Stephen Hawking: Είναι οι μαύρες τρύπες «άτριχες»; Professor Stephen Hawking: Do black holes have no hair?

O John Wheeler εσήγαγε τον όρο “μαύρη τρύπα” αντικαθιστώντας την προηγούμενη «παγωμένο άστρο» και η ονομασία αυτή γνώρισε γρήγορα μεγάλη επιτυχία. Αλλά οι Γάλλοι, όντας Γάλλοι, διέκριναν στον όρο μια σκανδαλιστική σημασία. Για πολλά χρόνια αντιστέκονταν στην ονομασία “trous noir”, ισχυριζόμενοι πως είναι άσεμνη. Η προσπάθειά τους έμοιαζε λίγο με την προσπάθεια εξάλειψης νεολογισμών αγγλικής προέλευσης (Franglais), όπως το le weekend. Τελικά αναγκάστηκαν να ενδώσουν. Ένας εξωτερικός παρατηρητής δεν μπορεί να διακρίνει τι βρίσκεται στο εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας. Μπορείτε να πετάξετε οτιδήποτε μέσα της τηλεοράσεις, δακτυλίδια με διαμαντόπετρες ή ακόμη και τους χειρότερους εχθρούς σας. Τα μόνα που θα “συγκρατήσει στη μνήμη της” η μαύρη τρύπα θα είναι η συνολική μάζα, η στροφορμή και το ηλεκτρικό φορτίο. Ο John Wheeler πάλι εξέφρασε αυτή την αρχή της εξάλειψης των ιχνών με την εύγλωττο αστεϊσμό: “οι μαύρες τρύπες δεν έχουν τρίχες” – δεν αφήνουν πίσω τους ίχνη. Κατά τους Γάλλους, αυτό απλώς επιβεβαίωνε τις υποψίες τους. Από αυτή τη ρήση του Wheeler είναι εμπνευσμένος ο τίτλος της πρώτης διάλεξης του Hawking.

Tο BBC Radio 4 κάθε χρόνο καλεί έναν επιστήμονα για να μιλήσει σχετικά με την έρευνά του στο πλαίσιο των «Διαλέξεων Reith». Στις διαλέξεις Reith του 2016, προσκεκλημένος ομιλητής ήταν ο Stephen Hawking, που έδωσε δυο διαλέξεις.

Η πρώτη από αυτές δόθηκε στις 26 Ιανουαρίου 2016, με τίτλο: Είναι οι μαύρες τρύπες “άτριχες”; Μπορείτε να διαβάσετε την εν λόγω διάλεξη πατώντας ΕΔΩ (τα σχόλια – σημειώνονται με τα αρχικά DS – είναι του αρχισυντάκτη του BBC David Shukman).

Η ίδια διάλεξη του Hawking ακούγεται και στο βίντεο που ακολουθεί, ενώ ο καλλιτέχνης Andrew Park σχεδιάζει στον μαυροπίνακα τα σημεία – κλειδιά της διάλεξης:

Οι μαύρες τρύπες δεν είναι τόσο μαύρες όσο τις ζωγραφίζουμε

Στο τέλος της πρώτης διάλεξής του ο Hawking αναφέρεται στην σύνδεση, που πρώτος έκανε ο Jacob Bekenstein, της εντροπίας μιας μαύρης τρύπας με το εμβαδόν του ορίζοντα των γεγονότων της, λέγοντας πως αν ισχύει κάτι τέτοιο τότε θα έπρεπε να έχει και πεπερασμένη θερμοκρασία. Αυτό όμως θα σήμαινε ότι μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να βρίσκεται σε ισορροπία όσον αφορά τη θερμική ακτινοβολία, σε κάποια θερμοκρασία διαφορετική του απολύτου μηδενός. Αλλά μια μαύρη τρύπα εξ’ ορισμού ενώ απορροφά κάθε τι που πέφτει μέσα της, είναι αδύνατον εκπέμψει οτιδήποτε στο περιβάλλον, ούτε θερμότητα. Κι αυτό το παράδοξο εξηγεί ο Hawking στη δεύτερη διάλεξη.

Professor Hawking examines scientific thinking about black holes and challenges the idea that all matter and information is destroyed irretrievably within them. He explains his own hypothesis that black holes may emit a form of radiation, now known as Hawking Radiation. He discusses the search for mini black holes, and he advances a theory that information may remain stored within black holes in a scrambled.

Η δεύτερη διάλεξη του Hawking δόθηκε στις 2 Φεβρουαρίου του 2016 και είχε ως τίτλο: «Οι μαύρες τρύπες δεν είναι τόσο μαύρες όσο τις ζωγραφίζουμε». Μπορείτε να διαβάσετε την εν λόγω διάλεξη πατώντας ΕΔΩ.

