Αρχική » Διάστημα
Αρχείο κατηγορίας Διάστημα
Ημερολόγιο του 2024 από το Hubble Space Telescope και το James Webb Space Telescope
Το ημερολόγιο του 2024 περιλαμβάνει μια επιλογή εικόνων από Δελτία Τύπου (από το Hubble και το Webb ), το Hubble Pictures of the Week και το Webb Pictures of the Month που δημοσιεύτηκαν όλο το 2023. Αυτές περιλαμβάνουν εικόνες πλανητών, αστρικά σμήνη, γαλαξίες και άλλα.
Τα μεγαλύτερα άλυτα μυστήρια της Φυσικής
Τα μεγαλύτερα άλυτα μυστήρια της Φυσικής
του Κώστα Δεληγιάννη
Το 1900, ο Βρετανός φυσικός Λόρδος Κέλβιν είχε πει: «Δεν υπάρχει πλέον τίποτε νέο να ανακαλυφθεί στη φυσική. Το μόνο που απομένει είναι οι μετρήσεις να γίνουν ακόμη περισσότερο ακριβείς».
Δεν χρειάστηκε να περάσουν περισσότερο από δύο δεκαετίες για να διαψευσθεί παταγωδώς, αφού η κβαντική φυσική και η Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν άνοιξαν ένα «παράθυρο» σε έναν άγνωστο έως τότε και αινιγματικό «κόσμο».
Το αποτέλεσμα είναι ότι σήμερα κανείς ερευνητής δεν μιλά για το «τέλος της Φυσικής», αφού υποτίθεται πως έχουμε καταλάβει πλήρως την πραγματικότητα που μας περιβάλλει.
Αντίθετα, κάθε νέα ανακάλυψη φαίνεται να γίνεται η αιτία για ακόμη μεγαλύτερα και βαθύτερα ερωτήματα γι’ αυτήν την πραγματικότητα.
Από αυτά τα ερωτήματα, πέντε «γρίφοι» προβάλλουν αυτή τη στιγμή ως τα μεγαλύτερα «μυστήρια» της Φυσικής.
Τι είναι η σκοτεινή ενέργεια;
Εδώ και δεκαετίες, οι αστροφυσικοί έχουν στη διάθεσή τους δεδομένα που επιβεβαιώνουν ότι το σύμπαν διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό.
Το γεγονός αυτό σημαίνει πως η συμπεριφορά του σύμπαντος δεν καθορίζεται αποκλειστικά από τις βαρυτικές έλξεις, αλλά ότι υπάρχει μία μυστηριώδης απωστική δύναμη, η σκοτεινή ενέργεια όπως την έχουν ονομάσει, η οποία έχει υπερνικήσει τη βαρύτητα σε κοσμική κλίμακα.
Από τον ρυθμό της συμπαντικής διαστολής, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αντιστοιχεί περίπου στο 70% της ύλης-ενέργειας του σύμπαντος.
Ωστόσο, η φύση της σκοτεινής ενέργειας παραμένει άγνωστη.
Έτσι, είναι ακόμη αδιευκρίνιστο αν πίσω από αυτό τον όρο κρύβεται μία σταθερή πυκνότητα ενέργειας που κατακλύζει ομογενώς τον χώρο, όπως είχε προτείνει ο Αϊνστάιν πριν από 100 χρόνια, ή κάποιο άλλο φυσικό φαινόμενο.
“Death by Black Hole (NASA, Chandra, 01/08/14)” από NASA’s Marshall Space Flight Center διατίθεται με άδεια χρήσης CC by-nc-2.0
Τι είναι η σκοτεινή ύλη;
Αστρονομικές παρατηρήσεις έχουν δείξει επίσης ότι το 27% του σύμπαντος αντιστοιχεί σε μία εξωτική μορφή ύλης, που δεν απορροφά, ούτε εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Η σκοτεινή ύλη, όπως έχει ονομασθεί, δεν μπορεί επομένως να παρατηρηθεί άμεσα.
Εντούτοις, μέχρι σήμερα δεν έχει ανιχνευθεί ούτε με έμμεσο τρόπο, με συνέπεια οι μόνες πληροφορίες που έχουν οι επιστήμονες να προέρχονται από τη βαρυτική της επίδραση σε κοσμικές δομές, όπως οι γαλαξίες.
Μία από τις πιο διαδεδομένες θεωρίες για τα «συστατικά» της είναι ένα υποθετικό είδος σωματιδίων ονόματι WIMP (Ασθενώς Αλληλεπιδρώντα Σωματίδια με Μάζα), ενώ σε όλο τον κόσμο βρίσκονται σε εξέλιξη αρκετά πειράματα με στόχο να εξιχνιάσουν τη φύση της.
