Τα πρώτα άστρα του Σύμπαντος άργησαν να ανάψουν. Stars are younger: 'Reionization' is more recent than predicted

Η εποχή κατά την οποία εμφανίστηκαν τα πρώτα άστρα υπολογίστηκε από τον χάρτη της πόλωσης της ακτινοβολίας CMB (λεπτομέρεια). This is a visualization of the polarization of the Cosmic Microwave Background, or CMB, as detected by ESA's Planck satellite on a small patch of the sky measuring 20º across. Credit: ESA and the Planck Collaboration

Ευρωπαϊκό τηλεσκόπιο που χαρτογράφησε μια αρχέγονη λάμψη που πλημμυρίζει ακόμα και σήμερα όλο τον ουρανό αποκαλύπτει ότι τα πρώτα άστρα γεννήθηκαν 550 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια αργότερα σε σχέση με προηγούμενες εκτιμήσεις.

Η πρώτη λάμψη

This is a visualization of the polarization of the Cosmic Microwave Background, or CMB, as detected by ESA's Planck satellite on a small patch of the sky measuring 20º across. Credit: ESA and the Planck Collaboration

Από το 2009 έως το 2013, το ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Planck χαρτογράφησε τη λεγόμενη «μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, ή CMB, μια λάμψη που γέμισε τα πάντα όταν το Σύμπαν έγινε ξαφνικά διαφανές, 380.000 χρόνια μετά τη γέννησή του.

Χάρη στη διαστολή του Σύμπαντος, η λάμψη αυτή καλύπτει σήμερα ολόκληρο τον ουρανό στο φάσμα των μικροκυμάτων. Η γέννηση των πρώτων άστρων, η οποία σηματοδότησε το τέλος του «κοσμικού Μεσαίωνα» άφησε ίχνη σε αυτή την ακτινοβολία, τα οποία επέτρεψαν στους ερευνητές του Planck να προσδιορίσουν πότε συνέβη αυτό στην ιστορία του Σύμπαντος. Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται σε μια σειρά από άρθρα, τα οποία είναι διαθέσιμα στο δικτυακό τόπο της ευρωπαϊκής διαστημικής υπηρεσίας ESA.

Αρχέγονη σούπα

Impression: The first stars would have been unwieldy behemoths that burnt brief but brilliant lives.

Λίγα δευτερόλεπτα μετά τη γέννησή του, το Σύμπαν ήταν μια υπέρθερμη, πυκνή σούπα από ελεύθερα σωματίδια, κυρίως πρωτόνια, ηλεκτρόνια και νετρίνα. Σε αυτή τη συνωστισμένη κατάσταση, το φως δεν μπορούσε να ταξιδέψει μακριά πριν συγκρουστεί με κάποιο ηλεκτρόνιο. Αυτό σήμαινε ότι το Σύμπαν ήταν πρακτικά αδιαφανές στα φωτόνια και θα φαινόταν άκρως ομιχλώδες.

Με την πάροδο του χρόνου, καθώς το Σύμπαν διαστελλόταν, τα σωματίδια αραιώθηκαν αρκετά ώστε να μην συγκρούονται με τόσο υψηλή συχνότητα. Αυτό είχε δύο συνέπειες: πρώτον, τα πρωτόνια μπορούσαν επιτέλους να συνδυαστούν με ηλεκτρόνια και να δημιουργήσουν ουδέτερα άτομα. Δεύτερον, τα φωτόνια ήταν πλέον ελεύθερα να ταξιδέψουν, και το Σύμπαν έγινε διαφανές. Το υπόλειμμα αυτής της πρώτης λάμψης που γέμισε τα πάντα, περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, είναι αυτό που σήμερα ονομάζουμε CMB.

Εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια αργότερα, το άναμμα των πρώτων άστρων άφησε σημάδια στην ακτινοβολία υποβάθρου. Τα γιγάντια αλλά βραχύβια αυτά άστρα εξέπεμψαν ακτινοβολία που εκδίωξε ηλεκτρόνια από ουδέτερα άτομα υδρογόνου και δημιούργησε έτσι ιόντα.

