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!

Σάββατο 12 Απριλίου 2014

Κβάζαρς καταγράφουν τη διαστολή του Σύμπαντος

Αναπαράσταση του τρόπου με τον οποίο το πρόγραμμα BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) χρησιμοποιεί τα κβάζαρ για να υπολογίσουν τη διαστολή του Σύμπαντος.
Οι επιστήμονες του προγράμματος BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), ανακοίνωσαν σε συνέντευξη τύπου την περασμένη Δευτέρα τις παρατηρήσεις τους για το ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος στο παρελθόν, ο οποίος διαφέρει από το σημερινό. Η ιστορία του Σύμπαντος χωρίζεται χονδρικά σε τρεις εποχές, ανάλογα με το κύριο αίτιο που ευθύνεται για την εξέλιξή του. Τα πρώτα 47.000 χρόνια μετά τη δημιουργία του, στο Σύμπαν επικρατούσε η ακτινοβολία. Στη συνέχεια και για 5 δισεκατομμύρια χρόνια εξελίχθηκε η εποχή της επικράτησης της ύλης, ενώ η τρίτη εποχή στην οποία βρισκόμαστε ακόμη, είναι η εποχή της σκοτεινής ενέργειας...
Οι ερευνητές του BOSS μέτρησαν το ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος πριν από 10.8 δισεκατομμύρια χρόνια, μία εποχή στην οποία η σκοτεινή ενέργεια δεν είχε γίνει ακόμη ο βασικός ρυθμιστής στην εξέλιξη του Σύμπαντος. H μέτρησή τους για το ρυθμό διαστολής είναι η πιο ακριβής που έχει πραγματοποιηθεί ποτέ, με αβεβαιότητα μόλις 2%.
Για να πετύχουν την ακρίβεια αυτή,  οι αστρονόμοι παρατήρησαν 164.000 κβάζαρς. Τα κβάζαρ,  μακρινοί γαλαξίες με πολύ ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στον πυρήνα τους, είναι από τα πιο φωτεινά αντικείμενα στον ουρανό, καθώς τα αντικείμενα που παγιδεύονται από το βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας επιταχύνονται προς αυτή και εκπέμπουν ακτινοβολία.
Ο τρόπος για τη μέτρηση της διαστολής του Σύμπαντος, βασίζεται στην ιδέα των Βαρυονικών Ακουστικών Ταλαντώσεων (BAO), ηχητικά κύματα δηλαδή που ταξίδευαν σε περιοχές του πρώιμου Σύμπαντος που περιείχαν ύλη. Επειδή τα κβάζαρ σχηματίζονται σε περιοχές με υψηλή πυκνότητα ύλης, το αποτύπωμα των BAO σε αυτά είναι ισχυρό: μοιάζει με ένα δαχτυλίδι διαμέτρου εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών φωτός που περιβάλλει το γαλαξιακό πυρήνα.
Συγκρίνοντας το δαχτυλίδι αυτό με την απόσταση που θα έπρεπε να είχαν διανύσει το κύματα εάν δεν υπήρχε διαστολή στο Σύμπαν, οι ερευνητές εξήγαγαν τα συμπεράσματά τους για τη διαστολή του Σύμπαντος, την εποχή που τα κβάζαρ εξέπεμψαν το φως τους, όταν δηλαδή το Σύμπαν ήταν περίπου 3 δισεκατομμυρίων ετών.
Σύμφωνα το BOSS, το οποίο έχει εξάγει και δεδομένα για το τι συνέβαινε πριν από 6 δισεκατομμύρια χρόνια,  η διαστολή του Σύμπαντος σήμερα και στο παρελθόν δεν ήταν η ίδια. Πιστεύεται μάλιστα πως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και αφότου τελείωσε η εποχή του πληθωρισμού, η διαστολή του Σύμπαντος επιβραδύνθηκε αλλά με ένα μυστηριώδη τρόπο άρχισε να επιταχύνεται πριν από 7 δισεκατομμύρια χρόνια.    
Οι  επιστήμονες πιστεύουν πως οι μετρήσεις αυτές θα βοηθήσουν την κοινότητα να απαντήσει κάποτε στο ερώτημα της φύσης της σκοτεινής ενέργειας. Το BOSS είναι το μεγαλύτερο πρόγραμμα στην τρίτη φάση του Sloan Digital Sky Survey, ένα από τα πιο φιλόδοξα σχέδια στην ιστορία  της αστρονομίας που καταγράφει τον ουρανό.
www.naftemporiki.gr