Τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα παραμένουν «ασύλληπτα». Planck: gravitational waves remain elusive

Η περιοχή του ουρανού όπου υποτίθεται ότι είχαν εντοπιστεί ίχνη βαρυτικών κυμάτων. Despite earlier reports of a possible detection, a joint analysis of data from ESA’s Planck satellite and the ground-based BICEP2 and Keck Array experiments has found no conclusive evidence of primordial gravitational waves. This image shows a patch of the southern sky and is based on observations performed by ESA’s Planck satellite at microwave and sub-millimetre wavelengths. Credit: (ESA/Planck Collaboration. M.-A. Miville-Deschênes, CNRS – Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay)

«Συγγνώμη λάθος», λένε τώρα οι ερευνητές που έγιναν πρωτοσέλιδο τον περασμένο Μάρτιο όταν ανακοίνωσαν ότι ανίχνευσαν αρχέγονα βαρυτικά κύματα. Το σήμα προερχόταν τελικά από την σκόνη που υπάρχει μέσα στον Γαλαξία μας, και όχι από τις πρώτες στιγμές μετά τη γέννηση του Σύμπαντος.

Ο ισχυρισμός αποσύρθηκε έπειτα από την ολοκλήρωση ανάλυσης που διήρκεσε έναν ολόκληρο χρόνο και συνέκρινε τα δεδομένα της επίμαχης μελέτης με παρατηρήσεις του ευρωπαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου Planck.

Τα κύματα

This artist’s impression shows how photons in the Cosmic Microwave Background (CMB, as detected by ESA’s Planck space telescope) are deflected by the gravitational lensing effect of massive cosmic structures as they travel across the Universe. Gravitational lensing creates tiny, additional distortions to the mottled pattern of the CMB temperature fluctuations. A small fraction of the CMB is polarised; one component of this polarised light, B-modes, have been given an additional signature by gravitational lensing. This imprint has been found for the first time by combining data from the ground-based South Pole Telescope and ESA’s Herschel space observatory. Credit: ESA and the Planck Collaboration

Τα βαρυτικά κύματα είναι θεωρητικές ρυτιδώσεις στο χωροχρόνο οι οποίες διαδίδονται σαν κύμα με την ταχύτητα του φωτός -ουσιαστικά συμπιέζουν το χώρο σε μία κατεύθυνση και τον τεντώνουν προς μια άλλη. Η ύπαρξή τους προβλέφθηκε τo 1916 από τον Άλμπερτ Άινσταϊν ως συνέπεια της Γενικής Σχετικότητας, μέχρι σήμερα όμως δεν έχει επιβεβαιωθεί.

Η επίμαχη μελέτη αφορούσε ένα ιδιαίτερο είδος βαρυτικών κυμάτων, τα οποία υπολογίζεται ότι εμφανίστηκαν κατά τη φάση του λεγόμενου πληθωρισμού: μια φάση που διήρκεσε μόλις 10-32 δευτερόλεπτα και ανάγκασε το Σύμπαν να διογκωθεί απότομα, πιο γρήγορα κι από την ταχύτητα του φωτός.

Η θεωρία του πληθωρισμού, η οποία προτάθηκε ως εξήγηση για την παρατηρούμενη ομοιογένεια του Σύμπαντος, είναι σήμερα αποδεκτή από τους περισσότερους κοσμολόγους και θεωρητικούς φυσικούς, παραμένει όμως αναπόδεικτη.

Οι παρατηρήσεις

Το σήμα προερχόταν τελικά από την σκόνη που υπάρχει μέσα στον Γαλαξία μας. BICEP's South Pole telescope targeted what the team hoped was a relatively clean part of the sky.

Το εξειδικευμένο τηλεσκόπιο Bicep 2 στην Ανταρκτική αναζήτησε ίχνη των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων στη λεγόμενη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB) -το αρχαίο υπόλειμμα μιας λάμψης που γέμισε τα πάντα όταν το νεαρό Σύμπαν έγινε ξαφνικά διαφανές περίπου 380.000 χρόνια μετά τη γέννησή του (σήμερα έχει ηλικία περίπου 13,8 δισ. ετών).

