Εντοπίστηκε μια «μαύρη χήρα» του Σύμπαντος. Astronomers scrutinize Black Widow pulsar

Πρόκειται για ένα άστρο νετρονίου που «κατασπαράσσει» το κοσμικό ταίρι του. Καλλιτεχνική απεικόνιση του εντυπωσιακού φαινομένου με το πάλσαρ (δεξιά στην εικόνα) να απορροφά την ύλη του γειτονικού του άστρου. The pulsar PSR B1957+20 is seen in the background through the cloud of gas enveloping its brown dwarf star companion. Credit: Dr. Mark A. Garlick; Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, University of Toronto

Καναδοί αστρονόμοι ανακοίνωσαν ότι έκαναν μια από τις πλέον υψηλής ανάλυσης παρατηρήσεις στην ιστορία της αστρονομίας, παρατηρώντας δύο περιοχές έντονης ακτινοβολίας, σε απόσταση 20 χιλιομέτρων η μία από την άλλη, σε ένα άστρο νετρονίων (πάλσαρ) σε απόσταση 6.500 ετών φωτός από τη Γη.

They observed 2 intense regions of radiation on this rapidly spinning pulsar some 6,500 light-years away. “Like seeing a flea on the surface of Pluto,” they said. Here’s a composite X-ray (red/white) and optical (green/blue) image of the Black Widow pulsar, aka PSR B1957+20. The image shows an elongated cloud, or cocoon, of high-energy particles flowing behind the rapidly rotating pulsar (the white point-like source). Astronomers have announced a highly detailed observation of this distant pulsar, which they accomplished using the gas in this cloud, or cocoon, as a magnifier. This image, from 2001, is via Chandra.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Ρόμπερτ Μέιν του Ινστιτούτου Αστρονομίας και Αστροφυσικής του Πανεπιστημίου του Τορόντο, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο Nature, δήλωσαν ότι «η παρατήρηση είναι ισοδύναμη με το χρησιμοποιήσεις ένα γήινο τηλεσκόπιο για να δεις ένα ψύλλο πάνω στην επιφάνεια του Πλούτωνα». Οι αστρονόμοι μελέτησαν το άστρο νετρονίων με την ονομασία PSR B1957+20, ένα από τα μεγαλύτερα που έχουν βρεθεί μέχρι σήμερα, το οποίο περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό του σαν σβούρα, κάνοντας πάνω από 600 περιστροφές το δευτερόλεπτο.

Καθώς γυρνάει, εκπέμπει δέσμες ισχυρής ακτινοβολίας από δύο καυτά σημεία στην επιφάνειά του. Το πάλσαρ έχει -σε απόσταση μόνο δύο εκατομμυρίων χιλιομέτρων- ένα άλλο άστρο ως σύντροφο, ένα ψυχρό καφέ νάνο, με διάμετρο το ένα τρίτο του Ήλιου μας, που είναι βαρυτικά «κλειδωμένος» γύρω από το πάλσαρ, κάνοντας μια πλήρη περιφορά γύρω του κάθε εννέα ώρες.

Artist’s concept of the B1957+20 system, moving through space, surrounded by a cloud of gas. The companion star is too close to the pulsar to be visible at this scale. Read more about this image via Wikimedia Commons.

Το άστρο αυτό, που βομβαρδίζεται από την ακτινοβολία του άστρου νετρονίων, έχει μια ουρά αερίων, η οποία θυμίζει κομήτη. Τα αέρια αυτά λειτουργούν ως μεγεθυντικός φακός μπροστά από το πάλσαρ, πράγμα που επέτρεψε την τόσο υψηλής ανάλυση παρατήρηση. Τα πάλσαρ σε τέτοιου είδους «ζευγάρια» λέγονται «μαύρες χήρες», όπως οι ομώνυμες αράχνες που τρώνε τους συντρόφους τους, επειδή σταδιακά το άστρο νετρονίων θα εξαερώσει τον καφέ νάνο. Εκτός από την υψηλής ανάλυσης παρατήρηση, που έγινε με το ραδιοτηλεσκόπιο Αρεσίμπο, η νέα μελέτη μπορεί να ρίξει φως και στις μυστηριώδεις «Γρήγορες Ραδιο-Εκλάμψεις» (FRBs).

