Kβαντική σύμπλεξη = Σκουληκότρυπες. Entanglement = Wormholes

A model of 'folded' space-time illustrates how a wormhole bridge might form with at least two mouths that are connected to a single throat or tube. CREDIT: edobric | Shutterstock

Οι Juan Maldacena και Leonard Susskind στην εργασία τους με τίτλο «Cool horizons for entangled black holes» εξετάζουν τις λύσεις, που προκύπτουν από την γενική σχετικότητα, στις οποίες δυο απομακρυσμένες μαύρες τρύπες συνδέονται διαμέσου μιας σκουληκότρυπας ή γέφυρας Einstein-Rosen. Θεωρούν ότι οι καταστάσεις δυο τέτοιων μαύρων τρυπών βρίσκονται σε σύμπλεξη σχηματίζοντας ένα σύνθετο ζεύγος EPR.

Προτείνουν με λίγα λόγια την «εξίσωση»: ΕPR = ER ή Σύμπλεξη = Σκουληκότρυπες

A "wormhole" is the name for a connection between the cusps of the potential minima of two black holes. Einstein and Nathan Rosen discovered solutions to the equations of relativity that suggested such connections between black holes could exist. They have a fascination because, in priniciple, something that falls into one blackhole may travel through the wormhole and emerge in the other one, far, far away - or even in another Universe! Here is a rather naive artist's concept of how it might look!

Το EPR προκύπτει από τα αρχικά των  Einstein-Podolsky-Rosen, των οποίων διάσημη εργασία ανέδειξε την παραξενιά των κβαντικών συσχετισμών, ενώ το ER προκύπτει από τα αρχικά των Einstein-Rosen (πάλι ο Einstein) από την δημοσίευσή τους σχετικά με την επονομαζόμενη γέφυρα Einstein – Rosen.

Το άρθρο των Maldacena και Susskind προκάλεσε πολλά σχόλια και αντιδράσεις (και έπεται συνέχεια…)

Ο John Preskill, θεωρητικός φυσικός στο Caltech, έγραψε πριν από λίγες μέρες στο quantumfrontiers σχετικά με την “εξίσωση της σύμπλεξης με τις σκουληκότρυπες”:

"…. Μια από τις πιο απολαυστικές και εμπνευσμένες δημοσιεύσεις που διάβασα τα τελευταία χρόνια είναι αυτή του Mark Van Raamsdonk (Building up spacetime with quantum entanglement). Βασισμένη σε προηγούμενες παρατηρήσεις των Maldacena (Eternal Black Holes in AdS) και Ryu-Takayanagi (Holographic Derivation of Entanglement Entropy from AdS/CFT ). "

Ο Van Raamsdonk πρότεινε ότι η κβαντική σύμπλεξη είναι το βασικό συστατικό που διέπει την γεωμετρία του χωροχρόνου. Από την πρώτη μου επαφή με αυτή την προκλητική εργασία σκεφτόμουν συχνά πως θα ήταν πολύ καλή ιδέα για κάποιον να πάρει στα σοβαρά τις απόψεις του Van Raamsdonk.

Και ιδού αυτοί που το έκαναν: Οι Juan Maldacena και Leonard Susskind (MS).

Λατρεύω τις σκουληκότρυπες (και ποιος δεν τις λατρεύει;)...

Κατά την δεκαετία του 1950 ο John Wheeler είχε μια παθιασμένη πεποίθηση ότι «τα πάντα είναι γεωμετρία» και την ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα ιδέα που την ονόμαζε «φορτίο χωρίς φορτίο». Δεν υπάρχουν σημειακά ηλεκτρικά φορτία, δήλωνε ο Wheeler, μάλλον οι ηλεκτρικές δυναμικές γραμμές μπορούν να θεωρηθούν ως το στόμα μιας σκουληκότρυπας. Αν ήσασταν αρκετά μικροί θα μπορούσατε να βουτήξετε μέσα στο ηλεκτρόνιο και να εξέλθετε από ένα ποζιτρόνιο πολύ μακριά. Στις προπτυχιακές μου ονειροπολήσεις, ευχόμουν η ιδέα αυτή να ήταν αληθινή.

