Η ώρα της αλήθειας για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων στο διάστημα

Σε λίγες ώρες θα αρχίσουν να καταφθάνουν στη Γη τα πρώτα επιστημονικά δεδομένα από το ευρωπαϊκό μη επανδρωμένο διαστημόπλοιο Lisa Pathfinder, κάτι που σημαίνει πως θα ξεκινήσει η δοκιμή της τεχνολογίας που χρησιμοποιεί το σκάφος για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

Το Lisa Pathfinder αναπτύχθηκε από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) και εκτοξεύθηκε στις 2 Δεκεμβρίου, με έναν πύραυλο Vega από τον ευρωπαϊκό κοσμοδρόμιο στο Κουρού της Γαλλικής Γουιάνας. Σκοπός του σκάφους είναι να δοκιμασθεί σε πραγματικές συνθήκες μία τεχνική η οποία θα μπορούσε να επιτρέψει την κατασκευή διαστημικών παρατηρητηρίων για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

Όπως προβλέπει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, τα βαρυτικά κύματα είναι διαταραχές που διαδίδονται στο χωροχρονικό συνεχές και προκαλούνται από την κίνηση των υλικών σωμάτων.

Επειδή είναι εξαιρετικά ασθενή, η πειραματική απόδειξη για την ύπαρξή τους έγινε μόλις τον φετινό Φεβρουάριο, δηλαδή έναν αιώνα μετά τη διατύπωση της Γενικής Σχετικότητας, από τους δύο επίγειους ανιχνευτές του πειράματος Advanced LIGO στις ΗΠΑ.

Από εδώ και στο εξής, το πείραμα Advanced LIGO αναμένεται να αρχίσει να ανιχνεύει βαρυτικά κύματα σε τακτική βάση, συνεπικουρούμενο μάλιστα από παρόμοιες διατάξεις που υπάρχουν στην Ιταλία και τη Γερμανία.

Ωστόσο, αυτοί οι επίγειοι ανιχνευτές δεν μπορούν να εντοπίσουν διαταραχές στο χωροχρονικό συνεχές οι οποίες έχουν αρκετά χαμηλές συχνότητες.

Το κενός αυτό υπόσχονται να καλύψουν τα διαστημικά παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στους αστρονόμους να μελετήσουν κοσμικά φαινόμενα όπως τη γέννηση «πανάρχαιων» γαλαξιών, που βρίσκονται σε απόσταση πάνω από 10 δισ. έτη φωτός από τη Γη.

Επομένως, σκοπός του Lisa Pathfinder είναι να γίνει το «κρας τεστ» του τρόπου λειτουργίας ενός τέτοιου παρατηρητηρίου.

Πιο συγκεκριμένα, στο εσωτερικό του διαστημοπλοίου υπάρχουν δύο πανομοιότυποι κύβοι 46 χιλιοστών από κράμα χρυσού και λευκόχρυσου, οι οποίοι απέχουν μεταξύ τους κατά 38 εκατοστά.

Το ερώτημα είναι κατά πόσο οι δύο κύβοι παραμένουν όντως απομονωμένοι από οποιαδήποτε άλλη δύναμη, εκτός από τη βαρύτητα.

Για να διαπιστωθεί αυτό, μία διάταξη θα παρακολουθεί τις θέσεις τους με εξαιρετική ακρίβεια, ώστε να ελέγξει κατά πόσο η κίνησή τους προκαλείται αποκλειστικά από τη βαρυτική δύναμη.

Από τη στιγμή της εκτόξευσής του, το σκάφος αύξανε συνεχώς το ύψος του ώστε να φτάσει τελικά στην επιθυμητή τροχιά, σε απόσταση περίπου 1,5 χλμ. από τη Γη.

Πριν από την έναρξη της επιστημονικής φάσης της αποστολής, οι υπεύθυνοι του Lisa Pathfinder πραγματοποίησαν όλους τους απαραίτητους ελέγχους στα συστήματά του.

Ετικέτες: Αστρονομία, επιστήμες, τεχνολογίες

«Έξυπνες» δορυφορικές κεραίες για πρόσβαση στο Ίντερνετ από οπουδήποτε στον πλανήτη

Σε μια κούρσα όπου ήδη τρέχουν τρανταχτά ονόματα όπως η Google και το Facebook δραστηριοποιείτα η ισραηλινή startup Skyfi, η οποία επιδιώκει να ανοίξει τον δρόμο για παροχή πρόσβαση στο Ίντερνετ από οπουδήποτε στον πλανήτη μέσω της πρώτης κεραίας που έχει τη δυνατότητα να αυτο-διορθώνεται- μετατρέποντας μικρούς, οικονομικούς δορυφόρους σε πανίσχυρους πομποδέκτες/ αναμεταδότες που θα μπορούν να καλύπτουν όλη την υφήλιο.