Οι ερευνητές γνώριζαν ότι η σκόνη μέσα στον Γαλαξία εκπέμπει κι αυτή μικροκύματα που μπορούν να επηρεάσουν της μετρήσεις της ακτινοβολίας CBM. Έπρεπε λοιπόν να υπολογίσουν τη συμβολή της σκόνης στο σήμα και να την αφαιρέσουν από τις μετρήσεις. Για να το κάνουν αυτό χρησιμοποίησαν συνολικά έξι διαφορετικά μοντέλα, ένα από τα οποία βασίστηκε σε χάρτη της ακτινοβολίας CBM τον οποίο ολοκλήρωσε σχετικά πρόσφατα το ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Planck.

Τα δεδομένα του Planck δεν είχαν δημοσιευτεί ακόμα όταν συντασσόταν η μελέτη, οπότε οι ερευνητές προχώρησαν στην ανορθόδοξη κίνηση να αντιγράψουν τα δεδομένα από μια διαφάνεια που παρουσιάστηκε σε συνέδριο. H επίσημη δημοσίευση των αποτελεσμάτων του Planck επέτρεψε τελικά τη διασταύρωση των δεδομένων του BICEP.

Έπειτα από έναν χρόνο ανάλυσης, οι υπεύθυνοι του Planck στην ευρωπαϊκή διαστημική υπηρεσία ESA αναφέρουν ότι το επίμαχο σήμα προέρχεται αποκλειστικά από την ακτινοβολία που εκπέμπει η σκόνη του δικού μας γαλαξία. Και αυτό σημαίνει ότι τα βαρυτικά κύματα και ο κοσμικός πληθωρισμός παραμένουν αναπόδεικτα φαινόμενα.

Zoom στο «Στόμα του Κτήνους». “The Mouth of the Beast”

Η νέα εικόνα από την κεφαλή του νεφελώματος η οποία δικαιολογεί τον χαρακτηρισμό που του έχουν προσδώσει οι ειδικοί. Like the gaping mouth of a gigantic celestial creature, the cometary globule CG4 glows menacingly in this image from ESO’s Very Large Telescope. Although it looks huge and bright in this image it is actually a faint nebula and not easy to observe. The exact nature of CG4 remains a mystery. Credit: ESO

Οι περισσότεροι ακούγοντας τον χαρακτηρισμό το «Χέρι του Θεού» θα σκεφτούν τον... Ντιέγκο Μαραντόνα. Οι αστρονόμοι πιθανότατα θα σκεφτούν το νεφέλωμα CG4 που εξαιτίας του σχήματος του σε ορισμένες εικόνες που έχουν τραβήξει τα επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια έχει λάβει αυτόν τον χαρακτηρισμό.

Άλλες εικόνες που εστιάζουν στην κεφαλή του νεφελώματος του προσδίδουν μια διαφορετική πιο «άγρια» εμφάνιση με τους αστρονόμους να του έχουν προσδώσει το χαρακτηρισμό «Το Στόμα του Κτήνους».

Εντυπωσιακή εικόνα από το νεφέλωμα CG4 που πιθανώς να αποτελέσει εργοστάσιο παραγωγής άστρων. This wide-field image shows a rich region of the sky in the constellation of Puppis (The Poop). At the centre lies the strange cometary globule CG4. Other interesting objects are also seen, including several much more distant spiral galaxies. This colour view was produced from images forming part of the Digitized Sky Survey 2. Credit: ESO and Digitized Sky Survey 2

Tα τηλεσκόπια του Νότιου Ευρωπαϊκού Παρατηρητηρίου (ESO) κατέγραψαν μια νέα εντυπωσιακή φωτογραφία του νεφελώματος CG4 που βρίσκεται σε απόσταση 1,300 ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό της Πρύμνης.

Το νεφέλωμα CG4 σε όλη του την έκταση θυμίζει στους επιστήμονες... χέρι. The purple image of CG4 you see below also depicts CG4 “the hand of god” and comes from the Cerro Tololo Inter-American Observatory. This image was captured with a 64-megapixel mosaic imaging camera in the National Science Foundation’s Victor M. Blanco telescope.  Credit: T.A. Rector/University of Alaska Anchorage, T. Abbott and NOAO/AURA/NSF

Το νεφέλωμα αποτελείται από κοσμική ύλη (αέρια, σκόνη) που σύμφωνα με τους ειδικούς η ποσότητα αυτής της ύλης είναι αρκετή για να δημιουργήσει αρκετά αστέρια σαν τον Ήλιο. Η νέα εικόνα εστιάζει στην εντυπωσιακή κεφαλή του νεφελώματος.