Για όποιον επιθυμεί να διαβάσει τις μικρές αυτές διαλέξεις του Hawking στα ελληνικά υπάρχει λύση: θα τις βρει στο μικρό βιβλιαράκι που κυκλοφόρησε το καλοκαίρι από τις εκδόσεις κάτοπτρο με τίτλο: “Stephen Hawking, ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ, Οι διαλέξεις Reith του BBC”.

Πηγή: http://www.bbc.co.uk/programmes/b06pttqf 

– http://www.bbc.com/news/science-environment-35421439

Πώς ένας αρχαίος ιός καθόρισε άνδρες και γυναίκες. Placenta in females, muscle mass in males: Dual heritage of a virus

Νέα μελέτη επιβεβαιώνει το ρόλο τον ενδογενών ρετροϊών στην ανθρώπινη εξέλιξη, οδηγώντας παράλληλα στην επίλυση ενός μεγάλου βιολογικού μυστηρίου. It was already known that genes inherited from ancient retroviruses are essential to the placenta in mammals. Scientists have now revealed a new chapter in this astonishing story: these genes of viral origin may also be responsible for the more developed muscle mass seen in males. Cross section of mouse muscle (in blue: labeling of nuclei; in green: labeling of muscle fiber membranes). Normal male mice display larger muscle fibers than those seen in mutant, syncytin knock-out mice. Credit: François Redelsperger

Γονίδια αρχαίων ιών που ενσωματώθηκαν στο ανθρώπινο γονιδίωμα πριν από εκατομμύρια χρόνια όχι μόνο δεν επιβαρύνουν την υγεία αλλά είναι πλέον απαραίτητα για τη ζωή: τα ίδια γονίδια αρχαίων ιώσεων ευθύνονται για την ανάπτυξη του πλακούντα στις γυναίκες αλλά και την αυξημένη μυϊκή μάζα των ανδρών, υποδεικνύει νέα μελέτη.

Οι βιολόγοι γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι τα γονιδιώματα πολλών οργανισμών, ανάμεσά τους και ο άνθρωπος, περιλαμβάνουν αλληλουχίες που ενσωματώθηκαν στο γονιδίωμα λόγω μόλυνσης από αρχαίους «ρετροϊούς» - ιούς που χρησιμοποιούν ως γενετικό υλικό μόρια RNA αντί για DNA.

Αφού μολύνουν τα κύτταρα, οι ιοί αυτοί αντιγράφουν τις γενετικές πληροφορίες τους σε μόρια DNA, τα οποία στη συνέχεια ενσωματώνονται στα κύτταρα του ξενιστή, πολλές φορές για πάντα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τέτοιου ρετροϊού είναι ο HIV, του οποίου η εκρίζωση είναι δύσκολη ακριβώς επειδή το γενετικό υλικό του έχει γίνει αναπόσπαστο μέρος των κυττάρων του ασθενή.

Από εξελικτική άποψη, πάντως, μεγαλύτερη σημασία έχουν οι ρετροϊοί που μολύνουν κατά τύχη κύτταρα του αναπαραγωγικού συστήματος, οπότε κληροδοτούνται στις επόμενες γενιές. Σε αυτή την περίπτωση, ο ενσωματωμένος ιός ονομάζεται «ενδογενής».

Περίπου το 8% του γονιδιώματος του ανθρώπου και άλλων θηλαστικών αντιστοιχεί σε κατάλοιπα αρχαίων ιών. Τα περισσότερα από αυτά τα ξένα γονίδια παραμένουν αδρανή, άλλα όμως συνεχίζουν να λειτουργούν μέχρι και σήμερα παράγοντας πρωτεΐνες.

Ο συνδετικός κρίκος

Το 2000, αμερικανοί ερευνητές αποκάλυψαν ότι για τον σχηματισμό του πλακούντα είναι απαραίτητη η πρωτεΐνη η συγκυτίνη, η οποία έχει ιογενή προέλευση και υπάρχει σήμερα σε όλα τα θηλαστικά.

Τώρα, μια νέα διεθνής μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η συγκυτίνη ευθύνεται και για την αυξημένη μυϊκή μάζα των αρσενικών ποντικών - μια αναπάντεχη, δεύτερη δράση της αρχαίας ίωσης.

