Είδαν τη γέννηση ενός υπερ-γαλαξία. Astronomers Discover Extremely Luminous Mega-Galaxy

Μια εικόνα της σπάνιας συγχώνευσης γαλαξιών που εντοπίστηκε στα βάθη του Σύμπαντος. A pair of merging galaxies in the young Universe discovered with Herschel (left panel) and imaged at higher resolution at near-infrared, sub-millimetre and radio wavelengths (right panel). Credit: ESA/NASA/JPL-Caltech/UC Irvine/STScI/Keck/NRAO/SAO

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) και η NASA ένωσαν τις δυνάμεις τους και κατάφεραν να εντοπίσουν ένα εντυπωσιακό αλλά και σπάνιο κοσμικό φαινόμενο. Με βάση τις εικόνες που κατέγραψε το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel, αλλά και με τη βοήθεια επίγειων και διαστημικών τηλεσκοπίων οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν στα βάθη του Σύμπαντος μια εντυπωσιακή κοσμική διεργασία, τη συγχώνευση δύο γαλαξιών. Σύμφωνα με τους ειδικούς από τη συγχώνευση προέκυψε ένας ελλειπτικός υπερ-γαλαξίας η δημιουργία του οποίου δίνει απαντήσεις για την ύπαρξη των μεγάλων ελλειπτικών γαλαξιών.

Η έρευνα

Herschel's view of the bright source HXMM01. Credit: ESA/NASA/JPL-Caltech/UC Irvine

Όταν το Σύμπαν βρισκόταν σε παιδική ηλικία (3-4 δισ. ετών) κυριαρχούνταν από μεγάλους ελλειπτικούς γαλαξίες. Οι επιστήμονες δεν είχαν μέχρι σήμερα στη διάθεσή τους στοιχεία για τον σχηματισμό αυτών των γαλαξιών η ύπαρξη των οποίων αποτελεί ένα από τα αναπάντητα κοσμικά μυστήρια.

Το βασικό ερώτημα είναι αν αυτοί οι μεγάλοι ελλειπτικοί γαλαξίες σχηματίζονταν στο νεαρό Σύμπαν προοδευτικά, μέσα από συνεχείς συγχωνεύσεις μικρών γαλαξιών ή αν προέκυπταν από τη συγχώνευση δύο μεγάλων γαλαξιών.

Χάρη στους ανιχνευτές υπέρυθρης ακτινοβολίας με τους οποίους ήταν εξοπλισμένο το Herschel, εντοπίστηκε πίσω από γιγάντια νέφη σκόνης η υπερδραστήρια αστροπαραγωγός δράση δύο συγχωνευόμενων γαλαξιών. Κατόπιν, ισχυρά επίγεια τηλεσκόπια αλλά και δύο διαστημικά, το Hubble και το Spitzer, «κοίταξαν» στα βάθη του Σύμπαντος και παρατήρησαν τους δύο γαλαξίες στη φάση της συγχώνευσής τους. Οι δύο γαλαξίες βρίσκονται σε απόσταση περίπου 11 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, δηλαδή το φαινόμενο λαμβάνει χώρα όταν το Σύμπαν έχει ηλικία 3 δισ. ετών. Στη χρονική αυτή περίοδο αναζητούνται στοιχεία από τους ειδικούς για τους ελλειπτικούς γαλαξίες.

Η αποκάλυψη

The image at right shows a close-up view, with the merging galaxies circled. The red data are from the Smithsonian Astrophysical Observatory's Submillimeter Array (SMA) atop Mauna Kea, Hawaii, and show dust-enshrouded regions of star formation. The green data, taken by the National Radio Astronomy Observatory's Very Large Array (JVLA), near Socorro, New Mexico, show carbon monoxide gas in the galaxies. In addition, the blue shows starlight. A bridge of material connects the two galaxies, showing they are interacting. The blue blobs outside of the circle are galaxies located much closer to us.

