Υποψίες ότι υπάρχει «Πλανήτης 10» στο ηλιακό μας σύστημα. UA Scientists and the Curious Case of the Warped Kuiper Belt

A yet to be discovered, unseen "planetary mass object" makes its existence known by ruffling the orbital plane of distant Kuiper Belt objects, according to research by Kat Volk and Renu Malhotra of the UA's Lunar and Planetary Laboratory. The object is pictured on a wide orbit far beyond Pluto in this artist's illustration. (Image: Heather Roper/LPL)

Πάνε κι έρχονται οι θεωρίες για το αν υπάρχουν και πόσοι ακόμη πλανήτες πέρα από τους ήδη οκτώ γνωστούς στο ηλιακό μας σύστημα. Μια νέα αμερικανική επιστημονική μελέτη θεωρεί πιθανή την ύπαρξη ενός πιο κοντινού «Πλανήτη 10», αν υποτεθεί ότι υπάρχει ένας πιο μακρινός «Πλανήτης 9», καθώς μία άλλη καναδική έρευνα θεωρεί μάλλον απίθανη την ύπαρξη του τελευταίου.

Όσον αφορά τον «Πλανήτη 10», οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Αριζόνα Κάθριν Φολκ και Ρενού Μαλχότρα, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστρονομίας «The Astronomical Journal», μελέτησαν την κίνηση άνω των 600 παγωμένων μακρινών σωμάτων στη Ζώνη Κάιπερ, σε απόσταση άνω των 50 αστρονομικών μονάδων (μία τέτοια μονάδα είναι η μέση απόσταση Γης-Ήλιου, δηλαδή περίπου 150 εκατ. χλμ.).

A planetary mass object the size of Mars would be sufficient to produce the observed perturbations in the distant Kuiper Belt. (Image: Heather Roper/LPL)

Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι κάτι φαίνεται να διαταράσσει τις τροχιές των σωμάτων αυτών και αυτό το «κάτι», όπως υποστηρίζουν, πιθανότατα είναι ένας πλανήτης με μάζα παρόμοια με του Άρη, ο οποίος εκτιμάται ότι κινείται σε απόσταση περίπου 60 αστρονομικών μονάδων. Η Ζώνη Κάιπερ, που αρχίζει μετά τον Ποσειδώνα (ο οποίος απέχει περίπου 30 αστρονομικές μονάδες), όπως συμβαίνει και με τη ζώνη αστεροειδών μεταξύ Άρη-Δία, φιλοξενεί έναν τεράστιο αριθμό σωμάτων, μεταξύ των οποίων νάνους πλανήτες, αστεροειδείς και κομήτες. Μέχρι σήμερα έχουν ανακαλυφθεί σε αυτήν περίπου 2.000 σώματα και, από αυτά, τουλάχιστον τα 12 έχουν μέγεθος ανάλογο του Πλούτωνα (γι’ αυτό, άλλωστε, ο τελευταίος έπαψε να θεωρείται κανονικός πλανήτης και υποβαθμίσθηκε σε νάνο πλανήτη). Τα σώματα αυτά είναι γνωστά συλλήβδην ως ΚΒΟ (Kuiper Belt Objects-KBO).

Άλλοι πάντως αστρονόμοι αναρωτήθηκαν πώς είναι δυνατό ένας τέτοιος πλανήτης, αρκετά μεγάλος, φωτεινός και σε όχι τόσο μεγάλη απόσταση, να μην έχει εντοπισθεί έως τώρα. Σε κάθε περίπτωση, αν υπάρχει όντως ένας πλανήτης στην απόσταση των 60 αστρονομικών μονάδων, τότε αυτός δεν είναι ο πλανήτης 9, ο οποίος προτάθηκε πρώτος και υποτίθεται πως είναι πολύ πιο μακρινός. Το 2016 οι Μάικ Μπράουν και Κονσταντίν Μπατίγκιν του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνια (Caltech) πρότειναν την ύπαρξη ενός ενάτου γιγάντιου πλανήτη, με μάζα δεκαπλάσια της Γης, ο οποίος βρίσκεται στις εσχατιές του ηλιακού μας συστήματος, σε απόσταση 500 έως 700 αστρονομικών μονάδων από το μητρικό άστρο μας.