Αρσενικά ποντίκια που είχαν τροποποιηθεί γενετικά ώστε να μην παράγουν συγκυτίνη είχαν 20% μικρότερες μυϊκές ίνες και 20% λιγότερους κυτταρικούς πυρήνες σε σχέση με τα κανονικά ποντίκια, αναφέρει η διεθνής ερευνητική ομάδα στην επιθεώρηση «PLoS Genetics».

Το ερώτημα που προκύπτει είναι πώς η συγκυτίνη επιτελεί αυτές τις εντελώς διαφορετικές λειτουργίες σε αρσενικά και θηλυκά άτομα.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι αρχαίοι ιοί χρησιμοποιούσαν τη συγκυτίνη για να συγχωνευτούν με την εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου-στόχου. Και όπως φαίνεται, η συγκυτίνη στα θηλαστικά επιτελεί περίπου την ίδια λειτουργία: το εξωτερικό στρώμα του πλακούντα αποτελείται από πολλά κύτταρα που έχουν συντηχθεί σε ένα, ενώ οι μυϊκές ίνες επίσης προκύπτουν από πολλά επιμέρους κύτταρα που ενώνονται σε ένα μεγαλύτερο.

Η μελέτη αφενός επιβεβαιώνει το ρόλο τον ενδογενών ρετροϊών στην ανθρώπινη εξέλιξη, αφετέρου θα μπορούσε να οδηγήσει τελικά και στην επίλυση ενός μεγάλου βιολογικού μυστηρίου. Όπως λένε οι ερευνητές, αν ο ρόλος της συγκυτίνης επιβεβαιωθεί και σε άλλα θηλαστικά, η αρχαία αυτή πρωτεΐνη θα εξηγούσε γιατί τα αρσενικά άτομα σε πολλά είδη θηλαστικών είναι πιο μυώδη από τα θηλυκά, κάτι που δεν παρατηρείται συχνά στα ζώα που γεννούν αβγά.

Πηγή: François Redelsperger, Najat Raddi, Agathe Bacquin, Cécile Vernochet, Virginie Mariot, Vincent Gache, Nicolas Blanchard-Gutton, Stéphanie Charrin, Laurent Tiret, Julie Dumonceaux, Anne Dupressoir, Thierry Heidmann. Genetic Evidence That Captured Retroviral Envelope syncytins Contribute to Myoblast Fusion and Muscle Sexual Dimorphism in Mice. PLOS Genetics, 2016; 12 (9): e1006289 DOI: 10.1371/journal.pgen.1006289

Δεν είναι πίνακας ζωγραφικής, είναι πλαγκτόν! Plankton bloom in the Barents Sea captured by the Sentinel-2A satellite

Πραγματικά ιδιαίτερα εντυπωσιακή η όψη του πλαγκτόν στην Θάλασσα του Μπάρεντς από το Διάστημα. Although it may appear as a watercolour painting, this image is a natural-colour capture of a plankton bloom in the Barents Sea by the Sentinel-2A satellite. Plankton, the most abundant type of life found in the ocean, are microscopic marine plants that drift on or near the surface of the sea. They are sometimes referred to as ‘the grass of the sea’ because they are the basic food on which all other marine life depends. Credit: Contains modified Copernicus Sentinel data (2016), processed by ESA

Μια εκπληκτική φωτογραφία από την συγκέντρωση πλαγκτόν στην Θάλασσα του Μπάρεντς που βρίσκεται στις ανατολικές περιοχές του Αρκτικού Ωκεανού έστειλε ο ευρωπαϊκός δορυφόρος γεωσκόπησης Sentinel-2A. Οι υπεύθυνοι λειτουργίας του δορυφόρου έσπευσαν να σημειώσουν ότι η εικόνα δεν έχει υποστεί κάποια επεξεργασία και το φαινόμενο εμφανίζεται στα φυσικά του χρώματα. Η εικόνα αποτυπώνει το πώς το επονομαζόμενο «χόρτο της θάλασσας» μεταβάλλει το χρώμα του νερού φαινόμενο που προκαλείται από την χλωροφύλλη του πλαγκτόν.

Με τον όρο πλαγκτόν χαρακτηρίζεται γενικά το σύνολο έμβιων οργανισμών που αναπτύσσονται στην επιφάνεια των ωκεανών, θαλασσών και λιμνών και αποτελεί την βασική τροφή για την πλειοψηφία των ψαριών και γενικά των υδρόβιων οργανισμών από την σαρδέλα μέχρι τις φάλαινες. Επιπλέον τα συστατικά του πλαγκτόν και ειδικότερα οι χρωστικές του ουσίες μπορούν να μετατρέπουν ανόργανη ύλη όπως το νερό, το άζωτο, και ο άνθρακας σε οργανική επιτρέποντας την απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα.

