Ατομικό ρολόι επιβεβαιώνει την γενική θεωρία της σχετικότητας σε αποστάσεις χιλιοστού. An atomic clock measured how general relativity warps time across a millimeter

Ένα ατομικό ρολόι εξαιρετικής ακρίβειας συνέδεσε τον κβαντικό κόσμο με την βαρύτητα. Μέτρησε την γήινη βαρυτική παραμόρφωση του χωροχρόνου σε αποστάσεις χιλιοστού. Time was found to flow differently between the top and bottom of a single cloud of atoms. Physicists hope that such a system will one day help them combine quantum mechanics and Einstein’s theory of gravity. Credit: Ana Kova/Quanta Magazine

Η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν μας λέει ότι ο ρυθμός των ρολογιών εξαρτάται από την βαρύτητα (ένα φαινόμενο που είναι γνωστό ως βαρυτική ερυθρή μετατόπιση). Ένα ρολόι τοποθετημένο σε κάποιο υψόμετρο χτυπά γρηγορότερα σε σχέση με ένα ρολόι στην επιφάνεια της Γης, όπου η ένταση του πεδίου βαρύτητας είναι λίγο μεγαλύτερη. Μπορεί αυτές οι χρονικές διαφορές να είναι ελάχιστες αλλά οι φυσικοί κατάφεραν να τις μετρήσουν χρησιμοποιώντας ατομικά ρολόγια.

Atomic clocks (one shown in a composite image) keep time by measuring the frequency of light that initiates a jump between energy levels in atoms. This atomic clock, located at JILA, is similar to the one used in the new research by Jun Ye and colleagues, and uses laser light to hold strontium atoms in a lattice. YE GROUP AND BAXLEY/JILA

Μια εγγενής ιδιότητα των ατόμων επιτρέπει τους επιστήμονες να τα χρησιμοποιούν ως ρολόγια. Mετρούν τον χρόνο παρακολουθώντας τις ταλαντώσεις ατόμων καθώς μεταπηδούν ανάμεσα σε δύο ενεργειακές στάθμες εξαιτίας της διέργερσης από μια συγκεκριμένη συχνότητα φωτός και της επακόλουθης αποδιέγερσης. Η συχνότητα της ταλάντωσης είναι εξαιρετικά σταθερή και τα άτομα λειτουργούν έτσι ως μετρονόμοι. Για άτομα που βρίσκονται σε μεγαλύτερο ύψος από το έδαφος, ο χρόνος τρέχει πιο γρήγορα, επομένως θα χρειαστεί μεγαλύτερη συχνότητα φωτός για να γίνει το ενεργειακό άλμα. Παλαιότερα, οι επιστήμονες είχαν μετρήσει με το τρόπο αυτό χρονικές διαφορές, μεταξύ δύο σημείων με υψομετρική διαφορά 33 εκατοστών.

Clocks at different heights tick at different rates. An atomic clock has now revealed this key feature of the general theory of relativity on a scale of a millimeter. HIROSHI WATANABE/GETTY IMAGES PLUS

Τώρα σύμφωνα με την πρόσφατη δημοσίευση των ερευνητών Jun Ye et al [Resolving the gravitational redshift within a millimeter atomic sample], μετρήθηκε η χρονική διαφορά μεταξύ δυο σημείων με υψομετρική διαφορά ενός χιλιοστού!

Η διαφορά της έντασης του γήινου βαρυτικού πεδίου μεταξύ δυο σημείων των οποίων η υψομετρική διαφορά είναι 1 χιλιοστό μπορεί να φαίνεται μηδαμινή, όμως είναι σίγουρα διάφορη του μηδενός. Επομένως σύμφωνα με την γενική σχετικότητα η ροή του χρόνου στο πάνω σημείο θα είναι ελάχιστα διαφορετική σε σχέση με το χαμηλότερο. Το πειραματικό επίτευγμα των ερευνητών της προαναφερθείσας εργασίας ήταν ότι κατάφεραν να μετρήσουν μια τέτοια τερατωδώς ελάχιστη διαφορά.

Το ατομικό ρολόι στο εργαστήριο του Jun Ye. Η γαλάζια δέσμη λέιζερ διεγείρει το νέφος ατόμων στροντίου. The atomic clock in Jun Ye’s laboratory features a blue laser beam that excites a cloud of strontium atoms inside the round window. Credit: G.E. Marti/JILA

Χρησιμοποίησαν ένα ατομικό ρολόι από περίπου 100.000 άτομα στροντίου σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (100 nK). Αυτά τα άτομα ήταν διατεταγμένα σε ένα πλέγμα, που σημαίνει ότι τα άτομα βρίσκονταν σε μια σειρά διαφορετικών υψών – σαν να στέκονταν στα σκαλοπάτια μιας μικροσκοπικής σκάλας. Η καταγραφή του τρόπου με τον οποίο άλλαζε η συχνότητα σε διαφορετικά ύψη αποκάλυψε μια μετατόπιση. Μετά την διόρθωση για τα μη βαρυτικά φαινόμενα που θα μπορούσαν να μετατοπίσουν τη συχνότητα, διαπίστωσαν ότι ο χρόνος που βιώνουν τα πάνω άτομα είναι κατά 0,000000000000000001% μικρότερος από τον χρόνο που βιώνουν τα άτομα που βρίσκονται ένα χιλιοστό χαμηλότερα, όπως ακριβώς προβλέπει η γενική θεωρία της σχετικότητας.

Έτσι, η κβαντική φυσική στην οποία βασίζεται η λειτουργία του ατομικού ρολογιού, επιβεβαιώνει με εκπληκτική ακρίβεια μια πρόβλεψη της γενικής σχετικότητας. Εν τω μεταξύ η γενική σχετικότητα και η κβαντομηχανική είναι δυο θεωρίες που εξακολουθούν να είναι προκλητικά ασύμβατες μεταξύ τους!

Πηγές:  An atomic clock measured how general relativity warps time across a millimeter - An Ultra-Precise Clock Shows How to Link the Quantum World With Gravity - https://physicsgg.me/2021/10/27/

 

 

Ανακαλύφθηκε εξωπλανήτης σε άλλον γαλαξία. First Evidence for a Possible Planet Outside of the Milky Way Galaxy

Οι αστρονόμοι βρήκαν ενδείξεις για έναν πιθανό υποψήφιο εξωπλανήτη στον γαλαξία M51 (ο γαλαξίας της δίνης) που βρίσκεται σε απόσταση 31 εκατομμύρια έτη φωτός από την Γη. Astronomers have found evidence for a possible planet candidate in the M51 (“Whirlpool”) galaxy, representing what could be the first planet detected outside of the Milky Way. Chandra detected the temporary dimming of X-rays from a system where a massive star is in orbit around a neutron star or black hole (shown in the artist’s illustration). This dimming is interpreted as being a planet that passed in front of an X-ray source around the neutron star or black hole. Credit: NASA/CXC/M. Weiss

Όλοι οι μέχρι τώρα ανακαλυφθέντες εξωπλανήτες βρίσκονταν στον γαλαξία μας, οπότε η εν λόγω παρατήρηση θα μπορούσε να μείνει στην ιστορία ως ο πρώτος εντοπισμός εξωπλανήτη σε άλλον γαλαξία. Η ανακάλυψη έγινε από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra. Υπενθυμίζεται ότι και παλαιότερα η ανάλυση δεδομένων του Chandra έδειξε υποψίες για εξωπλανήτες σε άλλους γαλαξίες.

