήθηκε από τη Γη. Η τροχιά του αντικειμένου αυτού θα το επιστρέψει στη Γη το 2016.

3. Από 1975 έως το 1982, η Ρωσία προσσελήνωσε  έξι ανιχνευτές στην επιφάνεια της Αφροδίτης, που επιβίωσαν σε θερμοκρασίες 457.2⁰ C ( 855 ⁰ F), καταφέρνοντας με επιτυχία να φωτογραφήσουν την επιφάνεια του Πλανήτη.

4. Η Διαστημοσυσκευή Μάρινερ 1, η οποία έμελλε να τεθεί σε τροχιά γύρω από την Αφροδίτη, απέτυχε λόγω απουσίας ενός συνδετικού στοιχείου (missing hyphen ) σε μια γραμμή κώδικα, καθιστώντας το έτσι σαν το πιο ακριβό τυπογραφικό λάθος στην ιστορία.

5. Το Gravity Probe B είναι η πιο τέλεια σφαίρα που δημιουργήθηκε ποτέ από τον άνθρωπο. Αν μεγεθύναμε τα γυροσκόπια του GP-B στο μέγεθος της γης, το ψηλότερο βουνό θα ήταν μόλις 2,5 μέτρα ψηλό.

6. Η διαστημοσυσκευή ''Γαλιλαίος'' (Galileo space probe ) συνετρίβη σκόπιμα στο Δία στο τέλος της λειτουργικής ζωής της για να αποφευχθεί η μόλυνση των δορυφόρων του Δία με βακτήρια.

7. Τα Helios 1 και 2 είναι τα  ταχύτερα διαστημικά σκάφη, σε σχέση με τον Ήλιο, που έχουν ποτέ κατασκευαστεί από τον άνθρωπο. Ταξιδεύουν με ταχύτητες που φτάνουν τα  252.000 χλμ./ώρα (43 μίλια /sec) και παρόλο που δεν είναι πλέον λειτουργικά, είναι ακόμα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο.

8. Στις 19 Αυγούστου, του 1960, οι Σοβιετικοί εκτόξευσαν το  Korabl-Sputnik 2 σε τροχιά γύρω από τη Γη, με 2 σκύλους, 40 ποντίκια, 2 αρουραίους, και μια ποικιλία από φυτά. Ένας από τους σκύλους απέκτησε αργότερα κουτάβια, ένα από τα οποία είχε σταλεί τότε στην Πρώτη Κυρία των ΗΠΑ την Jackie Kennedy. Ο JFK αρχικά δεν ήθελε να πάρει το σκυλί, φοβούμενος ότι μπορεί να είναι παγιδευμένο με συσκευή παρακολούθησης ( bugged )

9. Το πρώτο αεροσκάφος που έφτιαξε ο άνθρωπος το οποίο προσεδαφίστηκε επιτυχώς σε άλλο πλανήτη στέλνοντας πίσω στη Γη δεδομένα, ήταν η Σοβιετική Διαστημοσυσκευή Venera 7 το 1970. Μετά την προσεδάφιση του στην Αφροδίτη, το σκάφος έστειλε πίσω μόνο 23 λεπτά από εξασθενημένα στοιχεία, προφανώς επειδή προσγειώθηκε με το πλαϊνό του μέρος .

10. Οι σοβιετικές αποστολές Venera αποκάλυψαν ότι η επιφάνεια της Αφροδίτης είναι ουσιαστικά βασαλτική στη σύνθεση της , βασιζόμενες σε γεωχημικές μετρήσεις και από τη μορφολογία των ηφαιστειακών ροών.

11. Το διαστημόπλοιο Juno που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από  τον Δία φέρει τρία ειδώλια (μικρά κουκλάκια) LEGO που απεικονίζουν τον Γαλιλαίο , τον ρωμαϊκό θεό Δία και την σύζυγο του την Ήρα (Juno).

12. Υπάρχει ένα διαστημικό σκάφος ιοντικής πρόωσης (το Deep Space 1) που βρίσκεται σε αδράνεια στο διάστημα τα τελευταία 12,5 χρόνια.