Τα δελφίνια τα… λένε μεταξύ τους. Dolphins recorded having a conversation 'just like two people' for first time

Άλλη μια απόδειξη της υψηλής νοημοσύνης των δελφινιών το γεγονός ότι έχουν αναπτύξει σύνθετο κώδικα επικοινωνίας μεταξύ τους. Dolphins use pulsed clicks in the same way that humans use words, scientists have found. A dolphin swims into a bar... (Jeff K/Flickr)

Τα δελφίνια επικοινωνούν μεταξύ τους όπως δύο άνθρωποι, σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι οποίοι για πρώτη φορά πιστεύουν ότι κατέγραψαν και ανέλυσαν μια τετ-α-τετ συνομιλία.

Η ανακάλυψη

A graphic showing Yasha and Yana 'chatting' in their pool.

Μπορεί να μην είναι δυνατό -ακόμη τουλάχιστον- να καταλάβουμε τη δελφινογλώσσα, αλλά φαίνεται πως αυτή υπάρχει και χρησιμοποιείται ως μέσο επικοινωνίας ανάμεσα στα πανέξυπνα και κοινωνικά δελφίνια.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Ρώσο δρ. Βιατσεσλάβ Ριάμποφ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Physics and Mathematics», ηχογράφησαν με υποθαλάσσιο μικρόφωνο στη Μαύρη Θάλασσα δύο ρινοδέλφινα (είναι πολύ κοινά και στην Ελλάδα), που έμοιαζαν να συνομιλούν.

Οι ήχοι

The groups of pulsed clicks produced by Yana (down arrows) and Yasha (up arrows) during their conversation.

Η ανάλυση των ήχων διέκρινε τους ήχους («φωνές») του ενός δελφινιού από του άλλου και φανέρωσε μια δομή στη συνομιλία, καθώς κάθε δελφίνι άκουγε μια «πρόταση» από «κλικ» του άλλου χωρίς να το διακόπτει και μετά του απαντούσε ανάλογα.

«Ουσιαστικά αυτή η ανταλλαγή μοιάζει με τη συνομιλία ανάμεσα σε δύο ανθρώπους» δήλωσε ο Ριάμποφ. «Η ανάλυση των ήχων δείχνει πως δεν διακόπτουν το ένα το άλλο, πράγμα που μας κάνει να πιστεύουμε ότι ακούνε, προτού απαντήσουν» πρόσθεσε.

Εδώ και χρόνια, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα δελφίνια, που είναι θαλάσσια θηλαστικά, χρησιμοποιούν διακριτούς ήχους -πάνω από 1.000- για να δείξουν χαρά ή στρες, την εύρεση τροφής, τον αποχωρισμό από την ομάδα τους κ.α. Ήταν όμως ασαφές κατά πόσο αυτή η επικοινωνία γίνεται και σε «διαπροσωπική» βάση.

Η ένταση

The two Black Sea bottlenose dolphins, Yasha and Yana, were observed waiting for the other to finish their 'sentence' before replying back. 

Τώρα, μετά και τη νέα μελέτη, θεωρείται πιθανό πως τα δελφίνια αλλάζουν σκοπίμως την ένταση και τη συχνότητα των «κλικ» τους, προκειμένου να δημιουργήσουν ένα είδος δελφινο-λέξεων, τις οποίες βάζουν στη σειρά (έως πέντε «λέξεις») για να σχηματίσουν «προτάσεις» και να «τα πουν» μεταξύ τους.

Σύμφωνα με τον Ριάμποφ, «η (υποθετική) γλώσσα τους έχει όλα τα βασικά χαρακτηριστικά της ανθρώπινης ομιλούμενης γλώσσας, πράγμα που δείχνει υψηλό επίπεδο νοημοσύνης και συνείδησης. Η γλώσσα των δελφινιών, κατά τα φαινόμενα, θα μπορούσε να θεωρηθεί μια άκρως ανεπτυγμένη ομιλούμενη γλώσσα, παρόμοια με την ανθρώπινη».

Εδώ και 25 εκατομμύρια χρόνια τα δελφίνια διαθέτουν εγκεφάλους κάπως μεγαλύτερους και πιο πολύπλοκους από των ανθρώπων. Όπως είπε ο Ριάμποφ, «οι άνθρωποι πρέπει να κάνουν το πρώτο βήμα για να αναπτύξουν σχέσεις με τους πρώτους έξυπνους κατοίκους του πλανήτη Γη, δημιουργώντας συσκευές ικανές να ξεπερνούν τα φράγματα, που στέκονται ανάμεσα στις δύο γλώσσες και στην επικοινωνία δελφινιών και ανθρώπων». Με άλλα λόγια, στο μέλλον μάλλον θα πρέπει να μάθουμε και άλλες ξένες γλώσσες!