Το αριστερό τμήμα στην παραπάνω εικόνα δείχνει τον γαλαξία M51 όπως φαίνεται στο διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra που ανιχνεύει ακτίνες Χ (μωβ και μπλε) και στο ορατό φως που βλέπει το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA (κόκκινο, πράσινο και μπλε).

A composite image of M51 with X-rays from Chandra and optical light from NASA’s Hubble Space Telescope contains a box that marks the location of the possible planet candidate. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/R. DiStefano, et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/Grendler

Το πλαίσιο επισημαίνει την θέση του πιθανού υποψήφιου πλανήτη, σε ένα δυαδικό σύστημα άστρων που εκπέμπει ακτίνες Χ, γνωστό ως M51-ULS-1. Το δεξιό τμήμα της εικόνας είναι μια καλλιτεχνική απεικόνιση του δυαδικού συστήματος και του πιθανού πλανήτη. Το υλικό από το άστρο συνοδό (λευκό και μπλε στην απεικόνιση) έλκεται προς το άστρο νετρονίων ή μαύρη τρύπα, σχηματίζοντας έναν δίσκο γύρω από το πυκνό αντικείμενο (που απεικονίζεται ως κόκκινο και πορτοκαλί). Το υλικό κοντά στο πυκνό αντικείμενο υπερθερμαίνεται, με αποτέλεσμα να εκπέμπει ακτίνες Χ (λευκό). Ο πλανήτης που ονομάστηκε M51-ULS-1b, κάνει πέρασμα περνά μπροστά από την πηγή των ακτίνων Χ. Όλα τα παραπάνω αναδεικνύονται καλύτερα στο βίντεο που ακολουθεί:

Astronomers have announced that they have found evidence for the first possible planet discovered outside of our Milky Way galaxy. To do this, they used a technique looking for the temporary dimming of X-rays from an object with NASA's Chandra X-ray Observatory. This intriguing result could open up a new window for exploring exoplanets — that is, planets outside our Solar System — at greater distances than ever before.

Το να ψάχνεις για την μείωση του φωτός ενός άστρου όταν περνάει από μπροστά του ένα αντικείμενο ονομάζεται τεχνική διέλευσης. Εδώ και αρκετά χρόνια οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν εξωπλανήτες παρατηρώντας τέτοιου είδους διελεύσεις με τηλεσκόπια ορατού φωτός – είτε επίγεια όσο και διαστημικά τηλεσκόπια όπως η αποστολή Kepler της NASA.

 

H τροχιά του εξωπλανήτη M51-ULS-1b. Possible orbits. Credit: NASA/CXC/M. Weiss

Σε δημοσίευση που έγινε στο περιοδικό Nature Astronomy με τίτλο ‘A possible planet candidate in an external galaxy detected through X-ray transit‘ οι αστροφυσικοί Rosanne Di Stefano et al παρουσιάζουν τον πρώτο εξωπλανήτη που ανιχνεύεται με την τεχνική διέλευσης σε φως των ακτίνων Χ. O εξωπλανήτης M51-ULS-1b που κρύβει την ακτινοβολία των ακτίνων Χ κατά την διέλευσή του εκτιμάται πως έχει το μέγεθος του πλανήτη Κρόνου.

Πηγές: https://chandra.cfa.harvard.edu/photo/2021/m51/ - https://scitechdaily.com/first-evidence-for-a-possible-planet-outside-of-the-milky-way-galaxy/ - https://physicsgg.me/2021/10/26/

 

 

 

Ένας περίεργος Διαγαλαξιακός Χορός. Hubble Watches an Intergalactic Dance

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA/ESA φωτογράφισε το σύστημα Arp 86, ένα περίεργο ζευγάρι αλληλεπιδρώντων γαλαξιών που απέχει περίπου 220 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη και βρίσκεται στον αστερισμό του Πήγασου. This observation from the NASA/ESA Hubble Space Telescope showcases Arp 86, a peculiar pair of interacting galaxies which lies roughly 220 million light-years from Earth in the constellation Pegasus. Arp 86 is composed of the two galaxies NGC 7752 and NGC 7753 – NGC 7753 is the large spiral galaxy dominating this image, and NGC 7752 is its smaller companion. The diminutive companion galaxy almost appears attached to NGC 7753, and it is this peculiarity that has earned the designation “Arp 86” – signifying that the galaxy pair appears in the Atlas of Peculiar Galaxies compiled by the astronomer Halton Arp in 1966. The gravitational dance between the two galaxies will eventually result in NGC 7752 being tossed out into intergalactic space or entirely engulfed by its much larger neighbor. Image credit: ESA/Hubble & NASA, Dark Energy Survey, J. Dalcanton

Το Arp 86 αποτελείται από τους γαλαξίες NGC 7752 και NGC 7753. Ο NGC 7753 είναι ο μεγάλος σπειροειδής γαλαξίας που κυριαρχεί στην φωτογραφία και ο NGC 7752 ο μικρότερος σύντροφος του.

Ο μικροκαμωμένος συνοδός γαλαξίας φαίνεται σχεδόν συνδεδεμένος με τον NGC 7753, και αυτή η ιδιαιτερότητα είναι που έχει κερδίσει τον χαρακτηρισμό «Arp 86» – που σημαίνει ότι το ζεύγος γαλαξιών εμφανίζεται στον άτλαντα των ιδιόρρυθμων γαλαξιών που συντάχθηκε από τον αιρετικό αστρονόμο Halton Arp το 1966. Η βαρυτική πάλη μεταξύ των δύο γαλαξιών είναι καταδικασμένη να τελειώσει καταστροφικά για τον NGC 7752. Είτε θα εκτοξευθεί στο διάστημα είτε θα απορροφηθεί από τον πολύ μεγαλύτερο γείτονά του.

Πηγές: https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2021/hubble-watches-an-intergalactic-dance - https://physicsgg.me/2021/10/24/

 

Άγνωστο αρχαιοελληνικό έπος ήρθε στο φως. Two pages of lost ancient text the “Orphic Rhapsodies” found in Sinai palimpsest

Στίχοι ενός χαμένου έπους (ίσως του 7ου αι. π.Χ.) ήρθαν πρόσφατα στο φως, στο πλαίσιο ενός διεθνούς ερευνητικού προγράμματος που ασχολείται με τα Παλίμψηστα της Μονής Σινά. To παλίμψηστο με το αρχαιοελληνικό έπος να ξεπροβάλλει κάτω από το αραβικό κείμενο. Finds of this kind are extremely rare: in St. Catherine's Monastery in Sinai, a researcher from the Austrian Academy of Sciences has discovered a previously unknown text from Homer's time. Only fragments on two sheets have survived, but a poetic text can be reconstructed from them, telling of the childhood of the god Dionysus. Modern image processing methods make it possible to decipher the original Greek text (red) on the fragments. © St. Catherine's Monastery, Sinai, Egypt

Στίχοι ενός χαμένου έπους (ίσως του 7ου αι. π.Χ.) ήρθαν πρόσφατα στο φως, στο πλαίσιο ενός διεθνούς ερευνητικού προγράμματος που ασχολείται με τα Παλίμψηστα της Μονής Σινά. Το πρόγραμμα διεξάγεται υπό την αιγίδα της Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας και υποστηρίζεται οικονομικά από τη φιλανθρωπική οργάνωση Arcadia Fund.