Πηγές: Pulsar emission amplified and resolved by plasma lensing in an eclipsing binary, Nature (2018). 10.1038/s41586-018-0133-z , www.nature.com/articles/s41586-018-0133-z - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=982411

«Οι αμέτρητες όψεις του Ωραίου» στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο. 'Countless Aspects of Beauty in Ancient Art' at the National Archaeological Museum of Athens

Τμήμα μαρμάρινου δίσκου με ανάγλυφη γυναικεία κεφαλή, πιθανώς η Αφροδίτη. Από τη Μήλο. Γύρω στο 460-450 π.Χ. (φωτογράφος: Γιάννης Πατρικιάνος). © Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο/ΤΑΠ. Part of marble disc with relief female head, probably Aphrodite. From Melos. Around 460-450 B.C. (photographer: Giannis Patrikianos) (© National Archaeological Museum/ Archaeological Receipts Fund

Πηγή αστείρευτης έμπνευσης και αιτία βαθιάς αισθητικής συγκίνησης, το Ωραίο, αποτυπώνεται οπτικά στα αρχαία έργα τέχνης, συνιστώντας μια διαρκώς μεταβαλλόμενη εικόνα στην ιστορία της ανθρώπινης δημιουργίας. Η νέα περιοδική έκθεση του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου, «Οι αμέτρητες όψεις του Ωραίου», αναδεικνύει τις διαφορετικές εκφράσεις αισθητικής σε ετερογενή κοινωνικά και πολιτισμικά περιβάλλοντα από τη Νεολιθική περίοδο μέχρι την Ύστερη Αρχαιότητα, αξιοποιώντας το εξαιρετικά ευρύ χρονολογικό φάσμα που καλύπτουν οι συλλογές του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου. Τριακόσιες σαράντα αρχαιότητες από τις πλούσιες συλλογές του σε συνδυασμό με σύγχρονα ψηφιακά μέσα προσφέρουν μια αισθητική πανδαισία και υπόσχονται ένα ταξίδι στο χρόνο γεμάτο αισθητικές απολαύσεις.

An inexhaustible source of inspiration and cause of deeply felt emotions, Beauty, is visually perceptible in the ancient works of art, constituting an ever changing picture across the history of human creation. The new temporary exhibition of the National Archaeological Museum “The countless aspects of Beauty” brings out the different versions of aesthetics within variegated social and cultural contexts from the Neolithic period up to late Antiquity, making the best of the exceptionally wide chronological spectrum covered by the collections of the National Archaeological Museum. Three hundred and forty antiquities from its rich collections, in combination with contemporary digital applications, offer an aesthetic feast and promise a journey through time full of aesthetic gratifications. Marble statue of Aphrodite, 2nd century AD. Credit: National Archaeological Museum of Athens

Η περιοδική έκθεση «Οι αμέτρητες όψεις του Ωραίου» αποτελεί το τελευταίο μέρος της εκθεσιακής τριλογίας που σχεδιάστηκε για να τιμήσει την επέτειο των 150 χρόνων του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου από τη θεμελίωση του εμβληματικού κτηρίου που το στέγασε. Η τριλογία άνοιξε το 2015 με την έκθεση «“Ένα όνειρο ανάμεσα σε υπέροχα ερείπια…” Περίπατος στην Αθήνα των περιηγητών, 17ος-19ος αιώνας», όπου μεταξύ άλλων αναδείχθηκε το πολιτισμικό περιβάλλον μέσα στο οποίο διαμορφώθηκε η ανάγκη για την ίδρυση του Εθνικού Μουσείου, και συνεχίστηκε με τις «Οδύσσειες», μια έκθεση που αποτύπωσε αφαιρετικά και συμβολικά τη διαχρονική προσπάθεια του ανθρώπου για δημιουργία και εξέλιξη. Η έννοια του Ωραίου, την οποία πραγματεύεται η τρίτη στη σειρά έκθεση, συνιστά τον ιδανικό επίλογο, αφού η καλλιέργεια έρωτος προς τας καλάς τέχνας ήταν θεμελιώδης ανάμεσα στους καταστατικούς σκοπούς του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου (ΒΔ 31.7.1893). Επικεντρωμένη στην πνευματικότερη και υψηλότερη στιγμή της ανθρώπινης δημιουργίας, η έκθεση υποστηρίζει την αισθητική ενατένιση, καλώντας ταυτόχρονα τους θεατές να διερευνήσουν την πνευματική βάση των αισθητικών επιλογών.

Συγκεκριμένα, το εκθεσιακό αφήγημα αρθρώνεται σε τέσσερα μέρη:

Άποψη της έκθεσης «Οι αμέτρητες όψεις του ωραίου» - Ενότητες «Αιώνια Αισθητική» και «Το ωραίο και το επιθυμητό» (φωτογράφος: Στέλιος Σκουρλής). © Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο/ΤΑΠ. View of the exhibition «The countless aspects of beauty» - Units «Eternal Aesthetics» and «The beautiful and the desirable» (photographer: Stelios Skourlis) (© National Archaeological Museum/ Archaeological Receipts Fund

Στην «Αιώνια αισθητική» παρουσιάζονται επιλεγμένα αντικείμενα της καθημερινότητας, που καταγράφουν τις συνεχείς εναλλαγές και τις διαφορετικές εκφράσεις αισθητικής στην ανθρώπινη διαχρονία. «Το ωραίο και το επιθυμητό» επιχειρεί μια ουσιαστική προσέγγιση στις αισθητικές προτιμήσεις των αρχαίων κοινωνιών με βάση όσα αποκαλύπτουν οι αρχαίοι ελληνικοί μύθοι για την ομορφιά και τα αρχαιολογικά ευρήματα που αφορούν στην ένδυση, την κόμμωση, τα κοσμήματα και τον καλλωπισμό.