Αρχαία, Τσιζ-Μπιζ και άλλες Ιστορίες…

ΗΛΙΚΙΕΣ ΤΗΣ ΖΩΗΣ

Εσείς πόλεις του Ευφράτη!

Της Παλμύρας δρόμοι εσείς!

Κι εσείς δάση από κολόνες στην απλωσιά της ερήμου,

Τί είστε αλήθεια;

Καθώς ξεπεράσατε τα όρια

Των θνητών που αναπνέουν

Τις κορφές σας

Πήραν

Των Ουρανίων ο καπνός και η φωτιά·

Τώρα κάτω απ’ τα σύννεφα κάθομαι (όπου

Το καθετί μέσα του έχει την ησυχία) κάτω

Από βαλανιδιές με τάξη φυτεμένες, στα μέρη

Όπου βόσκουν ελάφια, και ξένα

Μου φαίνονται κι αποθαμένα

Των Μακαρίων τα πνεύματα.

 Μετάφραση: Θανάσης Λάμπρου

Από το βιβλίο: Φρήντριχ Χαίλντερλιν, «Ύμνοι, ελεγεία και αποσπάσματα», μετάφραση: Θανάσης Λάμπρου, Εκδόσεις Καστανιώτη, Αθήνα 2006, σελ. 107.

ΠΕΡΙ ΠΟΙΗΤΩΝ ΓΝΩΜΗ

Τους πίστευα,

με κάποιο δισταγμό, βεβαίως,

όπως πιστεύουμε όσους μίλησαν με τους Θεούς, στα όρη τους,

και διηγούνται μετά το μυστικό·

μια μέρα όμως

αναιρέθηκε από τα στόματά τους που ήσαν πουλιά ψευδόμενα·

ύστερα τους είδα να πεθαίνουν

μέσα σ’ ένα βρωμοκάλυβο,

τυφλοί και μπαμπαλίζοντας λέξεις άνευ νοήματος.

Κατόπιν άρχισα να τους πιστεύω και πάλι,

να πιστεύω τη σπασμένη σοφία τους,

όμως χωρίς καμμία πλέον υποψία λογικής.

Μετάφραση: Γιώργος Κεντρωτής

ALEJANDRO NICOTRA (1931)

ΑΝΤΙΜΕΤΡΗΜΑ

Σαν τεντωμένο, όσο δεν παίρνει κι άλλο,

τόξο η καρδιά μου, απά στον τοξεμό,

σ’ ένα στερνό αντιμέτρημα μεγάλο

να σπάσει, ενώ γενναία θα πολεμώ.

Οι ορμές, οι ανησυχίες της να κροτήσουν

την αγανάκτησή μου στο κενό

μια λάμψη, ένας καπνός και να σκορπίσουν

ερωτηματικά στον ουρανό.

Από το βιβλίο: «Μίνως Ζώτος – Μια παρουσίαση από τον Τάκη Καρβέλη», Εκδόσεις Γαβριηλίδης, Αθήνα 2000, σελ. 67.

Η ΑΛΛΟΤΙΝΗ ΖΩΗ

Κάτω από ευρύχωρους, καιρό εκατοίκησα , πυλώνες,

Που οι ήλιοι τούς χρωμάτιζαν με χίλιες δυό βαφές,

Και που με τις μεγάλες τους ίσιες, αδρές κολόνες,

Από γρανίτη έμοιαζαν, όταν βράδιαζε, σπηλιές.

Οι ανεμοζάλες, τ’ ουρανού κυλώντας τις εικόνες,

Εσμίγαν μ’ έναν τρόπο επίσημο και μυστικό

Τις συγχορδίες τους τις πλούσιες και τις μεγαλοφώνες

Με του ηλιοβασιλέματος το φέγγος το λαμπρό.

Μέσα στις ήρεμες χαρές καιρό έζησα εκεί πέρα,

Μέσα στο κύμα, μες στο φώς, μες στο λαμπρόν αιθέρα,

Μέσα σε σκλάβους, με γυμνά ολοεύωδα κορμιά,

Που με δροσάτ’ ανέμιζαν κλαδιά το μέτωπό μου,

Και που να προσπαθούν να βρουν, μονάχη έγνοια είχαν,

Τ’ οδυνηρό, που μ’ έκαμνε να λυώνω, μυστικό μου.

