Ρεκόρ Guinness υψηλής θερμοκρασίας για τον αμερικανικό επιταχυντή RHIC

Το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων που δημιουργήθηκε στον RHIC είναι 250.000 φορές θερμότερο από τον πυρήνα του Ήλιου (Πηγή: BNL)
Το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων που δημιουργήθηκε στον RHIC είναι 250.000 φορές θερμότερο από τον πυρήνα του Ήλιου (Πηγή: BNL)  
Νέα Υόρκη

Το Ρεκόρ Guinness για την «υψηλότερη θερμοκρασία που έχει δημιουργήσει ο άνθρωπος» ανήκει πλέον στον Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων (RHIC) στις ΗΠΑ, ο οποίος αναδημιούργησε τις συνθήκες που επικρατούσαν ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου Μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν όλο το Σύμπαν είχε θερμοκρασία 4 τρισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Το CERN, όμως, μπορεί αν θέλει να αμφισβητήσει το ρεκόρ.

Μέσα στην υπόγεια κυκλική σήραγγα του RHIC, ο οποίος βρίσκεται στο αμερικανικό Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven στη Νέα Υόρκη, ιόντα χρυσού συγκρούονται μεταξύ τους σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός.

Η ενέργεια των συγκρούσεων είναι αρκετά υψηλή ώστε να διαλύσει την ύλη στα εξ ων συνετέθη: τα πρωτόνια και τα νετρόνια από τα οποία αποτελείται ο πυρήνας των ατόμων διαλύονται σε μια αρχέγονη «σούπα» από κουάρκ και γλουόνια, δύο κατηγορίες θεμελιωδών σωματιδίων.

Αυτό το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων αποδείχθηκε 250.000 φορές πιο θερμό από το κέντρο του Ήλιου. Οι συνθήκες αυτές υπήρξαν στη φύση μόνο λίγες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν τα κουάρκ και τα γλουόνια δεν είχαν «συμπυκνωθεί» για να σχηματίσουν την ύλη όπως τη γνωρίζουμε σήμερα.

Οι ερευνητές του RHIC γνώριζαν ότι το πείραμα θα έδινε αυτές τις ακραίες θερμοκρασίες, δεν περίμεναν όμως ότι το αρχέγονο πλάσμα κουάρκ-γλουονίων θα συμπεριφερόταν ως υγρό που κινείται χωρίς τριβές.

Όλως περιέργως, αυτή η παράξενη συμπεριφορά έχει παρατηρηθεί και στα δύο άκρα του θερμοκρασιακού φάσματος: «Άλλοι φυσικοί έχουν πλέον παρατηρήσει μια παρόμοια συμπεριφορά υγρού σε παγιδευμένα δείγματα ατόμων σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν» επισημαίνει ο Στίβεν Βίγκντορ, επικεφαλής του προγράμματος πυρηνικής και σωματιδιακής φυσικής στο Brookhaven.

Το ρεκόρ της υψηλότερης θερμοκρασίας, πάντως, θα μπορούσε να διεκδικήσει και ο LHC, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων του CERN, κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα.

«Η ενεργειακή πυκνότητα στον LHC είναι τρεις φορές υψηλότερη από ό,τι στον RHIC» λέει η Δέσποινα Χατζηφωτιάδου, φυσικός του CERN. «Αυτό μεταφράζεται σε αύξηση κατά 30% της απόλυτης θερμοκρασίας, συγκριτικά με την τιμή που πέτυχε ο RHIC» επισημαίνει.

Το πρόβλημα όμως είναι ότι το CERN δεν έχει δημοσιεύσει επίσημες μετρήσεις της θερμοκρασίας του πλάσματος κουάρκ-γλουονίων. Και οι υπεύθυνοι των Ρεκόρ Guinness δεν αρκούνται σε τίποτα λιγότερο από επίσημα, διασταυρωμένα στοιχεία.

Η ουσία όμως παραμένει: το θερμότερο σημείο στη Γη, και ένα από τα θερμότερα σημεία του Σύμπαντος, βρίσκεται κάτω από τα σύνορα Γαλλίας-Ελβετίας.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231202500

Πολλές φορές στο παρελθόν είχαν λιώσει οι πάγοι της Αρκτικής

Τουλάχιστον οκτώ φορές κατά τα τελευταία 2,8 εκατ. χρόνια η Αρκτική έμεινε χωρίς πάγους, γνωρίζοντας μεγάλης διάρκειας μεσοπαγετωνικές περιόδους με θερμοκρασίες έως πέντε βαθμούς μεγαλύτερες από τις σημερινές.