Οι ερευνητές έδωσαν στους δύο γαλαξίες την κωδική ονομασία HXMM01 και αρχικά πίστευαν ότι επρόκειτο για έναν μόνο γαλαξία που, λόγω της πολύ μεγάλης απόστασης αλλά και των τοπικών συνθηκών, τα όργανα έδειχναν τον ίδιο τον γαλαξία αλλά και το… είδωλο του. Τελικά διαπίστωσαν ότι επρόκειτο για δύο γαλαξίες που βρίσκονται μάλιστα σε διαδικασία συγχώνευσης. «Οι δύο υπό συγχώνευση γαλαξίες παράγουν συνεχώς νέα άστρα και ήταν καλά κρυμμένοι πίσω από σκόνη» αναφέρει ο Ασάνθα Κούρει, καθηγητής Φυσικής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια και μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι δύο γαλαξίες αποτελούσαν κοσμικά μαιευτήρια με τρομερή παραγωγή άστρων. Υπολογίζουν ότι την εποχή που ξεκίνησε η διαδικασία συγχώνευσης οι δύο γαλαξίες παρήγαν ετησίως δύο χιλιάδες άστρα όταν για παράδειγμα, ο γαλαξίας μας παράγει 2-3 άστρα ετησίως. Ο συνολικός αριθμός των άστρων στους δύο συγχωνευόμενους γαλαξίες  είναι κατά μέσον όρο 400 δισεκατομμύρια. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

CIBER: το πείραμα που θα ερευνήσει την απαρχή του Σύμπαντος, NASA Launching Experiment to Examine the Beginnings of the Universe

Προσομοίωση της πυκνότητας της ύλης, όταν το σύμπαν είχε ηλικία ένα δισεκατομμύριο έτη. Numerical simulation of the density of matter when the universe was one billion years old. Galaxies formation follows the gravitational wells produced by dark matter, where hydrogen gas coalesces, and the first stars ignite. CIBER studies the total sky brightness, to probe the component from first stars and galaxies using spectral signatures, and searches for the distinctive spatial pattern seen in this image, produced by large-scale structures from dark matter. Photo: Courtesy of Jamie Bock/Caltech

Ο σχηματισμός των γαλαξιών ακολουθεί τα βαρυτικά «πηγάδια» που παράγονται από τη σκοτεινή ύλη. Εκεί συγχωνεύτηκαν τα αέρια ελεύθερου υδρογόνου, και δημιουργήθηκαν τα πρώτα άστρα. Το Πείραμα Κοσμικού Υπέρυθρου Υποβάθρου (CIBER) μελετά τη συνολική φωτεινότητα του ουρανού, ώστε να εξετάσει στοιχεία από τα πρώτα αστέρια και γαλαξίες, χρησιμοποιώντας φασματικές υπογραφές και αναζητώντας συγκεκριμένα χωρικά μοτίβα.

The entrance of the CIBER optics, showing two near-infrared wide-field cameras (top), an absolute spectrometer (lower left) and a Fraunhofer line spectrometer (lower right). Photo: Courtesy of Jamie Bock/Caltech

Eπιστήμονες της NASA αναζητούν απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα με την έναρξη του πειράματος CIBER στις 4 Ιουνίου, αφού εκτοξευτεί με τον πύραυλο Black Brant XII από το Wallops Flight στη Βιρτζίνια.

«Τα πρώτα μεγάλα αστέρια που σχηματίστηκαν στο σύμπαν παρήγαγαν άφθονο υπεριώδες φως, το οποίο ιόνισε αέρια από ουδέτερο υδρογόνο. Το CIBER παρατηρεί κοντά στο υπέρυθρο φάσμα, καθώς η διαστολή του σύμπαντος μετέτρεψε τα αρχικά βραχέα υπεριώδη μήκη κύματος σε μακρά σχεδόν υπέρυθρα σήμερα. Το πείραμα ερευνά δύο χαρακτηριστικές υπογραφές του σχηματισμού των πρώτων αστεριών: τη συνολική φωτεινότητα του ουρανού μετά την αφαίρεση όλων των παρεμβολών, και ένα χαρακτηριστικό μοτίβο χωρικών διακυμάνσεων», δήλωσε o Τζέημι Μποκ, επικεφαλής ερευνητής του CIBER, από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια.