Πού οφείλεται το βέλος του χρόνου;
Ο χρόνος έχει μία μόνο κατεύθυνση, αφού εξελίσσεται από το παρελθόν προς το παρόν.
Αυτή η ιδιότητα, που ονομάσθηκε «βέλος του χρόνου» από τον αστροφυσικό Άρθουρ Έντιγκτον το 1927, οφείλεται σε μία ιδιότητα γνωστή ως εντροπία.
Η εντροπία είναι ένα μέτρο της αταξίας ενός συστήματος και, σύμφωνα με τη θερμοδυναμική, δεν μπορεί αυθόρμητα να μειωθεί. Συνεπώς, κάθε σύστημα που δεν δέχεται εξωτερικές επιδράσεις μεταβαίνει σε καταστάσεις ολοένα μεγαλύτερης αταξίας.
Αυτό σημαίνει ότι οι μεταβολές των συστημάτων είναι μη αντιστρεπτές (π.χ. τα μόρια ενός αερίου που θα μπουν σε ένα δοχείο θα διασκορπισθούν σε όλο το εσωτερικό του), κάτι που όμως είναι ασύμβατο με τους νόμους της Φυσικής, οι οποίοι μπορούν να λειτουργήσουν εξίσου καλά τόσο προς τα «εμπρός» όσο και προς τα «πίσω» στον χρόνο.
Σημαίνει επίσης ότι το σύμπαν ξεκίνησε από μια κατάσταση εξαιρετικά απίθανα χαμηλής εντροπίας, χωρίς οι επιστήμονες να μπορούν να εξηγήσουν γιατί αυτό το παρελθόν χαρακτηριζόταν από μέγιστη «οργάνωση».
Γιατί η ύλη επικράτησε της αντιύλης;
Το ερώτημα αυτό ανάγεται ουσιαστικά στον «γρίφο» του γιατί υπάρχουμε. Με βάση τους νόμους της φυσικής, με τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης.
Τότε, όμως κάθε σωματίδιο που θα συγκρουόταν με το αντίστοιχο αντισωματίδιό του, όπως ένα πρωτόνιο με ένα αντιπρωτόνιο ή ένα ηλεκτρόνιο με ένα ποζιτρόνιο, θα έπρεπε να εξαϋλωθεί.
Επομένως, το μόνο που θα έπρεπε να απομείνει θα ήταν μία «θάλασσα» φωτονίων, σε ένα άυλο σύμπαν.
Για κάποιον λόγο, όμως, υπήρξε μία μικρή ασυμμετρία ανάμεσα στην ύλη και την αντιύλη, η οποία έδωσε τη δυνατότητα στον «κόσμο» να εξελιχθεί στη σημερινή του μορφή.
Ασυμμετρία που δεν έχει εξηγηθεί έως σήμερα, αφού ακόμη και το πιο λεπτομερές πείραμα μελέτης πιθανών διαφορών στις ιδιότητές τους έληξε τον περασμένο Αύγουστο χωρίς κάποιο απτό αποτέλεσμα.
Ποια είναι η μοίρα του σύμπαντος;
Το «φινάλε» που θα έχει το σύμπαν εξαρτάται από την τιμή της παραμέτρου Ω, η οποία αποτελεί ένα μέτρο της πυκνότητας της ύλης και της ενέργειας.
Με βάση τα παρατηρησιακά δεδομένα, αυτή τη στιγμή το πιο επικρατέστερο σενάριο είναι πως η Ω ισούται περίπου με 1.
Αυτό σημαίνει πως θα συνεχίσει να διαστέλλεται, οδηγούμενο αργά αλλά σταθερά σε «Θερμικό Θάνατο» (Heat Death), δηλαδή σε μία κατάσταση όπου η θερμοκρασία θα είναι απειροελάχιστα μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν και ο «κόσμος» θα γίνει σκοτεινός και ψυχρός.
Σε πρώτη φάση, προοδευτικά θα σταματήσει η δημιουργία νέων αστέρων, ενώ τα υπάρχοντα αστέρια θα έχουν «σβήσει» το ένα μετά το άλλο, καθώς θα έχουν εξαντληθεί τα καύσιμά τους.
Αν και το τι ακριβώς θα συμβεί μετά βασίζεται ακόμη περισσότερο σε εικασίες, το βέβαιο είναι πως στη συνέχεια θα εξαφανισθούν και οι μαύρες τρύπες, λόγω της ακτινοβολίας που εκπέμπουν.