Το στάδιο αυτό ονομάζεται «επανιονισμός» του Σύμπαντος, αφού ουδέτερα άτομα υδρογόνου διασπάστηκαν στα ιόνα -πρωτόνια και ηλεκτρόνια- από τα οποία είχαν σχηματιστεί εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα.

Πόλωση

The history of the Universe.

Τα ηλεκτρόνια που απελευθερώθηκαν από αυτή τη διαδικασία μπορούσαν και πάλι να συγκρουστούν με τα φωτόνια της ακτινοβολίας CMB. Η αλληλεπίδραση αυτή πόλωσε την CMB, άλλαξε δηλαδή τα επίπεδα στα οποία ταλαντώνεται το κύμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Το τηλεσκόπιο Plank μπόρεσε να ανιχνεύσει αυτά τα μοτίβα πόλωσης του φωτός, και αποκάλυψε έτσι πότε άρχισε ο επανιονισμός του Σύμπαντος μετά τη γέννηση των πρώτων άστρων.

«Από τις μετρήσεις μας στου πιο μακρινούς γαλαξίες και κβάζαρ, γνωρίζουμε ότι η διαδικασία του επανιονισμού ολοκληρώθηκε όταν το Σύμπαν ήταν περίπου 900 εκατομμυρίων ετών. Όμως ο μόνος τρόπος να μάθουμε πότε ξεκίνησε είναι τα δεδομένα της CMB» λέει ο Γιώργος Ευσταθίου του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Τα δεδομένα του Planck έχουν κρίσιμη σημασία για τη μελέτη των πρώτων σταδίων στην εξέλιξη του Σύμπαντος, καθώς μια προηγούμενη ανάλυση της CMB από την αμερικανική αποστολή WMAP είχε δώσει διαφορετικά αποτελέσματα, σύμφωνα με τα οποία ο επανιονισμός ξεκίνησε νωρίτερα, περίπου 450 εκατ. χρόνια μετά το «Μπιγκ Μπάνγκ».

Οι χάρτες

O χάρτης πόλωσης της ακτινοβολίας CMB σε ολόκληρο τον ουρανό. This is a visualization of the polarization of the Cosmic Microwave Background, or CMB, as detected by ESA's Planck satellite over the entire sky. Credit: ESA and the Planck Collaboration

Οι χάρτες του Planck έχουν μεγαλύτερη ανάλυση και θεωρούνται μακράν πιο αξιόπιστοι σε σχέση με το WMAP. Εκτός όμως του ότι έδωσαν νέα στοιχεία για τα πρώτα άστρα, τα δεδομένα της ευρωπαϊκής αποστολή έχουν επιτρέψει τον ακριβή προσδιορισμό της ηλικίας του Σύμπαντος στα 13,8 εκατομμύρια χρόνια, και προσέφεραν αρκετά ακόμα στοιχεία για την εξέλιξή του.

Το τηλεσκόπιο έπαψε να λειτουργεί το 2012, όταν τέλειωσε το απόθεμα υγρού αζώτου, ωστόσο η ανάλυση των αποτελεσμάτων δεν έχει τελειώσει.  Μεταξύ άλλων, οι ερευνητές ελπίζουν να βρουν στα δεδομένα απαντήσεις για το μυστήριο της σκοτεινής ύλης, ενός αόρατου, μυστηριώδους υλικού που γεμίζει το Σύμπαν.

Being built now: The James Webb telescope will conduct a survey of the first galaxies and their stars.

Ακόμα, ελπίζουν να βρουν ίχνη του λεγόμενου πληθωρισμού, μια φάση απότομης διόγκωσης του Σύμπαντος, ένα κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Και όσον αφορά τα  πρώτα άστρα και τους πρώτους γαλαξίες, τα ευρήματα του Planck δημιουργούν αισιοδοξία ότι θα μπορέσουμε να δούμε αυτά τα αρχέγονα σώματα με την επόμενη γενιά τηλεσκοπίων, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb που θα διαδεχθεί το Hubble.