«Οι στόχοι του πειράματος είναι θεμελιώδους σημασίας για την αστροφυσική, καθώς εξετάζει τη διαδικασία του σχηματισμού των πρώτων γαλαξιών, αλλά η μέτρηση είναι επίσης εξαιρετικά ενδιαφέρουσα από άποψη τεχνικής δυσκολίας», πρόσθεσε.

Αυτή θα είναι η τέταρτη πτήση του CIBER πάνω σε έναν πύραυλο της NASA. Οι προηγούμενες εκτοξεύσεις ήταν το 2009, 2010 και 2012 αντίστοιχα, από την περιοχή White Sands στο Νέο Μεξικό. Μετά από κάθε πτήση ο εξοπλισμός του πειράματος ανακτήθηκε για τροποποιήσεις, ανάλυση και προετοιμασία για μεταγενέστερες πτήσεις.

A Black Brant XII sounding rocket leaves the launch pad at NASA’s Wallops Flight Facility. Photo: NASA

Σε αυτή την πτήση το CIBER θα πετάξει σε έναν αρκετά μεγαλύτερο και ισχυρότερο πύραυλο από ότι στο παρελθόν. Αυτό σημαίνει ότι το CIBER θα βρεθεί σε μεγαλύτερο υψόμετρο (563 χιλιόμετρα), διαθέτοντας έτσι περισσότερο χρόνο παρατήρησης για τα όργανά του. Το πείραμα θα προσθαλασσωθεί με ασφάλεια στον Ατλαντικό Ωκεανό, 400 μίλια από την ακτή της Βιρτζίνια, αλλά δε θα ανακτηθεί.

Preparing the instrument for flight. The optics and detectors are cooled by liquid nitrogen to -19C (77 K, -312F) during the flight to eliminate infrared emission from the instrument and to achieve the best detector sensitivity. Photo: NASA/Berit Bland

Το CIBER αποτελεί προϊόν συνεργασίας του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας με το Πανεπιστήμιο Irvine της Καλιφόρνια, τη διαστημική υπηρεσία της Ιαπωνίας (JAXA), και το Ινστιτούτο Αστρονομίας και Επιστήμης του Διαστήματος της Κορέας (KASI). Η ίδια ομάδα αναπτύσσει μια βελτιωμένη εκδοχή του πειράματος, το οποίο θα ολοκληρωθεί το επόμενο έτος και θα διαθέτει πιο ισχυρούς αισθητήρες και οπτικές δυνατότητες.

Αμμόλοφος 45, η ατραξιόν της αρχαιότερης ερήμου στον κόσμο, Seeing Namib Desert From Space

Η «οδοντωτή» έρημος. Korea’s Kompsat-2 satellite captured this image over the sand seas of the Namib Desert on 7 January 2012. The blue and white area is the dry river bed of the Tsauchab. Black dots of vegetation are concentrated close to the river’s main route, while salt deposits appear bright white. Running through the river valley, a road connects Sossusvlei to the Sesriem settlement. At the road’s 45th kilometre, seen at the lower-central part of the image, a white path shoots off and ends at a circular parking area at the base of a dune. This is Dune 45, a popular tourist stop on the way to and from Sossusvlei. In this image, there appears to be some shadow on the western side. From this we can deduce that the image was acquired during the late morning. Credit: KARI/ESA

Στην τελευταία δορυφορική φωτογραφία από την ESA, την ευρωπαϊκή διαστημική υπηρεσία, οι αμμόλοφοι της ερήμου Ναμίμπ στη νοτιοδυτική Αφρική σχηματίζουν ένα απειλητικό οδοντωτό σχήμα.

Η έρημος

Η Ναμίμπ, η αρχαιότερη έρημος στη Γη, εκτείνεται σε απόσταση 2.000 χιλιομέτρων στις νότιες ακτές της Αφρικής στον Ατλαντικό, από την Αγκόλα και τη Ναμίμπια μέχρι τη Νότιο Αφρική. Οι αμμόλοφοι κυριαρχούν στο αχανές τοπίο φτάνοντας σε ύψος τα 300 μέτρα.

Η μπλε και άσπρη ζώνη στο κέντρο της εικόνας είναι η ξερή κοίτη του ποταμού Τσαουσάμπ, ο οποίος γεμίζει νερό μόνο έπειτα από τις σπάνιες βροχές στα Όρη Νάουκλουφτ που βρίσκονται ανατολικά.

