nikanestis's blog

Just another Blogs.sch.gr site

Δημήτρης Νανόπουλος: “Είμαστε μια ανακατανομή του τίποτα”

 

 

Δημήτρης Νανόπουλος: “Είμαστε μια ανακατανομή του τίποτα”

 

Posted on 13/04/2011

17

 

 

…όλοι ξέρουμε ότι ζούμε σ’ ένα σύμπαν που διαστέλλεται για 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Άρα, αν πάμε πίσω στον χρόνο, κοντά στην “αρχή”, το σύμπαν ήταν λιλιπούτειο, μικρότερο κι από ένα quark ή ηλεκτρόνιο. Με άλλα λόγια, έχουμε να κάνουμε, τουλάχιστον στην αρχή, με ένα κβαντικό σύμπαν.
Το σύμπαν προέρχεται από (ή εμφανίστηκε σαν) μια αυθόρμητη (spontaneous) κβαντική διακύμανση του “τίποτα” ή καλύτερα από το κβαντικό κενό. Υπάρχουν άπειρες τέτοιες κβαντικές διακυμάνσεις, οι οποίες όμως είναι πολύ βραχύβιες της τάξεως του 10-44 του δευτερολέπτου! Μια από αυτές τις κβαντικές διακυμάνσεις, για καθαρά τυχαίους λόγους, κατόρθωσε “να διαφύγει” και μέσα από μια αρχικά ΄”πληθωριστική” (inflationary) διαστολή, να εξελιχθεί έπειτα από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια στο σύμπαν που “βλέπουμε” σήμερα. Εδώ θα πρέπει να τονιστεί ότι κάθε μια από τις “άπειρες” διακυμάνσεις θα μπορούσε δυνητικά να εξελιχθεί σ΄ένα σύμπαν, με τους δικούς του φυσικούς νόμους, όπως περιγράφεται από τις περίπου 10500 “λύσεις” των εξισώσεων της Μ ή F θεωρίας. Γνωρίζοντας σήμερα ότι, σύμφωνα με τη θεωρία των Υπερχορδών/Μ-Θεωρία, τα δυνητικά σύμπαντα, για λόγους συνέπειας της θεωρίας, πρέπει να είναι 10,11, ή 12 διαστάσεων. Συνεπώς, οι 6,7,8 “περιττές” διαστάσεις, μια που ζούμε σ’ ένα 4-διάστατο σύμπαν, πρέπει να παραμείνουν “διπλωμένες” περίπου στο 10-30 – 10-33 του εκατοστού! Ο τρόπος και η εσωτερική γεωμετρία του “διπλώματος” των “περιττών” διαστάσεων καθορίζουν ριζικά όχι μόνο τον τύπο των δυνάμεων ή αλληλεπιδράσεων, αλλά και τις μάζες των σωματιδίων και άλλες φυσικές σταθερές. Με άλλα λόγια, γνωρίζουμε σήμερα ότι το εμφανιζόμενο σύμπαν διέπεται από ένα μοναδικό κι αναπόσπαστο σύνολο φυσικών νόμων και φυσικών σταθερών. Η ερώτηση γιατί αυτό το δικό μας σύμπαν και όχι άλλο δεν έχει νόημα, μια που όλα τα σύμπαντα, κατ’ αρχήν, έχουν μη μηδενική πιθανότητα εμφανίσεως. Η παραπάνω περιγραφή είναι αυτό που λέμε σήμερα “πολυσύμπαν” (multiverse) και είναι απόρροια της M ή F θεωρίας.
Πρέπει να τονιστεί ότι η ύπαρξη της στιγμιαίας “πληθωριστικής” (inflatinary) διαστολής διασφαλίζει ένα υψίστης σημασίας desideratum, τον μηδενισμό ανά πάσα στιγμή της συνολικής ενέργειας του σύμπαντος. Η ύπαρξη της βαρύτητας, που δρα πάντοτε ελκτικά, άρα συνεισφέρει αρνητική ενέργεια, είναι ανυπολόγιστης αξίας στη μηδενοποίηση της ολικής ενέργειας του σύμπαντος. χαρακτηριστικά αναφέρω ότι, στη θεωρία Υπερχορδών/Μ-θεωρία/F-θεωρία, η βαρύτητα είναι αυτόματα παρούσα σ’ όλες τις “λύσεις” τους. Ο μηδενισμός της ολικής ενέργειας του σύμπαντος καθιστά προφανώς δυνατή την “εμφάνιση” του σύμπαντος από το “τίποτα”, χωρίς να παραβιάζεται η αρχή της διατήρησης της ενέργειας. είναι μεγάλο ευτύχημα για όλη τη “Μεγάλη Εικόνα”, που παρουσίασα, ότι τα πειραματικά-παρατηρησιακά δεδομένα δείχνουν ότι η ολική ενέργεια του σύμπαντος είναι μηδέν! Τελικά, όπως είπα πριν από δέκα χρόνια:
“Είμαστε μαι ανακατανομή του τίποτα…”
Ξεκινώντας λοιπόν με ένα ούτως εμφανιζόμενο σύμπαν, μπορούμε μέσα από τους φυσικούς νόμους που το διέπουν να μελετήσουμε επιτυχώς όλη την εξέλιξη του μέχρι σήμερα, ερμηνεύοντας την εμφάνιση όλων των “Μεγάλων Δομών” (Large Structures), γαλαξιών, σμηνών αστέρων, αστέρων, πλανητών….(βλέπε εικόνα/σχήμα παραπάνω).
Πρέπει να τονιστεί ότι η “Μεγάλη Εικόνα” για την εμφάνιση του σύμπαντος, που μόλις περιέγραψα, συνδυασμένη με τη δαρβινική εξέλιξη των ειδών, ελευθερώνει τον άνθρωπο από πολλά θεμελιώδη και υπαρξιακά ερωτηματικά που τον απασχολούν από τότε που υπάρχει. Ο καθένας μπορεί να δώσει τη δική του ερμηνεία. Πιστεύω όμως ότι υπάρχει κάτι το μεγαλειώδες σ’ αυτή τη θεώρηση του σύμπαντος….