Εκπληκτικός κοσμικός ανεμοστρόβιλος. Into the storm

Ένα ανεμοστρόβιλο λαμπρών αερίων και σκουρόχρωμης σκόνης με φόντο νεαρά καυτά άστρα συνέλαβε ο φακός του Hubble. This shot from the NASA/ESA Hubble Space Telescope shows a maelstrom of glowing gas and dark dust within one of the Milky Way’s satellite galaxies, the Large Magellanic Cloud (LMC). This stormy scene shows a stellar nursery known as N159, an HII region over 150 light-years across. N159 contains many hot young stars. These stars are emitting intense ultraviolet light, which causes nearby hydrogen gas to glow, and torrential stellar winds, which are carving out ridges, arcs, and filaments from the surrounding material. At the heart of this cosmic cloud lies the Papillon Nebula, a butterfly-shaped region of nebulosity. This small, dense object is classified as a High-Excitation Blob, and is thought to be tightly linked to the early stages of massive star formation. N159 is located over 160 000 light-years away. It resides just south of the Tarantula Nebula (heic1402), another massive star-forming complex within the LMC. It was previously imaged by Hubble’s Wide Field Planetary Camera 2, which also resolved the Papillon Nebula for the first time. Credit: ESA/Hubble & NASA

Μια ακόμη εντυπωσιακή εικόνα του Σύμπαντος προσέθεσε στην γιγάντια συλλογή του το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Αυτή τη φορά κατέγραψε ένα εκπληκτικό κοσμικό φαινόμενο στο Μεγάλο Μαγγελανικό Νέφος, ένα γειτονικό μας γαλαξία που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 160 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς. Η εικόνα αποτυπώνει ένα ανεμοστρόβιλο λαμπερών αερίων και σκουρόχρωμης σκόνης.

A NASA/ESA Hubble Space Telescope view of a turbulent cauldron of starbirth, called N159, taking place 170,000 light-years away in our satellite galaxy, the Large Magellanic Cloud (LMC). Torrential stellar winds from hot newborn massive stars within the nebula sculpt ridges, arcs, and filaments in the vast cloud, which is over 150 light-years across. Credit: M. Heydari-Malayeri (Paris Observatory) and NASA/ESA

Ο ανεμοστρόβιλος αυτός βρίσκεται μέσα στην περιοχή Ν159 η οποία έχει διάμετρο 150 ετών φωτός και αποτελεί ένα εργοστάσιο παραγωγής νέων άστρων. Στην περιοχή αυτή υπάρχουν πολλά νεογέννητα καυτά άστρα που εκπέμπουν έντονη υπεριώδη ακτινοβολία η οποία παράγει με τη σειρά της έντονους αστρικούς ανέμους που «σμιλεύουν» την κοσμική ύλη με την οποία έρχονται σε επαφή. Η ακτινοβολία επίσης «υποχρεώνει»  αέρια όπως το υδρογόνο να λάμπουν δημιουργώντας το οπτικό υπερθέαμα που κατέγραψε το Hubble. Όπως είναι ευνόητο τέτοιες εικόνες βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα διάφορα κοσμικά φαινόμενα.

Η απουσία της υπερσυμμετρίας στον LHC προβληματίζει τους φυσικούς. Supersymmetry’s absence at LHC puzzles physicists

Η φύση κρατά ακόμη κρυμμένα τα «μυστικά» της από τον επιταχυντή στο CERN. Scientists watched from the CERN control room as the LHC particle accelerator first began running at higher energies in June 2015. New data from the LHC has revealed no hints of new particles, despite physicists’ high hopes. M. BRICE/CERN

Από τι αποτελείται η σκοτεινή ύλη, αυτό το άγνωστης φύσης υλικό που κατακλύζει το σύμπαν, αντιστοιχώντας περίπου στο 27% της ύλης-ενέργειάς του; Μήπως οι 3 από τις 4 θεμελιώδεις δυνάμεις, η ισχυρή πυρηνική δύναμη, η ηλεκτρομαγνητική και η ασθενής πυρηνική, αποτελούν διαφορετικές εκφάνσεις της ίδιας αλληλεπίδρασης;

Αν και τέτοια ερωτήματα παραμένουν άλυτα στο πλαίσιο της καθιερωμένης θεωρίας της φυσικής, δηλαδή το Καθιερωμένο Πρότυπο, πίσω στο 2000 είκοσι επιστήμονες υποστήριζαν πως δεν θα χρειάζονταν περισσότερο από μια δεκαετία λειτουργίας του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN για να ανοίξει ο δρόμος για να απαντηθούν, με τις πρώτες πειραματικές αποδείξεις της υπερσυμμετρίας.

Μάλιστα ήταν τόσο σίγουροι, που καθένας τους στοιχημάτισε κι από ένα μπουκάλι ακριβού κονιάκ, με τιμή όχι μικρότερη από 100 δολάρια, για την πρόβλεψη πως σε 10 χρόνια θα προέκυπταν από τον επιταχυντή οι πρώτες χειροπιαστές αποδείξεις για την υπερσυμμετρία. Στην πορεία, η διορία του στοιχήματος μετατέθηκε για το καλοκαίρι του 2016, αφού ο LHC χρειάστηκε λόγω βλάβης να παραμείνει εκτός λειτουργίας για περίπου 1,5 χρόνο.

Ακόμη κι έτσι όμως, η διορία έληξε στις 16 Ιουνίου, χωρίς να έχει παρουσιασθεί καμία ανακάλυψη που να επιβεβαιώνει την υπερσυμμετρία. Έτσι, λίγες εβδομάδες αργότερα, και πιο συγκεκριμένα στις 22 Αυγούστου, σε μία εκδήλωση στην Κοπεγχάγη παρέδωσαν τα μπουκάλια κονιάκ στους φυσικούς που είχαν ποντάρει εναντίον της υπερσυμμετρίας.

Η υπερσυμμετρία προβλέπει ότι για κάθε γνωστό στοιχειώδες σωματίδιο (επάνω) υπάρχει ο αντίστοιχος υπερσυμμετρικός συντρόφός του (κάτω). Για παράδειγμα ο υπερσυμμετρικός σύντροφος του ηλεκτρονίου είναι το s-ηλεκτρόνιο, ενώ του σωματιδίου Χιγκς το Χιγκσίνο. Τα υπερσυμμετρικά σωματίδια έχουν μεγαλύτερες μάζες από τα αντίστοιχα γνωστά μας σωματίδια (όπως υποδεικνύεται από το μέγεθος των σφαιρών).

Ωστόσο, τουλάχιστον στις απλούστερες εκδοχές της, η υπερσυμμετρία προβλέπει πως τουλάχιστον το πιο ελαφρύ υπερσυμμετρικό σωματίδιο θα έπρεπε να έχει ήδη ανιχνευθεί στις ενέργειες που πετυχαίνει ο LHC – εξ ου και το στοίχημα. Έτσι, πέρα από τα… μπουκάλια κονιάκ, το «κόστος» από το ότι αυτό δεν συνέβη είναι πως «ξεθώριασε» ο ενθουσιασμός για την υπερσυμμετρία, με συνέπεια να ενισχυθούν οι αμφιβολίες μήπως τελικά δεν αποτελεί το «κλειδί» για να εξηγηθούν ορισμένα από τα άλυτα έως σήμερα «μυστήρια» της φύσης.

«Η υπερσυμμετρία ήταν η κυρίαρχη θεωρία εδώ και 30 χρόνια, επειδή είναι πολύ όμορφη, σχεδόν τέλεια», λέει στο σάιτ ScienceNews o Ναθάνιελ Γκρεγκ, θεωρητικός φυσικός από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Ωστόσο, όσο δεν εμφανίζονται ίχνη υπερσυμμετρικών σωματιδίων, τόσο λιγότερο πειστική μοιάζει.

Βέβαια, τίποτε δεν προεξοφλεί πως δεν θα προκύψουν τέτοια ίχνη τα επόμενα χρόνια, κάτι που σημαίνει πως η θεωρία σε καμία περίπτωση δεν έχει καταρριφθεί. Επομένως, αυτή τη στιγμή το μόνο που μπορεί να ειπωθεί με βεβαιότητα είναι πως τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, αν υπάρχουν, πρέπει να είναι βαρύτερα από όσο αναμενόταν.

Βέβαια, τίποτε δεν προεξοφλεί πως δεν θα προκύψουν τέτοια ίχνη τα επόμενα χρόνια, κάτι που σημαίνει πως η θεωρία σε καμία περίπτωση δεν έχει καταρριφθεί. Επομένως, αυτή τη στιγμή το μόνο που μπορεί να ειπωθεί με βεβαιότητα είναι πως τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, αν υπάρχουν, πρέπει να είναι βαρύτερα από όσο αναμενόταν.

«Αυτή τη στιγμή, το μόνο που μας “λέει” η φύση είναι πως, αν η υπερσυμμετρία είναι η σωστή θεωρία, τότε δεν έχει τη μορφή που νομίζαμε», επισημαίνει στο ScienceNews ο Γιόνιτ Χόκμπεργκ, θεωρητικός φυσικός από το Κορνέλ.

Ωστόσο, καθώς το «κατώφλι» μετατοπίζεται σε μεγαλύτερες μάζες, κερδίζουν έδαφος οι πιο περίπλοκες εκδοχές της υπερσυμμετρίας. Επομένως, η θεωρία χάνει ένα μέρος από την αρχική της γοητεία, που έπεισε πριν από δεκαετίες αρκετούς φυσικούς να την υιοθετήσουν.

«Αν τελικά ισχύει η υπερσυμμετρία, δεν είναι πλέον δυνατόν να επαληθευτεί η πιο ελκυστική εκδοχή της», σημειώνει στο ScienceNews ο θεωρητικός φυσικός Μάθιου Μπάκλεϊ από το πανεπιστήμιο Ρούτγκερς στο Νιου Τζέρσεϊ.

To find supersymmetric particles, LHC scientists search for particular signatures in their data. This collision, recorded by the ATLAS experiment at the LHC, was selected as a candidate in the search for supersymmetric particles. In this visualization, rectangles indicate components of the detector, and the five cones indicate “jets” or sprays of particles produced in the collision. The scientists ultimately didn’t find any evidence of the new particles. ATLAS COLLABORATION

Βέβαια, ορισμένοι επιστήμονες θεωρούν πως είναι νωρίς για απαισιοδοξία, αφού επισημαίνουν πως τα δεδομένα από τον LHC είναι μόλις το 1% των μετρήσεων που θα εξασφαλίσει σε όλη τη διάρκεια «ζωής» τους. Παρ’ όλα αυτά, άλλοι φυσικοί υποστηρίζουν πως η έως τώρα έλλειψη νέων ανακαλύψεων αποτελεί αρνητική έκπληξη για την πλειονότητα της επιστημονικής κοινότητας.

Σε τελική ανάλυση, η μεγαλύτερη ανησυχία των επιστημόνων δεν είναι τόσο αν θα επιβεβαιωθεί ή όχι η υπερσυμμετρία, αλλά μήπως η φύση παραμείνει πεισματικά «σιωπηλή» σε όλη τη διάρκεια λειτουργίας του επιταχυντή. Σε μία τέτοια περίπτωση, μπορεί ο επιταχυντής να έχει γράψει ιστορία ανιχνεύοντας το «σωματίδιο του Θεού» και επαληθεύοντας με αυτό τον τρόπο το Καθιερωμένο Πρότυπο, ωστόσο δεν θα έχει «φωτίσει» καθόλου τις ρωγμές που οι φυσικοί γνωρίζουν πως υπάρχουν στο Καθιερωμένο Πρότυπο.

Αυτό θα σημαίνει πως πλέον οι θεωρητικοί φυσικοί θα έχουν ελάχιστες ενδείξεις για το πού θα πρέπει να προσανατολισθούν, διατυπώνοντας νέες φυσικές θεωρίες. Και πάλι, υπογραμμίζει ο Χόκμπεργκ, «σε αυτή την περίπτωση θα έχουμε μάθει κάτι θεμελιώδες για τη φύση».

Πηγή: naftemporiki.gr – sciencenews.org

Όταν η επιστημονική φαντασία γίνεται πραγματικότητα. Sometimes, Science Fiction Leads Science

Καλλιτεχνική απεικόνιση της επιφάνειας του εξωπλανήτη Proxima b. Ένα μυθιστόρημα επιστημονικής φαντασίας που δημοσιεύθηκε το 2013 προβλέπει τα βασικά χαρακτηριστικά του πλησιέστερου στη Γη εξωπλανήτη. A science fiction novel published in 2013 pegged some of the most salient details for our nearest neighboring exoplanet. This artist's impression shows a view of the surface of the planet Proxima b orbiting the red dwarf star Proxima Centauri, the closest star to the solar system. The double star Alpha Centauri AB also appears in the image. Credit: ESO, M. KORNMESSER

Είναι πολύ εντυπωσιακό όταν ένας συγγραφέας με την φαντασία του προσεγγίζει την πραγματικότητα. Για παράδειγμα, η φαντασία του Ιουλίου Βερν που περιέγραψε στα μυθιστορήματά του «Από τη Γη στη Σελήνη» (1865) και «Γύρω από τη Σελήνη» (1870) όχι μόνο έγινε πραγματικότητα, αλλά σ’ αυτά τα μυθιστορήματα προέβλεψε:

