H επιστήμη του… ποπκόρν. Popcorn's perfect recipe revealed

Γάλλοι επιστήμονες έλυσαν το μυστήριο πίσω από το «σκάσιμο» των σπυριών του καλαμποκιού. Scientists in France have worked out the critical temperature at which popcorn bursts.

Εδώ και δεκαετίες τους επιστήμονες απασχολούσε ένα καυτό και… τραγανό ζήτημα: η επιστήμη πίσω από το «σκάσιμο» του ποπκόρν! Τον γρίφο υποστηρίζουν ότι έλυσαν γάλλοι ερευνητές από το Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας (CNRS) στο Παρίσι, με τη βοήθεια κινηματογραφικών λήψεων υψηλής ταχύτητας, ηχογραφήσεις κατά τη διάρκεια της όλης διαδικασίας αλλά και τη θεωρία της θερμοδυναμικής.

Στον πυρήνα της απόλαυσης

Με το σάλτο ενός ακροβάτη παρομοιάζουν οι γάλλοι επιστήμονες την εκτόξευση του ποπκορν κατά το ψήσιμο. The analysis revealed a starchy "leg" which shoots out and propels the kernel into the air.

Βάσει των ευρημάτων τους, το χαρακτηριστικό «ποπ» ενός σπυριού καλαμποκιού οφείλεται στην υγρασία που κρύβει στο εσωτερικό του η οποία με τη θερμότητα μετατρέπεται σε ατμό, που προσπαθεί να δραπετεύσει.  Κατά την απελευθέρωση του εσωτερικού ατμού, το καλαμπόκι «σκάει» και η κοιλότητα που δημιουργείται λειτουργεί ως «ακουστικός ενισχυτής» οδηγώντας στο δυνατό ποπ που φτάνει ως τα αυτιά μας. «Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και με τον φελλό της σαμπάνιας» εξηγούν οι επιστήμονες.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν αρχικά την τεχνική αστραπιαίας απεικόνισης με σκοπό να μελετήσουν τη δυναμική των φυτών π.χ. το πώς τα δέντρα δεν σπάνε κατά τη διάρκεια μιας σφοδρής κακοκαιρίας.

«Ουσιαστικά εκμεταλλευτήκαμε την τεχνική αυτή για να μελετήσουμε… το μυστήριο και εντυπωσιακό άλμα του ποπκόρν» αναφέρει ο ερευνητής Εμανουέλ Βιρό, κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Εξετάζοντας τις μικρές “ανατινάξεις” των σπυριών του καλαμποκιού, παρατηρήσαμε ότι το εν λόγω φαινόμενο είχε ιδιαίτερο ενδιαφέρον από την πλευρά της Φυσικής».

Τραγανό… σάλτο

Φωτογραφικό υλικό από τις λήψεις των ειδικών, όπου φαίνεται η αντιπαραβολή της κίνησης κατά το σκάσιμο του ποπκόρν (a) και του σάλτου ενός ακροβάτη (b). Fractures and jumps. (a) Snapshots of the somersault of a piece of popcorn while heated on a hot plate, 350°C (see electronic supplementary material, movie S1). We assume that the displacement in the y-direction is small compared to the displacements in the x–z plane because the kernel stays in the depth of field of the camera which is about 3 mm. (b) The fracture of Impatiens glandulifera seedpod, adapted from Deegan. (c) The snapshots of the somersault of a gymnast, adapted from Muybridge.

Σύμφωνα με τους ειδικούς, τα σπυριά του καλαμποκιού περιέχουν νερό σε επίπεδα που αγγίζουν το 14%, το οποίο μετατρέπεται σε ατμό όταν αυτά εκτεθούν σε μια θερμοκρασία της τάξεως των 100 βαθμών Κελσίου. Το εξωτερικό περίβλημα του καρπού, προσθέτουν, λειτουργεί ως μία μίνι-χύτρα ταχύτητας, που οδηγεί το σπυρί στο απολαυστικό σκάσιμο, αποκαλύπτοντας τη λευκή ψημένη νιφάδα.

Όπως αναφέρουν οι γάλλοι ερευνητές με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Journal ofthe Royal Society Interface», η θερμοκρασία σκασίματος του ποπκόρν αγγίζει τους 180 βαθμούς Κελσίου.

Με τη βοήθεια της κάμερας με ταχύτητα καταγραφής εικόνας 2.900 καρέ ανά δευτερόλεπτο, οι ερευνητές κατέγραψαν τον τρόπο με τον οποίο το ποπκορν εκτοξεύεται στον αέρα, χάρη σε ένα λευκό «ποδαράκι» που αποκαλύπτεται ξαφνικά κατά το σκάσιμό του. Μελετώντας το υλικό, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το κυκλικό άλμα του ποπκόρν θυμίζει σάλτο ακροβάτη.