Τουλάχιστον οκτώ φορές κατά τα τελευταία 2,8 εκατ. χρόνια η Αρκτική έμεινε χωρίς πάγους, γνωρίζοντας μεγάλης διάρκειας μεσοπαγετωνικές περιόδους με θερμοκρασίες έως πέντε βαθμούς μεγαλύτερες από τις σημερινές, καθώς και μεγαλύτερη υγρασία, σύμφωνα με νέες επιστημονικές εκτιμήσεις.

Το συμπέρασμα είναι ότι οι πολικές περιοχές είναι πολύ πιο ευάλωτες στις κλιματικές αλλαγές από ό,τι πίστευαν ως τώρα οι επιστήμονες.

Οι ερευνητές μελέτησαν γεωλογικά δείγματα (πυρήνες) που εξόρυξαν από το βυθό μιας λίμνης στη βορειοανατολική Σιβηρία, η οποία δημιουργήθηκε πριν από 3,6 εκατ. χρόνια από την πτώση ενός μεγάλου μετεωρίτη που άνοιξε ένα κρατήρα διαμέτρου 18 χλμ.

Προς το παρόν, οι επιστήμονες δεν είναι βέβαιοι ποιά είναι η αιτία γι’ αυτή τη σημαντική άνοδο της θερμοκρασίας στο παρελθόν (η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα θεωρείται ανεπαρκής αιτιολόγηση), αλλά θεωρούν πιθανό να οφείλεται στην κατάρρευση της παγοκρηπίδας στην άλλη πλευρά του πλανήτη, στη δυτική Ανταρκτική. Κάτι ανάλογο, όπως προειδοποίησαν, μπορεί να συμβεί ξανά στο μέλλον, λόγω της επιδείνωσης της κλιματικής αλλαγής, εγκαινιάζοντας έτσι μία ακόμη μεγάλης διάρκειας θερμή μεσοπαγετωνική περίοδο.

Οι ερευνητές από τη Γερμανία, τις ΗΠΑ, τη Σουηδία και τη Ρωσία, με επικεφαλής τον Μάρτιν Μέλες του Ινστιτούτου Γεωλογίας του πανεπιστημίου της Κολωνίας, επιβεβαίωσαν ότι οι αρκτικοί πάγοι περιοδικά επεκτείνονται και υποχωρούν κατά τα τελευταία 2,6 εκατ. χρόνια, ανάλογα με την αυξομείωση των θερμοκρασιών της Γης.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις, το λιώσιμο των συμπαγών πάγων της δυτικής Ανταρκτικής μπορεί να αυξήσει το επίπεδο των θαλασσών έως πέντε μέτρα, πράγμα που θα ωθούσε θερμότερο νερό από τον Ειρηνικό ωκεανό, μέσω του Βερίγγειου Πορθμού, να χυθεί στον Αρκτικό ωκεανό, ανεβάζοντας τη θερμοκρασία στις αρκτικές περιοχές και πυροδοτώντας μια ακόμα μεσοπαγετωνική περίοδο.

 

Οι επιστήμονες ήδη παρατηρούν μία δραματική συρρίκνωση στον όγκο της κρίσιμης παγοκρηπίδας της δυτικής Ανταρκτικής και ορισμένοι θεωρούν πιθανό ότι μέσα στον 21ο αιώνα θα αρχίσει να διαλύεται και να καταρρέει στη θάλασσα. Βέβαια, σύμφωνα με τον Μέλες, σε κάθε περίπτωση, η όλη διαδικασία θα διαρκέσει επί αιώνες και οι συνέπειες της θα αργήσουν ακόμα περισσότερο να φανούν στον άλλο Πόλο, στην Αρκτική.

