Δ. Νανόπουλος: «Ζούμε σε δέκα διαστάσεις, αλλά δεν το αντιλαμβανόμαστε»

Δεν υπάρχει μόνο ένα, αλλά πάρα πολλά σύμπαντα –συγκεκριμένα δέκα εις την πεντακοσιοστή και δεν αποκλείεται στο μέλλον να δημιουργούμε σύμπαντα στο εργαστήριο, ενώ δεν αντιλαμβανόμαστε ότι πιθανότατα ζούμε σε δέκα διαστάσεις. Αυτές είναι μερικές νέες επιστημονικές ιδέες που ανέπτυξε πρόσφατα με την ερευνητική του ομάδα ο Δημήτρης Νανόπουλος, διακεκριμένος καθηγητής Φυσικής του πανεπιστημίου του Τέξας A&M και τακτικό μέλος της Ακαδημίας Αθηνών, που μίλησε χθες στη Στέγη Γραμμάτων και Τεχνών σχετικά με το πείραμα του CERN και την πειραματική διερεύνηση της ύπαρξης του Πολυσύμπαντος (multiverse).

Ειδικότερα, όπως αναφέρει ρεπορτάζ του Αθηναϊκού Πρακτορείου Ειδήσεων, ο κ. Νανόπουλος εκτιμά, με βάση μαθηματικές εξισώσεις, ότι είναι δυνατό να υπάρχουν δέκα εις την πεντακοσιοστή σύμπαντα, σύμφωνα με τη θεωρία της Υπερσυμμετρίας (SUSY) και των Υπερχορδών, η οποία προβλέπει ότι, εκτός από τις γνωστές τέσσερις «μεγάλες» διαστάσεις -τρεις του χώρου (μήκος, πλάτος, ύψος) και ο χρόνος- υπάρχουν ακόμα έξι ή επτά, που βρίσκονται «διπλωμένες» σε τρομερά μικρό χώρο, ανεβάζοντας σε 10 ή 11 τον συνολικό αριθμό των διαστάσεων. «Ζούμε σε δέκα διαστάσεις, αλλά δεν το αντιλαμβανόμαστε», είπε χαρακτηριστικά.

Η θεωρία του πολυσύμπαντος ή των πολλών παράλληλων συμπάντων έχει διάφορες εκδοχές, μια από τις οποίες προωθεί σθεναρά ο κ. Νανόπουλος, ο οποίος τόνισε όμως ότι μια τέτοια θεωρία έχει νόημα μόνο αν καταστεί δυνατό να αποδειχτεί πειραματικά και σε αυτό μπορεί να βοηθήσει ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN).

Όπως υποστηρίζει ο Έλληνας φυσικός, κάθε επιμέρους σύμπαν (μεταξύ αυτών το δικό μας) μέσα σε αυτό το πολυσύμπαν μπορεί να έχει τους δικούς του ξεχωριστούς φυσικούς νόμους, που ισχύουν μόνο σε αυτό, ενώ στα άλλα σύμπαντα οι νόμοι που τα διέπουν, μπορεί να είναι αφάνταστα διαφορετικοί ή και σχετικά παρόμοιοι, έχουν όμως οπωσδήποτε ως κοινό παρονομαστή τη βαρύτητα. Το ένα σύμπαν «γεννάει» το άλλο, μέσα σε μια αέναη διαδικασία παραγωγής συμπάντων, η οποία, όπως είπε, καταργεί την έννοια της αρχής και του τέλους του χρόνου.

Τα άλλα σύμπαντα, τα οποία χαρακτήρισε φυσαλίδες της πραγματικότητας» που απαρτίζουν το πολυσύμπαν, είναι δυνατό να βρίσκονται πολύ κοντά μεταξύ τους αλλά δεν μπορούν να επικοινωνήσουν. Δεν απέκλεισε όμως ότι είναι πιθανώς δυνατό να γίνει μετάβαση από το ένα σύμπαν στο άλλο. Όλα τα σύμπαντα με τους ιδιαίτερους νόμους τους προκύπτουν κατά βάση από μόνα τους, σαν μια «τοπική μετάλλαξη» του χώρου σε ένα προϋπάρχον σύμπαν. Ο κ. Νανόπουλος δεν απέκλεισε μάλιστα ως σενάρια επιστημονικής φαντασίας τολμηρές υποθέσεις ότι κάποια σύμπαντα θα μπορούσαν π.χ. να αποτελούν δημιούργημα ενός «χάκερ» σε κάποιο άλλο σύμπαν. Επεσήμανε ότι, αν τελικά αποδειχτεί η θεωρία του πολυσύμπαντος, τότε «θα καταλαβαίνουμε τον μηχανισμό παραγωγής συμπάντων», οπότε, όσο κι αν ακούγεται εξωφρενικό, «είναι πιθανό στο μέλλον να δημιουργηθεί ένα σύμπαν στο εργαστήριο».