Μετάφραση: Κλέων Παράσχος

Από το βιβλίο: Charles Baudelaire, «Εικοσιοκτώ ποιήματα», επιλογή – μετάφραση Κλέων Παράσχος , Εκδόσεις Γαβριηλίδης, Αθήνα 1999, σελ. 47.

ΠΑΝΩ ΜΕΣΑ ΣΤΗ ΣΙΩΠΗ ΤΗΝ ΠΡΑΣΙΝΗ

Πάνω μέσα στη σιωπή την πράσινη

σιωπή με μια άσπρη γη μέσα της

θα (φίλησέ με) φύγεις

Έξω μες στο πρωινό το νέο

πρωινό μ’ ένα ζεστό κόσμο μέσα του

(φίλησέ με) θα φύγεις

κοντά μες στο ηλιόφως το ωραίο

ηλιόφως με μια αμετακίνητη μέρα μέσα του

θα φύγεις (φίλησέ με

μέσα βαθιά στη μνήμη σου και

μια μνήμη και μνήμη

εγώ) φίλησέ με (θα φύγω).

Μετάφραση: Mανώλης Χαιρετάκης

Δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Λέξη», τχ. 6, Ιούλιος-Αύγουστος 1981, σελ. 457. E.E. CUMMINGS

 Ο ΘΑΝΑΤΟΣ ΤΗΣ ΠΕΤΕΝΕΡΑΣ

Στο άσπρο το σπιτάκι μέσα

ξεψυχά η αντροχαλάστρα.

Εκατό φοράδες κάνουν σούζα.

Πεθαμένους έχουν αναβάτες.

Αναβοσβήνουν τ’ αστεράκια

των λαμπαδοκεριών τριγύρω,

κι η μουαρέ της φούστα τρέμει

στους μπρούντζινους μηρούς της πάνω.

Εκατό φοράδες κάνουν σούζα.

Πεθαμένους έχουν αναβάτες.

Ίσκιοι μακριοί κι ακονισμένοι

απ’ ορίζοντες θαμπούς θα μπούνε

και η μπάσα της κιθάρας κόρδα

τινάζεται μεμιάς και σπάει.

Εκατό φοράδες κάνουν σούζα.

Πεθαμένους έχουν αναβάτες.

Μετάφραση: Γιώργος Κεντρωτής

FEDERICO GARCÍA LORCA

ΑΛΗΘΕΙΑ

Έτσι ως το θάνατο, πρόσωπα ενωμένα,

Αδέξιες κινήσεις της καρδιάς στο ξανακερδισμένο σώμα.

Και πάνω του να πεθαίνεις, άκρα αλήθεια,,

Σ’ αυτό το σώμα παρατημένο στ’ αδυνατισμένα χέρια σου.

Η οσμή του αίματος θά ’ναι το αγαθό που ζητούσες,

Τόσον ελάχιστον, αχτιδοβολώντας σε μια σέρα από πορτοκαλιές.

Ο ήλιος θα στριφογυρίζει, με τη ζωηρή αγωνία του

Φωτίζοντας τον τόπο όπου όλα φανερώθηκαν.

Μετάφραση: Μηνάς Δημάκης & Χριστόφορος Λιοντάκης

Από το βιβλίο: Υβ Μπονφουά, «Ποιήματα», μετάφραση: Μηνάς Δημάκης & Χριστόφορος Λιοντάκης, Εκδόσεις Καστανιώτη, Αθήνα 1985, σελ. 55.

Φωτογραφίες: © Κωνσταντίνος Βακουφτσής

Ποίηση: Φρήντριχ Χαίλντερλιν, ALEJANDRO NICOTRA, Μίνως Ζώτος, Charles Baudelaire, E.E. CUMMINGS, YVES BONNEFOY, FEDERICO GARCÍA LORCA.