Η τελευταία μεσοπαγετωνική περίοδος άρχισε πριν από περίπου 12.000 χρόνια, ενώ η αμέσως προηγούμενη πριν από 125.000 χρόνια. Δύο άλλες σημαντικές θερμές περίοδοι ανάμεσα σε εποχές παγετώνων είχαν συμβεί πριν από περίπου 400.000 και 1,1 εκατ. χρόνια.

http://www.naftemporiki.gr/news/cstory.asp?id=2199059

Σκοτεινή ύλη και μαύρες τρύπες

Οι αστρονόμοι πιστεύουν πως από την εξαιρετικά ισχυρή συγκέντρωση ύλης στο κέντρο όλων των γαλαξιών δημιουργούνται τεράστιες μαύρες τρύπες, και μέχρι τώρα υπήρχε η εικασία πως ο πυρήνας του γαλαξία και οι μαύρες τρύπες στο κέντρο του μεγαλώνουν με τον ίδιο ρυθμό, απορροφώντας όλο και περισσότερη ύλη και ενέργεια από τη γειτονική τους περιοχή. (Πηγή: NASA)

Νέα στοιχεία από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτινών-Χ Chandra της NASA, θέτουν σε αμφισβήτηση τις μέχρι τώρα θεωρίες για το πώς μεγαλώνουν οι μαύρες τρύπες στο κέντρο των γαλαξιών.

Οι αστρονόμοι πιστεύουν πως από την εξαιρετικά ισχυρή συγκέντρωση ύλης στο κέντρο όλων των γαλαξιών δημιουργούνται τεράστιες μαύρες τρύπες, και μέχρι τώρα υπήρχε η εικασία πως ο πυρήνας του γαλαξία και οι μαύρες τρύπες στο κέντρο του μεγαλώνουν με τον ίδιο ρυθμό, απορροφώντας όλο και περισσότερη ύλη και ενέργεια από τη γειτονική τους περιοχή. Όσο πιο μεγάλος ο πυρήνας του γαλαξία, τόσο πιο μεγάλη αναμενόταν και η μαύρη τρύπα στο κέντρο του. Τα στοιχεία όμως από το Chandra δείχνουν πως αυτή η συμμετρία δεν είναι κανόνας, ερευνώντας δύο περιπτώσεις στις οποίες οι μαύρες τρύπες μεγαλώνουν ταχύτερα από τους ίδιους του γαλαξίες.

Συνήθως η μάζα μια μαύρης τρύπας στο κέντρο ενός γαλαξία αποτελεί ένα μικρό μέρος της συνολικής του μάζας, και αντιστοιχεί περίπου στο 0.2 τοις εκατό της μάζας του γαλαξιακού κέντρου, στο οποίο παρατηρείται και η μεγαλύτερη πυκνότητα άστρων. Όμως οι μαύρες τρύπες στους γαλαξίες NGC 4342 και NGC 4291, σε απόσταση 75 και 85 εκατομμυρίων ετών φωτός αντίστοιχα, φαίνεται πως έχουν μάζες 10 και 35 φορές μεγαλύτερες από το αναμενόμενο. Επίσης η άλως στους συγκεκριμένους γαλαξίες, η περιοχή δηλαδή που περιβάλλει το κέντρο και το γαλαξιακό δίσκο, και που εικάζεται πως συγκεντρώνεται η σκοτεινή ύλη, φαίνεται πως είναι κι εκείνη πιο βαριά από το αναμενόμενο.

http://www.naftemporiki.gr/news/cstory.asp?id=2192827

Στοιχεία για κλιματικές αλλαγές στον Αρη

Ο ευρωπαϊκός δορυφόρος του Αρη Mars Express κατέγραψε με λεπτομέρεια δύο γειτονικούς κρατήρες με πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά στην περιοχή Arrabia Terra του κόκκινου πλανήτη. (Πηγή: ESA/DLR/FU Berlin – G. Neukum).

Ο ευρωπαϊκός δορυφόρος του Αρη Mars Express κατέγραψε με λεπτομέρεια δύο γειτονικούς κρατήρες με πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά στην περιοχή Arrabia Terra του κόκκινου πλανήτη.

