To ηλεκτρόνιο είναι ολοστρόγγυλο!

Η πιο ακριβής, μέχρι στιγμής, μέτρηση του σχήματος του ηλεκτρονίου έδειξε ότι είναι σχεδόν τέλεια σφαιρικό- και όχι ωοειδές- και μάλλον είναι μακράν η πιο τέλεια σφαίρα του Σύμπαντος! Οι ερευνητές, με επικεφαλής τους  J.J. Hudson και E.A. Hinds του Τμήματος Φυσικής του Imperial College του Λονδίνου, εκτιμούν ότι μια μικροσκοπική διαφορά (μόλις 1.0 x 10^-29 m ή λιγότερο από το ένα δισεκατομμυριοστό του ενός δισεκατομμυ-ριοστού του ενός δισεκατομμυριοστού του ενός εκατοστόμετρου) εμποδίζει το ηλεκτρόνιο από το να είναι ολοστρόγγυλο. Έτσι, αν το ηλεκτρόνιο είχε το μέγεθος του ηλιακού συστήματος (λέμε τώρα...), το σχήμα του θα απέκλινε από την τέλεια σφαίρα, όσο το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας!Οι ερευνητές τόνισαν ότι οι νέες μετρήσεις του ηλεκτρονίου, που πήραν πάνω από μια δεκαετία, δεν αποκλείουν την πιθανότητα της υπερσυμμετρίας, αλλά δεν την στηρίζουν κιόλας ως θεωρία.Σύμφωνα με τον καθηγητή Ε. Hinds «με βάση τα όσα ξέρουμε από το Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής έχουμε μάθει να "βλέπουμε" το ηλεκτρόνιο σαν μια αρνητικά φορτισμένη σφαίρα που κινείται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου. Το Καθιερωμένο Μοντέλο όμως αδυνατεί να εξηγήσει ορισμένα φαινόμενα του Σύμπαντος. Γι’ αυτό ορισμένες θεωρίες, όπως η υπερσυμμετρία, έχουν έλθει να συμπληρώσουν τα κενά προσθέτοντας γύρω του ένα "νέφος" από θεωρητικά σωματίδια.Η ύπαρξη όμως αυτών των σωματιδίων θα πρέπει να χαλάει την τέλεια στρογγυλάδα του ηλεκτρονίου: το σχήμα του αντί για απόλυτα σφαιρικό θα πρέπει να είναι ελαφρώς πεπλατυσμένο στους πόλους, όπως αυτό της Γης». Και «αυτό που κάναμε εμείς ήταν να σχεδιάσουμε ένα πείραμα για να ελέγξουμε αυτό το ενδεχόμενο με ένα πολύ, πολύ υψηλό βαθμό ακριβεία.Τα αποτελέσματα του πειράματος δεν εμφάνισαν ωστόσο καμία τέτοια ένδειξη, αφού δεν εντόπισαν σχεδόν ούτε ένα ψεγάδι στη σφαίρα του ηλεκτρονίου» (δες εδώ). Ο καθηγητής Ε. Hinds  και οι συνεργάτες του επεξεργάζονται την τελειοποίηση των μεθόδων τους και την επιστροφή τους με ένα νέο πείραμα δεκαπλάσιας ακρίβειας εντός της επόμενης πενταετίας. Ο απώτερος στόχος πάντως είναι μια ακρίβεια 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή που προσφέρουν τα σύγχρονα μέσα.Από την άλλη, ο J.Hudson δήλωσε (δες εδώ) ότι μέσα στην επόμενη πενταετία θα καταστεί δυνατό να τετραπλασιαστεί η ακρίβεια των μετρήσεων, οπότε θα ξεκαθαριστεί οριστικά η βασιμότητα των θεωριών της υπερσυμμετρίας, σε συνδυασμό και με τα αναμενόμενα αποτελέσματα του επιταχυντή LHC του CERN.Λεπτομερέστερα εδώ.Άλλα σχόλια εδώ. Διαβάστε: Η ανακάλυψη του ηλεκτρονίου 

H σκοτεινή ενέργεια υπάρχει...