Οι δορυφόροι του Δία έδωσαν... ραντεβού. Hubble snaps rare images of three moons crossing Jupiter

Καταγράφηκε ένα σπάνιο φαινόμενο στον μεγαλύτερο πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Two of Jupiter's smaller moons, Amalthea and Thebe, passed in front of the giant planet in the midst of the triple-moon conjunction. The planets and their shadows are labeled above. Credit: NASA, ESA and Z. Levay (STScI/AURA)

Ένα σπάνιο φαινόμενο που λαμβάνει χώρα στο σύστημα του Δία κατέγραψε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Πρόκειται για μια σύνοδο τριών μεγάλων δορυφόρων του μεγαλύτερου πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος.

This annotated image hows the positions of three moons (and some of their shadows) as the three-moon transit comes to an end. Credit: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Το Hubble κατέγραψε τη σύνοδο της Ευρώπης, της Καλλιστώ και της Ιούς η οποία συνέβη σε απόσταση περίπου ενός δισ. χλμ από τη Γη και γίνεται μόλις μια ή το πολύ δύο φορές ανά δεκαετία.

Η σύνοδος των τριών φεγγαριών έγινε στις 23 Ιανουαρίου και η NASA έδωσε στη δημοσιότητα τόσο εικόνες όσο και ένα βίντεο από το φαινόμενο.

Άνδρες χαμένοι στη... μετάφραση. She thinks friends, he thinks sex

Édouard Manet, Un bal masqué à l'Opéra, detail, 1873. Εδώ και αιώνες οι άνδρες παρερμηνεύουν τα μηνύματα των γυναικών προσδίδοντάς τους σεξουαλικό νόημα. Men and women constantly misunderstand each other when it comes to the difference between being friends or sexual partners. But is that also true in a sexually liberal country where gender equality is strong -- like Norway? The answer, surprisingly, is yes.

Το έργο το έχουμε δει αλλεπάλληλες φορές: η γυναίκα χαμογελάει και ο άνδρας πιστεύει ότι της αρέσει και προσπαθεί να την προσεγγίσει. Η γυναίκα, πάλι, μεταφράζει τις κινήσεις του ως φιλικές και η παρερμηνεία πάει λέγοντας.

Νορβηγοί επιστήμονες αποφάσισαν να μελετήσουν τις συμπεριφορές των δύο φύλων, με σκοπό να καταλήξουν στη ρίζα του προβλήματος. Βάσει των ευρημάτων τους, όλα ξεκινούν από τη δικτύωση του ανδρικού εγκεφάλου ο οποίος είναι φτιαγμένος για να λαμβάνει τα λάθος μηνύματα.

Εξελικτική η σεξουαλική «ερμηνεία»

Edgar Degas, Admiration, 1876-1877. Monotype à l'encre noire, 21,5x16 cm, Paris, Bibliothèque d'Art et d'Archéologie.

Σύμφωνα με τους ειδικούς του Νορβηγικού Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας (NTNU) στο Τροντχάιμ, από εξελικτική άποψη και με στόχο τη διαιώνιση του είδους τα αρσενικά αναζητούν ευκαιρίες σεξουαλικής συνεύρεσης. Προκειμένου να προσελκύσει μια γυναίκα, ο σύγχρονος άνδρας καλείται να επενδύσει χρόνο και χρήμα, γεγονός που μπορεί να μην οδηγήσει στο... κρεβάτι. Το κόστος όμως σε περίπτωση που δεν προσπαθήσει να «κυνηγήσει» μια γυναίκα είναι ακόμη μεγαλύτερο, κατά τους ειδικούς, καθώς σε αυτή την περίπτωση δεν θα καταφέρει ποτέ να φτάσει στην πολυπόθητη αναπαραγωγή.

«Το αναπαραγωγικό "fitness" ενός άνδρα, δηλαδή το πόσους απογόνους θα αποκτήσει, εξαρτάται από τον αριθμό των γυναικών με τις οποίες θα καταφέρει να τεκνοποιήσει. Ωστόσο η συγκεκριμένη συνταγή δεν είναι αποτελεσματική στην περίπτωση των γυναικών» λέει ο ερευνητής δρ Μονς Μπεντίξεν. Αυτό, όπως εξηγεί ο ίδιος, συμβαίνει ακριβώς επειδή η γυναίκα-μητέρα, εξελικτικά, έχει θέσει τον πήχη πολύ ψηλά για την εξεύρεση του ιδανικού συντρόφου και πατέρα των παιδιών της. Κάτι τέτοιο μεταφράζεται στο ότι οι γυναίκες έχουν αναπτύξει ένα σύστημα επικοινωνίας όπου τα σεξουαλικά μηνύματα είναι ξεκάθαρα.