Μέσα από την κοιλάδα του Τσαουσάμπ διέρχεται ένας δρόμος που συνδέει δύο κοινότητες. Στο κέντρο του κάτω μέρος της εικόνας, ένα λευκό μονοπάτι συνδέει το δρόμο με ένα μεγάλο χώρο στάθμευσης. Είναι η βάση του Αμμόλοφου 45, δημοφιλούς τουριστικού προορισμού.

Ο αμμόλοφος φαίνεται πιο επιβλητικός όταν η μια πλευρά του καλύπτεται από τη σκιά.

Ο λόφος των 170 μέτρων φωτογραφίζεται συνήθως νωρίς το πρωί ή αργά το απόγευμα, όταν το φως πέφτει πλάγια και η μια πλευρά του αμμόλοφου είναι τυλιγμένη στη σκιά.

Από τη σκιά του αμμόλοφου στη φωτογραφία μπορεί να συμπεράνει κανείς ότι τραβήχτηκε αργά το πρωί. Η εικόνα ελήφθη από τον νοτιοκορεατικό δορυφόρο Kompsat-2 στις 7 Ιανουαρίου 2012. Η ESA προσφέρει υπηρεσίες λήψης και επεξεργασίας δεδομένων για την εξυπηρέτηση των χρηστών του δορυφόρου.

Το «χνουδωτό αβγό» του Κρόνου, Saturn's Gray Egg

Η Μεθώνη είναι λευκή, φωτεινή και λεία. Ένα κοσμικό... αβγό. Saturn's moon Methone, seen here during a Cassini flyby of the small moon on May 20, 2012. Credit: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Ένα από τα λιγότερο γνωστά και, όπως αποδεικνύεται, πιο «εξωτικά» φεγγάρια του Κρόνου είναι η Μεθώνη. Μόλις πέρυσι οι επιστήμονες έλαβαν κοντινές εικόνες του μικρού δορυφόρου όταν τον πλησίασε το διαστημικό σκάφος Cassini που εξερευνά τον Κρόνο και τα δεκάδες φεγγάρια του. Η Μεθώνη έχει ωοειδές σχήμα και οι ειδικοί που τη μελετούν υποστηρίζουν ότι έχει «υφή» που παραπέμπει σε… χνούδι.

Οβάλ λάμψη

This raw, unprocessed image was taken by NASA's Cassini spacecraft on May 20, 2012. The camera was pointing toward Methone. The flyby of Methone took place on May 20 at a distance of about 1,200 miles (1,900 kilometers). It was Cassini's closest flyby of the two-mile-wide (three-kilometer-wide) moon. The best previous Cassini images were taken on June 8, 2005, at a distance of about 140,000 miles (225,000 kilometers), and they barely resolved this object. Cassini discovered Methone and two other small moons, Pallene and Anthe, between the orbits of Mimas and Enceladus between 2004 and 2007. The three tiny moons, called the Alkyonides group, are embedded in Saturn's E ring, and their surfaces are sprayed by ice particles originating from the jets of water ice, water vapor and organic compounds emanating from the south polar area of Enceladus. Credit: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Η Μεθώνη έχει διάμετρο μόλις 5 χλμ και βρίσκεται ανάμεσα σε δυο μεγαλύτερους από αυτή δορυφόρους του Κρόνου, τον Εγκέλαδο και τον Μίμα. Είναι βέβαιο ότι το οβάλ σχήμα της Μεθώνης είναι αποτέλεσμα βαρυτικής έλξης αλλά οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη καταλήξει αν πρόκειται για την βαρυτική έλξη του Μίμα ή του ίδιου του Κρόνου.

Η Μεθώνη έχει λεία επιφάνεια χωρίς κρατήρες, είναι ένα «φωτεινό αβγό που βρίσκεται μέσα μια φωλιά παγωμένων κρυστάλλων», όπως χαρακτηριστικά αναφέρουν τα μέλη της αποστολής Cassini. Οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει να βρουν απαντήσεις στα μυστήρια που καλύπτουν τη Μεθώνη και ειδικότερα τη λεία επιφάνεια της. Εκτιμούν ότι αποτελείται από κάποια ελαφριά υλικά αλλά δεν μπορούν ακόμη να πουν από τι είδους υλικά είναι.