Άποψη της έκθεσης «Οι αμέτρητες όψεις του ωραίου» - Ενότητα «Προβάλλοντας το σώμα» (φωτογράφος: Στέλιος Σκουρλής). © Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο/ΤΑΠ. View of the exhibition «The countless aspects of beauty» - Unit «Focusing on the body » (photographer: Stelios Skourlis) (© National Archaeological Museum/ Archaeological Receipts Fund)

Το τρίτο μέρος, με τίτλο «Προβάλλοντας το σώμα», παρακολουθεί την έκφραση του ωραίου στην εικαστική απόδοση του ανθρώπινου σώματος από τη Νεολιθική περίοδο μέχρι τους ιστορικούς χρόνους. Στο τέλος, «Η ατέρμονη αναζήτηση» αποσκοπεί στον αισθητικό στοχασμό ως προς τη σημασία του ωραίου και την αξία του για τον άνθρωπο.

Ανάμεσα στα πανάρχαια μυστικά της Αφροδίτης που παρουσιάζονται στην έκθεση, ξεχωριστή θέση κατέχει ο κόσμος του αρώματος.

Σε συνεργασία με την Εταιρεία Κορρές, δημιουργήθηκαν αρώματα εμπνευσμένα από πληροφορίες που μεταφέρουν οι αρχαίες πηγές.

Την έκθεση θα πλαισιώσουν καθ’ όλη τη διάρκειά της πολλά πειραματικά εργαστήρια. Επιστήμονες, καλλιτέχνες και τεχνίτες από την Ελλάδα και το εξωτερικό θα προσφέρουν την ειδική τους γνώση για να εξηγήσουν στους επισκέπτες τις πειραματικές τους προσεγγίσεις στην υφαντική της Νεολιθικής περιόδου, το ένδυμα στο Αιγαίο κατά τη 2η χιλιετία π.Χ., τη μυκηναϊκή ενδυμασία, την πολυχρωμία των αρχαίων γλυπτών και την απόδοση του Ωραίου στην αρχαία ελληνική μουσική.

Την έκθεση συνοδεύει επιστημονικός κατάλογος στα ελληνικά, έκδοση του Ταμείου Αρχαιολογικών Πόρων. Θα επακολουθήσει σύντομα και η αγγλική έκδοση.

Η περιοδική έκθεση «Οι αμέτρητες όψεις του Ωραίου» εντάσσεται στις δράσεις του Ευρωπαϊκού Έτους Πολιτιστικής Κληρονομιάς 2018. Η έκθεση θα είναι ανοιχτή για το κοινό από τις 26 Μαΐου.

Πηγές: «Οι αμέτρητες όψεις του Ωραίου» στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο - https://www.archaeology.wiki/blog/2018/05/24/the-countless-aspects-of-beauty/

Εντοπίστηκε κοραλλιογενής πάγκος στον Κόλπο του Μεξικού. This 'Secret Garden' of Coral May Be 1,000 Years Old

Μυστικό 2,3 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της γης. The underwater footage shows a rare look at the thriving deep-sea life contained in the Gulf of Mexico's dark depths. A very high density of bamboo corals and glass sponges were observed towards the end of the dive. To date, these are among the deepest high-density communities recorded in the Gulf of Mexico. Image courtesy of the NOAA Office of Ocean Exploration and Research, Gulf of Mexico 2018.

Ο πλανήτης Γη εξακολουθεί να αποκαλύπτει πράγματα θαυμαστά. Τελευταίο; Έναν κήπο από κοράλλια, 2,3 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της θαλάσσης!

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα της National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) των ΗΠΑ, κοραλλιογενής πάγκος στον Κόλπο του Μεξικού είναι κάτι το ασύνηθες. Κι είναι ο πρώτος που εντοπίζεται σε τέτοια βάθη!

Σύμφωνα με το National Geographic οι ερευνητές εντόπισαν τον πάγκο κατά τη διάρκεια μιας αποστολής 23 ημερών με το σκάφος «Ωκεανός», το μοναδικό σκάφος που με κυβερνητική χρηματοδότηση εκτελεί εξερευνήσεις σε ωκεανούς.

A soft coral provides a nice shelter for squat lobsters. Image courtesy of the NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Οι επιστήμονες εξερευνούσαν το Κόλπο του Μεξικού από τα μέσα Απριλίου και, με μεγάλη έκπληξη, είδαν το κοραλλιογενή πάγκο – κοράλλια τύπου bamboo coral – να έχει σχηματιστεί με μεγάλη πυκνότητα στον πυθμένα της θάλασσας.