Επιβεβαιώνεται η ύπαρξη της (μυστηριώδους) σκοτεινής ενέργειας (dark energy) που πληρεί το Σύμπαν, σύμφωνα με τα πρώτα αποτελέσματα μιας (νέας) μεγάλης σχετικής έρευνας. Μετά τετραετή μελέτη περισσότερων των 200 χιλιάδων γαλαξιών, στο πλαίσιο της έρευνας «WiggleZ Dark Energy Survey», οι 26 επιστήμονες (από 14 διαφορετικούς ερευνητικούς φορείς), με επικεφαλής τους καθηγητές Chris Blake και Karl Glazebrook από το Swinburne Institute of Technology, Μελβούρνη, Αυστραλία, και τον καθηγητή Michael Drinkwater από το πανεπιστήμιο του Qeensland, Αυστραλία, «κοιτώντας» μέχρι οκτώ δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν, ανέλυσαν τον τρόπο κατανομής των γαλαξιών στο Σύμπαν, καθώς επίσης το πόσο γρήγορα οι ομάδες γαλαξιών έχουν σχηματιστεί στο πέρασμα του χρόνου. Μέσα από το συνδυασμό αυτών των παρατηρήσεων και των σχετικών μετρήσεων, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι πράγματι υπάρχει η σκοτεινή ενέργεια, που όμως ακόμα κανείς δεν ξέρει τι ακριβώς είναι, παρόλο που η ιδέα της προτάθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του ΄90 (δες εδώ). Αστροφυσικοί και κοσμολόγοι για να ερμηνεύσουν την επέκταση του Σύμπαντος έπρεπε είτε να αναθεωρήσουν τη Γενική Σχετικότητα  είτε να αποδεχτούν ότι στο Σύμπαν είναι πανταχού παρούσα μια νέα μορφή ενέργειας, που προκαλεί τη συνεχή επέκτασή του (λειτουργεί σαν αντι-βαρύτητα) και συνεπώς αιτιολογεί την επιταχυνόμενη απομάκρυνση των γαλαξιών μεταξύ τους. Σήμερα, οι περισσότεροι επιστήμονες αποδέχονται ότι η σκοτεινή ενέργεια αποτελεί μια «κοσμολογική σταθερά», μια ιδέα που είχε προτείνει ο Αϊνστάιν και αργότερα την απέρριψε, θεωρώντας την το μεγαλύτερο λάθος(!) του. «Η δράση της σκοτεινής ενέργειας είναι σαν να πετάς μια μπάλα στον αέρα και αυτή να απομακρύνεται προς τα πάνω όλο και πιο γρήγορα» είπε, χαριτολογώντας, ο καθηγητής Chris Blake (εδώ, εδώ κι εδώ). Και σύμφωνα με τον καθηγητή Warrick Couch της αυστραλιανής ομάδας, «Αν και η ακριβής φυσική που απαιτείται για την ερμηνεία της σκοτεινής ενέργειας παραμένει ακόμα ένα μυστήριο, η γνώση ότι η σκοτεινή ενέργεια υπάρχει, δίνει τη δυνατότητα στους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα την προέλευση, την εξέλιξη και το μέλλον του Σύμπαντος» (εδώ, εδώ). Οι παρατηρήσεις του WiggleZ έγιναν δυνατές χάρη στον ισχυρό φασματογράφο με τον οποίο είναι εφοδιασμένο το μεγάλο Αγγλο-αυστραλιανό τηλεσκόπιο στο Αυστραλιανό Αστρονομικό Παρατηρητήριο (ΑΑΟ) και είναι σε θέση να «δει» 392 γαλαξίες σε μια ώρα σε απόσταση του ημίσεως του ορατού Σύμπαντος, αλλά και δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA Galaxy Evolution Explorer (Galex) (δες κι εδώ).Το εύρημα των Αυστραλών επιστημόνων έρχεται να ενισχύσει τις μετρήσεις Αμερικανών επιστημόνων της ομάδας SHOES (Supernova Ho for the Equation of State) που εργάζεται για να βελτιώσει την ακρίβεια της σταθεράς του Hubble –μια και η μεγαλύτερη ακρίβεια της σταθεράς Hubble μας επιτρέπει να κατανοήσουμε την συμπεριφορά της σκοτεινής ενέργειας (δες εδώ).Υπόψη ότι η σκοτεινή ενέργεια εκτιμάται ότι αποτελεί το 73% του Σύμπαντος, η ορατή ύλη το 4% και το υπόλοιπο 23% η αποκαλούμενη "σκοτεινή ύλη".
26-5-2011 Μήπως η αντιβαρύτητα ή σκοτεινή ενέργεια διαρρέει από ένα παρακείμενο σύμπαν;