Αντί για αερόστατα σε μεγάλα ύψη (Google) και συνδυασμούς drones με ογκώδεις δορυφόρους, η ισραηλινή startup προτείνει ένα σμήνος 60 μίνι δορυφόρων (μεγέθους κουτιού παπουτσιού) για την πλήρη κάλυψη της Γης.

Συνιδρητής της εταιρείας είναι ο Ραζ Ιτζάκι Ταμίρ, ο οποίος ελπίζει να το κάνει αυτό μέσω μιας κεραίας σε σχήμα αλεξιπτώτου που θα αναπτύσσεται μόλις ο δορυφόρος βρεθεί στο Διάστημα.

Η κεραία αυτή θα μπορεί μηχανικά να προβαίνει σε διορθωτικές κινήσεις στην επιφάνεια του μεταδότη, επιτρέποντας τη διέλευση ισχυρότερου σήματος, ενώ θα μπορεί να αλλάζει να αλλάζει κατεύθυνση, εφόσον αλλάζουν οι ανάγκες της μετάδοσης.

Τα δύο αυτά πλεονεκτήματα δεν ακούγονται ιδιαίτερα εντυπωσιακά, ωστόσο αποτελούν εδώ και πολλά χρόνια σημαντικό «πονοκέφαλο» για τις επιχειρήσεις δορυφόρων.

Η εταιρεία υποστηρίζει πως έχει έτοιμο ένα «proof of concept», ωστόσο η τεχνολογία αυτή δεν έχει δοκιμαστεί ακόμα στο Διάστημα, και αναμένεται πως για να συμβεί κάτι τέτοιο θα πρέπει να περάσουν χρόνια.

Ωστόσο, από μόνη της η κεραία αποτελεί σημαντικό επίτευγμα, που αναμένεται να προκαλέσει έντονο ενδιαφέρον.

Πολλοί νέοι δορυφόροι αναμένεται να εκτοξευθούν στο Διάστημα μέσα στην επόμενη δεκαετία, και πολλοί θα χρησιμοποιούν ισραηλινή τεχνολογία.

Η Skyfi έχει συγκεντρώσει χρηματοδότηση τριών εκατ. δολαρίων, ενώ έχει υπάρξει ενδιαφέρον για πώληση κεραιών σε διεθνείς «παίκτες» όπως η Lockheed Martin και η Spacecom, η οποία συνεργάζεται με το Facebook για την παροχή υπηρεσιών Ίντερνετ στην Αφρική, και θεωρεί πως εάν η νέα κεραία αποδειχθεί επιτυχής, σύντομα η ζήτηση για αυτήν θα είναι μεγάλη

Ετικέτες: Αστρονομία, Διαδίκτυο, Διαστημική, πληροφορική, τεχνολογίες

Ένα αιώνα μετά τη διατύπωση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, Αμερικανοί επιστήμονες ελπίζουν πως η τεχνική που έχουν στα σκαριά θα τους δώσει τη δυνατότητα να ανιχνεύσουν για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα, κι έτσι να επιβεβαιώσουν τη μοναδική πρόβλεψη του Άλμπερτ Αϊνστάιν που δεν έχει επαληθευτεί πειραματικά μέχρι σήμερα. Γι’ αυτό τον σκοπό οι επιστήμονες, οι οποίοι ανήκουν στην κοινοπραξία North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav), εξασφάλισαν χρηματοδότηση 14,5 εκατ. δολαρίων από το Εθνικό Ίδρυµα Επιστήµης (NSF) στις ΗΠΑ, ώστε να δημιουργήσουν και να λειτουργήσουν για μία πενταετία ένα εξειδικευμένο ερευνητικό κέντρο.

Το κέντρο ονομάζεται NANOGrav Physics Frontiers Center (PFC) και στόχος του είναι να εντοπίσει βαρυτικά κύματα χαμηλής συχνότητας, δηλαδή διαταραχές στο χωροχρονικό συνεχές που, όπως προβλέπει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, προκαλούνται από βίαια συμπαντικά φαινόμενα στα οποία παίρνουν μέρος ουράνια σώματα με εξαιρετικά μεγάλη μάζα. Οι επιστήμονες υποστηρίζουν πως θα ανιχνεύσουν τέτοιες διαταραχές από τα «αποτυπώματα» που αυτές αφήνουν σε ραδιοπαλμούς οι οποίοι φθάνουν στη Γη προερχόμενοι από πάλσαρ.