Όμως αμφιβολίες περί της ύπαρξής του δημιουργεί μια νέα ανάλυση της κίνησης τεσσάρων μακρινών παγωμένων σωμάτων σε απόσταση έως 250 αστρονομικών μονάδων. Επιστήμονες, με τη βοήθεια του Καναδο-Γαλλικού Τηλεσκοπίου στη Χαβάη, με επικεφαλής την αστρονόμο Κόρι Σάννκμαν του Πανεπιστημίου της Βικτόρια, δεν βρήκαν κανένα σημάδι ότι οι τροχιές αυτών των σωμάτων επηρεάζονται από κάποιον αόρατο γιγάντιο πλανήτη. Κάτι που δημιουργεί ερωτηματικά για το πόσο σωστή είναι η θεωρία περί «πλανήτη 9».

Για να απαντήσουν στο ερώτημα κατά πόσο υπάρχουν τελικά οι πλανήτες 9 και 10 (ή μόνο ο ένας από τους δύο), οι αστρονόμοι «ποντάρουν» στο -υπό κατασκευή στη Χιλή- νέο μεγάλο τηλεσκόπιο Large Synoptic Survey Telescope (LSST). Αυτό, σύμφωνα με τον καθηγητή Μαλχότρα, αναμένεται να αυξήσει από 2.000 σε 40.000 τα γνωστά σώματα της ζώνης Κάιπερ (ΚΒΟ). Ίσως ένα ή δύο από αυτά αποδειχθούν πλανήτες.

Πηγές: amna.gr – uanews.arizona.edu

Μια απλή εξήγηση για το σχήμα των αβγών. Hatching a new hypothesis about egg shape diversity

Εξαρτάται από την πτητική ικανότητα κάθε πουλιού η οποία επηρεάζει την ανατομία του σκελετού. The evolution of the amniotic egg -- complete with membrane and shell -- was key to vertebrates leaving the oceans and colonizing the land and air but how bird eggs evolved into so many different shapes and sizes has long been a mystery. Now, an international team of scientists took a quantitative approach to that question and found that adaptations for flight may have been critical drivers of egg-shape variation in birds. These are average egg shapes for each of 1400 species (black dots), illustrating variation in asymmetry and ellipticity. Credit: L. Mahadevan/Museum of Vertebrate Zoology, Berkeley

Η μεγάλη ποικιλία σχημάτων στα αβγά των πουλιών προβλημάτιζε τον Αριστοτέλη αλλά και τους σημερινούς ορνιθολόγους. Μελέτη στο περιοδικό Science προτείνει τώρα μια απλή εξήγηση: το σχήμα των αβγών εξαρτάται από την πτητική ικανότητα κάθε πουλιού, η οποία επηρεάζει την ανατομία του σκελετού.

Το αβγό ως εξελικτική εφεύρεση έπαιξε ρόλο-κλειδί στο να εγκαταλείψουν τα σπονδυλωτά τις θάλασσες, να βγουν στη στεριά και τελικά να πετάξουν. Σήμερα, 360 εκατομμύρια χρόνια μετά, τα πουλιά παράγουν μια μεγάλη ποικιλία αβγών, από τελείως σφαιρικά μέχρι αβγά που μοιάζουν με μυτερές σταγόνες ή είναι κωνικά.

Mary Caswell Stoddard, an assistant professor in the Department of Ecology and Evolutionary Biology at Princeton, proposes a far-ranging hypothesis regarding how and why bird eggs acquire their shapes. Her research, an interdisciplinary collaboration with multiple authors, suggests that the shape of an egg for a given bird species may be driven in part by physiological features related to its capability for flight. Above, Stoddard holds an ostrich egg, the largest egg produced by a bird today. Photo by Denise Applewhite, Office of Communications

Διεθνής ερευνητική ομάδα από τις ΗΠΑ, τη Βρετανία, το Ισραήλ και τη Σιγκαπούρη, με επικεφαλής την εξελικτική βιολόγο Μάρι Κάσγουελ Στόνταρτ του Πανεπιστημίου Πρίνστον, εξέτασε 50.000 αβγά από 1.400 είδη πουλιών από όλο τον κόσμο, χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό που μετρά τις διαστάσεις των αβγών σε φωτογραφική βάση δεδομένων.