Κατοικήσιμος ο εξωπλανήτης Gliese 581d;

Γάλλοι επιστήµονες εκτιµούν ότι ο εξωπλανήτης Gliese 581d έχει ωκεανούς και σύννεφα και πιθανόν κατοίκους! Ο Gliese 581d βρίσκεται στις ψυχρότερες παρυφές της ζώνης Goldilocks zone (habitable zone), στην οποία το νερό µπορεί να διατηρηθεί σε υγρή µορφή. Ο δυνητικά φιλόξενος εξωπλανήτης περιφέρεται γύρω από το άστρο Gliese 581(δες εδώ κι εδώ), έναν κόκκινο νάνο που βρίσκεται 20 έτη φωτός από τον Ήλιο.Οι ερευνητές του Εθνικού Κέντρου Επιστημονικής Έρευνας (CNRS) της Γαλλίας υποστηρίζουν ότι σύμφωνα με το (νέο) μοντέλο που επεξεργάστηκαν, οι κλιματικές συνθήκες του Gliese 581d µπορεί να είναι κατάλληλες για να υπάρχουν ωκεανοί νερού, σύννεφα και βροχοπτώσεις (δες εδώ κι εδώ). Ωστόσο ο πυκνότερος αέρας (ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα) και το αχνό κόκκινο φως από τον αστέρα του πρέπει να δημιουργεί ένα σκοτεινό περιβάλλον, που θα ήταν τοξικό για τον άνθρωπο. «Η ανακάλυψη αυτή είναι σηµαντική  επειδή είναι η πρώτη φορά που κλιµατικά µοντέλα απέδειξαν ότι ο πλανήτης είναι εν δυνάµει κατοικήσιµος και όλοι οι παρατηρητές συµφωνούν ότι αυτός ο εξωπλανήτης υπάρχει», δήλωσε ο Robin Wordsworth, µέλος της οµάδας από το Ινστιτούτο Σιµόν Λαπλάς (ΙPSL) στο Παρίσι (εδώ).

Το κόκκινο κρασί και η υπεραγωγιμότητα!