Απόσπασμα από το βιβλίο: “Από την κοσμογονία στη γλωσσογονία”, Δημήτρης Νανόπουλος – Γεώργιος Μπαμπινιώτης, Εκδόσεις Καστανιώτη

Γιατί χύνεται ο καφές όταν περπατάμε: η ερμηνεία της φυσικής

 

 

Γιατί χύνεται ο καφές όταν περπατάμε: η ερμηνεία της φυσικής

 

Posted on 09/05/2012

0

 

 

Μια δυνατή υποψηφιότητα για το βραβείο Ig Nobel Φυσικής αποτελεί η έρευνα του μηχανολόγου μηχανικού του πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας Rouslan Krechetnikov και του μεταπτυχιακού φοιτητή Hans Mayer. Οι δυο ερευνητές αποφάσισαν να μελετήσουν τις αναταραχές του καφέ σε μια κούπα, όταν σε ένα συνέδριο δυναμικής ρευστών έβλεπαν τους συμμετέχοντες να προσπαθούν με δυσκολία να μεταφέρουν τα ποτά τους – και πολλές φορές να συμβαίνουν αστεία ατυχήματα.
Συνειδητοποίησαν ότι η φυσική δεν ήταν απλή. Εκτός από τη μηχανική του ανθρώπινου βαδίσματος, η οποία εξαρτάται από την ηλικία, την υγεία και το φύλο του ατόμου, σημαντικό ρόλο παίζει η φυσική που εξετάζει την κίνηση του ρευστού (ο καφές στην προκειμένη περίπτωση), σε σχέση με τις δυνάμεις, τις ροπές και τις επιταχύνσεις που υπεισέρχονται.
Επιστρέφοντας στο εργαστήριό τους οι Krechetnikov και Mayer δεν έχασαν χρόνο, σχεδίασαν και εκτέλεσαν ένα πείραμα: Ζήτησαν από ένα άτομο να περπατήσει με διαφορετικές ταχύτητες σε ευθεία πορεία με μια γεμάτη κούπα καφέ στο χέρι. Μια κάμερα κατέγραφε την κίνηση του ατόμου, ενώ ένας μικροσκοπικός αισθητήρας στην κούπα κατέγραφε την στιγμή της διαρροής.
Η ελεύθερη ταλάντωση μπρος – πίσω ενός ρευστού έχει μια συγκεκριμένη ιδιοσυχνότητα που καθορίζεται από το μέγεθος του δοχείου που το περιέχει. Η εργασία των Krechetnikov και Mayer στο Physical Review E , δείχνει ότι το συνηθισμένο μέγεθος μιας κούπας καφέ τυχαίνει να ταιριάζουν με τις συχνότητες που δημιουργούνται από την κίνηση των κάτω άκρων του ατόμου που βαδίζει. Αυτό σημαίνει ότι και μόνο το περπάτημα, χωρίς άλλη παρέμβαση, μπορεί να οδηγήσει την ταλάντωση του καφέ σε συντονισμό – που σημαίνει ταλάντωση με το μέγιστο πλάτος και μεγάλη πιθανότητα να χυθεί ο καφές. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι και μικρές αποκλίσεις από το κανονικό περπάτημα μπορούν να ενισχύσουν την κίνηση του ρευστού αυξάνοντας κι άλλο την πιθανότητα «ατυχήματος».
Πως μπορούμε να αποφύγουμε την διαρροή του καφέ από τη κούπα μας καθώς περπατάμε; Ξεκινώντας το περπάτημά μας αργά – που σημαίνει μικρή επιτάχυνση και αφήνοντας την κατάλληλη απόσταση μεταξύ της επιφάνειας του καφέ από το χείλος της κούπας. Αυτό πρέπει να είναι τουλάχιστον το 1/8 της διαμέτρου μιας συνηθισμένης κούπας …. (για περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες: Walking with coffee: Why does it spill? )
Ωστόσο, ο φυσικός Andrzej Herczynski από το Boston College ασκεί «δρυμεία» κριτική στην εργασία των Krechetnikov και Mayer, διότι δεν προχώρησε αρκετά, δηλώνοντας:
«Προσωπικά έχω απογοητευθεί από την μελέτη διότι περιορίζεται σε κυλινδρικές κούπες … αφήνοντας έξω τα διαφορετικού σχήματος φλυτζάνια που χρησιμοποιούνται για τον καπουτσίνο στην Ιταλία».
Παρόλα αυτά, η έρευνα αυτή μάλλον κερδίζει το βραβείο Ig Nobel.
news.sciencemag.org