Ακόμα, ανέφερε ότι δεν αποκλείεται το σύμπαν που ζούμε τώρα, να δημιουργηθεί ξανά ακριβώς το ίδιο στο μέλλον, ενώ το τωρινό σύμπαν μας θα μπορούσε να είναι το νιοστό από το παρελθόν, να έχει δηλαδή ήδη προϋπάρξει πολλές φορές. Ωστόσο, κατέστησε σαφές ότι είναι νωρίς ακόμα για να επιβεβαιωθούν τέτοιες υποθέσεις, πρόσθεσε όμως ότι τελικά αποτελούν λογικές συνέπειες της ευρύτερης θεωρίας του πολυσύμπαντος, που θα έπρεπε κανείς να ακολουθήσει και να διερευνήσει.

Σύμφωνα με τον ίδιο, το σύμπαν που βλέπουμε (της ορατής ύλης) και το οποίο έχει ηλικία 13,7 δισεκατομμυρίων ετών, δεν είναι παρά το 4%, καθώς το υπόλοιπο είναι αόρατο, αποτελούμενο κατά 23% από «σκοτεινή ύλη» και 73% από «σκοτεινή ενέργεια». Υπολογίζεται ότι μόνο στο δικό μας σύμπαν υπάρχουν περίπου 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες και κάθε ένας από αυτούς έχει περίπου 100 δισεκατομμύρια ήλιους, γύρω από τους οποίους περιφέρεται ένας τεράστιος αριθμός πλανητών. Ο κ. Νανόπουλος είπε ακόμα ότι ο ήλιος κάποτε θα «σβήσει», όμως το σύμπαν μας, που συνεχώς διαστέλλεται, είναι «ανοιχτό», συνεπώς ποτέ δεν θα «πεθάνει», ενώ είναι πιθανό να κάνει «μετάβαση» σε ένα άλλο σύμπαν-φυσαλίδα.

Επιτιθέμενος στους υπέρμαχους της «ανθρωπικής Αρχής» (που λένε ότι το σύμπαν είναι "κομμένο και ραμμένο" στα μέτρα των ανθρώπων), αντέτεινε ότι «δεν του καίγεται καρφάκι του σύμπαντος για εμάς», ενώ χαρακτήρισε τη θεωρία του πολυσύμπαντος «το τελευταίο καρφί στο φέρετρο της τελεολογίας». Απαντώντας σε σχετική ερώτηση, διευκρίνισε ότι δεν έχει χάσει το νόημα της η αναζήτηση μιας «ενοποιημένης θεωρίας του παντός» στην Φυσική, όμως δεν θα αφορά παρά μια λύση μοναδική για το δικό μας σύμπαν και τίποτε περισσότερο.

Απαντώντας σχετικά με τις φιλοσοφικές προεκτάσεις της θεωρίας του πολυσύμπαντος, είπε ότι παραπέμπει σε «ένα νέο Διαφωτισμό» που ανοίγει νέους δρόμους για την ανθρωπότητα, ενώ αρνήθηκε ότι υπάρχουν φραγμοί και όρια στις δυνατότητες του ανθρώπινου νου να συλλάβει την πραγματικότητα του σύμπαντος, εκτός από τα αναπόφευκτα ποσοτικά όρια στη συσσώρευση γνώσης στο μυαλό του ανθρώπου. Όμως γι' αυτό, όπως είπε, υπάρχουν οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές ως συμπαραστάτες μας, ενώ στο μέλλον η σχέση τους με τους ανθρώπους θα μπορούσε να γίνει ακόμα πιο στενή. Αρνήθηκε επίσης ότι συσσωρεύοντας ολοένα περισσότερες γνώσεις, οι άνθρωποι χάνουν τη σοφία τους. Παράλληλα, συμφώνησε με τις εκτιμήσεις άλλων επιστημόνων ότι η Γη αργά ή γρήγορα «δύσκολα θα αντέξει» στα προβλήματά της, γι' αυτό είναι ανάγκη να προετοιμαστεί η μετοίκηση της ανθρωπότητας σε άλλους πλανήτες.