Αλλά στη συνέχεια ανακάλυψα περισσότερα σχετικά με τις σκουληκότρυπες και έμαθα για την «τοπολογική λογοκρισία»…

Schwarzschild wormhole.

Αποδεικνύεται ότι για μη αρνητικές ενέργειες, οι εξισώσεις βαρυτικού πεδίου του Einstein μας απαγορεύουν να διασχίσουμε μια σκουληκότρυπα – ο λαιμός της κόβεται (ή γίνεται απείρως μακρύς) προτού φτάσουμε στην άλλη άκρη.

Αρκετές φορές υποστηρίχθηκε ότι τα κβαντικά φαινόμενα θα μπορούσαν να βοηθήσουν να παραμείνει ανοιχτός ο λαιμός της σκουληκότρυπας (κάτι που ακούγεται πολύ καλή ιδέα για μια ταινία επιστημονικής φαντασίας)….

Έρωτας στον λαιμό μιας σκουληκότρυπας. Η Alice και ο Bob βρίσκονται διαφορετικούς γαλαξίες, αλλά ο καθένας τους ζει κοντά σε μια μαύρη τρύπα, και οι μαύρες τρύπες τους συνδέονται με μια σκουληκότρυπα. Αν και οι δύο πηδήξουν μέσα στις μαύρες τρύπες τους, μπορούν να απολαύσουν την αγάπη τους για λίγο πριν συναντήσουν έναν τραγικό τέλος. Love in a wormhole throat: Alice and Bob are in different galaxies, but each lives near a black hole, and their black holes are connected by a wormhole. If both jump into their black holes, they can enjoy each other’s company for a while before meeting a tragic end.

(….Έστω) δυο μαύρες τρύπες που συνδέονται με μια σκουληκότρυπα. Στη συνέχεια, η Alice στη Γη και ο Bob στην Ανδρομέδα (βλέπε σχήμα) μπορούν να βρεθούν γρήγορα μαζί αν ο καθένας πηδήξει μέσα στην κοντινή τους μαύρη τρύπα. Για μαύρες τρύπες που έχουν μάζα όσο ο ήλιος, η Alice και ο Bob θα έχουν μόνο 10 μικροδευτερόλεπτα στην διάθεσή τους πριν από τον αφανισμό τους στην ιδιομορφία. Αλλά αν οι μαύρες τρύπες είναι αρκετά μεγάλες, η Alice και ο Bob θα μπορούσαν να έχουν περισσότερο χρόνο μεταξύ τους πριν από το τραγικό τέλος τους.

Αυτή η παρατήρηση αξιοποιείται στην πρόσφατη δημοσίευση των Juan Maldacena και Lenny Susskind (MS) , όπου επανεξετάζεται το παζλ AMPS (τα αρχικά των ονομάτων Almheiri, Marolf, Polchinski και Sully που δημοσίευσαν πριν από ένα χρόνο περίπου την εργασία με τίτλο «Black Holes: Complementarity or Firewalls?»).

Έγραψα για αυτό το παζλ παλαιότερα («Is Alice burning? The black hole firewall controversy»), γι ‘αυτό δεν θα αναφερθώ ξανά αναλυτικά.

Ιδού μια η σύντομη εκδοχή:

Entanglement, illustrated with balls in boxes.

Ενώ οι κλασικοί συσχετισμοί μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν από πολλά μέρη, οι κβαντικές συσχετίσεις είναι πιο δύσκολο να μοιραστούν. Αν ο Bob βρίσκεται σε σύμπλεξη με την Alice, αυτό περιορίζει την δυνατότητα σύμπλεξής του με την Carrie, και αν συμπλεχθεί με την Carrie δεν θα μπορεί να συμπλεχθεί με την Alice.

Ως εκ τούτου μπορούμε να πούμε ότι η σύμπλεξη είναι «μονογαμική».