Νέα Αρχή μπορεί να εξηγήσει γιατί η φύση είναι η κβαντική. New Principle May Help Explain Why Nature Is Quantum

A principle of 'accepting the facts' implies that a quantum bit (typically pictured as a 'Bloch ball') can look like a sphere but not like a polyhedron. Polyhedral bits have been linked to theories of discrete spacetime. By ruling out various alternative theories of nature, the principle may help to explain why the world is quantum. Credit: Timothy Yeo / CQT, National University of Singapore

Ένα από τα αναπάντητα ερωτήματα της φυσικής είναι γιατί η φύση «επέλεξε» την κβαντική φυσική ως μέθοδο συμπεριφοράς. Σε νέα έρευνα του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σιγκαπούρης, οι Corsin Pfister και Stephanie Wehner διατυπώνουν μία νέα αρχή που ενδεχομένως να απαντήσει αυτό το ερώτημα.

Γνωρίζουμε ότι τα αντικείμενα που ακολουθούν τους κβαντικούς κανόνες, όπως τα άτομα, τα ηλεκτρόνια, ή τα φωτόνια που συνθέτουν το φως, δεν εμφανίζουν πάντα συνηθισμένη συμπεριφορά. Για παράδειγμα μπορούν να υπάρχουν σε περισσότερα από ένα σημεία την ίδια στιγμή, ή να αλλάζουν ταυτόχρονα κατάσταση ανεξαρτήτου απόστασης, όπως στο φαινόμενο της κβαντικής σύμπλεξης. Όλα αυτά τα φαινόμενα έχουν επιβεβαιωθεί σε πειράματα, αποδεικνύοντας ότι η θεωρία είναι σωστή. Όμως θα ήταν ακόμα πιο κατανοητά αν μπορούσαμε να αποδείξουμε ότι η ίδια η κβαντική φυσική προέκυψε από κάποιες «διαισθητικές» βασικές αρχές.

Η ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν περιγράφει πώς τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από το φως. Ωστόσο, αυτό από μόνο του δεν είναι αρκετό για να καθορίσει την κβαντική φυσική ως το μόνο τρόπο συμπεριφοράς για τη φύση. Οι Πφάιστερ (Pfister) και Βένερ (Wehner) πιστεύουν ότι έχουν ανακαλύψει μια νέα χρήσιμη αρχή. «Έχουμε βρει μια αρχή που είναι πολύ αποτελεσματική στο να αποκλείει άλλες πιθανές θεωρίες», δήλωσε ο Πφάιστερ.

Με λίγα λόγια, η αρχή υπαγορεύει ότι αν μια μέτρηση δε δίνει καμία πληροφορία, τότε το σύστημα που μετράται δεν έχει διαταραχθεί.

Οι κβαντικοί φυσικοί δέχονται ότι η απόκτηση πληροφοριών από κβαντικά συστήματα προκαλεί διαταραχή. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι σε έναν λογικό κόσμο, θα ισχύει επίσης το αντίστροφο. Εάν δεν μπορούμε να μάθουμε τίποτα από τη μέτρηση ενός συστήματος, τότε δεν το σύστημα δεν έχει διαταραχθεί.

Η αρχή φέρνει στο μυαλό το περίφημο παράδοξο της γάτας του Σρέντινγκερ, ένα υποθετικό πείραμα στο οποίο μια γάτα σε ένα κλειστό κουτί υπάρχει ταυτόχρονα σε δύο καταστάσεις, σε μια αναλογία της κβαντικής υπέρθεσης. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία είναι πιθανό ότι η γάτα είναι και νεκρή και ζωντανή, μέχρι τη στιγμή όπου η κατάσταση της γάτας «μετριέται» από το άνοιγμα του κουτιού.