Όσον αφορά στον CERN, δήλωσε ότι πλέον «δουλεύει ρολόι», αν και οι φυσικοί που αναλύουν τις συγκρούσεις των σωματιδίων, είναι αναγκασμένοι «να ψάχνουν ψύλλους στα άχυρα». Πάντως, σε προηγούμενη ομιλία του στην Αθήνα, είχε δηλώσει ότι αν τελικά τα πειράματα του CERN δεν φέρουν τα αναμενόμενα αποτελέσματα, αποτυγχάνοντας να βρουν νέα σωματίδια και να επιβεβαιώσουν πειραματικά την υπερσυμμετρία, τότε «αυτό θα αποτελέσει ένα πολύ μεγάλο πρόβλημα για τη Φυσική, θα προκαλέσει μια μεγάλη κρίση», καθώς θα σημαίνει, όπως είχε πει χαρακτηριστικά, ότι «πήραμε λάθος δρόμο».

Τέλος, αναφερόμενος σε πρόσφατο δημοσίευμα του περιοδικού «Nature», που θεωρεί πιθανή την κατάρρευση της θεωρίας της υπερσυμμετρίας, επειδή τα μέχρι τώρα αποτελέσματα των πειραμάτων του CERN δεν την επιβεβαιώνουν, ο έλληνας φυσικός χαρακτήρισε υπερβολική και πρόωρη μια τέτοια εκτίμηση.

Επιστήμονες προειδοποιούν για τον σχηματισμό νέου τεράστιου κρατήρα στη Σιβηρία: «Μπορεί να εκραγεί ανά πάσα στιγμή» (Photos)

 

Επιστήμονες στη Σιβηρία προειδοποιούν για τον σχηματισμό ενός νέου τεράστιου κρατήρα στο έδαφος, πολύ μεγαλύτερου από τους κρατήρες που έχουν ήδη παρατηρηθεί. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η τρύπα στο έδαφος θα προκληθεί από έκρηξη στο μόνιμο στρώμα πάγου, ωστόσο κρατούν μυστική την τοποθεσία της.
Ο ανώτερος ερευνητής του Ινστιτούτου Πετρελαίου, Γεωλογίας και Γεωφυσικής στην πόλη Νοβοσιμπίρσκ, Βλαντιμίρ Ολεντσένκο,  επεσήμανε ότι ο νέος κρατήρας που θα δημιουργηθεί θα είναι μεγαλύτερος από τον τεράστιο κρατήρα που σχηματίστηκε το 2014.

«Κρατάμε μυστικές τις συντεταγμένες της τοποθεσίας έτσι ώστε να μην προσελκύσει επιστήμονες και οιονεί επιστήμονες, καθώς μπορεί να εκραγεί ανά πάσα στιγμή» επεσήμανε ο Ολεντσένκο.
Ο τεράστιος κρατήρας που ανακαλύφθηκε το 2014 βρισκόταν κοντά στο πεδίο φυσικού αερίου της Gazprom στο βόρειο τμήμα της χερσονήσου Γιαμάλ στη Ρωσία. Η τρύπα βάθους 10 μέτρων γεμίζει σταδιακά με νερό και μετατρέπεται σε λίμνη.

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι οι υπόγειες εκρήξεις που προκαλούνται από την απελευθέρωση ένυδρων αερίων είναι η αιτία δημιουργίας των κρατήρων.

 Πηγή

Ο Αϊνστάιν περιμένει επιβεβαίωση... Νέα ώθηση στην αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων

Καθένας από τους ανιχνευτές αποτελείται από δύο κάθετες σήραγγες. Τα βαρυτικά κύματα θα προκαλούσαν ανεπαίσθητες μεταβολές στο μήκος τους, το οποίο φτάνει τα 4 χλμ (Πηγή: LIGO)  

 

 

Ουάσινγκτον

Σε νέα επίπεδα ακρίβειας και ευαισθησίας θα λειτουργεί από αυτήν την εβδομάδα το αμερικανικό LIGO, το μεγαλύτερο πείραμα για την ανίχνευση των λεγόμενων βαρυτικών κυμάτων, ρυτιδώσεων στο χωροχρόνο που προβλέφθηκαν από τον Αϊνστάιν αλλά παραμένουν άφαντες μέχρι σήμερα.

