Μια ακόμα επαλήθευση της Γενικής Σχετικότητας

Το βασικό συμπέρασμα της Γενικής Σχετικότητας, η υπόθεση ότι το φως, καθώς βγαίνει από το βαρυτικό πεδίο ενός αστρικού σώματος, χάνει μέρος της ενέργειάς του, επιβεβαιώνεται για πρώτη φορά και σε κοσμικό επίπεδο από μια ομάδα αστροφυσικών του Ινστιτούτου Niels Bohr του πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, Δανία, με επικεφαλής τον Radoslaw Wojak (δες εδώ). Όπως περιγράφουν στη μελέτη τους σκέφθηκαν να συγκρίνουν το μήκος κύματος του φωτός που «βγαίνει» από τα σμήνη των γαλαξιών. Αν η πρόβλεψη του Αϊνστάιν ήταν σωστή, το φως που εξέρχεται από το κέντρο ενός σμήνους (όπου η βαρύτητα είναι μεγαλύτερη) θα έπρεπε να έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος από αυτό που έρχεται από τα άκρα και οι επιστήμονες θα έπρεπε δηλαδή να «βλέπουν» μια συγκεκριμένη «βαρυτική μετατόπιση προς το ερυθρό» του φάσματος του φωτός. Επειδή μια τέτοια μέτρηση σε ένα μόνο σμήνος γαλαξιών είναι εξαιρετικά δύσκολη εξ αιτίας της μικρής επίδρασης του φαινομένου, οι ερευνητές αποφάσισαν να ελέγξουν πολλά σμήνη γαλαξιών μαζί. Για αυτό το λόγο εξέτασαν στοιχεία από 8000 σμήνη γαλαξιών, μέτρησαν το μήκος των κυμάτων φωτός που προερχόταν από το κέντρο και από τα άκρα τους και προχώρησαν σε στατιστική ανάλυση. Η βαρυτική μετατόπιση προς το ερυθρό που έδωσαν τα αποτελέσματά τους ταίριαζε ακριβώς με αυτήν που προβλέπεται από τη Γενική Σχετικότητας. Σύμφωνα με τον επικεφαλής ερευνητή «Αποδείχθηκε ότι οι θεωρητικοί υπολογισμοί της βαρυτικής μετατόπισης προς το ερυθρό με βάση τη Γενική Σχετικότητας ήταν σε απόλυτη συμφωνία με τις αστρονομικές παρατηρήσεις» και «η  ανάλυση των παρατηρήσεών μας στα σμήνη γαλαξιών δείχνει ότι η βαρυτική μετατόπιση προς το ερυθρό κινείται αναλογικά σε σχέση με την επιρροή από τη βαρύτητα των σμηνών γαλαξιών». Παρόλο που τα αποτελέσματα χρήζουν περεταίρω μελέτης όλοι συμφωνούν ότι αποτελούν μια μεγάλη νίκη για τη θεωρία του Αϊνστάιν. Εκτός αυτού φαίνονται επίσης να επιβεβαιώνουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης αποκλείοντας τα εναλλακτικά μοντέλα που την αμφισβητούν (δες εδώ κι εδώ).Υπόψη ότι προ μηνών οι μετρήσεις του Gravity Probe B επαλήθευσαν την πρόβλεψη της Γενικής Σχετικότητας ότι ο χωρόχρονος καμπυλώνεται γύρω από τα μεγάλα ουράνια σώματα (δες εδώ).