«Πλέον έχουμε όλοι συνηθίσει να βλέπουμε εντυπωσιακές εικόνες του σύμπαντος από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble», λέει ο καθηγητής αστρονομίας του πανεπιστημίου Κορνέλ Τζέιμς Κορντ στο σάιτ του ιδρύματος, το οποίο συμμετέχει στην κοινοπραξία. «Τέτοιες εικόνες είναι η αποκορύφωση τεσσάρων αιώνων αστρονομικών παρατηρήσεων, που ξεκίνησαν από τον Γαλιλαίο και το τηλεσκόπιό του, με το οποίο είδε για πρώτη φορά ουράνια αντικείμενα αόρατα στο γυμνό μάτι».

Έκτοτε, για τη μελέτη του σύμπαντος έχει χρησιμοποιηθεί όλο το φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, οδηγώντας σε εντυπωσιακές ανακαλύψεις. «Το ίδιο θα συμβεί και με τα βαρυτικά κύματα, τα οποία είναι θεμελιωδώς διαφορετικά από το ορατό φως, τα ραδιοκύματα ή τις ακτίνες Χ», προσθέτει ο Κορντ. «Από τη στιγμή που θα έχουμε στα χέρια μας μια τεχνική ανίχνευσής τους, θα ξεκινήσει μία νέα εποχή για την αστρονομία. Έτσι, για παράδειγμα, θα μάθουμε περισσότερες λεπτομέρειες για το πώς τα ζεύγη από μαύρες τρύπες στροβιλίζονται μεταξύ τους, ή θα λύσουμε ερωτηματικά που αφορούν το πρώιμο σύμπαν».

Τα βαρυτικά κύματα που έχουν στο «στόχαστρο» οι επιστήμονες χαρακτηρίζονται από τόσο μεγάλα μήκη κύματος –μεγαλύτερα από τις διαστάσεις του ηλιακού μας συστήματος- που δεν θα μπορούσαν να καταγραφούν από κανέναν επίγειο ανιχνευτή. Ευτυχώς για τους επιστήμονες, η φύση έχει προνοήσει, παρέχοντάς τους ως ανιχνευτικό εργαλείο τους πάλσαρ – αστέρες νετρονίων που περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα και έχουν βαφτισθεί «φάροι του διαστήματος», καθώς εκπέμπουν ραδιοσήματα με τη μορφή παλμών εντυπωσιακά σταθερής συχνότητας.

Καθώς τα βαρυτικά κύματα διαδίδονται στον χωρόχρονο, επηρεάζουν τη χρονική στιγμή άφιξης των ραδιοπαλμών στη Γη. Έτσι, οι ερευνητές φιλοδοξούν να μετρήσουν αυτές τις απειροελάχιστες χρονικές μεταβολές, επιβεβαιώνοντας επομένως για πρώτη φορά την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων. Αν και οι διακυμάνσεις δεν αναμένεται να ξεπερνούν τα λίγα δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου, η αμερικανική ομάδα ελπίζει πως θα τα καταφέρει, αφού θα «επιστρατεύσει» γι’ αυτό τον σκοπό τα δύο πιο ευαίσθητα τηλεσκόπια στον κόσμο – το Παρατηρητήριο Arecibo στο Πουέρτο Ρίκο και το Τηλεσκόπιο Green Bank από το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας, στη Δυτική

Ετικέτες: Αστρονομία, Διαστημική, επιστήμες, τεχνολογίες

O μαθητής της β΄ Γυμνασίου Πολυχρόνης-Άγγελος Λεονταράκης κατέκτησε το 3^ο βραβείο στην τρίτη φάση («Ίππαρχος») του 20^ου Πανελλήνιου Μαθητικού Διαγωνισμού Αστρονομίας και Διαστημικής, έχοντας περάσει επιτυχώς τις δύο πρώτες φάσεις του διαγωνισμού.
Ο διαγωνισμός πραγματοποιήθηκε στο Αμφιθέατρο του Οικονομικού Τμήματος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, στο Βόλο, το Σάββατο 14 Μαρτίου 2015.

Ο μαθητής μας, ύστερα από τη μεγάλη αυτή επιτυχία του, προκρίθηκε στην τέταρτη φάση («Πτολεμαίος») του διαγωνισμού που θα πραγματοποιηθεί τον Απρίλιο 2015. Σημειώνουμε ότι οι τέσσερις πρώτοι της επόμενης φάσης θα λάβουν μέρος στη θερινή προετοιμασία, η οποία θα τους οδηγήσει στην 9η Διεθνή Ολυμπιάδα Αστρονομίας-Αστροφυσικής που θα πραγματοποιηθεί στην Ινδονησία.

Ετικέτες: Αστρονομία, διαγωνισμοί, Διαστημική, τεχνολογίες