Ο Δίας και το ασυνήθιστο ηλιακό μας σύστημα. Wandering Jupiter accounts for our unusual solar system

Αμερικανοί επιστήμονες θεωρούν πως ο Δίας με τον τεράστιο όγκο του, εισέβαλε στα ενδότερα του ηλιακού μας συστήματος και κατέστρεψε την πρώτη γενιά των πλανητών. Jupiter is thought to have migrated inward toward the sun before retreating to its current position in the solar system. (Photo credit: NASA/Cassini)

Ο Δίας της ελληνικής μυθολογίας ήταν ένας μάλλον ιδιόρρυθμος θεός, με πολλά «σούρτα-φέρτα» και ενίοτε εκδικητικός. Ο Δίας της αστρονομίας πιθανότατα δεν πήγαινε πίσω και στις καταστροφικές παραξενιές του οφείλεται το ότι το ηλιακό μας σύστημα φαίνεται να είναι τόσο ασυνήθιστο σε σχέση με τα άλλα που έχουν ανακαλυφθεί τα τελευταία χρόνια.

This snapshot from a new simulation by Caltech and UC Santa Cruz researchers depicts a time early in the solar system's history when Jupiter likely made a grand inward migration (here, Jupiter's orbit is represented by the thick white circle at about 2.5 AU). As it moved inward, Jupiter picked up primitive planetary building blocks, or planetesimals, and drove them into eccentric orbits (turquoise) that overlapped the unperturbed part of the planetary disk (yellow), setting off a cascade of collisions that would have ushered any interior planets into the sun. Credit: K. Batygin/Caltech

Νέες εκτιμήσεις και προσομοιώσεις σε υπολογιστή Αμερικανών επιστημόνων θεωρούν πολύ πιθανό, ότι κάποτε ο Δίας, με τον τεράστιο όγκο του, εισέβαλε στα ενδότερα του ηλιακού μας συστήματος και, ως ταύρος εν υαλοπωλείω, «καθάρισε» ό,τι έβρισκε μπροστά του. Κατέστρεψε έτσι την πρώτη γενιά των πλανητών, προτού ηρεμήσει και, απομακρυνόμενος, καταλήξει στην τωρινή τροχιά του. Αυτό σημαίνει, ότι κάποτε στο ηλιακό μας σύστημα υπήρχαν πλανήτες που σήμερα δεν υπάρχουν πια.

Ο καθηγητής αστρονομίας Γκρέγκορι Λάφλιν του Πανεπιστημίου Σάντα Κρουζ της Καλιφόρνια και ο επίκουρος καθηγητής πλανητικής επιστήμης Κονσταντίν Μπατίγκιν του Πανεπιστημίου Caltech της Καλιφόρνια, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στα «Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών» (PNAS) των ΗΠΑ, πιστεύουν ότι αυτό το σενάριο του «επιθετικού Δία» εξηγεί γιατί σήμερα το ηλιακό μας σύστημα διαφέρει τόσο πολύ από εκατοντάδες άλλα συστήματα εξωπλανητών που έχουν ανακαλυφθεί με τη βοήθεια διαστημικών (όπως το «Κέπλερ») και επίγειων τηλεσκοπίων.

Εκτιμάται ότι περίπου τα μισά άστρα σαν τον Ήλιο στον γαλαξία μας έχουν πλανήτες γύρω τους. Η βασική διαφορά όμως είναι ότι στο δικό μας ηλιακό σύστημα δεν υπάρχουν πλανήτες σε τροχιά πιο κοντινή στον Ήλιο από ό,τι ο Ερμής. Σε άλλα συστήματα, αντίθετα, είναι συνηθισμένο φαινόμενο να ανακαλύπτονται πλανήτες μεγαλύτεροι από τη Γη (οι λεγόμενες σούπερ Γαίες) σε απόσταση πολύ πιο κοντά στο άστρο τους.

Jupiter may have swept through the early solar system like a wrecking ball, destroying a first generation of inner planets before retreating into its current orbit, according to a new study. The findings help explain why our solar system is so different from the hundreds of other planetary systems that astronomers have discovered in recent years. This view of Jupiter was captured by NASA's Cassini spacecraft in December 2000. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Το σενάριο του περιπλανώμενου Δία που σπέρνει την καταστροφή στο διάβα του, είχε προταθεί για πρώτη φορά το 2001 από μια άλλη ομάδα αστρονόμων του Πανεπιστημίου Queen Mary του Λονδίνου, είχε επαναληφθεί από επιστήμονες του Αστεροσκοπείου της Νίκαιας στη Γαλλία το 2011 και τώρα ενισχύεται με τους νέους υπολογισμούς στις ΗΠΑ. Σύμφωνα με αυτό το σενάριο, κατά τα πρώτα λίγα εκατομμύρια χρόνια ύπαρξης του ηλιακού συστήματος, ο Δίας διείσδυσε επιθετικά στην περιοχή κοντά στον νεαρό ακόμη Ήλιο, έως ότου στη συνέχεια σχηματίστηκε ο Κρόνος, γεγονός που ανάγκασε (λόγω των ισχυρών βαρυτικών αλληλεπιδράσεων) τον Δία να ανακρούσει πρύμναν και να μεταναστεύσει ξανά προς τα έξω, στη σημερινή πιο απομακρυσμένη από τον Ήλιο τροχιά του.

Οι νέοι υπολογισμοί δείχνουν, ότι είναι πιθανό πως στις απαρχές του, το ηλιακό μας σύστημα ακολούθησε μια φάση κοινή στον γαλαξία μας, δημιουργώντας βραχώδεις πλανήτες με πυκνή ατμόσφαιρα πολύ κοντά στον ήλιο (καυτές σούπερ Γαίες), όπως τόσοι άλλοι εξωπλανήτες γύρω από τα μητρικά άστρα τους. Όμως, ο γιγάντιος Δίας «καθάρισε» αυτή την αρχική ″φουρνιά″ πρωτοπλανητών, προκαλώντας -λόγω της βαρύτητάς του- ένα φοβερό ντόμινο συγκρούσεων, που θα θύμιζαν κοσμικό μπιλιάρδο, με τελικό αποτέλεσμα οι πρώτοι πλανήτες να καταλήξουν κομμάτια και θρύψαλα.

Ένα μέρος από αυτά τα απομεινάρια (γύρω στο 10% των αρχικών πρωτοπλανητών) σχημάτισαν εν καιρώ τη δεύτερη γενιά των πλανητών, μεταξύ των οποίων η Γη μας. Αν αυτό πράγματι συνέβη, τότε οι εσωτερικοί και μικρότεροι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, δηλαδή ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης, είναι νεότεροι σε ηλικία σε σχέση με τους εξωτερικούς και πιο μεγάλους.