May 15, 2018 - NOAA scientists discovered this hidden forest of bamboo coral 7,500 feet deep in the Gulf of Mexico. Bamboo coral is common in deep waters, and this colony could be nearly a thousand years old. They can grow on steep cliff sides and use their fans to catch food that floats by. The researchers were surprised to find them so densely grouped together.

«Η NOAA εκτιμά ότι οι δομές αυτές μπορεί να είναι ηλικίας έως και 1.000 χρόνων» σημειώνεται στο άρθρο του National Geographic. Η Γη έκρυβε ένα θαυμαστό μυστικό για 1.000 χρόνια!

Πηγές: https://news.nationalgeographic.com/2018/05/bamboo-coral-deep-sea-secret-garden-science-spd/ - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=980831

Ανακαλύφθηκε ο πρώτος μόνιμος αστεροειδής από άλλο ηλιακό σύστημα. Asteroid from another star system found orbiting wrong way near Jupiter

Είναι ίσως το αρχαιότερο σώμα στο δικό μας ηλιακό σύστημα. For the first time, a permanent member of our solar system has been found to have originated elsewhere. Images of 2015 BZ509 obtained at the Large Binocular Telescope Observatory (LBTO) that established its retrograde co-orbital nature. The bright stars and the asteroid (circled in yellow) appear black and the sky white in this negative image. Credit: C. Veillet / Large Binocular Telescope Observatory

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν αστεροειδή που κινείται πέριξ του Ήλιου, αλλά με ανάποδη κατεύθυνση από ό,τι οι πλανήτες, και ο οποίος είναι ο πρώτος μόνιμος «κάτοικος» που εκτιμάται ότι προέρχεται από άλλο ηλιακό σύστημα. Πιθανώς μάλιστα πρόκειται για το αρχαιότερο ουράνιο σώμα στο δικό μας ηλιακό σύστημα.

Image of stellar nursery NGC 604 (NASA/HST), where star systems are closely packed and asteroid exchange is thought to be possible. Asteroid (514107) 2015 BZ 509 emigrated from its parent star and settled around the Sun in a similar environment. Credit: NASA / Hubble Heritage Team (AURA/STScI)

Ο αστεροειδής «2015 ΒΖ509» ή σκέτα ΒΖ έχει πλάτος σχεδόν τριών χιλιομέτρων και άγνωστη σύσταση. Εκτιμάται ότι γεννήθηκε σε κάποιο άλλο ηλιακό σύστημα και εγκλωβίσθηκε από τις βαρυτικές δυνάμεις του δικού μας συστήματος κάποια στιγμή πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Αυτό εξηγεί την ασυνήθιστη τροχιά του, που είναι ανάποδη από όλους τους πλανήτες και σχεδόν κάθε άλλου σώματος στο δικό μας ηλιακό σύστημα. Έχουν βρεθεί μερικοί ακόμη αστεροειδείς με ανάποδη τροχιά, η οποία παραμένει ένα μυστήριο.

Είχε προηγηθεί προ μηνών ο εντοπισμός ενός άλλου «εξωτικού» αστεροειδούς, που βαφτίσθηκε «Ουμουαμούα», ο οποίος όμως ήταν περαστικός από την ηλιακή «γειτονιά» μας, ενώ ο ΒΖ είναι προ καιρού -θέλοντας και μη- μόνιμος κάτοικος. Η τροχιά του είναι βαρυτικά συνδεμένη με του Δία εδώ και τουλάχιστον 4,5 δισ. χρόνια.

Οι αστρονόμοι, που παρατήρησαν τον ΒΖ με τηλεσκόπια της Χαβάης και της Αριζόνα, έκαναν σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Monthly Notices" της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Βρετανίας.

Ο επικεφαλής ερευνητής δρ Φαδί Ναμουνί του Αστεροσκοπείου της Κυανής Ακτής στη Γαλλία δήλωσε ότι «αν το ηλιακό σύστημα είχε προξενική υπηρεσία και μπορούσε να εκδώσει βίζες σε 'αλλοδαπούς' αστεροειδείς, ο Ουμουαμούα θα έπαιρνε απλώς μιας σύντομης διάρκειας βίζα, ενώ ο ΒΖ πράσινη κάρτα παραμονής».

Οι αστρονόμοι θεωρούν πιθανό ότι στο μέλλον θα βρουν και άλλους αστεροειδείς και κομήτες, που η προέλευσή τους είναι από άλλο ηλιακό σύστημα.