Πηγή: https://www.naftemporiki.gr/techscience/228521/ta-megalytera-alyta-mystiria-tis-fysikis/
Γιατί δεν μπορούμε ποτέ να φτιάξουμε τη μηχανή του χρόνου
Γιατί δεν μπορούμε ποτέ να φτιάξουμε τη μηχανή του χρόνου
Ήταν ένα μακρύ, ανεκπλήρωτο όνειρο της ανθρωπότητας να αποκτήσει τον έλεγχο στο πέρασμα του χρόνου. Δεν μπορεί παρά να φαντασιωθεί κανείς να λυγίσει τον χρόνο προς τα πίσω, να σταματήσει την αιώνια ροή του και να αποφύγει τον αναπόφευκτο θάνατο, αν είναι τεχνολογικά δυνατό.
Σαφώς, ο χρόνος είναι ένα σαγηνευτικό φαινόμενο. Γι’ αυτό, ένα κοινό θέμα σε κάθε επιστημονική φαντασία είναι το ταξίδι στο χρόνο. Ωστόσο, η κατασκευή της μηχανής του χρόνου είναι τόσο ασήμαντη όπως απεικονίζεται στις ταινίες, όπως το Back to the future; Επιτρέπεται τόσο θεωρητικά όσο και πρακτικά;
Αυτό που συλλέγουμε για το ταξίδι στο χρόνο από τη μυθοπλασία είναι ότι είτε επιστρέφει σε μια περασμένη εποχή είτε πηδά μπροστά στο μέλλον. Το ταξίδι στο χρόνο είναι ένα ταξίδι όχι στο διάστημα που έχει τρεις διαστάσεις, αλλά είναι ένα ταξίδι στην τέταρτη χρονική διάσταση, αυτή που δεν καταλαβαίνουμε πλήρως.
Θεωρία της σχετικότητας
Στη μη σχετικιστική φυσική, ο χρόνος ήταν απόλυτος, ανεξάρτητος από τον παρατηρητή και ίδιος σε όλο το σύμπαν. Αυτό προτάθηκε από τον Άγγλο επιστήμονα Sir Isaac Newton όταν σκέφτηκε ότι ο χρόνος προχωρούσε με σταθερό ρυθμό για όλους παντού.
Αλλά στη σχετικότητα, όπως θεωρητικοποιήθηκε από τον Γερμανό φυσικό Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο χρόνος δεν είναι πλέον μια απόλυτη έννοια.
Πρώτον, ο χρόνος αντιμετωπίζεται ως εναλλακτική διάσταση σε σχέση με τις χωρικές διαστάσεις μήκους, πλάτους και ύψους. Με άλλα λόγια, ο χρόνος είναι ένας νέος διάδρομος που πρέπει να περάσεις.
Δεύτερον, ο χρόνος δεν είναι ο ίδιος για όλους παντού, όπως είχε υποθέσει ο Νεύτωνας. Ο χρόνος επιβραδύνεται καθώς ταξιδεύετε πιο γρήγορα, για παράδειγμα.
Στην πραγματικότητα, όταν τα υποατομικά σωματίδια επιταχύνονται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, η διάρκεια ζωής τους αυξάνεται δραματικά. Συνήθως διασπώνται πιο γρήγορα, αλλά όταν κινούνται με σχετικιστική ταχύτητα μέσα στον επιταχυντή σωματιδίων, βιώνουν τον χρόνο πιο αργά (σε σχέση με άλλα σωματίδια) και ζουν περισσότερο.
Επιπλέον, από τη γενική θεωρία της σχετικότητας, μια αναβαθμισμένη εκδοχή της ειδικής σχετικότητας, είναι γνωστό ότι ο χρόνος περνά πιο αργά για αντικείμενα σε ισχυρά βαρυτικά πεδία, παρά για εκείνα τα αντικείμενα που μένουν μακριά από τέτοια πεδία.
Ως αποτέλεσμα, αν υπήρχαν δίδυμα αδέρφια και ένα από τα δίδυμα περιφερόταν γύρω από μια μαύρη τρύπα ενώ το άλλο γύρω από τη γη, μπορείτε να μαντέψετε ποιο από τα δίδυμα θα ήταν μεγαλύτερο;
Επιστρέφοντας στο ερώτημα: Είναι πρακτικό το ταξίδι στο χρόνο όπως φαίνεται στις ταινίες όπως το Looper ή το Back to the future; Πολλοί επιστήμονες συμφωνούν ότι η ιδέα του ταξιδιού στο χρόνο με το πάτημα ενός κουμπιού δεν είναι δυνατή καθώς θα παραβίαζε τον νόμο της αιτιότητας.
Το παράδοξο
Η ροή του χρόνου μοιάζει με ποτάμι καθώς επιταχύνει, ελίσσεται και επιβραδύνει. Ο χρόνος μπορεί επίσης να έχει στροβιλισμούς και διχάλες σε δύο ή περισσότερα ποτάμια, λέει ο Αμερικανός φυσικός και μελλοντολόγος Michio Kaku.
Μόλις πατηθεί το κουμπί της χρονομηχανής, μπορεί να είναι δυνατό να πάει κανείς προς τα πίσω σε έναν παράλληλο κόσμο. Επομένως, στερημένος της ευκαιρίας να αλλάξει η τροπή των γεγονότων στην πραγματικότητα από την οποία προήλθε. Μια νέα πραγματικότητα θα χτιζόταν από την αρχή, αποφεύγοντας το παράδοξο του παππού.
Αυτή η ιδέα του ταξιδιού στο χρόνο προτάθηκε από τον Βρετανό φυσικό David Deutsch, ο οποίος χρησιμοποίησε την ορολογία των πολλαπλών συμπάντων για να λύσει το ευρέως συζητούμενο παράδοξο του παππού.
Το παράδοξο προέρχεται από την ιδέα ότι αν κάποιος ταξιδέψει σε μια εποχή πριν ο παππούς του κάνει παιδιά και το σκοτώσει, θα έκανε αδύνατη τη δική του γέννηση.
Το ταξίδι στο χρόνο του David Deutsch λύνει το παράδοξο μόνο θεωρητικά. Ο ταξιδιώτης του χρόνου αναδύεται σε ένα εναλλακτικό σύμπαν, αλλά πολύ παρόμοιο με το δικό του. Μπορούν τέτοια σύμπαντα να εισέλθουν και να φύγουν από την ύπαρξη μόνο από την ιδιοτροπία του ταξιδιώτη του χρόνου; Η ιδέα ακούγεται καλή στα χαρτιά, αλλά η πρακτική της δυνατότητα είναι πολύ αμφίβολη.
Τι είναι δυνατό
Σύμφωνα με τους περισσότερους επιστήμονες και μηχανικούς, το ταξίδι στο χρόνο είναι αδύνατο όπως έχετε δει στις ταινίες. Ο αείμνηστος Άγγλος αστροφυσικός Στίβεν Χόκινγκ αστειεύτηκε κάποτε: «Έχω πειραματικές αποδείξεις ότι το ταξίδι στο χρόνο δεν είναι δυνατό». Ο Χόκινγκ διοργάνωσε ένα πάρτι για ταξιδιώτες στο χρόνο το 2010, αλλά δεν ήρθε κανείς.
Ωστόσο, έχουμε παρατηρήσει ότι ο χρόνος επιβραδύνεται και δεν τρέχει πάντα με τον ίδιο ρυθμό παντού, κάτι που μπορεί να βοηθήσει να ταξιδέψουμε προς τα εμπρός στο χρόνο, τουλάχιστον, σε σχέση με κάποιον άλλο. Όπως φαίνεται στις ρεαλιστικές ταινίες όπως το Interstellar (2014).
Επίσης, όταν παρατηρούμε το σύμπαν, κοιτάμε πίσω στο χρόνο. Το φως του δικού μας Ήλιου, για παράδειγμα, χρειάζεται περίπου 8 λεπτά για να φτάσει στη γη. Βλέπουμε τον Ήλιο όπως ήταν πριν από 8 λεπτά. οπότε αν ο Ήλιος εξαφανιζόταν αυτή τη στιγμή, δεν θα το ξέραμε.
Θα εκπλαγείτε αν μάθετε ότι το τηλεσκόπιο James Webb της NASA μπορεί να μελετήσει το φως που εκπέμπεται από τους αρχαιότερους γαλαξίες πριν από 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να κοιτάξουμε τη γέννηση του σύμπαντος, λίγο πολύ, αν σχεδιάσουμε ένα ακόμα μεγαλύτερο, καλύτερο τηλεσκόπιο.
Ανακεφαλαίωση
Το ταξίδι στο χρόνο με το πάτημα ενός κουμπιού αποκλείεται. Η κατασκευή μιας τέτοιας μηχανής παραβιάζει όχι μόνο τους νόμους της φυσικής αλλά και την κοινή λογική. Μοιάζει πολύ με την κατασκευή μιας μηχανής αέναης κίνησης, μιας υποθετικής μηχανής που μπορεί να λειτουργήσει άπειρα χωρίς εξωτερική πηγή ενέργειας.
Τέλος, επαναλαμβάνοντας ότι το ταξίδι στο χρόνο είναι πολύ πιο αδύνατο τεχνικά παρά θεωρητικά. Μπορεί να υπάρχει ακόμα μη ανακαλυφθείσα φυσική που επιτρέπει την κατασκευή μιας μηχανής του χρόνου. Μπορεί να είναι δυνατό, αλλά θα απαιτούσε τεράστια ποσά ενέργειας και χρημάτων.
Πηγή: https://www.wondersofphysics.com/2022/09/why-time-travel-is-impossible.html
Πρόσφατα σχόλια