13. Όταν το διαστημικό σκάφος Cassini έστειλε μια ανιχνευτική Διαστημοσυσκευή  στο δορυφόρο του Κρόνου  Τιτάνα , ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος ξέχασε να ενεργοποιήσει ένα δέκτη και έτσι έχασε το ήμισυ των εικόνων.

14. Η Διαστημοσυσκευή Cassini μπορεί εσωτερικά να παρακολουθεί όλα τα αντικείμενα στο σύστημα του Κρόνου και μπορεί ακόμη και να παρακολουθεί συγκεκριμένα σημεία σε συγκεκριμένα αντικείμενα .

15. Το διαστημικό σκάφος New Horizons που βρίσκεται στον Πλούτωνα έχει μαζί του συμβολικά ένα νόμισμα της πολιτείας της Φλόριντα για να πληρώσει το Χάροντα, το βαρκάρη που μετέφερε της ψυχές των νεκρών στο βασίλειο των νεκρών του Πλούτωνα.

16. Σύμφωνα με τα στοιχεία της Διαστημοσυσκευής Cassini από το 2008, ο δορυφόρος του Κρόνου Τιτάνας έχει εκατοντάδες φορές περισσότερους υγρούς υδρογονάνθρακες από όλα τα γνωστά αποθέματα πετρελαίου και φυσικού αερίου στη Γη. «Είναι ένα γιγάντιο εργοστάσιο οργανικών χημικών ουσιών», δήλωσε ο Ralph Lorenz, επικεφαλής της σχετικής μελέτης.

17. Το διαστημικό σκάφος New Horizons που βρίσκεται στον Πλούτωνα, έχει ένα ρυθμό μεταφοράς δεδομένων μόλις 1 Kb / s.

18. Το διαστημόπλοιο Νέοι Ορίζοντες είναι το γρηγορότερο αντικείμενο που έχει ποτέ εκτοξευτεί. Έφτασε στην τροχιά της Σελήνης σε μόλις 9 ώρες μετά την εκτόξευσή του, ένα ταξίδι που πήρε τους αστροναύτες του Απόλλωνα τρεις ολόκληρες ημέρες.

19. Στις αρχές του 2015, το μη επανδρωμένο διαστημικό σκάφος "Dawn", έφτασε στον νάνο πλανήτη Δήμητρα (Ceres), ο οποίος είναι και το μεγαλύτερο αντικείμενο στην ζώνη των αστεροειδών του ηλιακού μας συστήματος.

20. το Voyager 1 ξεκίνησε μετά το Voyager 2, αλλά κινήθηκε πιο γρήγορα και τελικά το προσπέρασε.

21. Ο Κάρλ Σαγκάν ήθελε να συμπεριληφθεί το τραγούδι των Beatles "Εδώ έρχεται ο ήλιος" (Here Comes the Sun) στο χρυσό δίσκο που στάλθηκε στο διάστημα με τα διαστημόπλοια Voyager. Οι Beatles είπαν ναι, η δισκογραφική τους εταιρεία όμως η EMI είπε όχι.

22. Ο Χρόνος επικοινωνίας που χρειάζεται για την NASA και το Voyager I για να επικοινωνούν μεταξύ τους, είναι περίπου 32 ώρες, μέσα σε ένα εύρος ζώνης των 115,2 kbps.

23. Οι μηχανικοί που προγραμμάτισαν την αποστολή Voyager, την σχεδίασαν έτσι ώστε να αποφευχθούν οι πλανητικές συναντήσεις τις ημέρες των Ευχαριστιών και των Χριστουγέννων.

24. Προβλέπεται ότι οι Χρυσοί Δίσκοι (που περιέχουν δείγματα από χαιρετισμούς σε πολλές γλώσσες, ήχους και μουσικές της Γης,) οι οποίοι είναι επάνω στις διαστημοσυσκευές-  ανιχνευτές Voyager 1 και Voyager 2 θα παραμείνουν ανέπαφοι για 1.000.000.000 χρόνια.

25. Το 1999,η  Διαστημοσυσκευή Mars Climate Orbiter  διαλύθηκε μετά την είσοδό της στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Άρη. Αυτό συνέβη επειδή η μία ομάδα χρησιμοποιούσε βρετανικές μονάδες, ενώ μια άλλη ομάδα χρησιμοποιούσε μετρικό σύστημα, καταστρέφοντας έτσι το όχημα  και σπαταλώντας εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια.