Πηγές: https://www.ras.org.uk/news-and-press/3126-first-interstellar-immigrant-discovered-in-the-solar-system - https://www.theguardian.com/science/2018/may/21/retrograde-asteroid-is-interstellar-immigrant-scientists-say - http://www.amna.gr/home/article/259550/O-protos-monimos-asteroeidis-apo-allo-iliako-sustima

O κυνηγός εξωπλανητών τράβηξε την πρώτη του φωτογραφία. NASA’s TESS Telescope Takes Its First Image

Το TESS «άνοιξε» τα μάτια του και κατέγραψε δεκάδες χιλιάδες άστρα. Illustration of NASA’s TESS spacecraft observing an M-dwarf star with orbiting planets. Image credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

Στις 19 Απριλίου εκτοξεύθηκε τo νέο αμερικανικό διαστημικό τηλεσκόπιο Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), που θα αποτελέσει τον διάδοχο του τηλεσκοπίου Kepler στην αναζήτηση εξωπλανητών. Το τηλεσκόπιο δημιουργήθηκε από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης, το περίφημο ΜΙΤ, που έχει και την επιστημονική ευθύνη της κόστους 337 εκατ. δολαρίων αποστολής, σε συνεργασία με το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA.

Μετά τις κατάλληλες «μανούβρες», οι οποίες θα διαρκέσουν περίπου δύο μήνες, το TESS, που έχει μέγεθος ψυγείου, θα τεθεί σε μια άκρως ελλειπτική τροχιά γύρω από τη Γη. Πρόκειται για μια τροχιά στην οποία δεν έχει ποτέ τεθεί άλλο διαστημικό αντικείμενο. Το τηλεσκόπιο θα κάνει μία πλήρη περιστροφή γύρω από τον πλανήτη μας κάθε 13,7 ημέρες, κινούμενο σε απόσταση 108.000 χιλιομέτρων από τη Γη (στο περίγειο) και μέχρι 373.000 χιλιόμετρα (στο απόγειο). Κάθε φορά που θα πλησιάζει πολύ τη Γη, θα στέλνει στους επιστήμονες τα στοιχεία που θα έχει συλλέξει στο μεταξύ.

Αυτή είναι η πρώτη εικόνα που κατέγραψε το TESS. An image taken by NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) shows a swath of the southern sky along the plane of our Milky Way Galaxy. This test image from one of the four cameras aboard NASA’s TESS spacecraft captures a swath of the southern sky along the plane of the Milky Way. Image credit: NASA / MIT / TESS

Στο πλαίσιο της διαδικασίας εγκατάστασης και λειτουργίας του TESS και ενώ τηλεσκόπιο βρισκόταν σε απόσταση 8 χιλιάδων χλμ. από την Σελήνη οι υπεύθυνοι της αποστολής αποφάσισαν να πραγματοποιήσουν μια σύντομη δοκιμή των οργάνων του. Έτσι το TESS χρησιμοποιώντας μια από τις συνολικά τέσσερις κάμερες του κατέγραψε την πρώτη του φωτογραφία η οποία δείχνει μια περιοχή του αστερισμού του Κενταύρου στην οποία συγκεντρώνονται περίπου 200 χιλιάδες άστρα. Όταν το TESS τεθεί σε πλήρη λειτουργία θα μπορεί να καταγράφει εικόνες του ουράνιου θόλου που καλύπτουν έκταση 400 φορές μεγαλύτερη από εκείνη που κατέγραψε σε αυτή την πρώτη εικόνα. Έτσι οι επιστήμονες με την βοήθεια του TESS ευελπιστούν ότι θα ανακαλύψουν χιλιάδες νέους εξωπλανήτες.

Πηγές: http://www.sci-news.com/astronomy/tess-first-image-06022.html - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=980953

Μιχάλης Δαφέρμος: Διαψεύδοντας την υπόθεση της κοσμικής λογοκρισίας. Mathematicians Disprove Conjecture Made to Save Black Holes

Η εργασία των Μιχάλη Δαφέρμου και του Jonathan Luk (μαθηματικοί στα πανεπιστήμια Princeton και Stanford, αντίστοιχα) απαντά σε ένα από τα πιο σημαντικά ερωτήματα της γενικής σχετικότητας και αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε τον χωρόχρονο. Mathematicians have disproved the strong cosmic censorship conjecture. Their work answers one of the most important questions in the study of general relativity and changes the way we think about space-time. Maciej Rebisz for Quanta Magazine

Σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε το φθινόπωρο οι Δαφέρμος και Luk απέδειξαν ότι η εικασία της ισχυρής κοσμικής λογοκρισίας, η οποία αφορά την παράξενη λειτουργία του εσωτερικού των μαύρων τρυπών, είναι ψευδής.

Σύμφωνα με τον Igor Rodnianski, μαθηματικό στο Πανεπιστήμιο του Princeton, η εργασία αυτή είναι ένα ποιοτικό άλμα προς την κατανόηση της γενικής σχετικότητας.