«Παρά το γεγονός ότι οι συγκεκριμένες διεργασίες λαμβάνουν χώρα ασυνείδητα, είμαστε σε θέση να μετρήσουμε τα αποτελέσματα από εμπειρική άποψη» αναφέρει ο ειδικός.

Φίλοι με... προνόμια;

Ένα χαμόγελο και ένα αστείο από την πλευρά των γυναικών δεν αποτελούν δείγμα ερωτικού ενδιαφέροντος, υποστηρίζουν οι επιστήμονες. Imagine the following scenario: a woman and a man are having a conversation. She is interested in the conversation, and is friendly, smiling and warm. He interprets her behaviour as sexual interest. Credit: © Antonioguillem / Fotolia

Στο πλαίσιο της μελέτης των νορβηγών επιστημόνων, έλαβαν μέρος συνολικά 308 ετεροφυλόφιλοι εθελοντές ηλικίας 18-30 ετών. Οι ερευνητές ζήτησαν από τις γυναίκες (που άγγιζαν το 59% των εθελοντών) να αναφερθούν σε αντίστοιχες εμπειρίες που είχαν κατά τη διάρκεια του τελευταίου έτους.

Οι μεμονωμένες εμπειρίες όπου η φιλική συμπεριφορά απέναντι σε έναν άνδρα είχε παρερμηνευθεί ως σεξουαλικό ενδιαφέρον άγγιζαν τις 3,5 ανά εθελόντρια. Στην περίπτωση των ανδρών πάλι, οι αντίστοιχες περιορίζονταν σημαντικά αριθμητικά.

«Τα αποτελέσματα της μελέτης είναι απόλυτα φυσιολογικά από εξελικτική πλευρά» υπογραμμίζει ο δρ Μπεντίξεν. «Αυτό που είναι πραγματικά εντυπωσιακό είναι το γεγονός ότι τα αποτελέσματα της μελέτης μας είναι πανομοιότυπα με εκείνα μιας αμερικανικής μελέτης του 2003 - αν αναλογιστεί κανείς ότι η Νορβηγία είναι μια από τις χώρες με τη μεγαλύτερη ισότητα ανάμεσα στα δύο φύλα».

«Το γεγονός ότι η υπόθεση της εξελικτικής ψυχολογίας προκύπτει ακόμη και όταν μια τέτοια μελέτη πραγματοποιείται σε μια κοινωνία με ισχυρή ισότητα ανάμεσα στα δύο φύλα αποδυναμώνει την πεποίθηση πως οι κοινωνικοί ρόλοι ανδρών και γυναικών καθορίζουν την ψυχολογία τους σε τέτοιες καταστάσεις» ξεκαθαρίζει ο ίδιος.

Σε επόμενη φάση, οι ερευνητές σκοπεύουν να συλλέξουν δεδομένα από μαθητές και φοιτητές ηλικίας 16-19 ετών, για να δουν κατά πόσο τα ευρήματά τους ισχύουν και στην περίπτωση της συγκεκριμένης ηλικιακής κατηγορίας ή κατά πόσο οποιεσδήποτε διαφοροποιήσεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε κρούσματα σεξουαλικής παρενόχλησης.

«Αν και η εξελικτική ψυχολογία και τα ευρήματά μας αποκαλύπτουν ότι η ανάρμοστη συμπεριφορά των ανδρών είναι υπαρκτή, αυτό δεν σημαίνει πως οι επιστήμονες του κλάδου επευφημούν κάτι τέτοιο. Μπορούν να ληφθούν πολύτιμα μέτρα κατά της σεξουαλικής παρενόχλησης. Θα βοηθούσε αν διδάσκαμε τους άνδρες ότι μια γυναίκα που γελάει, αστειεύεται, στέκεται κοντά ή ακουμπάει έναν άνδρα στο μπράτσο δεν σημαίνει πως εκφράζει σεξουαλικό ενδιαφέρον» καταλήγει ο δρ Μπεντίξεν.