Τα νετρίνα (δεν) κινούνται ταχύτερα από το φως;

Τα νετρίνα του πειράματος OPERA ξεπέρασαν την ταχύτητα των φωτονίων; Σύμφωνα με τους ερευνητές του πειράματος ναι, μετά από την  επανάληψη της μέτρησης στις αρχές του τρέχοντος μηνός (δες εδώ, εδώ, εδώ, εδώ). Κάτι που οι ερευνητές του πειράματος ICARUS στο εργαστήριο του Γκραν Σάσο το αμφισβητούν. Το συμπέρασμά τους δεν βασίζεται σε μετρήσεις του χρόνου που διήρκεσε το ταξίδι, αλλά σε μετρήσεις της ενέργειας. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές του ICARUS επισημαίνουν ότι, αν είχαν ξεπεράσει έστω και ελάχιστα την ταχύτητα του φωτός, τα νετρίνα θα έπρεπε να είχαν χάσει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς τους.Όμως οι δέσμες νετρίνων που έφτασαν στους ανιχνευτές του Γκραν Σάσο παρουσίασαν ένα ενεργειακό φάσμα πλήρως συμβατό με το αναμενόμενο για σωματίδια που κινούνται με την ταχύτητα του φωτός -και όχι ταχύτερα. Τα ευρήματα αυτά «διαψεύδουν (...) την αρχική ερμηνεία των αποτελεσμάτων του OPERA» γράφουν οι ερευνητές του ICARUS σε μελέτη που δημοσιεύεται στην υπηρεσία προδημοσίευσης ΑrXiv. Η δημοσίευση, εκτιμά ότι «η διαφορά ανάμεσα στην ταχύτητα των νετρίνων και την ταχύτητα του φωτός δεν μπορεί να είναι τόσο μεγάλη όσο κατέγραψε το πείραμα OPERA. Είναι σίγουρα μικρότερη κατά τρεις τάξεις μεγέθους, συγκρίσιμη με μηδέν». Περισσότερα εδώ.
Επικαιροποίηση
16-3-2012 ...δεν κινούνται ταχύτερα από το φως
30-3-2012 Παραιτήθηκε ο επικεφαλής του πειράματος Opera

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).

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.