Τα νετρίνα κινούνται γρηγορότερα από το φως;

Faster than Light? by CNRS

Δέσμη νετρίνων κάλυψε την απόσταση περίπου 730 χιλιομέτρων μεταξύ CERN και του Εργαστηρίου Gran Sasso κατά 60 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου (60 ns) γρηγορότερα από το φως ή είχαν ταχύτητα περίπου 0,0025% μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός! Οι ερευνητές, υπό τον Antonio Ereditato, έμειναν έκπληκτοι από το αποτέλεσμα και επανέλαβαν το πείραμα σχεδόν 16 000 φορές την τελευταία τριετία με το ίδιο πάντα αποτέλεσμα (δες εδώ).Σύμφωνα με τον Antonio Ereditato «όταν έχεις στα χέρια σου ένα τέτοιο αποτέλεσμα, πρέπει να είσαι σίγουρος ότι δεν έχεις κάνει το παραμικρό λάθος. Επί μήνες ελέγχαμε εξονυχιστικά τα αποτελέσματά μας και δεν στάθηκε δυνατό να εντοπίσουμε κάποιο λάθος».Οι ερευνητές του πειράματος Opera δημιούργησαν μια δέσμη μιονικών νετρίνων και τα έστειλαν από το CERN, κοντά στη Γενεύη, Ελβετία στο υπόγειο -1400 μέτρα κάτω από το έδαφος-  Εργαστήριο Gran Sasso (LNGS), 120 km ΒΑ της Ρώμης, Ιταλία, με στόχο να δουν πόσα από αυτά θα μετατρέπονταν σε ταυ νετρίνα. Τα ευρήματά τους είναι στατιστικά σημαντικά και εφόσον επαληθευτούν και από άλλα εργαστήρια, θα ταράξουν για τα καλά τη βασική αρχή της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας σύμφωνα με την οποία τίποτα στο Σύμπαν δεν μπορεί να ταξιδέψει ταχύτερα από το φως (περισσότερα εδώ κι εδώ). Tώρα, αν αποκλειστεί και η ύπαρξή του μποζονίου Higgs και οι φυσικοί υποχρεωθούν να επανεξετάσουν από την αρχή το κυρίαρχο Καθιερωμένο Πρότυπο (δες εδώ), μμμ, κάτι δεν πάει καλά με τη φυσική του 20ού αιώνα - αν και οι μεγάλες ανατροπές είναι αυτές που χαρακτηρίζουν την επιστήμη (δες κι εδώ).Αλλά ας μη βιαζόμαστε...
Τα νετρίνα υπάρχουν ολόγυρά μας, καθώς αποτελούν υποπροϊόν των πυρηνικών αντιδράσεων στο εσωτερικό του Ηλίου. Είναι ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια, έχουν πολύ μικρή μάζα, απαντώνται σε τρεις μορφές ("γεύσεις") ως νετρίνο ηλεκτρονίου, μιονικό νετρίνο, ταυ νετρίνο. Τα νετρίνα σπάνια αλληλεπιδρούν με την ύλη, περνάνε μέσα από τοίχους και διαπερνούν τους πλανήτες και δισεκατομμύρια τέτοια υποατομικά σωματίδια περνάνε κάθε δευτερόλεπτο μπροστά μας και μέσα από το σώμα μας, χωρίς να το αντιλαμβανόμαστε!Ένα τηλεσκόπιο ανίχνευσης νετρίνων, το πείραμα ΝΕSΤΟR, λειτουργεί στη θαλάσσια περιοχή νότια της Πύλου.

11-6-2012 Εντέλει τα νετρίνα δεν κινούνται ταχύτερα από το φως!