1. ότι η πρώτη εκτόξευση ανθρώπων προς τη Σελήνη θα γίνει στη Φλόριντα των ΗΠΑ,

2. τον ακριβή αριθμό αστροναυτών στη σεληνάκατο (τρεις)

3. με μεγάλη προσέγγιση τις διαστάσεις και το βάρος της σεληνακάτου,

4. την επιστροφή με προσθαλάσσωση στον Ειρηνικό Ωκεανό – στην περίπτωση του «Απόλλων 8» με σφάλμα 4 μόλις χιλιομέτρων!

Simulated comparison of a sunset on Earth and Proxima b. Credit: PHL @ UPR Arecibo

Το πιο πρόσφατο παράδειγμα σύμπτωσης της πραγματικότητας με την επιστημονική φαντασία είναι η ανακάλυψη του Proxima b, ενός εξωπλανήτη παρόμοιου με τη Γη, στον Εγγύτατο του Κενταύρου.

A view of the skies over the European Southern Observatory's La Silla Observatory in Chile. The bottom right image shows Proxima Centauri — the closest star to the solar system, orbited by the planet Proxima b — while the bottom left image shows the pairs of stars called Alpha Centauri A and B. Credit: Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani

Ο Εγγύτατος του Κενταύρου (Proxima Centauri) είναι το πλησιέστερο άστρο έξω από το ηλιακό μας σύστημα – σε απόσταση μόλις 4,24 έτη φωτός από τη Γη. Οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι η ελάχιστη μάζα του εξωπλανήτη είναι 1,3 φορές η μάζα της Γης και απέχει περίπου επτά εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Εγγύτατο Κενταύρου, σε μια απόσταση που πιθανόν θα επέτρεπε την ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή, άρα και την ανάπτυξη ζωής.

Όμως, ενδέχεται ο εξωπλανήτης Proxima b να είναι παλιρροιακά κλειδωμένος, να έχει δηλαδή την μία πλευρά του συνεχώς στραμμένη προς το άστρο του. Αυτό σημαίνει ότι στο ένα ημισφαίριο μάλλον επικρατούν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και θα βρίσκεται στο απόλυτο σκοτάδι, ενώ στο άλλο θα επικρατούν συνθήκες κόλασης.

Αν και στο παρελθόν οι επιστήμονες πίστευαν ότι το «παλιρροιακό κλείδωμα»” είναι ανασταλτικός παράγοντας για την ανάπτυξη ζωής, πιο σύγχρονα κλιματικά μοντέλα δείχνουν ότι σε ένα τέτοιον πλανήτη θα μπορούσε γίνει μεταφορά θερμότητας και να υπάρξει ζωή.

Στο μυθιστόρημα επιστημονικής φαντασίας του Stephen Baxter που κυκλοφόρησε το 2013, περιγράφεται η ανθρώπινη εξερεύνηση και αποίκιση ενός παρόμοιου εξωπλανήτη γύρω από τον Εγγύτατο του Κενταύρου σε μερικούς αιώνες από τώρα. Ο Baxter ονομάζει τον πλανήτη του μυθιστορήματός του με το ποιητικό όνομα «Per Ardua», αντί για Proxima b (από το λατινικό «per ardua ad astra» που σημαίνει «μέσω δυσχερειών προς τα άστρα»).

Ο φανταστικός πλανήτης Per Ardua, βρίσκεται όπως ο Proxima b στην κατοικίσιμη ζώνη του Εγγύτατου του Κενταύρου, είναι παλιρροιακά κλειδωμένος, απέχει 6 εκατομμύρια χιλιόμετρα από το άστρο του και η μάζα του είναι 8% μικρότερη από τη μάζα της Γης (κι όχι 30% μεγαλύτερη). Ο αστρονόμος Guillem Anglada-Escude, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που ανακάλυψε τον Proxima b (όπου συμμετείχε και ο δρ Γιάννης Τσάπρας), εντυπωσιασμένος αποκάλεσε την ομοιότητα «μυστηριώδη».

Πηγές: Μπορείτε να διαβάσετε ένα απόσπασμα του βιβλίου επιστημονικής φαντασίας «Proxima», του Stephen Baxter, εδώ: The Book That Predicted Proxima b [Excerpt]

Διαβάστε επίσης το σχετικό άρθρο του συγγραφέα Stephen Baxter για την Washington Post με τίτλο: «Sometimes, Science Fiction Leads Science»