Όταν το κιβώτιο ανοίξει, επιτρέποντας την υγεία της γάτας να μετρηθεί, η υπέρθεση καταρρέει και η γάτα καταλήγει να είναι οριστικά νεκρή ή ζωντανή. Επομένως, η μέτρηση έχει διαταράξει το σύστημα (γάτα), γεγονός το οποίο αποτελεί γενική ιδιότητα των κβαντικών συστημάτων.

Η ερευνητική ομάδα έδειξε ότι η αρχή αυτή αποκλείει a priori διάφορες άλλες θεωρίες. Επισημαίνουν συγκεκριμένα ότι μια κατηγορία θεωριών που οι ίδιοι αποκαλούν «διακριτές», είναι ασυμβίβαστες με την αρχή. Οι θεωρίες αυτές υποστηρίζουν ότι τα κβαντικά σωματίδια μπορούν να έχουν μόνο ένα πεπερασμένο αριθμό καταστάσεων, και δεν επιλέγουν από ένα άπειρο, συνεχές εύρος δυνατοτήτων. Μία παρόμοια διακριτότητα στο χωροχρόνο, όπου η υφή του σύμπαντος αποτελείται από μικροσκοπικά κομμάτια και δεν είναι μια ομαλή, συνεχής οντότητα, έχει προταθεί και από αρκετές άλλες κβαντικές βαρυτικές θεωρίες.

Οι Πφάιστερ και Βένερ επισημαίνουν ότι ακόμα δεν απαντήθηκε ολοκληρωτικά το μεγάλο ερώτημα, καθώς και άλλες θεωρίες, συμπεριλαμβανομένης της κλασσικής φυσικής, είναι συμβατές με την αρχή που διατύπωσαν. Ωστόσο η έρευνα τους θα δώσει την κατάλληλη ώθηση ώστε στο μέλλον, άλλες παρόμοιες αρχές να αποκλείσουν με τη σειρά τους τις υπόλοιπες θεωρίες πλην της κβαντικής.

Κρυσταλλωμένο λιβάδι κάτω από το μικροσκόπιο, Beautiful 'flowers' self-assemble in a beaker

These false-color SEM images reveal microscopic flower structures created by manipulating a chemical gradient to control crystalline self-assembly. Credit: Wim L. Noorduin, Harvard University

Ρυθμίζοντας προσεκτικά τις χημικές συνθήκες μέσα σε ένα δοχείο με νερό, ερευνητές του Χάρβαρντ κατάφεραν να δημιουργήσουν κρυστάλλους που μοιάζουν με λεπτεπίλεπτα γαρίφαλα και κατιφέδες. Το κρυσταλλωμένο λιβάδι, όμως, είναι ορατό μόνο στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Η μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο τελευταίο τεύχος της επιθεώρησης «Science», δείχνει πώς οι συνθήκες του περιβάλλοντος επηρεάζουν τη δομή και το σχήμα των κρυστάλλων. Δεδομένου ότι κάθε είδους κρύσταλλοι χρησιμοποιούνται σήμερα σε μια πληθώρα εφαρμογών, η νέα μέθοδος θα μπορούσε στο μέλλον να αξιοποιηθεί στην πράξη.

Τα μικροσκοπικά «λουλούδια», με ύψος μερικών μικρομέτρων (χιλιοστά του χιλιοστού) συναρμολογούν τον εαυτό τους μέσα σε ένα υδατικό διάλειμμα μόριο προς μόριο.

Πώς δημιουργήθηκαν οι κρύσταλλοι

Ο μηχανικός Ουίμ Νούρντουιν και οι συνεργάτες του δημιούργησαν τους κρυστάλλους διαλύοντας στο νερό ένα άλας, το χλωριούχο βάριο, μαζί με πυριτικό νάτριο. Το διοξείδιο του άνθρακα που υπάρχει διαλυμένο στο νερό πυροδοτεί τότε μια αντίδραση, από την οποία σχηματίζονται στον πυθμένα του δοχείου κρύσταλλοι ανθρακικού βαρίου.

H ίδια αντίδραση έχει όμως την ιδιότητα να μειώνει το pH (δηλαδή να αυξάνει την οξύτητα) του νερού που περιβάλλει τους κρυστάλλους. Η μείωση του pH πυροδοτεί με τη σειρά της μια αντίδραση που προσθέτει ένα στρώμα πυριτίου πάνω στους κρυστάλλους. Αυτή η αντίδραση αυξάνει εκ νέου το pH και επιτρέπει να συνεχιστεί η κρυστάλλωση του ανθρακικού βαρίου.