Τώρα, αν, όπως οι περισσότεροι από εμάς έχουμε την τάση να πιστεύουμε, πως πληροφορίες είναι «ανακατεμένες», αλλά όχι κατεστραμμένες κατά την εξάτμιση μιας μαύρης τρύπας, τότε η ακτινοβολία που εκπέμπεται από μια παλιά μαύρη τρύπα σήμερα θα πρέπει να είναι ισχυρά συμπλεγμένη με την ακτινοβολία που είχε εκπεμφθεί κατά το παρελθόν.

Και αν, όπως οι περισσότεροι από εμάς θέλουν να πιστεύουν, τίποτε το ασυνήθιστο δεν συμβαίνει (τουλάχιστον όχι αμέσως) σε έναν παρατηρητή ο οποίος διασχίζει τον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, τότε η ακτινοβολία που εκπέμπεται σήμερα, θα πρέπει να είναι πολύ συμπλεγμένη με τα πράγματα που βρίσκονται ακόμα μέσα στη μαύρη τρύπα. Αλλά δεν μπορούμε να τα έχουμε όλα χωρίς να παραβιάζεται η μονογαμία της σύμπλεξης!

Ο γρίφος AMPS προσελκύει παράτολμες απαντήσεις αλλά και οι AMPS ήταν αρκετά προκλητικοί.

Ισχυρίστηκαν πως μια παλιά μαύρη τρύπα δεν έχει εσωτερικό – ένας παρατηρητής που πέφτει ελεύθερα πεθαίνει ακριβώς στον ορίζοντα και όχι σε μια ιδιομορφία στο εσωτερικό της.

Οι ΜS είναι επίσης προκλητικοί, αλλά με διαφορετικό τρόπο.

Συνοψίζουν την πρότασή τους επιγραμματικά σε μια απλή εξίσωση: ER = EPR

Εδώ, EPR σημαίνει Einstein-Podolsky-Rosen, των οποίων διάσημη εργασία ανέδειξε την παραξενιά των κβαντικών συσχετισμών, ενώ ER σημαίνει Einstein-Rosen (συγγνώμη, Podolsky), ο οποίοι ανακάλυψαν τις λύσεις σκουληκότρυπας στις εξισώσεις του Einstein.

(Και οι δυο δημοσιεύσεις EPR και ΕR έγιναν το 1935).

Οι MS (παίρνοντας πολύ σοβαρά υπόψη τους την εργασία του Van Raamsdonk) ισχυρίζονται ότι κάθε φορά που δύο κβαντικά υποσυστήματα βρίσκονται σε σύμπλεξη συνδέονται με μια σκουληκότρυπα.

Σε πολλές περιπτώσεις, αυτές οι σκουληκότρυπες είναι εξαιρετικά κβαντομηχανικές, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις (όπου το κβαντικό σύστημα που εξετάζεται έχει μια ασθενή σύνδεση «βαρυτικού δυισμού»), η σκουληκότρυπα μπορεί να έχει μια ομαλή γεωμετρία όπως αυτή που περιγράφουν οι ER.

Αυτές οι μη διασχίσιμες σκουληκότρυπες είναι σημαντικές για τη ισχύ της ER = EPR: ακριβώς όπως η Alice δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει την μεταξύ τους σύμπλεξη για να στείλει ένα μήνυμα στον Bob ακαριαία, έτσι δεν είναι σε θέση να στείλει στον Bob ένα μήνυμα διαμέσου της κοινής σκουληκότρυπα τους.

Οι AMPS φαντάστηκαν ότι η Alice θα μπορούσε να εξάγει ένα qubit C από την αρχική ακτινοβολία της μαύρης τρύπας και να το μεταφέρει πίσω στη μαύρη τρύπα, αποδεικνύοντας επιτυχώς την σύμπλεξή του με ένα άλλο qubit Β που εξάγεται από την πρόσφατη ακτινοβολία.

