Μπορείτε να δείτε το πρόσωπο; Can you spot the hidden portrait in this amazing optical illusion?

«Ένα από τα πορτρέτα μου» είναι ο τίτλος της οφθαλμαπάτης που ανέβασε στο Twitter ο καθηγητής Ακιγιόσι Κιταόκα: πίσω από τις κουκκίδες κρύβεται το χαμογελαστό πρόσωπο του διακεκριμένου ειδικού στη μελέτη της οπτικής αντίληψης. Can you see a man’s smiling face in this black and white grid? This baffling puzzle is the latest from illusion expert Akiyoshi Kitaoka. Credit: Akiyoshi Kitaoka

Εκ πρώτης όψεως φαίνεται σαν ένα ασπρόμαυρο «καρό» παραλληλόγραμμο, αν όμως κοιτάξετε την εικόνα πιο προσεκτικά θα δείτε πίσω από τις κουκκίδες να διαγράφεται το χαμογελαστό πρόσωπο ενός άνδρα: είναι ο καθηγητής Ακιγιόσι Κιταόκα, διακεκριμένος επιστήμονας και διάσημος σε όλον τον κόσμο για τις πρωτότυπες αλλά και άκρως καλλιτεχνικές οφθαλμαπάτες που δημιουργεί στο πλαίσιο των μελετών του σχετικά με το ανθρώπινο οπτικό σύστημα και την οπτική αντίληψη. Η τελευταία δημιουργία του «τρέλανε» το Διαδίκτυο την περασμένη εβδομάδα. Όχι μόνο επειδή είναι εντυπωσιακή αλλά και γιατί ανήκει στην κατηγορία των «δύσκολων»: όλοι προσπαθούσαν να διακρίνουν το πρόσωπο, ανταλλάσσοντας οδηγίες σχετικά με το πώς αυτό μπορεί να επιτευχθεί.

«Μασκάρισμα» αντιθέσεων

Το «Rotating Snakes» (περιστρεφόμενα φίδια) είναι μια από τις διασημότερες οφθαλμαπάτες του Ακιγιόσι Κιταόκα: αν και οι δίσκοι είναι ακίνητοι, φαίνονται σαν να περιστρέφονται. (Φωτογραφία Akiyoshi Kitaoka)

Ένα tweet ήταν η αρχή. Ο Ακιγιόσι Κιταόκα, καθηγητής Πειραματικής Ψυχολογίας στο Πανεπιστήμιο Ριτσουμεϊκάν στο Κιότο της Ιαπωνίας, ανέβασε την εικόνα αυτή στον προσωπικό του λογαριασμό με τον τίτλο «Ένα από τα πορτρέτα μου». Το Twitter αμέσως «πήρε φωτιά» και καθώς οι οφθαλμαπάτες είναι ιδιαίτερα αγαπητές στο ευρύ κοινό σύντομα οι «φλόγες» εξαπλώθηκαν σε όλο το Διαδίκτυο. Αν και αρκετοί χρήστες παραπονέθηκαν ότι «πονάνε τα μάτια τους» ή ότι «ζαλίζονται» κοιτάζοντάς το, όλοι είχαν κολλήσει με το οπτικό παζλ. Όπως εξήγησε ο καθηγητής - και πάλι με ένα tweet - ο λόγος που μας εμποδίζει να δούμε το πορτρέτο του πίσω από τις ασπρόμαυρες κουκκίδες είναι ένα «φαινόμενο μασκαρίσματος». «Τα στοιχεία υψηλής χωρικής συχνότητας εμποδίζουν την αντίληψη των αντικειμένων με χαμηλή αντίθεση» έγραψε.

Με ένα άλλο «tweet» ο Ακιγιόσι Κιταόκα δίνει με ένα σχήμα οδηγίες σχετικά με το πώς μπορεί κάποιος να δημιουργήσει τέτοιου είδους εικόνες. The psychologist reveals the formula for the dastardly trick. Credit: Akiyoshi Kitaoka

Στη συγκεκριμένη εικόνα τα στοιχεία υψηλής χωρικής συχνότητας είναι οι κουκκίδες και το αντικείμενο χαμηλής αντίθεσης είναι το ασπρόμαυρο πορτρέτο που κρύβεται πίσω τους. Σε ένα άλλο tweet, μετά τον θόρυβο που δημιουργήθηκε, ο καθηγητής εξήγησε σχηματικά πώς «λειτουργούν» οι εικόνες αυτού του είδους και πώς μπορεί κάποιος να τις δημιουργήσει, δίνοντας τις αναλογίες: στη σύνθετη εικόνα οι κουκκίδες «καταλαμβάνουν» το 90% της οπτικής αντίληψής μας «μασκάροντας» το πορτρέτο, το οποίο αντιστοιχεί μόλις στο 10%. Η όλη ουσία μιας οφθαλμαπάτης άλλωστε κρύβεται στον τρόπο με τον οποίο παίζοντας με το φως και τη διάταξή του στον χώρο ξεγελάει το οπτικό μας σύστημα, κάνοντάς το να μην αντιλαμβάνεται σωστά αυτό που έχουμε μπροστά στα μάτια μας.

Οδηγίες χρήσης

This is the face you should see in the picture.

Παρά τις εξηγήσεις, πολλοί ήταν οι χρήστες που δεν κατόρθωσαν να ξεπεράσουν τον σκόπελο των κουκκίδων και να ξεχωρίσουν το πρόσωπο κάτω από αυτές. Έτσι οι διαδικτυακές συζητήσεις και ανταλλαγές συμβουλών έδωσαν και πήραν. «Μπορώ να το δω αλλά μόνο όταν σύρω την εικόνα από εδώ και από εκεί, έτσι ώστε να γίνεται σχεδόν διάφανη» έγραψε κάποιος από αυτούς. «Το βλέπω! Μόλις έβγαλα τα γυαλιά μου (έχω μυωπία) είδα το πρόσωπο. Είναι υπέροχο!» σχολίασε θριαμβευτικά ένας άλλος ενώ αρκετοί ανέφεραν ότι η εικόνα είναι πιο ευδιάκριτη όταν κάποιος την κοιτάζει σε κινητό τηλέφωνο από ό,τι στον υπολογιστή.

Αν και εσείς δυσκολεύεστε να διακρίνετε το πρόσωπο του Ακιγιόσι Κιταόκα, οι πιο αποτελεσματικές συμβουλές κρίνονται εκείνες που προτείνουν να κοιτάξετε την εικόνα υπό λοξή γωνία, να γυρίσετε δεξιά-αριστερά το κινητό ή την ταμπλέτα σας ή να «σκρολάρετε» πάνω-κάτω στην οθόνη. Αν όλα τα παραπάνω δεν βοηθήσουν, ο ίδιος ο καθηγητής συμβουλεύει να δείτε τη δημιουργία του από κάποια απόσταση.