Η ανάλυση έδειξε ότι το σχήμα των αβγών δεν δείχνει να σχετίζεται με το σχήμα της φωλιάς και τον αριθμό των αβγών που γεννιούνται κάθε φορά, όπως είχαν προτείνει άλλοι ορνιθολόγοι.

Όμως το σχήμα των αβγών βρέθηκε να σχετίζεται με την αναλογία του μήκους των φτερών με το μήκος του κάθε πτηνού -μια αναλογία που δίνει κατά προσέγγιση την πτητική ικανότητα.

Χαμηλές ή ψηλές πτήσεις και αβγά

Stoddard and her team analyzed the shapes of over 49,000 bird eggs from a digitized collection at the Museum of Vertebrate Zoology at the University of California-Berkeley, representing 14 percent of the species of birds that exist worldwide. Shown at left are some eggs from a collection at Princeton. Photo by Denise Applewhite, Office of Communications

Τα πουλιά με μεγάλες πτητικές ικανότητες κάνουν αβγά με ελλειπτικό και ασυμμετρικό σχήμα που θυμίζει αερόπλοιο. Έτσι, δύο πολύ διαφορετικά πουλιά, όπως το άλμπατρος και το κολιμπρί, κάνουν αβγά παρόμοιου σχήματος, καθώς και τα δύο είδη είναι άσοι των αιθέρων.

Πουλιά που δεν τα πολυκαταφέρνουν με το πέταγμα, όπως η στρουθοκάμηλος και η κουκουβάγια, τείνουν να κάνουν συμμετρικά και πιο σφαιρικού σχήματος αβγά. Εξαίρεση αποτελούν οι πιγκουίνοι που, αν και δεν πετούν, δεν κάνουν σφαιρικά αβγά, ίσως επειδή κολυμπάνε αεροδυναμικά μέσα στο νερό, σα να «πετάνε».

Η εξήγηση του φαινομένου παραμένει ασαφής, ωστόσο η δρ Στόνταρτ πιστεύει ότι η απάντηση έχει να κάνει με την ανατομία του σκελετού: τα πτηνά που περνούν πολύ χρόνο στον αέρα έχουν γενικά μικρότερα και ελαφρύτερα οστά και η λεκάνη τους είναι πιο στενή, εμποδίζοντας το πέρασμα σφαιρικών αβγών.

H κοινή νανοσκαλίδρα είναι αυτή που κάνει το πιο ασυμμετρικό αυγό στον κόσμο, ενώ το Μαλέο, ένα ινδονησιακό πουλί που θάβει τα αβγά του στην καυτή άμμο, γεννάει τα πιο ελλειπτικά αυγά.

Πηγές: Mary Caswell Stoddard, Ee Hou Yong, Derya Akkaynak, Catherine Sheard, Joseph A. Tobias, L. Mahadevan. Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science, 2017 DOI: 10.1126/science.aaj1945, http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=887708

Εκεί όπου δημιουργούνται νέα άστρα. Hubble Scopes Out a Galaxy of Stellar Birth

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble φωτογραφίζει τον γαλαξία ESO 486-21. This image displays a galaxy known as ESO 486-21 (with several other background galaxies and foreground stars visible in the field as well). ESO 486-21 is a spiral galaxy — albeit with a somewhat irregular and ill-defined structure — located some 30 million light-years from Earth. The NASA/ESA (European Space Agency) Hubble Space Telescope observed this object while performing a survey — the Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS) — of 50 nearby star-forming galaxies. The LEGUS sample was selected to cover a diverse range of galactic morphologies, star formation rates, galaxy masses and more. Astronomers use such data to understand how stars form and evolve within clusters, and how these processes affect both their home galaxy and the wider universe. ESO 486-21 is an ideal candidate for inclusion in such a survey because it is known to be in the process of forming new stars, which are created when large clouds of gas and dust (seen here in pink) within the galaxy crumple inwards upon themselves. Image Credit: ESA/Hubble & NASA