Eπικαιροποίηση 
23-9-2011 Speed of light broken-an expert's view
23-9-2011 Νετρίνο «αστραπή» απειλούν τον Αϊνστάιν και τη σύγχρονη φυσική 
24-9-2011 Superluminal muon-netrinos? Don't get your hopes up
24-9-2011 Challenging Einstein is usually a losing venture 
24-9-2011 Το πρόγραμμα OPERA και συνέντευξη Σταύρου Κατσανέβα
24-9-2011 Ο θεωρητικός φυσικός Jim Al-Khalili, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Surrey, Αγγλία, είπε: "Οι επιστήμονες έχουν δίκιο να είναι εξαιρετικά προσεκτικοί όσον αφορά την ερμηνεία αυτών των ευρημάτων. Εάν τα νετρίνα έχουν σπάσει την ταχύτητα του φωτός, θα ανατρέψουν τον ακρογωνιαίο λίθο της φυσικής του  τελευταίου αιώνα. Αυτό είναι εφικτό, αλλά είναι πολύ πιο πιθανό ότι υπάρχει ένα λάθος στα δεδομένα. Εάν, όμως, το πείραμα του CERN αποδειχθεί ότι είναι σωστό και τα νετρίνα έχουν σπάσει την ταχύτητα του φωτός, εγώ θα φάω τα μποξεράκια μου(!) ζωντανά (live) στην τηλεόραση." Δες κι εδώ.

26-9-2011 Faster-Than-Light Neutrinos? Physics Luminaries Voice Doubts

26-9-2011 Κατά τον Heinrich Päs από το Πανεπιστήμιο του Ντόρτμουντ, Γερμανία, είναι πιθανό τα νετρίνα να εκμεταλλεύονται άγνωστες διαστάσεις και να κόβουν δρόμο μέσα από τον χωρόχρονο σε περίπτωση που «οι επιπλέον διαστάσεις στο σύμπαν μπορεί να είναι έτσι διαμορφωμένες, ώστε τα σωματίδια που κινούνται σε αυτές να τρέχουν γρηγορότερα από τα αντίστοιχα που ταξιδεύουν στις τρεις γνωστές διαστάσεις του Σύμπαντος» (δες εδώ και εδώ).
9-10-2011 Το πείραμα που «ανακάτεψε τα χαρτιά της Φυσικής»:Συνέντευξη του Σταύρου Κατσανέβα (…) Μερικοί τίτλοι εφημερίδων ανακοίνωσαν σε πρωτοσέλιδα την ανατροπή του Αϊνστάιν. Αυτό είναι υπερβολικό γιατί, εφόσον οι μετρήσεις της Opera χρησιμοποιούν το GPS και η ακρίβεια του GPS βασίζεται στη θεωρία του Αϊνστάιν, θα ήταν αντιφατική η χρήση τους για να αποδειχθεί ότι ο Αϊνστάιν είναι “λάθος”. Η επιστήμη, αντίθετα με την πολιτική ή κάποιες κοινωνικές επιστήμες, δεν προχωρεί με “ανατροπές” αλλά με γενικεύσεις…

23-2-2011 Πιθανόν είναι λάθος ότι το νετρίνο ταξιδεύει πιο γρήγορα από το φως, καθώς νέα στοιχεία δείχνουν ότι μάλλον σε τεχνικό σφάλμα οφείλεται η απρόσμενη μέτρηση, σύμφωνα με τον εκπρόσωπο του CERN Τζεημς Γκίλις, αν και οι ερευνητές συνεχίζουν τις έρευνές τους για να καταλήξουν ποιά τελικά μπορεί να ήταν η επίπτωση αυτών των σφαλμάτων στο αποτέλεσμα της μέτρησης της ταχύτητας. Περισσότερα εδώ και εδώ.

24-2-2011 Δεν καταθέτουν τα όπλα οι φυσικοί της ομάδας OPERA

...το αρχικό αποτέλεσμα δεν επηρεάζεται!

16-3-2012 Τα νετρίνα, εν τέλει, δεν κινούνται γρηγορότερα από το φως;

30-3-2012 Παραιτήθηκε ο επικεφαλής του πειράματος Opera

Ανακαλύφθηκε εξωπλανήτης με δύο ήλιους!

Έναν εξωπλανήτη με δύο ήλιους, που βάφτισαν Kepler-16b, ανακάλυψαν Αμερικανοί επιστήμονες στον αστερισμό του Κύκνου.Περιφέρεται γύρω από το διπλό αστέρα Kepler-16 και απέχει περίπου 200 έτη φωτός από τη Γη. Πρόκειται για μοναδική ανακάλυψη, καθώς μέχρι σήμερα τέτοιοι πλανήτες αποτελούσαν σενάριο επιστημονικής φαντασίας- ένα διπλό ηλιοβασίλεμα σαν αυτό που έβλεπε ο Luke Skywalker του κινηματογραφικού Πολέμου των Άστρων από το φανταστικό πλανήτη Tatooine! Η μάζα του Kepler-16b είναι περίπου το ένα τρίτο εκείνης του πλανήτη Κρόνου, είναι κατά το ήμισυ βραχώδης και κατά το άλλο μισό αεριώδης και κάνει μία πλήρη περιστροφή γύρω από τα δύο άστρα του σε 229 γήινες ημέρες.  Τα δύο αυτά άστρα είναι μικρότερα και όχι τόσο θερμά όσο ο δικός μας Ήλιος και για το λόγο αυτό στον Kepler-16b επικρατούν θερμοκρασίες που κυμαίνονται από -73 έως -101 βαθμούς Κελσίου. Η ανακάλυψη έγινε με το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler της  NASA. Σύμφωνα με τον William Borucki, ερευνητή της αποστολής Κέπλερ: «Η ανακάλυψη αυτή επιβεβαιώνει μια νέα κατηγορία πλανητικών συστημάτων που είναι δυνατό να έχουν ζωή, δεδομένου ότι τα περισσότερα αστέρια στο Γαλαξία μας είναι μέρος ενός διπλού συστήματος, πράγμα που σημαίνει ότι οι ευκαιρίες για τη ζωή είναι πολύ ευρύτερη από ότι εάν οι πλανήτες σχηματίζονταν μόνο γύρω από ένα άστρο. Αυτή ανακάλυψη-ορόσημο επιβεβαιώνει μια θεωρία που οι επιστήμονες έχουν διατυπώσει για δεκαετίες, αλλά δεν μπορούσε να αποδειχθεί μέχρι τώρα». Περισσότερα εδώ κι εδώ.

Ανακαλύφθηκε μια ακόμα «υπέρ-Γη»!

Ανακαλύφθηκε ένας ακόμα εξωπλανήτης σε μια δυνητικά κατοικήσιμη ζώνη (habitable zone), δηλαδή στη σωστή απόσταση από το άστρο του, ώστε να καθίσταται εφικτή η ανάπτυξη ζωής.Πρόκειται για τον HD 85512b, που συγκαταλέγεται  στους 50 νέους εξωπλανήτες που κινούνται σε τροχιές γύρω από άστρα που μοιάζουν πολύ με τον Ήλιο μας, με  πέντε από αυτούς έχουν μάζες το πολύ πενταπλάσιες σε σχέση με την μάζα της Γης και θα αποτελέσουν στόχους προτεραιότητας στο μέλλον για τα διαστημικά τηλεσκόπια, που θα αναζητήσουν ίχνη ζωής στις ατμόσφαιρές τους (λ.χ. την χημική «υπογραφή» του οξυγόνου). Η ανακάλυψη των νέων εξωπλανητών έγινε με το φασματογράφο HΑRPS, που βρίσκεται στο διαμέτρου 3,6 μέτρων τηλεσκόπιο «Λα Σίλα» (La Silla Observatory) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Παρατηρητηρίου (ESO) στη Χιλή, από ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Stéphane Udry του πανεπιστημίου της Γενεύης.Η «υπέρ-Γη» HD 85512b βρίσκεται σε απόσταση περίπου 36 ετών φωτός, στην κατεύθυνση του αστερισμού του Ιστίου, ενδεχομένως είναι βραχώδης χωρίς αέρια.Προστατεύεται από μια πυκνή νεφελώδη ατμόσφαιρα και θα μπορούσε να έχει νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνειά του.Εκτιμάται ότι έχει μάζα 3,6 φορές μεγαλύτερη από τη Γη, βαρύτητα 1,4 φορές μεγαλύτερη της γήινης, θερμοκρασίες από 30 έως 50 βαθμούς Kελσίου και βρίσκεται στο άκρο μιας κατοικήσιμης ζώνης. Ένας χρόνος στον πλανήτη αυτό αντιστοιχεί σε 57 γήινες ημέρες και το άστρο του είναι περίπου 1000 βαθμούς Κελσίου πιο ψυχρό από τον Ήλιο μας. «Υπέρ-Γη» καλείται ένας εξωπλανήτης αν έχει μάζα μέχρι δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης. Η είδηση ​​ενισχύει τις υποψίες πολλών αστρονόμων ότι οι κατοικήσιμοι πλανήτες είναι συχνοί στο Διάστημα και ότι αναμένονται  συναρπαστικές ανακαλύψεις όταν θα διαθέτουμε καλύτερα τηλεσκόπια. Μέχρι τώρα οι αστρονόμοι είχαν ανακαλύψει 564 επιβεβαιωμένους εξωπλανήτες, ενώ άλλοι 1780 περίπου, που έχουν εντοπιστεί από το διαστημικό τηλεσκόπιο «Κέπλερ», αναμένουν την επιβεβαίωσή τους (περισσότερα εδώ κι εδώ).
Δες και:

Κατοικήσιμος ο εξωπλανήτης Gliese 581d;

Μια σούπερ-Γη στον Καρκίνο

To Καθιερωμένο Πρότυπο, το μποζόνιο Higgs και επέκεινα

Το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model) της σωματιδιακής φυσικής  είναι η καλύτερη θεωρία που έχουν αυτή τη στιγμή οι φυσικοί για να περιγράψουν τα βασικά συστατικά του Σύμπαντος. Περιγράφει τις ισχυρές, ασθενείς και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις, όπως και τα στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη. Υποστηρίζει ότι τα πάντα γύρω μας είναι φτιαγμένα από σωματίδια, τα κουάρκ και τα λεπτόνια, ενώ οι τέσσερις αλληλεπιδράσεις (δυνάμεις)  επιδρούν σε αυτά. Ανεπτύχθητε ανάμεσα στην περίοδο 1970 - 1973, είναι ουσιαστικά μια κβαντική θεωρία πεδίου, η οποία στηρίζεται στην κβαντική μηχανική και στην ειδική θεωρία της σχετικότητας. Μέχρι σήμερα, σχεδόν όλα τα πειραματικά αποτελέσματα πάνω στις τρεις αλληλεπιδράσεις που περιγράφονται από το Καθιερωμένο Πρότυπο, συμφωνούν με τις θεωρητικές προβλέψεις. Όμως, το Καθιερωμένο Πρότυπο δεν είναι μια πλήρης θεωρία στοιχειωδών αλληλεπιδράσεων, κυρίως επειδή δεν περιγράφει την βαρυτική αλληλεπίδραση (δες εδώ κι εδώ). Για παράδειγμα, αν τα μόνα συστατικά του Σύμπαντος είναι τα σωματίδια και οι τέσσερις αλληλεπιδράσεις, τότε όλα τα σωματίδια θα πρέπει να ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, αντίθετα με ό,τι παρατηρείται. Για να τα επιβραδύνουν, οι θεωρητικοί φυσικοί υποθέτουν την ύπαρξη ενός μυστηριώδους, πανταχού παρόντος και άγνωστου μέχρι σήμερα πεδίου Higgs. Επίσης, οι φυσικοί τώρα αντιλαμβάνονται ότι το 96% του Σύμπαντος δεν είναι φτιαγμένο από τη συνηθισμένη ύλη και επομένως αυτή η νέα μορφή ύλης δε χωράει στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Πώς θα αναβαθμιστεί το Καθιερωμένο Πρότυπο για να απαντήσει σε αυτό  είναι ένα ανοικτό πρόβλημα, που αναμένεται να απαντηθεί από σύγχρονα και μελλοντικά πειράματα (δες κι εδώ). Επί του παρόντος τόσο οι φυσικοί του του επιταχυντή Tevatron του εργαστηρίου Fermilab των ΗΠΑ  όσο και οι συνάδελφοί τους του επιταχυντή LHC του CERN στην Ευρώπη, ελπίζουν στην ανακάλυψη του μποζονίου του Χιγκς (Higgs boson) μια και στην αντίθετη περίπτωση, δηλαδή αν αποκλειστεί η  ύπαρξή του, μέλλει να προκληθεί(;) μεγάλη αναστάτωση στην επιστημονική κοινότητα (μεγαλύτερη ακόμα και από το αν το σωματίδιο βρεθεί), καθώς οι φυσικοί θα υποχρεωθούν να επανεξετάσουν από την αρχή το κυρίαρχο Καθιερωμένο Πρότυπο…(δες εδώ κι εδώ, εδώ).