Πηγές: Akiyoshi Kitaoka on Twitter - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=870922

Βρέθηκε το αρχαίο λιμάνι της Σαλαμίνας. Port of ancient sea battle of Salamis discovered

Μια σημαντική ανακάλυψη των αρχαιολόγων συμπληρώνει το παζλ ενός κοσμοϊστορικού γεγονότος. Στις ανατολικές ακτές της Σαλαμίνας, συγκεκριμένα στην περιοχή Αμπελακίου-Κυνόσουρας βρέθηκε το σημείο που συγκεντρώθηκε ο ελληνικός στόλος πριν από τη ναυμαχία της Σαλαμίνας. Κυκλικός πύργος (διαμ. 7 μ.), από την οχύρωση του Κλασικού λιμένος, στον Όρμο του Αμπελακίου (Αεροφωτογραφία Β. Μεντόγιαννης) | Υπουργείο Πολιτισμού. The Greek Ministry of Culture announced that the location where the Greek naval forces had gathered before the historic sea battle of Salamis against Persians in 480 BC has been discovered. The battle of Salamis is one of the most important battles in the history of Ancient Greece. It was a naval battle fought between an alliance of Greek city-states under Themistocles and the Persian Empire under King Xerxes in 480 BC which resulted in a decisive victory for the outnumbered Greeks. The battle was fought in the straits between the Attica mainland and Salamis, an island in the Saronic Gulf near Athens, and is deemed as the climax of the second Persian invasion of Greece.

Το εμπορικό και ίσως πολεμικό λιμάνι του αρχαίου Δήμου της Σαλαμίνας κατόρθωσαν να χαρτογραφήσουν Έλληνες αρχαιολόγοι, σύμφωνα με τους οποίους είναι αυτό όπου συγκεντρώθηκαν τμήματα του ελληνικού στόλου πριν από την ιστορική ναυμαχία του 480 π.Χ. και τη νίκη επί των Περσών.

Σύμφωνα με τη σχετική ανακοίνωση του υπουργείου Πολιτισμού η έρευνα πραγματοποιήθηκε στην περιοχή Αμπελακίου-Κυνόσουρας, από 20μελή επιστημονική ομάδα της Εφορείας Εναλίων Αρχαιοτήτων, του Ινστιτούτου Εναλίων Αρχαιολογικών Ερευνών, με τη συμμετοχή του Εργαστηρίου Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας του Πανεπιστημίου Πατρών, με κύρια οικονομική υποστήριξη από το Βρετανικό Ίδρυμα Honor Frost.

Άποψη του Όρμου του Αμπελακίου, από τα νοτιοδυτικά (Φωτογρ. Χρ. Μαραμπέα) | Υπουργείο Πολιτισμού.

Κύριο πεδίο της έρευνας του 2016 αποτέλεσε το εσώτερο (δυτικό) τμήμα του Όρμου του Αμπελακίου, όπου πιθανότατα βρισκόταν ο εμπορικός και πολεμικός λιμένας της Κλασικής και Ελληνιστικής πόλης-δήμου της Σαλαμίνος, τον σημαντικότερο και πλησιέστερο του Αθηναϊκού κράτους, μετά από τους τρεις λιμένες του Πειραιώς (Κάνθαρο, Ζέα, Μουνιχία).

Εκτιμάται ότι εκεί συγκεντρώθηκε τμήμα του ενωμένου ελληνικού στόλου την παραμονή της μεγάλης ναυμαχίας και ο χώρος γειτνιάζει με τα σημαντικότερα μνημεία της Νίκης: το «πολυάνδρειον» (τύμβος) των Σαλαμινομάχων και το «Τρόπαιον», επί της Κυνόσουρας.

Από την έρευνα επιβεβαιώθηκε ότι και στις τρεις πλευρές του Όρμου του Αμπελακίου (βόρεια, δυτική και νότια) διατηρούνται καταβυθισμένες αρχαιότητες, οι οποίες σταδιακά βυθίζονται και αναδύονται, ανάλογα με τη μεταβολή της στάθμης της θάλασσας, η πτώση της οποίας, ιδιαίτερα τον μήνα Φεβρουάριο, φθάνει το μισό μέτρο.

Οι αρχαιολόγοι αναγνώρισαν τόσο στον αιγιαλό όσο και στα ρηχά νερά λιμενικές δομές, οχυρωματικές κατασκευές και διάφορες κτιριακές εγκαταστάσεις.

Μακρός τοίχος (βραχίονας), μήκους 160 μ. περίπου, στο βορειοδυτικό τμήμα του Όρμου του Αμπελακίου (Αεροφωτογραφία Β. Μεντόγιαννης) | Υπουργείο Πολιτισμού.

Χάρη στην αεροφωτογράφηση, τη φωτογραμμετρική επεξεργασία και την τοπογραφική και αρχιτεκτονική τεκμηρίωση όλων των ορατών στοιχείων, προέκυψε ο πρώτος ενάλιος αρχαιολογικός χάρτης της περιοχής, στον οποίο θα βασιστούν οι έρευνες που γίνουν τα επόμενα έτη.

Χάρη στη γεωφυσική και γεωαρχαιολογική έρευνα, από την ομάδα του Πανεπιστημίου Πατρών, εντοπίστηκαν δεδομένα που αναμένεται να συμβάλουν σημαντικά στην ανασύνθεση της παράκτιας παλαιογεωγραφίας της περιοχής.

Τμήμα θεμελίωσης στιβαρής κτηριακής ή άλλης κατασκευής της Κλασικής περιόδου, δίπλα σε νεώτερο μώλο από αρχαίο δομικό υλικό, στην βόρεια πλευρά του Όρμου του Αμπελακίου (Φωτογρ. Χρ. Μαραμπέα) | Υπουργείο Πολιτισμού. The findings include harbor structures, fortifications and various premises and are considered of major historical significance for archaeologists and fans of Ancient Greece. Ancient Greek historian Herodotus recorded that there were 378 triremes in the Allied fleet. The Persian fleet initially numbered 1,207 triremes. However, by his reckoning they lost approximately a third of these ships in a storm off the coast of Magnesia, 200 more in a storm off the coast of Euboea, and at least 50 ships to Allied action at the Battle of Artemisium.

Στη θαλάσσια και εν μέρει βαλτώδη έκταση στην βορειοδυτική πλευρά του Όρμου βρέθηκαν μακρύς τοίχος (βραχίονας) εντυπωσιακού μήκους (160 μ. περίπου), στο πέρας του οποίου υπάρχει κυκλικός αμυντικός πύργος διαμέτρου 7 μ. (τύπος γνωστός από άλλους οχυρωμένους λιμένες), και στα ανατολικά, νεώτερος μόλος (μήκους 48 μ.), κατασκευασμένος με αρχαίο οικοδομικό υλικό, ενδεχομένως επάνω σε αρχαίο υπόβαθρο.

Στα δυτικά του νεώτερου μώλου αποκαλύφθηκε, με επιφανειακό καθαρισμό, σειρά μεγάλων καλά λαξευμένων δόμων, στον άξονα Β.-Ν. και σε μήκος 12 μ. περίπου, που φαίνεται να ανήκει σε στιβαρή και επιμελημένη κτηριακή ή άλλη δομή, πιθανώς δημοσίου χαρακτήρα. Δυτικότερα τεκμηριώθηκε η ύπαρξη μεγάλης επιμήκους κατασκευής, διαστάσεων 21 x 9,20 μ. περίπου.

Στη νότια πλευρά του Όρμου εντοπίστηκαν, από τα δυτικά προς τα ανατολικά, λιθορριπές (κυματοθραύστες), μόλος μήκους 40μ. και μακρός τοίχος (μήκους 30 μ. περίπου) παράλληλος προς την ακτή, με συναπτόμενη τετράγωνη, ίσως πυργοειδή κατασκευή, διαστάσεων 6 x 6 μ.

Επίσης, πραγματοποιήθηκε περισυλλογή επιφανειακών χαρακτηριστικών ευρημάτων στη βόρεια και στη δυτική πλευρά του Όρμου, που απέδωσε πλήθος θραυσμάτων εμπορικών (οξυπύθμενων) αμφορέων και άλλων αγγείων διαφόρων περιόδων, 1 χάλκινο νόμισμα Κορίνθου του 4ου αι. π.Χ. και μικροαντικείμενα.

Εξ αυτών, το μεγαλύτερο ποσοστό της επιφανειακής κεραμικής χρονολογείται στην Κλασική και στην Ελληνιστική Εποχή και οπωσδήποτε συνδέεται με τη λειτουργία των κύριων εγκαταστάσεων του λιμένος της Σαλαμίνος κατά τις ακμαιότερες φάσεις της ιστορίας της αρχαίας Αθήνας.

Πηγή: https://www.efsyn.gr

Μια φορά κι έναν καιρό… το σύμπαν: Ιστορίες κοσμολογίας. Once Upon a Universe: Not-so-Grimm tales of cosmology

The sheer scale of the cosmos is hard to imagine, and even harder to put an accurate figure on. But thanks to some ingenious physics we now have a good idea of just how big it is. Credit: Denys Bilytskyi/Alamy

Η θέα του νυχτερινού ουρανού πάντα συνέπαιρνε τους ανθρώπους. Δίνει την εντύπωση του απόμακρου και της αιωνιότητας. Όταν τον κοιτάζουμε, ξέρουμε ότι κοιτάζουμε πέρα από τη Γη μας, αλλά η γνώση μας για το τι βλέπουμε, για το Σύμπαν που βρίσκεται εκεί έξω, έχει αλλάξει σημαντικά με το πέρασμα των αιώνων.

H Ξυλογραφία του Φλαμαριόν (1888), μια από τις πιο γνωστές καλλιτεχνικές απεικονίσεις του σύμπαντος (επιχρωματισμένη έκδοση του 1998).

Κάποτε το Σύμπαν θεωρούνταν πολύ μικρό. Ήταν, προφανώς, μεγαλύτερο από τη Γη, αλλά κανείς δεν αμφέβαλλε ότι η καλή και σταθερή Γη μας έπρεπε να βρίσκεται στο κέντρο του και ότι ο Ήλιος έπρεπε να κινείται γύρω μας, μαζί με διάφορους πλανήτες, στον ουρανό. Αυτή η ουράνια δραστηριότητα πλαισιωνόταν ολόγυρα από τη σφαίρα των απλανών αστέρων, σαν διακοσμητικό σκηνικό στο θέατρο της ζωής μας.

Η αντίληψη ότι η Γη βρισκόταν στο κέντρο του Σύμπαντος ήταν κοινή στις περισσότερες πρώιμες θρησκευτικές και φιλοσοφικές θεωρήσεις, προφανώς ως προαπαιτούμενο της δικής μας αυτοεκτίμησης. Μετά ήρθε η εποχή που ο Κοπέρνικος, ο Γαλιλαίος και άλλοι γκρέμισαν την πρωτοκαθεδρία μας και τοποθέτησαν τον Ήλιο και όχι τη Γη στο κέντρο των πραγμάτων. Ο Ισαάκ Νεύτων έθεσε την ηλιοκεντρική προοπτική σε στέρεη βάση με τη θεωρία του για την παγκόσμια βαρυτική έλξη, η οποία περιέγραφε πώς οι πλανήτες κινούνται στις τροχιές τους.

Μετρήσεις της απόστασης ακόμη και των πιο κοντινών αστεριών είχαν δείξει ότι το Σύμπαν είναι πράγματι πολύ μεγάλο μέρος. Ο Νεύτωνας επομένως υποστήριξε ότι το Σύμπαν δεν ήταν απλώς μεγάλο, ήταν άπειρο. Αποδέχθηκε την παλαιότερη πεποίθηση ότι η ουράνια σφαίρα ήταν αιώνια και αμετάβλητη, και την εφάρμοσε τώρα στον χώρο που γέμιζαν τα αστέρια. Κατέληξε λοιπόν ότι η έκταση των αστεριών πρέπει να είναι άπειρη, αλλιώς, σύμφωνα με τη θεωρία του, θα κατέρρεε προς το κέντρο εξαιτίας της ίδιας της βαρύτητας. Αν ο χώρος ήταν άπειρος και τα αστέρια ομοιόμορφα κατανεμημένα σε αυτόν, τότε οι βαρυτικές δυνάμεις θα εξισορροπούνταν και δεν θα υπήρχε κάποιο κέντρο προς το οποίο θα μπορούσε να καταρρεύσει η κατανομή τους. Με βάση τη σκέψη του Νεύτωνα, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι το Σύμπαν θα έπρεπε να εκτείνεται επ’ άπειρον στο παρελθόν και στο μέλλον αλλά και στον χώρο προς κάθε κατεύθυνση. Ένα πρόβλημα με αυτή τη θεώρηση παρουσιάστηκε μέσω του γνωστού παραδόξου του Όλμπερς.

Το παράδοξο του Olbers περιγράφηκε από τον γερμανό αστρονόμο Heinrich Wilhelm Olbers το 1823, ενώ προηγουμένως είχε αναφερθεί από τον Johannes Kepler το 1610 και τους Halley και Cheseaux κατά τον 18ο αιώνα. Ο Olbers ισχυρίστηκε ότι ένα άπειρο σύμπαν θα έπρεπε να περιέχει άπειρο πλήθος αστέρων, και αν το σύμπαν είχε και άπειρη ηλικία τότε το γεγονός αυτό θα είχε δώσει στο αστρικό φως άπειρο χρόνο για να φτάσει σε μας. Συνεπώς, ο νυχτερινός ουρανός όφειλε να είναι πλημμυρισμένος από άπειρη ποσότητα φωτός από όλους αυτούς τους αστέρες. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι να εξηγήσουμε γιατί ο νυχτερινός ουρανός δεν είναι πολύ λαμπρός, αλλά η εξήγηση στο σημερινό πλαίσιο του Big Bang είναι η πιο πειστική. As more distant stars are revealed in this animation depicting an infinite, homogeneous and static universe, they fill the gaps between closer stars. Olbers's paradox argues that as the night sky is dark, one of these three assumptions about the nature of the universe must be false.

Με απλά λόγια, το παράδοξο αυτό διατυπώνει το ερώτημα: Γιατί ο ουρανός είναι σκοτεινός τη νύχτα; Μπαίνουμε στον πειρασμό να απαντήσουμε «μα επειδή ο Ήλιος κρύβεται από τον όγκο της Γης». Όμως ο Ήλιος δεν βρίσκεται στον πυρήνα του ερωτήματος. Αν το Σύμπαν είναι άπειρο και κατοικείται περίπου ομοιόμορφα από αστέρια, τότε, χωρίς να έχει σημασία προς ποια κατεύθυνση κοιτάζουμε, το βλέμμα μας θα καταλήξει, αργά ή γρήγορα, σε ένα αστέρι. Ο νυχτερινός ουρανός ως σύνολο θα έπρεπε να φαίνεται τόσο λαμπρός όσο και η επιφάνεια του Ήλιου. Αν ίσχυε αυτό, τα πράγματα θα ήταν πολύ άσχημα για εμάς, αλλά προφανώς κάτι τέτοιο δεν ισχύει.

Η εικόνα του Σύμπαντος που οδήγησε αναπόφευκτα στο παράδοξο του Όλμπερς ήταν, βεβαίως, εσφαλμένη. Είχε υποτεθεί ότι το Σύμπαν είναι αιώνιο και αμετάβλητο, και ότι υπάρχει συνεπώς αρκετός χρόνος για να γεμίσει ο χώρος με αστρικό φως από απομακρυσμένα αστέρια. Στην πραγματικότητα, τα αστέρια έχουν πεπερασμένη ζωή και, το σημαντικότερο, το ίδιο το Σύμπαν δεν υπήρχε από πάντα. Με τα δικά μας μέτρα η ζωή του είναι μεγάλη, αλλά όχι άπειρη.

Το Σύμπαν που παρατηρούμε δεν είναι το Σύμπαν όπως είναι τώρα. Το τι εννοούμε με τη λέξη «τώρα» είναι λίγο δύσκολο να προσδιοριστεί εξαιτίας της επίδρασης της σχετικότητας στον χρόνο σε έναν κινούμενο και διαστελλόμενο χώρο, αλλά εκτός από τέτοιες επιπλοκές υπάρχει ένας απλός λόγος για τον οποίο δεν μπορούμε να δούμε το Σύμπαν όπως είναι «τώρα». Ο λόγος είναι η πεπερασμένη ταχύτητα του φωτός. Βλέπουμε πράγματα επειδή φως από αυτά φτάνει στα μάτια μας, αλλά το φως χρειάζεται χρόνο μέχρι να φτάσει σε εμάς. Πάντα κοιτάζουμε το παρελθόν. Όταν κοιτάζουμε πράγματα που βρίσκονται στο ίδιο δωμάτιο με εμάς, κοιτάζουμε πίσω στον χρόνο λίγα δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου. Όταν κοιτάζουμε τη Σελήνη, τη βλέπουμε όπως ήταν πριν από περίπου ένα δευτερόλεπτο. Όταν κοιτάζουμε τα αστέρια, η χρονική υστέρηση είναι πιο σημαντική. Η απόσταση μέχρι τα αστέρια μετριέται σε έτη φωτός, που είναι ο αριθμός των ετών που χρειάζεται το φως τους για να φτάσει ως εμάς.

We have found ways to measure how far away distant objects are. Credit: NASA/ESA/STScI/H. Yang/University of Illinois/Science Photo Library

Όσο για τους απομακρυσμένους γαλαξίες, το φως μπορεί να χρειαστεί εκατομμύρια ή ακόμη και δισεκατομμύρια χρόνια για να μας φέρει την εικόνα τους, με αποτέλεσμα να βλέπουμε τους πιο μακρινούς από αυτούς έτσι όπως ήταν στα πρώτα χρόνια του Σύμπαντος.

The Hubble Ultra-Deep Field image shows some of the most remote galaxies visible with present technology, each consisting of billions of stars. The image's area of sky is very small – equivalent in size to one tenth of a full moon. Credit: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI)

Το Σύμπαν περιέχει πράγματα που είναι πολύ μικρά και πράγματα που είναι πολύ μεγάλα. Εμείς είμαστε κάπου στη μέση. Είμαστε αδιανόητα μεγαλύτεροι από τα άτομα και ακόμη πιο αδιανόητα μικρότεροι από τους γαλαξίες. Στην καθημερινή ζωή μας δεν αντιλαμβανόμαστε ιδιαίτερα τα δύο άκρα αυτής της κλίμακας, αν και τα άτομα, βέβαια, μας επηρεάζουν από τη στιγμή που αποτελούμαστε από αυτά. Αντιλαμβανόμαστε τον Ήλιο από τη στιγμή που βασιζόμαστε στο φως του και, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, εξαρτιόμαστε από αυτόν ως πηγή ενέργειας. Μακροπρόθεσμα, είμαστε υπόχρεοι στα αστέρια ως πηγή εκείνων των ατόμων που αποτελούν εντέλει το σώμα μας. Στην πολύ μεγάλη κλίμακα βρίσκουμε την επίδραση της πολύ μικρής. Τα κβαντικά φαινόμενα και η φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων έχουν παίξει κεντρικό ρόλο στη Μεγάλη Έκρηξη με την οποία άρχισε το Σύμπαν μας, αλλά και στην επικείμενη ζωή και τον θάνατο των αστεριών.

Φαινόμενο του Ντόπλερ. Κίτρινη (μήκους κύματος ~575 nm) μπάλα πρασινίζει (κυανή μετατόπιση σε μήκος κύματος ~565 nm) όταν πλησιάζει τον παρατηρητή και γίνεται πορτοκαλί (ερυθρή μετατόπιση στα ~585 nm) καθώς απομακρύνεται (και ξαναγίνεται κίτρινη όταν σταματάει). Για να παρατηρήσουμε στην πραγματικότητα τέτοια αλλαγή στο χρώμα, η μπάλα θα πρέπει να κινείται με περίπου 5200 km/s, ή 75 φορές γρηγορότερα από τον ταχύτερο δορυφόρο που έχει κατασκευαστεί ποτέ (Helios II).

Αναμφισβήτητα, είναι πολλά αυτά που δεν ξέρουμε. Οι φιλόσοφοι ορισμένες φορές μας μιλάνε για πράγματα που δεν μπορούμε να γνωρίζουμε. Κατά τον δέκατο ένατο αιώνα είχε διατυπωθεί η έγκυρη άποψη ότι δεν θα μπορούσαμε ποτέ να μάθουμε τη σύνθεση των αστεριών. Στην πραγματικότητα τώρα τη γνωρίζουμε. Το φως από τα αστέρια μας πληροφορεί για το τι άτομα ή ακόμα και τι μόρια υπάρχουν. Η κβαντική φυσική μας δείχνει ότι φως εκπέμπεται από ένα άτομο όταν ηλεκτρόνια μεταβαίνουν ανάμεσα σε στάθμες καθορισμένης ενέργειας και ότι αυτές οι στάθμες είναι συγκεκριμένες για κάθε άτομο. Το φως έρχεται ως ακολουθία συγκεκριμένων συχνοτήτων, μια φασματική γραμμή που αποτελεί το μοναδικό δακτυλικό αποτύπωμα για την αναγνώριση του ατόμου από το οποίο προήλθε το φως. Το αστρικό φως μας λέει ακόμη περισσότερα. Όταν το αστέρι απομακρύνεται με μεγάλη ταχύτητα από εμάς, οι φασματικές γραμμές μετατοπίζονται όλες τους προς χαμηλότερες συχνότητες. Αυτή η μετατόπιση Ντόπλερ προς το ερυθρό σημαίνει ότι μπορούμε να αποφανθούμε πόσο γρήγορα απομακρύνεται το αστέρι.

Διάκριση των περιοχών του σύμπαντος. Με κόκκινο σημειώνεται η τοποθεσία της Γης. A diagram of Earth’s location in the Universe in a series of eight maps that show from left to right, starting with the Earth, moving to the Solar System, onto the Solar Interstellar Neighborhood, onto the Milky Way, onto the Local Galactic Group, onto the Virgo Supercluster, onto our local superclusters, and finishing at the observable Universe. Credit: Andrew Z. Colvin

Η πρώτη παρατήρηση που μας δημιούργησε την υποψία ότι μπορεί να συνέβη η Μεγάλη Έκρηξη προέκυψε όταν εξετάστηκε φως από απομακρυσμένους γαλαξίες και διαπιστώθηκε ότι, κατά κανόνα, οι γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς και ότι όσο πιο μακριά βρίσκονται με τόσο μεγαλύτερη ταχύτητα υποχωρούν. Όλοι οι γαλαξίες απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο, και επειδή εκείνοι που βρίσκονται πιο μακριά κινούνται αναλογικά πιο γρήγορα, πρέπει όλοι να ξεκίνησαν από το ίδιο μέρος την ίδια χρονική στιγμή. Όλοι προήλθαν από τη Μεγάλη Έκρηξη. Στα πρώιμα στάδια, σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου τόσο ελάχιστο που μας είναι αδύνατο να το φανταστούμε, η ενέργεια και η πυκνότητα ήταν τεράστιες, εντελώς πέρα από την εμπειρία μας. Ωστόσο, λίγο αργότερα, πολύ λιγότερο από ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, το Σύμπαν έφτασε σε μια κατάσταση όπου η ενέργεια της ύλης, αν και μακριά ακόμη από τις τιμές που έχουμε συνηθίσει στην καθημερινή μας ζωή, συμπεριφέρθηκε με τρόπους που μας είναι πλέον γνωστοί από τα πειράματα που διενεργούμε στους επιταχυντές σωματιδίων για να μελετήσουμε τη φύση της ύλης σε πολύ υψηλές ενέργειες. Οι φυσικοί έχουν υπολογίσει πώς θα ήταν αναμενόμενο να έχει εξελιχθεί το Σύμπαν από εκείνη την εποχή και μετά. Υπάρχει μια σταθερή εξέλιξη για όσο χρόνο τα σωματίδια είναι ελεύθερα, μετά ακολουθεί ο σχηματισμός πυρήνων και ατόμων και στη συνέχεια η ύλη συμπυκνώνεται σε αστέρια και γαλαξίες. Οι υπολογισμοί δίνουν αριθμούς που βρίσκονται σε εκπληκτική συμφωνία με τις ποσότητες που μπορούμε σήμερα να μετρήσουμε. Η κατανομή των ελαφρών στοιχείων συμφωνεί με τις προβλέψεις μας. Όταν σχηματίστηκαν άτομα στο πρώιμο Σύμπαν, υπήρξε μια τεράστια έκλυση φωτός το οποίο από τότε ψύχεται και απλώνεται σε μεγαλύτερα μήκη κύματος. Αυτό το φως θεωρείται σήμερα υπόβαθρο μικροκυματικής ακτινοβολίας που γεμίζει το χώρο, η οποία έρχεται ομοιόμορφα από όλες τις κατευθύνσεις, με φάσμα και ενέργεια που βρίσκονται σε εκπληκτική συμφωνία με τους υπολογισμούς. Το Σύμπαν είναι μεγάλο και έχει πολύ χώρο για άφθονες θαυμάσιες νέες ανακαλύψεις. Αλλά και όσα γνωρίζουμε μέχρι τώρα είναι ήδη ιδιαιτέρως εντυπωσιακά.

Ρόμπερτ Γκίλμορ, Αύγουστος 2003

Απόσπασμα από την Εισαγωγή στο βιβλίο του Ρόμπερτ Γκίλμορ «Μια φορά κι έναν καιρό… το σύμπαν, Ιστορίες Κοσμολογίας», Μετάφραση: Ανδρομάχη Σπανού, από τις εκδόσεις αλεξάνδρεια.

Πηγή: https://physicsgg.me/2017/03/29/

Σύστημα επιτρέπει σε τετραπληγικό να κινεί τα χέρια με τη δύναμη της σκέψης. Paralysed man lifts objects using thought-control tech

Νευρο-προσθετικό εμφύτευμα αποκαθιστά την επικοινωνία εγκεφάλου - άνω άκρων. Bill Kochevar, 56, of Cleveland, is able to raise his arm to take a bite of mashed potatoes thanks to experimental technology that reconnected his brain signals and his arm muscles. The research that helped Kochevar, who is paralyzed below the shoulders, was led by several Cleveland institutions. Credit: Case Western Reserve University/Cleveland FES Center

Ένας 56χρονος τετραπληγικός άνδρας, παράλυτος οκτώ χρόνια από τους ώμους και κάτω, μετά από ατύχημα με ποδήλατο, μπόρεσε να φάει και να πιει έναν καφέ μόνος του χάρη σε νευρο-προσθετικό σύστημα που συνδέει τον εγκέφαλό του με τους μυς του.

Αν και οι κινήσεις με τη βοήθεια της διεπαφής είναι πιο αργές και λιγότερο ακριβείς από τις φυσικές, παρόλα αυτά αποτελούν πραγματική πρόοδο σε σχέση με την προηγούμενη κατάσταση του ασθενούς. Όμως, το σύστημα δεν είναι ακόμη έτοιμο για ευρεία κλινική χρήση.

Σύμφωνα με στοιχεία που δημοσιεύονται στο επιστημονικό έντυπο The Lancet, ο Μπιλ Κόσεβαρ από το Κλίβελαντ των ΗΠΑ θεωρείται ο πρώτος άνθρωπος με τετραπληγία στον κόσμο, στον οποίο αποκαταστάθηκε η κίνηση των άνω άκρων χάρη σε δύο εμφυτεύματα, ένα στον εγκέφαλο και ένα στο χέρι, που επικοινωνούν μεταξύ τους. Ο ασθενής σκέφτεται ότι θέλει να κινήσει το χέρι του και το νευρο-προσθετικό σύστημα εκτελεί την επιθυμία του.

Το σύστημα αποκωδικοποιεί -με τη βοήθεια ενός αλγόριθμου- τα εγκεφαλικά σήματα και τα στέλνει σε αισθητήρες στο χέρι, πράγμα που επιτρέπει σε αυτό να κινείται κρατώντας ένα κουτάλι ή ένα ποτήρι.

Η νευρο-προσθετική διεπαφή (brain-computer interface) συνδέεται με το σώμα μέσω δύο χειρουργικών επεμβάσεων: μίας στον εγκέφαλο, ώστε να εμφυτευθεί μια διάταξη με αισθητήρες (με μέγεθος μικρής ασπιρίνης) στην κινητικό φλοιό που ελέγχει τις κινήσεις των χεριών και μίας δεύτερης για να εμφυτευθούν 36 ηλεκτρόδια στο παράλυτο χέρι.

Αν και το σύστημα -που παρακάμπτει χωρίς να επιδιορθώνει τις βλάβες της σπονδυλικής στήλης- έχει δοκιμασθεί μόνο στο συγκεκριμένο ασθενή, θεωρείται σημαντική καινοτομία, καθώς είναι το πρώτο που αποκαθιστά την κίνηση των χεριών σε ένα άνθρωπο με πλήρη παράλυση. Η εκπαίδευση του ασθενούς στη χρήση του συστήματος διήρκεσε τέσσερις μήνες. 

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Case Western Reserve του Κλίβελαντ, με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Βιοϊατρικής Μηχανικής Μπόλου Ατζιμπόγιε, εξηγούν ότι η έρευνα -στο πλαίσιο του πιλοτικού προγράμματος BrainGate2- βρίσκεται σε αρχικό στάδιο, αλλά ανοίγει νέες προοπτικές για τα τετραπληγικά άτομα, ώστε να αποκτήσουν μεγαλύτερη ανεξαρτησία στην καθημερινότητά τους.

Πηγές: thelancet.com/journals/lancet/article/ - http://www.tovima.gr/world/article/?aid=870592

Βαρυτικά κύματα εκσφενδονίζουν μαύρη τρύπα από το κέντρο γαλαξία. Gravitational Wave Kicks Monster Black Hole Out of Galactic Core

This image, taken by NASA's Hubble Space Telescope, reveals an unusual sight: a runaway quasar fleeing from its galaxy's central hub. A quasar is the visible, energetic signature of a black hole. Black holes cannot be observed directly, but they are the energy source at the heart of quasars — intense, compact gushers of radiation that can outshine an entire galaxy. Credits: NASA, ESA, and M. Chiaberge (STScI and JHU)

Οι βαρυτικές διαταραχές που προκαλούνται από βίαια φαινόμενα, όπως η σύγκρουση δύο μελανών οπών, μπορεί να διαδίδονται στο χωροχρονικό συνεχές μεταφέροντας τόσο μεγάλα ποσά ενέργειας, ώστε να επιταχύνουν ακόμη και ένα ουράνιο μάζα με μάζα 1 δισ. φορές τη μάζα του Ήλιου.

Το σώμα αυτό είναι μία τερατώδης μαύρη τρύπα, το οποίο απομακρύνεται με ταχύτητα 7,6 εκατ. χλμ./ώρα από το κέντρο του γαλαξία 3C186 που τη «φιλοξενεί», σε απόσταση 8 δισ. ετών φωτός από τον πλανήτη μας. Σύμφωνα με τους Αμερικανούς και Ιταλούς ερευνητές που την εντόπισαν, και υπολόγισαν την ταχύτητά της, η πιο πιθανή αιτία πίσω για την επιτάχυνσή της είναι η «παράσυρσή» της από βαρυτικά κύματα.

Όπως προέβλεψε πρώτος πριν από 101 χρόνια ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, στο πλαίσιο της Γενικής Σχετικότητας, κάθε υλικό σώμα με την κίνησή του προκαλεί «ρυτιδώσεις» στο χωροχρονικό συνεχές, που διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο, οι παραμορφώσεις αυτές είναι αρκετά ισχυρές, μόνο στην περίπτωση σωμάτων με τεράστια μάζα, που κινούνται με εξίσου τεράστιες επιταχύνσεις.

Μία τέτοια περίπτωση, υποστηρίζουν οι επιστήμονες, είναι η αιτία και για την επιτάχυνση της μαύρης τρύπας του γαλαξία 3C186. «Εκτιμούμε πως χρειάστηκε τόση ενέργεια όση εκλύεται από την έκρηξη 100 εκατομμυρίων σουπερνόβα, για να “εκσφενδονισθεί” η μαύρη τρύπα», λέει χαρακτηριστικά ο Στέφανο Μπιάνκι, μέλος της ομάδας από το πανεπιστήμιο Roma ΙΙΙ στην Ιταλία.

Η ομάδα χρησιμοποίησε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, για να μελετήσει τον γαλαξία 3C186. Από τις εικόνες του Hubble, αποκάλυψε στον γαλαξία έναν κβάζαρ, δηλαδή έναν ενεργό «πυρήνα» που αποτελεί χαρακτηριστικά ένδειξη για την ύπαρξη μίας τεράστιας μαύρης τρύπας.

Αυτό δεν είναι ασυνήθιστο, καθώς σχεδόν όλοι οι γαλαξίες «φιλοξενούν» στο κέντρο τους μία μαύρη τρύπα. Η διαφορά ωστόσο με τον 3C186 είναι πως η μαύρη τρύπα του δεν βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία. Μάλιστα, φαίνεται πως έχει ήδη διανύσει απόσταση 35.000 ετών φωτός, ενώ κινείται τόσο γρήγορα που σε 20 εκατομμύρια χρόνια θα έχει «δραπετεύσει» από τον γαλαξία.

Τα δεδομένα από το Hubble, αποκάλυψαν επίσης χαρακτηριστικά τα οποία δημιουργούνται από τις βαρυτικές δυνάμεις που εμφανίζονται κατά τη σύγκρουση δύο γαλαξιών. Με βάση αυτή την παρατήρηση, και θεωρητικούς υπολογισμούς, η ομάδα εκτιμά πως ο 3C186 προήλθε από τη συγχώνευση δύο γαλαξιών, πριν από 1 με 2 δισ. έτη.

Μια αναπαράσταση του πως τα βαρυτικά κύματα μπορούν να ωθήσουν μια μαύρη τρύπα μακριά από το κέντρο ενός γαλαξία. Το σενάριο ξεκινά στην πρώτη εικόνα με την συγχώνευση δυο γαλαξιών – ο καθένας διαθέτει μια μαύρη τρύπα στο κέντρο του. Στην δεύτερη εικόνα, οι δυο μαύρες τρύπες, στον νέο γαλαξία που προέκυψε από την συγχώνευση στροβιλίζονται η μια γύρω από την άλλη. Αυτή η διαδικασία παράγει βαρυτικά κύματα και καθώς συνεχίζουν να ακτινοβολούν προς τα έξω βαρυτική ενέργεια κινούνται όλο και πιο κοντά, όπως δείχνει η τρίτη εικόνα. Αν οι μαύρες τρύπες δεν έχουν την ίδια μάζα και την ίδια ταχύτητα περιφοράς, τότε εκπέμπονται ισχυρότερα βαρυτικά κύματα προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Οι δυο μαύρες τρύπες τελικά συγχωνεύονται, όπως δείχνει η τέταρτη εικόνα, σχηματίζοντας μια γιγάντια μαύρη τρύπα. Η ενέργεια που εκπέμπεται από την συγχώνευση ωθεί την μαύρη τρύπα μακριά από το κέντρο, αντίθετα προς την κατεύθυνση που εκπέμπονται τα ισχυρότερα βαρυτικά κύματα. This illustration shows how gravitational waves can propel a black hole from the center of a galaxy. The scenario begins in the first panel with the merger of two galaxies, each with a central black hole. In the second panel, the two black holes in the newly merged galaxy settle into the center and begin whirling around each other. This energetic action produces gravitational waves. As the two hefty objects continue to radiate away gravitational energy, they move closer to each other over time, as seen in the third panel. If the black holes do not have the same mass and rotation rate, they emit gravitational waves more strongly in one direction, as shown by the bright area at upper left. The black holes finally merge in the fourth panel, forming one giant black hole. The energy emitted by the merger propels the black hole away from the center in the opposite direction of the strongest gravitational waves. Credits: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Επομένως, σύμφωνα με τους ερευνητές, καθώς οι μαύρες τρύπες των δύο γαλαξιών άρχισαν να στροβιλίζονται η μία γύρω από την άλλη, προκάλεσαν την εκπομπή βαρυτικών κυμάτων, μέχρι να συγκρουστούν. Ωστόσο, λόγω της διαφοράς μάζας που είχαν, τα κύματα ήταν πιο ισχυρά προς μία διεύθυνση.

Έτσι, όταν σχηματίσθηκε μία νέα μαύρη τρύπα από τη συγχώνευσή τους, άρχισε να επιταχύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από τη διάδοση των ισχυρότερων βαρυτικών κυμάτων.

The Hubble Space Telescope captured an image of a quasar named 3C 186 that is offset from the center of its galaxy. Astronomers hypothesize that this supermassive black hole was jettisoned from the center of its galaxy by the recoil from gravitational waves produced by the merging of two supermassive black holes. Credits: NASA's Goddard Space Flight Center

Αν η θεωρία των επιστημόνων επιβεβαιωθεί, τότε οι παρατηρήσεις τους αποτελούν ισχυρές ενδείξεις για τη συγχώνευση τεράστιων μελανών οπών. Η ομάδα ελπίζει να επιστρατεύσει ξανά το Hubble, μαζί με άλλα όργανα όπως το τηλεσκόπιο ALMA, για να μελετήσει ακόμη καλύτερα αυτό το παράξενο αντικείμενο.

Πηγές: www.nasa.gov - naftemporiki.gr

Ποντίκι, ο αρχαιότερος συγκάτοικος του ανθρώπου. Mice lived with us 15,000 years ago even before farming took off

Το ποντίκι μπορεί να θεωρηθεί το πρώτο «κατοικίδιο», αφού ζει μαζί μας εδώ και 15.000 χρόνια, πολύ πριν την ανάπτυξη της γεωργίας. The house mouse has been hanging around humans for far longer than we thought. Ancient rodent populations may now help us fill in gaps in the archaeological record as humans shifted from hunter-gatherers to farmers. PHOTOGRAPH BY JOE BLOSSOM, ALAMY

Μπορεί να μην είναι οι καλύτεροι φίλοι του ανθρώπου, αλλά τα ποντίκια ζουν μαζί μας εδώ και τουλάχιστον 15.000 χρόνια, προτού καν εμφανισθούν οι πρώτοι οικισμοί γεωργών. Μάλιστα, η συμβίωσή τους με τους ανθρώπους ήδη από την εποχή των κυνηγών-τροφοσυλλεκτών καθιστά τα ποντίκια πιθανώς τα πρώτα «οικόσιτα» ζώα, πριν από τους σκύλους και τις γάτες.

Αυτό είναι το συμπέρασμα διεθνούς έρευνας, η οποία βασίστηκε στην ανάλυση 272 δοντιών τρωκτικών, που βρέθηκαν σε προϊστορικούς οικισμούς της Μέσης Ανατολής, στη διάρκεια ανασκαφών σε 14 τοποθεσίες του λεγόμενου Νατούφιου πολιτισμού κατά μήκος της κοιλάδας του Ιορδάνη.

Οι ερευνητές από τη Γαλλία, τις ΗΠΑ και το Ισραήλ, με επικεφαλής τον Τομά Κουτσί του Εθνικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Παρισιού και του γαλλικού Εθνικού Κέντρου Επιστημονικών Ερευνών (CNRS), παρουσιάζουν τα ευρήματά τους στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS).

Με τις πρώτες «ρίζες» στη Μέση Ανατολή

A modern Maasai camp, called a boma. PHOTOGRAPH BY JASON EDWARDS, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

Τουλάχιστον 3.000 χρόνια πριν από την εμφάνιση της γεωργίας (η οποία συνέβη πριν από 11.000 έως 12.000 χρόνια), οι κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες άρχισαν να ριζώνουν στη Μέση Ανατολή, κατασκευάζοντας πιο μόνιμους οικισμούς και αλλάζοντας την οικολογική ισορροπία της περιοχής, με τρόπο που επέτρεψε στα ποντίκια να εξαπλωθούν.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ερευνητών, πιθανότατα ήταν οι ημιμόνιμοι κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες (περίπου όπως είναι ακόμη οι σημερινοί Μασάι της Κένυας), παρά οι κατοπινοί νεολιθικοί γεωργοί, οι πρώτοι άνθρωποι που έθεσαν τα θεμέλια για τη συμβιωτική σχέση με τα μικρά «κατοικίδια» τρωκτικά.

Σήμερα, χάρη σε αυτή τη σχέση συμβίωσης, τα ποντίκια έχουν πλέον αποικίσει σχεδόν κάθε γωνιά του πλανήτη και έχουν γίνει σχεδόν εξίσου πανταχού παρόντα με τους ανθρώπους, καθώς επίσης ένα από τα πιο επεκτατικά είδη θηλαστικών».

Ακόλουθοι των ανθρώπων

Stealing our food for millennia. The new study found that as soon as hunter-gatherers settled down for even a small period of time, house mice moved in with them. When humans settled in one place, they provided shelter and regular access to crumbs and scraps. Credit: Imagebroker/FLPA

Η μελέτη δείχνει ότι οι πληθυσμοί των ποντικιών στη Μέση Ανατολή αυξομειώνονταν ανάλογα με το πόσο συχνά οι κοινότητες των κυνηγών-τροφοσυλλεκτών μάζευαν τα υπάρχοντά τους και μετακινούνταν σε άλλες τοποθεσίες, π.χ. λόγω ξηρασίας και δυσκολίας εύρεσης τροφής. Όσο περισσότερο έμεναν στο ίδιο μέρος τόσο περισσότερα ποντίκια συμβίωναν μαζί τους, κλέβοντας το φαγητό των ανθρώπων, όπως τους σπόρους άγριων δημητριακών και άλλων φυτών (αν και θα έπρεπε να περιμένουν έως πριν από 7.000 χρόνια για να φάνε το πρώτο τυρί!).

Με βάση αυτό το συμπέρασμα, οι ερευνητές ανέφεραν ότι η παρουσία ή όχι πολλών ποντικών σε οικισμούς μπορεί να αξιοποιηθεί από τους αρχαιολόγους και ανθρωπολόγους για να συνάγουν έμμεσα συμπεράσματα σε σχέση με τους ανθρώπινους πολιτισμούς που μελετούν.

Όσο για το φόβο και τρόμο των ποντικιών, τις γάτες, αυτές άργησαν να εξημερωθούν, πριν από 9.000 έως 4.000 χρόνια (πολύ αργότερα από τα σκυλιά). Άρα για μερικές χιλιάδες χρόνια στην αρχή, τα ποντίκια ήσαν ήσυχα. Μετά άρχισαν τα βάσανά τους, όταν ο Τομ άρχισε να κυνηγά τον Τζέρι...

Πηγές: PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1619137114 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=870393

Ατομικά ρολόγια επιβεβαιώνουν τη σχετικότητα του χρόνου. Atomic clocks make best measurement yet of relativity of time

Felix Gonzalez-Torres, “Untitled” (Perfect Lovers), 1987-1990. Τι ώρα είναι; Η απάντηση είναι σχετική. Our most accurate clocks are probing a key tenet of Einstein’s theory of relativity: the idea that time isn’t absolute. Any violation of this principle could point us to a long-sought theory that would unite Einstein’s ideas with quantum mechanics.

Ο χρόνος, όπως και ο χώρος, είναι έννοιες σχετικές, είπε ο μεγάλος Άλμπερτ Αϊνστάιν. Χάρη στα πιο ακριβή ατομικά ρολόγια που διαθέτουμε, διεθνής ερευνητική ομάδα υπολογίζει τώρα με εντυπωσιακή ακρίβεια πώς ο χρόνος κυλά με διαφορετικό ρυθμό στο Λονδίνο και το Παρίσι.

Οι παράγοντες εμφάνισης της «διαστολής του χρόνου»

Το φαινόμενο της «διαστολής του χρόνου» οφείλεται σε δύο διαφορετικούς παράγοντες που σχετίζονται με διαφορετικές πλευρές της Σχετικότητας. Ο πρώτος παράγοντας είναι η ταχύτητα: όπως προκύπτει από τη θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας, ένα ρολόι που κινείται με μεγάλη ταχύτητα σε σχέση με έναν παρατηρητή τρέχει πιο αργά σε σχέση με το ρολόι του παρατηρητή.

Ο δεύτερος παράγοντας είναι η βαρύτητα, όπως προκύπτει από την θεωρία της Γενικής Σχετικότητας: όταν η δύναμη της βαρυτικής έλξης αυξάνεται στο σημείο όπου βρίσκεται ο παρατηρητής, το ρολόι του θα τρέχει πιο αργά σε σχέση με το ρολόι ενός παρατηρητή που δέχεται ασθενέστερη έλξη. Με άλλα λόγια, ένα ρολόι στο κέντρο της Γης θα τρέχει πιο αργά από ό,τι ένα ρολόι στην κορυφή του Έβερεστ.

Και στις δύο περιπτώσεις, οι πειραματικές μετρήσεις της διαστολής του χρόνου (για παράδειγμα η σύγκριση ατομικών ρολογιών στη Γη και στους δορυφόρους του GPS) έχουν επιβεβαιώσει τον Αϊνστάιν με σχετικά μεγάλη ακρίβεια. Κανείς όμως δεν μπορεί να αποκλείσει το γεγονός ότι ο γίγαντας της σχετικότητας θα διαψευστεί τελικά από πιο ακριβή πειράματα.

Τα πιο ακριβή πειράματα

Υπολογίστηκε με τεράστια ακρίβεια πως ο χρόνος κυλά με διαφορετικό ρυθμό στο Λονδίνο και στο Παρίσι - άλλη μια επιβεβαίωση για τον Αϊνστάιν. Upholding Einstein, so far. Credit: Andrew Brookes, National Physical Laboratory/SPL

Τώρα, ερευνητές στη Γαλλία, τη Βρετανία και τη Γερμανία αυξάνουν τα επίπεδα ακρίβειας στο μέγιστο εφικτό: χρησιμοποίησαν ατομικά ρολόγια που βασίζονται στη συχνότητα της ακτινοβολίας που εκπέμπουν άτομα στροντίου, και είναι περίπου τρεις φορές πιο ακριβή από τα συμβατικά ατομικά ρολόγια στροντίου: χάνουν ένα δευτερόλεπτο κάθε περίπου 15 δισεκατομμύρια χρόνια, που είναι περισσότερο από την ηλικία του Σύμπαντος.

H νέα μελέτη, η οποία αναρτήθηκε στην υπηρεσία προδημοσίευσης arXiv, συγκρίνει ατομικά ρολόγια στροντίου που βρίσκονταν στο Παρίσι, το Λονδίνο και το Μπράουνσβαϊγκ της Γερμανίας. O ρυθμός του χρόνου στις τρεις τοποθεσίες τρέχει διαφορετικά επειδή κάθε πόλη έχει διαφορετική απόσταση από το κέντρο της Γης (και επομένως δέχεται διαφορετικές βαρυτικές δυνάμεις) και διαφορετική απόσταση από τον ισημερινό (και επομένως διαφορετική ταχύτητα περιστροφής γύρω από τον άξονα της Γης).

Προκειμένου να συγκριθεί ο ρυθμός του χρόνου στις τρεις τοποθεσίες, οι ερευνητές συνέδεσαν τα ρολόγια σε δίκτυα οπτικών ινών που λειτουργούσαν στις ίδιες συχνότητες με καθένα από τα ρολόγια. Κάθε διαφορά στη συχνότητα του φωτός ανάμεσα στις διαφορετικές ίνες θα υποδήλωνε διαφορές στο ρυθμό του χρόνου.

5 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου η χρονική απόκλιση

Πράγματι, οι μετρήσεις έδειξαν ότι η χρονική απόκλιση που συσσωρεύεται ανάμεσα στο Παρίσι και το Λονδίνο στη διάρκεια ενός 24ωρου φτάνει τα 5 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου.

Τα αποτελέσματα του πειράματος, εξηγεί το περιοδικό New Scientist, επέτρεψαν στους ερευνητές να υπολογίσουν μια παράμετρο που ονομάζεται άλφα. Η τιμή της πρέπει να είναι μηδέν αν ο Αϊνστάιν είχε απόλυτο δίκιο για τη διαστολή του χρόνου.

Το να αποδείξει κανείς ότι το άλφα ισούται με μηδέν είναι τεχνικά αδύνατο, όμως η τελευταία μελέτη δείχνει ότι η τιμή της είναι μικρότερη από 10-8 -ένα επίπεδο ακρίβειας δυο φορές μεγαλύτερο σε σχέση με προηγούμενες μετρήσεις που βασίζονταν σε ρολόγια στροντίου.

Όπως φαίνεται, το φάντασμα του Άλμπερτ Αϊνστάιν μπορεί να είναι ήσυχο, τουλάχιστον για την ώρα: αν η τιμή του άλφα μετρηθεί στο μέλλον με μεγαλύτερη ακρίβεια, και βρεθεί να μην είναι μηδέν, οι συνέπειες θα είναι πραγματικά τεράστιες.

Μεταξύ άλλων, μια τιμή πάνω από το μηδέν θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για το μεγάλο όνειρο των φυσικών, την ενοποίηση της Σχετικότητας του Αϊνστάιν με την Κβαντομηχανική. Αυτή η μέρα όμως μάλλον απέχει πολύ.

Πηγές: https://arxiv.org/pdf/1703.04426v1.pdf - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=870159