ΠΗΓΕΣ: Big Bang To Dynamic Earth  -  el.wikipedia.org 

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας   και Ομάδα ΑΡΑΤΟΣ

Επιμέλεια :  Επιστημονικός Ιστότοπος Αστρονομία και Επιστήμη και Ομάδα Αστροβραδιές Σαλαμίνας

ΑΝΙΧΝΕΥΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ

     ΜΕΡΟΣ Ι

Παναγιώτης ΧαρίτοςΦυσικός | Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικής Φυσικής (CERN) | Επιστημονικός Συνεργάτης E-Learning 

Φωτογραφία: NASA

Η κατανόηση της «σκοτεινής ύλης» αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της σύγχρονης φυσικής. Η σκοτεινή ύλη αντιστοιχεί στο 25% του Σύμπαντος, ενώ αντίστοιχα η ορατή ύλη, την οποία παρατηρούμε γύρω μας, καταλαμβάνει μόνο το 5% του Σύμπαντος. Αν και φαίνεται να κυριαρχεί στο Σύμπαν μας, αυτό το αινιγματικό υλικό δεν έχει ποτέ ανιχνευθεί.

Η σκοτεινή ύλη δε μπορεί να παρατηρηθεί απευθείας από τηλεσκόπια όπως συμβαίνει με απομακρυσμένους γαλαξίες, καθώς δεν εκπέμπει ούτε απορροφά φως. Σε αυτή την ιδιότητα οφείλεται και ο χαρακτηρισμός της ως «σκοτεινής».

Η «σκοτεινή ύλη» δεν αλληλεπιδρά με καμία από τις τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις που γνωρίζουμε σήμερα, πλην της βαρύτητας. Οι βαρυτικές επιδράσεις της μας οδήγησαν να συμπεράνουμε την ύπαρξή της και κάποιες από τις ιδιότητές της.

Ωστόσο, παρά τον ρόλο που παίζει στην εξέλιξη και δομή του Σύμπαντος λίγα πράγματα είναι γνωστά για τη φύση της σκοτεινής ύλης. Η «σκοτεινή» της σύσταση σε συνδυασμό με το γεγονός πως υπερτερεί της ορατής ύλης μέσα στο Σύμπαν, καθιστούν την ανίχνευση της μια από τις μεγαλύτερες πειραματικές προκλήσεις.

Ένα σύνολο πειραμάτων προσπαθούν να ανιχνεύσουν και να μελετήσουν σωματίδια που έχουν προταθεί ως υποψήφια για την σύστασή της. Πειράματα που λαμβάνουν χώρα σε πανίσχυρους επιταχυντές σωματιδίων ή σε τηλεσκόπια εγκατεστημένα στο διάστημα.


Ποιοι λόγοι μας οδηγούν να πιστεύουμε πως υπάρχει «σκοτεινή ύλη»;

Εύλογα αναρωτιέται κανείς πως οδηγηθήκαμε στο συμπέρασμα για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης. Γιατί εισάγαμε την ύπαρξη ενός τόσο μυστηριώδους συστατικού στο Σύμπαν;
Οι ενδείξεις για την ύπαρξή της προέρχονται κυρίως από παρατηρήσεις γαλαξιών καθώς και από κοσμολογικές παρατηρήσεις, που μας οδηγούν σε συμπεράσματα για την ιστορία και τον τρόπο που εξελίχθηκε μετά την Μεγάλη Έκρηξη.

Η πρώτη παρατήρηση για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης ήρθε από τη μελέτη του σμήνους γαλαξιών COMA, περισσότερο γνωστό ως Κόμη της Βερενίκης, από τον Ελβετό αστρονόμο Fritz Zwicky το 1933.

Ο Zwicky μελέτησε την κίνηση των περίπου 1000 γαλαξιών που αποτελούν το σμήνος. Υπολογίζοντας την ταχύτητα περιστροφής του σμήνους και εφαρμόζοντας τους νόμους της κλασσικής μηχανικής - όπου η ταχύτητα περιστροφής συνδέεται με τη βαρυτική δύναμη που ασκείται σε αυτό - ο Zwicky υπολόγισε τη συνολική μάζα του Σμήνους.