Ο πραγματικός Άρχοντας των Δαχτυλιδιών. This planet’s rings make Saturn look puny

Οι δακτύλιοι είναι τόσο μεγάλοι που σχεδόν κρύβουν το μητρικό άστρο του πλανήτη στα αριστερά της εικόνας. Artist's conception of the extrasolar ring system circling the young giant planet or brown dwarf J1407b is shown. The rings are shown eclipsing the young sun-like star J1407, as they would have appeared in early 2007. The best fit model is consistent with a system of at least 30 rings, and there are gaps where satellites ("exomoons") may have already formed. Credit: Ron Miller

Αν οι δακτύλιοι του Κρόνου ήταν τόσο μεγάλοι, θα φαίνονταν μεγαλύτεροι και από τη Σελήνη στον ουρανό της Γης. Είναι οι δακτύλιοι ενός γιγάντιου πλανήτη σε απόσταση 434 ετών φωτός, οι πρώτοι που ανακαλύπτονται εκτός του Ηλιακού Συστήματος.

Σούπερ Κρόνος

Γιγάντιος πλανήτης με 30 δακτύλιους θα έκανε τον Κρόνο να... ντρέπεται. Saturn in natural light. Image Credit: NASA/ESA

«Ο πλανήτης αυτός είναι πολύ μεγαλύτερος από τον Κρόνο και τον Δία, και το σύστημα των δακτυλίων του είναι περίπου 200 φορές μεγαλύτερο από τους δακτυλίους του Κρόνου» λέει ο Ερικ Μάμαγιεκ του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ στις ΗΠΑ, μέλος της ερευνητικής ομάδας που περιέγραψε τους δακτυλίους.

Ο πλανήτης περιφέρεται γύρω από το μικρό άστρο J1407 και έχει πάρει την ονομασία J1407b. Πρέπει να είναι ένας γίγαντας από αέριο, 40 φορές μεγαλύτερος από τον Κρόνο, και περιβάλλεται από τουλάχιστον 30 δακτυλίους, καθένας από τους οποίους εκτείνεται σε απόσταση δεκάδων εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Η ομάδα του Μάμαγιεκ κατάλαβε ότι κάτι περίεργο συμβαίνει όταν ανέλυσε δεδομένα του ερευνητικού προγράμματος SuperWASP, σχεδιασμένου να ανιχνεύει μεγάλους πλανήτες την ώρα που περνούν μπροστά από τα μητρικά άστρα τους.

Κρυβόταν

This animation shows the large exorings around sun-like star J1407, which are markedly larger and heavier than Saturn's. (Matthew Kenworthy, Eric Mamajek/Leiden Observatory and University of Rochester)

Το περίεργο ήταν ότι κάποιο γιγάντιο, μυστηριώδες αντικείμενο έκρυψε το άστρο για ολόκληρους μήνες. Και η ανάλυση υπέδειξε ότι επρόκειτο για έναν γιγάντιο δίσκο σκόνης. «Οι λεπτομέρειες που βλέπουμε στην καμπύλη του φωτός είναι απίστευτες» σχολιάζει ο Μάθιου Κένγουορθι, συνεργάτης του Μάμαγιεκ στο Αστεροσκοπείο του Λάιντεν στην Ολλανδία.

«Η έκλειψη [του άστρου] διήρκεσε αρκετές εβδομάδες, είδαμε όμως ταχύτατες μεταβολές, σε χρονικές κλίμακες των μερικών δεκάδων λεπτών, ως αποτέλεσμα της λεπτής δομής των δακτυλίων», δηλαδή των κενών ανάμεσα στους δακτύλιους. «Το άστρο J1407 βρίσκεται υπερβολικά μακριά για να μπορούμε να το παρατηρήσουμε άμεσα, μπορέσαμε όμως να δημιουργήσουμε ένα ακριβές μοντέλο [των δακτυλίων] βασιζόμενοι στις ταχείες μεταβολές της φωτεινότητας καθώς το φως του άστρου περνούσε μέσα από το σύστημα δακτυλίων» εξηγεί ο ερευνητής.

Τα χαρακτηριστικά

The rings around J1407b are so large that if they were put around Saturn, we could see the rings at dusk with our own eyes and camera phones. Here the rings as they would be seen in the skies of Leiden, above the Old Observatory. (Credit: M. Kenworthy/Leiden)

Σύμφωνα με τη νέα μελέτη των δύο ερευνητών, η οποία έχει γίνει δεκτή για δημοσίευση στο έγκριτο Astrophysical Journal, το σύστημα δακτυλίων έχει διάμετρο 120 εκατομμύρια χιλιόμετρα, πάνω από 200 φορές μεγαλύτερο σε σχέση με τους δακτλίους του Κρόνου.