Η ισχυρή υπόθεση της κοσμικής λογοκρισίας προτάθηκε το 1979 από τον φυσικό Roger Penrose. Ήταν η διέξοδος από μια παγίδα. Για δεκαετίες, η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν κυριαρχούσε ως η καλύτερη επιστημονική περιγραφή των μεγάλης κλίμακας φαινομένων στο σύμπαν. Όμως, οι μαθηματικές εξελίξεις στην δεκαετία του 1960 έδειξαν ότι οι εξισώσεις του Αϊνστάιν κατέληγαν σε προβληματικές ασυνέπειες όταν εφαρμόζονταν σε μαύρες τρύπες. Ο Penrose πίστευε πως αν η ισχυρή υπόθεση κοσμικής λογοκρισίας ήταν αληθής, αυτή η έλλειψη προβλεψιμότητας θα μπορούσε να αγνοηθεί ως μια μαθηματική μικρολεπτομέρεια, παρά ως μια αληθή διατύπωση σχετικά με τον φυσικό κόσμο.

Mihalis Dafermos. Ο Μιχάλης Δαφέρμος σπούδασε Μαθηματικά στο Χάρβαρντ, από όπου πήρε το πτυχίο του το 1997 με διάκριση. Το ενδιαφέρον του για τη γενική θεωρία της σχετικότητας τον οδήγησε στη συνέχεια στο Πρίνστον, όπου πήρε διδακτορικό στα Μαθηματικά υπό την εποπτεία του καθηγητή Δημήτρη Χριστοδούλου. Δίδαξε πρώτα στο ΜΙΤ και τώρα βρίσκεται στο Κέιμπριτζ. Το επιστημονικό έργο του επικεντρώνεται στα θεμελιώδη ζητήματα της γενικής σχετικότητας, της επικρατούσας σήμερα φυσικής θεωρίας για την περιγραφή της βαρύτητας.

Σύμφωνα με τον Μιχάλη Δαφέρμο, η εικασία του Penrose στην ουσία είναι μια ευχή για να εξορκιστεί αυτή η κακή συμπεριφορά. Στην τελευταία εργασία του καταρρίπτεται το όνειρο του Penrose. Ταυτόχρονα, πραγματοποιεί την επιθυμία του Penrose με άλλο τρόπο, αποδεικνύοντας ότι η διαίσθησή του σχετικά με την φυσική στο εσωτερικό των μαύρων τρυπών ήταν σωστή, όχι μόνο για τον λόγο που υποψιαζόταν.

Prof. Demetrios Christodoulou

Στην κλασική φυσική το σύμπαν είναι προβλέψιμο: Αν γνωρίζετε τους νόμους που διέπουν ένα φυσικό σύστημα και γνωρίζετε την αρχική του κατάσταση, τότε μπορείτε να παρακολουθείτε την μελλοντική του εξέλιξη. Αυτό ισχύει εάν χρησιμοποιείτε τους νόμους του Νεύτωνα για να προβλέψετε την μελλοντική θέση μιας μπάλας μπιλιάρδου, τις εξισώσεις του Maxwell για να περιγράψετε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ή τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν για την πρόβλεψη της εξέλιξης της μορφής του χωροχρόνου. «Αυτή είναι η βασική αρχή όλης της κλασικής φυσικής που ξεκινάει με την Νευτώνεια μηχανική», λέει ο Δημήτριος Χριστοδούλου, μαθηματικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Ζυρίχης και ένας από τους πρωτοπόρους στην μελέτη των εξισώσεων του Αϊνστάιν. «Μπορείτε να καθορίσετε την εξέλιξη από τα αρχικά δεδομένα».

Αλλά στην δεκαετία του 1960 οι μαθηματικοί βρήκαν ένα φυσικό σενάριο στο οποίο οι εξισώσεις πεδίου του Αϊνστάιν – που αποτελούν τον πυρήνα της θεωρίας της γενικής σχετικότητας – παύουν να περιγράφουν ένα προβλέψιμο σύμπαν. Οι μαθηματικοί και οι φυσικοί παρατήρησαν ότι κάτι δεν πήγαινε καλά όταν μοντελοποιούσαν την εξέλιξη του χωρόχρονου στο εσωτερικό μιας περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας.

Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine

Για να καταλάβετε τι δεν πάει καλά, φανταστείτε ότι πέφτετε μέσα σε μια μαύρη τρύπα. Αρχικά διασχίζετε τον ορίζοντα των γεγονότων, το σημείο πέραν του οποίου δεν υπάρχει επιστροφή (αν και δεν θα αντιληφθείτε κάποια διαφορά από τον συνηθισμένο χωροχρόνο). Εδώ οι εξισώσεις του Αϊνστάιν εξακολουθούν να λειτουργούν όπως πρέπει, δίνοντας μια μοναδική ντετερμινιστική πρόβλεψη για το πώς θα εξελιχθεί στο χωρο-χρόνος στο μέλλον.

Αλλά καθώς συνεχίζετε να ταξιδεύετε προς το εσωτερικό της μαύρης τρύπας, τελικά θα περάσετε έναν άλλο ορίζοντα, γνωστό ως ορίζοντα Cauchy. Εδώ τα πράγματα γίνονται αλλόκοτα. Οι εξισώσεις Αϊνστάιν αρχίζουν να δείχνουν ότι θα μπορούσαν να εκτυλιχθούν πολλές διαφορετικές διαμορφώσεις του χωροχρόνου. Είναι όλες διαφορετικές, όμως όλες τους ικανοποιούν τις εξισώσεις. Η θεωρία δεν μπορεί να μας πει ποια επιλογή είναι αληθινή. Για μια φυσική θεωρία αυτό είναι ένα θανάσιμο αμάρτημα.

«Η απώλεια της προβλεψιμότητας που προέκυπτε στην γενική σχετικότητα ήταν πολύ ενοχλητική», λέει ο Eric Poisson, ένας φυσικός του πανεπιστημίου Guelph στον Καναδά.

A reasonably realistic simulation of falling into a black hole shows how space and time are distorted, and how light is blue shifted as you approach the inner or Cauchy horizon, where most physicists think you would be annihilated. However, a UC Berkeley mathematician argues that you could, in fact, survive passage through this horizon. Animation by Andrew Hamilton, based on supercomputer simulation by John Hawley.

Ο Roger Penrose πρότεινε την εικασία της ισχυρής κοσμικής λογοκρισίας για να αποκαταστήσει την προβλεψιμότητα των εξισώσεων του Αϊνστάιν. Η εικασία λέει ότι ο ορίζοντας Cauchy είναι ένα αποκύημα της μαθηματικής σκέψης. Μπορεί να υπάρχει σε ένα ιδεατό σενάριο όπου το σύμπαν δεν περιέχει τίποτε, εκτός από μια μόνο περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, αλλά δεν μπορεί να υπάρξει με καμία πραγματική έννοια.  Ο λόγος, σύμφωνα με τον Penrose, είναι ότι ο ορίζοντας Cauchy είναι ασταθής. Κάθε διερχόμενο βαρυτικό κύμα θα έπρεπε να καταρρεύσει στον ορίζοντα Cauchy σε μια ανωμαλία-ιδιομορφία (singularity) – μια περιοχή άπειρης πυκνόητας η οποία διαχωρίζεται από τον χωρόχρονο. Επειδή το πραγματικό σύμπαν διαταράσσεται από τέτοια κύματα, ένα ορίζοντας Cauchy δεν θα εμφανίζονταν ποτέ στη φύση.

Το αποτέλεσμα είναι ότι δεν έχει νόημα να ρωτάμε τι συμβαίνει στον χωροχρόνο πέρα από τον ορίζοντα Cauchy, επειδή εκεί ο χωροχρόνος σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας δεν υπάρχει πια. «Αυτό δίνει μια διέξοδο στο φιλοσοφικό γρίφο», λέει ο Δαφέρμος.

Ο τίτλος και η περίληψη της εργασίας των Μιχάλη Δαφέρμου και Jonathan Luk, όπου διαψεύδουν τις εικασίες που έγιναν για να διασώσουν τις μαύρες τρύπες, αφιερωμένη στον Δημήτριο Χριστοδούλου.

Ωστόσο, στη νέα εργασία του αποδεικνύει ότι το όριο του χωροχρόνου που καθορίστηκε στον ορίζοντα Cauchy είναι λιγότερο μοναδικό απ’ ότι είχε φανταστεί ο Penrose.

Οι Dafermos και Luk, απέδειξαν ότι η κατάσταση στον ορίζοντα Cauchy δεν είναι τόσο απλή. Η εργασία τους είναι ευφυής – μια ανασκευή της αρχικής διατύπωσης του Penrose, της εικασίας της ισχυρής κοσμικής λογοκρισίας, όχι όμως μια πλήρης άρνηση του πνεύματός της.

Με βάση τις μεθόδους που έθεσε πριν από μια δεκαετία ο Χριστοδούλου, ο επιβλέπων καθηγητής της διδακτορικής διατριβής του Δαφέρμου, απέδειξαν ότι ο ορίζοντας Cauchy μπορεί να σχηματίσει μια ιδιομορφία, αλλά όχι σαν αυτή που προβλέπει ο Penrose. Η ιδιομορφία στην εργασία των Dafermos και Luk είναι ηπιότερη από αυτή του Penrose – βρήκαν μια ασθενή «φωτοειδή» ιδιομορφία εκεί όπου περίμεναν μια «χωροειδή» ιδιομορφία. Αυτή η ασθενέστερη μορφή της ιδιομορφίας ασκεί μια έλξη στην χωροχρονική δομή, αλλά δεν την διαχωρίζει. «Το θεώρημά μας συνεπάγεται ότι οι παρατηρητές που διασχίζουν τον ορίζοντα Cauchy δεν διαλύονται από τις παλιρροιακές δυνάμεις. Μπορούν να αισθάνονται κάποια δύναμη αλλά δεν θα διαλυθούν», σύμφωνα με τον Δαφέρμο.