Στη συνέχεια, ο Zwicky κατέγραψε και το συνολικό φως που εκπέμπεται από τους γαλαξίες της Κόμης της Βερενίκης. Γνωρίζοντας τη μάζα και το συνολικό φως που εκπέμπεται από αυτό το σμήνος γαλαξιών, υπολόγισε τον λόγο (Φωτεινότητας/Μάζας) και με έκπληξη διαπίστωσε την τεράστια ασυμφωνία σε σχέση με τον αντίστοιχο λόγο (φωτεινότητας/μάζας) που ισχύει για ένα τυπικό αστέρι όπως ο Ήλιος μας. Η διαφορά άγγιζε τις δύο τάξεις μεγέθους και ήταν φανερό πως δεν μπορεί να προέρχεται από κάποιο στατιστικό λάθος.

Κάτι περίεργο έπρεπε να συμβαίνει στο σμήνος Γαλαξίας για να εξηγήσει αυτή την μεγάλη απόκλιση από τις τιμές που ισχύουν σε ένα αστέρι. Ο μόνος τρόπος για να συμβιβάσει τις μετρήσεις του με την τιμή, που θα περιμέναμε για έναν γαλαξία που περιέχει τυπικά αστέρια όπως ο δικός μας, ήταν να υποθέσουμε πως στον Γαλαξία υπήρχε ταυτόχρονα και μια μεγάλη ποσότητα μάζας, η οποία δεν εκπέμπει φως και άρα δεν συμβάλλει στη φωτεινότητα. Με αυτή την υπόθεση ο λόγος (Φωτεινότητας/Μάζας) θα έπαιρνε μικρότερες τιμές κοντά σε αυτές που γνωρίζουμε από τον Ήλιο μας. Πράγματι, ο Zicky πρότεινε την ύπαρξη μιας επιπλέον ποσότητας ύλης, η οποία δεν εξέπεμπε φως και η οποία ονομάστηκε «σκοτεινή ύλη».

Την ίδια χρονιά, οι αστροφυσικοί Jeremiah Ostriker και James Peebles ανέπτυξαν έναν υπολογιστικό κώδικα, που προσομοιώνει την εξέλιξη των γαλαξιών λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση ύλης και ακτινοβολίας. Στα μοντέλα τους παρατηρούσαν πως κατά την εξέλιξη ενός Γαλαξία η μάζα του τείνει να συγκεντρωθεί στο κέντρο. Το συμπέρασμα ήταν εντυπωσιακό καθώς έρχεται σε αντίθεση με τις παρατηρήσεις Γαλαξιών που φαίνονται να έχουν μια ελλειπτική ή σπειροειδή μορφή (όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα από το τηλεσκόπιο Hubble). Με άλλα λόγια, η μάζα τους δεν φαίνεται να καταρρέει προς το κέντρο, αλλά παρουσιάζει μια κατανομή γύρω από αυτό.

Για να κάνει τα πράγματα πιο περίπλοκα, το μοντέλο τους έδειχνε πως στον χρόνο μιας περιστροφής - που για έναν Γαλαξία σαν τον δικό μας ισοδυναμεί με 50 εκατομμύρια χρόνια - η μάζα του Γαλαξία καταρρέει στο κέντρο του και ένα μικρό κομμάτι της καταλαμβάνει απομακρυσμένες θέσεις στις παρυφές του Γαλαξία. Πρακτικά, δηλαδή, κανένας Γαλαξίας δεν θα μπορούσε να δημιουργηθεί αφού αργά ή γρήγορα όλοι θα κατέρρεαν προς το κέντρο τους.

Ο μόνος τρόπος για να πάρουν διαφορετικά αποτελέσματα από την προσομοίωση γαλαξιών ήταν να υποθέσουν την ύπαρξη περισσότερης ύλης, η οποία δεν αλληλεπιδρά με την ακτινοβολία. Πρόκειται για μια ακόμη ένδειξη - έστω και αν έρχεται από αριθμητικές προσεγγίσεις - για ένα είδος ύλης που δεν αλληλεπιδρά με το φως και άρα μπορεί να ονομαστεί «σκοτεινή» ύλη.