Αυτό το διάγραμμα δείχνει την τροχιακή κατανομή των εξωπλανητών με μέγεθος μικρότερο του Δία, οι οποίοι έχουν ανιχνευθεί από το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler, σε σύγκριση με τις τροχιές του Ερμή, της Αφροδίτης, της Γης και του Άρη. Οι περισσότεροι από αυτούς τους εξωπλανήτες βρίσκονται πολύ πιο κοντά στα άστρα-ήλιους τους σε σχέση με την απόσταση από τον ήλιο των εσωτερικών πλανητών του ηλιακού μας συστήματος. This diagram shows the orbital distribution of extrasolar planets smaller than Jupiter that have been detected by the Kepler mission, in comparison to the orbits of Mercury, Venus, Earth, and Mars. Most of these extrasolar planets are much closer to their host stars than the innermost planets of our solar system are to the sun. (Credit: Batygin and Laughlin, PNAS)

Μέχρι σήμερα έχει επιβεβαιωθεί η ανακάλυψη άνω των 1.000 εξωπλανητών στον γαλαξία μας. Σχεδόν 500 ηλιακά συστήματα έχουν βρεθεί να έχουν πάνω από έναν πλανήτη. Το τυπικό σύστημα φαίνεται να περιλαμβάνει καυτές σούπερ Γαίες, που έχουν μάζα μερικές φορές μεγαλύτερη της Γης, σε τροχιές πολύ πιο κοντινές στο άστρο τους από ό,τι ο Ερμής σε σχέση με τον Ήλιο.

Αλλά και στα άλλα συστήματα που διαθέτουν γιγάντιους πλανήτες ίδιους ή μεγαλύτερους από τον Δία, αυτοί είναι επίσης πολύ πιο κοντά στο άστρο τους, από ό,τι ο Δίας και ο Κρόνος σε σχέση με τον Ήλιο. Στον γαλαξία μας, ο σχηματισμός πλανητών σαν τον Δία είναι κάπως σπάνιος, όταν όμως συμβαίνει, τότε ο γιγάντιος εξωπλανήτης συνήθως βρίσκεται σε απόσταση από το άστρο του όσο η Γη από τον Ήλιο.

Πηγή:  http://news.ucsc.edu/2015/03/wandering-jupiter.html

Είναι οι υπόνομοι... χρυσωρυχεία; Sewage sludge could contain millions of dollars worth of gold

Όπως φαίνεται στους υπονόμους τελικά ρέει... χρυσός. Scientists strike gold in the sewer. GRAPHIC BY MICHAEL NORTHROP/BIODESIGN INSTITUTE/ASU; (LID) ASP, INC./DOLLARPHOTOCLUB.COM; (GOLD) CLEARVIEWSTOCK/ISTOCKPHOTO

Ολόκληρες περιουσίες πέφτουν κάθε λίγο και λιγάκι στους νεροχύτες, στους νιπτήρες και στις λεκάνες της τουαλέτας, όταν τραβάμε το καζανάκι. Αντί να σκάβει κανείς τη γη για να βρει χρυσό, θα μπορούσε να ψάχνει στους υπονόμους, καθώς τα ανθρώπινα κόπρανα και λοιπά απόβλητα περιέχουν χρυσό και άλλα πολύτιμα μέταλλα, τα οποία μάλιστα θα μπορούσαν να είναι εκμεταλλεύσιμα όπως ένα κανονικό χρυσωρυχείο.

Οι έρευνες

Νέα μελέτη αναφέρει ότι τα ανθρώπινα απόβλητα διαθέτουν χρυσό και άλλα πολύτιμα μέταλλα. Poop could be a goldmine -- literally. Surprisingly, treated solid waste contains gold, silver and other metals, as well as rare elements such as palladium and vanadium that are used in electronics and alloys. Microscopic gold-rich and lead-rich particles in a municipal biosolids sample. Credit: Heather Lowers, USGS Denver Microbeam Laboratory

Την εντυπωσιακή ανακοίνωση έκαναν επιστήμονες στο συνέδριο της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας στο Ντένβερ, οι οποίοι επί οκτώ χρόνια πραγματοποίησαν δειγματοληπτικές έρευνες σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού και έκαναν μετά ανάλυση των δειγμάτων με ηλεκτρονικά μικροσκόπια. Όπως είπαν, τα επίπεδα των πολυτίμων μετάλλων είναι συγκρίσιμα με εκείνα που ανακαλύπτονται σε ορισμένα μεταλλεία. Ενδεικτικά, ένα κιλό αποβλήτων των υπονόμων περιέχει 0,4 μιλιγκράμ χρυσού, 28 μιλιγκράμ αργύρου, 638 μιλιγκράμ χαλκού και 49 μιλιγκράμ βαναδίου.

Ερευνητές της Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ, με επικεφαλής την Κάθλιν Σμιθ, ανέφεραν ότι οι υπόνομοι αποτελούν μια αναξιοποίητη μέχρι σήμερα πηγή μετάλλων όπως ο χρυσός, η πλατίνα, ο άργυρος, ο χαλκός, το παλλάδιο, το βανάδιο και άλλα σπάνια μέταλλα που χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.

Όπως είπε η Κάθλιν Σμιθ, η προέλευση όλων αυτών των μετάλλων είναι οτιδήποτε καταλήγει σε έναν υπόνομο, μεταξύ των οποίων τα ανθρώπινα κόπρανα. Σύμφωνα με πρόσφατες εκτιμήσεις άλλων ερευνητών του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, για τις ΗΠΑ τουλάχιστον, σε κάθε ένα εκατομμύριο κατοίκων αντιστοιχούν πολύτιμα μέταλλα αξίας έως 13 εκατομμυρίων δολαρίων που διατρέχουν τους υπονόμους κάθε χρόνο.

Πού είναι ο θησαυρός

Όπως ανέφερε η επικεφαλής ερευνήτρια, «μέταλλα υπάρχουν παντού: στα προϊόντα περιποίησης των μαλλιών (σαμπουάν κ.λπ.), στα απορρυπαντικά, στα αποσμητικά, στα αντηλιακά κ.α.», ιδίως όταν αυτά περιέχουν νανοσωματίδια μετάλλων. Στο ερώτημα κατά πόσο τα ίδια τα κόπρανα περιέχουν χρυσάφι, η απάντηση των αμερικανών ερευνητών είναι ότι «δεν ξέρουμε με σιγουριά, αλλά δεν μπορούμε να το αποκλείσουμε».

Η εφαρμογή μιας μεθόδου εξαγωγής χρυσού και άλλων μετάλλων από τα απόβλητα στο μέλλον, θα βοηθούσε και στον περιορισμό της ρύπανσης του περιβάλλοντος με τοξικές χημικές ουσίες, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται για την εξόρυξη του χρυσού από το έδαφος. Μια μονάδα βιολογικού καθαρισμού στο Τόκιο έχει ήδη ξεκινήσει πιλοτικά την εξαγωγή χρυσού και επιβεβαίωσε ότι βγάζει ποσότητες του πολυτίμου μετάλλου που είναι ανάλογες με εκείνες ορισμένων χρυσωρυχείων.

Η σαλαμάνδρα που πάλευε με δεινοσαύρους. Car-Size Salamander with Toilet-Seat Head Ruled Ancient Rivers

Καλλιτεχνική απεικόνιση του προϊστορικού αμφίβιου είδους που έμοιαζε με γιγάντια σαλαμάνδρα. A salamander creature that lived between 220 million and 230 million years ago would've been the size of a small car. Credit: Steve Brusatte/Richard Butler/Octavio Mateus/Seb Steyer

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου εντόπισαν στην Πορτογαλία τα απολιθώματα ενός άγνωστου μέχρι σήμερα πανάρχαιου αμφίβιου είδους. Το Metoposaurus algarvensis όπως ονομάστηκε το είδος αυτό έμοιαζε με μια γιγάντια «έκδοση» σαλαμάνδρας.

Ρεαλιστική τρισδιάστατη απεικόνιση του Metoposaurus algarvensis. Here, a model of the Metoposaurus algarvensis amphibian, a member of the metoposaurids, which had yet to be found on the Iberian Peninsula. The creature, which was equipped with hundreds of sharp teeth and a big, broad head (like other metoposaurids) would have filled crocodile-like predator niches when alive.

Τα ενήλικα μέλη του είδους έφταναν σε μήκος τα δύο μέτρα και αποτελούσε σύμφωνα με τους ερευνητές έναν από τα κυρίαρχους κυνηγούς στις λίμνες και τα ποτάμια πριν από περίπου 220-230 εκ. έτη, την εποχή δηλαδή που έκαναν την εμφάνιση τους τα πρώτα είδη δεινοσαύρων.

Dr Brusatte and his colleagues excavated the fossils in Portugal. Brusatte uncovers some of the bones of Metoposaurus algarvensis at their dig site. Hundreds of these creatures may have died at once when their lakebed dried up, leaving behind a jackpot of bones for paleontologists to discover. The rest of their kin, along with most metoposaurids and half of the planet's species, went extinct around 201 million years ago. That mass extinction at the end of the Triassic is thought to have paved the way for the rise of dinosaurs.

Η μελέτη απολιθωμάτων διαφόρων ειδών συγγενών στο M.algarvensis δείχνουν ότι είχαν πολεμήσει με δεινοσαύρους και οι ερευνητές εκτιμούν ότι το ίδιο είχε συμβεί και με το M.algarvensis. Τα απολιθώματα βρέθηκαν σε μια περιοχή της νότιας Πορτογαλίας όπου κάποτε υπήρχε μια λίμνη και το υπέδαφος κρύβει σύμφωνα με τους ειδικούς πλήθος παλαιοντολογικών ευρημάτων τα οποία αναμένουν την αποκάλυψη τους. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Journal of Vertebrate Paleontology».

Ο νέος Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων ταχύτερος, ισχυρότερος, καλύτερος. It's the faster, stronger, better Large Hadron Collider

Το ταξίδι της ανακάλυψης σωματιδίων αρχίζει ξανά. The journey of particle rediscovery is starting again (Image: Enrico Sacchetti).

Το λένε «Η έρημος» – ένα τεράστιο, κενό τοπίο που μας χωρίζει από μια Γη της Επαγγελίας που σιγοφέγγει σαν αντικατοπτρισμός στον ορίζοντα. Ένα μέρος γεμάτο απαντήσεις όπου επιτέλους θα αποκτήσουμε την πλήρη κατανόηση της πραγματικότητας της ύλης.

UC Santa Cruz physicists worked on a major upgrade of the LHC's ATLAS detector involving the addition of a new component, the Insertable b Layer. (Photo by Claudia Marcelloni De Oliveira, CERN)

Μην ονειρεύεστε: δεν μπορούμε να φθάσουμε σε αυτή τη νιρβάνα. Ο δρόμος μέσα από την έρημο είναι πολύ μακρύς και πολύ καυτός και δεν έχουμε όχημα να μας πάει ως εκεί. Αν όμως οι ελπίδες των φυσικών ευοδωθούν, μια μηχανή που ξυπνάει αυτή τη στιγμή από έναν διετή ύπνο ίσως μας προχωρήσει ένα αποφασιστικό βήμα προς αυτή την κατεύθυνση – ίσως μάλιστα και να μας αποκαλύψει απαντήσεις που θα πλησιάζουν ακόμη περισσότερο τον στόχο. Η εν λόγω μηχανή είναι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (Large Hadron Collider – LHC).

Ο ισχυρότερος όλων των επιταχυντών σωματιδίων, ο οποίος βρίσκεται στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN) κοντά στη Γενεύη, γνώρισε τη δόξα με την ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς το 2012. Αυτό ήταν το τελευταίο αχαρτογράφητο χαρακτηριστικό ενός τοπίου που πλέον έχουμε εξερευνήσει αρκετά καλά: το τοπίο του καθιερωμένου προτύπου, της καλύτερης θεωρίας που διαθέτουμε για την ύλη και τη λειτουργία της.

Εμπειρία ζωής

Μετά την αναβάθμιση ο LHC θα αγγίζει πλέον υψηλότερες ενέργειες εξερευνώντας άγνωστα εδάφη της φυσικής. The Large Hadron Collider will begin its second run in March, probing new realms of particle physics. (Image credit: CERN)

Από τον Φεβρουάριο του 2013 ο LHC σταμάτησε να λειτουργεί για να του γίνει γενική αναβάθμιση. Τώρα «μαρσάρει» ξανά, ισχυρότερος από ποτέ, έτοιμος να ξεκινήσει για ένα ταξίδι στην έρημο, προς το απόλυτο άγνωστο. Και ο ενθουσιασμός είναι αισθητός. Όπως το έθεσε ο Τζιμ Ολσεν, από το πείραμα CMS του LHC: «Ζούμε μια εμπειρία ζωής, σηκώνουμε την αυλαία που θα αποκαλύψει μιαν απολύτως νέα κλίμακα ενεργειών».

Οι φυσικοί σωματιδίων μετράνε το έδαφος χρησιμοποιώντας την ενέργεια σαν βαθμολογημένη ράβδο. Βάσει της περίφημης εξίσωσης E=mc² του Αϊνστάιν, όταν τα σωματίδια συγκρούονται σε υψηλές ταχύτητες μπορούν να σχηματίσουν νέα διαφορετικά σωματίδια. Το Σύμπαν μας ξεκίνησε μέσα από μια καυτή, πυκνή μεγάλη έκρηξη, οπότε όσο υψηλότερες είναι οι ενέργειες που επιτυγχάνουμε αυξάνοντας την ταχύτητα των συγκρουόμενων σωματιδίων, τόσο πιο πίσω μπορούμε να φθάσουμε προς τη γέννηση του κόσμου μας και της ίδιας της ύλης.

Κατ’ αυτόν τον τρόπο ο LHC και οι προκάτοχοί του μας επέτρεψαν να χαρτογραφήσουμε το καθιερωμένο πρότυπο. Η θεωρία αυτή περιγράφει τα θεμελιώδη σωματίδια της ύλης που είναι γνωστά ως λεπτόνια και κουάρκ, καθώς και τα σωματίδια που είναι υπεύθυνα για τη μετάδοση τριών από τις τέσσερις δυνάμεις που ενεργούν σε αυτά: την ηλεκτρομαγνητική, μαζί με την ασθενή και την ισχυρή πυρηνική δύναμη.

Η κορωνίδα της δόξας αυτής της προσπάθειας ήταν το μποζόνιο Χιγκς. Το σωμάτιο αυτό αντιπροσωπεύει μια διαταραχή σε μια διάχυτη, αόρατη οντότητα, το πεδίο Χιγκς, με το οποίο όλα τα άλλα θεμελιώδη σωμάτια αλληλεπιδρούν για να αποκτήσουν τη μάζα τους. Το Χιγκς είναι ουσιώδες για την ερμηνεία μιας κρίσιμης στιγμής στα πρώτα στάδια του Σύμπαντος. Αρχικά ο ηλεκτρομαγνητισμός και η ασθενής πυρηνική δύναμη αποτελούσαν μέρος μιας ενιαίας ηλεκτρασθενούς δύναμης, ως τη στιγμή που εμφανίστηκε το πεδίο Χιγκς, περίπου 10^-12 δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτό «έσπασε τη συμμετρία» της δύναμης, δίνοντας στα σωμάτια που τη μετέδιδαν διαφορετικές μάζες. Από εκείνη τη στιγμή ο ηλεκτρομαγνητισμός, τον οποίο φέρει το μεγαλύτερο σε μάζα φωτόνιο, απέκτησε ένα ουσιαστικά άπειρο εύρος, ενώ η ασθενής δύναμη, την οποία φέρουν τα μποζόνια W και Z, περιορίστηκε στην υποατομική κλίμακα.

Πλήρες αλλά ατελές

The Insertable b Layer is now the innermost layer of the ATLAS detector, providing critical measurements of subatomic particles generated by high-energy collisions of proton beams. (Photo by Claudia Marcelloni De Oliveira, CERN)

Η ύπαρξη του Χιγκς προβλέφθηκε για πρώτη φορά το 1964, για να βρεθεί όμως χρειαζόταν η ενέργεια του LHC: 8 τεραηλεκτρονιοβόλτ (TeV) που παράγονται σε μετωπικές συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων. Ακόμη και έτσι όμως οι θεωρητικοί δεν ήταν βέβαιοι σχετικά με το ποια ακριβώς μάζα θα έπρεπε να έχει το Χιγκς, αν πράγματι υπήρχε. Δεν είχαν όμως τίποτε να χάσουν: ακόμη και αν αποδεικνυόταν ότι ήταν μια μαθηματική οφθαλμαπάτη, αυτό θα τους έδινε την ώθηση να καταρρίψουν το καθιερωμένο πρότυπο και να κάνουν μια καινούργια αρχή.

Τελικά το άπιαστο σωματίδιο βρέθηκε, με μάζα 125 γιγαηλεκτρονιοβόλτ (GeV), απολύτως μέσα στα όρια της ενέργειας του LHC. Οι θεωρητικοί δικαιώθηκαν και δύο από τους πρωτεργάτες της θεωρίας Χιγκς, ο Φρανσουά Ανγκλέρ και ο Πίτερ Χιγκς, μοιράστηκαν το Βραβείο Νομπέλ Φυσικής τον Οκτώβριο του 2013.

Κοιτάξτε όμως τι γίνεται: αν και το καθιερωμένο πρότυπο είναι πλέον πλήρες, παράλληλα είναι και ατελές. Η θεωρία δεν περιλαμβάνει περιγραφή της σκοτεινής ύλης – παράλειψη σημαντική εφόσον αυτή φαίνεται να αποτελεί το 85% όλης της ύλης που υπάρχει στο Σύμπαν αν κρίνουμε από παρατηρήσεις όπως το ότι οι γαλαξίες κινούνται σαν να στροβιλίζονται γύρω από ένα αόρατο βαρυτικό χέρι. Δεν κάνει καμία νύξη σχετικά με το πώς μια μικροσκοπική ανισορροπία μπορεί να προέκυψε ανάμεσα στη φυσιολογική ύλη και στην αντιύλη εξασφαλίζοντας έναν κόσμο γεμάτο από ύλη. Μένει επίσης βουβή απέναντι στη βαρύτητα, την τέταρτη από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις.

Για να μιλήσουμε πιο τεχνικά, το καθιερωμένο πρότυπο εξαρτάται από ένα σωρό αυθαίρετους αριθμούς για να λειτουργήσει. Το Χιγκς είναι μόνο ένα παράδειγμα: η μάζα του είναι μια από τις πολλές ποσότητες που το καθιερωμένο πρότυπο δεν μπορεί να προβλέψει και άρα πρέπει να μετρηθεί. Αν το αφήσουμε να κάνει ό,τι θέλει, το πρότυπο δίνει έναν αριθμό: λέει ότι το Χιγκς αλληλεπιδρά τόσο ισχυρά με τα βαρέα σωμάτια ώστε αποκτά μια παράλογα μεγάλη μάζα τουλάχιστον 10¹³ TeV.

Για τους περισσότερους φυσικούς το συμπέρασμα είναι ότι το καθιερωμένο πρότυπο αποτελεί μέρος μιας μεγαλύτερης θεωρίας - μιας θεωρίας που μας φέρνει πιο κοντά στο να ενοποιήσουμε όλες τις δυνάμεις και να κατανοήσουμε την ύλη σε όλες τις ενεργειακές κλίμακες. Το πρόβλημα είναι, αν και οι ακριβείς προβλέψεις ποικίλλουν, ότι σύμφωνα με την καλύτερη υπόθεσή μας η επόμενη έντονη δραστηριότητα ενοποίησης δυνάμεων μπορεί να βρεθεί μόνο στις κλίμακες των τρισεκατομμυρίων TeV και πάνω, οι οποίες επετεύχθησαν για τελευταία φορά την πρώτη στιγμή ύπαρξης του Σύμπαντος - μέσα σε 10^-36 δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Λατρεμένη SUSY

Modern theoretical physics is rooted in the study of symmetry, that is, the study of the transformations we can perform on a system and get "the same physics".  The central concepts of freshman physics, those of conservation of energy and linear and angular momentum, we find arise from the invariance of physical law under time and space translation and spatial rotation, respectively. The particle content of the Standard Model is defined by the symmetry group SU(3) x SU(2) x U(1).  The purpose of this page is to present my lecture on a new, speculative symmetry that has gained a very prominent and fashionble status among possible new physics to be sought out at the LHC. This is supersymmetry ("SUSY"): a fundamental symmetry in nature between bosons and fermions, and what I set out to accomplish is to present how it works, its mathematical foundations and why it is so important. 

Κανένας επιταχυντής επί Γης δεν θα μπορούσε να επιτύχει τέτοιες ενέργειες. Υπό αυτό το πρίσμα, αυτό που βρίσκεται ανάμεσα σε εμάς και την άπιαστη Γη της Επαγγελίας είναι μια έρημος χωρίς ενδιαφέρον. Κάνει την αναβαθμισμένη ενέργεια συγκρούσεων των 13 TeV του LHC να φαίνεται σαν μια καταδικασμένη κίνηση.

Όχι, λέει ο θεωρητικός Μπεν Αλανακ από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ. Αν η επικρατέστερη υποψήφια για την επόμενης γενιάς κρατούσα θεωρία έχει δίκιο, η σπιθαμή του νέου εδάφους στην οποία αναμένεται να μπούμε ενδέχεται να περιέχει σωματίδια και φαινόμενα τα οποία θα μας φέρουν ένα αποφασιστικό βήμα πιο κοντά σε μια τελειωτική απάντηση.

Η εν λόγω θεωρία είναι η υπερσυμμετρία ή SUSY για τους φίλους της. Η SUSY, την οποία οι θεωρητικοί ονειρεύτηκαν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1970, μας δίνει την πρώτη μυρωδιά από μια «μεγάλη ενοποιημένη θεωρία» που συνδυάζει την ηλεκτρασθενή με τις ισχυρές δυνάμεις. Επιτυγχάνει κάτι τέτοιο εισάγοντας ένα δάσος από «υπερ-σωμάτια», δηλαδή από σωματίδια που αποτελούν βαρύτερους υπερσυμμετρικούς σωσίες καθενός σωματιδίου που ήδη γνωρίζουμε. Το δάσος αυτό ενδέχεται να εμφανιστεί στις κλίμακες που ο LHC μπορεί να διερευνήσει. «Αν ανακαλύψουν σήματα ενός νέου σωματίου στον LHC, θα γίνει σεισμός στη θεωρητική κοινότητα» λέει ο κ. Αλανακ. «Θα χορεύουμε στους δρόμους».

Και αυτό όχι μόνο επειδή το ελαφρύτερο υπερσυμμετρικό σωμάτιο αποτελεί έναν εξαιρετικό υποψήφιο για τη σκοτεινή ύλη. Στο σύνολό τους τα υπερσυμμετρικά σωμάτια ακυρώνουν επίσης με φυσικό τρόπο τις ενοχλητικές κβαντικές διακυμάνσεις που κάνουν τη μάζα του Χιγκς να φουσκώνει εκτός ελέγχου. Ενα σωματίδιο της SUSY που θα μοιάζει με σκοτεινή ύλη είναι πιθανό να γλιστρήσει απαρατήρητο από τους ανιχνευτές, μπορεί όμως να αφήσει πίσω του μια τρύπα όταν θα γίνει η πρόσθεση της ενέργειας και της ορμής που παρήχθησαν. Σε γενικές γραμμές ωστόσο τα σωμάτια της SUSY αναμένεται να γίνουν γνωστά από τον τρόπο με τον οποίο καταπίπτουν σε ελαφρύτερα σωματίδια του καθιερωμένου προτύπου με χαρακτηριστικά μοτίβα.

Δικλίδες ασφαλείας

Η SUSY είναι τόσο αγαπημένη των θεωρητικών και η επιθυμία όλων να τη δουν έστω και σε μια φευγαλέα ματιά είναι τόσο διακαής ώστε στη διαδικασία ανάλυσης των δεδομένων θα πρέπει να εισαχθούν δικλίδες ασφαλείας που θα προφυλάσσουν από τον υπερενθουσιασμό. Από τη στιγμή που το πλήρωμα θα είναι βέβαιο ότι η μηχανή και η ανάλυση θα λειτουργήσουν ομαλά, τα δεδομένα θα είναι «τυφλά» – οι υπολογιστές που θα κάνουν την ανάλυση δεν θα ανακοινώνουν τα αποτελέσματα ορισμένων υπολογισμών έως ότου συσσωρευθούν αρκετά δεδομένα, ώστε να αποφευχθεί να παρερμηνευθούν διαδικασίες του καθιερωμένου προτύπου ως κάτι νέο.

Προκειμένου να επιβεβαιωθεί ότι μια ανωμαλία είναι αποτέλεσμα νέου είδους φυσικής, αυτή θα πρέπει να υπάρχει στα δεδομένα και των δύο μεγάλων πειραμάτων του LHC, του ATLAS και του CMS, όπως συνέβη και με την ανακάλυψη του Χιγκς. «Η στιγμή κατά την οποία οι διακυμάνσεις βαθαίνουν και επιβεβαιώνονται αμοιβαία είναι μαγική και είναι δύσκολο να προβλέψει κάποιος πώς αυτό θα συμβεί» λέει ο Αντρέας Χέκερ από το ATLAS.

Ή αν τελικά θα συμβεί. Σε έναν τέλεια υπερσυμμετρικό κόσμο τα υπερ-σωμάτια θα έπρεπε να έχουν ταυτόσημες μάζες με τα αδελφά τους σωματίδια και θα έπρεπε να τα είχαμε δει εδώ και καιρό. Οι θεωρητικοί υποθέτουν ότι, όπως η ηλεκτρασθενής δύναμη, η SUSY έχει «σπάσει» κάνοντας τα υπερσυμμετρικά σωμάτια πολύ βαρύτερα. Αν ωστόσο έχουν γίνει υπερβολικά βαριά, παύουν να είναι χρήσιμα για την αντιμετώπιση προβλημάτων όπως η μάζα του Χιγκς, η φύση της σκοτεινής ύλης ή η ενοποίηση των δυνάμεων.

Το γεγονός ότι δεν ανακαλύφθηκαν υπερ-σωμάτια στον πρώτο κύκλο λειτουργίας του LHC έχει ήδη περιορίσει τον ζωτικό χώρο για τις απλούστερες, αισθητικά γοητευτικότερες παραλλαγές αυτής της θεωρίας. Όπως πολλοί θεωρητικοί, ο κ. Αλανακ λέει ότι τα δεδομένα του LHC των επόμενων χρόνων θα καθορίσουν αν θα πει ή όχι αντίο στη SUSY. Αν δεν βρεθεί τίποτε, «αυτό θα δείξει ότι υπάρχει κάτι θεμελιώδες στις υψηλές κλίμακες ενέργειας το οποίο δεν κατανοούμε».

Η ενέργεια της βαρύτητας

Ο αναβαθμισμένος LHC θα επιτυγχάνει πολύ μεγαλύτερη συχνότητα στις συγκρούσεις των σωματιδίων προσφέροντας πολλαπλάσια δεδομένα. With the Large Hadron Collider packing more energy, scientists hope it can discover the particles that make up dark matter and find other kinds of Higgs boson. It will restart in 2015 after undergoing two years of expensive upgrade. Photo : CERN

Ενώ οι φυσικοί παρακολουθούν με ενδιαφέρον αναζητώντας μια ικανοποιητική λύση στο αίνιγμα της SUSY, παραμένει ανοιχτό το επίμαχο ζήτημα της βαρύτητας. Η συμβατική άποψη θεωρεί ότι δεν υπάρχει περίπτωση να δούμε έστω και μια υποψία ενοποίησης με αυτή τη δύναμη στις κλίμακες ενέργειας που μπορεί να διερευνήσει ο LHC. Η βαρύτητα είναι τόσο ασθενέστερη από τις άλλες τρεις δυνάμεις – κατά περίπου 40 τάξεις μεγέθους – ώστε μπορεί να ελπίζει ότι θα ενοποιηθεί με αυτές μόνο στις ασύλληπτες ενέργειες των 1016 TeV και πάνω, οι οποίες αντιστοιχούν σχεδόν στην καυτή ενέργεια της ίδιας της Μεγάλης Έκρηξης.

Το 1998 ωστόσο οι θεωρητικοί πρότειναν μια πρωτοφανή εναλλακτική: Και αν ο κόσμος μας υπάρχει μέσα σε μια μεμβράνη («brane») με τρεις χωρικές διαστάσεις, η οποία ίπταται μέσα σε έναν χώρο ανώτερων διαστάσεων; Στην περίπτωση αυτή η πραγματική ισχύς της βαρύτητας ίσως μοιράζεται σε όλες αυτές τις διαστάσεις, με αποτέλεσμα να φαίνεται παράξενα αδύναμη από τη δική μας οπτική γωνία. Αν είναι έτσι, η πραγματική ισχύς της βαρύτητας ίσως είναι τέτοια ώστε η Γη της Επαγγελίας της ενοποίησης να βρίσκεται σε ενέργειες πολύ πιο κοντινές σε αυτές στις οποίες έχουμε φθάσει αυτή τη στιγμή, ενδεχομένως ακόμη και εντός των δυνατοτήτων του LHC. Και τότε η έρημος δεν θα είναι τελικά έρημος, αλλά θα είναι γεμάτη από παράξενα αντικείμενα όπως οι μαύρες τρύπες μινιατούρες, τις οποίες ο LHC θα μπορούσε να εμφανίσει στρεβλώνοντας και τσιμπώντας τον χωροχρόνο με τις συγκρούσεις του. Οι οντότητες αυτές θα πρέπει να καταπίπτουν σε πλήθη περισσότερο οικείων σωματιδίων με εξαιρετικά χαρακτηριστικά μοτίβα.

Ακόμη και αν κάτι τέτοιο αποδειχθεί ότι είναι υπερβολικά ενεργητικό ώστε να παρατηρηθεί άμεσα, υπάρχει μια πιθανότητα ότι νέα σωματίδια – SUSY ή κάτι άλλο – επηρεάζουν τη συμπεριφορά των πραγμάτων στις χαμηλότερες ενέργειες με τρόπους οι οποίοι μπορούν να μετρηθούν. Κάποιοι ψίθυροι ανεξήγητων φαινομένων υπάρχουν στα δεδομένα από τον LHC και προγενέστερους επιταχυντές και θα ενισχυθούν ή θα σβήσουν, καθώς όλο και περισσότερες συγκρούσεις θα συγκεντρώνονται μετά την επανεκκίνηση. Αν ένα τέτοιο «μπλιπ» μεγάλωνε αρκετά, αυτό από μόνο του θα ήταν «κάτι τεράστιο», λέει ο κ. Αλανακ. 

Δεν θα μας έλεγε όμως απαραιτήτως για τι είδους νέο σωματίδιο πρόκειται. Το πρόβλημα με τους θεωρητικούς όπως ο ίδιος, επισημαίνει, είναι ότι θα παρουσιάσουν είκοσι ή και περισσότερες διαφορετικές υποθέσεις για να εξηγήσουν το ίδιο «μπλιπ» – και όλες θα στέκουν.

Γοητευτικό άγνωστο

Για έναν ερευνητή των πειραμάτων όπως ο κ. Χέκερ ωστόσο ο ενθουσιασμός έγκειται λιγότερο στο να αποδείξει «το τάδε ή το δείνα» σενάριο όσο ακριβώς στο ότι δεν ξέρει τι πρόκειται να έρθει. «Οπωσδήποτε υπάρχει μεγαλύτερο περιθώριο για εκπλήξεις στον τεράστιο χώρο των πιθανών φαινομένων της νέας φυσικής από ό,τι στην περίπτωση της αναζήτησης του Χιγκς» λέει.

Η ελπίδα επομένως είναι ότι το έδαφος που πρόκειται να εξερευνηθεί είναι ένα πλούσιο δάσος γεμάτο σωματίδια που θα μας δώσουν ενδείξεις για τη φύση της ερήμου – και πέρα από αυτήν. Αν όχι, τότε θα έχουμε κολλήσει, χωρίς να έχουμε κανένα δείγμα για το τι ακολουθεί και χωρίς «φυσική» εξήγηση στο γιατί κάποιες όψεις του τοπίου του καθιερωμένου προτύπου φαίνονται να είναι έτσι. Απέναντι σε μια τέτοια προοπτική οι φυσικοί δεν έχουν παρά να θεωρήσουν ότι για αυτό ευθύνεται κάποια αλλόκοτη προσαρμογή, κάποια παράξενη σύμπτωση παραγόντων. Ίσως το καθιερωμένο πρότυπό μας να είναι απλώς ένα από αμέτρητα άλλα, σε έναν χώρο όπου υπάρχουν όλα τα πιθανά σύμπαντα. Ή ίσως μπορούμε να μετακινήσουμε τα γκολπόστ και να πούμε ότι οι απαντήσεις μπορούν να βρεθούν μόνο με μια μηχανή που μπορεί να φθάσει υψηλότερες κλίμακες ενέργειας.

Εν τω μεταξύ όμως ας ανέβουμε στον αναβαθμισμένο LHC για να ξεκινήσουμε το ταξίδι, όπου και αν μας βγάλει. Αλλιώς θα μείνουμε πίσω να κοιτάζουμε με λαχτάρα ένα απροσπέλαστο βασίλειο, με μια βαλίτσα που θα έχει μέσα μόνο το Χιγκς και ένα σωρό αναπάντητα ερωτήματα.

Πιο γρήγορα, πιο ψηλά, πιο δυνατά

Το διαδικτυακό παιχνίδι ParticleQuest που αναπτύχθηκε από μια ομάδα φοιτητών με επικεφαλής τον Αλεχάντρο Αβιλές έχει βραβευθεί από το CERN. Τα εικονιζόμενα «sprites» των στοιχειωδών σωματιδίων έχουν σχεδιαστεί από τον Αντρέ-Πιερ Ολιβιέ ώστε να αντανακλούν τη συμπεριφορά που επιδεικνύει το καθένα από αυτά. Οι φυσικοί ελπίζουν ότι ο ισχυρότερος LHC ίσως μας φέρει σε επαφή με σωματίδια της νέας Φυσικής, πέρα από αυτά του καθιερωμένου προτύπου.

Ο «φτιαγμένος» LHC δεν θα προσφέρει μόνο συγκρούσεις σε υψηλότερες ενέργειες αλλά επιπλέον θα διπλασιάσει τη συχνότητά τους συγκεντρώνοντας ένα γιγαμπάιτ δεδομένων το δευτερόλεπτο.

Περαιτέρω αναβαθμίσεις σχεδιάζονται, κάτι το οποίο σημαίνει ότι όλα τα δεδομένα που έχει συλλέξει ο επιταχυντής σωματιδίων ως τώρα θα αντιπροσωπεύουν μόλις το 1% του συνόλου που αναμένεται να συγκεντρώσει στο τέλος της 20ετούς αποστολής του.

Η πρώτη δουλειά μετά την επανεκκίνηση θα είναι να δούμε αν οι δύο μεγάλοι ανιχνευτές «πολλαπλών χρήσεων» του LHC, ο ATLAS και ο CMS, αντεπεξέρχονται σε αυτή την τεράστια ροή δεδομένων όπως πρέπει, βαθμονομώντας και τεστάροντάς τους στη γνωστή φυσική.

Η «εκ νέου ανακάλυψη» του μποζονίου Χιγκς και η ακριβής μέτρηση των ιδιοτήτων του, ιδιαίτερα του πώς αλληλεπιδρά με άλλα σωματίδια όπως τα top κουάρκ και τα μποζόνια W και Z, αποτελούν κύριες προτεραιότητες, λέει ο Τζιμ Ολσεν από το CMS.

Στις μεθυστικές πρώτες ημέρες αμέσως μετά την ανακάλυψη του Χιγκς υπήρξαν υπόνοιες ότι αυτό κατέπιπτε σε ζεύγη φωτονίων με διπλάσιο ρυθμό από ό,τι αναμενόταν από το καθιερωμένο πρότυπο, όμως αυτή η ασυνέπεια διαλύθηκε όταν εμφανίστηκαν περισσότερα σωματίδια.

Σήμερα όλοι συμφωνούν ότι το Χιγκς έχει απογοητευτικά τη γεύση «σκέτης βανίλιας», σε συμφωνία με κάθε πρόβλεψη που έχει γίνει γι’ αυτό από το καθιερωμένο πρότυπο.

Δεν αποκλείεται όμως τα περισσότερα δεδομένα να εμφανίσουν ξανά ενδείξεις για κάτι πιο ενδιαφέρον, όπως π.χ. ότι το Χιγκς δεν είναι ένα μόνο σωμάτιο αλλά μια σύνθετη δέσμη σωματίων.

Σε κάθε περίπτωση είναι σημαντικό να διερευνήσουμε πώς φαίνεται το οικείο τοπίο του καθιερωμένου προτύπου από την οπτική γωνία της αναβαθμισμένης μηχανής. Οι σωματιδιακές διαδικασίες μέσα σε αυτό το τοπίο θα σχηματίσουν το αναμενόμενο «υπόβαθρο» επάνω στο οποίο θα εκδηλωθούν τα όποια νέα σήματα – οι υπογραφές της νέας φυσικής.

«Χρειαζόμαστε τόσο να επιβεβαιώσουμε ότι το καθιερωμένο πρότυπο εξακολουθεί να ισχύει σε υψηλότερες ενέργειες όσο και να αποδείξουμε ότι είμαστε ικανοί να προβλέψουμε και να μοντελοποιήσουμε το υπόβαθρο για τις αναζητήσεις της νέας φυσικής» λέει ο κ. Ολσεν. Μόνο τότε μπορεί να αρχίσει το κυνήγι για τις θεωρίες της επόμενης γενιάς όπως η υπερσυμμετρία.

Πηγή: André-Pierre Olivier

Διαβάστε ολόκληρο το άρθρο ΕΔΩ: 

http://www.tovima.gr/science/article/?aid=687813 ή το πρωτότυπο άρθρο ΕΔΩ: 

http://www.newscientist.com/article/mg22530110.500-its-the-faster-stronger-better-large-hadron-collider.html                                                                  

                                                       

Η νεκρανάσταση των μαμούθ; Woolly mammoth could roam again as extinct DNA merged with elephant

Πετυχημένη «συγχνώνευση» γονιδίων μαμούθ σε ελέφαντες δημιουργεί ελπίδες για την επανεμφάνιση των εξαφανισμένων ζώων. Scientists hope to bring back the woolly mammoth which has not existed for 3,300 years. Photo: Alamy

Θα ξαναπερπατήσουν κάποια στιγμή τα μαμούθ στη Γη, μετά από την εξαφάνιση του τελευταίου πριν από περίπου 3.300 χρόνια; Ενα ακόμη βήμα γι’ αυτό που κάποτε θεωρείτο επιστημονική φαντασία, έκαναν επιστήμονες στις ΗΠΑ, οι οποίοι για πρώτη φορά κατάφεραν να εισάγουν γονίδια ενός μαμούθ στο DNA ενός σημερινού ελέφαντα και, όπως διαπίστωσαν, το αρχαίο γενετικό υλικό φαίνεται να λειτουργεί κανονικά.

Η κοπτοραπτική

Εισήγαγαν με επιτυχία DNA των εξαφανισμένων ζώων σε ελέφαντες φέρνοντας πιο κοντά το σενάριο κλωνοποίησης τους. Harvard University spliced recreated genes from a woolly mammoth into the DNA of an elephant and found they functioned normally. Scientists used the carcass of a woolly mammoth to recreate certain genes.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, με επικεφαλής τον καθηγητή γενετικής Τζορτζ Τσερτς, ο οποίος έχει συχνά προκαλέσει θόρυβο με τις τολμηρές πρωτοβουλίες του, πήραν δείγμα DNA από μαμούθ που είχε βρεθεί διατηρημένο στην «κατάψυξη» του Αρκτικού κύκλου και απομόνωσαν 14 γονίδια που είναι διακριτά από εκείνα του σημερινού συγγενούς τους, του ελέφαντα.