Τετραπλή αστρική κύηση! Astronomers catch multiple-star system in first stages of formation

Για πρώτη φορά εντοπίζεται η δημιουργία τετράδυμων άστρων. Large scale Herschel image of the dust in the region in blue, with the dense gas low resolution image in green, and the dense gas high-resolution image displaying filaments in red. Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Πρώτη αφορά οι αστρονόμοι παρατήρησαν τέσσερα άστρα - έμβρυα να αναπτύσσονται ταυτόχρονα στην «μήτρα» ενός τεράστιου νέφους αερίων, στην περιοχή του αστερισμού του Περσέα. Η ανακάλυψη επιβεβαιώνει την θεωρία ότι τα περισσότερα άστρα στο σύμπαν δεν ξεκινούν τη ζωή τους ως «μοναχοπαίδια», αλλά ως «δίδυμα», «τρίδυμα» ή -όπως στη συγκεκριμένη περίπτωση- ως «τετράδυμα».

Καταπληκτική παρατήρηση

Close up of Image 1 to focus in the region forming the stars. Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι πάνω από τα μισά άστρα στον γαλαξία μας διαθέτουν ένα τουλάχιστον συνοδό άστρο, όπως άλλωστε συμβαίνει και με το κοντινότερο στον Ήλιο μας άστρο, τον Άλφα του Κενταύρου, που είναι ένα τριπλό αστρικό σύστημα. Μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι έχουν κάνει ελάχιστες παρατηρήσεις που να δείχνουν κατά πόσο τα άστρα σε αυτά τα διπλά, τριπλά, τετραπλά και πολλαπλά αστρικά συστήματα γεννιούνται ταυτόχρονα ή διαδοχικά. Η νέα ανακάλυψη ενισχύει την πρώτη εκδοχή.

Τα τέσσερα «μωρά» φαίνεται να έχουν ηλικία κάτω των 100.000 ετών και συναποτελούν το νεανικότερο πολλαπλό σύστημα άστρων που έχει ποτέ ανακαλυφθεί. Τα τέσσερα άστρα βρίσκονται σε φάση παράλληλης ανάπτυξης από το ίδιο νέφος αερίων και σκόνης και είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους σε ένα ενιαίο σύστημα.

A triple star system forming within a dense gas filament in a numerical simulation modeling a group of forming stars. The color indicates the gas density, where lighter colors are higher densities. Rhe image is about 10,000 astronomical units across where the projected separations between the three objects is about 2,000 and 4,000 AU. Credit: UMass Amherst

Απέχουν μεταξύ τους τρεις έως τέσσερις χιλιάδες αστρονομικές μονάδες (μια αστρονομική μονάδα είναι η απόσταση Γης - Ήλιου), μια πολύ μεγάλη απόσταση για πολλαπλό αστρικό σύστημα, καθώς τα «δίδυμα» άστρα συνήθως απέχουν δέκα έως 100 αστρονομικές μονάδες. Κανείς δεν μπορεί να προβλέψει με σιγουριά τι θα συμβεί στα τέσσερα «αδελφάκια», αλλά θεωρείται πιθανό ότι το σύστημά τους θα διαλυθεί, καθώς κάποια στιγμή -εξαιτίας των ασταθών βαρυτικών αλληλεπιδράσεων- δύο από τα άστρα θα εκτιναχθούν μακριά από τα υπόλοιπα, στην μοναξιά του διαστήματος.

Ένα γεννήθηκε τα άλλα… έρχονται

Καλλιτεχνική απεικόνιση του τετραπλού αστρικού συστήματος που βρίσκεται υπό... εκκόλαψη. Artist impression of the results. Left panel shows the star and three dense gas condensations system. Right panel shows the system after the stars are formed out of the condensations. Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Προς το παρόν πάντως, και τα τέσσερα κινούνται συντονισμένα ως μια «οικογένεια». Τρία από αυτά είναι ακόμη σφαίρες αερίων μέσα στο ευρύτερο μητρικό νέφος αερίων και θα χρειαστούν ακόμη γύρω στα 40.000 χρόνια για να «γεννηθούν», δηλαδή για να γίνουν άστρα. Το τέταρτο είναι κιόλας ένα νεογέννητο άστρο, καθώς έχει ήδη υποστεί βαρυτική κατάρρευση, με συνέπεια να έχει κιόλας πυροδοτήσει την πύρινη φλόγα στην «καρδιά» του, δηλαδή έχει θέσει σε λειτουργία τις εσωτερικές πυρηνικές αντιδράσεις που το κάνουν να καίει και να λάμπει.