Entanglement is monogamous. Bob is frustrated to find that he cannot be fully entangled with both Alice and Carrie.

Η μονογαμία εξασφαλίζει στη συνέχεια ότι το qubit B δεν μπορεί να συμπλεχθεί με το qubit Α πίσω από τον ορίζοντα. Επομένως, όταν η Αλίκη πέφτει μέσα στον ορίζοντα δεν θα παρατηρήσει κατάσταση ηρεμίας κενού στην οποία τα Α και Β είναι συμπλεγμένα. Αντ’ αυτού συναντά υψηλής ενέργειας σωματίδια. Οι MS συμφωνούν με το συμπέρασμα αυτό.

Σύμφωνα με τους AMPS οι ενέργειες της Αλίκης πριν από την είσοδο στη μαύρη τρύπα δεν θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ενεργητικό σωματίδιο. Θα πρέπει να ήταν εκεί μαζί με όλα τα άλλα, ένα από τα πολλά σωματίδια που συνιστούν ένα κοχλάζον firewall.

Εδώ οι MS διαφωνούν.

Υποστηρίζουν ότι η διέγερση που συναντά η Alice καθώς διασχίζει τον ορίζοντα στην πραγματικότητα δημιουργήθηκε από τον εαυτό της όταν αυτή αλληλεπίδρασε με το qubit C.

Γιατί οι δράσεις της Αλίκης, που εκτελούνται μακριά, πολύ μακριά από τη μαύρη τρύπα, μπορούν να επηρεάσουν δραματικά την κατάσταση στο εσωτερικό της μαύρης τρύπας; Διότι τα C και Α συνδέονται με μια σκουληκότρυπα!

Η εικασία ER = EPR φαίνεται να μας επιτρέπει να δούμε την πρώιμη ακτινοβολία με την οποία η μαύρη τρύπα είναι συμπλεγμένη ως μια συμπληρωματική περιγραφή του εσωτερικού της μαύρης τρύπας. (….)

Travel through a wormhole produced by a Milky Way Stargate.

Ίσως κατά κάποιο τρόπο η πρώιμη ακτινοβολία να συνδέεται με την μαύρη τρύπα μέσω μιας σκουληκότρυπας, αλλά αυτή η σκουληκότρυπα να έχει εξωφρενικές διακυμάνσεις παρά μια ομαλή γεωμετρία. (….)

Τελικά, ο Wheeler απέρριψε το «όλα είναι γεωμετρία» υπέρ μιας φαινομενικά βαθύτερης ιδέας: «τα πάντα είναι πληροφορία». Θα ήταν μια ταιριαστή δικαίωση του οράματος Wheeler, αν τα πάντα στο σύμπαν, συμπεριλαμβανομένων των σκουληκοτρυπών, να συνίστανται από κβαντικές συσχετίσεις….».

Tα παιδιά της οδού Πανισπέρνα. Via Panisperna boys

Tα παιδιά της Πανισπέρνα στο προαύλιο του Ινστιτούτου Φυσικής στη Ρώμη το 1934. Aπό αριστερά προς τα δεξιά: D’Agostino, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti και Enrico Fermi. Enrico Fermi and the Via Panisperna boys in the courtyard of Rome University's Physics Institute in Via Panisperna, about 1934. From Left to right: Oscar D'Agostino, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti and Enrico Fermi.

Το περασμένο Σαββατοκύριακο η ΕΡΤ (δεν την είχαν κλείσει ακόμα – δημιουργώντας μέσα σε μια νύχτα 2900 ανέργους …) πρόβαλλε ένα ντοκιμαντέρ σχετικά με τον μεγάλο πυρηνικό φυσικό Enrico Fermi. Στο ντοκιμαντέρ γινόταν αναφορά και στα «παιδιά της οδού Πανισπέρνα», μια ομάδα νεαρών φυσικών που καθοδηγούσε ο Fermi, στο Ινστιτούτο Φυσικής του Πανεπιστημίου της Ρώμης.

