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!

Κυριακή 26 Απριλίου 2015

Το Hubble στα 25: Οι πέντε σημαντικότερες ανακαλύψεις! Kανένα επιστημονικό όργανο δεν έχει μεταμορφώσει την Αστρονομία όσο το Hubble

Αθήνα 
Από την ημέρα που ο Γαλιλαίος αποφάσισε να στρέψει το τηλεσκόπιό του στον ουρανό στις αρχές του 17ου αιώνα, κανένα επιστημονικό όργανο δεν έχει μεταμορφώσει την Αστρονομία όσο το Hubble.  Ακόμα και για το ευρύ κοινό, οι θεαματικές εικόνες του διαστημικού τηλεσκοπίου έφεραν νέα διαύγεια στην εικόνα μας για το Σύμπαν. Το Hubble εκτοξεύτηκε το 1990 σε μια από τις σημαντικότερες αποστολές του διαστημικού λεωφορείου Discovery. Λίγο αφότου τέθηκε σε τροχιά, οι σχεδιαστές του ανακάλυψαν έντρομοι ότι το πολύτιμο όργανο, του οποίου η κατασκευή κόστισε 2,5 δισ. δολάρια, ήταν μυωπικό και έδινε θολές εικόνες...
Η λύση δόθηκε με την αναβάθμιση του τηλεσκοπίου το 1990, στην πρώτη από συνολικά πέντε αποστολές επισκευής και αναβάθμισης, από τις οποίες η τελευταία πραγματοποιήθηκε το 2009.

Σήμερα, οι διαχειριστές του οργάνου στο Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου στη Βαλτιμόρη δίνουν στο Hubble περίπου πέντε χρόνια ζωής.
Πέντε σημαντικές ανακαλύψεις:

Επιταχυνόμενη διαστολή: Στα τέλη της δεκαετίας του 1990 το Hubble βοήθησε τους αστρονόμους να αντιληφθούν ότι η διαστολή του Σύμπαντος όχι μόνο δεν επιβραδύνεται αλλά αντίθετα επιταχύνεται. Η ανακάλυψη ήρθε περίπου έξι δεκαετίες αφότου ο αμερικανός αστρονόμος Έντουιν Χαμπλ, προς τιμήν του οποίου βαφτίστηκε το τηλεσκόπιο, διαπίστωσε ότι το Σύμπαν δεν είναι στατικό αλλά διαστέλλεται.

Τρία μέλη της ομάδας που δημοσίευσε την ανακάλυψη έχουν να ευχαριστούν το Hubble για το Νομπέλ Φυσικής με το οποίο τιμήθηκαν.

Η επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος αποδίδεται σήμερα στη λεγόμενη σκοτεινή ενέργεια, μια μυστηριώδη δύναμη που δρα αντίθετα από τη βαρύτητα. Η φύση της παραμένει εντελώς άγνωστη.
Η ηλικία του Σύμπαντος: Η μέτρηση του ρυθμού διαστολής και άλλων κοσμολογικών παραμέτρων επέτρεψε για πρώτη φορά τον ακριβή υπολογισμό της ηλικίας του Σύμπαντος: περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Μαύρες τρύπες: Ήδη από τη δεκαετία του 1960, οι θεωρητικοί φυσικοί υποψιάζονταν ότι ορισμένοι γαλαξίες πρέπει να κρύβουν μαύρες τρύπες στην καρδιά τους. 

Το Hubble επιβεβαίωσε τις υποψίες και με το παραπάνω -μαύρες τρύπες πιστεύεται σήμερα ότι κρύβονται στα κέντρα σχεδόν όλων των γαλαξιών. Επιπλέον, το Hubble έδειξε ότι οι μαύρες τρύπες παίζουν καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη των γαλαξιών και η μάζα τους σχετίζεται με βασικές γαλαξιακές ιδιότητες.

Χτύπημα στον Δία: Το 1994, λίγους μόνο μήνες μετά την πρώτη αναβάθμιση του Hubble, το τροχιακό τηλεσκόπιο είδε κομμάτια του κομήτη Shoemaker-Levy 9 να πέφτουν στον Δία και να αφήνουν γιγάντια σημάδια.
Ήταν η πρώτη φορά που μια τέτοια σύγκρουση καταγραφόταν σε πραγματικό χρόνο, και κατέστησε σαφές ότι η Γη δεν είναι ασφαλής.

Βαθύ Πεδίο: Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, το Hubble μετέδωσε μια σειρά ιστορικών εικόνων αυτού που που οι αστρονόμοι ονομάζουν «Βαθύ Πεδίο».

Για δέκα συνεχόμενες ημέρες, το τηλεσκόπιο μελέτησε μια πολύ μικρή, φαινομενικά άδεια περιοχή του ουρανού στη Μεγάλη Άρκτο. Κοίταξε έτσι πιο μακριά από ποτέ στον χώρο και τον χρόνο και εντόπισε 3.000 αντικείμενα, ορισμένα από τα οποία ήταν οι γηραιότεροι και πιο μακρινοί γαλαξίες που γνωρίζαμε ως τότε.

Έκτοτε έχουν πραγματοποιηθεί κι άλλες τέτοιες μελέτες, στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος Frontiers Field.
H αλήθεια είναι ότι τα καλύτερα από τα σημερινά επίγεια τηλεσκόπια, με κάτοπτρα διαμέτρου γύρω στα 8 μέτρα, ξεπερνούν το Hubble σε αρκετούς ερευνητικούς τομείς. Όμως το Hubble παραμένει ασυναγώνιστο στο να κοιτά μακριά, και ίσως επιτρέψει στους αστρονόμους να δουν μέχρι τους πρώτους γαλαξίες που σχηματίστηκαν μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Και μερικά στατιστικά στοιχεία

  • Από την εκτόξευσή του ως σήμερα, το Hubble έχει ολοκληρώσει περισσότερες από 1,2 εκατομμύρια παρατηρήσεις που αφορούν περισσότερα από 38.000 ουράνια σώματα.
  • Έχει επίσης ολοκληρώσει 137.000 περιφορές γύρω από τη Γη διανύοντας συνολική απόσταση 3,4 δισ. χιλιομέτρων.
  • Κάθε μήνα, 829 gigabyte δεδομένων προστίθενται στο αρχείο των παρατηρήσεων.
  • Συνολικά έχουν συγκεντρωθεί 100 terabyte δεδομένων, τα οποία θα συνεχίσουν να αναλύουν οι αστρονόμοι για αρκετά ακόμα χρόνια.
  • Οι παρατηρήσεις του Hubble έχουν οδηγήσει σε περισσότερες από 12.800 επιστημονικές δημοσιεύσεις.
  • Κατά μέσο όρο, κάθε δημοσίευση που βασίζεται σε δεδομένα του Hubble συγκεντρώνει διπλάσιες παραπομπές σε σχέση με άλλες μελέτες
  • Από τις 200 αστρονομικές μελέτες που συγκεντρώνουν τις περισσότερες παραπομπές κάθε χρόνο, περίπου το 10% βασίζεται σε δεδομένα του Hubble
O διάδοχός του Hubble, το διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Ουέμπ, προγραμματίζεται να εκτοξευτεί το 2018.
Το κάτοπτρό του, με επιφάνεια διπλάσια σε σχέση με το Hubble, θα προσφέρει πρωτοφανή ανάλυση και θα κοιτάξει ακόμα πιο μακριά στο Σύμπαν.
Οι εικόνες του όμως δεν θα είναι τόσο θεαματικές, αφού θα καλύπτουν κυρίως το υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, σε αντίθεση με το Hubble που βλέπει στο υπεριώδες, το ορατό και το υπέρυθρο.
www.tovima.gr