Η ολοκλήρωση της αναβάθμισης των δύο ανιχνευτών LIGO -ένας στην πολιτεία της Ουάσινγκτον και ένας ακόμα στη Λουιζιάνα- αναπτερώνει τώρα τις ελπίδες των φυσικών για την ανίχνευση του θεωρητικού φαινομένου, έπειτα από μια δεκαετία άκαρπης αναζήτησης με τους αρχικούς ανιχνευτές.

Η ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων είχε προβλεφθεί το 1916 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν ως συνέπεια της Γενικής Σχετικότητας. Ο μεγάλος φυσικός είχε υπολογίσει ότι η επιτάχυνση σωμάτων μεγάλης μάζας, όπως μαύρες τρύπες και άστρα νετρονίων που οποία κινούνται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο, δημιουργούν κυματισμούς στο χωροχρόνο που διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.

Τον Μάρτιο του 2014, διεθνής ερευνητική ομάδα προκάλεσε σάλο όταν ανακοίνωσε ότι εντόπισε ίχνη μιας ιδιαίτερης κατηγορίας βαρυτικών κυμάτων, τα οποία πρέπει να εμφανίστηκαν μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Η μελέτη όμως τέθηκε υπό αμφισβήτηση, και ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων παραμένει ανεπιβεβαίωτη.

Μεζούρες ακριβείας

Τα βαρυτικά κύματα, εφόσον υπάρχουν, ουσιαστικά τεντώνουν το χώρο σε μια διάσταση (ας πούμε κατά μήκος) και τον συμπιέζουν σε μια άλλη (ας πούμε κατά πλάτος)

Αυτό είναι το φαινόμενο που προσπαθούν να καταγράψουν οι ανιχνευτές LIGO. Καθένας από τους δύο ανιχνευτές αποτελείται από δύο σωλήνες τοποθετημένους κάθετα ο ένας στον άλλο, μέσα στους οποίους υπάρχουν δέσμες λέιζερ που μετρούν το μήκος των σωλήνων με εξαιρετικά μεγάλη ακρίβεια.

Τα βαρυτικά κύματα θα γίνονταν θεωρητικά αντιληπτά από μικρές μεταβολές στο μήκος των δύο σωλήνων, λόγω της παραμόρφωσης του χώρου. Οι σωλήνες έχουν μήκος 4 χιλιόμετρα, όμως η πειραματική διάταξη μπορεί να μετρά μεταβολές τουλάχιστον 1.000 φορές μικρότερες από τη διάμετρο ενός ατόμου.

Η αναβάθμιση των συστημάτων με ισχυρότερα λέιζερ και νέα οπτικά επιτρέπει θεωρητικά την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από απόσταση περίπου 88 εκατομμυρίων ετών φωτός. Τελικός στόχος είναι η αύξηση αυτής της απόστασης στα 650 εκατομμύρια έτη φωτός -αυτό σημαίνει ότι οι ανιχνευτές θα μπορούν να σαρώνουν μια σφαίρα στο Διάστημα 1.000 φορές μεγαλύτερη από ό,τι η αρχική μορφή των συστημάτων.

Οι εργασίες αναβάθμισης, για τις οποίες χρειάστηκαν πέντε χρόνια και 200 εκατ. δολάρια, περιλάμβαναν μεταξύ άλλων τη βελτίωση των συστημάτων απόσβεσης κραδασμών -οι ανιχνευτές επηρεάζονται ακόμα και από τρένα που περνούν σε απόσταση χιλιομέτρων ή ακόμα και το γδούπο ενός δέντρου που πέφτει.

Στην Ευρώπη λειτουργούν στο μεταξύ οι ανιχνευτές GEO600 και Virgo, ενώ ανάλογο ερευνητικό πρόγραμμα, με την ονομασία Indigo, ανακοίνωσε και η Ινδία.

Η ανίχνευση του ίδιου σήματος από ανιχνευτές σε διαφορετικές ηπείρους θα επέτρεπε στους ερευνητές να προσδιορίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την προέλευση των φευγαλέων κυμάτων.

Πηγή

Σπιράλ θανάτου... Ο ιλιγγιώδης χορός δύο καταδικασμένων μελανών οπών

Προσομοίωση που δείχνει πώς ένα ζευγάρι μελανών οπών παράγει περιοδικά φωτεινά σήματα 

(Πηγή: Zoltan Haiman, Columbia University)

 

Νέα Υόρκη

Βαθιά μέσα στον αστερισμό της Παρθένου, δύο μαύρες τρύπες περιφέρονται η μία γύρω από την άλλη λίγο πριν συγκρουστούν σε μια ακραία βίαια έκρηξη, δείχνουν οι επαναλαμβανόμενες λάμψεις που φτάνουν μέχρι τη Γη.

Οι κοσμολόγοι πιστεύουν σήμερα ότι όλοι οι γαλαξίες κρύβουν στο κέντρο τους μαύρες τρύπες με μάζα εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου. Η θεωρία προβλέπει επίσης την ύπαρξη δυαδικών συστημάτων, στα οποία δύο μαύρες τρύπες περιφέρονται γύρω από το κοινό κέντρο μάζας τους.

Ο εντοπισμός τέτοιων συστημάτων δεν είναι εύκολη υπόθεση. Από τα δεκάδες πιθανά δυαδικά συστήματα που έχουν ανιχνευθεί μέχρι σήμερα, οι μαύρες τρύπες της νέας μελέτης είναι μακράν οι πιο σφιχταγκαλιασμένες -η απόσταση που τους χωρίζει δεν είναι πολύ μεγαλύτερη από τη διάμετρο του Ηλιακού Συστήματος.

Το ζεύγος βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία PG 1302-102, σε απόσταση 3,5 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Παρά τη γιγάντια απόσταση, τα τηλεσκόπια Hubble και Galex της NASA μπόρεσαν να διακρίνουν περιοδικές λάμψεις που πρέπει να προέρχονται από τις μαύρες τρύπες.

Το μοντέλο που προτείνει η ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια της Νέας Υόρκης είναι ότι η μία από τις μαύρες τρύπες καταπίνει περισσότερο υλικό από ό,τι το ταίρι της. Η ίδια η μαύρη τρύπα εξ ορισμού δεν εκπέμπει φως, όμως το υλικό που την περιβάλλει ακτινοβολεί έντονα καθώς επιταχύνεται και θερμαίνεται στην πορεία του θανάτου.

Γιατί όμως εμφανίζεται αυτό το φως ως περιοδικές λάμψεις; Ο πρώτος λόγος είναι το φαινόμενο Ντόπλερ: όταν η μαύρη τρύπα απομακρύνεται από τη Γη καθώς περιφέρεται γύρω από τη δεύτερη, τα μήκη κύματος της ακτινοβολίας φαίνονται να μεγαλώνουν -περίπου όπως ο ήχος μιας σειρήνας αλλάζει συχνότητα όταν το ασθενοφόρο απομακρύνεται με ταχύτητα.

Ο δεύτερος λόγος είναι η ακραία ταχύτητα με την οποία κινούνται οι μελανές οπές η μία γύρω από την άλλη -περίπου το ένα δέκατο της ταχύτητας του φωτός. Στις ταχύτητες αυτές εμφανίζονται σχετικιστικά φαινόμενα που κάνουν το φως πιο λαμπρό.

Οι παρατηρήσεις στον γαλαξία συμφωνούν με τις προβλέψεις υπολογιστικών μοντέλων και πιθανότατα αντιστοιχούν σε ένα ζευγάρι μελανών οπών, αναφέρουν οι ερευνητές στο Nature.

Σε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες ή μερικά εκατομμύρια χρόνια -μια στιγμή στην κλίμακα του κοσμικού χρόνου- οι μαύρες τρύπες τελικά θα ενωθούν σε μια έκρηξη που θα απελευθερώσει την ενέργεια 100 εκατομμυρίων σουπερνόβα.

Οι αστρονόμοι θα ήθελαν διακαώς να παρακολουθήσουν ζωντανά ένα τέτοιο φαινόμενο: η Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν προβλέπει ότι οι συγκρούσεις ανάμεσα σε μαύρες τρύπες παράγουν βαρυτικά κύματα, ρυτιδώσεις στο χωροχρόνο που διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.

Είναι μια από τις τελευταίες ανεπιβεβαίωτες προβλέψεις του Αϊνστάιν, και η ανακάλυψή τους πιθανότατα θα βραβευόταν με Νόμπελ.

Πηγή