Ως παλίμψηστο (< πάλιν + ψάω [ξύνω, αποξέω]) χαρακτηρίζεται το χειρόγραφο του οποίου το αρχικό κείμενο έχει αποξεσθεί με οξύ εργαλείο ή ελαφρόπετρα για να γραφεί πάνω του ένα καινούργιο κείμενο· πρόκειται δηλ. για μια εργασία ανακύκλωσης ώστε να επαναχρησιμοποιηθεί το ακριβό υλικό του παπύρου ή της περγαμηνής πάνω στο οποίο έγραφαν οι Αρχαίοι και οι Βυζαντινοί. Με τη χρήση πολυφασματικής φωτογράφισης ανασύρεται στο φως το σβησμένο κείμενο και με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή καθίσταται ευανάγνωστο.

Από το παλίμψηστο χειρόγραφο Sin. ar. NF 66, φύλλα 2v + 7v + 8r, αναδύθηκαν στο φως περ. 89 εξάμετροι στίχοι με θέμα την παιδική ηλικία του θεού Διόνυσου. Ο ποιητής περιγράφει πώς οι Γίγαντες προσπαθούν να πείσουν τον μικρό γιο του Δία να σηκωθεί από τον θρόνο του πατέρα του, άλλοτε προσφέροντας δώρα, άλλοτε επιστρατεύοντας δόλο ή ασκώντας πίεση.

Οι Γίγαντες στολίζουν το κεφάλι του μικρού θεού με στεφάνια από διαλεχτά άνθη· κινούνται γύρω του κυκλικά και προσπαθούν να τον πείσουν να εγκαταλείψει τον θρόνο πότε με προειδοποιήσεις, πότε με σαγηνευτικά λόγια, πότε δελεάζοντάς τον με παιδικά παιχνίδια ή άλλα ωραία δώρα.

Στην πραγματικότητα πρόκειται για τον Ζαγρέα, τον πρώτο-πρώτο Διόνυσο ή έναν προελληνικό θεό που συγχωνεύτηκε με τον Διόνυσο. Ο Διόνυσος-Ζαγρεύς κατέχει κεντρική θέση στην ορφική μυθολογία και θεολογία. Προέκυψε από την ένωση του Δία, μεταμορφωμένου σε φίδι, με την Περσεφόνη. Ο μεγάλος θεός προόριζε τον Ζαγρέα για διάδοχό του· γι’ αυτό τον ανέβασε στον θρόνο και του επέτρεψε να κρατεί τον κεραυνό και την αστραπή. Από ζήλια η Ήρα έστειλε τους Τιτάνες για να βλάψουν το νεογέννητο.

Με διάφορα παιδικά δώρα (π.χ. ταμπούρλο, σβούρα, μπάλα, κούκλες/νευρόσπαστα) προσπάθησαν να το ξεγελάσουν. Τελικά, το κατάφεραν προσφέροντάς του έναν καθρέφτη. Ο Ζαγρεύς απορροφήθηκε περιεργαζόμενος το είδωλό του· έτσι, οι Τιτάνες βρήκαν την ευκαιρία να τον πιάσουν, να τον σφάξουν και να τον διαμελίσουν. Λέγεται ότι πρόλαβε η Αθηνά να περισώσει ζωντανή την καρδιά του Ζαγρέα, από την οποία ο Ζευς δημιούργησε τον Διόνυσο.

Ο διαμελισμός και η αναγέννηση του θεού ερμηνεύτηκε από τους Ορφικούς ως σύμβολο της ζωής που φθείρεται και αναγεννιέται. Άλλοι εκλαμβάνουν τους Τιτάνες ως ηλιακούς θεούς και δίνουν την ερμηνεία ότι ο ήλιος του καλοκαιριού θέτει σε κίνδυνο τη βλάστηση και την εξαφανίζει.

Για να επιστρέψω στο συγκεκριμένο παλίμψηστο, η περγαμηνή του χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά τον 5ο ή 6ο αι. μ.Χ. από κάποιον γραφέα στην Αλεξάνδρεια, ο οποίος αντέγραψε το αρχαίο έπος από ένα παλαιότερο χειρόγραφο. Το γεγονός είναι σημαντικό, καθώς δείχνει ότι υπήρχε ακόμη ενδιαφέρον για εθνικά κείμενα και ότι οι αρχαίοι θεοί συνυπήρχαν με τον Χριστιανισμό.

Η Αγία Αικατερίνη του Σινά. © Katharinenkloster, Sinai, Ägypten

Αργότερα η περγαμηνή υπέστη απόξεση και πάνω στο σβησμένο αρχαιοελληνικό κείμενο, τον 10ο αι. μ.Χ. κάποιος μοναχός στη Λαύρα του Οσίου Σάββα του ηγιασμένου έγραψε Βίους Αγίων στ’ αραβικά. Η Μονή του Οσίου Σάββα βρίσκεται κοντά στα Ιεροσόλυμα κι έτσι μπορούμε να παρακολουθήσουμε την πορεία της περγαμηνής στον χώρο και τον χρόνο, από την Αλεξάνδρεια του 5ου/6ου αι. στην Παλαιστίνη του 10ου αι. για να καταλήξει στη Μονή της Αγίας Αικατερίνης του Σινά.

Giullia Rossetto

Το αρχαίο κείμενο έχει διαβαστεί από την ερευνήτρια Giullia Rossetto και θα κυκλοφορήσει σε προσεχές τεύχος διεθνούς επιστημονικού περιοδικού σχετικού με την Παπυρολογία και την Επιγραφική (Zeitschrift für Papyrologie und Epigraphik 219, 2021). Η δημοσίευση αναμένεται με μεγάλο ενδιαφέρον.

Πηγές: https://www.oeaw.ac.at/en/detail/news/previously-unknown-mythological-text-of-the-ancient-world-discovered - https://www.efsyn.gr/nisides/313912_agnosto-arhaioelliniko-epos-irthe-sto-fos

 

 

Άλογα – Πότε και πού εξημερώθηκαν – Νέα αποκαλυπτική έρευνα. Domestic horses' mysterious origins may finally be revealed

 

Τα άλογα είναι από τα πιο όμορφα είδη ζώων που υπάρχουν, ενώ νέα έρευνα αποκαλύπτει ότι εξημερώθηκαν πριν 4.200 χρόνια στις στέπες Πόντου και Κασπίας του Βόρειου Καύκασου. About 4,200 years ago, horseback riding allowed people to travel farther and faster than ever before, spurring migration throughout Europe and Asia. Horses gallop during a cultural demonstration at a breeding center in West Ujimqin Banner in Inner Mongolia. PHOTOGRAPH BY PENG YUAN/XINHUA VIA GETTY

Ένα από τα πιο επίμονα μυστικά της προϊστορίας φαίνεται ότι αποκαλύφθηκε επιτέλους και αφορά τα άλογα. Μια διεθνής επιστημονική ομάδα, με επικεφαλής Γάλλους επιστήμονες, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα σύγχρονα άλογα εξημερώθηκαν περίπου το 2200 π.Χ. στις στέπες της Δυτικής Ευρασίας, γνωστές και ως στέπες Πόντου – Κασπίας, κοντά στους ποταμούς Βόλγα και Ντον της σημερινής Ρωσίας, από όπου μετά εξαπλώθηκαν στον υπόλοιπο κόσμο.

Horse mandible excavated from the Ginnerup archaeological site, Denmark, June 2021. (This site was included in the study "The origins and spread of domestic horses from the Western Eurasian steppes" led by Ludovic Orlando, CNRS). Credit: © Lutz Klassen, East Jutland Museum.

Οι 162 ερευνητές από πολλές χώρες και με πολλές ειδικότητες (γενετιστές, αρχαιολόγοι, γλωσσολόγοι κ.α.), με επικεφαλής τον παλαιογενετιστή καθηγητή Λουντοβίκ Ορλάντο του Πανεπιστημίου της Τουλούζης ΙΙΙ-Πολ Σαμπατιέ και του Εθνικού Κέντρου Επιστημονικών Ερευνών (CNRS) της Γαλλίας, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», ανέλυσαν DNA από τα απομεινάρια 273 αρχαίων αλόγων από διάφορες περιοχές (Ιβηρική, Ανατολία, Δυτική Ευρασία, Κεντρική Ασία), τα οποία είχαν ζήσει πριν από 50.000 έως 2.200 χρόνια.

Όπως ανέφερε ο Ορλάντο, «τελικά βρήκαμε πού και πότε τα άλογα εξημερώθηκαν». Η εξημέρωση των αλόγων υπήρξε ένα καθοριστικό γεγονός, καθώς έφερε επανάσταση στα ταξίδια, στις μεταφορές, στους πολέμους και σε άλλες δραστηριότητες.

Έως τώρα, υπήρχαν αρχαιολογικές ενδείξεις για μια αρχαιότερη εξημέρωση των αλόγων, στην περιοχή Μποτάι της Κεντρικής Ασίας περί το 3500 π.Χ., όμως εκείνα τα αρχαία άλογα δεν σχετίζονται με τα σύγχρονα εξημερωμένα άλογα. Η νέα έρευνα τοποθετεί την «πατρίδα» του συγχρόνου αλόγου στην Ποντική στέπα, η οποία αποτελεί το δυτικό τμήμα της ευρύτερης Ευρασιατικής στέπας και πιο συγκεκριμένα στις λεκάνες των ποταμών Βόλγα και Ντον, ανατολικά του ποταμού Δνείπερου.

Η ίππευση των αλόγων και η πρόσδεση σε αυτά πολεμικών αρμάτων με τροχούς διευκόλυνε την εξάπλωση των πρόσφατα εξημερωμένων αλόγων, με αποτέλεσμα μέσα σε περίπου 500 χρόνια από την εξημέρωση τους, οι νέες εξημερωμένες ράτσες αλόγων να αντικαταστήσουν όλους τους πληθυσμούς αλόγων στην Ευρασία.

Η δραματική αλλαγή

The modern horse was domesticated around 2200 years BCE in the northern Caucasus. In the centuries that followed it spread throughout Asia and Europe. An international team of 162 scientists collected, sequenced and compared 273 genomes from ancient horses scattered across Eurasia to come up with this finding. Rosa Bonheur, The Horse Fair, 1852–55. Courtesy The Metropolitan Museum New York.

Οι ερευνητές βρήκαν ότι μολονότι η Ευρασία κάποτε διέθετε γενετικά διαφοροποιημένους πληθυσμούς αλόγων, μια δραματική αλλαγή συνέβη μεταξύ του 2000 και του 2200 π.Χ. Σταδιακά επικράτησε από την Ανατολία έως τη Σιβηρία ένα μοναδικό γενετικό «προφίλ» στα άλογα, το οποίο προηγουμένως εντοπιζόταν μόνο στις στέπες του Πόντου στον βόρειο Καύκασο. Μέσα σε λίγους αιώνες όλοι οι πληθυσμοί άγριων αλόγων από τον Ατλαντικό μέχρι τη Μογγολία είχαν αντικατασταθεί από αυτά τα εξημερωμένα άλογα.

Παράλληλα, σύμφωνα με τον Ορλάντο, «όπως δείχνουν τα γενετικά δεδομένα, υπήρξε μια δημογραφική έκρηξη στα άλογα, που όμοια της δεν είχε υπάρξει τα τελευταία 100.000 χρόνια. Αυτή συνέβη όταν οι άνθρωποι αναλάβαμε τον έλεγχο της αναπαραγωγής του αλόγου και τα παρήγαμε σε αστρονομικούς αριθμούς».

Αυτή η ταχεία αύξηση των αλόγων οφείλεται και στο ότι, χάρη στις μεταλλάξεις που υπέστη το DNA τους, έγιναν από τη μια πιο υπάκουα στους ανθρώπους και από την άλλη πιο ανθεκτικά από άποψη σκελετού. Σύμφωνα με τη νέα μελέτη, δύο γονίδια (GSDMC και ZFPM1) που κάποια στιγμή επικράτησαν στα άλογα των στεπών της δυτικής Ευρασίας, έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στο να υπάρξουν σημαντικές εξελικτικές προσαρμογές και αλλαγές συμπεριφοράς στα ζώα, από άποψη αντοχής τους, ικανότητας μεταφοράς μεγαλύτερου βάρους, υπακοής στους ανθρώπους κ.α.

Πάντως, σύμφωνα με τους ερευνητές, οι διαδοχικές μεταναστεύσεις Ινδο-Ευρωπαϊκών πληθυσμών και Ινδο-Ιρανικών γλωσσών από τις στέπες προς την Ευρώπη στη διάρκεια της τρίτης χιλιετίας π.Χ. δεν μπορεί να βασίστηκαν στα άλογα, καθώς η εξημέρωση και η εξάπλωση τους συνέβη αργότερα.

Πηγές: Librado, P., Khan, N., Fages, A. et al. The origins and spread of domestic horses from the Western Eurasian steppes. Nature, 2021 DOI: 10.1038/s41586-021-04018-9 - https://www.nationalgeographic.com/animals/article/do-we-finally-know-where-horses-evolved - https://www.tovima.gr/2021/10/21/science/aloga-pote-kai-pou-eksimerothikan-nea-apokalyptiki-ereyna/

 

Έξι εκατομμυρίων ετών τα «ανθρώπινα» ίχνη στην Κρήτη. New Research Suggests Human-Like Footprints in Crete Date to 6.05 Million Years Ago

Οι αρχαιότερες γνωστές πατημασιές προγόνων του ανθρώπου, οι οποίες είχαν αρχικά ανακαλυφθεί στην Κρήτη το 2002, έχουν ηλικία 6,05 εκατομμυρίων ετών, είναι δηλαδή περίπου 0,35 εκατομμύρια χρόνια παλαιότερες από ό,τι είχε εκτιμηθεί αρχικά, σύμφωνα με μια νέα διεθνή επιστημονική έρευνα με ελληνική συμμετοχή. Αν επαληθευτεί, η έρευνα αναμένεται να ανατρέψει την κυρίαρχη πεποίθηση για την εξέλιξη του ανθρώπου. Tracks in the sand: One of over 50 footprints of predecessors of early humans identified in 2017 near Trachilos, Crete. Dating techniques have now shown them to be more than six million years old. The findings could upend scientists’ understanding of human evolution—but the paper has proven controversial. Credit: University of Tübingen

Aρχαιότερο κατά εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια απ'ό,τι πιστευόταν μέχρι πρότινος φαίνεται να είναι το πιο παλιό, καταγεγραμμένο ανθρωπόμορφο αποτύπωμα.