Στην εικόνα βλέπουμε τον γαλαξία που είναι γνωστός ως ESO 486-21 (στο βάθος και στο προσκήνιο φαίνονται κι άλλοι γαλαξίες ή άστρα). Ο ESO 486-21 είναι ένας σπειροειδής γαλαξίας – αν και έχει μια ακανόνιστη και «κατεστραμμένη» δομή – που βρίσκεται σε απόσταση 30 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο εντόπισε αυτό το αντικείμενο κατά την διάρκεια της έρευνας 50 κοντινών γαλαξιών στους οποίους πραγματοποιείται ο σχηματισμός νέων άστρων (το πρόγραμμα αυτής της έρευνας ονομάζεται LEGUS = Legacy ExtraGalactic UV Survey).

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τα δεδομένα της LEGUS για να κατανοήσουν πως σχηματίζονται και εξελίσσονται τα άστρα μέσα σε σμήνη γαλαξιών, και πως αυτές οι διαδικασίες επηρεάζουν τον γαλαξία στον οποίο ανήκουν και το ευρύτερο σύμπαν. Ο ESO 486-21 είναι ένας ιδανικός υποψήφιος για να συμπεριληφθεί σε μια τέτοια έρευνα, αφού είναι γνωστό πως βρίσκεται στην διαδικασία σχηματισμού νέων άστρων. Τα άστρα δημιουργούνται όταν μεγάλα νέφη αερίων και σκόνης μέσα στον γαλαξία (στην φωτογραφία φαίνονται ροζ), καταρρέουν βαρυτικά προς τον εαυτό τους.

Πηγές: https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2017/hubble-scopes-out-a-galaxy-of-stellar-birth - physicsgg

Το αν μπορούμε να «διαβάζουμε» τα μάτια των άλλων είναι και θέμα DNA. Genes influence ability to read a person's mind from their eyes

Frida Kahlo, Portrait d'une femme en blanc, Détail le visage, Portrait of an injury in white, Detail the face,  1929. Το DNA επιδρά στην ικανότητα του ανθρώπου να μπορεί να δει μέσα στα μάτια των άλλων τις σκέψεις και τα συναισθήματά τους. Our DNA influences our ability to read a person's thoughts and emotions from looking at their eyes, suggests a new study.

Το DNA επιδρά στην ικανότητα του ανθρώπου να «διαβάζει» τις σκέψεις και τα συναισθήματα των άλλων απλώς κοιτώντας τα μάτια τους, σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Molecular Psychiatry».

Το τεστ των ματιών

Αν καταφέρνετε να «διαβάζετε» στα μάτια των άλλων τι σκέφτονται και τι νιώθουν, ευχαριστήστε (τουλάχιστον ως έναν βαθμό) τα γονίδιά σας. Can you clearly see emotions in the eyes of others? Credit: © elnariz / Fotolia

Πριν από 20 έτη ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ ανέπτυξε ένα τεστ «γνωστικής ενσυναίσθησης» το οποίο ονομάστηκε «Reading the Mind in the Eyes» Test (ή για συντομία «Εyes Test»). Το τεστ αυτό είχε αποκαλύψει ότι οι άνθρωποι μπορούν ταχύτατα να ερμηνεύσουν τι σκέφτεται ή τι νιώθει ένα άτομο που βρίσκεται απέναντί τους απλώς κοιτάζοντας τα μάτια του και μόνο.

Είχε επίσης δείξει ότι κάποιοι άνθρωποι είναι καλύτεροι στο... διάβασμα των ματιών από άλλους καθώς και ότι οι γυναίκες έχουν σε γενικό πλαίσιο καλύτερο σκορ στο τεστ σε σύγκριση με τους άνδρες.

Τώρα, η ίδια ομάδα, σε συνεργασία με την εταιρεία Γενετικής 23andMe, καθώς και επιστήμονες από τη Γαλλία, την Αυστραλία και την Ολλανδία παρουσιάζει αποτελέσματα μιας νέας μελέτης που βασίστηκε στο συγκεκριμένο τεστ και η οποία περιέλαβε 89.000 άτομα από ολόκληρο τον κόσμο. Η πλειονότητα των ατόμων αυτών ήταν πελάτες της 23andMe, οι οποίοι συναίνεσαν για τη συμμετοχή τους στη μελέτη. Τα καινούργια ευρήματα επιβεβαίωσαν τα παλαιότερα τα οποία ήθελαν τις γυναίκες «πρωταθλήτριες» στο διάβασμα των ματιών των άλλων.

Γυναικείο... γενετικό προνόμιο

Το ακόμη σημαντικότερο ήταν πως η ερευνητική ομάδα επιβεβαίωσε ότι τα γονίδιά μας επιδρούν στην απόδοση στο «Eyes Test» ενώ προχώρησε και ένα βήμα πιο πέρα ταυτοποιώντας γονιδιακές παραλλαγές στο χρωμόσωμα 3 στις γυναίκες οι οποίες αποδείχθηκε ότι συνδέονται με την ικανότητά τους να «κοιτάζουν πίσω από τα μάτια» των άλλων και να ερμηνεύουν τις σκέψεις και τα συναισθήματά τους.

Της μελέτης ηγήθηκαν ο Βαρούν Γουόριερ, διδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, καθώς και οι καθηγητές Σάιμον Μπάρον-Κοέν, διευθυντής του Ερευνητικού Κέντρου για τον Αυτισμό στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, καθώς και Τομά Μπουρζερόν του Πανεπιστημίου Paris Diderot και του Ινστιτούτου Pasteur.

Ήταν ενδιαφέρον ότι, όπως προέκυψε από τη μελέτη, οι επιδόσεις των ανδρών στο «Eyes Test» δεν συνδέονταν με γονίδια στη συγκεκριμένη περιοχή του χρωμοσώματος 3, όπως συνέβαινε με τις γυναίκες.

Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε μάλιστα το ίδιο μοτίβο ευρημάτων σε μια ανεξάρτητη ομάδα σχεδόν 1.500 ατόμων που συμμετείχαν στη μελέτη διδύμων Brisbane Longitudinal Twin Study, γεγονός που δείχνει ότι τα γενετικά ευρήματα που αφορούσαν αποκλειστικώς τις γυναίκες είναι αξιόπιστα. 

Η ταυτότητα των γονιδίων

Μεταξύ των γονιδίων που εντοπίστηκαν σε μια μικρή περιοχή του χρωμοσώματος 3 ήταν το LRRN1 (Leucine Rich Neuronal 1) το οποίο είναι άκρως ενεργό σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται ραβδωτό σώμα και έχει αποδειχθεί μέσω απεικονιστικών μεθόδων του εγκεφάλου ότι παίζει ρόλο στη γνωστική ενσυναίσθηση. Προς αυτή την κατεύθυνση συνηγορεί και το γεγονός ότι γονιδιακές παραλλαγές οι οποίες συμβάλλουν σε υψηλότερα σκορ στο «Eyes Test» αυξάνουν επίσης τον όγκο του ραβδωτού σώματος στους ανθρώπους, ένα εύρημα το οποίο χρειάζεται να διερευνηθεί περαιτέρω.

Συμπληρώνεται το παζλ της γνωστικής ενσυναίσθησης

Όπως ανέφερε ο Βαρούν Γουόριερ «η μελέτη αυτή είναι η μεγαλύτερη στον κόσμο σχετικά με το συγκεκριμένο τεστ γνωστικής ενσυναίσθησης. Είναι επίσης η πρώτη η οποία επιχειρεί να συνδέσει τις επιδόσεις στο συγκεκριμένο τεστ με παραλλαγές στο ανθρώπινο γονιδίωμα. Πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα στο πεδίο της κοινωνικής νευροεπιστήμης και προσθέτει ένα ακόμη κομμάτι στο παζλ σχετικά με τις διαφορές της γνωστικής ενσυναίσθησης μεταξύ διαφορετικών ανθρώπων». Από την πλευρά του ο καθηγητής Μπουρζερόν προσέθεσε ότι η νέα μελέτη αποδεικνύει ότι η ενσυναίσθηση έχει ως έναν βαθμό γενετική βάση. «Ωστόσο δεν πρέπει να παραβλέπουμε άλλους σημαντικούς κοινωνικούς παράγοντες, όπως η διαπαιδαγώγηση αλλά και οι μεταγεννητικές εμπειρίες».

Ο καθηγητής Μπάρον-Κοέν σημείωσε τέλος ότι «είμαστε ενθουσιασμένοι με αυτή τη νέα ανακάλυψή μας και τώρα ελέγχουμε αν τα ευρήματά μας μπορούν να αναπαραχθούν. Εξερευνούμε πώς ακριβώς οι γονιδιακές παραλλαγές που εντοπίσαμε επιδρούν στον εγκέφαλο οδηγώντας σε διαφορές στη γνωστική ενσυναίσθηση. Η καινούργια μελέτη μάς φέρνει ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση των διαφορών της ενσυναίσθησης στον πληθυσμό».

Πηγές: V Warrier, K L Grasby, F Uzefovsky, R Toro, P Smith, B Chakrabarti, J Khadake, E Mawbey-Adamson, N Litterman, J-J Hottenga, G Lubke, D I Boomsma, N G Martin, P K Hatemi, S E Medland, D A Hinds, T Bourgeron, S Baron-Cohen. Genome-wide meta-analysis of cognitive empathy: heritability, and correlates with sex, neuropsychiatric conditions and cognition. Molecular Psychiatry, 2017; DOI: 10.1038/MP.2017.122 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=887767

«Collide»: ένα τραγούδι για τις συγκρούσεις πρωτονίων στον LHC. Musician Howie Day records love song to physics

Singer Howie Day recorded a parody version of his song ‘Collide’ at CERN. Watch the video below. (Image: Noemi Caraban Gonzalez/CERN)

Στο βίντεο βλέπουμε τον Αμερικανό τραγουδοποιό Howard Kern «Howie» Day να ερμηνεύει στις εγκαταστάσεις του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider), στο CERN, μια δική του σύνθεση, αλλά με διαφορετικούς στίχους από το πρωτότυπο. Οι νέοι στίχοι αναφέρονται στα πειράματα με τις επιταχυνόμενες δέσμες πρωτονίων στον LHC.

Πως έγινε αυτό;

Ενώ λοιπόν o «Howie» Day βρισκόταν σε περιοδεία, καθώς έπινε τον καφέ του ένα πρωί σε μια καφετέρια στο Ντένβερ, είδε να κυκλοφορεί στο Twitter μια παρωδία του ερωτικού τραγουδιού του με τίτλο “Collide”.

Η ιδέα για το αρχικό βίντεο παρωδία ανήκει στην Sarah Charley, υπεύθυνη επικοινωνίας για τα πειράματα του LHC στις ΗΠΑ. Δημιουργήθηκε με τη βοήθεια των μεταπτυχιακών φοιτητών Jesse Heilman του Πανεπιστημίου της California, Tom Perry και Laser Seymour Kaplan από το Πανεπιστήμιο του Wisconsin. Η παρωδία τους εκφράζει τις ελπίδες και τους φόβους των πειραματικών φυσικών που ψάχνουν για κάτι που μπορεί να μην βρουν ποτέ (π.χ. τα υπερσυμμετρικά σωματίδια).

Ο Day εκτίμησε την παρωδία του τραγουδιού του, και την βρήκε αρκετά αστεία όταν την άκουσε για πρώτη φορά. Έτσι, αποφάσισε να πάει στο CERN και να ερμηνεύσει ο ίδιος την παρωδία του «Collide”. Σύμφωνα με όσα δήλωσε αργότερα, η συνεργασία του με τους επιστήμονες για το γύρισμα του βιντεοκλίπ στον LHC τον συγκλόνισε, δημιουργώντας του μια αίσθηση ταπεινότητας. Ήταν πραγματικά σπουδαίο γι αυτόν να εργαστεί σ’ έναν χώρο όπου οι φυσικοί μπορούν να κάνουν τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις της ζωής μας.

Πηγές: http://go.web.cern.ch/go/vcM7 - https://physicsgg.me/2017/06/23/

Ο χωροχρόνος αναδύεται από ένα δίκτυο κβαντικών μπιτ; Researchers Check Space-Time to See if It’s Made of Quantum Bits

Ερευνητές ελέγχουν την πρόσφατη θεωρία της αναδυόμενης βαρύτητας, που προτείνεται ως εναλλακτική λύση αντί της σκοτεινής ύλης. Ο νάνος – γαλαξίας DDO 190. The newly developed theory of emergent gravity, proposed as an alternative to dark matter, struggles in one of its first trials. Dwarf galaxies such as DDO 190, shown here, behave as though they’re filled with unseen dark matter. Credit: ESA/Hubble & NASA

Ο χωροχρόνος αναδύεται από ένα δίκτυο κβαντικών μπιτ; Αυτό υποστηρίζει η θεωρία πίσω από την αναδυόμενη κβαντική βαρύτητα, μια ιδέα που προτάθηκε από τον Erik Verlinde, έναν θεωρητικό φυσικό στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ. Η θεωρία του δεν χρειάζεται την υπόθεση της σκοτεινής ύλης – τα «αόρατα» σωματίδια με μάζα που φαίνεται να επηρεάζουν τη συμπεριφορά των γαλαξιών και άλλων μεγάλων δομών στο σύμπαν.

Όμως ένα πρόσφατο τεστ της αναδυόμενης βαρύτητας δείχνει πως η θεωρία αυτή μάλλον δουλεύει και μπορεί να περιγράψει τις κινήσεις των αστρονομικών αντικειμένων όπως και ο θεωρητικός αντίπαλός της.

Ο Kris Pardo, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής που συνεργάζεται με τον αστροφυσικό David Spergel στο Πανεπιστήμιο Princeton, μελέτησε ένα δείγμα από 81 απομονωμένους νάνους γαλαξίες. Αυτοί οι μικροί γαλαξίες φαίνεται να έχουν μια ιδιαίτερα υψηλή συγκέντρωση σκοτεινής ύλης, παρέχοντας έτσι ένα μοναδικό αστροφυσικό εργαστήριο στο οποίο συγκρίνονται διάφορες θεωρίες. Ο Pardo υπολόγισε πόσο γρήγορα περιστρέφονται αυτοί οι γαλαξίες. Όσο περισσότερη σκοτεινή ύλη θεωρείται πως υπάρχει σε έναν γαλαξία – ή αντίστοιχα όσο ισχυρότερη θεωρείται η επίδραση της αναδυόμενης βαρύτητας – τόσο πιο γρήγορη θα πρέπει να είναι η ιδιοπεριστροφή του γαλαξία.

The gravity of galaxies bends space, such that the light traveling through this space is bent. This bending of light allows astronomers to measure the distribution of gravity around galaxies, even up to distances a hundred times larger than the galaxy itself. Credit: APS/Alan Stonebraker; galaxy images from STScI/AURA, NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team

«Οι απομονωμένοι νάνοι γαλαξίες αποτελούν το καλύτερο τεστ που μπορούμε να κάνουμε προς το παρόν», λέει ο Pardo. Η αναδυόμενη βαρύτητα προβλέπει με επιτυχία τις ταχύτητες περιστροφής των μικρότερων γαλαξιών στο δείγμα. Αλλά προβλέπει ταχύτητες πολύ μικρές για τους γαλαξίες μεγαλύτερης μάζας, ειδικά σε εκείνους όπου κυριαρχούν τα νέφη αερίων. Αυτή η διαφορά θα μπορούσε να αποτελέσει σοβαρό πρόβλημα για την αναδυόμενη βαρύτητα, καθώς η βασική επιτυχία της θεωρίας μέχρι τώρα ήταν ότι πρόβλεπε τις καμπύλες περιστροφής μεγάλων γαλαξιών.

Οι φυσικοί που μελετούν την αναδυόμενη βαρύτητα παίρνουν σοβαρά τη μελέτη του Pardo. «Πρόκειται για ενδιαφέρουσα και καλή δουλειά», δήλωσε ο Verlinde. Και συμπληρώνει ότι «η αναδυόμενη βαρύτητα δεν έχει αναπτυχθεί σε τέτοιο σημείο ώστε να κάνει συγκεκριμένες προβλέψεις για όλους τους νάνους γαλαξίες. Νομίζω ότι πρέπει να γίνει περισσότερη δουλειά τόσο στην παρατήρηση όσο και στην θεωρία». (Η δήλωση αυτή του Verlinde σχολιάστηκε ειρωνικά από αρκετούς φυσικούς – κυρίως από αυτούς που βλέπουν την θεωρία της αναδυόμενης βαρύτητας ως ψευδο-επιστήμη).