The flow of space accelerates back outward. The place where it accelerates back up to the speed of light marks the inner horizon. As you pass once again through the inner horizon, this time going outward rather than inward, you see a second infinitely bright, infinitely energetic burst of light. Whereas on your inward passage through the inner horizon you saw the entire history of the universe go by, this time, on your outward passage, you see the entire future of the universe go by. The fact that you see the outside universe infinitely bright and blueshifted as you pass outward through the inner horizon was first pointed out by Roger Penrose in 1968.

Επειδή η ιδιομορφία που σχηματίζεται στον ορίζοντα Cauchy είναι στην πραγματικότητα πιο ήπια απ’ ότι προβλέπει η εικασία της ισχυρής κοσμικής λογοκρισίας, η θεωρία της γενικής σχετικότητας μπορεί να εξετάσει τι συμβαίνει στο εσωτερικό. «Εξακολουθεί να έχει νόημα ο καθορισμός του ορίζοντα Cauchy γιατί μπορεί κανείς, αν το επιθυμεί, να κάνει συνεχή επέκταση του χωροχρόνου πέρα απ’ αυτόν», λέει ο Harvey Reall, φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Cambridge.

Οι Δαφέρμος και Luk αποδεικνύουν ότι ο χωροχρόνος εκτείνεται πέρα ​​από τον ορίζοντα Cauchy. Μπορούν επίσης να αποδείξουν ότι από το ίδιο σημείο εκκίνησης η επέκταση μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους: Μετά τον ορίζοντα «υπάρχουν πολλές τέτοιες επεκτάσεις που θα μπορούσαμε να σκεφτούμε, και δεν υπάρχει κανένας καλός λόγος να προτιμούμε την μια από την άλλη», δήλωσε ο Δαφέρμος.

Όμως – και εδώ βρίσκονται τα λεπτά σημεία της εργασίας τους – αυτές οι μη μοναδικές επεκτάσεις του χωροχρόνου δεν σημαίνουν ότι οι εξισώσεις του Αϊνστάιν πηγαίνουν χαοτικά πέρα ​​από τον ορίζοντα. Οι εξισώσεις του Αϊνστάιν δουλεύουν προσδιορίζοντας ποσοτικά τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλεται ο χωρόχρονος. Στη μαθηματική γλώσσα, υπολογίζονται οι παραγώγοι μιας αρχικής διαμόρφωσης του χωροχρόνου. Για να είναι δυνατή η παραγώγιση, ο χωρόχρονος πρέπει να είναι επαρκώς «ομαλός» – χωρίς ασυνεχή άλματα. Οι Δαφέρμος και Luk αποδεικνύουν ότι ενώ ο χωροχρόνος υπάρχει πέρα ​​από τον ορίζοντα Cauchy, αυτός ο εκτεταμένος χωροχρόνος δεν είναι αρκετά ομαλός ώστε να ικανοποιούνται οι εξισώσεις του Αϊνστάιν. Επομένως, ακόμη κι αν η ισχυρή κοσμική λογοκρισία αποδείχθηκε ψευδής, οι εξισώσεις δεν αποφεύγουν τον σκόπελο της εξαγωγής μη μοναδικής λύσης.

«Έχει νόημα να μιλάμε για τον ορίζοντα Cauchy, ωστόσο, δεν μπορούμε να συνεχίσουμε πέρα ​​από αυτόν διαμέσου των λύσεων των εξισώσεων του Αϊνστάιν», λέει ο Reall. «Δίνουν αρκετά πειστικές αποδείξεις ότι αυτό είναι αληθές, κατά τη γνώμη μου.»

Θα μπορούσατε εκλάβετε αυτό το αποτέλεσμα ως έναν απογοητευτικό συμβιβασμό: Παρόλο που μπορείτε να επεκτείνετε τον χωροχρόνο πέρα ​​από τον ορίζοντα Cauchy, οι εξισώσεις του Αϊνστάιν δεν μπορούν να λυθούν. Αλλά το γεγονός ότι αυτή η μέση οδός φαίνεται να υπάρχει, κάνει την εργασία των Δαφέρμος και Luk συναρπαστική.

«Πράγματι, ανακάλυψαν ένα νέο φαινόμενο στις εξισώσεις του Einstein», δήλωσε ο Rodnianski.

Πηγές: https://arxiv.org/pdf/1710.01722.pdf - https://www.quantamagazine.org/mathematicians-disprove-conjecture-made-to-save-black-holes-20180517/ - physicsgg