Κυριακή 5 Αυγούστου 2007
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
Ενα αυτί για το χωροχρόνο

Τα πάλσαρ ίσως προσφέρουν έναν εναλλακτικό τρόπο για την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων

Ενα βαρυτικό κύμα που ταξιδεύει ανάμεσα στο πάλσαρ και τη Γη θα αλλάξει την απόσταση μεταξύ των παλμών, άρα και το χρονισμό τους. Τα τηλεσκόπια μπορούν να καταγράψουν την προκαλούμενη απόκλιση του ενός εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου
Ενα βαρυτικό κύμα που ταξιδεύει ανάμεσα στο πάλσαρ και τη Γη θα αλλάξει την απόσταση μεταξύ των παλμών, άρα και το χρονισμό τους. Τα τηλεσκόπια μπορούν να καταγράψουν την προκαλούμενη απόκλιση του ενός εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου
Αν ένα ζευγάρι μαύρες τρύπες βρισκόταν κάποτε στο διάβα της Γης, θα μπορούσαμε κυριολεκτικά να τις ακούσουμε, όχι βέβαια μέσω ήχου, που δεν μπορεί να μεταδοθεί στο κενό του Διαστήματος, αλλά μέσω των βαρυτικών κυμάτων που θα δημιουργούσαν. Καθώς οι μαύρες τρύπες θα πλησίαζαν, θα ταλάντωναν ανεπαίσθητα τα οστά του εσωτερικού αυτιού, παράγοντας έναν ήχο ανάλογο με εκείνον ενός φλας φωτογραφικής μηχανής που φορτίζεται. Υπό κανονικές συνθήκες, δηλαδή όταν η πηγή τους είναι πολύ μακριά, αυτά τα κύματα (αν υπάρχουν) είναι αδύνατο να γίνουν αισθητά, έστω κι αν οι αστρονόμοι θεωρούν ότι τα σώματά μας πάλλονται διαρκώς από βαρυτικά κύματα που τα διαπερνούν.

Για να «ακούσει» κανείς αυτά τα κύματα χρειάζεται υπερευαίσθητα όργανα, που χρησιμοποιούν ακτίνες λέιζερ για να μετρήσουν αλλαγές στο μήκος τους, οφειλόμενες σε βαρυτικά κύματα. Αυτά τα όργανα συνήθως λειτουργούν σε ζεύγη, σε απομακρυσμένες μεταξύ τους εγκαταστάσεις, ώστε να απορριφθούν ασυνήθιστες μετρήσεις, που οφείλονται σε τοπικά φαινόμενα.

Μια νέα μελέτη υποστηρίζει ότι με χρήση μιας άλλης τεχνικής θα γίνει δυνατή όχι μόνο η επιβεβαίωση της ύπαρξης των βαρυτικών κυμάτων, αλλά και ένας επιπλέον έλεγχος της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν, ώστε να εξακριβωθεί αν καλύπτει όλες τις εκδηλώσεις των βαρυτικών αλληλεπιδράσεων ή απαιτείται μια ακόμα πιο γενική θεωρία. Η προτεινόμενη τεχνική χρησιμοποιεί τα πάλσαρ, αστέρια που παρουσιάζουν διακύμανση της φωτεινότητάς τους, σαν φάροι, αλλά με τακτικότητα και ακρίβεια ανάλογη με εκείνη ενός ατομικού ρολογιού. Αν ένα βαρυτικό κύμα περνούσε ανάμεσα στο πάλσαρ και τη Γη, θα τέντωνε και θα συμπίεζε εναλλασσόμενα το χώρο μεταξύ των παλμών, με αποτέλεσμα τη μεταβολή της διακύμανσης της φωτεινότητας του πάλσαρ, όπως την αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής στη Γη.

Κύματα που δημιουργούνται από συνενώσεις μαύρων τρυπών είναι ικανά να μεταβάλουν το ρυθμό των παλμών κατά ένα μέρος στο 1 τετράκις εκατομμύριο, ή αν το εκφράσουμε σε μονάδες χρόνου, σε ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου κάθε 10 χρόνια. Αυτές οι απειροελάχιστες μεταβολές είναι δυνατό να μετρηθούν με τα σύγχρονα επιστημονικά όργανα.

Για να αποφευχθούν λαθεμένες παρατηρήσεις οφειλόμενες σε τυχαία φαινόμενα, οι αστρονόμοι θα συγκρίνουν τις μεταβολές φωτεινότητας όχι ενός, αλλά δεκάδων πάλσαρ. Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας, τα βαρυτικά κύματα πρέπει να προκαλούν αναδιπλώσεις κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης (εγκάρσια κύματα). Ετσι θα έκαναν ένα πάλσαρ να φαίνεται να καθυστερεί και ένα άλλο σε γωνία 90 μοιρών με το πρώτο να επιταχύνει. Διάφορες εναλλακτικές στη γενική σχετικότητα θεωρίες που έχουν προταθεί προβλέπουν ότι είτε τα βαρυτικά κύματα είναι διαμήκη, είτε διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις (τα αντικείμενα διαστέλλονται και συστέλλονται σαν να αναπνέουν). Η μελέτη των βαρυτικών κυμάτων με τη βοήθεια των πάλσαρ είναι η μόνη που μπορεί να δώσει απαντήσεις σχετικά με τα ζητήματα αυτά.

Προς το παρόν, ούτε τα υπερευαίσθητα όργανα, ούτε η παρατήρηση των πάλσαρ έχουν οδηγήσει σε εντοπισμό βαρυτικών κυμάτων. Δεν ξέρουμε πόσο συχνά εμφανίζονται ισχυρά βαρυτικά κύματα και ίσως χρειαστεί να περιμένουμε υπομονετικά για πολλά χρόνια ακόμα.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»

Οι ακίδες πάγου και η φυσική τους

Αν φτιάχνετε συχνά παγάκια στο ψυγείο σας, ίσως θα έχετε παρατηρήσει τον «ανεξήγητο» σχηματισμό κάποιων μικροσκοπικών σταλαγμιτών πάνω από μερικά από τα παγάκια.

Το νερό είναι μια από τις λιγοστές ουσίες που διαστέλλονται όταν παγώνουν. Αν σχηματιστεί μια κρούστα πάγου που έχει όμως μια μικρή τρύπα σε κάποιο σημείο της, η κρούστα μπορεί να παγιδέψει το υγρό από κάτω, μη αφήνοντάς του άλλο χώρο να εκταθεί καθώς παγώνει, παρά μόνο μέσα από τη μικροσκοπική τρύπα. Καθώς το υγρό νερό βγαίνει αργά πάνω από την κρούστα πάγου, παγώνει κι αυτό εξωτερικά σχηματίζοντας μια κούφια ακίδα γεμάτη νερό. Το νερό συνεχίζει να ανεβαίνει μέσα από την ακίδα σχηματίζοντας μια μακριά και λεπτή «καμινάδα». Τελικά, βέβαια, όλο το νερό παγώνει και γίνεται στερεό, οπότε παύει να μεγαλώνει και η ακίδα. Η ενέργεια που απαιτείται για να ανέβει το νερό μέσα στην ακίδα προέρχεται εξ ολοκλήρου από την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία της πήξης(είναι η ενέργεια που πρέπει να αφαιρεθεί μέσω του ψυγείου, που λειτουργεί ως αντλία θερμότητας, ώστε το υγρό νερό να παγώσει).

Η εμφάνιση του φαινομένου, καθώς και το μέγεθος της σχηματιζόμενης ακίδας εξαρτώνται κυρίως από τις συνθήκες ψύξης με ιδανική θερμοκρασία τους -7 βαθμούς Κελσίου. Επιπλέον, ευνοϊκοί παράγοντες είναι η χρήση καθαρού νερού και δοχείου με κάθετα τοιχώματα. Ακίδες πάγου εμφανίζονται και στη φύση, σε μικρές λακκούβες νερού ή ρηχά δοχεία με νερό που αφήνονται έξω τις πολύ κρύες νύχτες του χειμώνα. Δεν εμφανίζονται όμως σε μεγαλύτερα υδάτινα σώματα, όπως οι λίμνες, επειδή λόγω της ποσότητας και της μεγάλης λανθάνουσας θερμότητας του νερού ο ρυθμός ψύξης τους είναι πολύ αργός.

Στάρι κολυμβητής!

Φωτογραφία διατομής άγανου σταριού, όπως φαίνεται μέσα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο
Φωτογραφία διατομής άγανου σταριού, όπως φαίνεται μέσα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο
Οι σπόροι του άγριου σταριού έχουν ένα παράξενο «μυϊκό» σύστημα που τους επιτρέπει να βυθίζονται αρκετά στο έδαφος ώστε να βλαστήσουν με επιτυχία. Κάθε σπόρος έχει δύο μακριές απολήξεις που λέγονται άγανα («μουστάκια»). Γερμανοί ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα άγανα διαθέτουν ινίδια κυτταρίνης, που τα κάνουν να μακραίνουν όταν το περιβάλλον είναι υγρό και να κονταίνουν όταν είναι ξηρό. Στην πρώτη περίπτωση τα άγανα πλησιάζουν το ένα το άλλο και στη δεύτερη απομακρύνονται, κάνοντας μια κίνηση σαν αυτή που κάνουν τα πόδια του βατράχου όταν κολυμπάει. Με τον τρόπο αυτό τα άγανα βυθίζουν το σπόρο βαθύτερα στο έδαφος, όπου έχει περισσότερες ελπίδες να βλαστήσει με επιτυχία. Το εντυπωσιακότερο είναι ότι το άγριο στάρι είναι εξελικτικά προσαρμοσμένο στον ημερήσιο κύκλο της υγρασίας που επικρατεί την περίοδο της ξηρασίας (που επέρχεται μετά την ωρίμανση των σπόρων) στην περιοχή της Γόνιμης Ημισελήνου (αρχαία Μεσοποταμία, βόρεια Αίγυπτος, Παλαιστίνη), όπου και άρχισε η καλλιέργεια του σταριού.



Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