Το 1973, οι παρατηρήσεις της ταχύτητας περιστροφής γαλαξιών από την Vera Rubin και τον Kent Ford επιβεβαίωσαν τις πρώτες υποψίες. Οι Rubin και Ford μελετούσαν τον γειτονικό μας γαλαξία της Ανδρομέδας.

Παρά τις δυσκολίες στη μέτρηση, κατάφεραν να υπολογίσουν με μεγάλη ακρίβεια την ταχύτητα των νεφών υδρογόνου της Ανδρομέδας. Προς έκπληξή τους προέκυπτε πως η ταχύτητα περιστροφής των νεφών υδρογόνου μένει ίδια ακόμη και σε μεγάλες αποστάσεις από το κέντρο του Γαλαξία, γεγονός που έρχεται σε αντίθεση με όσα θα περίμενε κανείς από τον νόμο του Kepler. Προκειμένου να εξηγηθεί η παρατηρούμενη ασυμφωνία, ήταν απαραίτητο να εισαχθεί μια επιπλέον ποσότητα «σκοτεινής» ύλης. Μάλιστα, η Rubin πρότεινε πως για να συμφωνούν τα δεδομένα με τον νόμο του Κέπλερ, η ποσότητα της «σκοτεινής ύλης» στον γαλαξία της Ανδρομέδας θα πρέπει να αυξάνεται καθώς απομακρυνόμαστε από το κέντρο του.

Εικόνα 1.1. Στην παραπάνω εικόνα μπορεί να δει κανείς τα πράσινα σημεία που αντιστοιχούν στις ταχύτητες περιστροφής αστεριών στον γαλαξία Μ33. Τα πορτοκαλί σημεία δείχνουν τις ταχύτητες περιστροφής που περιμέναμε για αντικείμενα εντός του φωτεινού δίσκου του Γαλαξία. Φαίνεται ξεκάθαρα η απόκλιση που παρατηρείται, καθώς η ταχύτητα μεγαλώνει ενώ απομακρυνόμαστε από το κέντρο του Γαλαξία. Η διαφορά αυτή αποτελεί μια από τις ισχυρότερες ενδείξεις για την ύπαρξη σκοτεινής ύλης στον Γαλαξία, η οποία κάνει αισθητή την παρουσία της μέσω της βαρύτητας.


Η ανακάλυψη της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου.
Κομβικό σημείο για την εξέλιξη της σύγχρονης κοσμολογίας αλλά και την κατανόηση της ύπαρξης σκοτεινής ύλης υπήρξε η ανακάλυψη της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου και η πρόσφατη λεπτομερής χαρτογράφησή της από την αποστολή Planck του Ευρωπαικό Οργανισμό Διαστήματος (2013).

Η Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου (ΚΑΥ) είναι ένα αρχέγονο φως, που δημιουργήθηκε περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Από τότε, ταξιδεύει στο Σύμπαν μεταφέροντας πληροφορίες. Στα τηλεσκόπια φαίνεται ως ένα «ψυχρό» φως που έρχεται από όλες τις διευθύνσεις και η ενέργειά του αντιστοιχεί σε θερμοκρασία 2.7Κ.

Μελετώντας τα χαρακτηριστικά της ΚΑΥ, μπορούμε να αντλήσουμε πληροφορίες για τη σύσταση του σύμπαντος και για το πώς εξελίχτηκε μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Το πρώτο εντυπωσιακό δεδομένο από τη μελέτη της ΚΑΥ είναι η ομοιομορφία της. Παρατήρηση που μας οδηγεί στο συμπέρασμα πως η ύλη που δημιουργήθηκε αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη πρέπει να εξαπλώθηκε με ομοιόμορφο τρόπο.