Ο κρατήρας Danielson*, με διάμετρο 60 χιλιομέτρων χαρακτηρίζεται από ένα φαινόμενο που αποκαλείται «Yardangs», και στην ουσία περιγράφει μακρόστενα βράχια, απομεινάρια από πετρώδεις λόφους που έχουν φαγωθεί από τους ανέμους, τη σκόνη και την πολυκαιρία. Το όνομα προέρχεται από την τουρκική διάλεκτο και το εισήγαγε πρώτος ο Σουηδός εξερευνητής Σβεν Χέντιν, όταν πρωτοπαρατήρησε τέτοιους σχηματισμούς βράχων στην έρημο της κεντρικής Ασίας Λοπ Νουρ. Στη Γη μπορούν επίσης να παρατηρηθούν στη Βόρεια Αφρική και στην Αριζόνα των ΗΠΑ. Επίσης, ο κρατήρας αυτός είναι γεμάτος με στρώματα από εναποθέσεις πετρωμάτων τα οποία έχουν οξειδωθεί και διαβρωθεί με τον καιρό. Στο μικρότερο κρατήρα Kalocsa, διαμέτρου 33 χιλιομέτρων, απουσιάζει εντελώς το φαινόμενο Yardangs αλλά και η σύνθετη διαστρωμάτωση, ενώ ο πυθμένας του είναι 1000 μέτρα πιο υπερυψωμένος από τον πυθμένα του πρώτου.

Ο κρατήρας Danielson, με διάμετρο 60 χιλιομέτρων χαρακτηρίζεται από ένα φαινόμενο που αποκαλείται «Yardangs», και στην ουσία περιγράφει μακρόστενα βράχια, απομεινάρια από πετρώδεις λόφους που έχουν φαγωθεί από τους ανέμους, τη σκόνη και την πολυκαιρία. (ESA/DLR/FU Berlin -G.Neukum)

Τα απόκρημνα βράχια του κρατήρα Danielson, δείχνουν πως πρέπει να δημιουργήθηκαν από βόρειους – βορειανατολικούς ανέμους. Οι άνεμοι αυτοί πρέπει να είναι υπεύθυνοι για τη μεταφορά ιζημάτων, τα οποία όταν ήρθαν σε επαφή με νερό πετροποιήθηκαν. Αργότερα, σε περίοδο ξηρασίας άρχισαν πάλι να διαβρώνονται δημιουργώντας σταδιακά αυτή τη διαστρωμάτωση που παρατηρείται στις φωτογραφίες. Οι κλιματολόγοι υποστηρίζουν πως αυτές τις αλλαγές στο κλίμα του Αρη οφείλονται στις περιοδικές μετατοπίσεις του άξονα περιστροφής του πλανήτη, φαινόμενο που παρατηρείται και στη Γη. Στον κρατήρα Kalocsa όμως τα πράγματα είναι πολύ διαφορετικά: δεν υπάρχουν ούτε εναποθέσεις ιζημάτων, ούτε βράχια φαγωμένα απ’ τους ανέμους. Η διαφοροποίηση έγκειται στην υψομετρική διαφορά του πυθμένα, καθώς δεν είτε δεν ήταν σε θέση να συγκρατήσει νερό είτε δεν είχε πρόσβαση στα υπόγεια αποθέματα νερού και συνεπώς δεν μετατράπηκε ποτέ η σκόνη που έφερνε ο άνεμος σε πέτρωμα.

Τέτοιες έρευνες είναι σημαντικές για την κατανόηση του κλίματος του δίδυμου μας πλανήτη. Η παρατήρηση του κλίματος των υπόλοιπων πλανητών είναι σημαντική και για την κατανόηση του κλίματος στη Γη. Ας μη ξεχνάμε για παράδειγμα πως η κατανόηση του φαινομένου του θερμοκηπίου βασίζεται κυρίως στη μελέτη του κλίματος της Αφροδίτης

http://www.naftemporiki.gr/news/cstory.asp?id=2191129

Ενας πλανήτης που εξατμίζεται

Ερευνητές του ΜΙΤ και της NASA ανακάλυψαν έναν πλανήτη στο μέγεθος του Ερμή, περίπου 1500 έτη φωτός απόσταση από τον Ήλιο, ο οποίος φαίνεται πως αποσυντίθεται από την αφόρητη ζέστη του άστρου γύρω από το οποίο περιστρέφεται. (Πηγή: NASA)

Ερευνητές του ΜΙΤ και της NASA ανακάλυψαν έναν πλανήτη στο μέγεθος του Ερμή, περίπου 1500 έτη φωτός απόσταση από τον Ήλιο, ο οποίος φαίνεται πως αποσυντίθεται από την αφόρητη ζέστη του άστρου γύρω από το οποίο περιστρέφεται. Υπολογίζουν μάλιστα πως αν συνεχίσει να εξατμίζεται με τους σημερινούς ρυθμούς, σε 100 εκατομμύρια χρόνια θα έχει εξαφανιστεί πλήρως, αφήνοντας πίσω του ένα νέφος σκόνης και αερίων.