Επρόκειτο για τους Edoardo Amaldi, Oscar D’Agostino, Ettore Majorana, Bruno Pontecorvo, Franco Rasetti και Emilio Segrè – όλοι τους φυσικοί εκτός από τον D’Agostino που ήταν χημικός. Ήταν αυτοί που πρώτοι έκαναν την ανακάλυψη των βραδέων νετρονίων, που αργότερα έκαναν δυνατή την κατασκευή του πυρηνικού αντιδραστήρα και στη συνέχεια της ατομικής βόμβας.

Η ομάδα της Πανισπέρνα ήταν από κάθε άποψη ένας πραγματικός επιστημονικός οίκος ανοχής. Οι φάρσες τα στοιχήματα, οι μαθηματικοί αγώνες και άλλα παρόμοια ήταν στην ημερήσια διάταξη. Εντελώς άλλα πράγματα περιμένει κανείς από επιστήμονες στο χώρο της εργασίας τους, – εκτός αν είναι ο ίδιος επιστήμονας. Έτσι όμως ασκείται η πραγματική επιστήμη: σε ένα περιβάλλον όχι διαφορετικό από εκείνο του «Σίγουρα θα αστειεύεστε, κύριε Feynman».

Μια από τις φάρσες που συνήθιζαν να κάνουν τα παιδιά ήταν να παίρνουν τα κλειδιά του αυτοκινήτου του Fermi, να το παρκάρουν αλλού, και ύστερα να ξαναβάζουν τα κλειδιά στη θέση τους προτού γίνει αντιληπτή η απουσία τους.

«Ξέχασες που πάρκαρες το αυτοκίνητό σου, Ενρίκο; όλα αυτά τα μαθηματικά, τελικά, θα τη διαλύσουν τη μνήμη σου!».

Enrico Fermi, Professor of Theoretical Physics.

Ο μεγάλος Fermi σιωπούσε απορημένος.

Ύστερα, ξαφνικά:

«Θέλω να βάλεις το αυτοκίνητό μου πίσω, εκεί που ήταν. Τώρα!»

Και θα ξεσπούσαν σε γέλια – ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου, του την είχαν φέρει.

Τέτοια πράγματα συνέβαιναν όλη την ώρα…

Η ιστορία που ακολουθεί δεν είναι αληθινή, αλλά συμφωνεί απόλυτα με το πνεύμα της οδού Πανισπέρνα. Πρόκειται για μια σκηνή από την ταινία του Gianni Amelio “I ragazzi di via Panisperna ”. 

«… σε μια αίθουσα ενός ραδιοφωνικού σταθμού, πρόκειται να ξεκινήσει μια σημαντική τελετή. Η ορχήστρα παίζει, τα μικρόφωνα συλλέγουν τις αρμονίες της, επίσημα ντυμένοι κύριοι στέκονται μπροστά από ένα τραπέζι στη σκηνή. Και υπάρχει και ένα αναλόγιο που λες και εκλιπαρεί κάποιον να ανεβεί πάνω του και να εκφωνήσει, επιτέλους, τον λόγο του.

Η ορχήστρα συνεχίζει την παράστασή της, ενώ τον λόγο παίρνει μια όμορφη κυρία:

“Ιταλοί φίλοι μου …”

Ένας εξίσου επίσημα ντυμένος κύριος μπαίνει στο δωμάτιο ακτινοβολώντας αξιοπρέπεια, ανδρεία, ικανότητα. Η όμορφη γυναίκα ενισχύει αυτή την εντύπωση:

“… με την τολμηρότητα του Χριστόφορου Κολόμβου, τη μεγαλοφυία του Βόλτα, τη ρώμη του Καίσαρα…”

Δεν μιλάμε για άλλον παρά για τον Καβαλιέρε, το Εντιμότατο, τον Ανδρείο Γουλιέλμο Μαρκόνι, τον Ιταλό σουπερστάρ εφευρέτη, ο οποίος δεν έρχεται καν πίσω από τον Χριστόφορο Κολόμβο – αν και κατά το ήμισυ Ιρλανδός, από την οικογένεια του Τζέιμσον που παράγει ουίσκι, είναι περισσότερο Ιταλός καθότι φανατικός φασίστας, προσωπικός φίλος του Μουσολίνι, και σύμφωνα με κάποιες φήμες, εργαζόμενος σε μια θανατηφόρα ακτίνα ικανή να απανθρακώσει στη στιγμή ορδές ανεπιθύμητων νέγρων στην Αβυσηνία, προκειμένου να οδηγήσει και πάλι την Ιταλία στην Αυτοκρατορική Δόξα.