Στη συνέχεια, δημιούργησαν στο εργαστήριο αντίγραφα από αυτά τα γονίδια του μαμούθ και μετά τα εισήγαγαν στο γενετικό υλικό ενός ελέφαντα, αντικαθιστώντας αντίστοιχα γονίδια. Τα νέα γονίδια του μαμούθ λειτουργούν φυσιολογικά μέσα στον ελέφαντα.

Είναι η πρώτη φορά που γονίδια ενός μαμούθ «ζωντανεύουν» και γίνονται ξανά λειτουργικά σε ένα ζώο, χάρη στη νέα γενετική τεχνική της «κοπτοραπτικής» (με το όνομα Crispr) που επιτρέπει στους γενετιστές την προσθαφαίρεση γονιδίων σε έναν οργανισμό κατά βούληση και με ακρίβεια. Μια παρόμοια τεχνική έχει επικριθεί ότι, αν εφαρμοστεί σε ανθρώπους, μπορεί να ανοίξει τον (γενετικό) «ασκό του Αιόλου».

Τα ανθεκτικά γονίδια

Mammoths have been found in permafrost.

Σύμφωνα με τους ερευνητές επιλέχθηκαν γονίδια που έκαναν τα τριχωτά μαμούθ να ξεχωρίζουν, καθώς τους χάριζαν ανθεκτικότητα στο κρύο. «Έχουμε πλέον λειτουργικά κύτταρα ελέφαντα με DNA μαμούθ στο εσωτερικό τους. Δεν έχουμε κάνει ακόμη σχετική επιστημονική δημοσίευση, επειδή δεν έχουμε ολοκληρώσει το έργο μας, αλλά είναι κάτι που θα κάνουμε στο μέλλον» ανέφερε ο Τσερτς.

Τα μαμούθ έχουν στενή συγγένεια με τον ασιατικό ελέφαντα και εξαφανίστηκαν κατά την τελευταία εποχή των πάγων, υπό την πίεση και των ανθρώπων. Όμως στο απομονωμένο νησί Βράγκελ του Αρκτικού Ωκεανού ζούσαν οι τελευταίοι εκπρόσωποι του είδους τους έως πριν από 3.300 χρόνια. Ένα από αυτά τα ζώα ανακαλύφθηκε και ένα δείγμα από το DNA του χρησιμοποιήθηκε από τους γενετιστές του Χάρβαρντ. Υπολογίζεται ότι ένας τεράστιος αριθμός μαμούθ είναι ακόμη θαμμένα κάτω από τους αρκτικούς πάγους.

Εκτιμάται ότι διεθνώς υπάρχουν τουλάχιστον τρεις ανεξάρτητες επιστημονικές ομάδες, σε ΗΠΑ, Ρωσία και Ν. Κορέα, που κάνουν αγώνα δρόμου για να ανακατασκευάσουν το γονιδίωμα του μαμούθ και τελικά να το επαναφέρουν στη ζωή μέσω κλωνοποίησης. Άλλοι όμως επιστήμονες θεωρούν κάτι τέτοιο ανήθικο, ανέφικτο ή περιττό.

Υπόγειες στοές στη Σελήνη «περιμένουν να τα κατοικηθούν». Lava tubes safe enough for Moon base

Cave entrances like this one in Mare Tranquilitatis may open into lava tubes. Σπηλιές που έχουν ανακαλυφθεί στη Σελήνη θα μπορούσαν να οδηγούν σε γιγάντιες σήραγγες λάβας.

Υπόγειες σήραγγες που ενδέχεται να ανοίχτηκαν από αρχαία ποτάμια λάβας στο φεγγάρι θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν με ασφάλεια τις μελλοντικές ανθρώπινες αποικίες, προτείνουν αμερικανοί ερευνητές.

This lava tube is in Hawaii, but the features could be even bigger on the Moon.

Η ύπαρξη αυτών των «σηράγγων λάβας» δεν έχει αποδειχθεί μέχρι σήμερα, ωστόσο αρκετά στόμια σπηλαίων που έχουν εντοπιστεί στη Σελήνη θα μπορούσαν κάλλιστα να είναι είσοδοι σε τέτοιες φυσικές στοές. Σήραγγες λάβας υπάρχουν εξάλλου και στη Γη, είναι όμως μικρότερες από τις στοές που θα μπορούσαν να υπάρχουν στο φεγγάρι λόγω της ισχυρότερης βαρύτητας του πλανήτη.

Η ιδέα της δημιουργίας βάσεων σε σεληνιακές στοές προτάθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου «Περντιού» της Ιντιάνα, οι οποίοι παρουσίασαν τη μελέτη τους στο 46ο Συνέδριο Σεληνιακής και Πλανητικής Επιστήμης που πραγματοποιείται στο Τέξας.

Όπως αναφέρει ο απεσταλμένος του BBC, η ερευνητική ομάδα υπολόγισε τη στατικότητα αυτών των υποθετικών στοών, και εκτιμά ότι τα τούνελ με μήκος 1 έως 5 χιλιόμετρα θα ήταν αρκετά σταθερά για να φιλοξενήσουν ανθρώπους.

Lunar lava tubes should be stable up to about 5km wide. Credit: David Blair et al.

Το πόστερ που παρουσιάστηκε το συνέδριο έδειχνε την πόλη της Φιλαδέλφειας, από την οποία κατάγεται ο επικεφαλής της μελέτης Ντέιβιντ Μπλερ, να χωράει άνετα μέσα σε μια στοά μήκους 5 χιλιομέτρων.

Σήμερα, η Σελήνη είναι γεωλογικά νεκρή. Στα αρχικά στάδια της ζωής της όμως, ηφαίστεια απελευθέρωσαν μεγάλες ποσότητες λάβας. Όταν η επιφάνεια αυτού του ρευστού υλικού κρύωσε και στερεοποιήθηκε, ποτάμια λάβας δεν αποκλείεται να συνέχισαν να κυλούν στο υπέδαφος. Όταν τελικά στραγγίστηκαν, μπορεί να άφησαν πίσω τους άδειους σωλήνες.

Ενδέχεται να ανοίχτηκαν από αρχαία ποτάμια λάβας στο φεγγάρι θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν με ασφάλεια τις μελλοντικές ανθρώπινες αποικίες. Credit: Robert Wagner/Icarus

Εφόσον υπάρχουν, οι σήραγγες λάβας θα μπορούσαν να προστατεύουν τις αποικίες από τις εχθρικές συνθήκες της σεληνιακής επιφάνειας. Λόγω της έλλειψης ατμόσφαιρας και μαγνητικού πεδίου, η Σελήνη εκτίθεται σε ακραίες διακυμάνσεις θερμοκρασίας και βομβαρδίζεται διαρκώς από σωματίδια υψηλής ενέργειας. Οι υπόγειες στοές θα προσέφεραν πιο σταθερές και ασφαλείς συνθήκες.