ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

¨...Η θέση και η ταχύτητα ενός μικροσκοπικού σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές με απόλυτη ακρίβεια....Όμως το πραγματικό περιεχόμενο της αρχής της αβεβαιότητας αναδεικνύεται αν την εφαρμόσουμε σε ένα σωματίδιο παγιδευμένο σε μια μικροσκοπική περιοχή, οπότε η θέση του είναι γνωστή με περιθώριο λάθους, δηλαδή απροσδιοριστία, όση και η διάσταση της φυλακής του. Εφόσον η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Οδηγούμαστε έτσι στο εξής εντυπωσιακό- και πολύ βαθύ - συμπέρασμα: όσο πιο μικροσκοπική είναι η φυλακή στην οποία είναι κλεισμένο ένα σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του κατά μέσο όρο, άρα τόσο μεγαλύτερη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει... Η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στη φύση είναι ο ατομικός πυρήνας. Τι περιμένουμε λοιπόν να κάνουν οι έγκλειστοί του, δηλαδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια που βρίσκονται στο εσωτερικό του; Σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έχουν τεράστιες κινητικές ενέργειες ακριβώς επειδή είναι παγιδευμένα σε μια τόσο μικροσκοπική περιοχή. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς επειδή είναι νάνος μεγέθους...¨
¨ Το φάντασμα της όπερας¨, Στέφανος Τραχανάς, καθηγητής Φυσικού Τμήματος Παν. Κρήτης
Αφιέρωμα στην αρχή της απροσδιοριστίας ή αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg η οποία ανακαλύφθηκε το 1927 και ...κρύβεται πίσω από όλες τις βασικές φυσικές προυποθέσεις που επιτρέπουν στο σύμπαν να φτάσει έως την αυτογνωσία!

Τρίτη 7 Ιανουαρίου 2014

Χορός από τρία άστρα δοκιμάζει τη Σχετικότητα


Μια ομάδα αστρονόμων από το Αμερικανικό Παρατηρητήριο Ράδιο Αστρονομίας στη Βιρτζίνια των ΗΠΑ εντόπισε έναν σπάνιο σχηματισμό τριών άστρων, των οποίων η συμπεριφορά μπορεί να αποβεί ένα από τα πιο κρίσιμα τεστ μέχρι σήμερα για τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας. Τα αστρικά συστήματα που περιλαμβάνουν τρία συνήθη άστρα σε τροχιά γύρω από το κοινό κέντρου βάρους τους, δεν είναι κάτι πρωτόγνωρο στο Γαλαξία μας. Η σπανιότητα της συγκεκριμένης περίπτωσης έγκειται στο γεγονός πως πρόκειται για τρία νεκρά άστρα, ένα από τα οποία είναι περιστρεφόμενος αστέρας νετρονίων (πάλσαρ) με δύο λευκούς νάνους να συμπληρώνουν την τριάδα...
Οι αστέρες νετρονίων δημιουργούνται έπειτα από μία υπερκαινοφανή έκρηξη η οποία συνήθως έχει αρκετή ορμή ώστε να διώξει τα υπόλοιπα άστρα εκτός σχηματισμού. Κάτι τέτοιο δε φαίνεται όμως να συνέβη στη συγκεκριμένη περίπτωση, αφού η ερευνητική ομάδα εκτελώντας ακριβείς μετρήσεις της  ακτινοβολίας του πάλσαρ, εντόπισε παρεμβολές στο σήμα που αντιστοιχούν σε δύο λευκούς νάνους με μεγάλες ελλειπτικές τροχιές.
«Αυτά τα συστήματα είναι πολύ σπάνια, ένα στο δισεκατομμύριο», δήλωσε σχετικά ο Σκοτ Ράνσομ, που συμμετείχε στην έρευνα που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature. «Έχουν γίνει πολλές προσομοιώσεις σε υπολογιστή, αλλά συνήθως τέτοιου είδους συστήματα δεν επιβιώνουν», σημείωσε.
Για να επιτευχθεί ένας τέτοιος σχηματισμός χρειάζεται να συμβεί μια ακολουθία από γεγονότα: το πιο βαρύ από τα τρία άστρα, εκρήγνυται σε μία λαμπρή έκρηξη αφήνοντας πίσω του έναν υπέρπυκνο αστέρα νετρονίων. Στη συνέχεια τα υπόλοιπα δύο άστρα, έχοντας επιζήσει της έκρηξης, εκτοξεύονται σε μεγάλες τροχιές. Ένα δισεκατομμύριο περίπου χρόνια αργότερα, το άστρο που βρίσκεται εξωτερικά των υπόλοιπων μετατρέπεται σε λευκό νάνο, αποβάλλοντας υλικό στο εσωτερικό του συστήματος και ακόμη ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το μεσαίο άστρο ακολουθεί την ίδια πορεία. Το πάλσαρ στο κέντρο έλκει το υλικό από τα δύο άλλα άστρα αρχίζοντας να περιστρέφεται γρηγορότερα.

Το αποτέλεσμα είναι ένας περίπλοκος συνδυασμός από βαρυτικές δυνάμεις, και ένας αστρικός χορός που αποτελεί μια πρώτης τάξεως ευκαιρία για μία ακόμη δοκιμή της ισχυρής αρχής της ισοδυναμίας, που βρίσκεται στην καρδιά της θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Η συγκεκριμένη αρχή αναφέρει πως η βαρύτητα παραμένει ανεπηρέαστη από την ταχύτητα και τη θέση ενός αντικειμένου.
Η πυκνότητα και η σχετική θέση των τριών αυτών αντικειμένων μετατρέπουν το συγκεκριμένο σύστημα σε ένα από τα καλύτερα «εργαστήρια» για την επαλήθευση ή τη διάψευση της αρχής της ισοδυναμίας, η οποία θα γίνει έπειτα από τις ακριβείς μετρήσεις των περιόδων και των μαζών των τριών σωμάτων και κατόπιν των συγκρίσεών τους με τις προβλέψεις της θεωρίας του Αϊνστάιν.
Μέχρι σήμερα η Γενική Σχετικότητα έχει περάσει με επιτυχία όλα τα τεστ στα οποία την έχουν υποβάλει οι επιστήμονες, η αναντιστοιχία της όμως με τη κβαντική φυσική όπως και η αδυναμία της να προβλέψει τα φαινόμενα της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας έχουν δημιουργήσει την υποψία πως ίσως στο βάθος να κρύβεται μια πληρέστερη θεωρία.   
www.naftemporiki.gr