Σήμερα όμως, γιορτάζουμε απλώς μια επέτειο. Υμνούμε τα χρόνια που πέρασαν από τότε που το καλώδιο έχει γίνει πλέον ένα περιττό εξάρτημα στη μάχη μας να ακουστούμε σε ολόκληρο το Σύμπαν. και ο Μαρκόνι, ως εφευρέτης, πρόκειται να δοξαστεί.

Ξαφνικά ακούγεται ένας τρομακτικός θόρυβος ανάδρασης και παρεμβολής. Οι μηχανικοί του ραδιοφωνικού σταθμού κάθιδροι προσπαθούν να καταλάβουν τι συμβαίνει. Ένας ραδιοηλεκτρολόγος – γνωρίζοντας πως πιθανότατα θα στοχευθεί ως αποδιοπομπαίος τράγος – έχει ήδη βρει την απάντηση.

“Εκπέμπεται ένα πολύ ισχυρό σήμα. Από την οδό Πανισπέρνα.”

Στο εργαστήριό τους, οι σπασίκλες (τα παιδιά της Πανισπέρνα), δίνουν στο σήμα τους πλήρη ισχύ. Ψηλά στον ουρανό, το μπαλόνι τους, που υψώνει την κεραία, τραντάζεται από τις δονήσεις του αέρα.

Η κακοφωνία στο ραδιόφωνο τελικά υποχωρεί, καθώς οι σπασίκλες αντικαθιστούν την προηγούμενη μετάδοση με μια πανομοιότυπή της. Η ορχήστρα έχει αντικατασταθεί με ένα γραμμόφωνο. Και έχουν και τη δική τους όμορφη νεαρή γυναίκα, η οποία μιμείται:

“Ιταλοί φίλοι μου…”

Η μουσική, όμως, αλλάζει σιγά – σιγά και τη θέση της παίρνει ένα πένθιμο εμβατήριο. Στον ραδιοφωνικό σταθμό, η ανησυχία κορυφώνεται, καθώς, από την ίδια την συχνότητα, ακούγεται αδύναμα μια μετάδοση που δεν είναι η δική τους.

“Έχουμε άσχημα νέα για σας”.

Το πένθιμο εμβατήριο δυναμώνει και γίνεται πιο δραματικό.

“Ο Γουλιέλμο Μαρκόνι είναι νεκρός!”

Ο Καβαλιέρε μένει άναυδος.

“Μαζί του, πεθαίνει η ιταλική φυσική”.

Στο δωμάτιό του ο Έτορε (Ettore Majorana) γελάει. Το ίδιο κάνουν και όλοι στο εργαστήριο.

Αργότερα, οι σπασίκλες εφορμούν στο δωμάιο του Έτορε.

“Έτορε, Έτορε! Η αστυνομία ανακρίνει τη μητέρα σου!”

Πιάνει έναν από αυτούς από τον λαιμό:

“Γιατί τους το είπατε;”

“Δεν τους το είπαμε. Άσε με να ανασάνω, Έτορε!”

Χαλαρώνει σιγά σιγά την πίεση στον λαιμό του σπασίκλα.

“Είπαν ότι μόνο εσύ θα μπορούσες να παρεμβληθείς στη μετάδοση”

Ο Έτορε βάζει το κεφάλι του ανάμεσα στα χέρια του.

“Ω, Θεέ μου. Πως θα αντικρίσω τη μάνα μου τώρα;”

Ακούει χαχανίσματα – οι σπασίκλες έχουν ήδη εξαφανιστεί. Τους κυνηγά. Τρέχουν και κακαρίζουν, φωνάζοντας:

“Mόνο ο Ettore Majorana θα μπορούσε να έχει σκοτώσει τον Καβαλιέρε Γουλιέλμο Μαρκόνι!

“Μαζί του πεθαίνει η ιταλική φυσική” ….»

Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως η παραπάνω ιστορία περιγράφει μια σκηνή από την ταινία του Gianni Amelio “I ragazzi di via Panisperna”

Απόσπασμα αυτής της σκηνής βλέπουμε στο βίντεο που ακολουθεί:

Προς το τέλος της δεκαετίας του 1930, λόγω του γενικού κλίματος στην Ευρώπη, και κυρίως στην Ιταλία, η ομάδα της οδού Πανισπέρνα διαλύθηκε και τα περισσότερα από τα μέλη της μετανάστευσαν.

Ο Fermi αναγκάστηκε κι αυτός να μεταναστεύσει εξαιτίας των ρατσιστικών νόμων του Μουσολίνι – η σύζυγός του ήταν Εβραία.

Το 1938, εγκατέλειψε την φασιστική Ιταλία με την οικογένειά του, και αφού παρέλαβε το βραβείο Νόμπελ στις 6 Δεκεμβρίου του 1938 (για την ανακάλυψη νέων ραδιενεργών στοιχείων που παράγονται με βομβαρδισμό νετρονίων και των σχετικών πυρηνικών αντιδράσεων), κατέληξε στις ΗΠΑ.

Πηγές: Joao Magueijo, «Ο άνθρωπος νετρίνο », εκδόσεις Τραυλός, 2009.

Ανακαλύφθηκε νέος τύπος μεταβλητών άστρων. New Kind of Variable Star Discovered

Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το 1.2 μέτρων τηλεσκόπιο Euler στο La Silla στη Χιλή. μετρώντας την λαμπρότητα περίπου τριών χιλιάδων άστρων σε μια περίοδο επτά χρόνων. This spectacular group of young stars is the open star cluster NGC 3766 in the constellation of Centaurus (The Centaur). Very careful observations of these stars by a group from the Geneva Observatory using the Swiss 1.2-metre Leonhard Euler Telescope at ESO’s La Silla Observatory in Chile have shown that 36 of the stars are of a new and unknown class of variable star. This image was taken with the MPG/ESO 2.2-metre telescope at the La Silla Observatory. Credit: ESO

Αστρονόμοι του Ευρωπαϊκού Παρατηρητηρίου του νότιου ημισφαιρίου (ESO) στο La Silla της Χιλής, ανακάλυψαν ένα νέο τύπο μεταβλητών αστέρων, καθώς παρατηρούσαν τις μεταβολές στην εκπομπή ακτινοβολίας σε μια ομάδα άστρων που ανήκει σε έναν μεγαλύτερο σχηματισμό αστέρων, στον αστερισμό του Κενταύρου, σε απόσταση 1700 παρσέκ (5500 έτη φωτός) από το ηλιακό μας σύστημα.

This chart shows the large southern constellation of Centaurus (The Centaur). The map shows most of the stars visible to the unaided eye under good conditions, and the bright star cluster NGC 3766 is highlighted with a red circle on the image. It is a bright object that can even be glimpsed with the naked eye from a dark site and is spectacular through a moderately sized amateur telescope. Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope

Οι παρατηρήσεις αυτές θέτουν σε αμφισβήτηση την υφιστάμενη κατηγοριοποίηση των αστέρων, καθώς αποκαλύπτουν άγνωστες μέχρι σήμερα ιδιότητες για την προέλευση των μεταβολών στους αστέρες αυτούς.