Επικαιροποίηση 
14-9-2011 Scientists question existence of God particle

1-5-2012 Το μποζόνιο Higgs με απλά λόγια!
5-7-2012 Βρέθηκε το Higgs!

Ανακάλυψαν άστρο που ...δεν έπρεπε να υπάρχει!

Ευρωπαίοι αστρονόμοι του Αστεροσκοπείου του Παρισιού και του Κέντρου Αστρονομίας του πανεπιστημίου της Χαϊδελβέργης ανακάλυψαν άστρο στον αστερισμό του Λέοντα που θεωρητικά δεν θα έπρεπε να υπάρχει (!) καθώς αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από υδρογόνο και ήλιο και σε ασήμαντες μόνο ποσότητες άλλα βαρύτερα χημικά στοιχεία και μέταλλα. Το επίτευγμα της επιστημονικής ομάδας που έγινε με τη χρήση του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου (Very Large Telescope) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου στην Χιλή, αποκάλυψε ότι σύμφωνα με τις έως τώρα μετρήσεις, διαθέτει την μικρότερη ποσότητα χημικών στοιχείων βαρύτερων από το ήλιο (δηλαδή μετάλλων) από οποιοδήποτε άλλο άστρο έχει μελετηθεί μέχρι σήμερα. Η αναλογία μετάλλων στο εσωτερικό του είναι τουλάχιστον 20.000 φορές μικρότερη σε σχέση με αυτήν του ήλιου μας.H έκπληξη των επιστημόνων ήταν μεγάλη αφού σύμφωνα με την ισχύουσα θεωρία, άστρα με τόσο μικρή μάζα και τόσα λίγα μέταλλα, δεν θα έπρεπε καν να υπάρχουν αφού τα νέφη υλικών από όπου θα σχηματίζονταν, θεωρείται ότι εξαρχής ποτέ δεν θα μπορούσαν να συμπυκνωθούν και να δημιουργήσουν ένα άστρο.Επιπλέον το συγκεκριμένο άστρο μοιάζει να κρύβει κι άλλα μυστήρια στη σύσταση του. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η μάζα της πρωταρχικής ύλης αποτελείτο κατά 75% από υδρογόνο, 25% ήλιο και ελάχιστο λίθιο. Λόγο της επίδρασης των περιοδικών εκρήξεων των σούπερ νόβα όσο παλιότερο είναι ένα άστρο τόσο φτωχότερο σε μέταλλα είναι, αλλά είναι σχετικά πλούσιο σε λίθιο.  Το συγκεκριμένο υπολογίζεται να έχει ηλικία μεγαλύτερη από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά για κάποιο άγνωστο ακόμα λόγο δεν έχει σχεδόν καθόλου λίθιο.       

Πηγή: http://www.enet.gr/?i=news.el.episthmh-texnologia&id=306036