Η συνδυασμένη παρατήρηση από τρία διαφορετικά τηλεσκόπια έγινε από ομάδα επιστημόνων από διάφορα ευρωπαϊκά και αμερικανικά πανεπιστήμια, με επικεφαλής τον Χαϊμί Πινέδα του Ινστιτούτου Αστρονομίας του ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Ζυρίχης (ΕΤΗ) και του γερμανικού Ινστιτούτου Εξωγήινης Φυσικής Μαξ Πλανκ, ενώ η σχετική δημοσίευση έγινε στην επιθεώρηση «Nature».

Κώδικας... Βαν Γκογκ. Is van Gogh's Starry Night a painting of Galaxies? Bright swirls are based on distant cosmic spirals, claims expert

Η περίφημη «Έναστρη νύχτα» ίσως αποτελεί το «πορτρέτο» του γαλαξία Μ51Α. US artist Michael Benson says the Whirlpool Galaxy inspired van Gogh. The Dutch painter created arguably his most famous work - The Starry Night (shown) - in 1889 from the view out of his asylum window.

Τον Ιούνιο του 1889, ενώ βρισκόταν σε άσυλο στην Προβηγκία προσπαθώντας να ξεπεράσει τα ψυχολογικά του προβλήματα, ο Βίνσεντ βαν Γκογκ κοιτώντας έξω από το δωμάτιό του εμπνέεται από τον νυχτερινό ουρανό και ζωγραφίζει ένα από τα διασημότερα έργα του, την «Έναστρη νύχτα». Ο πίνακας, ο οποίος σήμερα βρίσκεται στο Μουσείο Μοντέρνας Τέχνης στη Νέα Υόρκη, θεωρείται από πολλούς το κορυφαίο έργο του μεγάλου ζωγράφου. Σύμφωνα με ειδικούς σε αυτόν ο Βαν Γκογκ αποτυπώνει έναν συνδυασμό διαφορετικών καταστάσεων και συναισθημάτων, όπως συνεχή κίνηση, μοναξιά, έντονη χαρά, ηρεμία κ.ά.

Ορισμένες από τις εικόνες που έχουν καταγράψει τα επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια από τον Μ51Α ή Γαλαξία της Δίνης, που θυμίζει αρκετά είναι η αλήθεια τους σχηματισμούς της «Έναστρης νύχτας». The Whirlpool Galaxy is about 23 million light-years away and is roughly the size of the Milky Way at about 60,000 light-years in diameter. This image taken by the Hubble Space Telscope shows the Whirlpool Galaxy (M51A or NGC 5194) on the left, while the smaller object in the upper right is M51B or NGC 5195.

Τώρα ο αμερικανός εικαστικός και φωτογράφος Μάικλ Μπένσον εξέδωσε ένα βιβλίο στο οποίο υποστηρίζει ότι οι ουράνιοι σχηματισμοί στον πίνακα του Βαν Γκογκ είναι σπειροειδείς γαλαξίες. Ο βρετανός αστρονόμος Γουίλιαμ Πάρσονς στα μέσα του 19ου αιώνα είχε φτιάξει ένα σκίτσο του Μ51Α, ενός σπειροειδούς γαλαξία με ιδιαίτερα καθαρή δομή βραχιόνων, ο οποίος εξαιτίας του σχήματός του έχει ονομαστεί από τους αστρονόμους Γαλαξίας της Δίνης. 

In 1850, an astronomer depicted what a distant spiral galaxy might look like for the first time. Lord Rosse's Whirlpool Galaxy drawing (shown) may have inspired van Gogh, according to Mr Benson. At the time, though, it was thought this was a nebula, and not another galaxy. This 1845 print was modeled after William Parsons's drawing of the nebula M51, now called the “Whirlpool Galaxy.” It is about 23 million light-years away and roughly the size of the Milky Way. Credit: Courtesy of the University of Cambridge Institute of Astronomy Library

Ο Μπένσον πιστεύει ότι ο Βαν Γκογκ είτε λίγο προτού πάει στο άσυλο είτε ενώ βρισκόταν εκεί (πιθανώς στη βιβλιοθήκη του ασύλου) είδε το σκίτσο του συγκεκριμένου γαλαξία και τον χρησιμοποίησε ως «μοντέλο» στον πίνακά του.

Δεν είναι όμως η πρώτη φορά που η «Έναστρη νύχτα» γίνεται αντικείμενο επιστημονικής μελέτης. Ομάδα φυσικών σε μελέτη τους στην επιθεώρηση «Nature» έχουν υποστηρίξει ότι οι χαοτικές δίνες του πίνακα ακολουθούν με ακρίβεια τις μαθηματικές περιγραφές των αναταράξεων σε ρευστά υλικά, όπως οι στροβιλισμοί του νερού σε ένα ταραγμένο ρυάκι ή οι πραγματικοί ανεμοστρόβιλοι.

Τα ηλιοτρόπια ήταν μεταλλαγμένα!

Vincent van Gogh, "Vase With Fifteen Sunflowers", 1888. Τα ηλιοτρόπια χωρίς σκούρο κέντρο δεν αποτελούν έμπνευση του Βαν Γκογκ αλλά μια σπάνια μεταλλαγμένη ποικιλία.

Οι πίνακες με ηλιοτρόπια είναι από τα πιο χαρακτηριστικά έργα του Βίνσεντ βαν Γκογκ. Σε κάποια από τα ηλιοτρόπια που εμφανίζονται στα έργα του ολλανδού ζωγράφου απουσιάζει ο μεγάλος μαύρος «πυρήνας» και την παράσταση κλέβουν πλούσια λαμπερά πέταλα. Ως πρόσφατα όλοι πίστευαν ότι επρόκειτο απλώς για μια εικαστική παρέμβαση του Βαν Γκογκ.

A typical sunflower is on the left, a double-flowered variety in the middle and a tubular mutant in the third box. Arrows point out double-flowered mutants in Van Gogh's painting. Credit: John Burke, University of Georgia

Ωστόσο ερευνητική ομάδα στις ΗΠΑ υποστηρίζει ότι ο ζωγράφος αποτύπωσε πιστά αυτό το οποίο είχε μπροστά του και δεν ήταν άλλο από μια σπάνια μεταλλαγμένη ποικιλία ηλιοτροπίων.

A typical sunflower with a dark center and a mane of large yellow 'petals'. Credit: Wikimedia Commons

Το «τυπικό» ηλιοτρόπιο έχει έναν μεγάλο σκούρο «πυρήνα» που αποτελείται από σπόρους του φυτού και γύρω από τον οποίο βρίσκονται κίτρινα πέταλα. Υπάρχουν όμως και διαφορετικές ποικιλίες: κάποιες διαθέτουν διπλή σειρά πετάλων, ενώ σε άλλες το κέντρο καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος του άνθους και τα πέταλα είναι πολύ αδύναμα και σχεδόν κρέμονται στις άκρες του λουλουδιού.

A Teddy Bear sunflower is one of several double-flowered mutants. Credit: Wikimedia Commons

Οι διαφορές αυτές οφείλονται σε γονιδιακές μεταλλάξεις. Σύμφωνα με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Τζόρτζια τα «επίμαχα» ηλιοτρόπια στους πίνακες του Βαν Γκογκ ανήκαν σε μία από αυτές τις μεταλλαγμένες ποικιλίες, η οποία όμως είναι εξαιρετικά σπάνια, και έτσι όλοι θεωρούσαν ότι αποτελούσαν έμπνευση του ζωγράφου. Οι επιστήμονες ανέφεραν μάλιστα ότι εντόπισαν το γονίδιο που κρύβεται πίσω από τις διαφορετικές ποικιλίες ηλιοτροπίων. Η έρευνα δημοσιεύθηκε το 2012 στην επιθεώρηση «Plos Genetics».

Στο κέντρο του Γαλαξία, μια σκοτεινή καρδιά. Evidence for dark matter in the inner Milky Way

Μεγάλες ποσότητες ενός αόρατου υλικού κρύβεται στην καρδιά του «Μίλκι Ουέι». The rotation curve tracers used in the paper over a photo of the disc of the Milky Way as seen from the Southern Hemisphere. The tracers are colour-coded in blue or red according to their relative motion with respect to the Sun. The spherically symmetric blue halo illustrates the dark matter distribution. Credit: Serge Brunier

Η πιο λεπτομερής ανάλυση ως σήμερα επιβεβαιώνει ότι το κεντρικό τμήμα του Γαλαξία μας, το οποίο περιλαμβάνει και το Ηλιακό Σύστημα, πρέπει να βρίθει από σκοτεινή ύλη, αυτό το αόρατο, μυστηριώδες συστατικό που αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο μέρος της ύλης του Σύμπαντος.

Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης έγινε αντιληπτή τη δεκαετία του 1970, όταν οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι τα άστρα που βρίσκονται στην εξωτερική ζώνη των σπειροειδών γαλαξιών, μακριά από το κέντρο, κινούνται ταχύτερα από ό,τι θα έπρεπε.

Η μόνη εξήγηση είναι οι γαλαξίες περιβάλλονται από ένα στεφάνι σκοτεινής ύλης, η οποία επιδρά στην κίνηση των άστρων μέσω της βαρυτικής έλξης της. Το υλικό αυτό είναι ουσιαστικά αόρατο αφού δεν εκπέμπει και δεν απορροφά το φως.

Μέχρι σήμερα, όμως, παρέμενε ασαφές αν το ίδιο μυστηριώδες συστατικό υπάρχει και στα κέντρα των γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας «Μίλκι Ουέι».

Ο βασικός λόγος είναι ότι η θέση στην οποία βρίσκεται η Γη εμποδίζει την ακριβή εκτίμηση της ταχύτητας με την οποία περιστρέφονται τα άστρα γύρω από το γαλαξιακό κέντρο.

Τα τελευταία ευρήματα

Βρίθει από σκοτεινή ύλη αποκαλύπτουν οι τελευταίες παρατηρήσεις διεθνούς ομάδας ερευνητών. Measuring the rotation of gas and stars allows astronomers to effectively ‘weigh’ the host galaxy and find out its total mass.These measurements showed that the visible matter only accounts for a fraction of the total weight. Pictured is the most detailed computer simulation revealing dark matter density in the universe.

Στην τελευταία μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Physics», διεθνής ομάδα ερευνητών αναλύει όλα τα διαθέσιμα στοιχεία για τις ταχύτητες περιστροφής των άστρων στην κεντρική περιοχή του γαλαξία, και εξέτασαν πώς η ταχύτητα ποικίλει ανάλογα με την απόσταση κάθε άστρου από το κέντρο.

Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν τις καλύτερες διαθέσιμες εκτιμήσεις για το περιεχόμενο του Γαλαξία σε κανονική ύλη και υπολόγισαν ποιες θα ήταν οι ταχύτητες περιστροφής των άστρων αν δέχονταν τη βαρυτική επίδραση μόνο αυτής της κανονικής ύλης.

Η ανάλυση αποκάλυψε διαφορές ανάμεσα στις παρατηρούμενες και τις εκτιμώμενες ταχύτητες. «Η παρατηρούμενη περιστροφή δεν μπορεί να εξηγηθεί παρά μόνο εάν υπάρχουν μεγάλες ποσότητες σκοτεινής ύλης γύρω μας και ανάμεσα σε εμάς και το γαλαξιακό κέντρο» λέει ο Μιγκέλ Πάτο του Πανεπιστημίου της Στοκχόλμης, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Η μέθοδός μας», λέει, «θα επιτρέψει περαιτέρω αστρονομικές παρατηρήσεις για την μέτρηση της κατανομής της σκοτεινής ύλης στον Γαλαξία με πρωτοφανή ακρίβεια. Αυτό θα μας επιτρέψει να τελειοποιήσουμε τις γνώσεις μας για τη δομή και την εξέλιξη του Γαλαξία».

Όπως φαίνεται, οι αστρονόμοι έχουν πλέον μια καλή εικόνα για την κατανομή της σκοτεινής ύλης στο Σύμπαν και το ρόλο της στο σχηματισμό και τη συμπεριφορά των γαλαξιών.

Δεν έχουν όμως ιδέα, και μόνο υποθέσεις μπορούν να κάνουν, για τη σύσταση αυτού του μυστηριώδους υλικού, το οποίο εκτιμάται ότι υπάρχει στο Σύμπαν σε ποσότητες πενταπλάσιες από την κανονική ύλη. Ένα μεγάλο μέρος του Σύμπαντος παραμένει ουσιαστικά αγνοούμενο.

Γαλαξιακό χαμόγελο! The Hubble spotted this smiley face in space!

Κοσμικό φαινόμενο μετατρέπει δύο γαλαξίες σε... emoticon. In the centre of this image, taken with the NASA/ESA Hubble Space Telescope, is the galaxy cluster SDSS J1038+4849 — and it seems to be smiling. (NASA & ESA, acknowledgement to Judy Schmidt)

Το πρόγραμμα Hubble's Hidden Treasures επιτρέπει σε ερασιτέχνες αστρονόμους και γενικά τους απανταχού φίλους του Διαστήματος να... ψαχουλέψουν μέσα στο τεράστιο πλήθος των δεδομένων και καταγραφών του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble με στόχο να εντοπίσουν κάτι που πιθανώς ξέφυγε τα μάτια των επιστημόνων. H ερασιτέχνης αστρονόμος Τζούντι Σμιντ κοιτάζοντας εικόνες από το γαλαξιακό σμήνος SDSS J1038+4849 εντόπισε κάτι πραγματικά ιδιαίτερο.

Πρόκειται για ιδιαίτερα λαμπρούς γαλαξίες του σμήνους οι οποίοι μοιάζουν με τα χαμογελαστά προσωπάκια emoticon που χρησιμοποιούμε όταν γράφουμε κάποιο μήνυμα ή σχόλιο είτε σε υπολογιστή είτε στο κινητό τηλέφωνο. Οι γραμμές και τα τόξα μετατρέπουν τους γαλαξίες σε ένα χαμογελαστό πρόσωπο προκαλούνται από ένα κοσμικό φαινόμενο το οποίο εκμεταλλεύεται η μέθοδος του βαρυτικού φακού (ή μικροφακού) που αναπτύχθηκε πρόσφατα και έχει συμβάλει πολύ στη διαστημική εξερεύνηση τα τελευταία χρόνια.

Η τεχνική

What's large and blue and can wrap itself around an entire galaxy? A gravitational lens mirage. Pictured above, the gravity of a luminous red galaxy (LRG) has gravitationally distorted the light from a much more distant blue galaxy. More typically, such light bending results in two discernible images of the distant galaxy, but here the lens alignment is so precise that the background galaxy is distorted into a horseshoe -- a nearly complete ring. Since such a lensing effect was generally predicted in some detail by Albert Einstein over 70 years ago, rings like this are now known as Einstein Rings. Although LRG 3-757 was discovered in 2007 in data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), the image shown above is a follow-up observation taken with the Hubble Space Telescope's Wide Field Camera 3. Strong gravitational lenses like LRG 3-757 are more than oddities -- their multiple properties allow astronomers to determine the mass and dark matter content of the foreground galaxy lenses. Image Credit: ESA/Hubble & NASA

Η μέθοδος του βαρυτικού φακού βασίζεται σε ένα φαινόμενο που προβλέπεται από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας, και βρίσκει εφαρμογή κυρίως στην αναζήτηση πλανητών. Οι ερευνητές επικεντρώνουν την προσοχή τους όταν ένα άστρο περνάει μπροστά από ένα άλλο, πιο μακρινό άστρο.

Κατά το πέρασμα αυτό το βαρυτικό πεδίο του πιο κοντινού άστρου – το οποίο σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα κάμπτει τον περιβάλλοντα χωροχρόνο – διαθλά το φως του πιο μακρινού άστρου λειτουργώντας σαν μεγεθυντικός φακός μέσα από τον οποίο το άστρο και οι πλανήτες που κινούνται γύρω από αυτό γίνονται ορατά από τη Γη.

Το αποτέλεσμα είναι να αυξάνει το μέγεθος και η φωτεινότητα ενός κοσμικού σώματος ως και 20 φορές. Η ίδια μέθοδος χρησιμοποιείται και για τον εντοπισμό πολύ μακρινών γαλαξιών. Χρησιμοποιούνται ως βαρυτικοί φακοί πολύ μεγάλοι γαλαξίες οι οποίοι στρεβλώνουν και μεγεθύνουν το φως των γαλαξιών που βρίσκονται σε πιο μακρινές αποστάσεις.

Βρέθηκε ο πυρήνας του… πυρήνα της Γης. Heart of Earth's inner core revealed

Όπως φαίνεται μέσα στον πυρήνα της Γης υπάρχει ένας ακόμη. Lying 5,000km beneath our feet, the core is beyond the reach of direct investigation.

Η κρατούσα θεωρία θέλει τον πυρήνα της Γης να χωρίζεται σε δύο στρώματα: έναν εξωτερικό πυρήνα από λιωμένο σίδερο, με μέγεθος μεγαλύτερο από τη Σελήνη, και έναν εσώτερο πυρήνα από συμπαγές σίδερο. Όμως ο εσώτερος πυρήνας του πλανήτη ίσως κρύβει τον δικό του εσώτερο πυρήνα.

H κρυμμένη μάζα

Εντοπίστηκε μια άγνωστη περιοχή στο κέντρο του πλανήτη μας. A research team from the University of Illinois and colleagues in China found earth's inner core has an inner core of its own, with crystals aligned in a different direction. Credit: Lachina Publishing Services

Όταν η νεογέννητη Γη βρισκόταν ακόμα σε διάπυρη κατάσταση, βαριά στοιχεία όπως ο σίδηρος, το νικέλιο και το ουράνιο βυθίστηκαν στο κέντρο του πλανήτη. Περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, το εξωτερικό μέρος του πυρήνα παραμένει καυτό όσο η επιφάνεια του Ήλιου -μια σφαίρα από λιωμένο σίδερο και νικέλιο που κρύβεται περίπου 5.000 χιλιόμετρα κάτω από τα πόδια μας.

Μέσα σε αυτή τη σφαίρα, όμως, κρύβεται μια μικρότερη μάζα από στερεό σίδηρο, περίπου 30% μικρότερη από τη Σελήνη. Είναι ο λεγόμενος εσώτερος πυρήνας, ο οποίος μάλιστα δεν αποκλείεται να περιστρέφεται ταχύτερα από ό,τι η υπόλοιπη Γη.

Αν και βρίσκεται σε στερεά κατάσταση, ο εσώτερος αυτός πυρήνας εκπέμπει θερμότητα, η οποία δημιουργεί ρεύματα λιωμένου σιδήρου στον εξώτερο μανδύα. Δεδομένου ότι ο σίδηρος είναι μαγνητικό υλικό, τα ρεύματα αυτά δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο που τυλίγει όλο τον πλανήτη και μας προστατεύει από φορτισμένα σωματίδια που καταφθάνουν από το Διάστημα. Είναι όμως μια περίπλοκη διαδικασία, η οποία δεν έχει διαλευκανθεί πλήρως.

Τα κύματα

Seismic waves are helping scientists to plumb the world's deepest mystery: the planet's inner core. Thanks to a novel application of earthquake-reading technology, researchers have found that the Earth's inner core has an inner core of its own, which has surprising properties that could reveal information about our planet. The findings are reported in the journal Nature Geoscience.

Ένα νέο στοιχείο δίνει μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Geoscience». Οι ερευνητές στις ΗΠΑ και την Κίνα εξέτασαν πώς διαδίδονται μέσα στον πυρήνα τα σεισμικά κύματα από φυσικές σεισμικές δονήσεις -τη βασική τεχνική για τη μελέτη της εσωτερικής δομής της Γης.

Η ανάλυση έδειξε ότι ο συμπαγής εσώτερος πυρήνας κρύβει έναν δικό του εσώτερο πυρήνα, ο οποίος αποτελείται κι αυτός από συμπαγή σίδερο. Μέσα σε αυτή τη σφαίρα, όμως, οι κρύσταλλοι σιδήρου τείνουν να προσανατολίζονται στον άξονα ανατολής δύσης, ενώ στο εξωτερικό στρώμα του εσώτερου πυρήνα προσανατολίζονται στον άξονα βορρά-νότου.

Επιπλέον, η ανάλυση υποδεικνύει ότι οι κρύσταλλοι του εσώτερου εσώτερου πυρήνα όχι μόνο έχουν διαφορετικό προσανατολισμό αλλά δείχνουν και να συμπεριφέρονται με διαφορετικό τρόπο -ίσως ο σίδηρος αυτής της περιοχής να έχει διαφορετικό κρυσταλλικό πλέγμα.

Παραμένει ασαφές πώς τα νέα ευρήματα, εφόσον βέβαια ευσταθούν επηρεάζουν τα μοντέλα των φυσικών για το μηχανισμό παραγωγής του γήινου μαγνητικού πεδίου και την εξέλιξη της Γης. Σύμφωνα πάντως με τους ερευνητές, το εσώτερο στρώμα του εσώτερου πυρήνα δεν αποκλείεται να εμφανίστηκε λόγω μιας δραματικής αλλαγής πριν από εκατοντάδες ή εκατομμύρια χρόνια, μια αλλαγή που ίσως επηρέασε και το μαγνητικό πεδίο.

«Χωρίς Μέτρο» του Νταμιέν Σαζέλ. “Whiplash” by Damien Chazelle

Μουσική σουίνγκ ταινία - απρόσμενη καμτσικιά στο λαιμό. Κόντρα δασκάλου - μαθητή και κόντρα αλλαγή ρόλων. A promising young drummer enrolls at a cut-throat music conservatory where his dreams of greatness are mentored by an instructor who will stop at nothing to realize a student's potential.

Ο Άντριου, τζαζ ντράμερ με προοπτικές (Miles Teller, τι όνομα;) αποφασίζει να φοιτήσει στην καλύτερη μουσική ακαδημία της χώρας. Θέλει τον καλύτερο δάσκαλο και τον σπουδαιότερο μέντορα κι αυτός βλέπει ότι είναι ο σκληροπυρηνικός Φλέτσερ (J.K. Simmons).

Είναι έτοιμος να ματώσει για να πετύχει κι ο Φλέτσερ ξέρει ότι ο άνθρωπος που θέλει να πετύχει δεν σταματάει μπροστά σε κανένα εμπόδιο. Η σχέση τους θα είναι επεισοδιακή, η σχάση τους εντυπωσιακή και το φινάλε απογειωτικό, αναστροφικό, αποθεωτικό. Ενδόξως ουχί καταστροφικό. Αυτοαναφορικό και απομυθοποιητικό συνάμα.

Εκτός από έξοχες μουσικές και θεσπέσιες ερμηνείες, έξοχο ήχο και στακάτο μοντάζ, σπιρτόζικο σενάριο και άβολες σκέψεις... η ταινία είναι ένας μικρός ταπεινός εξερευνητής ορίων. Πότε ο δάσκαλος ξεπερνάει τα περιθώρια; Πότε γίνεται βλαβερός; Κι αν ψάχνει αυτό το ένα αυριανό κολοσσιαίο ταλέντο, έχει δικαίωμα να πηδάει τους άλλους μέχρι να το 'βρει; Είναι βέβαιο ότι από κάποιον θα το 'βρει;

Κι ο μαθητής; Πότε νιώθει ότι αξίζει να σπάσει τα όριά του; Αρκεί η σκληρή προσπάθεια μέχρις εσχάτων, μέχρι τελικής πτώσεως, για να πετύχει; Η επιτυχία αξίζει το τίμημα; Πότε καταλαβαίνει ότι ξεπέρασε το δάσκαλο; Πότε υπερβαίνει τα πρωτόκολλα ιεραρχίας; Πότε καταλύει τους κώδικες υπακοής και πειθαρχίας;

Μόνο τυχαία δεν είναι η επιλογή της αυτοσχεδιαστικής μουσικής που δικαιώνει (ή καταβαραθρώνει) ανεπίτρεπτες εκτροπές, ενορχηστρωμένους εκτροχιασμούς, εμπνευσμένες παραβάσεις, εκρηξιγενείς ρήξεις. Ο δάσκαλος υπάρχει για να φρενάρει και να φιλτράρει τους υπόλοιπους, που δε θα φτάσουμε ποτέ να ξεπεράσουμε τον εαυτό μας σ' αυτό το πεδίο, όσο κι αν πουσαριστούμε. Φυσικά ο ένας που θα το καταφέρει, αν μπορέσει, είναι δεδομένο ότι θυσιάζει δεκάδες άλλες επιλογές για να πετύχει. Είναι πύρρεια η νίκη τους, δασκάλου και μαθητή, αλλά απέραντη η χαρά τους. Το 'χουν ζυγιάσει ήδη! Γιατί αν δεν είναι απέραντη η χαρά τους, τότε η θλίψη του τιμήματος θα τους παρασύρει στην αυτοκαταστροφή.

Όμως τίποτε δεν είναι νομοτελειακό ή τετελεσμένο. Ειμαρμένη και πεπρωμένο δεν έχουν θέση στο μυαλό όποιου σκοπεύει να χαράξει το όνομά του στην ιστορία του πολιτισμού της ανθρωπότητας. Τέτοιος άνθρωπος μοιάζει να είναι κι ο σκηνοθέτης Νταμιέν Σαζέλ. Πρώτον γιατί μουσική διαπερνάει τα σενάρια και τις σκηνοθεσίες του. Δεύτερον, για να βρει χρηματοδότηση για τούτο το σενάριο, αφού είδε κι αποείδε, έκανε έναν προπομπό μικρού μήκους, τον πήγε στο Σάντανς, ενθουσίασε, βρήκε κεφάλαια, επέστρεψε ένα χρόνο μετά και έκοψε κεφάλια (Μέγα Βραβείο Επιτροπής και Βραβείο Κοινού). Κατέκτησε ακόμη πέντε δεκάδες βραβεία παγκοσμίως και πέντε οσκαρικές υποψηφιότητες.

Εκ του αποτελέσματος βλέπουμε ότι άξιζε να κινήσει γη και ουρανό, Χωρίς Μέτρο. «Πάντων χρημάτων μέτρον άνθρωπος», όπως είπε κάποτε ο ανθρωποκεντρικός Πρωταγόρας.

Κώστας Γ. Καρδερίνης

Πηγή: http://www.mic.gr/cinema.asp?id=43603