Οι πρώτες διακυμάνσεις στην κατανομή της ΚΑΥ παρατηρήθηκαν από τη χαρτογράφηση αυτής της ακτινοβολίας, που έγινε το 1992 από τον δορυφόρο COBE (Cosmic Background Explorer) της NASA. Πρόκειται για την αρχαιότερη φωτογραφία του Σύμπαντος, που διαθέτουμε, καθώς είναι το πρώτο φως που ταξιδεύει ελεύθερο στο Σύμπαν. Τα δεδομένα έδειξαν ορισμένες διακυμάνσεις στην κατανομή της θερμοκρασίας της ΚΑΥ, που πιθανότατα δημιουργήθηκαν περίπου 400.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι διακυμάνσεις αυτές αντιστοιχούν σε θερμές και ψυχρές περιοχές του Σύμπαντος, που συνδέονται αντίστοιχα με περιοχές χαμηλής και υψηλής συγκέντρωσης ύλης. Η ανισοτροπία αυτή μελετήθηκε με ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια από μετέπειτα διαστημικές αποστολές, όπως ο WMAP (2001-10) και πιο πρόσφατα, το 2013, από τον δορυφόρο Planck της ESA, που μας προσέφερε έναν εξαιρετικά λεπτομερή χάρτη της ΚΥΑ, φανερώνοντας με μεγαλύτερη ακρίβεια τις διακυμάνσεις αυτής της ακτινοβολίας.

Εικόνα 2. Η κατανομή της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου από τον δορυφόρο WMAP (2005) και Planck (2013). Από τη σύγκριση των δυο εικόνων φαίνεται εύκολα και η διαφορά στον βαθμό λεπτομέρειεας.

Με βάση τη θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν και τις εξισώσεις του για την περιγραφή του χωρόχρονου και λαμβάνοντας υπόψη τις παρατηρούμενες ανωμαλίες της ΚΑΜ, o χρόνος των 13,7 δισεκατομμυρίων χρόνων, που πέρασε από τη Μεγάλη Έκρηξη, δεν θα ήταν αρκετός για να επιτρέψει τη δημιουργία μεγάλων δομών όπως οι γαλαξίες μας. Με πιο απλά λόγια, το ερώτημα είναι πως μπορεί κανείς να συμβιβάσει τη σχετικά ομοιογενή κατανομή ακτινοβολίας, που παρατηρεί στο Σύμπαν, με τη μεγάλη ανομοιογένεια που παρατηρείται στην κατανομή της ύλης η οποία συγκεντρώνεται σε αστέρια, γαλαξίες ή σμήνη Γαλαξιών.

Η δημιουργία τέτοιων δομών μπορεί να εξηγηθεί μόνο αν κανείς υποθέσει πως υπάρχει πολύ περισσότερη ύλη στο Σύμπαν σε σχέση με αυτήν που παρατηρούμε, η οποία δεν αλληλεπιδρά με την ακτινοβολία. Πρόκειται για ένα ακόμη στοιχείο - ίσως το κρισιμότερο - υπέρ της υπόθεσης της ύπαρξης της λεγόμενης σκοτεινής ύλης. Συγκεκριμένα, οι μετρήσεις αυτές δείχνουν πως το σύμπαν αποτελείται κατά 30% από ύλη. Από αυτό το ποσοστό, μόνο το 5% αντιστοιχεί στην ύλη που παρατηρούμε γύρω μας - το υπόλοιπο 25% είναι κάτι άλλο. Πρόσφατες μετρήσεις από τον δορυφόρο Planck δείχνουν πως η σκοτεινή ύλη αντιστοιχή στο 83% της συνολικής ύλης που περιέχεται στο Σύμπαν - είναι δηλαδή 4 φορές περισσότερη από την ορατή ύλη.

Μετά από δεκαετίες αστροφυσικών παρατηρήσεων υψηλής ακριβείας, είμαστε πλέον σίγουροι πως η πλειοψηφία της ύλης που σχηματίζει τους γαλαξίες, σμήνη γαλαξιών και τις μεγαλύτερες δομές ύλης, που παρατηρούμε στο Σύμπαν μας, είναι «σκοτεινό». Το συμπέρασμα για την ύπαρξή της προκύπτει από ακριβείς μετρήσεις της ταχύτητας περιστροφής γαλαξιών σε σμήνη, της λεγόμενης γαλακτικής καμπύλης περιστροφής, της μέτρησης της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, της αφθονίας των ελαφρών στοιχείων και της χαρτογράφησης μεγάλων δομών στο Σύμπαν αλλά και της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου.