This unusual and striking image is a fish-eye photograph of the inside of the dome of the Swiss 1.2-metre Leonhard Euler telescope at ESO’s La Silla Observatory in Chile. The view is highly distorted but the telescope itself is the red structure at the centre of the picture. Credit: ESO/M.Tewes

Οι μετρήσεις, που έγιναν με το σχετικά μικρό τηλεσκόπιο 1.2 μέτρων του παρατηρητηρίου, βασίζονται σε μετρήσεις φωτεινότητας περίπου τριών χιλιάδων αστεριών στη συστάδα NGC-3766 σε μια περίοδο επτά χρόνων. Οι αστρονόμοι N. Mowlavi, F. Barblan, S. Saesen και L. Eyer του τμήματος αστρονομίας του αστεροσκοπείου της Γενεύης, αναφέρουν πως βρήκαν 36 αστέρια, που δε μπορούν να κατανεμηθούν στις υπάρχουσες κατηγορίες αστέρων, καθώς επιδείκνυαν μια περιοδική μεταβολή στη φωτεινότητά τους της τάξης του 0.1%.

Η συχνότητα των μεταβολών αυτών ήταν μεταξύ δύο και είκοσι ωρών, ενώ τα αστέρια αυτά είναι λίγο πιο θερμά και φωτεινά από το δικό μας Ήλιο. Οι επιστήμονες δεν προχώρησαν ακόμη στην ονοματοδοσία της νέας αυτής κατηγορίας αστέρων.

Προκειμένου να παρατηρήσουν την αμυδρότατη αυτή μεταβολή στη φωτεινότητα των άστρων, χρειάστηκε να εκτελέσουν μετρήσεις με διπλάσια ακρίβεια από όση είχαν αντίστοιχες μελέτες άλλων παρατηρητηρίων.

«Πετύχαμε αυτό το επίπεδο στην ευαισθησία των μετρήσεων εξαιτίας της υψηλής ποιότητας των μετρήσεων, σε συνδυασμό με την πολύ προσεκτική ανάλυση των δεδομένων, αλλά και επειδή εκτελέσαμε ένα εκτενές πρόγραμμα διάρκειας επτά χρόνων. Δε θα μπορούσαμε να εξασφαλίσουμε τόσο πολύ χρόνο παρατήρησης σε μεγαλύτερο τηλεσκόπιο», λέει ο Nami Mowlavi, επικεφαλής της ομάδας.

Πολλά αστέρια πάλλονται ή μεταβάλλουν τη φωτεινότητά τους με το χρόνο, ένα φαινόμενο που συνδέεται με περίπλοκο τρόπο με τις ιδιότητες του εσωτερικού τους. Η μελέτη των μεταβολών αυτών είναι ξεχωριστό πεδίο στην αστροφυσική και ονομάζεται αστροσεισμολογία, καθώς οι αστρονόμοι «ακούνε» τις δονήσεις των άστρων, κάνοντας εκτιμήσεις για το τι συμβαίνει εντός τους.

Οι μέχρι τώρα εκτιμήσεις ήταν πως αυτού του είδους τα άστρα δεν θα έπρεπε να μεταβάλουν καθόλου τη φωτεινότητά τους, και έτσι ακόμη και η ύπαρξή τους είναι πρόκληση για τους αστροφυσικούς.

Προς το παρόν οι αστρονόμοι αποσκοπούν στο να μάθουν όσο το δυνατόν περισσότερα για τη συμπεριφορά τους, επικεντρώνοντας τις προσπάθειές τους σε περαιτέρω παρατηρήσεις. Όμως έχουν ανακαλύψει ένα στοιχείο που ίσως τους βοηθήσει να εξαγάγουν κάποια εξήγηση για αυτή την ανεξήγητη περιοδική μεταβολή στη φωτεινότητα: Και τα 36 άστρα, περιστρέφονται με μεγάλες ταχύτητες, περίπου το μισό της λεγόμενης κρίσιμης ταχύτητας, όπου οι φυγόκεντρες δυνάμεις είναι τόσο μεγάλες, έτσι ώστε ύλη από το άστρο «ξεκολλά» και πετάγεται στο διάστημα.