Σύμφωνα με νέα έρευνα που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Scientific Reports, τα 50 απολιθωμένα ίχνη που βρέθηκαν στην Κρήτη το 2002 και οι ακαδημαϊκοί εκτιμούσαν πως ήταν ηλικίας 5,7 εκατομμυρίων χρόνων, φαίνεται πως είναι 6,05 ετών, δηλαδή κατά 300.000 χρόνια αρχαιότερα.

Οι πατημασιές αυτές, που θεωρείται πως είναι ανθρωπογενείς, ίσως θέσουν εν αμφιβόλω την επικρατούσα άποψη για την ανθρώπινη εξέλιξη και ανατρέψουν την πεποίθηση των επιστημόνων πως ο σύγχρονος άνθρωπος κατάγεται από την Αφρική.

Όπως λένε οι ερευνητές, είναι πιθανό το δίποδο πλάσμα που άφησε πίσω του αυτά τα ίχνη να ήταν μέλος του Graecopithecus freybergi (γραικοπίθηκος του Φράιμπεργκ), πρόγονος του πρώιμου ανθρώπου που είχε ανακαλυφθεί το 1944 και του δόθηκε το παρωνύμιο «Ελ Γκρέκο».

Laser scan of one of the best preserved footprints (left) and transverse sections showing concave and convex structures in the impression (right). Credit: Gierliński et al. / Proceedings of the Geologists' Association, 2017

«Τα ίχνη είναι σχεδόν 2,5 εκατομμύρια χρόνια αρχαιότερα από εκείνα που αποδίδονται στον Αυστραλοπίθηκο του Αφάρ (Lucy) στην Τανζανία» σημειώνει ο Ούβε Κίρσερ, εις εκ των συγγραφέων της έρευνας και ειδικός παλαιογεωγραφίας στο πανεπιστήμιο του Τίμπινγκεν σε ανακοίνωσή του.

Photos and digital scans of three of the 'well-preserved footprints'. Each is shown as a photo (left), laser surface scan (middle) and scan with interpretation (right). a) was made by a left foot, b) and c) by right feet. Scale bars, 1.9 inch (5cm).

Οι ερευνητές, με τη χρήση εξελιγμένων τεχνικών χρονολόγησης, κατέληξαν πως τα ίχνη ήταν ηλικίας 6,05 εκατομμυρίων χρόνων, ελέγχοντας τα τρηματοφόρα -θαλάσσια μικροαπολιθωμάτα- που εντοπίστηκαν στα ιζηματογενή πετρώματα.

Αν τα συμπεράσματά τους αποδειχτούν έγκυρα, η ανακάλυψη θα περιπλέξει την κυρίαρχη αντίληψη πως οι άνθρωποι προέρχονται από την Αφρική. 

Το χωριό Τράχηλος, στα βορειοδυτικά της Κρήτης, όπου είχε βρει τα ίχνη κατά τη διάρκεια των διακοπών του Πολωνός παλαιοντολόγος. Πηγή φωτογραφίας: Scientific Reports

Πριν έξι εκατομμύρια χρόνια η Κρήτη συνδεόταν με την ηπειρωτική Ελλάδα μέσω της Πελοποννήσου. Όπως ανέφερε η δρ Μπέμε, “δεν μπορούμε να αποκλείσουμε μια σύνδεση ανάμεσα στον δημιουργό των ιχνών βάδισης και στον πιθανώς προ-άνθρωπο Γκρεκοπίθηκο”. Πριν μερικά χρόνια είχαν βρεθεί στην Αττική τα απολιθώματα ενός άγνωστου προ-ανθρώπινου είδους (Graecopithecus freybergi), τα οποία χρονολογούνται πριν από περίπου 7,2 εκατομμύρια χρόνια.

Η νέα μελέτη επιβεβαιώνει επίσης πρόσφατη έρευνα των ίδιων Γερμανών επιστημόνων του Τίμπινγκεν, σύμφωνα με την οποία πριν έξι εκατομμύρια χρόνια η Ευρώπη και η Μέση Ανατολή χωρίζονταν από την υγρή Ανατολική Αφρική από μια σχετικά στενή έκταση της Σαχάρας. Η γεωχημική ανάλυση του εδάφους της ακτής της Κρήτης, ηλικίας έξι εκατ. ετών, δείχνει ότι σκόνη της ερήμου από τη Βόρεια Αφρική είχε μεταφερθεί εκεί από τους ανέμους.

View of footprints discovered on Crete in 2002. Credit: Andrzej Boczarowski

Σημειώνεται πως τα ίχνη αυτά ανακάλυψε το 2002 στο χωριό Τράχηλος, κατά τη διάρκεια διακοπών του στην Κρήτη, ο παλαιοντολόγος Gerard Gierliński. 

Κάποιοι επιστήμονες εκφράζουν τον σκεπτικισμό τους για τα ίχνη αυτά, ισχυριζόμενοι πως το είδος του Γραικοπίθηκου Φράιμπεργκ δεν υπήρξε καν.

Όπως εικάζει ο Ίσραελ Χέρσκοβιτς, βιολογικός ανθρωπολόγος στο πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ που δεν συμμετείχε στην έρευνα, οι πατημασιές δημιουργήθηκαν από ένα όψιμο Ευρωπαϊκό πίθηκο.

«Ό,τι έχουμε από την Ευρώπη είναι μια ομάδα προανθρώπινων πιθήκων. Είναι ενδιαφέροντες και μαρτυρούν πολύ ευνοϊκότερες κλιματολογικές συνθήκες κατά τη διάρκεια της όψιμης Μειόκαινου Περιόδου, αλλά δεν νομίζω πως συνδέονταν άμεσα ή έμμεσα με την ανθρώπινη εξέλιξη» αναφέρει ο ίδιος.

«Κάποια από τα αποτυπώματα μοιάζουν σαν από δίποδο ζώο, αλλά πολλά άλλα είναι πολύ αμφίσημα και ποικίλλουν σε μέγεθος. Ορισμένα δε, δεν μοιάζουν καν με πατημασιές. Οπότε, το ζήτημα εδώ είναι να εκφράσεις ένα βασικό ισχυρισμό στη βάση πληροφοριών που είναι σχετικά ανοιχτός σε ερμηνείες» λέει από την πλευρά του ο Ζουλιέν Λουίς, παλαιοντολόγος στο πανεπιστήμιο του Γκρίφιθ.

Ωστόσο, η νέα αυτή μελέτη αναγνωρίζει τις αποκλίσεις απόψεων. Όπως γράφουν οι ερευνητές στην ανακοίνωσή τους «Η ερμηνεία μας υπήρξε αμφιλεγόμενη και παράλληλα έχουν γίνει αρκετές αντι-ερμηνείες».

Στη μελέτη συμμετείχαν από ελληνικής πλευράς o Αθανάσιος Αθανάσιου της Εφορείας Παλαιοανθρωπολογίας-Σπηλαιολογίας στην Αθήνα και ο γεωλόγος του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Πανεπιστημίου της Κρήτης δρ Χαράλαμπος Φασουλάς.

Πηγές: “Age constraints for the Trachilos footprints from Crete” by Uwe Kirscher, Haytham El Atfy, Andreas Gärtner, Edoardo Dallanave, Philipp Munz, Grzegorz Niedźwiedzki, Athanassios Athanassiou, Charalampos Fassoulas, Ulf Linnemann, Mandy Hofmann, Matthew Bennett, Per Erik Ahlberg and Madelaine Böhme, 11 October 2021, Scientific Reports. DOI: 10.1038/s41598-021-98618-0 - https://scitechdaily.com/oldest-footprints-of-pre-humans-identified-in-crete-six-million-years-old/ - https://www.smithsonianmag.com/smart-news/oldest-human-like-footprints-dated-to-605-million-years-ago 180978889/?utm_source=facebook.com&utm_medium=socialmedia&fbclid=IwAR2dYckrHFPCCdP4mI09XLvbJ4oaj_4RGIA0hPDTqHueNWWv6BbhkscSlV8 - https://www.lifo.gr/now/world/ilikias-6-ekat-eton-ta-anthropogeni-ihni-poy-brethikan-stin-kriti-nea-ereyna-mperdeyei

 

 

 

 

Ένας ΚΟΣΜΟΣ χωρίς σκοτεινή ύλη. Un MONDE sans matière noire

Ένα κοσμολογικό μοντέλο που δεν χρειάζεται την έννοια της σκοτεινής ύλης ερμηνεύει τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας που παρατηρήθηκαν στο κοσμικό υπόβαθρο της μικροκυματικής ακτινοβολίας. A cosmological model that doesn’t require dark matter has overcome a major hurdle in matching observations from the cosmic microwave background. MOND models—which don’t require dark matter—have not previously been able to reproduce the temperature variations measured in the cosmic microwave background (shown here), a relic from the big bang. But now researchers have created a MOND-inspired model that matches these data just as well as dark matter models do. Credit: WMAP Science Team/NASA

Η αστρονόμος Vera Rubin, η συνεισφορά της οποίας άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε το σύμπαν, είχε δηλώσει το 2005 σε μια συνέντευξή της στο περιοδικό New Scientist: «Αν μπορούσα να διαλέξω, θα προτιμούσα να μάθω ότι πρέπει να τροποποιήσουμε τους νόμους του Νεύτωνα για να εξηγήσουμε τις διαγαλαξιακές αλληλεπιδράσεις σε μεγάλες αποστάσεις. Θα ήταν πιο συναρπαστικό από την ιδέα ενός σύμπαντος γεμάτου με ένα νέο είδος υποατομικών σωματιδίων».

The spatial distribution of more than 4 million galaxies as measured by the Sloan Digital Sky Survey, which can't be easily explained by modifying gravity. SDSS (CC-BY)

Θα αρκούσε οι μάζες να ασκούν μια βαρυτική έλξη λίγο μεγαλύτερη από εκείνη που προβλέπει ο Νεύτωνας για να εξηγηθούν οι ταχύτητες των άστρων και των γαλαξιών χωρίς να επικαλούμαστε την σκοτεινή ύλη. Στις 15 Ιουλίου 1983, ο φυσικός Mordehai Milgrom υποστήριξε ότι το αίνιγμα της σκοτεινής ύλης θα μπορούσε να λυθεί με «μια τροποποίηση της νευτώνειας δυναμικής ως μιας πιθανής εναλλακτικής λύσης στην υπόθεση της κρυμμένης μάζας». Ο Milgrom ονόμασε τη θεωρία του MOND (Modified Newtonian Dynamics-Tροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική). Η απλότητα της θεωρίας MOND εξακολουθεί να προβληματίζει τους αστροφυσικούς. Μια μικρή παραλλαγή του νόμου του Νεύτωνα σε γαλαξιακές κλίμακες είναι αρκετή ώστε να μην χρειάζεται να επικαλούμαστε την σκοτεινή ύλη. Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου που έλκεται από από μια μάζα Μ και απέχει από αυτή απόσταση r είναι: g=GM/r². Ο Milgrom υπέθεσε ότι η επιτάχυνση δεν μπορεί να μειωθεί κάτω από μια τιμή όριο (10^-10 m/s²), ακόμα και όταν η απόσταση r αυξάνεται πολύ. Aν και συνήθως εξηγούμε αυτή την ιδιότητα επικαλούμενοι την παρουσία μιας αόρατης μάζας – δηλαδή, της σκοτεινής ύλης – η οποία έχει την μορφή μιας σφαιρικής άλω που περιβάλλει έναν γαλαξία, μπορούμε επίσης να την εξηγήσουμε με μία μόνο μαθηματική παράμετρο μέσα στο πλαίσιο της θεωρίας MOND. Η κομψότητα της εν λόγω θεωρίας είναι ότι σε όλους τους γαλαξίες ισχύει η ίδια τιμή αυτής της παραμέτρου! 

Galaxies, like M101 shown here, have rotation profiles that can’t be explained by the visible matter. The popular solution is to assume the existence of dark matter, but another solution, called MOND, can account for galaxy data by modifying Newtonian gravity. Credit: NASA/CXC/SAO/D. Hartmann/JPL-Caltech

Το ίδιο κατώφλι επιτάχυνσης λειτουργεί για σχεδόν όλους τους γαλαξίες – μικρούς και μεγάλους, νέους και ηλικιωμένους. Παρότι η θεωρία MOND εξηγεί την περιστροφή των γαλαξιακών δίσκων, παρουσιάζει προβλήματα π.χ. όταν επεκτείνεται στα σμήνη γαλαξιών. Παλαιότερα μοντέλα που βασίζονται στη MOND δεν μπορούσαν να αναπαράγουν την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία.

Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine; source: doi: 1303.5076v3

Οι Constantinos Skordis και Tom Złósnik στην εργασία τους με τίτλο ‘A new relativistic theory for Modified Newtonian Dynamics‘, ανέπτυξαν ένα μοντέλο της MOND που συμφωνεί με τις παρατηρήσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι το μοντέλο τους μπορεί να εφαρμοστεί περαιτέρω στις παρατηρήσεις σμηνών γαλαξιών και βαρυτικών κυμάτων.

Ο κύριος λόγος που οι αστρονόμοι προτιμούν την σκοτεινή ύλη έναντι της MOND είναι ότι η σκοτεινή ύλη είναι συμβατή με ένα πολύ μεγαλύτερο εύρος αστροφυσικών παρατηρήσεων. Για παράδειγμα, η σκοτεινή ύλη μπορεί να εξηγήσει το φαινόμενο του βαρυτικού φακού – την κάμψη του φωτός μακρινών πηγών που βρίσκονται πίσω από γαλαξίες-, ενώ η αρχική μορφή της θεωρίας MOND δεν μπορεί.

Constantinos Skordis.

Οι ερευνητές έχουν επινοήσει τα λεγόμενα σχετικιστικά μοντέλα MOND που μπορούν να εξηγήσουν τις παρατηρήσεις των βαρυτικών φακών, αλλά μέχρι τώρα, καμία από αυτές τις αναθεωρημένες εκδοχές της θεωρίας δεν μπορούσε να αναπαράγει τα δεδομένα της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας. «Αν η θεωρία δεν μπορεί να το κάνει αυτό, τότε δεν αξίζει να εξεταστεί περαιτέρω», δήλωσε ο Κωνσταντίνος Σκορδής της Τσεχικής Ακαδημίας Επιστημών στην Πράγα.

Το βασισμένο στην MOND μοντέλο που δημιούργησαν οι Skordis και Złósnik συμφωνεί με τις παρατηρήσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας, ενώ είναι επίσης συνεπές με τις παρατηρήσεις βαρυτικών φακών και τις μετρήσεις διάδοσης των βαρυτικών κυμάτων. Το μοντέλο ακολουθεί υποθέτει την ύπαρξη δύο πεδίων που λειτουργούν σαν μια επιπλέον βαρυτική δύναμη. Ένα από αυτά τα πεδία είναι ένα βαθμωτό πεδίο – παρόμοιο με το πεδίο Higgs. Το άλλο είναι ένα διανυσματικό πεδίο, το οποίο μοιάζει με το μαγνητικό πεδίο.

A view of the center of the Milky Way galaxy. Theories of modified gravity have had a hard time describing the universe from relatively small scales like this all the way up to the scale of the universe as a whole. Credit: NASA/JPL-Caltech/ESA/CXC/STScI

Οι Skordis και Złósnik έθεσαν τις παραμέτρους του μοντέλου έτσι ώστε στο αρχέγονο σύμπαν, τα πεδία που τροποποιούν τη βαρύτητα να παράγουν ένα βαρυτικό αποτέλεσμα που μοιάζει με αυτό της σκοτεινής ύλης. Η μίμηση της σκοτεινής ύλης με τον τρόπο αυτό διασφαλίζει ότι αναπαράγονται τα παρατηρούμενα μοτίβα της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Τα πεδία εξελίσσονται με την πάροδο του κοσμικού χρόνου, έτσι ώστε η βαρυτική δύναμη να ταυτίζεται τελικά με την αρχική θεωρία MOND. Σε αντίθεση με τα μοντέλα σκοτεινής ύλης που συχνά βασίζονται σε θεμελιώδεις αρχές συμμετρίας – το νέο μοντέλο δεν διατυπώθηκε με βάση μια υποκείμενη θεωρία. Ωστόσο, μια τέτοια θεωρητική βάση θα μπορούσε να αποκαλυφθεί χρησιμοποιώντας το νέο μοντέλο MOND.

Πάντως η πλειονότητα της επιστημονικής κοινότητας, παρά την εν λόγω επιτυχία της εναλλακτικής θεωρίας MOND, συνεχίζει να προτιμά την σκοτεινή ύλη. Αν όμως οι ανιχνευτές της σκοτεινής ύλης συνεχίσουν να καταγράφουν το αδιάφορο υπόβαθρο, τότε ίσως δούμε αυξημένο ενδιαφέρον για αυτά τα τροποποιημένα μοντέλα βαρύτητας.

Πηγές:  Un MONDE sans matière noire – από το βιβλίο του David Elbaz ‘Αναζητώντας το αόρατο σύμπαν’ - Michael Schirber ‘Dark Matter Alternative Passes Big Test’ - C. Skordis and T. Złośnik, “New relativistic theory for modified Newtonian dynamics,” Phys. Rev. Lett. 127, 161302 (2021). - https://www.science.org/content/article/explain-away-dark-matter-gravity-would-have-be-really-weird-cosmologists-say - https://www.quantamagazine.org/modified-gravity-theory-passes-a-critical-test-20200728/ - https://physicsgg.me/2021/10/18/

 

 

 

 

Δημήτρης Νανόπουλος: Το χαοτικό μας σήμερα. Dimitri Nanopoulos, Our chaotic world

«Ο τρόπος που κοιτάμε το σύμπαν έχει αλλάξει ριζικά και πολλά από αυτά που με βεβαιότητα πιστεύαμε στο παρελθόν έχουν αποδειχθεί παρωχημένα και αναληθή…» Chaotic World, painting by Karimart.

Ζούμε σε μια απίστευτα ενδιαφέρουσα εποχή, όπου το ανθρώπινο είδος εξελίσσεται ταχύτατα μέσα από τη συσσωρεμένη γνώση αιώνων, προερχόμενη κυρίως από τις θετικές επιστήμες, τη φυσική, τη βιολογία και γενικότερα αυτές που αποκαλούμε life sciences. Ο θαυμαστός καινούργιος κόσμος του Aldus Huxley είναι παρών. Ταυτόχρονα, ο τρόπος που κοιτάμε το σύμπαν έχει αλλάξει ριζικά και πολλά από αυτά που με βεβαιότητα πιστεύαμε στο παρελθόν έχουν αποδειχθεί παρωχημένα και αναληθή, στηριγμένα στην έλλειψη επιστημονικών δεδομένων, η οποία ενισχύει το αίσθημα του φόβου.

Gustave Doré (1832–1883), Dante and Virgil in the ninth circle of hell (1861), oil on canvas, 311 x 428 cm, Musée de Brou, Bourg-en-Bresse, France. Wikimedia Commons.

Εκεί ακριβώς είναι που κατά καιρούς πατούν οι διάφοροι μύστες: στην εκμετάλλευση του φόβου απέναντι στο άγνωστο. Όταν ο άνθρωπος φοβάται, τότε κλείνει ερμητικά τα κανάλια που παράγουν τη νέα γνώση και κολλάει στα όσα γνωρίζει που του προκαλούν μια ψευδαίσθηση ασφάλειας. Το βαθύ αυτό χάσμα ανάμεσα σε αυτούς που πάνε τον κόσμο μπροστά παράγοντας διαρκώς νέα γνώση και σε αυτούς που μένουν πίσω πεισματικά δεμένοι στις αλήθειες που κραδαίνουν είναι η γενεσιουργός αιτία τού, σε παγκόσμιο επίπεδο, χαοτικού μας σήμερα…

Joseph Wright of Derby (1734–1797), The Alchymist, in Search of the Philosopher’s Stone, Discovers Phosphorus, and Prays for the Successful Conclusion of his Operation, as was the Custom of the Ancient Chymical Astrologers (1771-95), oil on canvas, 127 x 101.6 cm, Derby Museum and Art Gallery, Derby, England. Wikimedia Commons.

Χιλιάδες χρόνια τώρα οι άνθρωποι προσπαθούσαμε να δώσουμε απάντηση σε θεμελιώδη υπαρξιακά ερωτήματα σε σχέση με τη θέση μας μέσα στο σύμπαν, πώς δηλαδή αυτό εμφανίστηκε και εάν υπήρχε τελικά κάποιος σκοπός που δημιουργήθηκε. Ερωτήματα στα οποία η ανθρωπότητα έψαχνε απαντήσεις αρχικά μέσα από τις ατραπούς της φιλοσοφίας και των θρησκειών, με τις οποίες λίγο-πολύ γαλουχηθήκαμε.

Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή, την πραγματική αρχή όλων, που δεν είναι άλλη από τη δημιουργία του σύμπαντος. Τα τελευταία πενήντα χρόνια σημειώνεται μια πραγματική έκρηξη στη φυσική και την κοσμολογία. Συγκεκριμένα, από τη μελέτη των στοιχειωδών σωματιδίων και την κοσμολογία γεννήθηκε ένας καινούργιος κλάδος στη φυσική με τον όρο «αστροσωματιδιακή φυσική». Στο εύλογο, λοιπόν, ερώτημα που τίθεται τι σχέση έχει το πολύ μικρό, στοιχειώδες σωματίδιο με το πολύ μεγάλο, αχανές μας σύμπαν και τα άστρα, η απάντηση είναι η ακόλουθη.

Κβαντικό Κενό

Το σύμπαν μας είναι στην παρούσα του μορφή αχανές γιατί διαστέλλεται για 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια από τη γέννησή του και θα συνεχίσει να διαστέλλεται. Στην αρχή όμως ήταν πάρα πολύ μικρό, περίπου 10^-30 cm) και άρα ενέπιπτε στην περιοχή του μικροκόσμου, όπου ισχύουν οι νόμοι της κβαντικής φυσικής, στους οποίους υπεισέρχεται η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg. Στην κβαντική φυσική, η αριστοτελική «βεβαιότητα» παύει να ισχύει και η έννοια της πιθανότητας και του τυχαίου αποκτά κεντρική θέση. Κύριο χαρακτηριστικό της κβαντικής φυσικής είναι ότι, εάν ένα σωματίδιο δεν υπάρχει μια δεδομένη χρονική στιγμή, θα υπάρχει την επόμενη στιγμή, που σημαίνει απλά ότι το κβαντικό κενό δεν είναι πραγματικό κενό, όπως το αντιλαμβανόμαστε, αλλά ένα σύνολο κβαντικών διακυμάνσεων για όλα τα σωματίδια τα οποία υπάρχουν στη φύση. 

Οπτικοποίηση εικονικών σωματιδίων στο κβαντικό κενό από τη θεωρία κβαντικού πεδίου. Ακόμη και στον άδειο – κενό χώρο, αυτή η ενέργεια του κενού είναι μη μηδενική.

Έχει αποδειχθεί ότι το σύμπαν μας συμμετέχει σε αυτές τις κβαντικές διακυμάνσεις και άρα μπορεί να εμφανιστεί από το κβαντικό «τίποτα». Επιπλέον, επειδή η ενέργεια διατηρείται και η ενέργεια του κενού είναι μηδενική, αυτό έχει ως αποτέλεσμα η συνολική ενέργεια του σύμπαντός μας, δηλαδή η ελκτική βαρυτική ενέργεια (με αρνητικό πρόσημο) και η κινητική ενέργεια που προέρχεται από την αρχική έκρηξη (με θετικό πρόσημο), να μηδενίζονται. Αυτή η από εικοσαετίας ανακάλυψη συνεχίζει να επαληθεύεται μέσα από μια σειρά πειραμάτων. Η αστροσωματιδιακή φυσική στηρίζεται σε αυτά τα πειραματικά δεδομένα, που επιβεβαιώνουν ότι μια στατιστικά τυχαία κβαντική διακύμανση διατηρείται και διαστέλλεται, καταρχήν εκθετικά στη λεγόμενη πληθωριστική φάση (inflation phase) και στη συνέχεια πολύ πιο ήρεμα.

Για να κατανοήσουμε όλα αυτά τα φαινόμενα, χρειαζόμασταν μια στέρεα θεωρία ικανή να μας βοηθήσει να μελετήσουμε την κβαντική βαρύτητα στην αρχή του σύμπαντος. Η μόνη θεωρία που καλύπτει όλο το φάσμα από τις χαμηλές ενέργειες στις υψηλές ενέργειες, δηλαδή από το 1ΤeV στο 10¹⁷ GeV, φαίνεται να είναι η θεωρία των υπερχορδών, η λεγόμενη superstring theory. Οπλισμένοι µε τη Superstring theory, διαπιστώσαμε τα τελευταία χρόνια μια απίστευτη ταύτιση μεταξύ των θεωρητικών προβλέψεων και των πειραματικών δεδομένων που συλλέγαμε, κάτι που αποδεικνύει πως είμαστε σίγουρα στον σωστό δρόμο. 

Όπως είδαμε, το σύμπαν μας, αυτή η τυχαία κβαντική διακύμανση από το κβαντικό κενό, κατόρθωσε τελικά να διατηρηθεί και να αναπτυχθεί διαρκώς διαστελλόμενο για να φτάσει στη σημερινή του μορφή. Κατά τη διάρκεια της πληθωριστικής φάσης, οι ανωτέρω κβαντικές διακυμάνσεις στην ενέργεια, και ειδικότερα στην ενεργειακή πυκνότητα, οι οποίες λόγω της πληθωριστικής εκτόνωσης μετατρέπονται σε κοσμικής κλίμακας διακυμάνσεις της ενεργειακής πυκνότητας, ήταν αυτές που οδήγησαν στη δημιουργία γαλαξιών, αστεριών και πλανητών. Όλες, επομένως, οι μεγάλες δομές του σύμπαντος είναι προϊόντα αυτών των τυχαίων ενεργειακών διακυμάνσεων.

Karl Friedrich Schinkel (1781–1841), Uranus and the Dance of the Stars (1834), media and dimensions not known, Architekturmuseum der TU Berlin, Berlin, Germany. Wikimedia Commons.

Η τυχαιότης αυτή μόνο σκοπό δεν μπορεί να υποδηλώνει. Από την αρχή δηλαδή της γέννησής του, το σύμπαν μας δεν εμφανίστηκε για κάποιο λόγο και, επαγωγικά, είναι αυτονόητο ότι δεν υπάρχει κάποιος λόγος για τον οποίο υπάρχουμε και εμείς, αυτές οι απειροελάχιστες χωροχρονικές κουκκίδες. Απλά μας έτυχε! Μας έτυχε να υπάρξουμε πάνω σε έναν βράχο, μέσα σε έναν τυχαίο γαλαξία, τον Milky Way, έναν από τους 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες που υπάρχουν, όπως μας έτυχε να περιφερόμαστε γύρω από ένα τυχαίο άστρο, τον ήλιο, ένα δηλαδή από τα 100 δισεκατομμύρια άστρα του γαλαξία μας, και να τα παρατηρούμε όλα αυτά με τους 100 δισεκατομμύρια νευρώνες του εγκεφάλου μας… Φαίνεται, λοιπόν, πως η φύση μάλλον τυχαία αγαπάει το νούμερο 100.000.000.000…

Peter Paul Rubens (1577–1640), Saturn (1636-1638), oil on canvas, 180 x 87 cm, Museo Nacional del Prado, Madrid, Spain. Wikimedia Commons.

Για ποιον σκοπό ύπαρξης, επομένως, να μιλάμε; Για εμένα είναι αυταπόδεικτο ότι ο καθένας μας είναι υπεύθυνος να προσδιορίσει τον αποκλειστικά δικό του σκοπό ύπαρξης και τη θέση του μέσα σε αυτή τη ζωή που τυχαία του χαρίστηκε. Μια ζωή που είναι «από εδώ μέχρι εκεί», μετρημένη και όχι άπειρη σαν το σύμπαν που μας φιλοξενεί. Έτσι θα μπορέσουμε, μακριά από ιδεοληψίες και φοβίες που μας κρατούν πίσω, να χαράξουμε τη δική μας πορεία με υπευθυνότητα και χωρίς να περιμένουμε εξωτερική βοήθεια από «ανώτερες δυνάμεις». Ας μην κοιτάμε λοιπόν τα αστέρια προσπαθώντας να διαβάσουμε τη μοίρα μας σε αυτά, αλλά μονάχα για να αντλούμε πληροφορίες για το σύμπαν μας. Εξάλλου, όπως έχει ήδη πει από τον 5ο αιώνα π.Χ. ο Ηράκλειτος, «ήθος ανθρώπω δαίμων»…

Δημήτρης Νανόπουλος – Βαρκελώνη, 20/9/2021

Πηγές: https://www.capital.gr/arthra/3588295/to-xaotiko-mas-simera?fbclid=IwAR1rW6FlpnL2V_IXbIIcZ2HrnRJmIZYt3WYbCGrxG4v-XlN_95EBKiI7YJU - https://physicsgg.me/2021/10/14/