Verlinde makes some assumptions we know don't apply, like spherical symmetry—spiral galaxies are disks, not spheres. Credit: Hubble Space Telescope

Ένας τρόπος με τον οποίο η θεωρία του Verlinde θα μπορούσε να δικαιωθεί θα ήταν αν οι γαλαξίες του Pardo είχαν διαφορετικό σχήμα από αυτό που βλέπουμε. Φαίνονται σφαιρικοί, αλλά αν είναι επίπεδοι πεπλατυσμένοι, σαν frisbee, το τροποποιημένο σχήμα θα αρκούσε για να εξηγήσει τους υπολογισμούς του Pardo. Για να δώσουν μια πιο οριστική απάντηση, ο Pardo και οι συνεργάτες του προσπαθούν να εξασφαλίσουν χρόνο στα τηλεσκόπια Very Large Array στο Νέο Μεξικό, ώστε να πραγματοποιήσουν μετρήσεις υψηλής ανάλυσης που καταγράφουν πόσο γρήγορα τα άστρα και τα μεσοαστρικά αέρια περιστρέφονται μέσα στους γαλαξίες.

Άλλες ομάδες αστρονόμων επιχειρούν συμπληρωματικές δοκιμές της αναδυόμενης βαρύτητας. Κάποιοι χρησιμοποιούν την θεωρία για να προβλέψουν την παραμορφωμένη εμφάνιση γαλαξιών εξαιτίας των βαρυτικών φακών. Άλλοι την χρησιμοποιούν για να μελετήσουν τις κινήσεις σμηνών γαλαξιών. Η αναδυόμενη βαρύτητα πρέπει επίσης να εξηγήσει την μεγάλης κλίμακας δομή του σύμπαντος καθώς και την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου. Σε αυτές τις περιοχές, η υπόθεση της σκοτεινής ύλης κάνει σπουδαία δουλειά προβλέποντας τις παρατηρήσεις των αστροφυσικών. Μέχρι στιγμής, κανείς δεν κατάφερε να χρησιμοποιήσει την θεωρία της αναδυόμενης βαρύτητας για να πάρει παρόμοιες λεπτομερείς προβλέψεις.

Prof. Erik Verlinde. 

Σύμφωνα με την Sabine Hossenfelder, φυσικός στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών της Φρανκφούρτης (επίσης blogger και μουσικός), η θεωρία του Verlinde δεν δίνει μια ολοκληρωμένη και συνεκτική εικόνα του σύμπαντος. Η ίδια πρόσφατα πρότεινε μια τροποποιημένη εκδοχή της θεωρίας του Verlinde που θα μπορούσε να περιγράψει καλύτερα τις περιστροφικές κινήσεις των περισσότερων γαλαξιών. Θα μπορούσε αυτή – ή μια παρόμοια θεωρία – να αντικαταστήσει μια μέρα τη θεωρία της σκοτεινής ύλης; Για την οριστική απάντηση του προβλήματος μάλλον θα απαιτηθεί η … «ανάδυση» αρκετού χρόνου ακόμα.

Πηγές: Researchers Check Space-Time to See if It’s Made of Quantum Bits - physicsgg

Νίκος-Αλέξης Ασλάνογλου, «Κι αν είσαι άνθρωπος»

Edward Hopper, Hotel By the Railroad, Hôtel près d'une voie ferrée, 1952

Κι αν είσαι άνθρωπος κι αν είσαι εργοστάσιο

κι αν είσαι μια ξανθή μοντέρνα πόλη

Είσαι για μένα κούραση το βράδυ

μια μηχανή που σώπασε

μια ετοιμόρροπη φωνή

Είσαι η στάμνα μου για ένα καλοκαίρι

Félix Vallotton, Femme à la Cruche, Woman with the Jug, 1906

Από τη συλλογή «Ποιήματα για ένα καλοκαίρι» (1963)