Πλατιά φύλλα και κατσαρά άνθη

This is a crystalline tulip, sculpted by chemistry. Credit: Wim L. Noorduin, Harvard University

Ρυθμίζοντας προσεκτικά τις συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων και τις συνθήκες του πειράματος, οι ερευνητές μπόρεσαν να δημιουργήσουν προκαθορισμένα σχήματα. Για παράδειγμα, η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα οδηγεί στη δημιουργία λουλουδιών με πλατιά «φύλλα», ενώ η αντιστροφή της κλίσης του pH την κατάλληλη στιγμή δημιουργεί τα κατσαρά άνθη του κατιφέ.

Οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει μέχρι στιγμής μικροσκοπικά λιβάδια πάνω σε γυάλινες πλάκες μικροσκοπίου και πάνω σε μεταλλικές λάμες.

Φύτεψαν επίσης ένα λιβάδι μπροστά στην πολυθρόνα του Αβραάμ Λίνκολν πάνω σε ένα νόμισμα του ενός σεντ.

H Φυσική και οι Νέες Δικτατορίες. Physics and the New Dictatorships

Ο «Φύρερ» αποθεώνεται από οπαδούς του ενώ κατευθύνεται προς το Μπερχτεσγκάντεν στις 9 Σεπτεμβρίου 1934.

“…… Με την άνοδο του Αδόλφου Χίτλερ στη εξουσία ως καγκελαρίου του Ράιχ στις 30 Ιανουαρίου 1933, άνοιξε ένα νέο και θλιβερότατο κεφάλαιο της ευρωπαϊκής ιστορίας.

 Lise Meitner in 1906.

Η Lise Meitner υπήρξε μεταξύ των πολλών ακροατών που παρακολούθησαν τη ραδιοφωνική μετάδοση ενός από τους λόγους του Χίτλερ λίγο προτού το ναζιστικό κόμμα μετατρέψει τη Γερμανία σε δικτατορία.

Ο Νομπελίστας πυρηνικός χημικός Όττο Χαν.

Σε μια επιστολή της προς τον Otto Hahn, χαρακτήριζε το λόγο αυτό μετριοπαθή, διακριτικό και προσωπικό, και προσέθετε: «Ας ελπίσουμε ότι τα πράγματα θα συνεχίσουν να εξελίσσονται σε αυτό το πνεύμα [...] Τα πάντα εξαρτώνται πλέον από τη σώφρονα μετριοπάθεια».

Αλίμονο, όμως, δεν ήταν η σώφρων μετριοπάθεια το πνεύμα που χαρακτήρισε τους επόμενους μήνες και χρόνια.

Lise Meitner (1878-1968), lecturing at Catholic University, Washington, D.C., 1946

Η ίδια η Meitner υποχρεώθηκε να εγκαταλείψει τη Γερμανία πέντε χρόνια αργότερα. Μέσα σε σύντομη χρονική περίοδο, οι νέοι ηγέτες κατέστησαν σαφές ότι στη Γερμανία είχε συντελεστεί μια επανάσταση και ότι η ιδεολογία του ναζιστικού κόμματος έπρεπε να ακολουθείται αυστηρά. Όπερ και σήμαινε, μεταξύ άλλων, πως κάθε άλλο πολιτικό κόμμα ετίθετο υπό απαγόρευση και πως οι Εβραίοι και οι σοσιαλιστές δεν μπορούσαν να κατέχουν θέσεις δημοσίων λειτουργών του Ράιχ. Σύμφωνα με το «Νόμο για την ανόρθωση του προσωπικού καριέρας της Δημόσιας Διοίκησης» της 7ης Απριλίου 1933, ως μη Άριος οριζόταν κάθε πρόσωπο που είχε έστω και έναν πρόγονο ως και δεύτερης γενιάς ο οποίος δεν ανήκε στην αρία φυλή.

Hans Albrecht Bethe was a German and American nuclear physicist, and Nobel laureate in physics for his work on the theory of stellar nucleosynthesis.

Ένα τέτοιο πρόσωπο ήταν ο Bethe , o oποίος στις 11 Απριλίου 1933 έγραφε στον Sommerfeld : «Πιθανώς δεν γνωρίζεις ότι η μητέρα μου είναι Εβραία. Επομένως, σύμφωνα με τον καινούργιο νόμο για τη Δημόσια Διοίκηση, είμαι “μη αρίας καταγωγής” και, ως εκ τούτου, δεν πληρώ τις προϋποθέσεις για να κατέχω θέση δημόσιου λειτουργού στο Ράιχ [...] δεν έχω επιλογή• κατά συνέπεια, πρέπει να προσπαθήσω να βρω έναν τόπο που θα μου προσφέρει φιλοξενία στο εξωτερικό».

Το πρώτο κύμα απολύσεων που εξαπολύθηκε βάσει του νόμου του Απριλίου του 1933 έπληξε περισσότερους από χίλιους πανεπιστημιακούς δασκάλους, μεταξύ των οποίων και τριακόσιους δεκατρείς τακτικούς καθηγητές. Ένα τέτοιο δραστικό μέτρο – και δεν ήταν παρά μόνο η αρχή – δεν μπορούσε παρά να βλάψει τη γερμανική επιστήμη και τη λογιοσύνη, κάτι που όμως μικρή σημασία είχε για τους ναζί ιθύνοντες, οι οποίοι είτε δεν κατανοούσαν είτε δεν ενδιαφέρονταν για την επιστήμη.

Max Planck in 1933.

Έτσι, όταν ο Max Planck επιφυλακτικά επεσήμανε στον Χίτλερ ότι η απόλυση εβραίων επιστημόνων θα απέβαινε βλαπτική για τη Γερμανία, ο Führer (κατά μια εκδοχή) εξεμάνη και αποκρίθηκε: «Οι εθνικές μας πολιτικές δεν πρόκειται να αρθούν ή να τροποποιηθούν, ούτε ακόμη και για τους επιστήμονες. Εάν η απόλυση των εβραίων επιστημόνων σημαίνει την καταστροφή της σύγχρονης γερμανικής επιστήμης, τότε για λίγα χρόνια θα τα καταφέρουμε και χωρίς επιστήμη!».

Μεγάλο ποσοστό του γερμανικού πληθυσμού πιθανώς θα συμφωνούσε με τον Führer.

Η απόλυση των εβραίων επιστημόνων έγινε δεκτή με συγκατάθεση ή αδιαφορία. Ένας αμερικανός επιστήμονας που τον Ιούνιο του 1933 πραγματοποιούσε επίσκεψη στη Γερμανία ανέφερε σε μια επιστολή του: «Οι περισσότεροι δεν νοιάζονται καθόλου• μια μεγάλη μερίδα χαίρεται με όλα αυτά. Εκείνοι οι ελάχιστοι που τους ανησύχησαν τα γεγονότα φαίνονται απρόθυμοι να πουν οτιδήποτε δημοσίως ή ακόμη κατ’ ιδίαν».

Οι γερμανοί φυσικοί, όπως και οι περισσότερες άλλες κοινωνικές ομάδες, αντέδρασαν διαφοροποιημένα στη νέα κατάσταση πραγμάτων. Κάποιοι λίγοι διαμαρτυρήθηκαν δημοσίως, αλλά μια κατά πολύ πιο διαδεδομένη αντίδραση συνίστατο στη χαμηλόφωνη έκφραση ανησυχιών και στην προσπάθεια να επιτευχθεί κάποιου είδους συνεννόηση με τους νέους ιθύνοντες. Μερικοί εβραίοι φυσικοί παραιτήθηκαν εις ένδειξιν διαμαρτυρίας• οι περισσότεροι απολύθηκαν…..”

Aπόσπασμα από το βιβλίο του Helge Kragh «ΟΙ ΓΕΝΙΕΣ ΤΩΝ ΚΒΑΝΤΩΝ, Η ιστορία της Φυσικής του 20ου αιώνα», Μετάφραση: Γ. Κατσιλιέρης, 2004, εκδόσεις κάτοπτρο.