Το υλικό που περιέχει εκτιμάται ότι έχει μάζα συγκρίσιμη με τη μάζα της Γης και αποτελείται από μικρά σωματίδια σκόνης και πάγου.Οι ερευνητές εντόπισαν τουλάχιστον ένα κενό στη δομή των δακτυλίων, και πιστεύουν ότι δημιουργήθηκε από έναν νεογέννητο δορυφόρο που συσσωρεύει νέο υλικό καθώς κινείται στην τροχιά του.

Καθώς το υλικό των δακτυλίων συμπυκνώνεται και σχηματίζει νέα φεγγάρια, οι δακτύλιοι θα γίνονται πιθανότατα όλο και λεπτότεροι και τελικά θα εξαφανιστούν σε μερικά εκατομμύρια χρόνια. Αυτό πιστεύεται εξάλλου ότι συνέβη και στον Δία, ο οποίος ίσως περιβαλλόταν στα αρχικά στάδια της ζωής του από έναν παρόμοιο δίσκο σκόνης. Ακόμα και οι δακτύλιοι του Κρόνου πρέπει να ήταν μεγαλύτεροι και πυκνότεροι στο μακρινό παρελθόν, πριν ακόμα σχηματιστούν οι δορυφόροι του πλανήτη.

Το παρελθόν

Another illustration by Ron Miller imagining the ring system for the companion to J1407.

Με άλλα λόγια, το σύστημα του J1407b προσφέρει μια εικόνα για το παρελθόν του Ηλιακού Συστήματος, έστω κι αν είναι μια εικόνα σε μεγέθυνση. «Η κοινότητα της πλανητικής επιστήμης υποθέτει εδώ και δεκαετίες ότι οι πλανήτες σαν τον Δία και τον Κρόνο πρέπει να περιβάλλονταν στα αρχικά τους στάδια από δίσκους σκόνης που οδήγησαν αργότερα στον σχηματισμό δορυφόρων» λέει ο Μάμαγιεκ. «Μέχρι όμως να ανακαλύψουμε αυτό το αντικείμενο το 2012, κανείς δεν είχε δει ένα τέτοιο σύστημα δακτυλίων» επισημαίνει. Αυτό που έχουμε δει, όμως, είναι οι δίσκοι σκόνης που περιβάλλουν νεογέννητα άστρα και σχηματίζουν τελικά ολόκληρους πλανήτες αντί για φεγγάρια.

Η Γη στο υπέρυθρο. Planet Earth In Infrared

Σπάνιο βίντεο της Γης σε υπέρυθρη λήψη. Here's something you don't see every day: An ultra-HD time-lapse of Earth, as seen in infrared.

Η Γη μοιάζει με γυάλινη σφαίρα μέσα στην οποία κάποιος φύσηξε καπνό. Υπέρυθρες εικόνες από μετεωρολογικούς δορυφόρους συνενώθηκαν σε ένα εντυπωσιακό timelapse που δείχνει την ατμόσφαιρα να αναδεύεται και να πάλλεται.

A timelapse of planet Earth in infrared light, showing the fluid motion of water vapor in the atmosphere. This animation was produced from images taken by the geostationary GOES 13 and GOES 15 satellites. The images are from the IR3 channel, which is sensitive to wavelengths of 6.5 um. 700 frames with a resolution of 3600x3000 were downloaded from each satellite over a period from November 30th, 2014, to January 26th, 2015. The frames were processed to remove image artifacts, played at 7fps and interpolated by a factor of four. The resulting animation plays at a speed of 21 hours/second. The animations have been synchronized and are played side by side. Image credit: NASA. Processing: James Tyrwhitt-Drake

Το βίντεο αναρτήθηκε στο YouTube από τον Τζέιμς Τάιργουιτ-Ντρέικ, φοιτητή προηγμένης μικροσκοπίας που ασχολείται με το Διάστημα ως χόμπι.

Ο Τάιργουιτ-Ντρέικ συγκέντρωσε 700 εικόνες που μετέδωσαν οι αμερικανικοί δορυφόροι GOES 13 και 15 το διάστημα 30 Νοεμβρίου 2014 έως 26 Ιανουαρίου 2015.

Οι δύο δορυφόροι βρίσκονται σε γεωστατική τροχιά, παραμένουν δηλαδή διαρκώς πάνω από το ίδιο σημείο της Γης σε ύψος 35.800 χιλιομέτρων. Ο ένας έχει στο κέντρο του οπτικού πεδίου του τον Ειρηνικό Ωκεανό, ενώ ο δεύτερος κοιτά την Κεντρική Αμερική.

Δεδομένου ότι οι εικόνες από το υπέρυθρο κανάλι των δορυφόρων έχουν ανάλυση 3600 x 3000 εικονοστοιχεία, το timelapse είναι διαθέσιμο και σε ανάλυση 4K. Κάθε δευτερόλεπτο στο παραπάνω timelapse αντιστοιχεί σε χρονικό διάστημα 21 ημερών.

H υπέρυθρη ακτινοβολία που καταγράφουν οι δορυφόροι αντιστοιχούν στην εκπομπή θερμικής ακτινοβολίας από τη Γη στο Διάστημα.

Το αόρατο αυτό φως εκπέμπεται από το έδαφος και τους ωκεανούς, καθώς όμως ταξιδεύει προς τον ουρανό συναντά τα σύννεφα και τους υδρατμούς της ατμόσφαιρας που απορροφούν τα υπέρυθρα μήκη κύματος. Αυτό σημαίνει ότι το βίντεο δείχνει ουσιαστικά ένα καλειδοσκόπιο καταιγίδων και ανέμων που περιδινίζονται στην ατμόσφαιρα καλύπτοντας την επιφάνεια.

Νέο υποψήφιο «συστατικό» της σκοτεινής ύλης. Could a new proposed particle help to detect dark matter?

Παρόλο που η σκοτεινή ύλη αντιστοιχεί στο 85% της ύλης που απαρτίζει το σύμπαν, μέχρι σήμερα δεν έχει ανιχνευθεί ώστε να εξακριβωθεί από ποιο είδος σωματιδίων αποτελείται. A massive cluster of yellowish galaxies, seemingly caught in a red and blue spider web of eerily distorted background galaxies, makes for a spellbinding picture from the new Advanced Camera for Surveys aboard NASA's Hubble Space Telescope. To make this unprecedented image of the cosmos, Hubble peered straight through the center of one of the most massive galaxy clusters known, called Abell 1689. The gravity of the cluster's trillion stars — plus dark matter — acts as a 2-million-light-year-wide lens in space. This gravitational lens bends and magnifies the light of the galaxies located far behind it. Some of the faintest objects in the picture are probably over 13 billion light-years away (redshift value 6). Strong gravitational lensing as observed by the Hubble Space Telescope in Abell 1689 indicates the presence of dark matter. Credit: NASA, N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Racah Institute of Physics/The Hebrew University), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI),G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), the ACS Science Team and ESA

Ένα νέο υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο προτείνουν ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον και το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ, με μια καινούρια θεωρία σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης.

Παρόλο που η σκοτεινή ύλη αντιστοιχεί στο 85% της ύλης που απαρτίζει το σύμπαν, μέχρι σήμερα δεν έχει ανιχνευθεί ώστε να εξακριβωθεί από ποιο είδος σωματιδίων αποτελείται.

Έτσι, η ύπαρξή της συνάγεται μόνο έμμεσα, δηλαδή από τη βαρυτική της αλληλεπίδραση σε κοσμικές δομές, όπως για παράδειγμα στους γαλαξίες.

Επίσης, αν και ορισμένες προγενέστερες θεωρίες έχουν προβλέψει υποατομικά σωματίδια με ιδιότητες που θα εξηγούσαν τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης στο σύμπαν, τουλάχιστον προς το παρόν δεν έχουν επιβεβαιωθεί από την πρώτη φάση πειραμάτων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN στη Γενεύη.

Researchers have proposed a new fundamental particle which could explain why no one has managed to detect 'Dark Matter', the elusive missing 85 per cent of the Universe's mass. Dark Matter is thought to exist because of its gravitational effects on stars and galaxies, gravitational lensing (the bending of light rays) around these, and through its imprint on the Cosmic Microwave Background (the afterglow of the Big Bang). Despite compelling indirect evidence and considerable experimental effort, no one has managed to detect Dark Matter directly. (Credit: Thinkstock)

Όπως περιγράφουν οι επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Scientific Reports, η μάζα του σωματιδίου που προτείνουν είναι πολύ μικρή, μόλις 0,02% της μάζας του ηλεκτρονίου.

Αν και δεν αλληλεπιδρά με το φως, με συνέπεια να μην μπορεί να γίνει αντιληπτό από τα αστρονομικά όργανα, αλληλεπιδρά και μάλιστα ισχυρά με τη συμβατική ύλη. Στην πραγματικότητα, αντίθετα από άλλα υποψήφια «συστατικά» της σκοτεινής ύλης, το σωματίδιο αυτό δεν μπορεί να διαπεράσει τη γήινη ατμόσφαιρα.

Εφόσον το σωματίδιο σκοτεινής ύλης χ αλληλεπιδρά με την ατμόσφαιρα της Γης, η πειραματική διάταξη ανίχνευσής του πρέπει να βρίσκεται στο διάστημα. (a), Location of the space-craft at Lagrange point 2 in the context of our solar system (not to scale). (b), Close-up of the optical arrangement: a compound objective lens provides high numerical aperture focusing for laser light to create a gradient-force dipole trap for a micron-scale particle. Light, which diverges strongly after the particle, is collected by a lens. Interference between the laser light and the light scattered coherently by the particle gives rise to a difference in intensity across the cross-section which, when measured by balanced photodiodes (PDs), provides sub-wavelength position information in three dimensions. (c), A further close-up, showing s-wave scattering of a χ DM particle, with an approximately plane-wave incident wavefunction and an example scattering outgoing direction with the associated recoil of the test particle.

Επομένως, σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι απίθανο να ανιχνευθεί από επίγεια όργανα. Γι’ αυτό και οι επιστήμονες σχεδιάζουν να το αναζητήσουν μέσω πειραμάτων στο διάστημα.

Έξω από τη γήινη ατμόσφαιρα, όπως προβλέπουν, ειδικά νανοσωματίδια θα δεχθούν καθοδικές δυνάμεις από τη ροή της σκοτεινής ύλης στην οποία θα εκτεθούν. Αν η θεωρία τους ευσταθεί, τότε μετρώντας τη θέση των νανοσωματιδίων με μεγάλη ακρίβεια, θα μπορέσουν να προσδιορίσουν στοιχεία για τη φύση αυτού του «συστατικού».

Όπως αναφέρει στην ανακοίνωση της ομάδας ο Τζέιμς Μπέιτμαν από το Τμήμα φυσικής του πανεπιστήμιου του Σαουθάμπτον, ο οποίος συνυπογράφει το άρθρο: «Η δουλειά μας συνδυάζει πολλούς διαφορετικούς κλάδους της φυσικής: παρατηρησιακή αστρονομία ακτίνων Χ, πειραματική κβαντική οπτική και φυσική στοιχειωδών σωματιδίων. Το σωματίδιο που προτείνουμε είναι τελείως θεωρητικό, μέχρι σήμερα ωστόσο δεν υπάρχουν παρατηρήσεις ή πειράματα που να αποκλείουν την ύπαρξή του. Η σκοτεινή ύλη είναι ένα από τα σημαντικά άλυτα προβλήματα της σύγχρονης φυσικής».

Από την άλλη μεριά, ο Αλεξάντερ Μέρλε από το γερμανικό ινστιτούτο Μαξ Πλανκ, που συνυπογράφει την έρευνα, σημειώνει πως υπάρχει «χώρος» για νέα μοντέλα σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης. Κι αυτό γιατί για καμία από τις υπάρχουσες θεωρίες δεν έχει υπάρξει μέχρι σήμερα η παραμικρή ένδειξη που να συνηγορεί υπέρ της.

«Αυτή τη στιγμή, τα πειράματα για τη σκοτεινή ύλη δεν δίνουν κανένα σαφή προσανατολισμό και, με δεδομένο πως ούτε στον Μεγάλο επιταχυντή Αδρονίων δεν έχουν βρεθεί ενδείξεις για μια νέα φυσική θεωρία, ίσως ήρθε η ώρα να στραφούμε σε εναλλακτικές εξηγήσεις. Ολοένα περισσότεροι φυσικοί συμφωνούν με αυτή την άποψη, ενώ η πρότασή μας αποτελεί μπορεί να ανταγωνισθεί τα σημαντικότερα μοντέλα που έχουν διατυπωθεί έως τώρα».