Σύγκρουση Γαλαξιών: Το σμήνος της σφαίρας

Το πιο πρόσφατο εύρημα, που φαίνεται να υποστηρίζει την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, είναι η παρατήρηση δυο γαλαξιών (σε απόσταση 3.5 δις έτη φωτός από τη Γη) που διαπέρασαν ο ένας τον άλλο μετά από μια βίαιη σύγκρουση και τώρα απέχουν 2 εκ. έτη φωτός. Οι γαλαξίες αυτοί είναι γνωστοί ως 1Ε0657-56 ή το σμήνος της σφαίρας (Bullet Cluster) λόγω του βίαιου γεγονότος που προηγήθηκε.

Τα άστρα εντός των γαλαξιών φαίνονται να μένουν άθικτα, ενώ τα αέρια που καταλαμβάνουν τον μεγάλο χώρο σε έναν γαλαξία αλληλεπιδρούν πολύ έντονα. Το αποτέλεσμα της σύγκρουσης ήταν η απελευθέρωση ενός εξαιρετικά θερμού κύματος αερίων, που αποτελεί το 90% περίπου της φωτεινής τους μάζας, γεγονός που έγινε αντιληπτό από τ- μέτρηση της εκπομπής ακτίνων Χ.
Χαρτογραφήσεις του βαρυτικού πεδίου κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης δείχνουν πως η κατανομή της συνολικής μάζας του σμήνους είναι τελείως διαφορετική από την κατανομή της φωτεινής ύλης των δύο γαλαξιών..

Πιο συγκεκριμένα, το κέντρο της συνολικής μάζας του σμήνους - που βρίσκεται με τεχνικές στηριγμένες στη μέτρηση της καμπύλωσης του φωτός λόγω βαρυτικών πεδίων¹ - βρέθηκε να είναι μετατοπισμένο σε σχέση με το κέντρο μάζας της παρατηρήσιμης ύλης των δύο σμηνών, με παρατηρήσεις στο ορατό φάσμα και με ακτίνες Χ.
Το γεγονός αυτό μπορεί να εξηγηθεί μόνο αν κανείς υποθέσει την ύπαρξη σκοτεινής ύλης μεταξύ των γαλαξιών του Bullet Cluster, η οποία αλληλεπιδρά με διαφορετικό τρόπο από τη συνήθη ύλη.

Η παρατήρηση της σύγκρουσης των δυο γαλαξιών του Bullet Cluster συχνά αναφέρεται και ως η πιο καθοριστική απόδειξη υπέρ της ύπαρξης σκοτεινής ύλης απέναντι στις διάφορες θεωρίες τροποποιημένης βαρύτητας (MOND). Ωστόσο, μέχρι την παρατήρηση κάποιου σωματιδίου σκοτεινής ύλης, δεν μπορεί κανείς να αποκλείσει κανένα εναλλακτικό ενδεχόμενο.
Θα κλείσουμε παρουσιάζοντας έναν από τους πρώτους τρισδιάστατους χάρτες που απεικονίζουν την ύπαρξη σκοτεινής ύλης στο Σύμπαν μας. Πρόκειται για έναν χάρτη που έγινε με βάση τα δεδομένα του COSMOS, μιας έρευνας που έγινε με το Hubble.

Καθώς η ύπαρξή της κερδίζει όλο και περισσότερο έδαφος, πληθαίνουν και οι διαφορετικές θεωρίες για τα υποψήφια σωματίδια σκοτεινής ύλης.

Πως όμως μπορούμε να παρατηρήσουμε τη σκοτεινή ύλη στο εργαστήριό μας; Ποια είναι τα υποψήφια σωματίδια από τα οποία μπορεί να αποτελείται; Τι έχουμε μάθει τόσο από τα πειράματα του LHC όσο και από άλλα πειράματα μέχρι τώρα;

Σε αυτά τα ερωτήματα θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε στο επόμενο σημείωμα ενώ ταυτόχρονα θα συζητήσουμε τη σημασία της σκοτεινής ύλης για τη σύγχρονη φυσική και τα επόμενα βήματα στον 21ο αιώνα.

---

¹ Το φαινόμενο του βαρυτικού φακού, αναφέρεται στο γεγονός πως μία μεγάλη συγκέντρωση μάζας συγκεντρώνει γύρω της ακτίνες φωτός, όπως ένας μεγεθυντικός φακός συγκεντρώνει τις ακτίνες του Ήλιου.


indeepanalysis.gr 

Σύμπαν: Επιστήμονες υπολογίζουν τις πιθανότητες το σύμπαν να επεκτείνεται προς κάποια συγκεκριμένη κατεύθυνση

Κατά μέσο όρο, το σύμπαν μοιάζει ίδιο ανεξάρτητα από ποιο δρόμο το παρατηρείς. Ωστόσο, είναι πιθανό ο κόσμος να περιστρέφεται – ή να έχει κάποια περισσότερο περίπλοκη γεωμετρία – περιπτώσεις στις οποίες ο ρυθμός επέκτασης του σύμπαντος θα πρέπει να μεταβάλλεται με την κατεύθυνση. Ομάδα ερευνητών διερεύνησε αυτές της μορφές ανισοτροπίας στους χάρτες της Κοσμικής Μικροκυματικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου (CMB). Με εξέταση όλου του εύρους των μοντέλων ανισοτροπίας, η ομάδα θέτει τους πιο στενούς – μέχρι στιγμής – περιορισμούς στην κοσμική επέκταση σε μια εγγενή εξάρτηση της επέκτασης του σύμπαντος από την κατεύθυνση.

Οι καλύτερες μετρήσεις μας της ισοτροπίας είναι αυτές της CMB, οι οποίες δείχνουν ότι το σύμπαν είναι σχεδόν ομοιόμορφο σε όλο τον ουρανό. Υπάρχουν μικρές διακυμάνσεις στην CMB (στο επίπεδο του ενός μέρους στα 10^5) που μπορούν να εξηγηθούν ως διαταραχές στην πυκνότητα του σύμπαντος. Ωστόσο, ορισμένες από τις διακυμάνσεις της CMB θα μπορούσαν να είναι αποτέλεσμα ανισοτρόπου διαστολής, που θα μπορούσε να αλλάξει το μήκος κύματος του φωτός σε εξάρτηση με την κατεύθυνση άφιξής του. Ένα ανισότροπο σύμπαν θα ήταν ασύμβατο με ορισμένα κοσμολογικά μοντέλα, όπως αυτό του κοσμικού πληθωρισμού.

Τέσσερα δυνητικά πρότυπα κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου για σύμπαντα στα οποία υπάρχει συγκεκριμένη κατεύθυνση επέκτασης

Προηγούμενες μελέτες έχουν περιοριστεί γενικά στα μοντέλα ανισοτροπίας που παρουσιάζονται ως περιστροφή (μια αποκαλούμενη ανισοτροπία διανυσματικού τύπου). Η Daniela Saadeh του University College London και οι συνεργάτες της έχουν υιοθετήσει μια πιο γενική προσέγγιση, η οποία περιλαμβάνει ανισοτροπικά μοντέλα που βασίζονται σε ένα πλήρες φάσμα γεωμετρικών τύπων (βαθμωτών, διανυσματικών και τανυστικών). Οι ερευνητές μετέβαλαν τις παραμέτρους αυτού του γενικού μοντέλου και το συνέκριναν με τα δεδομένα της CMB από τον δορυφόρο Planck, του οποίου οι μετρήσεις πόλωσης είναι υψηλής ευαισθησίας στα ανισοτροπικά μοντέλα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα ανισοτροπικά μοντέλα είναι ασύμφωνα με τις παρατηρήσεις. Σύμφωνα με τα νέα όρια των συγγραφέων, οι πιθανότητες το σύμπαν μας να είναι ανισότροπο είναι 1 από 121000.

Πηγή: American Physical Society


Περισσότερα στην δημοσίευση: How Isotropic is the Universe? Physical Review Letters 117, 131302 – Published 21 September 2016

egno.gr