Ο Yoshihiko Takano (δεξιά στη φωτό), καθηγητής στο National Institute for Material Science στο Tsukuba της Ιαπωνίας και o ερευνητής Keita Deguchi επιδεικνύουν σκόνη υπεραγώγιμης ένωσης μετάλλων (κράμα σιδήρου, τελουρίου και σουλφίδιου του τελουρίου: FeTe_0.8S_0.2), υλικό του οποίου η υπεραγωγιμότητα αυξάνει επτά φορές περισσότερο όταν βυθίζεται στο κόκκινο κρασί απ' ό,τι στην αιθανόλη ή στο νερό (δες εδώ κι εδώ). Η ιστορία της ανακάλυψης είναι λίγο παλαιή –από το καλοκαίρι του 2010. Τότε που δοκίμαζαν δείγματα του υλικού, που δεν είναι υπεραγώγιμο σε κανονικές συνθήκες, αλλά γίνεται αν επιδράσει οξυγόνο ή βυθίζοντάς το σε ζεστό νερό και αναδεύοντας επί ώρες. Παρόμοια, άλλο δείγμα είχαν βυθίσει σε μίγμα νερού και αιθανόλης. Για να γιορτάσουν τα επιτυχή (;) αποτελέσματα του πειράματος διοργάνωσαν ένα μικρό πάρτι και είπαν, γιατί όχι- μάλλον τελούντες εν ευθυμία- να δοκιμάσουν νέα πειράματα βυθίζοντας δείγματα του υλικού σε σακέ, ουίσκι, λευκό και κόκκινο κρασί, μπύρα κι άλλα ποτά, θερμαίνοντας στους 70^ο C για 24 ώρες… Βρήκαν ότι στο μίγμα νερού-αιθανόλης μόνο το 10% του υλικού κατέστη υπεραγώγιμο στους 6 Κ. Αλλά στο κόκκινο κρασί η υπεραγωγιμότητα του υλικού αυξήθηκε κατά 62,4 % και στους 7,8 Κ (δες εδώ κι εδώ). Οι ερευνητές πιστεύουν ότι επειδή το κρασί και η μπύρα οξειδώνονται εύκολα και δεδομένου ότι το οξυγόνο προκαλεί την υπεραγωγιμότητα στο υλικό, τα ποτά μπορεί να παίζουν ένα σημαντικό ρόλο σαν καταλύτες στην παροχή οξυγόνου, παρόλο που απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να επιβεβαιωθεί ο ακριβής μηχανισμός.Οψόμεθα, αν και ο Υ. Takano δήλωσε (δες εδώ) ότι ίσως υπάρχει μια σχέση ανάμεσα σε αυτό που εμείς οι άνθρωποι αντιλαμβανόμαστε ως γεύση και στην ουσία που προκαλεί την υπεραγωγιμότητα, αφού όσο καλύτερη η γεύση του κρασιού, τόσο πιο αποτελεσματικό είναι! (Εβίβα!)

Μια σούπερ-Γη στον Καρκίνο

Ένας εξωπλανήτης με μοναδικά χαρακτηριστικά ανακαλύφθηκε στο άστρο 55 του αστερισμού Καρκίνου. Είναι βραχώδης και πυκνός σαν μολύβι, περιφέρεται σε 17 ώρες και 41 λεπτά γύρω από το άστρο του και η θερμοκρασία στην επιφάνειά του είναι 2700 βαθμοί Κελσίου. Αποτελεί αυτή τη στιγμή ό,τι πιο «καυτό» έχει ανακαλυφθεί στο πλαίσιο της μελέτης των πλανητών και της εξέλιξής τους. Είναι μια «υπερ-Γη», με άλλα λόγια οι αστρονόμοι θεωρούν ότι συγκεντρώνει αρκετά στοιχεία παρόμοια με τον πλανήτη μας, ώστε να μπορεί, αν συντρέχουν και άλλες κατάλληλες συνθήκες, να φιλοξενήσει κάποια μορφή ζωής. Ο 55 Καρκίνου ε (55 Cancri e) όπως ονομάστηκε, έχει διάμετρο 20 921 χιλιομέτρων, δηλαδή είναι κατά 60% μεγαλύτερος από της Γη, έχει οκταπλάσια μάζα και διπλάσια πυκνότητα και απέχει 41 έτη φωτός από τη Γη. «Είναι ο πυκνότερος βραχώδης πλανήτης που έχει ανακαλυφθεί ως σήμερα οπουδήποτε, εντός και εκτός του ηλιακού μας συστήματος» δήλωσε ο Jaymie Matthews, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας του Καναδά και μέλος της ερευνητικής ομάδας που έκανε την ανακάλυψη.Δες και εδώ κι εδώ.

Η αποστολή Gravity Probe B επαληθεύει δυο βασικές προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας και επιβεβαιώνει τη στρέβλωση του χωροχρόνου

«Ο Αϊνστάιν ζει»! Ο χωροχρόνος γύρω από μεγάλα ουράνια σώματα τω όντι καμπυλώνεται λόγω της  βαρύτητας, σύμφωνα με τις μετρήσεις του δορυφόρου της NASA Gravity Probe B, όπως δήλωσε ο καθηγητής Francis Everitt του πανεπιστημίου Στάνφορντ, HΠA, ο οποίος είναι επικεφαλής των ερευνητών της αποστολής Gravity Probe B που ξεκίνησε το 2004 (δες εδώ κι εδώ). Όπως προκύπτει, τα μεγάλα ουράνια σώματα- πλανήτες, γαλαξίες, άστρα- του Σύμπαντός μας καμπυλώνουν το χώρο και το χρόνο γύρω τους λόγω της βαρύτητάς τους. Έτσι, κι η Γη παραμορφώνει ελαφρώς το χωροχρόνο γύρω της, «παρασέρνοντάς» τον μαζί της καθώς περιστρέφεται. Πρόκειται για επιβεβαίωση της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν, που είχε διατυπωθεί πριν από περίπου έναν αιώνα, αλλά λόγω έλλειψης επαρκούς τεχνολογίας δεν ήταν δυνατή η πειραματική της απόδειξη. Η σύλληψη της ιδέας για την αποστολή Gravity Probe B έγινε κατά τα τέλη της δεκαετίας του 1959. «Ολοκληρώσαμε αυτό το σημαντικότατο πείραμα, δοκιμάζοντας το Σύμπαν του Αϊνστάιν- και ο Αϊνστάιν επέζησε» είπε ο Everitt. Κι αυτό κατορθώθηκε μετά από 34 χρόνια έρευνας και σχεδιασμού, 10 χρόνια προετοιμασίας της πτήσης του δορυφόρου, 1,5 έτους πτήσης και μετρήσεων και 5 χρόνια ανάλυσης των στοιχείων. Το σκάφος εκτοξεύτηκε για να ελέγξει δύο βασικά στοιχεία της  Γενικής Σχετικότητας: τη γεωδαιτική επίπτωση-geodesic effect (την έκταση της παραμόρφωσης που προκαλεί η μάζα της Γης στο γύρω της διάστημα), και το αποκαλούμενο frame dragging effect, δηλαδή, το πόσο «παρασέρνει» ο πλανήτης μας τον γύρω χωροχρόνο κατά την περιστροφή του (περισσότερα εδώ κι εδώ). Για  το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα γυροσκόπια, τα οποία όντως κατέγραψαν μεταβολές στην περιστροφή τους λόγω της επίδρασης της βαρύτητας. Tα γυροσκόπια κατέγραψαν μικροσκοπικές, αλλά μετρήσιμες, μεταβολές στη διεύθυνση της περιστροφής τους, υπό την επίδραση της γήινης βαρύτητας.Οι ανεπαίσθητες κινήσεις των γυροσκοπίων-της τάξης των μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου του τόξου-μετριούνταν σε σχέση με τη θέση του διπλού αστέρα HR8703 (γνωστού και ως ΙΜ του Πήγασου), ενώ τα γυροσκόπια βρίσκονταν σε θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν (- 273 βαθμοί Κελσίου), για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια των μετρήσεων (μια περιγραφή του τρόπου μέτρησης εδώ κι εδώ).«Το Gravity Probe-B, αν και απλό σαν αρχή, είναι από τεχνολογικής πλευράς ένα εξαιρετικά περίπλοκο πείραμα», είπε ο Rex Geveden, πρώην διευθυντής του προγράμματος. «Η ιδέα εμφανίστηκε τρεις με τέσσερις δεκαετίες πριν αναπτυχθεί η απαραίτητη τεχνολογία, ενώ δεκατρείς νέες τεχνολογίες αναπτύχθηκαν για το Gravity Probe B». Κάποιες από τις καινοτομίες που προήλθαν από το πρόγραμμα οδήγησαν σε βελτιώσεις στην τεχνολογία GPS, ενώ πάνω στο Gravity Probe B βασίστηκε και η αποστολή της NASA Cobe. Επίσης, περίπου εκατό φοιτητές απέκτησαν το διδακτορικό τους τους εργαζόμενοι σε κάποιον τομέα του προγράμματος κατά τη διάρκεια όλων αυτών των ετών που χρειάστηκαν για το σχεδιασμό και την διεκπεραίωση της αποστολής.
9-5-2011 Για μια περισσότερο εμπεριστατομένη ανάλυση, εδώ.

National Science Education Standards

National Science Education Standards