Το κοράκι που ξέρει φυσική

Ο Αίσωπος είχε προβλέψει σε έναν από τους μύθους του ότι τα κοράκια κατανοούν τις βασικές αρχές της υδροστατικής.

Στο μύθο Το διψασμένο κοράκι, ο Αίσωπος περιγράφει πώς ένα έξυπνο πουλί ρίχνει πετραδάκια σε μια μισογεμάτη στάμνα ώστε να ανεβάσει τη στάθμη και να μπορέσει τελικά να πιει νερό.
Ο μύθος αποτέλεσε τη βάση για ένα τεστ νοημοσύνης στο οποίο υποβλήθηκε το κοράκι της Νέας Καληδονίας (Corvus moneduloides), ένα εξαιρετικά ευφυές πτηνό που είναι γνωστό ότι χρησιμοποιεί εργαλεία.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Όκλαντ στη Νέα Ζηλανδία αιχμαλώτισαν έξι άγρια κοράκια και τα έφεραν ενώπιον ενός δύσκολου προβλήματος: κομμάτια λαχαριστού κρέατος που επέπλεαν σε έναν σωλήνα μισογεμάτο με νερό. Δίπλα στο σωλήνα οι ερευνητές είχαν αφήσει αντικείμενα όπως πετραδάκια και κομμάτια λάστιχου.
Τα περισσότερα κοράκια κατάλαβαν γρήγορα ποια ήταν η λύση. Κατάλαβαν μάλιστα ότι για να ανέβει η στάθμη στο σωλήνα ήταν προτιμότερο να χρησιμοποιήσουν βαριά, συμπαγή αντικείμενα όπως τα πετραδάκια και όχι ελαφρά ή κούφια αντικείμενα. Επιπλέον, κατανοούσαν ότι το κόλπο λειτουργεί μόνο στο νερό και όχι σε σωλήνες μισογεμάτους με άμμο.
Όπως αναφέρει η ερευνητική ομάδα στην επιθεώρηση PLoS ONE, το πείραμα δείχνει ότι τα κοράκια κατανοούν ως ένα βαθμό τις σχέσεις αιτίου-αποτελέσματος και αντιλαμβάνονται την έννοια του εκτοπίσματος στο επίπεδο ενός παιδιού 5 έως 7 ετών.
Παρόλα αυτά, τα κοράκια απέτυχαν σε πιο δύσκολες δοκιμασίες στις οποίες έπρεπε να λάβουν υπόψη τη διάμετρο του σωλήνα ή να μαντέψουν ότι δύο σωλήνες λειτουργούσαν στην πραγματικότητα ως συγκοινωνούντα δοχεία.
Παρόλα αυτά, ο Αίσωπος θα ήταν περήφανος για τα κατορθώματα του κορακιού.
Και, αν μπορούσε να μιλήσει, το κοράκι της Νέας Καληδονίας θα αναφωνούσε «Εύρηκα!» όπως ο Αρχιμήδης, πατέρας της υδροστατικής, τη στιγμή που πεταγόταν έξω από τη μπανιέρα.

Ενέργεια για παιδιά δημοτικού

Energeia_KAPE

Η Ενέργεια και οι πηγές της

Το ταξίδι της Ηλεκτρικής Ενέργειας

 

 

Επαναληπτικά στα κύματα

KYMA_1

Διαγώνισμα στις κρούσεις

διαγ.κρουσεις

Διαγώνισμα στο στερεό

Κριτήριο αξιολόγησης στην κίνηση του στερεού σώματος

περιοδικος πινακας ,Χημεία Α Λυκείου

περιοδικος πινακας


Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων