ENGLEZOS
Site Admin
Δημοσιεύσεις: 1850
Εγγραφή: 26 Φεβ 2002, 03:00

19 Μαρ 2011, 10:29

Το πιο σκοτεινό αντικείμενο στο σύμπαν

Οι γαλαξίες μας φαίνεται ότι λάμπουν στο διάστημα σαν να τα διαμάντια, όμως η λαμπρότητα τους οφείλεται στα δισεκατομμύρια φωτεινά άστρα και τα λαμπερά νεφελώματα που περιέχουν. Αλλά, ο Segue 1 δεν λάμπει όπως οι περισσότεροι γαλαξίες. Θεωρείται μάλιστα σαν ο πιο σκοτεινός γαλαξίας στην γειτονιά μας. Ο Segue 1 απέχει μόνο 75.000 έτη φωτός από τη Γη, αλλά παρέμενε άγνωστος μέχρι το 2006, διότι η συνολική εκπομπή φωτός του είναι μόνο 300 φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο μας.

Αυτό είναι παράξενο. Τα λίγα άστρα στον γαλαξία Segue 1 κινούνται τόσο γρήγορα, που οι επιστήμονες υποθέτουν ότι η βαρύτητα του γαλαξία πρέπει να είναι πολύ ισχυρή, για να μην διαφεύγουν έξω από αυτόν. Η εκτίμηση των αστρονόμων είναι ότι η βαρύτητα πρέπει να δημιουργείται τουλάχιστον από ένα εκατομμύριο ηλιακές μάζες. Τα ορατά όμως άστρα και το αέριο που φαίνεται να έχει, δεν είναι αρκετά για να δημιουργούν την βαρύτητα που εκτιμάται Αυτό σημαίνει ότι πρέπει αν αποτελείται εξολοκλήρου από εξωτική σκοτεινή ύλη.

Η μελέτη των νάνων γαλαξιών όπως είναι ο Segue 1, θα μπορούσε να μας δείξει περισσότερα στοιχεία για την σκοτεινή ύλη. Για παράδειγμα, αν οι πυρήνες αυτών των γαλαξιών είναι λιγότερο πυκνοί από ότι προβλέπει το στάνταρτ μοντέλο στο πως συμπεριφέρεται η ψυχρή σκοτεινή ύλη, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι το υλικό του πυρήνα είναι θερμή ή είναι επιρρεπές στην αυτοκαταστροφή, ή ότι φτιάχνεται από πολύ ελαφρά σωματίδια (από την διάσπαση της σκοτεινής ύλης). Τέτοια ύλη πιστεύεται ότι υπήρχε στις απαρχές του σύμπαντος, ενώ μπορεί να υπάρχει πολύ λίγη ακόμα γύρω μας, που όμως δεν έχει βρεθεί ακόμα.

Ακόμα καλύτερα θα ήταν να βρεθεί ένα "σκοτεινό άστρο" - μια ψυχρή, μεγάλη φυσαλίδα αερίου από σκοτεινή ύλη.

Εν τω μεταξύ ο μεγάλος επιταχυντής αδρονίων LHC στο CERN αναζητά σωματίδια σκοτεινής ύλης, και έτσι ίσως το πιο «καυτό πράγμα πάνω στη Γη» να φωτίσει το πιο αμυδρό πράγμα του διαστήματος.

Πηγή: NewScientist
Μπάμπης Εγγλέζος
http://babisenglezos.blogspot.com/

ENGLEZOS
Site Admin
Δημοσιεύσεις: 1850
Εγγραφή: 26 Φεβ 2002, 03:00

19 Μαρ 2011, 10:30

Το πιο πυκνό αντικείμενο στο σύμπαν

Στις ήπιες θερμοκρασίες και πιέσεις της επιφάνειας της Γης, το πιο πυκνό γνωστό υλικό είναι το όσμιο, του οποίου η πυκνότητα είναι 22 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό ή ένα κουταλάκι από αυτό το υλικό ζυγίζει 100 γραμμάρια. Ακόμη και το όσμιο είναι πάντως κούφιο, αφού είναι γεμάτο από ηλεκτρονιακά νέφη που διαχωρίζουν τους πυκνούς ατομικούς πυρήνες. Καίτοι κρυφά και εσωτερικά, αυτά τα νέφη των ηλεκτρονίων συμπιέζονται πολύ λίγο κάτω από τις τεράστιες πιέσεις βαθειά στο εσωτερικό του πλανήτη μας.

Όμως, πολύ μεγαλύτερη πίεση βρέθηκε ότι επικρατεί στον υπό κατάρρευση πυρήνα ενός γιγάντιου άστρου που έγινε άστρο νετρονίων. Εκεί η ύλη βρίσκεται σε κάποια εξωτική και υπερ-πυκνή μορφή - κυρίως από νετρόνια με λίγα πρωτόνια και ηλεκτρόνια, ΅πακεταρισμέναΆ σε ένα στενό χώρο. Ένα κυβικό μέτρο από μια τέτοια ύλη από νετρόνια ή neutronium στο κέντρο αυτών των άστρων, θα μπορούσε να έχει μάζα μέχρι 1018 χιλιόγραμμα ή ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια τόνους.

Μια ακόμη πυκνότερη ύλη υποτίθεται ότι μπορεί να υπάρχει στους πυρήνες αυτών των άστρων νετρονίων: η ύλη εκεί αποτελείται από κουάρκ, όπου τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι διαλυμένα στα συστατικά τους σωματίδια. Όμως αυτή η ύλη ίσως να μην είναι και η πιο πυκνή. Δύο άστρα νετρονίων που πρόσφατα ανακαλύφθηκαν είναι τόσο πυκνά που πιθανά αποτελούνται από μια σούπα από κουάρκ.

Το "neutronium" ή ίσως η ύλη από κουάρκ μπορεί να είναι η πυκνότερη μορφή ύλης στο σύμπαν, αλλά δεν είναι τα πιο πυκνά αντικείμενα. Με την περαιτέρω συμπίεση ενός άστρου νετρονίων θα πάρουμε μια μαύρη τρύπα. Όχι όμως ότι όλες οι μαύρες τρύπες είναι ιδιαίτερα πυκνές. Στην πραγματικότητα οι μεγάλες μαύρες τρύπες, όπως υπολογίζουμε από τον ορίζοντα γεγονότων τους, είναι εντελώς ισχνοί. Μια υπερβαρέα μαύρη τρύπα στον κοντινό γαλαξία Μ87 έχει μάζα 6,4 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου μας, με μια πυκνότητα 0,37 χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο, κάνοντας την πιο ελαφριά και από τον αέρα. Από την άλλη, η μικρότερη γνωστή μαύρη τρύπα - η XTE J1650-500 - της οποίας η μάζα είναι μόνο 3,8 φορές τη μάζα του ήλιου, έχει πυκνότητα πάνω από 1018 χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο

Οι μικροσκοπικές μαύρες τρύπες θα μπορούσαν επίσης να είχαν προκύψει κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης, όταν οι κβαντικές διακυμάνσεις σε ένα εξαιρετικά πυκνό σύμπαν θα μπορούσαν να έχουν οδηγήσει σε περιοχές τόσο πυκνές, που αυτές ήταν ικανές να καταρρεύσουν. Αυτές οι περιοχές θα μπορούσαν να μας αποκαλυφθούν από ξαφνικές εκρήξεις ή ριπές ακτινοβολίας. Αν αυτό το σενάριο όντως ισχύει τότε αυτές οι ακτινοβολίες θα μας βοηθήσουν να καταλάβουμε τι συμβαίνει στην κλίμακα των κβαντικών διακυμάνσεων στο βρεφικό σύμπαν, και ίσως στις διαδικασίες που οδήγησαν στο Big Bang.

Στο εσωτερικό του ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας τα πράγματα γίνονται πολύ παράξενα. Η θεωρία της σχετικότητας μας λέει ότι η ύλη συμπιέζεται μέχρι να γίνει ένα «μαθηματικό σημείο» άπειρης πυκνότητας - αν και στις ακραίες αυτές συνθήκες «καταρρέει» και η ίδια η θεωρία, διότι εκεί εμφανίζονται κβαντικά φαινόμενα που αρχίζουν να επηρεάζουν τον χωροχρόνο.

Εδώ, όπου η βαρύτητα συναντάει τον κβαντικό κόσμο., είναι το μεγάλο σύνορο της θεμελιώδους φυσικής. Μέσα σε αυτό τον χώρο πιστεύουμε ότι μπορούμε να κατανοήσουμε την βαθύτερη βάση της πραγματικότητας.

Μήπως εν τέλει η καρδιά μιας μαύρης τρύπας υποκρύπτει μια μπάλα από ταλαντούμενες χορδές; Ή μήπως μια κβαντική σκουληκότρυπα; Δεν γνωρίζουμε αν και οι υπολογισμοί δείχνουν ένα ανώτατο όριο για την πυκνότητα, την πυκνότητα Planck, 5 Χ 1096 kg/m3.

Ακόμα και το πιο πυκνό αντικείμενο στο σύμπαν δεν μπορεί να είναι πιο πυκνό από αυτή την τιμή, που αποτελεί και το ανώτατο όριο πυκνότητας στο σύμπαν.
Μπάμπης Εγγλέζος
http://babisenglezos.blogspot.com/

ENGLEZOS
Site Admin
Δημοσιεύσεις: 1850
Εγγραφή: 26 Φεβ 2002, 03:00

19 Μαρ 2011, 10:31

Τα μεγαλύτερα αντικείμενα στο σύμπαν

Ο μεγαλύτερος πλανήτης
Ο Δίας κυριαρχεί ανάμεσα στους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος. Όπως όλοι οι πλανήτες πάνω από ένα ορισμένο μέγεθος, είναι ένας αέριος γίγαντας κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Ο πιο μεγάλος αέριος εξωπλανήτης ανακαλύφθηκε το 2006 και πήρε το καθόλου ρομαντικό όνομα TRES-4. Βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα λαμπρό άστρο σε απόσταση κάπου 1.500 έτη φωτός από μας. Η διάμετρος του είναι, περίπου, 1.8 φορές την διάμετρο του Δία. Κατά περίεργο τρόπο όμως ο TRES-4 είναι πολύ ελαφρύς για το μέγεθός του. Έχει μόνο το 88% της μάζας του Δία και η πυκνότητα του είναι περίπου 0,2 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό, μικρότερη και από την πυκνότητα ενός φελλού. Το πως ακριβώς ένας πλανήτης μπορεί είναι τόσο αραιός όσο ο TRES-4 παραμένει μυστήριο.

Επί του πιεστηρίου: Νέες παρατηρήσεις του εξωπλανήτης WASP-17b δείχνουν ότι είναι ακόμα μεγαλύτερος από τον TrES-4b, με ακτίνα σχεδόν διπλάσια του Δία. Ο εξωπλανήτης αυτός απέχει περίπου 1.000 έτη φωτός από τη Γη και έχει μόλις τη μισή μάζα του Δία, γεγονός που τον καθιστά ακόμη πιο μυστηριώδη από τον TrES-4b.

Η μεγαλύτερη ανθρώπινη κατασκευήστο διάστημα
Εκτός από ένα εξωγήινο γιγάντιο μονόλιθο (;) το μεγαλύτερο κατασκεύασμα στο διάστημα είναι ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός που έχει μήκος 109 μέτρα και ζυγίζει 370 τόνους.

Ο μεγαλύτερος γαλαξίας
Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο σηματισμού των γαλαξιών, οι πιο μεγάλοι γαλαξίες είναι οι τεράστιοι ελλειπτικοί γαλαξίες που σχηματίζονται από τη σύγκρουση πολλών μικρότερων γαλαξιών. Το μεγαλύτερο γνωστό παράδειγμα είναι ο γαλαξίας IC 1101, κάπου ένα εκατομμύριο έτη φωτός μακριά μας στο κέντρο του σμήνους των γαλαξιών Abell 2029, που ανακαλύφθηκε το 2009. Ο IC 1101 έχει μήκος 6 εκατομμυρίων ετών φωτός, ενώ έχει χιλιάδες φορές μεγαλύτερο όγκο από τον δικό μας Γαλαξία.

Η μεγαλύτερη τρύπα
Προσοχή: Δεν λέμε μαύρη τρύπα αλλά για μια τεράστια έκταση σκοτεινής περιοχής. Στις πολύ μεγάλες κοσμικές κλίμακες, οι γαλαξίες είναι ευθυγραμμισμένοι σε μεγάλα τείχη και κόμβους που απέχουν μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός, ενώ ενδιάμεσα μεσολαβούν τεράστια κενά. Το μεγαλύτερο από αυτά τα κενά - χάσματα - ανακαλύφθηκε το 2007 - είναι εξωφρενικά μεγάλο, περίπου ένα δισεκατομμύρια έτη φωτός. Μια εξωπραγματική ερμηνεία για αυτό το κενό είναι ότι πρόκειται για ένα ίχνος που άφησε μια αρχαία στενή επαφή του δικού μας σύμπαντος με ένα άλλο σύμπαν.

Το μεγαλύτερο άστρο
Ένα άστρο που ονομάζεται VY Canis Majoris, κάπου 5.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη που ζυγίζει όσο 8 δισεκατομμύρια ήλιοι. Η διάμετρο τους είναι σχεδόν 3 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, ενώ ανήκει στην κατηγορία των ερυθρών υπεργιγάντων. Αυτή η εκτίμηση, πάντως, αμφισβητείται και κάποιοι αστρονόμοι λένε πως το άστρο είναι μεν ερυθρός υπεργίγαντας αλλά με έκταση μόνο 1 δισεκατομμύριο χιλιόμετρα.

Πηγή: NewScientist
Μπάμπης Εγγλέζος
http://babisenglezos.blogspot.com/

ENGLEZOS
Site Admin
Δημοσιεύσεις: 1850
Εγγραφή: 26 Φεβ 2002, 03:00

19 Μαρ 2011, 10:32

Το πιο λαμπρό αντικείμενο στο σύμπαν

Οι μονάδες που χρησιμοποιούμε καθημερινά για την λαμπρότητα (το lumen, το lux ή η candela), είναι πάρα πολύ μικρές για να μπορέσουν να μετρήσουν την λαμπρότητα στον Κόσμο. Αντί λοιπόν αυτών των μονάδων, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τον ήλιο που το εκτυφλωτικό φως του έχει ισχύ 4 Χ 1026 Watts, ως κοσμική μονάδα της λαμπρότητας.

Ο ήλιος στην πραγματικότητα είναι ένα μεσαίου μεγέθους άστρο ως προς την λαμπρότητα, αλλά κάποια άλλα άστρα στον ουρανό είναι πολύ πιο λαμπρά από αυτόν. Το πιο λαμπρό παράδειγμα είναι το άστρο Ε του Ωρίωνα, που φαίνεται και με γυμνό μάτι, το μεσαίο άστρο της Ζώνης του Ωρίωνα. Αυτός ο μπλε υπεργίγαντας βρίσκεται 1.300 έτη φωτός μακριά μας και είναι 400.000 φορές πιο φωτεινός από τον ήλιο. Πολύ πιο μακριά μέσα στον Γαλαξία μας - που όμως είναι πολύ αμυδρά λόγω της σκόνης που τα περιβάλει - υπάρχουν ακόμα λαμπρότερα άστρα, όπως είναι ο ασταθής Ήτα της Τρόπιδος, που ακτινοβολεί τόσο φως όσο 5 εκατομμύρια ήλιοι.

Τον Ιούλιο του 2010 οι αστρονόμοι βρήκαν ένα άστρο στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, τον R136a1, που έσπασε όλα τα ρεκόρ και που λάμπει όσο σχεδόν 9 εκατομμύρια ήλιοι μαζί. Με μια μάζα που εκτιμάται ότι είναι 250 φορές αυτή του ήλιου μας, αυτό το αλλόκοτο άστρο είναι βαρύτερο από οποιοδήποτε άλλο άστρο στον Γαλαξία και τα περίχωρα του, που να αποτελείται όμως από τα γνωστά χημικά στοιχεία. Θα μπορούσε άραγε να είναι φτιαγμένο από υδρογόνο και ήλιο και να έχουν κατά κάποιο τρόπο επιβιώσει αμόλυντα από τις πρώτες ημέρες του σύμπαντος, ή υπάρχει κάτι λάθος με τις καθιερωμένες θεωρίες για την αστρική δομή;

Κάποια τεράστια άστρα γίνονται ακόμη πιο λαμπρά - αλλά μόνο για λίγες εβδομάδες, και αυτό τους κοστίζει τη ζωή τους. Ένα σουπερνόβα που ονομάζεται SN 2005ap βρίσκεται σε έναν γαλαξία 4,7 δισεκατομμύρια χρόνια μακριά μας, θεωρείται ως η πιο φωτεινή αστρική έκρηξη (υπερκαινοφανής) που έχει καταγραφεί ποτέ, με μια ακραία λαμπρότητα όσο 100 δισεκατομμύρια φορές του ήλιου.

Οι εκλάμψεις των ακτίνων γάμμα εκπέμπουν ακόμη περισσότερη ενέργεια από ένα σουπερνόβα.. Αυτά μπορούν να διοχετεύσουν αυτήν σε ένα χρονικό διάστημα μερικών δευτερολέπτων αντί αρκετών εβδομάδων (όπως ένα σουπερνόβα). Μια τέτοια έκλαμψη κάνει την ηλιακή μονάδα λαμπρότητας να φαίνεται εντελώς ασήμαντη: η λαμπρότητά τους είναι μεγαλύτερη από την λαμπρότητα 1018 ήλιων.

Αν οι εκρήξεις αυτές φαίνονται πολύ παροδικές, τότε οι λαμπρότερες σταθερές πηγές φωτός στο σύμπαν είναι τα κβάζαρς, όπου μια τεράστια μαύρη τρύπα απορροφά άφθονη ύλη από τα γειτονικά τους άστρα όπως και αέρια. Καθώς αυτή, η καταδικασμένη να εξαφανιστεί, ύλη κινείται σπειροειδώς προς τα μέσα, γίνεται καυτή και λευκή, και έτσι μπορεί να λάμψει με φως που αντιστοιχεί σε πάνω από 30 τρισεκατομμύρια ήλιους.

Πηγή: New Scientist
Μπάμπης Εγγλέζος
http://babisenglezos.blogspot.com/

ENGLEZOS
Site Admin
Δημοσιεύσεις: 1850
Εγγραφή: 26 Φεβ 2002, 03:00

19 Μαρ 2011, 10:32

Το πιο γρήγορο αντικείμενο στο σύμπαν

Η ταχύτητα είναι σχετική. Δεν υπάρχει κανένα απολύτως στάνταρτ για να ξέρουμε τι είναι "ακίνητο" στο σύμπαν. Ίσως το πιο κοντινό πράγμα να είναι η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB), που λούζει όλο το σύμπαν. Η μετατόπιση λόγω φαινομένου Ντόπλερ της συχνότητας της σε όλο τον ουρανό - προς το μπλε στην μια κατεύθυνση και προς το ερυθρό προς την αντίθετη - μας αποκαλύπτει ότι, ως προς την CMB, η ταχύτητα του ηλιακού μας συστήματος φτάνει περίπου τα 600 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Όμως, οι πολύ μακρινοί γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς με ταχύτητες μεγαλύτερες από αυτή του φωτός, 300.000 km/sec. Που σημαίνει πως το φως τους ποτέ δεν θα μπορέσει να φτάσει σε μας.

Big-shot-star Στο ηλιακό μας σύστημα ο Ερμής είναι ο ταχύτερα κινούμενος πλανήτης με τροχιακή ταχύτητα περίπου 48 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο (km/s) - η αντίστοιχη τροχιακή ταχύτητα της γης είναι περίπου 30 km/s. Το διαστημικό σκάφος Hlios2 - ήταν το πρώτο που προσέγγισε τον Ερμή - έφτασε τα 70km/s εξαιτίας της βαρύτητας του ήλιου. Οι κομήτες των οποίων τμήμα της τροχιάς τους βρίσκεται έξω από το ηλιακό σύστημα, όταν προσεγγίζουν το ήλιο έχουν ταχύτητες μέχρι και 600km/s.

Ενώ τέτοιες απρόσιτες ακραίες περιπτώσεις μπορεί να είναι κάπως αφηρημένες, η ταχύτητα γίνεται πολύ πιο ενδιαφέρουσα αν εσείς κινείστε γρήγορα σε σχέση με κάποιο μεγάλο αντικείμενο που είναι κοντά σας - για παράδειγμα κάτι που μπορείτε να δείτε από το παράθυρο του αυτοκινήτου σας.

Στο ηλιακό μας σύστημα, ο Ερμής, ο αγγελιοφόρος των θεών, είναι ο ταχύτερα κινούμενος πλανήτης, με μια τροχιακή ταχύτητα περίπου 48 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο. Η Γη έχει μια αντίστοιχη ταχύτητα περίπου 30 km/s. Το 1976, ο Ερμής ξεπεράστηκε ως προς την ταχύτητα για πρώτη φορά από ένα ανθρώπινο κατασκεύασμα, το σκάφος Helios 2, που η ταχύτητα του έφτασε πάνω από τα 70 km / s όταν η βαύτητα του ήλιου το τράβηξε στο μέρος του. Οι δε κομήτες από τις μακρινές περιοχές του ηλιακού συστήματος, που έλκονται από τον Ήλιο, συγκρούονται με την ηλιακή επιφάνεια με ταχύτητες έως και 600 km/s.

Στα εξωτερικά τμήματα του Γαλαξία μας υπάρχουν επίσης κάποια περίεργα σώματα: τα υπερταχύτατα άστρα, που κινούνται ως προς τον Γαλαξία με μια ταχύτητα έως και 850 km/s. Η θεωρία λέει ότι αυτά τα άστρα κινούνται κοντά στην γιγάντια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, οπότε η βαρύτητα της λειτουργεί ως "βαρυτική σφεντόνα". Οι μαύρες τρύπες μπορεί να παίξουν τον ρόλο της "κοσμικής σφεντόνας" εξαιτίας της ανυπέρβλητης ισχυρής βαρύτητάς τους. Κάποιες άλλες πάλι μπορεί να δημιουργήσουν μαγνητικούς στροβίλους οι οποίοι εκσφενδονίζουν ισχνούς πίδακες ύλης με ταχύτητες πάνω από το 99% της ταχύτητας του φωτός.

Οι περιστρεφόμενοι αστέρες νετρονίων, γνωστοί και ως πάλσαρ μπορεί να περιστρέφονται με συχνότητα 1000 φορές το δευτερόλεπτο, που σημαίνει ότι η επιφάνειά τους κινείται με ταχύτητα πάνω από το 20% της ταχύτητας του φωτός. Αρκετά μακριά από την επιφάνειά τους, το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το πάλσαρ μπορεί να κινηθεί γρηγορότερα από το φως. Αυτό δεν έρχεται σε σύγκρουση με τους νόμους της φυσικής καθώς το μαγνητικό πεδίο δεν μεταφέρει ενέργεια ή πληροφορία.

Αυτά τα υπερταχύτατα πεδία είναι ίσως η πηγή των ισχυρών, κανονικών παλμών ακτινοβολίας που μας στέλνουν τα πάλσαρ σε μας. Μικροσκοπικές διακυμάνσεις στον ρυθμό αυτών των παλμών θα μπορούσαν ίσως να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων.

Ακόμη και στερεά αντικείμενα μπορούν να πλησιάσουν την ταχύτητα του φωτός με τη βοήθεια μιας μαύρης τρύπας. Στον ορίζοντα των γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, ένας μόνο βράχος απλά θα εξαφανιστεί, δίχως . να αφήσει ίχνη. Όμως, δυο πέτρες σε διαφορετικές τροχιές θα μπορούσαν να συγκρουστούν μεταξύ τους. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των Tomohiro Harada και Masashi Kimura από το πανεπιστήμιο του Τόκιο, η περιστροφή της μαύρης τρύπας προκαλεί σε μια δίνη τον περιβάλλοντα χώρο και αυξάνει την μέγιστη ταχύτητα της σύγκρουσης.

Το συμπέρασμα είναι ότι κάπου στο σύμπαν, δυο πέτρες που πιάστηκαν στα δίχτυα μιας περιστρεφόμενης με μεγάλη ταχύτητα μαύρης τρύπας, κινούνται η μία προς την άλλη σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός.

Πηγή: New Scientist
Μπάμπης Εγγλέζος
http://babisenglezos.blogspot.com/

ENGLEZOS
Site Admin
Δημοσιεύσεις: 1850
Εγγραφή: 26 Φεβ 2002, 03:00

19 Μαρ 2011, 10:33

Το πιο ψυχρό αντικείμενο του σύμπαντος

Το διάστημα από μόνο του δεν είναι ούτε θερμό ούτε ψυχρό. Αφού δεν υπάρχει καθόλου ύλη δεν υπάρχουν και μόρια να ταλαντώνονται θερμικά, οπότε η θερμοκρασία δεν έχει κανένα νόημα. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά ψυχρά αντικείμενα στο διάστημα.

Frosty-Boomerang-nebula

Στο ηλιακό μας σύστημα το ψυχρότερο γνωστό σημείο είναι αρκετά κοντά μας. Το διαστημικό σκάφος Lunar Reconnaissance Orbiter ή LRO της ΝΑSΑ, το 2009 ανακάλυψε μόνιμα σκιασμένους κρατήρες πλησίον του Νότιου Πόλου της Σελήνης, στους -240 βαθμούς Κελσίου, μια θερμοκρασία πιο ψυχρή ακόμη και από τον πιο απομακρυσμένο πλανήτη του ηλιακού συστήματος, τον σκοτεινό Πλούτωνα.

Καθώς όμως συνεχίζεται η εξερεύνηση και βελτιώνονται οι μετρήσεις, αυτό το ρεκόρ μπορεί είναι πιθανόν να καταρριφθεί από κάποιο άλλο φεγγάρι ή από κάποιο νάνο πλανήτη πολύ πιο μακριά από τον ήλιο μας. ίσως με τους δικούς του σκιασμένους κρατήρες.

Πέρα από το ηλιακό μας σύστημα υπάρχουν βεβαίως ακόμα πιο ψυχροί βραχώδεις μετεωρίτες, και ο πιο ψυχρός από αυτούς τους μοναχικούς περιπλανώμενους στο διάστημα, πιθανόν να βρίσκεται στα τεράστια διαγαλαξιακά κενά. Φυσικά θα θερμαίνεται μόνο από την ασθενή κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία, την ακτινοβολία κατάλοιπο της Μεγάλης Έκρηξης, ή από το ασθενές φως ενός απόμακρου άστρου. Και σε αυτή την περίπτωση η θερμοκρασία του δεν θα είναι πάνω από 3 βαθμούς Κέλβιν (η θερμοκρασία της κοσμικής ακτινοβολίας αντιστοιχεί σε μια θερμοκρασία περίπου 2.7 βαθμούς Κέλβιν).

Δεδομένου ότι η κοσμική ακτινοβολία με θερμοκρασία 2.7 Κ γεμίζει ολόκληρο το σύμπαν, θα μπορούσε κάποιος να νομίζει ότι δεν υπάρχει τίποτα πιο ψυχρό από αυτή τη θερμοκρασία. Κι όμως τα πράγματα δεν έχουν έτσι.

Ένα νεφέλωμα που ονομάζεται Boomerang (πάνω εικόνα), 5.000 έτη φωτός μακριά, έχει μια θερμοκρασία περίπου 1 Κ. Το νεφέλωμα διαστέλλεται πολύ γρήγορα και γι αυτό ψύχεται με τον ίδιο τρόπο που ψύχεται ένα αέριο καθώς εκτονώνεται (το ίδιο φαινόμενο που παρατηρούμε στα ψυγεία).

Εάν το νεφέλωμα Boomerang παραμείνει το πιο ψυχρό φυσικό αντικείμενο στο σύμπαν είναι υπό έρευνα. Το 2003 όμως, σε ένα εργαστήριο στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, ένα νέφος ατόμων Νατρίου έφθασε σε θερμοκρασία 0.45 νανοΚέλβιν (λιγότερο από μισό δισεκατομμυριοστό του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν, θερμοκρασία που είναι η μικρότερη που παρατηρήθηκε μέχρι τώρα σε ολόκληρο το σύμπαν.

Πηγή: New Scientist
Μπάμπης Εγγλέζος
http://babisenglezos.blogspot.com/

ENGLEZOS
Site Admin
Δημοσιεύσεις: 1850
Εγγραφή: 26 Φεβ 2002, 03:00

19 Μαρ 2011, 10:36

Η πιο ακραία θερμοκρασία του σύμπαντος

Ένα ταξίδι προς τα πιο καυτά κλίματα του Κόσμου πρέπει να ξεκινήσει φεύγοντας από τον Ήλιο μας, που μπορεί να είναι το πύρινο κέντρο του ηλιακού μας συστήματος, αλλά με μια επιφανειακή θερμοκρασία 5.800 βαθμών Kelvin δεν πλησιάζει καν το κοσμικό ρεκόρ. Γιατί στα μπλε υπεργιγάντια άστρα η θερμοκρασία ξεπερνά τους 50.000 βαθμούς.

Όμως, ακόμα κι αυτή την ξεπερνούν κάποιοι λευκοί νάνοι - είναι άστρα στα οποία έχει σταματήσει η καύση των στοιχείων του (γι αυτό λέγονται και εκφυλισμένα άστρα) με πολύ συμπαγή και καυτή μάζα. Ένα τέτοιο άστρο είναι ο HD62166 που φθάνει στους 200.000 βαθμούς, που θυμίζει κόλαση, και φωτίζει ένα απέραντο νεφέλωμα.

Αν ενσκήψουμε βαθειά στο εσωτερικό ενός άστρου θα βρούμε ακόμα πιο ακραίες θερμοκρασίες. Στους πυρήνες των μεγαλύτερων υπεργιγάντων άστρων μπορεί να έχουμε πάνω από ένα δισεκατομμύριο βαθμούς. Για ένα σταθερό άστρο το ανώτατο θεωρητικό όριο είναι περίπου 6 δισεκατομμύρια βαθμοί. ΣΆ αυτή τη θερμοκρασία, η ύλη στο εσωτερικό του άστρου, αρχίζει να εκπέμπει φωτόνια τα οποία έχουν τόσο επικίνδυνη ενέργεια, που μπορούν να σχηματίσουν ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων όταν αυτά συγκρούονται. Το αποτέλεσμα είναι μια άνευ προηγουμένου κολοσσιαία έκρηξη του άστρου, ανώτερη ακόμα και της υπερκαινοφανούς.

Οι πρώτες υποψίες για την ύπαρξη ενός τέτοιου άστρου, που λέγεται pair-instabillity supernova, βρέθηκαν το 2007, όταν παρατηρήθηκε μια λαμπρή και εξαιρετικά μεγάλης διάρκειας αστρική έκρηξη, αποδεικνύοντας την ύπαρξη ενός τεράστιου άστρου με μέγεθος μακράν από όλα όσα νομίζαμε ότι υπήρχαν μέχρι τότε.

Κατά τη διάρκεια μιας σουπερνόβα έκρηξης οι αστρικές θερμοκρασίες μπορεί να ξεπεράσουν τα 6 δισεκατομμύρια βαθμούς. Το 1987 είδαμε μια έκρηξη ενός σουπερνόβα στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, ένα γαλαξία δορυφόρο του δικού μας Γαλαξία κάπου 160.000 έτη φωτός μακριά μας. Τα νετρίνα από την καρδιά του άστρου αυτού ανιχνεύθηκαν στην Γη και αποκάλυψαν μια θερμοκρασία 200 δισεκατομμυρίων βαθμών.

Ένα ταξίδι προς τα πιο καυτά κλίματα του Κόσμου πρέπει να ξεκινήσει φεύγοντας από τον Ήλιο μας, που μπορεί να είναι το πύρινο κέντρο του ηλιακού μας συστήματος, αλλά με μια επιφανειακή θερμοκρασία 5.800 βαθμών Kelvin δεν πλησιάζει καν το κοσμικό ρεκόρ. Γιατί στα μπλε υπεργιγάντια άστρα η θερμοκρασία ξεπερνά τους 50.000 βαθμούς.

Όμως, ακόμα κι αυτή την ξεπερνούν κάποιοι λευκοί νάνοι - είναι άστρα στα οποία έχει σταματήσει η καύση των στοιχείων του (γι αυτό λέγονται και εκφυλισμένα άστρα) με πολύ συμπαγή και καυτή μάζα. Ένα τέτοιο άστρο είναι ο HD62166 που φθάνει στους 200.000 βαθμούς, που θυμίζει κόλαση, και φωτίζει ένα απέραντο νεφέλωμα.

Αν ενσκήψουμε βαθειά στο εσωτερικό ενός άστρου θα βρούμε ακόμα πιο ακραίες θερμοκρασίες. Στους πυρήνες των μεγαλύτερων υπεργιγάντων άστρων μπορεί να έχουμε πάνω από ένα δισεκατομμύριο βαθμούς. Για ένα σταθερό άστρο το ανώτατο θεωρητικό όριο είναι περίπου 6 δισεκατομμύρια βαθμοί. ΣΆ αυτή τη θερμοκρασία, η ύλη στο εσωτερικό του άστρου, αρχίζει να εκπέμπει φωτόνια τα οποία έχουν τόσο επικίνδυνη ενέργεια, που μπορούν να σχηματίσουν ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων όταν αυτά συγκρούονται. Το αποτέλεσμα είναι μια άνευ προηγουμένου κολοσσιαία έκρηξη του άστρου, ανώτερη ακόμα και της υπερκαινοφανούς.

Οι πρώτες υποψίες για την ύπαρξη ενός τέτοιου άστρου, που λέγεται pair-instabillity supernova, βρέθηκαν το 2007, όταν παρατηρήθηκε μια λαμπρή και εξαιρετικά μεγάλης διάρκειας αστρική έκρηξη, αποδεικνύοντας την ύπαρξη ενός τεράστιου άστρου με μέγεθος μακράν από όλα όσα νομίζαμε ότι υπήρχαν μέχρι τότε.

Κατά τη διάρκεια μιας σουπερνόβα έκρηξης οι αστρικές θερμοκρασίες μπορεί να ξεπεράσουν τα 6 δισεκατομμύρια βαθμούς. Το 1987 είδαμε μια έκρηξη ενός σουπερνόβα στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, ένα γαλαξία δορυφόρο του δικού μας Γαλαξία κάπου 160.000 έτη φωτός μακριά μας. Τα νετρίνα από την καρδιά του άστρου αυτού ανιχνεύθηκαν στην Γη και αποκάλυψαν μια θερμοκρασία 200 δισεκατομμυρίων βαθμών.

Όμως μη βιαστείτε να την κατατάξετε στην πιο ακραία θερμοκρασία. Αυτή δεν ένα τίποτα συγκρινόμενη με την θερμοκρασία που έχουν τα αντικείμενα που παράγουν τις εκλάμψεις των ακτινών γάμμα. Αυτές οι σύντομες εκλάμψεις ακτίνων γάμμα με πολύ υψηλές ενέργειες, ανιχνεύονται μία ή δυο φορές την ημέρα από ειδικά ρυθμισμένα τηλεσκόπια. Οι εκρήξεις CRB θεωρείται ότι σηματοδοτούν τη γέννηση μιας μαύρης τρύπας, ή την κατάρρευση ενός πυρήνα ενός γιγάντιου άστρου, ή τη σύγκρουση δυο υπερ-πυκνών άστρων νετρονίων. Με κάποιο τρόπο η βαρυτική ενέργεια μετατρέπεται σε μια σφικτή δέσμη ακτίνων γάμμα και άλλες ακτινοβολίες. Ενώ οι λεπτομέρειες από αυτή την διαδικασία είναι προς το παρόν άγνωστες, θα πρέπει να περιλαμβάνει μια πύρινη μπάλα από σχετικιστικά σωματίδια, που φθάνει το ένα τρισεκατομμύριο βαθμούς (1012 K).

Πολύ πιο κοντά στο σπίτι μας βρίσκεται κάτι ακόμη πιο καυτό, όχι όμως από μια φυσική αιτία, αλλά κάπου 100 μέτρα βαθειά στη Γη. Στον επιταχυντή LHC του CERN μεταξύ της 8ης Νοεμβρίου και της 6ης Δεκεμβρίου του 2010, συγκρούστηκαν μεταξύ τους πυρήνες μολύβδου για πρώτη φορά στο CERN, σε μια προσπάθεια να μιμηθούν τις συνθήκες που επικρατούσαν στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος. Το αποτέλεσμα ήταν η υψηλότερη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί ποτέ στη Γη, μια υποατομική πύρινη βολίδα θερμοκρασίας μερικών τρισεκατομμυρίων βαθμών.

Το πείραμα αυτό μας δίνει μια ιδέα για το που υπάρχουν οι πιο ακραίες θερμοκρασίες του σύμπαντος. Δεν βρίσκονται εδώ και στο παρόν, αλλά στο παρελθόν. Κοιτάζοντας πίσω στην καρδιά του Big Bang υπολογίζουμε ότι η θερμοκρασία του πιθανά έφθανε σε ένα αστρονομικό νούμερο, με 32 ψηφία.

Σε θερμοκρασίες πάνω από αυτήν, δεν ισχύει η φυσική που ξέρουμε.

Πηγή (για όλα):Physics4u
Μπάμπης Εγγλέζος
http://babisenglezos.blogspot.com/

Επιστροφή στο

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτή την Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης