Υπερυπολογιστής προσομοιώνει την εξέλιξη του Σύμπαντος. Researchers model birth of universe in one of largest cosmological simulations ever run

H ύλη του Σύμπαντος ήταν αρχικά σχετικά ομοιογενής (αριστερά), σταδιακά όμως συσσωματώθηκε και σχημάτισε τον κοσμικό ιστό (δεξιά). This series shows the evolution of the universe as simulated by a run called the Q Continuum, performed on the Titan supercomputer and led by Argonne physicist Katrin Heitmann. These images give an impression of the detail in the matter distribution in the simulation. At first the matter is very uniform, but over time gravity acts on the dark matter, which begins to clump more and more, and in the clumps, galaxies form. Image by Heitmann et. al. (Click to view larger.)

Σε μια από τις μεγαλύτερες κοσμολογικές προσομοιώσεις που έχουν παρουσιαστεί ως σήμερα, υπερυπολογιστής του αμερικανικού υπουργείου Ενέργειας μοντελοποιεί την εξέλιξη του Σύμπαντος από τη βρεφική του ηλικία μέχρι σήμερα. Το αποτέλεσμα; Ένας ωκεανός δεδομένων που φτάνει τα 2,5 petabyte, ή 2,5 εκατομμύρια gigabyte.

Ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου του Αργκόν, το οποίο υπάγεται στο υπουργείο Ενέργειας, χρησιμοποίησαν για την προσομοίωση τον υπερυπολογιστή Titan, ο οποίος ήταν μέχρι πριν από λίγα χρόνια ο ισχυρότερος του κόσμου.

Χρησιμοποιώντας λογισμικό που αναπτύχθηκε ειδικά για κοσμολογικές προσομοιώσεις (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code), η ερευνητική ομάδα προσομοίωσε την πορεία του Σύμπαντος από τα 50 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη μέχρι τη σημερινή εποχή.

Πρακτικά, το Σύμπαν χωρίστηκε σε μισό τρισεκατομμύριο κύβους με πλευρά 100.000 χιλιομέτρων ο καθένας, προσφέροντας εντυπωσιακά υψηλή ανάλυση.

Από την γέννηση στην ενηλικίωση

Παρουσιάζει την πορεία του από την βρεφική του ηλικία μέχρι και σήμερα και συνοδεύεται από έναν ωκεανό δεδομένων 2,5 petabyte. Galaxies have halos surrounding them, which may be composed of both dark and regular matter. This image shows a substructure within a halo in the Q Continuum simulation, with “subhalos” marked in different colors. Image by Heitmann et al.

 Στη βρεφική του ηλικία, το Σύμπαν ήταν ένα γιγάντιο σύννεφο από ελεύθερα άτομα κανονικής ύλη αλλά και από «σκοτεινή ύλη» -ένα υλικό άγνωστης σύστασης που περιέργως αντιστοιχεί στο 84% της μάζας του Σύμπαντος.

Τα μοντέλα των κοσμολόγων δείχνουν ότι η σκοτεινή ύλη ήταν η πρώτη που άρχισε να συσσωματώνεται λόγω της έλξης της βαρύτητας. Σταδιακά συμπυκνώθηκε σε δίσκους, οι οποίοι τελικά τράβηξαν προς το μέρος τους και την κανονική ύλη. Μέχρι και σήμερα, δισεκατομμύρια χρόνια μετά, οι γαλαξίες πιστεύεται ότι περιβάλλονται από αυτά τα «φωτοστέφανα» σκοτεινής ύλης, μέσα στα οποία γεννήθηκαν.

«Η βαρύτητα επιδρά στη σκοτεινή ύλη, η οποία αρχίζει να συσσωματώνεται όλο και περισσότερο. Μέσα στους σβόλους που σχηματίζονται γεννιούνται γαλαξίες» λέει η Κάτριν Χέιτμαν, πρώτη συγγραφέας της δημοσίευσης στο Astrophysical Journal Supplement Series.

«Είναι μια πολύ πλούσια προσομοίωση» προσθέτει. «Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτά τα δεδομένα για να εξετάσουμε το γιατί οι γαλαξίες συμπυκνώνονται με αυτόν τον τρόπο, καθώς και τη θεμελιώδη φυσική του ίδιου του σχηματισμού κοσμικών δομών» εξηγεί.

Υπήρχε όμως και αρκετό υλικό στο νεαρό Σύμπαν που δεν έπεσε στην παγίδα της σκοτεινής ύλης. Το υλικό αυτό, τεράστιες ποσότητες αερίου, πιστεύεται ότι διατάχθηκε σε μορφή νημάτων τα οποία εκτείνονται ανάμεσα στους γαλαξίες.

Στο σημερινό, ενήλικο Σύμπαν, προβλέπει το κυρίαρχο μοντέλο της Κοσμολογίας, οι γαλαξίες βρίσκονται σήμερα διατεταγμένοι σαν χάντρες πάνω σε έναν «σκελετό» από νήματα που θυμίζει σφουγγάρι, τον λεγόμενο κοσμικό ιστό.

Εκτός του ότι αποκαλύπτει το ρόλο της κοσμικής ύλης στο σχηματισμό του κοσμικού ιστού, αναφέρουν οι ερευνητές σε ανακοίνωσή τους, η προσομοίωση βοηθά τους κοσμολόγους να κατανοήσουν την ακόμα πιο μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια, μια μυστηριώδη δύναμη που δρα αντίθετα από τη βαρύτητα και επιταχύνει τη διαστολή του Σύμπαντος.

Η ανάλυση των 2,5 petabyte δεδομένων μόλις έχει αρχίσει, θα διαρκέσει όμως «αρκετά ακόμα χρόνια».

Πηγή: Katrin Heitmann et al. THE Q CONTINUUM SIMULATION: HARNESSING THE POWER OF GPU ACCELERATED SUPERCOMPUTERS, The Astrophysical Journal Supplement Series (2015). DOI: 10.1088/0067-0049/219/2/34

Μεγάλος αστεροειδής στην γειτονιά μας. Halloween Skies to Include Dead Comet Flyby

Θα περάσει κοντά από τη Γη στις 31 Οκτωβρίου αλλά δεν μας απειλεί. This image of asteroid 2015 TB145, a dead comet, was generated using radar data collected by the National Science Foundation's 1,000-foot (305-meter) Arecibo Observatory in Puerto Rico. The radar image was taken on Oct. 30, 2015, and the image resolution is 25 feet (7.5 meters) per pixel. Credits: NAIC-Arecibo/NSF

Ένας μεγάλος αστεροειδής με διάμετρο περίπου 400 μέτρων θα περάσει σχετικά κοντά από τον πλανήτη μας. Το πέρασμα, με ταχύτητα 35 χλμ ανά δευτερόλεπτο, θα γίνει σήμερα το βράδυ στις 7 μ.μ. ώρα Ελλάδας σε απόσταση 480.000 χιλιομέτρων, λίγο μεγαλύτερη από την απόσταση Γης-Σελήνης.

Μόλις εντοπίστηκε

Ο αστεροειδής έχει διάμετρο περίπου 400 μέτρα και θα περάσει σχετικά κοντά από τη Γη, σήμερα στις 7 μ.μ. ώρα Ελλάδος, με ταχύτητα 35 χλμ. ανά δευτερόλεπτο.

Οι αστονόμοι γνωρίζουν ελάχιστα πράγματα για τον εν λόγω αστεροειδή, γνωστό ως 2015 ΤΒ145, τον οποίο ανακάλυψαν στις 10 Οκτωβρίου από τηλεσκόπιο στη Χαβάη.

JPL scientist Marina Brozovic explains how radar will be used to study asteroid 2015 TB145 when it safely passes Earth on Oct. 31, 2015. Scientists are tracking the Halloween flyby with several optical observatories and the radar capabilities of the agency's Deep Space Network at Goldstone, California. Radar images should be available within a few days of the flyby. The asteroid will fly past Earth at a safe distance slightly farther than the moon's orbit on Oct. 31 at 10:01 a.m. PDT (1:01 p.m. EDT). Scientists are treating the flyby of the estimated 1,300-foot-wide (400-meter) asteroid as a science target of opportunity. Full story at http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php...

Το πλησίασμά του στον πλανήτη μας - χωρίς να διατρέχουμε κίνδυνο- θα τους δώσει την ευκαιρία να τον μελετήσουν καλύτερα.

These first radar images from the National Science Foundation's 1,000-foot (305-meter) Arecibo Observatory in Puerto Rico, indicate the near-Earth object is spherical in shape and approximately 2,000 feet (600 meters) in diameter. The radar images were taken on Oct. 30, 2015, and the image resolution is 25 feet (7.5 meters) per pixel. Credits: NAIC-Arecibo/NSF

Η επίγνωση ότι γύρω από τη Γη περνούν συνεχώς μικροί και μεγαλύτεροι αστεροειδείς, κάνει ολοένα πιο νευρικούς τους επιστήμονες και τις διαστημικές υπηρεσίες, που πλέον έχουν ξεκινήσει προγράμματα για το πώς θα πρέπει να αντιδράσουν στο μέλλον, αν οι υπολογισμοί δείξουν ότι κάποιο ουράνιο σώμα κατευθύνεται απειλητικά προς τη Γη. Πριν από 65 εκατ. χρόνια ένας αστεροειδής διαμέτρου δέκα χιλιομέτρων, που έπεσε στο σημερινό Μεξικό, εκτιμάται ότι εξαφάνισε τους δεινόσαυρους και άνοιξε το δρόμο για τα θηλαστικά - και τον άνθρωπο.

Για το παραπάνω animation χρησιμοποιήθηκαν 6 εικόνες ραντάρ που λήφθηκαν στις 30 Οκτωβρίου 2015. This animated GIF was generated using radar data collected by the National Science Foundation's 1,000-foot (305-meter) Arecibo Observatory in Puerto Rico. The six radar images used in the animation were taken on Oct. 30, 2015, and the image resolution is 25 feet (7.5 meters) per pixel. Credits: NAIC-Arecibo/NSF

Ο αστρονόμος Ντέτλεφ Κόσνι του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) δήλωσε ότι αν ο 2015 ΤΒ145 έπεφτε στη Γη, θα προξενούσε μεγάλες ζημιές, γι' αυτό χρειάζεται συνεχής εγρήγορση. Η ESA σε ανακοίνωσή της διαβεβαίωσε ότι δεν υπάρχει καμία περίπτωση ο αστεροειδής να χτυπήσει τον πλανήτη μας ή ότι κάτι τέτοιο θα συμβεί τα επόμενα 100 χρόνια. Όμως ο 2015 ΤΒ145 προστέθηκε στον κατάλογο κινδύνου της ESA, ο οποίος περιέχει 524 τέτοια διαστημικά αντικείμενα.

Πηγή: nasa.gov

Αστρικό μαιευτήριο στο κέντρο του Γαλαξία. New component of Milky Way discovered

Εντυπωσιακή ανακάλυψη που αλλάζει όσα γνωρίζαμε για τις γαλαξιακές διεργασίες. Astronomers using the VISTA telescope at ESO's Paranal Observatory have discovered a previously unknown component of the Milky Way. By mapping out the locations of a class of stars that vary in brightness called Cepheids, a disc of young stars buried behind thick dust clouds in the central bulge has been found. This diagram shows the locations of the newly discovered Cepheids in an artist's rendering of the Milky Way. The yellow star indicates the position of the Sun. Credit: ESO/Microsoft Worldwide Telescope

Μια εντυπωσιακή ανακάλυψη έκανε ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο VISTA στο Νότιο Ευρωπαϊκό Αστεροσκοπείο (ESO) στη Χιλή. Μέχρι σήμερα πιστεύαμε ότι στο κέντρο του γαλαξία μας υπάρχουν μόνο ηλικιωμένα άστρα και ότι εδώ και δισεκατομμύρια έτη δεν υπάρχει δραστηριότητα γέννησης νέων άστρων. Οι ερευνητές εντόπισαν μια περιοχή στο κέντρο του Γαλαξία, ένα κοσμικό δίσκο που αποτελείται από εκατοντάδες νεογέννητα άστρα. Οι ερευνητές έχουν εντοπίσει μέχρι στιγμής 655 άστρα σε αυτόν τον δίσκο. Κάποια εξ αυτών έχουν ηλικία 100 εκ. έτη και ορισμένα μόλις 25 εκ. έτη.

Δείτε το βίντεο που έδωσαν στη δημοσιότητα οι ερευνητές για την ανακάλυψη του δίσκου των νεογέννητων άστρων στο κέντρο του γαλαξία μας. Τα άστρα εικονίζονται με κόκκινο χρώμα ενώ στο βίντεο παρουσιάζεται και η θέση του Ήλιου σε σχέση με τον δίσκο των νεαρών άστρων. Astronomers using the VISTA telescope at ESO’s Paranal Observatory have discovered a previously unknown component of the Milky Way. By mapping out the locations of a class of stars that vary in brightness called Cepheids, a disc of young stars buried behind thick dust clouds in the central bulge has been found. This video shows the locations of the newly discovered Cepheids (red dots) in an artist’s rendering of the Milky Way. Credit: ESO/Microsoft Worldwide Telescope

Σύμφωνα με τους ερευνητές όλα αυτά τα άστρα ανήκουν στην κατηγορία των Κηφείδων. Πρόκειται για μια οικογένεια παλλόμενων μεταβλητών αστέρων. Χαρακτηρίζονται από περιοδικές διακυμάνσεις στη φωτεινότητά τους λόγω περιοδικών μεταβολών των διαστάσεων, της θερμοκρασίας ή κάποιας άλλης αστρικής ιδιότητας που οφείλεται σε εσωτερικές διαδικασίες. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal Letters».

Πηγή: I. Dékány et al. The VVV Survey reveals classical Cepheids tracing a young and thin stellar disk across the Galaxy's bulge. Astrophysical Journal Letters, 2015 [link]

Οι πιο αποτελεσματικοί τρόποι μάθησης ενός κειμένου. How We Learn: The Surprising Truth about When, Where and Why it Happens by Benedict Carey

Ισχύει πάντα ότι ένας καλός βαθμός πηγαίνει στον μαθητή που έχει μάθει την ύλη και ένας κακός βαθμός στον μαθητή που απλά δεν διάβασε αρκετά; Hard Times: schoolchildren are given a lesson in natural history, circa 1908. Photo: Alamy

Το νέο βιβλίο του Μπενεντίκτ Κάρεϊ, ενός δημοσιογράφου επιστήμης από τους The New York Times, αμφισβητεί την αντίληψη ότι ένας υψηλός βαθμός στις εξετάσεις σημαίνει και πραγματική μάθηση. Υποστηρίζει ότι παρότι ένας καλός βαθμός μπορεί να επιτευχθεί βραχυπρόθεσμα, όταν διαβάζεις εντατικά για ένα διαγώνισμα, το πιθανότερο είναι ότι η περισσότερη πληροφορία θα ξεχαστεί πολύ γρήγορα. Ο Κάρεϊ ισχυρίζεται ότι οι περισσότεροι μαθητές ίσως να μη χρειάζεται να διαβάσουν περισσότερο, αλλά απλά πιο έξυπνα.

Φωτογραφία του Δημήτρη Χαρισιάδη. Could psychology change the way we learn?

Ο Κάρεϊ προσφέρει στους μαθητές, μικρούς και μεγάλους, ένα νέο πλάνο διαβάσματος βασισμένο σε δεκαετίες έρευνας πάνω στον εγκέφαλο, τη μνήμη και τη μάθηση. Ανατρέπει την αντίληψη ότι το να «πέσεις με τα μούτρα στο διάβασμα» είναι το μόνο απαραίτητο συστατικό ενός επιτυχημένου μαθητή, και αντ’ αυτού προσφέρει μία εις βάθος εξερεύνηση του εγκεφάλου, αποκαλύπτοντας ακριβώς το πώς μαθαίνουμε και πώς μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε αυτή τη δυνατότητα.

Jean-Baptiste Greuze, A Child Who Sleeps on his Book, 1755.

«Οι περισσότεροι από εμάς διαβάζουμε και ελπίζουμε πως το κάνουμε σωστά», λέει ο Κάρεϊ. «Όμως τείνουμε να έχουμε μία στατική και στενή αντίληψη σχετικά με το πώς πραγματοποιείται η μάθηση». Για τους αρχάριους, τα μεγάλου μήκους και έντονης συγκέντρωσης διαστήματα διαβάσματος μπορεί να μοιάζουν παραγωγικά, αλλά πιθανότατα οι μαθητές ξοδεύουν την περισσότερη φαιά ουσία τους στην προσπάθεια διατήρησης της συγκέντρωσής τους για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό δεν αφήνει αρκετή εγκεφαλική ενέργεια για μάθηση. «Είναι δύσκολο να κάτσεις σε ένα σημείο και να πιέσεις τον εαυτό σου να διαβάσει για ώρες», λέει ο Κάρεϊ. «Καταβάλλεις μεγάλη προσπάθεια μόνο και μόνο για να μείνεις εκεί, ενώ υπάρχουν άλλοι τρόποι για να κάνεις το διάβασμα πιο αποτελεσματικό, διασκεδαστικό και ενδιαφέρον».

Jean-Baptiste Perronneau, Portrait of a Boy with a Book, 1740.

Το πρώτο βήμα προς μία καλύτερη μάθηση είναι απλά να αλλάζεις το περιβάλλον μελέτης από καιρό σε καιρό. Αντί να κάθεσαι στο γραφείο σου ή στο τραπέζι της κουζίνας διαβάζοντας για ώρες, η εναλλαγή σκηνικού θα δημιουργήσει νέους συσχετισμούς στον εγκέφαλό σου και θα κάνει ευκολότερη τη συγκράτηση της πληροφορίας. «Ο εγκέφαλος χρειάζεται εναλλαγές», λέει ο Κάρεϊ. «Θέλει κίνηση και περιοδικά διαλείμματα». 

Jean-Baptiste-Camille Corot, Young Girl Reading, 1868.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται, αποθηκεύει και ανασύρει πληροφορίες μπορεί επίσης να βελτιώσει τις συνήθειες μελέτης σας. Για κάποιους ανθρώπους, το εντατικό διάβασμα για ένα διαγώνισμα μπορεί να αποβεί επιτυχημένο βραχυπρόθεσμα, όταν όμως ο μαθητής συγκεντρωθεί και διαβάσει μόνο μία φορά, δεν στέλνει μήνυμα στον εγκέφαλο ότι η πληροφορία αυτή είναι σημαντική. Έτσι, παρότι το αρχικό διάβασμα των λέξεων του γαλλικού λεξιλογίου ξεκινά τη διαδικασία της μάθησης, το επόμενο επαναληπτικό διάβασμα, ύστερα από μερικές ημέρες, είναι αυτό που αναγκάζει τον εγκέφαλο να ανασύρει την πληροφορία, ουσιαστικά μαρκάροντάς την ως σημαντική και άξια ενθύμησης.

Ένας άλλος τρόπος να στείλεις μήνυμα στον εγκέφαλο ότι η πληροφορία είναι σημαντική είναι να μιλάς γι’ αυτήν. Ζήτησε από έναν νεαρό μαθητή να παίξει τον δάσκαλο βασισμένος στην πληροφορία που έχει διαβάσει. Η αυτοεξέταση και η καταγραφή της πληροφορίας σε κάρτες (flashcards) ενισχύει επίσης τη μάθηση.

Φωτογραφία της Βούλας Παπαϊωάννου.

Μία άλλη τεχνική για φιλόδοξους μαθητές ονομάζεται κατανεμημένο διάβασμα και σχετίζεται άμεσα με την επιστήμη του εγκεφάλου. Ο Κάρεϊ την συγκρίνει με το πότισμα του γρασιδιού. Μπορείς να ποτίσεις το γρασίδι μία φορά την εβδομάδα για 90 λεπτά ή τρεις φορές την εβδομάδα από 30 λεπτά. Η κατανομή του ποτίσματος κατά τη διάρκεια της εβδομάδας θα κρατήσει το γρασίδι πιο πράσινο για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Johann Baptist Reiter, Boy Reading, 1861.

Έρευνες έχουν δείξει ότι για να μάθει και να συγκρατήσει ένας μαθητής πληροφορίες, όπως ιστορικά γεγονότα, λεξιλόγιο ή επιστημονικούς ορισμούς, είναι προτιμότερο να κάνει επανάληψη μία με δύο μέρες μετά το πρώτο διάβασμα. Μία θεωρία προτείνει ότι το μυαλό δίνει λιγότερη προσοχή κατά τη διάρκεια σύντομων μεταξύ τους επαναλήψεων. Έτσι επαναλαμβάνοντας την πληροφορία έπειτα από μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, για παράδειγμα ύστερα από μερικές ημέρες ή μία εβδομάδα, στέλνει πιο δυνατό σήμα στον εγκέφαλο ότι χρειάζεται να συγκρατήσει αυτή την πληροφορία.

H κατανεμημένη μελέτη προσθέτει επίσης συμφραζόμενα. Στο σπίτι, όταν ένας μαθητής προσπαθεί να απομνημονεύσει τους προέδρους των ΗΠΑ, ίσως ακούσει τον σκύλο να γαβγίζει ή το τηλέφωνο να χτυπά. Δύο ημέρες αργότερα, όταν μετακινήσει τον χώρο μελέτης του σε ένα καφέ ακούει τον υπάλληλο να φτιάχνει αφρόγαλα. Τώρα η λίστα των προέδρων ενσωματώνεται στη μνήμη του μαθητή κάτω από δύο πλαίσια, και αυτό ισχυροποιεί τη μνήμη.

Το 2008, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο εξέτασαν 1.300 συμμετέχοντες πάνω σε κάποια ασήμαντα γεγονότα, όπως για παράδειγμα ποιο είναι το όνομα του σκύλου ενός χαρακτήρα που εμφανίζεται στη συσκευασία γνωστών αμερικανικών σνακ. Οι συμμετέχοντες μελέτησαν την ύλη δύο φορές, σε διαφορετικά διαστήματα: κάποιοι σε απόσταση λίγων λεπτών, άλλοι μιας μέρας και άλλοι μιας εβδομάδας.

Matthias Stomer, Young Man Reading by Candlelight, c. 1600-1650.

Από τα στοιχεία που συγκέντρωσαν, οι επιστήμονες προσδιόρισαν το βέλτιστο διάστημα για να μαθαίνεις μία πληροφορία. Αν το διαγώνισμά σου είναι σε μία εβδομάδα, θα πρέπει να προγραμματίσεις δύο περιόδους μελέτης, σε απόσταση τουλάχιστον ενός ή δύο ημερών. Για παράδειγμα, για ένα διαγώνισμα την Παρασκευή, διάβασε τη Δευτέρα και κάνε επανάληψη την Πέμπτη. Αν το διαγώνισμά σου είναι σε ένα μήνα, κάνε επαναλήψεις μία φορά την εβδομάδα.

Félix Vallotton, Nude holding a book, 1929.

Ο ύπνος επίσης, όπως είναι γνωστό, είναι σημαντικό μέρος του καλού διαβάσματος. Το πρώτο μισό του κύκλου του ύπνου βοηθά στη συγκράτηση πληροφοριών, ενώ το δεύτερο μισό παίζει σημαντικό ρόλο στις μαθηματικές δεξιότητες. Ένας μαθητής λοιπόν που έχει διαγώνισμα σε μία ξένη γλώσσα είναι καλύτερα να κοιμηθεί νωρίς για να αφήσει τον ύπνο να τον βοηθήσει στην απομνημόνευση, και να κάνει επανάληψη το πρωί. Για κάποιον που έχει διαγώνισμα στα μαθηματικά, είναι προτιμότερο να κάνει επανάληψη πριν πάει για ύπνο και μετά να αφήσει τον εγκέφαλο να επεξεργαστεί την πληροφορία.

Renato Guttuso, Nudo sdraiato, 1940.

«O ύπνος είναι ο τελευταίος σκόρερ στη μάθηση», λέει ο Κάρεϊ. «Ο εγκέφαλος είναι έτοιμος να επεξεργαστεί, να κατηγοριοποιήσει και να παγιώσει αυτά που έχεις μελετήσει. Μόλις κουραστείς, ο εγκέφαλός σου σου λέει ότι δεν αντέχει άλλο».

Το βιβλίο του Benedict Carey «How we Learn: The surprising Truth About When, Where and Why It Happens» κυκλοφορεί από τις εκδόσεις Random House.

Πηγή: sciencearchives.wordpress.com

Αρχέγονο φως ίσως ανήκει σε άλλο Σύμπαν! Mystery bright spots could be first glimpse of another universe

H μυστηριώδης λάμψη που εντόπισαν οι επιστήμονες ίσως αποκαλύπτει την ύπαρξη ενός Πολυσύμπαντος. Light given off by hydrogen shortly after the big bang has left some unexplained bright patches in space. Are they evidence of bumping into another universe? (Image: Rudi Sebastian/Plainpicture)

Ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Ράνγκα-Ραμ Χάρι (Ranga-Ram Chary), καθηγητή του California Institute of Technology εντόπισαν άγνωστα μέχρι σήμερα λαμπερά σημεία στον χάρτη της ακτινοβολίας μικροκυμάτων, η οποία διαπερνά μέχρι σήμερα το Σύμπαν ως «απόηχος» της αρχικής «Μεγάλης Έκρηξης» από την οποία σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία γεννήθηκε το Σύμπαν. Συγκρίνοντας τα ευρήματα τους με εικόνες και δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck οι ερευνητές μην βρίσκοντας προς το παρόν κάποια άλλη εξήγηση για την ύπαρξη αυτών των σημείων ρίχνουν στο τραπέζι την ιδέα ότι αυτά τα σημεία είναι τα αποτυπώματα ενός άλλου σύμπαντος το οποίο συγκρούστηκε με το δικό μας.

Ερευνητές μελετούν μυστηριώδη λαμπερά σημεία που προέρχονται από τη γέννηση του Κόσμου. An experiment that could help might be on its way. Scientists at NASA’s Goddard Space Flight Center plan to submit PIXIE, the Primordial Inflation Explorer, to be considered for funding at the end of 2016. PIXIE’s spectral resolution could help characterise Chary’s signals if they really are there, Chluba says. But even if they aren’t, reconstructing how inflation happened could still lead us once again back to the multiverse – and tell us what kind of bubble collisions we should look for next (see diagram).