Ο συγκεκριμένος πλανήτης περιστρέφεται μία φορά κάθε 15 ώρες γύρω από το άστρο KIC 12557548, μια από τις πιο μικρές περιόδους που έχουν παρατηρηθεί ποτέ για πλανήτη, γεγονός που υποδεικνύει πως η θερμοκρασία στην επιφάνειά του πρέπει να είναι εξαιρετικά υψηλή και να φτάνει ως και τους 2000 βαθμούς Κελσίου. Οι αναλυτές υποστηρίζουν πως τα πετρώματα στην επιφάνεια του πλανήτη λιώνουν σ’ αυτό το περιβάλλον σχηματίζοντας ρεύματα που παρασύρουν αέρια και σκόνη και τα εκτοξεύουν στο διάστημα, δημιουργώντας μια ουρά παρόμοια με αυτή των κομητών.

Τα στοιχεία αυτά βασίζονται σε παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Κέπλερ, το οποίο μελετά 160.000 άστρα του γαλαξία μας, ψάχνοντας για εξωπλανήτες, πλανήτες δηλαδή που δεν ανήκουν στο ηλιακό μας σύστημα. Το τηλεσκόπιο καταγράφει τη λαμπρότητα των άστρων σε τακτά χρονικά διαστήματα, ερευνώντας για μεταβολές που έχουν κάποια περιοδικότητα. Εάν παρατηρηθεί πως η λαμπρότητα κάποιου άστρου μειώνεται για λίγο κάθε κάποιο σταθερό χρονικό διάστημα, αυτό σημαίνει πως κάποιο αντικείμενο περνάει περιοδικά μπροστά από το άστρο στο διάστημα αυτό, παρεμποδίζοντας μέρος της ακτινοβολίας του άστρου να φτάσει στο τηλεσκόπιο. Έτσι οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν νέους πλανήτες αλλά και στοιχεία για την περίοδό τους και το μέγεθός τους.

Η διαφορά στη συγκεκριμένη περίπτωση ήταν πως οι επιστήμονες παρατηρούσαν μια μεταβολή στη λαμπρότητα του άστρου κάθε 15 ώρες, η οποία όμως δεν ήταν σταθερή, διέφερε δηλαδή σε κάθε περιστροφή του πλανήτη γύρω από το άστρο, κάτι το οποίο δεν έχει παρατηρηθεί ξανά. Η ομάδα σκέφτηκε διάφορες εναλλακτικές, όπως ένα σύστημα δύο πλανητών, που ο ένας περιστρέφεται γύρω από τον άλλον, και οι δύο γύρω από το άστρο, όμως το πολύ μικρό χρονικό διάστημα των 15 ωρών δεν άφηνε περιθώρια για τέτοιο περίπλοκο σύστημα, όπως είναι για παράδειγμα αυτό της Γης – Σελήνης που περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο. Η εξήγηση που κατέληξαν ήταν αρκετά πιο απλή: οι εναλλαγές στη φωτεινότητα του άστρου οφείλονταν στο νέφος σκόνης και αερίων που ακολουθεί τον πλανήτη, και παίρνει ακανόνιστα σχήματα με κάθε περιστροφή του πλανήτη γύρω από το άστρο. Με λίγα λόγια, η εικόνα του πλανήτη που λιώνει από τη θερμότητα δημιουργώντας ένα σύννεφο σκόνης και η εικόνα από τις παρατηρήσεις, φαίνονται να ταιριάζουν.

Όλες οι έρευνες δείχνουν πως οι πλανήτες δεν είναι αιώνια αντικείμενα και μπορούν να έχουν φαντασμαγορικούς θανάτους. Έτσι και με αυτή την έρευνα προστέθηκε άλλη μια πιθανότητα που δεν είχε ειπωθεί ως τώρα: να τον εξατμίσει το ίδιο το άστρο του.

Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων