Ο κατακλυσμός του Άρη, New 3-D radar reconstructions show buried flood channels on Mars

Η περιοχή Elysium Planitia στον Άρη πλημμύρισε πριν από 500 εκατομμύρια έτη. Τhe location of the ~ 1000 km Marte Vallis channel system on Mars. Marte Vallis is filled with young lavas obscuring the source and morphology of the channels. The dashed box highlights the area shown in Fig. 2. The background shows the global topography of Mars (MOLA colorized elevation above a MOLA hillshade image). Credit: NASA/MOLA Team/Smithsonian

Για πρώτη φορά οι επιστήμονες έχουν στα χέρια τους στοιχεία που αποδεικνύουν ότι ο άνυδρος σήμερα Άρης βίωσε στο παρελθόν τουλάχιστον έναν μεγάλο κατακλυσμό. Εντοπίστηκε μια περιοχή που φέρει εμφανή τα σημάδια πλημμύρας και οι επιστήμονες συνεχίζουν την έρευνα για να αποκαλύψουν τόσο την έκταση των πλημμυρών όσο και τον ρόλο που έπαιξαν στις κλιματικές αλλαγές που συνέβησαν στον Κόκκινο Πλανήτη.

Ο χάρτης

3D visualization of the buried Marte Vallis channels beneath the martian surface. Marte Vallis consists of multiple perched channels formed around streamlined islands. These channels feed a deeper and wider main channel. Please note the surface has been elevated, and scaled by a factor of 1/100 for clarity. The color scale represents the elevation of the buried channels relative to a martian datum (Note: the reason the values are negative is because the elevation of the surface of Mars in this region is also a negative – below average global elevation). Credit: Smithsonian/NASA/JPL-Caltech/Sapienza University of Rome/MOLA Team/USG

Τα τελευταία χρόνια έχουν εντοπιστεί στην επιφάνεια αλλά και στο υπέδαφος του Άρη πολλές γεωλογικές διαμορφώσεις που παραπέμπουν σε διαφόρων ειδών κανάλια μέσα στα οποία έρεε νερό στο μακρινό αλλά και πιο πρόσφατο παρελθόν του πλανήτη. Ομάδα επιστημόνων χρησιμοποίησε το ραντάρ του δορυφόρου MRO που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Άρη και τον εξερευνά.

Την ομάδα αποτελούν επιστήμονες της NASA, του Ινστιτούτου Smithsonian και του Ινστιτούτου Ερευνών Southwest στις ΗΠΑ. Επικέντρωσαν την προσοχή τους στην περιοχή Elysium Planitia που βρίσκεται στον ισημερινό του Άρη και στο παρελθόν είχε πληγεί από την ηφαιστειακή δραστηριότητα στον πλανήτη.

Η περιοχή έγινε πεδίο ροής και συγκέντρωσης λάβας. Στην περιοχή αυτή υπάρχει ένα μεγάλο κανάλι, το Marte Vallis που είναι θαμμένο κάτω από τη λάβα. Οι μετρήσεις που έχουν γίνει δείχνουν ότι το κανάλι αυτό έχει μήκος 185 χλμ. Με τα δεδομένα από το ραντάρ οι ερευνητές δημιούργησαν έναν τρισδιάστατο χάρτη του Marte Vallis. Ο χάρτης αποκάλυψε ότι το κανάλι έχει διπλάσιο βάθος από εκείνο που θεωρούσαμε ότι έχει.

Ο κατακλυσμός

Our interpretation of the geologic history of Eastern Elysium Planitia. (a) Before the formation of Marte Vallis, the Cerberus Fossae fracture system cuts across the volcanic plains of Elysium Planitia. We see three seperate geologic layers betheath the surfase of the plains. (b) Floods erupt form Cerberus Fossea, the first phase of erosion carves channels around streamlined islands. (c) During the second phase, flow is concentrated in a single channel that is eroded below the level of the other channels. (d) After the floods, volcanic eruptions cover the surface of eastern Elysium Planitia with lava, which bury a portion of Cerberus Fossae and infill the Marte Vallis channels. With SHARAD, we have mapped out the subsurface boundaries between the three geologic layers. From identifying where there are incisions through one or two of these boundaries, we were able to map out the shape and scale of the channels. The surface was generated from modifying the NASA Viking Merged Color Mosaic data set. Credit: Smithsonian/NASA

Σύμφωνα με τους ερευνητές τα χαρακτηριστικά του Marte Vallis παραπέμπουν σε πλημμύρα. Εκτιμούν ότι κάποια εποχή ο Άρης βίωσε γιγάντιες, όπως τις χαρακτηρίζουν, πλημμύρες που έπαιξαν κομβικό ρόλο στις δραματικές κλιματικές μεταβολές του Κόκκινου Πλανήτη. Όσον αφορά την πλημμύρα στο Marte Vallis οι ερευνητές υπολογίζουν ότι συνέβη πριν από περίπου 500 εκατομμύρια έτη.

«Τα νέα ευρήματα δείχνουν ότι το μέγεθος της διάβρωσης στο κανάλι είχε υποεκτιμηθεί και το βάθος του καναλιού είναι τουλάχιστον διπλάσιο από όσο πιστεύαμε. Η πηγή των πλημμυρών φαίνεται ότι είναι μεγάλα αποθέματα νερού που βρίσκονταν βαθιά στο υπέδαφος του Άρη. Έντονη τεκτονική και ηφαιστειακή δραστηριότητα άνοιξε δρόμους στο νερό για να ανέβει στην επιφάνεια. Η μελέτη μας εκτός των άλλων αποδεικνύει και τη χρησιμότητα των ραντάρ με τα οποία είναι εξοπλισμένοι οι δορυφόροι που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Άρη. Μπορούν να μας βοηθήσουν να εντοπίσουμε στοιχεία για την παρουσία του νερού στην επιφάνεια του Άρη και τον ρόλο που έπαιξε στη διαμόρφωση της» αναφέρει ο Γκάρεθ Μόργκαν, επιστήμονας της NASA και μέλος της ερευνητικής ομάδας. Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».

Επιβεβαιώνεται ο θρύλος της «ηλιόπετρας» των Βίκινγκ, Sunstone Unearthed From Sixteenth Century Shipwreck

Ο κρύσταλλος καλσίτη βρέθηκε δίπλα στα όργανα πλοήγησης του βυθισμένου βρετανικού πλοίου. Researchers say this crystal found at the Alderney shipwreck near the Channel Islands could prove fabled Viking sunstones really did exist. CREDIT: © Alderney Museum

Πώς κατάφεραν οι Βίκινγκ να φτάσουν στην Αμερική, δεδομένου ότι δεν γνώριζαν τη χρήση της πυξίδας, και δεν έβλεπαν καν τα άστρα στο διαρκές φως του αρκτικού καλοκαιριού; Ίσως τους βοήθησε η θρυλική «ηλιόπετρα», ένας κρύσταλλος που γινόταν φωτεινός ή σκοτεινός ανάλογα με τη θέση του Ήλιου και την κατεύθυνση του πολωμένου φωτός.

Η θεωρία της ηλιόπετρας δείχνει τώρα να επιβεβαιώνεται μετά την ανακάλυψη ενός τέτοιου κρυστάλλου σε βρετανικό πλοίο που ναυάγησε στη Μάγχη το 1592.

Παρουσιάζοντας τις νέες ενδείξεις στην επιθεώρηση Proceedings of the Royal Society A, οι βρετανοί και γάλλοι ερευνητές επισημαίνουν ότι ο κρύσταλλος είχε κοπεί προσεκτικά και βρισκόταν πολύ κοντά στα όργανα πλοήγησης του σκάφους.

Χωρίς πυξίδα 

Romancing the sunstone. Physicists think Vikings could have used calcite crystals in a device like this to navigate on cloudy days. Credit: Guy Ropars

Στις περισσότερες περιοχές του κόσμου, οι αρχαίοι ναυτικοί έβρισκαν το δρόμο τους μετρώντας τις θέσεις των ουράνιων σωμάτων με αστρολάβο ή εξάντα. Οι αρχαίοι Κινέζοι, μάλιστα, είχαν εφεύρει την πυξίδα τον 3ο αιώνα π.Χ.

Στην Ευρώπη, όμως, η πυξίδα δεν ήταν γνωστή μέχρι τις αρχές του 14ου αιώνα, πολύ μετά την ακμή των Βίκινγκ, από τον 8ο έως τον 11ο αιώνα μ.Χ. Ούτως ή άλλως, η πυξίδα μάλλον θα ήταν άχρηστη τόσο κοντά στον (μαγνητικό) Βόρειο Πόλο όπου άκμασαν οι Βίκινγκ.

Οι τρομεροί Σκανδιναβοί δεν μπορούσαν καν να χρησιμοποιήσουν τη θέση των άστρων, που εξαφανίζονταν για μήνες το αρκτικό καλοκαίρι, ούτε και τη θέση του Ήλιου, συνήθως κρυμμένου από συννεφιασμένους ουρανούς.

Πώς κατάφεραν τότε να εξαπλωθούν στη Σκανδιναβία, στη Βόρεια Ευρώπη, στα βρετανικά νησιά και στη Βόρεια Αμερική;

Σύμφωνα με μια ισλανδική σάγκα που αφορά τον Βασιλιά Όλαφ και τον θρυλικό ήρωα Σίγκουρντ, οι ναυτικοί πλοηγούνταν με τη βοήθεια της ηλιόπετρας (sólarsteinn): μιας πέτρας που έδειχνε τη θέση του Ήλιου ακόμα και στη βαριά συννεφιά.

Σύμφωνα με τον θρύλο, ο Βασιλιάς Όλαφ «άρπαξε μια ηλιόπετρα, κοίταξε τον ουρανό, είδε από πού ερχόταν το φως, και από αυτό συμπέρανε τη θέση του αόρατου Ήλιου».

Το 1967, ο δανός αρχαιολόγος Τόρκιλντ Ράμσκου πρότεινε την υπόθεση ότι η θρυλική ηλιόπετρα ήταν ένας διαφανής κρύσταλλος καλσίτη, ένα πέτρωμα που υπάρχει στη Σκανδιναβία και ονομάζεται άστριος.

Ο κρύσταλλος αυτός είναι πολωμένος, και μπορεί να φαίνεται σκοτεινός ή φωτεινός ανάλογα με τον προσανατολισμό του σε σχέση με τη θέση του Ήλιου.

Πράγματι, οι αναλύσεις στον κρύσταλλο του βρετανικού ναυαγίου έδειξαν ότι είναι πράγματι καλσίτης.

Ηλεκτρομαγνητικό κύμα

Το φως είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που ταλαντώνονται κάθετα στη διεύθυνση που ταξιδεύει μια φωτεινή αχτίδα.

Τα μόρια των αερίων της ατμόσφαιρας πολώνουν το φως, δηλαδή αναγκάζουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα του φωτός να ταλαντώνονται όλα στο ίδιο επίπεδο.

Δεδομένου ότι οι κρύσταλλοι του άστριου είναι πολωμένοι, αφήνουν να περάσει από μέσα τους μόνο το φως που ταλαντώνεται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Και αυτό σημαίνει, θεωρητικά τουλάχιστον, ότι οι Βίκινγκ θα μπορούσαν να κοιτάζουν τον ουρανό μέσα από τον κρύσταλλο για να υπολογίσουν τη θέση του Ήλιου.

Οι πρώτες ενδείξεις υπέρ της θεωρίας ήρθαν το 2011, όταν η Σουζάν Άκερσον, βιολόγος από το Πανεπιστήμιο της Λουντ στη Σουηδία, η οποία διέσχισε με παγοθραυστικό τον Αρκτικό Ωκεανό, διαπίστωσε ότι ο άστριος πράγματι μπορεί να δείχνει τη θέση του Ήλιου.

Τώρα, η ανακάλυψη ενός κρυστάλλου άστριου δίπλα στα όργανα πλοήγησης ενός πλοίου του 16ου αιώνα δείχνει ότι η ηλιόπετρα παρέμεινε χρήσιμη στους ναυτικούς πολλούς αιώνες μετά τους Βίκινγκ.

Πιο κοντά είναι το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, Large Magellanic Cloud 40,000 Light-Years Closer than Thought

The brightest galaxy visible from our own Milky Way Galaxy is the Large Magellanic Cloud (LMC). Visible predominantly from Earth's Southern Hemisphere, the LMC is the second closest galaxy, neighbor to the Small Magellanic Cloud, and one of eleven known dwarf galaxies that orbit our Milky Way Galaxy. The LMC is an irregular galaxy composed of a bar of older red stars, clouds of younger blue stars, and a bright red star forming region visible near the top of the above image called the Tarantula Nebula. The brightest supernova of modern times, SN1987A, occurred in the LMC. Credit & Copyright: AURA/NOAO/NSF

Ομάδα επιστημόνων στη Χιλή κατάφεραν να υπολογίσουν με ακρίβεια την απόσταση που μας χωρίζει από το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου. Πρόκειται για έναν γειτονικό μας γαλαξία που αποτελεί μόνιμο στόχο παρατήρησης των επιστημόνων αφού φιλοξενεί πολλές περιοχές γέννησης νέων άστρων.

The most accurate measurement yet of the distance to the Large Magellanic Cloud helps scientists determine the scale of the universe (NASA/JPL)

Αυτή τη φορά όμως οι επιστήμονες δεν προσπάθησαν να μελετήσουν κάποια φαινόμενα σε αυτόν αλλά να μετρήσουν με ακρίβεια την απόστασή του από τη Γη. Η νέα μέτρηση θεωρείται πολύ σημαντική αφού αναμένεται να αποτελέσει τη βάση για τον υπολογισμό της απόστασης απομακρυσμένων κοσμικών αντικειμένων και έτσι να υπολογιστεί ακριβέστερα το μέγεθος του Σύμπαντος και ο ρυθμός της διαστολής του.

Η έρευνα

Καλλιτεχνική απεικόνιση ενός εκλειπτικού δυαδικού συστήματος.

Οι ερευνητές για να κάνουν τον υπολογισμό της απόστασης χρησιμοποίησαν τα λεγόμενα εκλειπτικά δυαδικά συστήματα. Πρόκειται για συστήματα που αποτελούνται από δύο άστρα η τροχιακή κίνηση των οποίων είναι τέτοια που σε ένα μακρινό παρατηρητή (στη συγκεκριμένη περίπτωση από τη Γη) μοιάζει σαν να πραγματοποιούνται συνεχώς «αμοιβαίες» εκλείψεις σε αυτά.

Η συνολική φωτεινότητα ενός τέτοιου συστήματος μειώνεται ελαφρά κατά τη διάρκεια των εκλείψεων επιτρέποντας έτσι στους επιστήμονες να μετρούν διάφορες ιδιότητες και χαρακτηριστικά τους συμπεριλαμβανομένης της απόστασής τους από τη Γη. Οι ερευνητές αρχικά εντόπισαν οκτώ εκλειπτικά δυαδικά συστήματα στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου (διαδικασία που διήρκεσε 16 χρόνια) και στη συνέχεια τα παρατηρούσαν για διάστημα οκτώ ετών.

Τα συμπεράσματα

Υπολογίστηκε με ακρίβεια η απόσταση του Μεγάλου Νέφους του Μαγγελάνου από τη Γη. Overview of the Large Magellanic Cloud (ground-based image). Credits: NASA, ESA

Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι το Μεγάλος Νέφος του Μαγγελάνου βρίσκεται 162,983.823 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Αυτό σημαίνει ότι ο γειτονικός γαλαξίας είναι περίπου 400 έτη φωτός πιο κοντά από ό,τι πιστεύαμε. Μπορεί η διαφορά να μοιάζει πολύ μικρή για τα συμπαντικά δεδομένα αλλά όπως φαίνεται είναι ικανή να προκαλέσει αναθεώρηση μιας από τις πιο σημαντικές κοσμολογικές παραμέτρους, της σταθεράς Χαμπλ. Με αυτή τη σταθερά υπολογίζεται ο ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος η οποία επιβεβαιώθηκε από τις παρατηρήσεις του κορυφαίου αμερικανού αστρονόμου Έντγουιν Χαμπλ στη δεκαετία του 1920.

This zoom sequence starts with a very broad view of the southern skies and closes in on one of the closest galaxies to the Milky Way — Large Magellanic Cloud. Within this galaxy several very faint and rare cool eclipsing binary double stars have been identified. As the two component stars in these binaries orbit each other they pass in front of one another and their combined brightness, seen from a distance, decreases. By studying how the light changes, and other properties of these systems, astronomers can measure the distances to eclipsing binaries very accurately. A long series of observations of these objects has now led to the most accurate determination so far of the distance to the Large Magellanic Cloud — a crucial step in the determination of distances across the Universe. Credit: ESO/Nick Risinger (skysurvey.org)/R. Gendler/L. Calçada. Music: movetwo

«Το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου αποτελεί το σημείο αναφοράς για την κλίμακα αποστάσεων του Σύμπαντος» αναφέρει ο Γκρεγκόρζ Πιετρίνσκι του Πανεπιστημίου Concepcion στη Χιλή που ήταν επικεφαλής της έρευνας η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Λιλή Ζωγράφου: «Αντιγνώση, τα Δεκανίκια του Καπιταλισμού»

Η "Αντιγνώση, τα Δεκανίκια του Καπιταλισμού" θέτει ένα πρόβλημα που ποτέ ως τότε δεν είχε ερευνηθεί αντικειμενικά και καίρια. Πώς καταποντίστηκε ο αρχαίος ελληνικός πολιτισμός; Γιατί; Ποιους εξυπηρετούσε ο αφανισμός του; Και γιατί θεωρήθηκε απαραίτητο να ξεριζωθεί η ελληνική παιδεία προκειμένου να επιβιώσει ο χριστιανισμός;

Οι πολιτισμοί που καταστράφηκαν ολοκληρωτικά και αφανίστηκαν από το πρόσωπο της γης δέχτηκαν επιδρομές από ορδές βαρβάρων. Όπως ο Μυκηναϊκός από τους Δωριείς και ο Χαναανικός από τους Εβραίους. 

Ο Ναός των Δεκάδων βρέθηκε το 1934 στον κόλπο Αμπουκίρ της Αλεξάνδρειας και παλαιότερα είχε σωθεί από τις μανίες και απειλές των χριστιανών εναντίον των μη χριστιανών. Μη χριστιανοί ιερείς κατά την φυγή τους εξασφάλισαν την σωτηρία του στο κρησφύγετο της Κάνοπους και απέτρεψαν την καταστροφή του. Naos of the Decades. The naos was a small, monolithic chapel housing a statue of a god and placed in the most sacred part of the shrine. Under the reign of Nectanebo (380–362 BC) this naos was dedicated to Shu, god of the air and the atmosphere. It is unique in that the inscriptions on its outer walls make up an Egyptian calendar divided into decades, or ten-day segm ents. Each decade opens with the rising of particular stars, called decans. There are 36 decades in a year, together with five extra days – called epagomenes by the Greeks – to round off the 365-day cycle. Here each decade is accompanied by a brief astrological text, which makes this calendar a forerunner in the field of astronomy. ©Franck Goddio / Hilti Foundation, Photo: Christoph Gerigk

Αλλά ο χριστιανισμός εμφανίζεται σαν θρησκεία. Και το ίδιο ισχυρίζεται ως σήμερα. Πώς έδρασε όμως σαν βαρβαρική επιδρομή; Και γιατί λειτούργησε σαν καταλύτης κάθε ελληνικού στοιχείου, μετερχόμενος μέσα που μόνο ο ναζισμός μεταχειρίστηκε;

Ο χριστιανισμός ισχυρίστηκε, και ισχυρίζεται ακόμη, πως μοναδικό του κίνητρο ήταν η Σωτηρία. Σύμφωνοι; Αλλά τίνος; Μα της συσσώρευσης του Πλούτου και της Εξουσίας.

Αυτός είναι ο στόχος τούτου του βιβλίου: Η απομυθοποίηση μιας απάτης, όπως στάθηκε η χριστιανική θρησκεία, που γίνεται θεμέλιο του καπιταλισμού. Και που δε θα μπορούσε να επιβιώσει χωρίς την κατάλυση του ελληνικού ορθολογισμού.

Διαφορετικά θα εξακολουθήσει να εκκρεμεί ένα ζητούμενο: Από τον Ελληνικό πολιτισμό γεννιέται η Ταυτότητα του Ανθρώπου. Γιατί ο χριστιανισμός καταργεί αυτήν την Ταυτότητα για να σώσει δήθεν τον άνθρωπο;

«Δεν πουλώ ύφος, στυλ, λογοτεχνία. Δεν γράφω διηγήματα. Καταθέτω γεγονότα και συμπτώματα της εποχής που ζω. Όλα όσα γράφω συνέβησαν. Σε μένα ή σε άλλους. Χρόνια τώρα σπαταλιέμαι, παρακολουθώντας όλα κι όλους.»

Η Λιλή Ζωγράφου (1922-1998) γεννήθηκε στο Ηράκλειο της Κρήτης, όπου πέρασε τα παιδικά της χρόνια. Ο πατέρας της ήταν εκδότης εφημερίδας με ιδιαίτερα φιλελεύθερες ιδέες για την εποχή του και πάθος για τη δημοσιογραφία. Η Ζωγράφου φοίτησε στο Λύκειο Κοραής και στο καθολικό γυμνάσιο των Ουρσουλίνων στη Νάξο. Κατά τη διάρκεια της γερμανικής κατοχής φυλακίστηκε για αντιστασιακή δράση ενώ ήταν έγκυος και γέννησε στη φυλακή. Μετά την απελευθέρωση εργάστηκε ως δημοσιογράφος. Τη διετία 1953-1954 έζησε στο Παρίσι. Από τη θέση του δημοσιογράφου αντιτάχθηκε στη δικτατορία του Παπαδόπουλου. Σήμερα ζει στην Αθήνα. Στη λογοτεχνία πρωτοεμφανίστηκε το 1950 με τη συλλογή από νουβέλλες Αγάπη, γνωστή έγινε όμως εννιά χρόνια αργότερα με την έκδοση του βιβλίου της Νίκος Καζαντζάκης - ένας τραγικός, απομυθοποιητική και ψυχαναλυτική προσέγγιση της προσωπικότητας του συγγραφέα. Συζητήσεις προκάλεσε και το δοκίμιό της "Αντίγνωση - Τα δεκανίκια του καπιταλισμού" στο οποίο υποστήριξε τη θεωρία της περί του χριστιανισμού ως θεμελιακού όρου για την επικράτηση του καπιταλισμού ανά τον κόσμο. Το πιο γνωστό έργο της είναι το μυθιστόρημα "Η Συβαρίτισσα" με έντονα αυτοβιογραφικό χρώμα και εμφανείς επιρροές από τη νιτσεϊκή φιλοσοφία. Το θεατρικό έργο της "Τιμή ευκαιρίας για τον παράδεισο" παραστάθηκε το 1976 από τη Β΄ σκηνή του Εθνικού Θεάτρου. (Πηγή: Αρχείο Ελλήνων Λογοτεχνών, Ε.ΚΕ.ΒΙ.).

Ένα σύμπαν από το τίποτε, A universe from nothing

Όταν λέμε ότι το σύμπαν δημιουργήθηκε από «τίποτε» σε πρώτη φάση θα μπορούσαμε να θεωρούμε ως τίποτε τον κενό χώρο.

(…) ο κενός χώρος είναι πολύπλοκος. Μοιάζει με σούπα δυνάμει σωματιδίων που κοχλάζουν, και τα οποία δημιουργούνται σε χρονικά διαστήματα τόσο σύντομα ώστε δεν μπορούμε να τα δούμε άμεσα. Τα δυνάμει σωματίδια υποδηλώνουν μια βασική ιδιότητα των κβαντικών συστημάτων. Στην καρδιά της κβαντικής μηχανικής βρίσκεται ο κανόνας που λέει, πως όταν δεν υπάρχει παρατηρητής, τα πάντα μπορούν να γίνουν.

Τα συστήματα, δηλαδή, συνεχίζουν να εξελίσσονται, έστω και στιγμιαία, ανάμεσα σε όλες τις δυνατές καταστάσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που δεν επιτρέπονταν. Αυτές οι «κβαντικές διακυμάνσεις» αποκαλύπτουν ένα βασικό χαρακτηριστικό του κβαντικού κόσμου: από το τίποτε μπορεί να παραχθεί κάτι.(…)

Ωστόσο αν λάβουμε υπόψη μας τη σύνθεση κβαντικής μηχανικής και γενικής σχετικότητας, μπορούμε να επεκτείνουμε το επιχείρημα για να υποστηρίξουμε την αναγκαστική δημιουργία του ίδιου του χώρου.(…)

Η επέκταση της κβαντικής μηχανικής με σκοπό να συμπεριλάβουμε ένα τέτοιο ενδεχόμενο δεν είναι εύκολη υπόθεση, αλλά προς αυτή την κατεύθυνση κινείται ο φορμαλισμός που ανέπτυξε ο Richard Feynman, και οδήγησε στη σύγχρονη κατανόηση της προέλευσης των αντισωματιδίων. Οι μέθοδοι του Feynman εστιάζονται στο βασικό γεγονός, ότι τα κβαντομηχανικά συστήματα εξερευνούν όλες τις δυνατές διαδρομές, ακόμη κι εκείνες που κλασικά απαγορεύονται, καθώς εξελίσσονται στον χρόνο.

Για να το διερευνήσει, ο Feynman ανέπτυξε έναν «φορμαλισμό άθροισης διαδρομών». Σε αυτή τη μέθοδο, εξετάζουμε όλες τις δυνατές διαδρομές που μπορεί να ακολουθήσει ένα σωματίδιο μεταξύ δυο σημείων. Έπειτα, αποδίδουμε σε κάθε διαδρομή μια σταθμισμένη πιθανότητα, που βασίζεται σε καλά ορισμένες αρχές της κβαντικής μηχανικής και, στη συνέχεια, αθροίζουμε όλες τις διαδρομές ώστε να καταλήξουμε σε τελικές (πιθανοκρατικές) προβλέψεις για την κίνηση των σωματιδίων.

Ο Stephen Hawking ήταν ένας από τους πρώτους επιστήμονες που αξιοποίησαν πλήρως την ιδέα, στην ανάπτυξη μιας κβαντομηχανικής θεωρίας του χωροχρόνου (την ένωση του τρισδιάστατου χώρου μας με τη μία διάσταση του χρόνου από την οποία προκύπτει ένα τετραδιάστατο ενοποιημένο χωροχρονικό σύστημα, όπως απαιτείται από την ειδική θεωρία της σχετικότητας του Einstein).

Η μέθοδος Feynman, εστιάζοντας σε όλες τις δυνατές διαδρομές, συνεπαγόταν αποτελέσματα ανεξάρτητα από τις συγκεκριμένες χωρικές και χρονικές τιμές που αποδίδει κάποιος σε κάθε σημείο της διαδρομής. Επειδή, σύμφωνα με τη σχετικότητα, διαφορετικοί παρατηρητές που βρίσκονται σε σχετική κίνηση μεταξύ τους μετρούν διαφορετικά τις αποστάσεις και τους χρόνους, συνεπώς αποδίδουν διαφορετικές τιμές σε κάθε σημείο του χώρου και του χρόνου, ένας φορμαλισμός ανεξάρτητος από τις διαφορετικές τιμές που αποδίδουν οι διαφορετικοί παρατηρητές σε κάθε σημείο στον χώρο και στον χρόνο, είναι ιδιαιτέρως χρήσιμος.

Και είναι εξαιρετικά χρήσιμος στην περίπτωση της γενικής σχετικότητας, όπου ο προσδιορισμός των χωρικών και χρονικών σημείων γίνεται εντελώς αυθαίρετα και διαφορετικοί παρατηρητές σε διαφορετικά σημεία σε ένα βαρυτικό πεδίο μετρούν αποστάσεις και χρόνους διαφορετικά. Στη γενική σχετικότητα, όλα όσα προσδιορίζουν τελικά τη συμπεριφορά των συστημάτων είναι γεωμετρικές ποσότητες, όπως η καμπυλότητα, η οποία αποδεικνύεται ανεξάρτητη από όλες τις μεθόδους προσδιορισμού τιμών.

Η γενική σχετικότητα – από όσα τουλάχιστον γνωρίζουμε – δεν βρίσκεται σε πλήρη συμφωνία με την κβαντική μηχανική, συνεπώς δεν υπάρχει καμιά απολύτως ξεκάθαρη μέθοδος ορισμού της τεχνικής άθροισης διαδρομών του Feynman στο πλαίσιο της γενικής σχετικότητας. Γι’ αυτό πρέπει να κάνουμε κάποιες εικασίες με βάση την αληθοφάνειά τους και κατόπιν να ελέγχουμε το νόημα των αποτελεσμάτων. Αν, λοιπόν, θέλουμε να εξετάσουμε την κβαντική δυναμική του χώρου και του χρόνου, πρέπει να διερευνήσουμε κάθε ξεχωριστή «άθροιση διαδρομών», καθεμία από τις οποίες αντιστοιχεί σε μια διαφορετική γεωμετρία που μπορεί να υιοθετήσει ο χώρος κατά τα ενδιάμεσα στάδια οποιασδήποτε διαδικασίας, όταν κυριαρχεί η κβαντική απροσδιοριστία. Αυτό σημαίνει πως πρέπει να λάβουμε υπόψη χώρους σε αυθαιρέτως μεγάλο βαθμό καμπυλωμένους σε μικρές αποστάσεις και μικρά χρονικά διαστήματα (τόσο μικρές αποστάσεις και μικρά χρονικά διαστήματα (τόσο μικρές και τόσο σύντομα που δεν μπορούμε να τα μετρήσουμε, με αποτέλεσμα να κυριαρχεί η κβαντική παραδοξότητα). Αυτοί οι αλλόκοτοι σχηματισμοί δεν μπορούν να παρατηρηθούν από μεγάλου μεγέθους κλασικούς παρατηρητές, όπως είμαστε εμείς.

Ας εξετάσουμε, όμως, κάποια ακόμη πιο αλλόκοτα ενδεχόμενα.

Θυμηθείτε ότι στην κβαντική θεωρία του ηλεκτρομαγνητισμού, σωματίδια μπορούν να εμφανίζονται αυθαιρέτως από τον κενό χώρο, αρκεί να εξαφανίζονται πάλι μέσα σε ένα χρονικό διάστημα που καθορίζεται από την αρχή της αβεβαιότητας. Μήπως, λοιπόν, και στην κβαντική άθροιση των δυνατών χωροχρονικών σχηματισμών του Feynman, θα έπρεπε να εξετάσουμε την πιθανότητα αυθόρμητης εμφάνισης και εξαφάνισης μικρών, πιθανώς συμπαγών χώρων; Γενικότερα, τι μπορούμε να πούμε για χώρους που ίσως διαθέτουν «τρύπες» ή «λαβές», σαν ντόνατς βουτηγμένα στον χωρόχρονο;

"A Universe From Nothing" - Lawrence Krauss, Richard Dawkins.

Τα ερωτήματα παραμένουν ανοιχτά. Ωστόσο, αν δεν βρεθεί ένας καλός λόγος για να αποκλειστούν τέτοιοι σχηματισμοί από την κβαντομηχανική άθροιση που προσδιορίζει τις ιδιότητες του εξελισσόμενου Σύμπαντος – και μέχρι στιγμής δεν γνωρίζω κάποιον τέτοιο λόγο – τότε, στο πλαίσιο μιας γενικής αρχής που ισχύει οπουδήποτε στη φύση (δηλαδή, πως οτιδήποτε δεν απαγορεύεται από τους νόμους της φυσικής πρέπει στην πραγματικότητα να συμβεί), η εξέταση αυτών των ενδεχομένων φαντάζει άκρως λογική.

CMB data (top) versus closed, flat, and open universe predictions. Flat universe (bottom middle) is best match: Image courtesy of NASA/JPL.

Όπως έχει τονίσει ο Stephen Hawking, μια κβαντική θεωρία της βαρύτητας επιτρέπει τη δημιουργία, έστω και στιγμιαίως του ίδιου του χώρου εκεί που πριν δεν υπήρχε. Παρότι με το επιστημονικό έργο του δεν επιχειρούσε να πραγματευθεί το αίνιγμα του «κάτι από το τίποτε», η κβαντική βαρύτητα έρχεται να δώσει απάντηση σε αυτό ακριβώς το ερώτημα.

Τα «δυνάμει» σύμπαντα – οι πιθανοί μικροί συμπαγείς χώροι που μπορούν να εμφανιστούν και να εξαφανιστούν σε χρονικές κλίμακες τόσο μικρές ώστε αδυνατούμε να τους μετρήσουμε άμεσα – είναι συναρπαστικές θεωρητικές δομές, ωστόσο δεν φαίνεται να εξηγούν πως μπορεί να προκύψει μακροπρόθεσμα κάτι από το τίποτε, περισσότερο απ’ όσο το εξηγούν τα δυνάμει σωματίδια που ενοικούν τον κατά τα άλλα κενό χώρο.

Join critically-acclaimed author and evolutionary biologist Richard Dawkins and world-renowned theoretical physicist and author Lawrence Krauss as they discuss biology, cosmology, religion, and a host of other topics. The authors will also discuss their new books. Dawkins recently published The Magic of Reality: How We Know What's Really True, an exploration of the magic of discovery embodied in the practice of science. Written for all age groups, the book moves forward from historical examples of supernatural explanations of natural phenomena to focus on the actual science behind how the world works.

Krauss's latest book, A Universe from Nothing: Why There is Something Rather than Nothing, explains the scientific advances that provide insight into how the universe formed. Krauss tackles the age-old assumption that something cannot arise from nothing by arguing that not only can something arise from nothing, but something will always arise from nothing.

Δεν πρέπει βεβαίως να ξεχνάμε ότι ένα μη μηδενικό πραγματικό ηλεκτρικό πεδίο, παρατηρήσιμο σε μεγάλες αποστάσεις από το φορτισμένο σωματίδιο – πηγή του, μπορεί να προκύψει από τη σύμφωνη εκπομπή πολλών εν δυνάμει φωτονίων μηδενικής ενέργειας, από το φορτίο. Αυτό συμβαίνει επειδή η εκπομπή δυνάμει φωτονίων μηδενικής ενέργειας δεν παραβιάζει τη διατήρηση της ενέργειας. Συνεπώς, με βάση την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg, η ύπαρξή τους δεν περιορίζεται σε πού μικρά χρονικά διαστήματα.

(Θυμηθείτε, επίσης, ότι η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg δηλώνει πως η αβεβαιότητα που χαρακτηρίζει τη μέτρηση της ενέργειας ενός σωματιδίου, και συνεπώς την πιθανότητα η ενέργειά του να αλλάξει ελαφρώς εξαιτίας της εκπομπής και της απορρόφησης δυνάμει φωτονίων, είναι αντιστρόφως ανάλογη προς τον χρόνο παρατήρησής του. Επομένως, τα δυνάμει σωματίδια μπορούν ουσιαστικά να αφαιρέσουν ατιμωρητί μηδενική ενέργεια – δηλαδή, μπορούν να υπάρξουν για αυθαιρέτως μεγάλα χρονικά διαστήματα και να διανύσουν αυθαιρέτως μεγάλες αποστάσεις, πριν απορροφηθούν … οδηγώντας έτσι στην πιθανή ύπαρξη αλληλεπιδράσεων μακράς εμβέλειας μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων. Αν το φωτόνιο είχε μάζα, και επομένως έφερε μη μηδενική ενέργεια εξαιτίας μιας μάζας ηρεμίας, η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg θα συνεπαγόταν ότι το ηλεκτρικό πεδίο θα είχε μικρή εμβέλεια, επειδή τα φωτόνια θα διαδίδονταν για μικρά μόνο χρονικά διαστήματα πριν απορροφηθούν ξανά).

Σύμφωνα με ένα παρόμοιο επιχείρημα, δεν αποκλείεται η ύπαρξη ενός σύμπαντος που θα μπορούσε να εμφανιστεί αυθορμήτως χωρίς να χρειάζεται να εξαφανιστεί αμέσως μετά, εξαιτίας των περιορισμών που θέτουν η αρχή της αβεβαιότητας και η διατήρηση της ενέργειας. Δηλαδή, ένα συμπαγές σύμπαν με μηδενική ολική ενέργεια.(…)

Απόσπασμα από το βιβλίο του Lawrence M. Krauss: “ΕΝΑ ΣΥΜΠΑΝ ΑΠΟ ΤΟ ΤΙΠΟΤΕ”, μετάφραση: Νίκος Αποστολόπουλος - εκδόσεις Τραυλός.

Μικρόβια-ζόμπι βασιλεύουν στα έγκατα της Γης, Deep Carbon Observatory Spotlights 'Zombie' Microbes Far Below Earth's Surface

A dark realm far beneath the Earth's surface is a surprisingly rich home for tiny worms and "zombie microbes" that may hold clues to the origins of life, scientists said on Monday.

Ένα σκοτεινό «βασίλειο», δεκάδες χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης, φιλοξενεί πλήθος μικροβίων-«ζόμπι» τα οποία μπορούν να φωτίσουν την αρχή της ζωής στον πλανήτη μας.

Ένας εκπληκτικός, υπόγειος νέος κόσμος

Surprising discoveries of deep microbial life in terrestrial and oceanic environments point to a rich subsurface biota that, by some estimates, may rival all surface life in total biomass. Though many key discoveries have been made, we don’t know how life adapts to deep environments, what novel biochemical pathways sustain life at high P-T, or the extreme limits of life. Life holds only a small fraction of Earth’s carbon, yet biological cycling of carbon is relatively rapid.

«Είναι ένας εκπληκτικός  νέος κόσμος» ανέφερε ο Ρόμπερτ Χέιζεν, επικεφαλής του Παρατηρητηρίου σχετικά με την εύρεση άνθρακα βαθιά στη Γη (Deep Carbon Observatory) – πρόκειται για ένα πρόγραμμα συνολικής διάρκειας 10 ετών και κόστους 500 εκατομμυρίων δολαρίων το οποίο έχει ως στόχο να μελετήσει την ύπαρξη του άνθρακα στον πλανήτη, ενός στοιχείου βασικού για την ύπαρξη ζωής αλλά και για τον σχηματισμό των «πάντων», από το πετρέλαιο ως τα διαμάντια.

«Είναι πολύ πιθανό να υπάρχει μια μικροβιακή βιόσφαιρα η οποία βρίσκεται περισσότερα από 10 χιλιόμετρα – ίσως και 20 χιλιόμετρα – κάτω από την επιφάνεια της Γης» ανέφερε ο δρ Χέιζεν στο ειδησεογραφικό πρακτορείο Reuters με αφορμή το πρώτο βιβλίο του προγράμματος που δημοσιεύθηκε προχθές Δευτέρα και το οποίο συνέγραψαν περισσότεροι από 50 ειδικοί από εννέα χώρες.

Ο ερευνητής σημείωσε ότι μικροοργανισμοί έχουν για παράδειγμα εντοπιστεί σε βράχους περισσότερα από έξι χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της γης στη λεκάνη Songliao στην Κίνα. Συγχρόνως μικροσκοπικοί σκώληκες έχουν εντοπιστεί σε σχισμές βράχων ενός ορυχείου στη Νότια Αφρική σε βάθος 1,3 χιλιομέτρων.

Οι μονοκύτταροι οργανισμοί που έχουν βρεθεί στα έγκατα της γης περιλαμβάνουν βακτήρια τα οποία χρειάζονται νερό και θρεπτικά στοιχεία για να επιβιώσουν αλλά όχι απαραιτήτως οξυγόνο καθώς και αρχαιοβακτήρια τα οποία μπορούν να ζήσουν με αμμωνία ή με θείο.

Το σκοτεινό «βασίλειο της Στυγός»

Μεταξύ των «κατοίκων» του σκοτεινού «βασιλείου της Στυγός» περιλαμβάνονται αρχαιοβακτήρια.

Η έλλειψη τροφής σε αυτό το σκοτεινό «βασίλειο της Στυγός» - πήρε το όνομά του από τον ποταμό του μίσους Στυξ στον Άδη της ελληνικής μυθολογίας – ουσιαστικώς σημαίνει ότι κάποια μικρόβια που ζουν στα έγκατα της γης είναι «ζόμπι». Με άλλα λόγια όλες οι λειτουργίες τους είναι τόσο βραδείες, ώστε να φαίνονται νεκρά.

Σύμφωνα με το νέο βιβλίο που τιτλοφορείται «Carbon in Earth» («Ο Άνθρακας μέσα στη Γη»), ορισμένα μικρόβια μπορούν να ζουν πολύ βαθιά κάτω από το έδαφος και να αναπτύσσονται καθώς και να αναπαράγονται με άκρως αργούς ρυθμούς – σε κάποιες περιπτώσεις επιβιώνουν χωρίς καν να διαιρούνται επί εκατομμύρια ως και δεκάδες εκατομμύρια χρόνια.

Ο δρ Χέιζεν που εργάζεται στο Ίδρυμα Κάρνεγκι της Ουάσινγκτον ανέφερε πως οι επιστήμονες που εργάζονται για το συγκεκριμένο πρόγραμμα το οποίο ξεκίνησε το 2009, διερευνούν την πιθανότητα η ζωή στη Γη να ξεκίνησε… υπογείως.

«Κάτω από την επιφάνεια της Γης υπάρχουν όλα τα απαραίτητα υλικά για να δημιουργηθεί ζωή, συμπεριλαμβανομένων της ενέργειας, του νερού καθώς και μορίων πλούσιων σε άνθρακα. Όλα αυτά τα στοιχεία πιθανώς έκαναν την υπόγεια ζώνη του πλανήτη μας, αντί για την επιφάνειά του, το λίκνο της ζωής».

Ένας «παράδεισος» για τη ζωή στα έγκατα της Γης

Robert Hazen is the Principal Investigator of the Deep Carbon Observatory and the author of The Story of Earth. Here he talks about carbon and its connection to life on Earth (and possibly elsewhere) with Joseph Craig, Editor-in-Chief of Scientific American Book Club.

Ο επιστήμονας εξήγησε πως θεωρούμε ότι στα βάθη της Γης επικρατούν ακραίες συνθήκες, ωστόσο πρόκειται για σημεία αρκετά προστατευμένα – για παράδειγμα από τους αστεροειδείς ή από τις εκρήξεις ηφαιστείων. «Οι βράχοι κάτω από την επιφάνεια της γης αποτελούν έναν ασφαλή ‘παράδεισο’ για την άνθιση της ζωής».

Η ικανότητα αυτή των μικροβίων να επιζούν σχεδόν επ’αόριστον σε γήινους υπόγειους βράχους αυξάνει επίσης τις πιθανότητες βράχοι στον Άρη να «έσπειραν» τη ζωή στον πλανήτη μας (στον Κόκκινο Πλανήτη, όπως δείχνουν όλα τα στοιχεία, έρεε νερό σε υγρή μορφή προτού αυτό εμφανιστεί στη Γη). «Είναι πιθανό κάθε κύτταρο στη Γη να προέρχεται από τον Άρη. Δεν πρόκειται για ‘τρελή’ επιστημονική φαντασία» υποστήριξε ο δρ Χέιζεν.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν επίσης ιούς βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης. Σε αντίθεση με τους ιούς της επιφάνειας, οι… υπόγειοι ιοί που ζουν σε περιβάλλοντα φτωχά σε ενέργεια εισάγουν τα γονίδιά τους σε μικρόβια προκειμένου να επιζήσουν περιμένοντας… καλύτερες εποχές. «Αυτός ο παρασιτικός ρόλος των ιών ίσως αποτελεί έναν από τους ‘στυλοβάτες’ της ζωής βαθιά κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη μας» αναφέρεται στο βιβλίο.

Πολλοί και διαφορετικοί οι στόχοι του προγράμματος

Georgia Tech Professor Kostas Konstantinidis displays Shewanella microbes that have the ability to "inhale" certain metals and compounds and convert them to an altered state, which is typically much less toxic.

Οι επιστήμονες τονίζουν ότι η υπόγεια μικροβιακή ζωή θα έπρεπε να μελετηθεί περαιτέρω ώστε να διασφαλιστεί πως τα σχέδια για θάψιμο των πυρηνικών αποβλήτων ή του διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται από τα εργοστάσια, δεν θα «τιναχτούν στον αέρα» ελέω… μικροβίων.

Στο πλαίσιο του συγκεκριμένου προγράμματος οι ερευνητές θα μελετήσουν επίσης τα διαμάντια τα οποία σχηματίζονται βαθιά στη Γη σε συνθήκες υψηλής πίεσης – θα αναζητήσουν τέτοιους σχηματισμούς σε βάθη που δεν έχει φθάσει μέχρι σήμερα ο άνθρωπος. Θα προσπαθήσουν επίσης να χαρτογραφήσουν πού ακριβώς αποθηκεύεται ο άνθρακας, από τον φλοιό ως τον πυρήνα της Γης.

Σούπερ γαλαξιακός «φακός», Gravitational Lensing Gives Hubble Image of Abell 68 a Unique Look

Το σμήνος Abell 68 βοηθά στον εντοπισμό κοσμικών σωμάτων που βρίσκονται στα βάθη του Σύμπαντος. Abell 68, pictured here in infrared light, is a galaxy cluster. The effect of its gravity on light means it boosts Hubble’s power, greatly increasing the telescopes ability to observe distant and faint objects. The fuzzy collection of blobs in the middle and upper left of the image is a swarm of galaxies, each with hundreds of billions of stars and vast amounts of dark matter. Distorted shapes visible throughout the field of view are distant galaxies whose light has been bent and amplified by the cluster. Credit: NASA & ESA. Acknowledgement: N. Rose

H NASA έδωσε στη δημοσιότητα μια εντυπωσιακή και κυρίως λεπτομερή εικόνα ενός απομακρυσμένου μεγάλου γαλαξιακού σμήνους, του Abell 68. Η εικόνα αποτελεί σύνθεση φωτογραφιών που έχει τραβήξει το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble από το σμήνος αυτό στο υπέρυθρο φάσμα του φωτός.

Galaxy cluster Abell 68 acts as a lens in space to brighten and magnify the light coming from very distant background galaxies. Annotations: 1 and 2: This galaxy is visible twice, because its light has followed two separate paths around an elliptical galaxy before reaching us. The image marked 2 is heavily distorted into what looks like the shape of a simulated alien from the 1970s video game Space Invaders. 3: This galaxy appears to have purple liquid dripping from it. The "droplets" are gas clouds within the galaxy that are being stripped out and heated up as the galaxy passes through a region of denser intergalactic gas. This phenomenon is called ram-pressure stripping. 4: The series of long, light streaks here are background galaxies, the images of which have been heavily distorted by the lensing effects of the cluster in the foreground. Credit: NASA and ESA

Το Abell 68 βρίσκεται σε απόσταση δύο δισ. ετών φωτός από εμάς και αποτελείται από δεκάδες γαλαξίες οι οποίοι, σύμφωνα με τους ειδικούς, περιέχουν εκατοντάδες δισεκατομμύρια άστρα ο καθένας. Αυτό που κάνει ξεχωριστό το Abell 68 είναι ότι λειτουργεί ως «βαρυτικός φακός» βοηθώντας έτσι τους επιστήμονες να εντοπίζουν και να παρατηρούν κοσμικά σώματα που βρίσκονται πιο μακριά από αυτό το γαλαξιακό σμήνος.

Οι βαρυτικοί φακοί

Gravitationally lensed image of distant galaxy in Abell 68. Image released March 5, 2013. Credit: ASA, ESA, and the Hubble Heritage/ESA-Hubble Collaboration

Τα σώματα πολύ μεγάλης μάζας όπως ένα γαλαξιακό σμήνος ή μια μαύρη τρύπα μπορούν να εκτρέπουν και να ενισχύουν το φως όπως οι οπτικοί φακοί. Το φαινόμενο που οι επιστήμονες έχουν ονομάσει «βαρυτικό φακό» δημιουργείται όταν ένα τέτοιο κοσμικό σώμα βρίσκεται ανάμεσα σε έναν παρατηρητή και ένα άλλο πολύ μακρινό αντικείμενο. Τα τελευταία χρόνια οι επιστήμονες χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο έχουν εντοπίσει μακρινά διαστημικά σώματα.