Οι ερευνητές εκτιμούν μάλιστα ότι σε περίπτωση που πράγματι τα σημεία αυτά προέρχονται από ένα άλλο σύμπαν αυτό είχε πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά και λειτουργίες από το δικό μας. Η μελέτη που δημοσιεύεται στην διαδικτυακή υπηρεσία προδημοσιεύσεων (arxiv.org/abs/1510.00126) αφήνει ανοικτό το ενδεχόμενο το Σύμπαν μας να είναι μόνο μία «μονάδα» μέσα σε ένα άπειρο και συνεχώς επεκτεινόμενο σύνολο ασύνδετων μεταξύ τους παράλληλων συμπάντων που αποτελούν το Πολυσύμπαν. Την ύπαρξη του Πολυσύμπαντος προτείνουν και άλλες θεωρίες όπως η Θεωρία των Χορδών και τομείς της θεωρητικής φυσικής όπως η κβαντομηχανική.

Αφροδίτη, Δίας, Άρης σε σπάνιο πρωινό ραντεβού. Planetary conjunction: Venus, Jupiter, Mars converge in morning sky

Η Αφροδίτη, ο Δίας και ο Άρης, όπως φωτογραφήθηκαν νωρίς το πρωί της Κυριακής πάνω από Εθνικό Πάρκο Jasper στην Αλμπέρτα του Καναδά. Venus, Jupiter and Mars were photographed early Sunday morning over Jasper National Park in Alberta, Canada. (Photo/Twitter user @BruceMcCurdy)

Μπείτε στον κόπο να ξυπνήσετε λίγο πριν την ανατολή για να δείτε μια συνάντηση που δεν θα επαναληφθεί τα επόμενα έξι χρόνια: η Αφροδίτη, ο Άρης και ο Δίας μοιράζονται την ίδια γειτονιά του ουρανού. Οι τρεις πλανήτες πλησίασαν μεταξύ τους στις 24 Οκτωβρίου και θα παραμείνουν σε μικρή απόσταση για αρκετές ακόμα μέρες, αναφέρει το EarthSky.org.

Οι τρεις πλανήτες θα μοιραστούν την ίδια γειτονιά του ουρανού. This week, Venus, Jupiter and Mars appear at their closest together in the sky for 2015. Such close gatherings of planets are sometimes called planetary conjunctions. (NASA)

To λαμπρότερο μέλος της τριάδας είναι η Αφροδίτη, 12 φορές λαμπρότερη από τον Δία και 250 φορές πιο φωτεινή από τον Άρη, δήλωσε στο BBC η Αφίλια Γουιμπισόνο του Βασιλικού Αστεροσκοπείο του Γκρίνουιτς. Όσοι διαθέτουν ισχυρά κιάλια ή μικρό τηλεσκόπιο μπορούν να δουν και τα τέσσερα μεγάλα φεγγάρια του Δία που παρατήρησε πρώτος ο Γαλιλαίος -Ευρώπη, Καλλιστώ, Γανυμήδης και Ιώ.

Look east before sunrise in late October for a beautiful conjunction of bright planets. Visit http://science.nasa.gov/ for more.

Κάτω από τη λαμπερή τριάδα, οι παρατηρητές στην τροπική ζώνη του βορείου ημισφαιρίου μπορούν να δουν και τον μικρό Ερμή, ο οποίος κρύβεται κάτω από τον ορίζοντα στο γεωγραφικό πλάτος στην Ελλάδα. Η εμφάνιση τριών πλανητών σε μια τόσο μικρή περιοχή του ουρανού είναι σχετικά σπάνιο φαινόμενο. Ο Δίας, ο Άρης και η Αφροδίτη δεν θα βρεθούν ξανά σε τόσο μικρή φαινόμενη απόσταση μέχρι τον Ιανουάριο του 2021.

Το εκπληκτικό στέμμα της μαύρης τρύπας. Black Hole Has Major Flare

Καλλιτεχνική απεικόνιση της εκπομπής ακτινοβολίας από τo στέμμα της μελανής οπής Mrk 335. Artist’s concept of a supermassive black hole, surrounded by a swirling disk of material falling onto it. The purplish ball of light depicted launching from the black hole is its corona. The launch of the corona may generate an X-ray flare. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Λίγο φως στον... σκοτεινό κόσμο των μελανών οπών ρίχνουν οι παρατηρήσεις δύο μελανών οπών από τα διαστημικά τηλεσκόπια  Swift και NuSTAR. Τα δύο κατάφεραν να εντοπίσουν μια γιγάντια εκπομπή ακτίνων Χ από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα Mrk 335 που βρίσκεται σε απόσταση 324 εκατομμυρίων ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό του Πήγασου. Η ακτινοβολία πηγάζει από μια ζώνη των μελανών οπών στην οποία οι επιστήμονες έχουν δώσει την ίδια ονομασία με το ανώτερο στρώμα του ‘Ηλιου, δηλαδή στέμμα (corona).

Το φαινόμενο

Εντοπίστηκε μυστηριώδες φαινόμενο εκπομπής ακτίνων Χ από γιγάντια μελανή οπή. Artist’s concept showing how a shifting corona can create a flare of X-rays around a black hole. The corona gathers inward (left), becoming brighter, before shooting away from the black hole (middle and right). Astronomers don’t know why the coronas shift, but they have learned that this process leads to an X-ray flare. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Το καθοριστικό χαρακτηριστικό μιας μαύρης τρύπας είναι η εμφάνιση ενός ορίζοντα γεγονότων σε ένα όριο στο χωροχρόνο μέσα από το οποίο η ύλη και το φως μπορεί να περάσει μόνο προς τα μέσα για τη μάζα της μαύρης τρύπας. Τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να δραπετεύσει από το εσωτερικό του ορίζοντα γεγονότων. Ο ορίζοντας των γεγονότων αναφέρεται ως τέτοιος, διότι αν κάτι συμβεί εντός των ορίων του, οι πληροφορίες από αυτό το γεγονός δεν μπορούν να φτάσουν σε ένα εξωτερικό παρατηρητή, καθιστώντας αδύνατο να προσδιοριστεί αν κάτι τέτοιο συνέβη.

Θεωρητικά κανένα αντικείμενο πέρα από τον ορίζοντα γεγονότων δεν θα μπορούσε να έχει αρκετή ταχύτητα να διαφύγει από μια μαύρη τρύπα, συμπεριλαμβανομένου και του φωτός. Εξαιτίας αυτού, οι μαύρες τρύπες δεν μπορούν να εκπέμψουν κανενός είδους φως ή άλλο στοιχείο που θα μπορούσε να επιβεβαιώσει την ύπαρξή τους. Παρ' όλα αυτά οι μαύρες τρύπες μπορούν να ανιχνευτούν με την μελέτη φαινομένων γύρω τους, όπως για παράδειγμα η βαρυτική διάθλαση και τα αστέρια που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από χώρο που δεν φαίνεται να υπάρχει εμφανής ύλη.

Η παρατήρηση

Artist’s concept of a supermassive black hole. The regions around such objects shine brightly in X-rays. Some of this radiation comes from a surrounding disk, and most comes from the corona, pictured here in this artist’s concept as the white light at the base of a jet. This is one possible configuration for a corona – its actual shape is unknown. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Τα πιο εμφανή αποτελέσματα πιστεύεται ότι προέρχονται από ύλη που πέφτει μέσα σε μια μαύρη τρύπα, η οποία προβλέπεται ότι συγκεντρώνεται σε ένα εξαιρετικά θερμό και γρήγορα περιστρεφόμενο δίσκο γύρω από τη μαύρη τρύπα, πριν εισέλθει σε αυτή. O δίσκος αυτός είναι γνωστός ως δίσκος προσαύξησης. Η τριβή ανάμεσα σε γειτονικές ζώνες αυτού του δίσκου τον θερμαίνουν τόσο, ώστε να ακτινοβολεί μεγάλη ποσότητα ακτίνων Χ. Υπάρχει όμως και μια δεύτερη πηγή εκπομπής ακτίνων Χ στις μαύρες τρύπες που είναι το στέμμα της, μια περιοχή συγκέντρωσης γιγάντιων ποσοτήτων σωματιδίων υψηλής ενέργειας.

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες δεν είχαν καταφέρει να συλλέξουν σημαντικά δεδομένα από αυτά τα... στέμματα για αυτό και οι παρατηρήσεις των δύο τηλεσκοπίων θεωρούνται εξαιρετικά σημαντικές. «Είναι η πρώτη φορά που καταφέρνουμε να καταγράψουμε εκπομπή ακτινοβολία από ένα στέμμα μαύρης τρύπας. Αυτές οι παρατηρήσεις θα μας βοηθήσουν να καλύτερα το πώς λειτουργούν οι υπερμεγέθεις μελανές οπές» δηλώνει ο Νταν Γουίλκινς του Πανεπιστημίου Saint Mary's στον Καναδά που ήταν επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society».