Δευτέρα, 29 Νοεμβρίου 2010

Πρόσωπα της Επιστήμης: Christian Doppler.

Αυτό και αν είναι σύμπτωση. Μόλις προχθές ανέβασα στο egnonews την είδηση για την ανακάλυψη γαλαξιών μεγάλης μάζας, οι οποίοι σχηματίστηκαν μόλις 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια μετά την θεωρούμενη ως αρχή του Σύμπαντος, το λεγόμενο big bang. Σε αυτή την είδηση αναφερθήκαμε στο φαινόμενο Doppler.
Σήμερα θα μάθουμε λίγα στοιχεία για τη ζωή του Christian Doppler, επειδή γεννήθηκε 29 Νοεμβρίου της χρονιάς του 1803. Αυστριακός στην καταγωγή φυσικός, υπήρξε ο πρώτος που περιέγραψε πως η παρατηρούμενη συχνότητα των φωτεινών και ηχητικών κυμάτων επηρεάζεται από τη σχετική κίνηση της πηγής και του παρατηρητή, γνωστό ως φαινόμενο Doppler.
Το 1845, για να ελέγξει την υπόθεσή του, χρησιμοποίησε δυο ομάδες σαλπιγκτών. Η μια ομάδα ήταν στο σταθμό του τραίνου ακίνητη, ενώ η άλλη βρισκόταν σε ένα όχημα του τραίνου που κινείτο και οι δυο ομάδες παίζοντας την ίδια νότα. Καθώς το τραίνο πέρασε από το σταθμό, ήταν εμφανές ότι η συχνότητα της νότας από τις δυο ομάδες δεν ταίριαζαν. Τα ηχητικά κύματα θα έχουν υψηλότερη συχνότητα εάν η πηγή κινείται προς τον παρατηρητή και χαμηλότερη συχνότητα εάν η πηγή απομακρύνεται από τον παρατηρητή. Όπως έχουμε πει αρκετές φορές μέχρι τώρα ο Edwin Hubbleχρησιμοποίησε το φαινόμενο Doppler στο φως που προέρχεται από μακρινά άστρα για να προσδιορίσει ότι το Σύμπαν διαστέλλεται. Ο Christian Doppler πέθανε 17 Μαρτίου του 1853.

Παρακολουθείστε ένα διασκεδαστικό video για να αντιληφθείτε το φαινόμενο Doppler.

Πρόσωπα της Επιστήμης: Giovanni Giorgi.

Μικρό ιστορικό σημείωμα αφιερωμένο σε ένα σημαντικό Ιταλό φυσικό τον Giovanni Giorgi, ο οποίος γεννήθηκε 27 Νοεμβρίου της χρονιάς του 1871. Τι είναι όμως αυτό που με έκανε και του αφιερώσω χώρο στο blog σήμερα; Είναι αυτός που πρότεινε ένα ευρύτατα χρησιμοποιούμενο σύστημα για τον ορισμό μονάδων μέτρησης ηλεκτρικών, μαγνητικών και μηχανικών φυσικών μεγεθών.
Καλό είναι να θυμόμαστε αυτούς τους ανθρώπου που εργάστηκαν κα μας έδωσαν τα μετρικά συστήματα που τόσο βοηθάνε την διαχείριση των φυσικών μεγεθών που επινοούνται από τους επιστήμονες. Συνήθως τους ξεχνάμε και ειδικά στην Ελλάδα που τα πάντα σχετίζονται με τον χειρότερο τρόπο μάθησης, αυτόν που θέλει να σε καταστήσει ικανό να απαντήσεις σε θέματα εξετάσεων, ευνουχίζοντας τους σπουδαστές.
Ο Giorgi, λοιπόν, ανέπτυξε το 1901 το Διεθνές Σύστημα Μέτρησης Giorgi, το οποίο είναι γνωστό και ως MKSA Σύστημα. Οι παλιότεροι, όπως εγώ, το θυμόμαστε αφού το χρησιμοποιούσαμε μαζί με το CGS Σύστημα στα σχολικά μας χρόνια. Κανονικά ο Giorgi πρότεινε οι επιστημονικές βασικές μονάδες μέτρησης να είναι το μέτρο, το χιλιόγραμμο, το δευτερόλεπτο και το joule. Με το ampere, την μονάδα για το ρεύμα, να αντικαθιστά το joule, τη μονάδα για την ενέργεια, σχηματίστηκε η τελική μορφή του MKSA Συστήματος που το 1960 εγκρίθηκε από το Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών. Ο Giorgi πριν αφήσει τον κόσμο 19 Αυγούστου του 1950, σε ηλικία 79 ετών, εργάστηκε στην περιοχή της υδροηλεκτρικής ισχύος, καθώς και στα δίκτυα διανομής της ηλεκτρικής ισχύος.

Πρόσωπα της Επιστήμης: Anders Celsius και Abraham de Moivre.

27 Νοεμβρίου είναι μια ημερομηνία που το 1701 γεννήθηκε στην Uppsala ο Anders Celsius, ενώ το 1754 άφησε την τελευταία του πνοή ο Abraham de Moivre. Ο πρώτος υπήρξε αστρονόμος, φυσικός και μαθηματικός και βέβαια είναι σε όλους μας γνωστός για την επινόηση της κλίμακας θερμοκρασιών που φέρει το όνομά του. Για αυτή θα μιλήσουμε σε επόμενη ανάρτηση σε συνδυασμό με στοιχεία από έννοιες της Φυσικής. Ο δεύτερος υπήρξε ένας από τους σημαντικούς Γάλλους μαθηματικούς, πρωτοπόρος στην ανάπτυξη της αναλυτικής τριγωνομετρίας και της θεωρίας των πιθανοτήτων. Μου έκανε εντύπωση η πληροφορία ότι είχε προβλέψει σωστά την ημέρα του θανάτου του. Βρήκε ότι κοιμόταν 15 λεπτά περισσότερο κάθε βράδυ και από αυτή την αριθμητική πρόοδο, υπολόγισε ότι θα πέθαινε την ημέρα που θα κοιμηθεί 24 ώρες. Ουδέν σχόλιο από εμένα.

Στην πρώτη εικόνα το πορτραίτο του Anders Celsius, ενώ για τον Abraham de Moivre, αναρτώ ένα μικρό video.

Αφιερώνοντας το μικρό αυτό σημείωμα στην Μαρία που σπουδάζει Εφαρμοσμένα Μαθηματικά στο Ηράκλειο και στον φίλο μου τον Γιάννη που παλεύει ... λάγνος για τα μαθηματικά, σας δίνω ένα video με τη χρήση του θεωρήματος του de Moivre. Όταν είμαστε μαθητές πριν από πολλά πολλά χρόνια το συζητάγαμε στην αυλή του σχολείου μας με άλλους λάτρεις των μαθηματικών.

Κυριακή, 28 Νοεμβρίου 2010

AstroPoint: Γαλαξίες μεγάλης μάζας σχηματίστηκαν όταν το Σύμπαν ήταν πολύ νέο.

Μερικοί από τους πιο μαζικούς (που έχουν μεγάλη μάζα) γαλαξίες μπορεί να έχουν σχηματιστεί δισεκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από ότι προβλέπουν τα υπάρχοντα επιστημονικά μοντέλα. Αυτό προκύπτει από νέα έρευνα που δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal. Προκαλεί έκπληξη επειδή η ανακάλυψη ενός σχετικά μεγάλου αριθμού πολύ μαζικών, υψηλής φωτεινότητας γαλαξίες οι οποίοι φαίνεται να υπάρχουν πριν από περίπου 12 δισεκατομμύρια χρόνια, τότε δηλαδή που το Σύμπαν ήταν μόνο 1,5 δισεκατομμυρίων χρόνων, δεν είναι συμβατή με τις τελευταίες προβλέψεις των μοντέλων που υπάρχουν για το σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών.
Οι επιστήμονες έχουν δυσκολία να κατανοήσουν τις παρατηρήσεις τους με βάση αυτά τα μοντέλα. Οι γαλαξίες που εντοπίστηκαν πρόσφατα έχουν πέντε μέχρι δέκα φορές μεγαλύτερη μάζα από τον δικό μας Γαλαξία και περιέχονται σε ένα δείγμα που μελετήθηκε με μετατόπιση στο ερυθρό 3
Η μετατόπιση στο ερυθρό είναι το φαινόμενο κατά το οποίο το φωτεινό κύμα «τεντώνεται» και μετατοπίζεται προς μεγαλύτερα μήκη κύματος, προς το ερυθρό άκρο του φάσματος λευκού φωτός, καθώς το αντικείμενο που το εκπέμπει απομακρύνεται από τον παρατηρητή, κάτι που είναι γνωστό ως φαινόμενο Doppler. Κάτι ανάλογο συμβαίνει και με τον ήχο που εκπέμπει μια πηγή, για παράδειγμα ένα αυτοκίνητο που κορνάρει, και το αντιλαμβάνεται ένας παρατηρητής υψηλότερο ήχο όταν πλησιάζει και χαμηλότερο όταν απομακρύνεται από αυτόν. Η μετατόπιση προς το ερυθρό των απομακρυσμένων από εμάς γαλαξιών οφείλεται στη διαστολή του Σύμπαντος. Έτσι όσο μεγαλύτερη είναι η μετατόπιση στο ερυθρό τόσο πιο απομακρυσμένος είναι ο γαλαξίας που εκπέμπει το φως ή διαφορετικά τόσο πιο πίσω στο χρόνο κάνουμε την παρατήρηση. Όσο πιο μεγάλη είναι η μετατόπιση τόσο νεώτερο είναι το Σύμπαν στο οποίο παρατηρείται ο γαλαξίας.
Με συμπλήρωση των υπαρχόντων δεδομένων με εικόνες που λήφθηκαν μέσω ενός νέου συστήματος από πέντε φίλτρων προσαρμοσμένων στην περιοχή κοντά στο υπέρυθρο, οι ερευνητές κατόρθωσαν να έχουν αφενός μια περισσότερο πλήρη θέαση του πλήθους των γαλαξιών σε αυτό το πρώιμο στάδιο, αφετέρου δε και με μεγαλύτερη ακρίβεια τα χαρακτηριστικά του δείγματος των γαλαξιών.
Οι ερευνητές όμως έκαναν και άλλη μια εκπληκτική ανακάλυψη. Περισσότερο από το 80% αυτών των μαζικών γαλαξιών δείχνουν να έχουν πολύ υψηλή υπέρυθρη φωτεινότητα. Αυτό δείχνει πως πρέπει να είναι εκπληκτικά ενεργοί και πολύ πιθανά σε μια φάση έντονης ανάπτυξης. Οι μαζικοί γαλαξίες στο τοπικό μας σύμπαν, αντίθετα, είναι αδρανείς και δεν σχηματίζουν άστρα.
Οι επιστήμονες σημειώνουν πως δυο μπορεί να είναι οι πιθανές αιτίες για τέτοια φωτεινότητα. Μπορεί να σχηματίζονται νέα άστρα από την αστρική σκόνη των εκρήξεων με ρυθμούς των μερικών χιλιάδων ηλιακών μαζών ανά έτος, πράγμα που είναι δεκάδες μέχρι εκατοντάδες φορές μεγαλύτεροι από τους ρυθμούς που εκτιμά το μοντέλο SED (spectral energy distribution). Εναλλακτικά, η υψηλή υπέρυθρη φωτεινότητα θα μπορούσε να οφείλεται σε ένα επικαλυμμένο ενεργό γαλαξιακό πυρήνα που συσσωρεύει μάζα σε γρήγορα αυξανόμενες υπερβολικά μεγάλης μάζας μαύρες τρύπες που βρίσκονται στα κέντρο των γαλαξιών αυτών.
Η ύπαρξη αυτών των γαλαξιών τόσο νωρίς στην ιστορία του Σύμπαντος, καθώς και οι ιδιότητές της, μπορεί να προσφέρουν πολύ σημαντικές ενδείξεις για το πώς σχηματίστηκαν και πως εξελίσσονται γαλαξίες τόσο νωρίς μετά το big bang.

Σάββατο, 27 Νοεμβρίου 2010

Απόψεις: Μια άλλη προσέγγιση του big bang, αυτής του κυρίαρχου μοντέλου, από τον Roger Penrose.

Στο egnonews συνήθως μεταφράζω ειδήσεις που προέρχονται από ερευνητικά κέντρα σε όλα τον κόσμο. Όμως η πληροφορία που διάβασα στο tvxs.gr θεωρώ πως αξίζει τον κόπο να φιλοξενείται στο blog μου για τους φίλους.

Ο χώρος και ο χρόνος δεν δημιουργήθηκαν μαζί με την αρχική «μεγάλη έκρηξη» του σύμπαντος, το γνωστό Big Bang, υποστηρίζει ο πολυβραβευμένος βρετανός φυσικός και μαθηματικός Roger Penrose. Στην πραγματικότητα, αναφέρει, το σύμπαν μας κάνει συνεχείς κύκλους «γέννησης» και «θανάτου», μέσα από μια αιώνια διαδοχή φάσεων ("αιώνων").
Ο Penrose ισχυρίζεται σε νέα μελέτη του, ότι εντόπισε στην κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων, που αποτελεί τον «απόηχο» μέχρι σήμερα του Big Bang, κυκλικά μοτίβα τα οποία παραπέμπουν ακριβώς σε μια «κυκλική» κοσμολογία.
Η θεωρία του έρχεται σε αντίθεση με το σημερινό κυρίαρχο μοντέλο του «κοσμικού πληθωρισμού», το οποίο δέχεται ότι το σύμπαν «φούσκωσε» απότομα αμέσως μετά τη δημιουργία του. Σύμφωνα με την «πληθωριστική θεωρία», το σύμπαν ξεκίνησε από ένα σημείο άπειρης πυκνότητας πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, επεκτάθηκε υπερβολικά γρήγορα μέσα σε κλάσματα του δευτερολέπτου και σήμερα συνεχίζει ακόμα την αδιάκοπη επέκτασή του, αν και με πολύ βραδύτερο ρυθμό σε σχέση με το αρχικό «φούσκωμα», ώσπου να καταλήξει κάποτε σε ένα ομοιόμορφο και παγωμένο διάστημα.
Ωστόσο, ο Penrose είναι αντίθετος με αυτή τη θεωρία, υποστηρίζοντας ότι η ανωτέρω εικόνα δεν εξηγεί το πολύ χαμηλό βαθμό εντροπίας από τον οποίο πιστεύεται ότι γεννήθηκε το σύμπαν, κάτι που επέτρεψε να υπάρξει πολύ γρήγορα ένας υπερβολικά υψηλός βαθμός «τάξης», από όπου σταδιακά ξεπήδησαν τα άστρα, οι γαλαξίες και η ζωή (του ανθρώπου συμπεριλαμβανομένου).
Σύμφωνα με τον ίδιο, το Big Bang δεν ήταν ένα και μοναδικό, αλλά υπήρξαν πολλά στη σειρά στην ιστορία του σύμπαντος και κάθε φορά ένας νέος «αιώνας» ξεκινούσε. Ο Penrose πιστεύει ότι κάθε φορά, στο τέλος ενός «αιώνα», το σύμπαν, μετά τη συνεχή επέκτασή του, γίνεται άπειρα μεγάλο, ώσπου τελικά κάνει την «μετάβαση» στην επόμενη φάση ("αιώνα"), οπότε γίνεται ξανά άπειρα μικρό, εκρήγνυται και πάλι με ένα νέο Big Bang, αρχίζει ξανά να επεκτείνεται κ.ο.κ., σε μια κυκλική διαδοχή συμπάντων. Μεταξύ άλλων, θεωρεί ότι στο μεταβατικό στάδιο η εντροπία πέφτει σε πολύ χαμηλό επίπεδο, επειδή οι μαύρες τρύπες, που καταστρέφουν κάθε πληροφορία την οποία απορροφούν, εξατμίζονται καθώς το σύμπαν επεκτείνεται κι έτσι μειώνεται η συνολική εντροπία.
Σύμφωνα με το «Physics World», οι εκτιμήσεις του Penrose βασίζονται στις παρατηρήσεις του δορυφόρου WMAP της NASA. Σε συνεργασία με τον Vahe Gurzadyan του Ινστιτούτου Φυσικής του Ερεβάν στην Αρμενία, ανέλυσε στοιχεία επτά ετών από το δορυφόρο WMAP που κατέγραψε την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, η οποία πιστεύεται ότι δημιουργήθηκε περίπου 300.000 χρόνια μετά το Big Bang και έκτοτε παρέχει πληροφορίες για την κατάσταση του πρωτογενούς σύμπαντος.
Οι δύο επιστήμονες -που επίσης χρησιμοποίησαν στοιχεία από το πείραμα Boomerang στην Ανταρκτική- λένε ότι εντόπισαν σαφείς ομόκεντρους κύκλους μέσα στα δεδομένα, δηλαδή περιοχές στον «ουρανό των μικροκυμάτων», όπου η θερμοκρασία της ακτινοβολίας είναι σαφώς μικρότερη από τις άλλες περιοχές.
Σύμφωνα με τους δύο επιστήμονες, αυτοί οι κύκλοι μας επιτρέπουν να δούμε πίσω από το Big Bang και να διακρίνουμε τον «αιώνα» που προϋπήρξε στο προηγούμενο σύμπαν. Οι κύκλοι, όπως ισχυρίζονται, αποτελούν απομεινάρια στο δικό μας «αιώνα», τα οποία άφησαν οι σφαιρικοί κυματισμοί των βαρυτικών κυμάτων, που δημιουργήθηκαν όταν οι μαύρες τρύπες συγκρούονταν στον προηγούμενο «αιώνα».Όπως αναφέρουν, αυτοί οι κύκλοι θέτουν σε αμφισβήτηση την θεωρία του «κοσμικού πληθωρισμού», η οποία θεωρεί ότι η κατανομή των αποκλίσεων της θερμοκρασίας στο σύμπαν θα έπρεπε να είναι απολύτως τυχαία και όχι να ακολουθεί κάποια πρότυπα (εν προκειμένω κυκλικά).

Σχόλιο:
Παρόλο που θεωρούμε σκεπτικιστής σε σχέση με την κυρίαρχη υπόθεση της λεγομένης Μεγάλης Έκρηξης, εν τούτοις ως Δάσκαλος Φυσικής πρέπει να προτείνω να δείτε το video που ακολουθεί και παρουσιάζει σύντομα την υπόθεση του big bang. Η είδηση που προηγείται είναι μια από αυτές που κρατάνε ακόμη το big bang ως υπόθεση, αν και πολλοί βιάζονται να το αναβαθμίσουν σε θεωρία. Μπορείτε να διαβάσετε σχετικά σε βιβλία του Ευτύχη Μπιτσάκη.

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Ferdinand de Saussure.

Ας μιλήσουμε σήμερα για ένα σημαντικό γλωσσολόγο, τον Ελβετό Ferdinand de Saussure. Γεννήθηκε 26 Νοεμβρίου του 1857, στην Γενεύη και οι ιδέες του για τη δομή της γλώσσας οδήγησαν στη θεμελίωση για πολλές από τις προσεγγίσεις και τις εξέλιξης των γλωσσικών επιστημών του 20 ου αιώνα. Το έργο για το οποίο είναι ευρέως γνωστός είναι το Cours de linguistique générale (1916) που καταρτίστηκε με τις σημειώσεις από τις παραδόσεις του, τις οποίες συνέλεξαν οι μαθητές του μετά από το θάνατό του 22 Φεβρουαρίου του 1913. Η εστίαση εκ μέρους του ως «υποκείμενο σύστημα» ενέπνευσε την πορεία της σημειολογίας και του δομισμού και συχνά θεωρείται ως ιδρυτής της σύγχρονης γλωσσολογίας.

Παρασκευή, 26 Νοεμβρίου 2010

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Johannes Diederik van der Waals.

Σε ένα πρόσωπο του οποίου η κύρια εργασία ήταν Δάσκαλος σε σχολείο είναι αφιερωμένη η στήλη σήμερα 23 Νοεμβρίου. Είναι ο Johannes Diederik van der Waals, ένας σε μεγάλο μέρος αυτοδίδακτος σε επιστημονικά θέματα, που γεννήθηκε μια ημέρα σαν και αυτή τη χρονιά του 1837. Γερμανός φυσικός που κέρδισε το βραβείο Nobel, το 1910, για την έρευνά του στην αέρια και υγρή κατάσταση της ύλης. Το κύριο έργο του ήταν η ανάπτυξη μιας εξίσωσης, της εξίσωσης van der Waals, η οποία αντίθετα από τους νόμους των Boyle και Charles, εφαρμόζεται εφαρμόζεται στα πραγματικά αέρια. Οι ασθενείς ηλεκτροστατικές ελκτικές δυνάμεις μεταξύ μορίων και μεταξύ ατόμων καλούνται δυνάμεις van der Waals, προς τιμή του μεγάλου φυσικού. Τα πολύτιμα αποτελέσματα της εργασίας του van der Waals επέτρεψαν στους James Dewar (θυμηθείτε τα θερμός) και Heike Kamerlingh-Onnes να αναπτύξουν μεθόδους υγροποίησης αερίων.

Τρίτη, 23 Νοεμβρίου 2010

Από την Ιστορία της Επιστήμης: Arthur Stanley Eddington.

22 Νοεμβρίου του 1944. Ο Sir Arthur Stanley Eddington αφήνει τον κόσμο μας και περνάει στην αθανασία για το έργο του ως αστροφυσικός και μαθηματικός. Είχε γεννηθεί 28 Δεκεμβρίου του 1882- επομένως θα τον θυμηθούμε και εκείνη την ημερομηνία-και έγινε γνωστός για το έργο του σχετικά με την κίνηση, την κατανομή, την εξέλιξη και τη δομή των άστρων.
Υπήρξε από τους ελάχιστους που κατανόησε και ερμήνευσε την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein, αλλά και πρώτος που το 1917 πρότεινε την μετατροπή της ύλης σε ακτινοβολία που εκπέμπουν τα άστρα. Το 1919 ηγήθηκε αποστολής για τη μελέτη της πορείας του φωτός κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης, με την οποία επιβεβαίωσε την πρόβλεψη της Θεωρίας της Σχετικότητας για καμπύλωση της πορείας του φωτός όταν περνά κοντά από ένα μαζικό ουράνιο σώμα, όπως ο Ήλιος. Ο Eddington ανέπτυξε μια εξίσωση για την πίεση της ακτινοβολίας και το 1924 παρήγαγε μια σημαντική σχέση μάζας-φωτεινότητας. Μελέτησε επίσης τους παλμούς σε μεταβλητούς κηφείδες, καθώς και τις πολύ υψηλές πυκνότητες στους λευκούς νάνους.
Αναζήτησε θεμελιώδεις σχέσεις μεταξύ των κύριων φυσικών σταθερών, ενώ έγραψε πολλά βιβλία για μη εξειδικευμένους στη Φυσική αναγνώστες. Δε θα μπορούσα να μην αναφέρω την αρνητική του συμπεριφορά σε ένα νέο τότε αστροφυσικό τον Subrahmanyan Chandrasekhar, όταν αυτός παρουσίαζε στην Αγγλία τις απόψεις του, παρόλο που αυτές ο Chandrasekhar τις είχε στηρίξει στις απόψεις του Eddington. Αυτό όμως είναι μια άλλη ιστορία στην οποία ίσως αναφερθούμε κάποια άλλη φορά. Αυτό βέβαια καθόλου δεν μειώνει την επιστημονική μεγαλοσύνη του Eddington.

Δείτε το video που αναφέρεται στο πείραμα που έγινε από τον Eddington και σε μια νύχτα έκανε τον Einstein superstar της επιστήμης:

Κυριακή, 21 Νοεμβρίου 2010

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Edwin Powell Hubble.

20 Νοεμβρίου του 1889 γεννήθηκε ένα ακόμη σημαντικός επιστήμονας, ο Αμερικανός αστρονόμος Edwin Powell Hubble. Όσοι παρακολουθούν το blog, θα έχουν διαβάσει πολλές φορές το όνομα αυτό να σηματοδοτεί το μεγάλο διαστημικό τηλεσκόπιο. Ο Hubble γεννήθηκε στο Marshfield και θεωρείται ο ιδρυτής της εξωγαλαξιακήςαστρονομίας, είναι δε αυτός που βρήκε τα πρώτα δεδομένα που δείχνουν την επέκταση του Σύμπαντος. Το 1923 με 1925 αναγνώρισε μεταβλητούς Κηφείδες στα «σπειροειδή νεφελώματα» Μ31 και Μ33 και κατά συνέπεια απέδειξε ότι αυτοί βρίσκονται έξω από τον Γαλαξία μας.

Η έρευνά του σε αυτά τα αντικείμενα, που τα αποκαλούσαν εξωγαλαξιακά νεφελώματα και τα οποία σήμερα οι αστρονόμοι αποκαλούν γαλαξίες, οδήγησε στην σημερινή τυπική ταξινόμησή τους σε ελλειπτικούς, σπιράλ και ανώμαλους γαλαξίες και απέδειξε ότι αυτοί κατανέμονται ομοιόμορφα σε μεγάλες αποστάσεις. Ο Hubble μελέτησε τις αποστάσεις των γαλαξιών και την μετατόπιση του ερυθρού από το φως τους και το 1929 δημοσίευσε τη σχέση μεταξύ ταχύτητας και απόστασης, η οποία είναι η βάση της σύγχρονης αστρονομίας. Ο Hubble πέθανε 28 Σεπτεμβρίου του 1953.

Δείτε στο video μια από τις αποστολές του τροχιακού τηλεσκοπίου Hubble:

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Otto von Guericke.

Ήταν 20 Νοεμβρίου 1602 όταν ήλθε στην ζωή ο Γερμανός φυσικός Otto von Guericke. Υπήρξε σημαντικός ερευνητής των ιδιοτήτων του κενού και το 1654 έγινε ο εφευρέτης της πρώτης αντλίας κενού που παρήγαγε κενό. Ενώ υπηρετούσε ως δήμαρχος της πόλης του Madgeburg, to 1663, έδειξε ότι δυο χάλκινα ημισφαίρια διαμέτρου 51 εκατοστών που διατηρούνται ενωμένα, όταν αφαιρεθεί ο αέρας από το εσωτερικό τους, θα μπορούσαν να κρατούνται τόσο ισχυρά από την πίεση του αέρα, ώστε ομάδες αλόγων που ήταν δεμένες σε κάθε ημισφαίριο δεν ήταν ικανές να τα ξεχωρίσουν. Μελέτησε επίσης το ρόλο του αέρα στην καύση και στην αναπνοή, αλλά και με τη εφεύρεση της πρώτης ηλεκτροστατικής μηχανής-μια σφαίρα από θειάφι που μπορεί να περιστρέφεται και στην οποία ακουμπώντας τα χέρια παρήγαγε ευμεγέθη σπινθήρες και έδειξε ότι τα όμοια φορτία απωθούν το ένα το άλλο. Ο Otto von Guericke άφησε την τελευταία του πνοή 11 Μαΐου του 1686.

Δείτε το video που ακολουθεί για να καταλάβετε δυο πράγματα τουλάχιστον: Πρώτον πόσο δύσκολο είναι να χωριστούν δυο ημισφαίρια όταν από το εσωτερικό τους αφαιρεθεί ο αέρας, αυτό που έκανε ο Guericke δηλαδή και δεύτερον πως μπορεί η προσέγγιση της Φυσικής να γίνει διασκεδαστική για τους μαθητές (αυτό αποτελεί και πρότασή μου για τους συναδέλφους).

Παρασκευή, 19 Νοεμβρίου 2010

AstroPoint: Αστρονόμοι ανακαλύπτουν τον πρώτο πλανήτη από άλλο γαλαξία.

Ένας εξωπλανήτης που περιφέρεται γύρω από ένα άστρο από άλλο γαλαξία, που εισήλθε στον Γαλαξία μας, έχει εντοπιστεί από μια Ευρωπαϊκή ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας το MPG/ESO 2,2 μέτρων τηλεσκόπιο στο παρατηρητήριο της ESO, La Silla στην Χιλή.
Ο πλανήτης που μοιάζει με τον πλανήτη Δία, του δικού μας πλανητικού συστήματος, είναι πραγματικά ασυνήθιστος, καθώς βρίσκεται σε τροχιά γύρω από ένα άστρο το οποίο βρίσκεται στο τέλος της ζωής του και θα έπρεπε να τον είχε «καταπιεί», παρέχοντας ενδείξεις σχετικά με την μοίρα του δικού μας πλανητικού συστήματος στο απώτερο μέλλον.
Τα τελευταία 15 χρόνια οι αστρονόμοι έχουν ανιχνεύσει περίπου 500 πλανήτες να περιφέρονται γύρω από άστρα στη κοσμική γειτονιά μας, αλλά δεν έχουν επιβεβαιώσει την ύπαρξη κανενός έξω από τον Γαλαξία μας. Τώρα, ωστόσο, ένας πλανήτης με μάζα τουλάχιστον 1,25 φορές της μάζας του Δία έχει ανακαλυφθεί να περιφέρεται γύρω από ένα άστρο εξωγαλαξιακής προέλευσης, έστω και αν σήμερα αυτό σήμερα βρίσκεται στον δικό μας Γαλαξία. Είναι μέρος μιας ομάδας άστρων, που ονομάζεται Helmi stream, που προέρχονται από ένα νάνο γαλαξία τον οποίο είχε καταβροχθίσει ο δικός μας Γαλαξίας, σε μια πράξη γαλαξιακού καταβολισμού, περίπου 6 με 9 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Η εργασία των επιστημόνων δημοσιεύεται στο τελευταίο τεύχος του Science Express.
Το άστρο είναι γνωστό ως HIP 13044 και απέχει 2000 έτη φωτός από τη Γη στο νότιο αστερισμό Fornax. Κάμινος στα Ελληνικά. (Μπορείτε να διαβάσετε για αυτόν τον αστερισμό στο βιβλίο "Ουρανογραφία" του φίλου μου Χάρη Τομπουλίδη, σελίδα 132.)
Οι αστρονόμοι εντόπισαν τον πλανήτη, που ονομάζεται HIP 13044 b, ψάχνοντας για μια πολύ μικρή ένδειξη για την ταλάντωση του άστρου που προκαλείται από τη βαρυτική έλξη από ένα συνοδό σε τροχιά. Για αυτές τις ακριβείς παρατηρήσεις η ομάδα χρησιμοποίησε τον υψηλής ανάλυσης φασματογράφος FEROS, που προσαρμόστηκε στο 2,2 μέτρων τηλεσκόπιο MPG/ESO, στην Χιλή.
Ο πλανήτης HIP 13044 b, είναι επίσης ο μόνος, από τους λίγους γνωστούς εξωπλανήτες, που έχει επιβιώσει από την περίοδο της διεύρυνσης του άστρου που τον φιλοξενεί, μετά την εξάντληση του καυσίμου υδρογόνου στον πυρήνα του, κατά τη φάση της εξέλιξης του άστρου που αυτό ονομάζεται κόκκινος γίγαντας. Το άστρο έχει τώρα πάλι συρρικνωθεί και καίει ήλιο στον πυρήνα του.

Για το θέμα δείτε το video με περισσότερα στοιχεία για την περιφορά του εξωπλανήτη, αλλά και τα μέσα με τα οποία εντοπίστηκε:

Πέμπτη, 18 Νοεμβρίου 2010

Science: Άτομα Αντιύλης για πρώτη φορά διατηρούνται "μεγάλη"χρονική διάρκεια.

Άτομα αντιύλης, αντι-υδρογόνου, για πρώτη φορά έχουν παγιδευτεί και αποθηκευθεί από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων, την συνεργασία ALPHA, που εργάζονται στο CERN, τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό για την Πυρηνική Έρευνα, κοντά στην Γενεύη, στην Ελβετία. Σημαντική συμβολή στα αποτελέσματα αυτής της διεθνούς προσπάθειας έχουν επιστήμονες από το U.S. Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory και το University of California στο Berkeley.
Το άτομο του αντι-υδρογόνου συνίσταται από ένα αρνητικά φορτισμένο αντιπρωτόνιο γύρω από το οποίο περιφέρεται ένα θετικά φορτισμένο αντι-ηλεκτρόνιο ή ποζιτρόνιο, όπως ονομάζεται. Να θυμηθούμε πως το συμβατικό άτομο της ύλης αντίστοιχα συνίσταται από ένα θετικά φορτισμένο πρωτόνιο, ως πυρήνα και ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο γύρω του. Για να διαμορφωθεί το αντι-υδρογόνο, οι επιταχυντές που τροφοδοτούν πρωτόνια στον LHC στο CERN, διαφοροποιούν μερικά από αυτά και διαμορφώνουν αντι-πρωτόνια οδηγώντας τα σε ένα μεταλλικό στόχο. Τα αντιπρωτόνια που παράγονται αποθηκεύονται σε ένα αποθηκευτικό δακτύλιο, ένα επιταχυντή κυκλικού σχήματος, τον Επιβραδυντή Πρωτονίων (Antiproton Decelerator) όπου διατηρούνται για μεγάλο χρονικό διάστημα. Από εκεί θα τα προμηθευτούν οι επιστήμονες τόσο για το πείραμα ALPHA, όσο και για άλλα πειράματα.
Στο πείραμα ALPHA τα αντιπρωτόνια περνούν μέσω μια σειράς από φυσικά εμπόδια, μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία και νέφη «κρύων» ηλεκτρονίων για να «δροσιστούν» περισσότερο. Τελικά τα χαμηλής ενέργειας αντιπρωτόνια εισάγονται στην περιοχή παγίδευσής τους για το πείραμα ALPHA. Εν τω μεταξύ χαμηλής ενέργειας ποζιτρόνια που παράγονται από τη διάσπαση μια ραδιενεργούς πηγής Νατρίου, εισάγονται στην περιοχή παγίδευσης από την αντίθετη άκρη. Η διατήρηση χωριστά των δυο διαφορετικά φορτισμένων σωματίων, γίνεται με συνδυασμούς ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. Για να ενωθούν με τα ποζιτρόνια σε ένα κεντρικό χώρο, τα αντιπρωτόνια πρέπει να «ωθηθούν» προσεκτικά από ένα ταλαντούμενο ηλεκτρικό πεδίο, το οποίο αυξάνει την ταχύτητα με ελεγχόμενο τρόπο.


Με αυτό τον τρόπο (η τεχνική ονομάζεται autoresonance technique) προστίθεται στο αντιπρωτόνιο ακριβώς η ενέργεια που χρειάζεται για να διαμορφωθούν χαμηλής ενέργειας αντι-άτομα. Λόγω διαφόρων αιτίων οι περισσότερες από αυτές τις νέες δομές εκμηδενίζονται, αλλά οι ερευνητές, χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά πεδία για να σαρώνουν την περιοχή παγίδευσης, κατάφεραν να προσδιορίσουν 38 άτομα αντι-υδρογόνου που επέζησαν στην περιοχή για τουλάχιστον 172 χιλιοστά του δευτερολέπτου, δηλαδή σχεδόν 2 δέκατα του δευτερολέπτου. Βέβαια ο αριθμός των αντι-ατόμων που έγινε κατορθωτό να παγιδευτούν και να διατηρηθούν είναι πάρα πολύ μικρός για να τροφοδοτήσει τον αντιδραστήρα ύλης-αντιύλης του αστροσκάφους Enterprise, αλλά είναι σίγουρο ότι έχει γίνει ένα βήμα. Η μελέτη των αντι-ατόμων θα δώσει την ευκαιρία στους επιστήμονες να αποκαλύψουν σε τι η φυσική της αντιύλης διαφέρει από αυτή της κανονικής ύλης που κυριαρχεί στον κόσμο που γνωρίζουμε.

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Για το πρώτο "ποντίκι" των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών.

Αλλά 17 Νοεμβρίου της χρονιάς του 1970,εκδόθηκε στις ΗΠΑ το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για το ποντίκι για τον εφευρέτη του Doug Engelbart, ένα «Χ-Υ δείκτη θέσης για ένα σύστημα παρακολούθησης». Αυτός και οι συνάδελφοί του το ονόμασαν ποντίκι εξαιτίας του καλωδίου του που μοιάζει σαν ουρά ποντικιού. Το πρώτο ποντίκι ήταν μια απλή κατασκευή με κάλυμμα από ξύλο και ένα κουμπί για πάτημα στο πάνω μέρος του.

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Eugene Paul Wigner.

17 Νοεμβρίου 1902, γεννήθηκε ο Αμερικανός φυσικός που γεννήθηκε στην Ουγγαρία, Eugene Paul Wigner ο οποίος μαζί με τους Maria Goeppert Mayer και Johannes Hans Jensen κέρδισαν το βραβείο Nobel για τη Φυσική τη χρονιά του 1963 για την διεισδυτική του προσέγγιση της κβαντικής μηχανικής, την συνεισφορά του στην θεωρία του ατομικού πυρήνα και τα στοιχειώδη σωμάτια και ειδικά για την ανακάλυψη και εφαρμογή των θεμελιακών αρχών συμμετρίας. 1 Ιανουαρίου του 1995 ο Wigner αφήνει την τελευταία του πνοή σε ηλικία 93 ετών.

Τετάρτη, 17 Νοεμβρίου 2010

Για το φαινόμενο των Λεοντιδών πεφταστεριών και τον κομήτη Tempel-Tuttle.

Μετά την πρόσκληση από το φίλιο blog, verianews, να γράψω ένα σημείωμα για το φαινόμενο των πεφταστεριών που παρατηρήθηκε τις προηγούμενες ημέρες, ανταποκρίνομαι. Το κείμενο δημοσιεύεται στο egnonews.blogspot.com στο οποίο καθημερινά ανεβάζω νέα από την επιστημονική γνώση που παράγεται κάθε ημέρα στα διάφορα πανεπιστημιακά εργαστήρια και ερευνητικά κέντρα σε όλο τον πλανήτη.

Τούτες τις ημέρες 17 και 18 Νοεμβρίου θα βρίσκεται στη μεγαλύτερη ένταση, σίγουρα μικρότερη από άλλες φορές, το φαινόμενο των πεφταστεριών στον ουρανό και του δικού μας τόπου. Αν φυσικά τα σύννεφα επιτρέψουν τα μάτια των ανθρώπων να απολαύσουν την ομορφιά των ουρανών. Οι Λεοντίδες, έτσι λέγονται τα συγκεκριμένα πεφταστέρια προέρχονται από τον κομήτη 55P/Tempel-Tuttle (55Ρ/Τέμπελ-Τατλ) και ονομάζονται έτσι επειδή φαίνεται να προέρχονται από την κατεύθυνση του αστερισμού του Λέοντα. Η βροχή των Λεοντιδών πρόκειται να διαρκέσει περίπου δύο εβδομάδες από 7 έως 28 Νοεμβρίου.
Στο σημείο αυτό καλό θα ήταν να δούμε λίγο το ουράνιο σώμα που αποτελεί την πηγή των πεφταστεριών αυτής της περιόδου. Ονομάστηκε 55P/Tempel-Tuttle, αλλά είναι περισσότερο γνωστός ως κομήτης Tempel-Tuttle. Τον ανακάλυψαν ανεξάρτητα ο Ernst Tempel στις 16 Δεκεμβρίου του 1865 και ο Horace Parnell Tuttle, εικοσιμία μέρες αργότερα, στις 6 Ιανουαρίου του 1866. Το σώμα αυτό είχε εντοπιστεί το 1699 από τον Gottfried Kirch, αλλά δεν είχε αναγνωριστεί ως περιοδικός κομήτης, μέχρι την ανακάλυψή του από τους Tempel και Tuttle κατά τη διάρκεια του περιηλίου το 1866. Το 1933 ο S. Kanda συμπέρανε ότι ο κομήτης του 1366 ήταν ο κομήτης Tempel-Tuttle, κάτι το οποίο επιβεβαιώθηκε από τον Joachim Schubart το 1965. Ο κομήτης εκτιμάται ότι έχει ένα πυρήνα που έχει μάζα περίπου 12 εκατομμύρια εκατομμύρια χιλιόγραμμα, με ακτίνα περίπου 1,8 χιλιόμετρα και μάζα υλικού που αποβάλλεται 5 εκατομμύρια εκατομμύρια χιλιόγραμμα.
Η τροχιά του 55P/Tempel-Tuttle διασταυρώνεται με την τροχιά της Γης γύρω από τον Ήλιο, έτσι οι ροές υλικού που εκτοξεύεται από τον κομήτη κατά τη διάρκεια του περάσματός του από το περιήλιο δεν απλώνονται . Αυτή η σύμπτωση σημαίνει ότι οι ροές από τον κομήτη στο περιήλιο συναντούν τη Γη, οπότε προκύπτει μια καταιγίδα, αυτή των Λεοντιδών μετεώρων, με ένα κύκλο 33 ετών. Η τελευταία τέτοια θεαματική «θύελλα» συνέβη το 2002, συνεπώς η επόμενη θα υπάρξει κάπου κοντά στο 2035.
Οι Λεοντίδες ξεχωρίζουν επειδή η τροχιά του κομήτη Tempel-Tuttle, από τον οποίο προέρχονται, έχει αντίθετη φορά από αυτήν της Γης, με συνέπεια τα θραύσματά του, να συγκρούονται με τον πλανήτη μας μετωπικά, με ταχύτητα σχεδόν διπλάσια από αυτή άλλων διαττόντων. Αναπτύσσεται έτσι, μια μεγαλύτερη θερμοκρασία λόγω της τριβής κατά τη διέλευση των μετεώρων μέσω της γήινης ατμόσφαιρας, με αποτέλεσμα τα πεφταστέρια να καίγονται πιο έντονα και να εκπέμπουν περισσότερη λάμψη κατά την πτώση τους. Ο ρυθμός πτώσης των φωτεινών μετεώρων -που γίνεται με ταχύτητα περίπου 71 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο- υπολογίζεται σε 15 ανά ώρα κατά μέσο όρο.
Από ιστορική άποψη, οι Λεοντίδες έχουν δημιουργήσει μερικά από τα πιο θεαματικά φαινόμενα στους ουρανούς του πλανήτη μας και μάλιστα υπήρξαν φορές, ιδίως μεταξύ των ετών 1998 - 2002, που εξελίχτηκαν σε πραγματική «θύελλα» μετεώρων, στη διάρκεια της οποίας πολλές χιλιάδες «αστεριών» φαίνονταν να πέφτουν κάθε ώρα στη Γη. Οι βροχές των μετεώρων που παρακολουθούμε κατά καιρούς να εμφανίζονται μαζικά παίρνουν το όνομα του αστερισμού που βρίσκεται στην περιοχή του ουρανού όπου εκδηλώνονται, έτσι έχουμε τις Ωριωνίδες, τις Αιγοκερίδες, τις Yδροχοΐδες, τις Περσείδες κ.α..

Και για όσους ή όσες δεν μπόρεσαν να παρακολουθήσουν παρόμοιο φαινόμενο παρατίθεται το παρακάτω video από το φαινόμενο το 2001. Απολαύστε το:

AstroPoint: Το Παρατηρητήριο Chandra της NASA ανακαλύπτει μια νεότατη γειτονική Μαύρη Τρύπα.

Αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το παρατηρητήριο ακτίνων Χ της NASA, Chandra, έχουν ανακαλύψει στοιχεία για την ύπαρξη της νεότερης μαύρης τρύπας στην κοσμική γειτονιά μας. Η ηλικία 30 ετών μαύρη τρύπα παρέχει μια μοναδική ευκαιρία για την παρακολούθηση της ανάπτυξης ενός τέτοιου αντικειμένου από τη «παιδικής» του ηλικίας.
Η μαύρη τρύπα θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πως τα μαζικά άστρα εκρήγνυνται και αφήνουν πίσω τους μαύρες τρύπες ή αστέρια νετρονίων, καθώς και τον αριθμό των μαύρων οπών στον Γαλαξία μας, αλλά και σε άλλους.
Το τριακονταετές αντικείμενο είναι απομεινάρια του SN 1979C, ενός supernova στον γαλαξία M100, περίπου 50 εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά από τη Γη. Δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από το δορυφόρο της NASA, Chandra, το XMM-Newton της ESA (European Space Agency) και του γερμανικού παρατηρητηρίου ROSAT, αποκάλυψαν μια πηγή ακτίνων Χ η οποία παρέμεινε σταθερή κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων από 1995 μέχρι το 2007. Αυτό υποδηλώνει ότι το αντικείμενο είναι μια μαύρη τρύπα η οποία «τρέφεται» είτε από το υλικό του supernova που πέφτει σε αυτήν, είτε από ένα συνοδό άστρο.
Τα αποτελέσματα θα δημοσιευθούν σε paper στο περιοδικό New Astronomy και για το θέμα υπάρχουν στοιχεία στα sites, http://chandra.nasa.gov και http://chandra.harvard.edu.

Δείτε ένα μικρό video με animation για την δημιουργία μιας μαύρης τρύπας από ένα supernova:

Τρίτη, 16 Νοεμβρίου 2010

Science: Ερευνητές ξεκλειδώνουν τα μυστικά του πλάσματος που εκτινάσσεται από τον Ήλιο προς τη Γη.

Ο Ήλιος σποραδικά αποβάλλει τρισεκατομμύρια τόνων αερίου υδρογόνου εκατομμυρίων βαθμών, σε εκρήξεις που ονομάζονται στεφανιαίες εκτινάξεις μάζας (CMEs). Ορισμένα από τα νέφη αυτά είναι τεράστια σε μέγεθος-εκτείνονται εκατομμύρια χιλιόμετρα-και αποτελούνται από μαγνητισμένο πλάσμα αερίων, τόσο θερμό που τα άτομα του υδρογόνου είναι ιονισμένα. Οι CMEs είναι ταχύτατα επιταχυνόμενες από μαγνητικές δυνάμεις σε ταχύτητες από εκατοντάδες χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο σε επάνω από 2000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, σε μερικές δεκάδες λεπτών. Οι CMEs, επίσης, σχετίζονται στενά με τις ηλιακές κηλίδες και όταν προσκρούουν στη Γη μπορεί να προκαλέσουν θεαματικές εμφανίσεις σέλαος. Δημιουργούν ακόμη ισχυρά ηλεκτρικά ρεύματα στο πλάσμα της ατμόσφαιρας της Γης, δηλαδή στη μαγνητόσφαιρα και στην ιονόσφαιρα, οδηγώντας σε διακοπές των τηλεπικοινωνιών των συστημάτων GPS και ακόμη στην κατάρρευση των δικτύων ηλεκτρικής ισχύος εάν οι διαταραχές είναι πολύ σοβαρές.
Το 2006 μια διεθνής αποστολή ζεύγους δορυφόρων που ονομάζεται STEREO, εκτοξεύθηκε για να παρατηρεί διαρκώς τις δομές πλάσματος που εκρήγνυνται από τον Ήλιο προς την Γη. Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το STEREO, επιστήμονες στο Εργαστήριο Έρευνας του Ναυτικού (NRL) στην Ουάσινγκτον έχουν δείξει για πρώτη φορά ότι η παρατηρούμενη κίνηση των νεφών από το πλάσμα που εκρήγνυται οδηγούμενο από μαγνητικές δυνάμεις μπορεί να εξηγηθεί σωστά με ένα θεωρητικό μοντέλο.
Η θεωρία, αμφισβητούμενη όταν προτάθηκε για πρώτη φορά το 1989 από τον Dr. James Chen του NRL, στηρίζεται στην ιδέα ότι το νέφος του πλάσματος που εκρήγνυται είναι ένα γιγάντιο «σχοινί μαγνητικής ροής», ένα σχοινί από συστρεμμένες γραμμές μαγνητικού πεδίου που σχηματίζουν κάτι σαν ένα μέρος ντόνατς. Οι ερευνητές που εφάρμοσαν τα δεδομένα του STEREO έδειξαν ότι οι θεωρητικές λύσεις συμφωνούν με τις μετρούμενες τροχιές των νεφών που εκτινάσσονται από τον Ήλιο και παρουσίασαν τα αποτελέσματα της εργασίας τους στην 52η ετήσια συνάντηση του Τμήματος Φυσικής του Πλάσματος της American Physical Society που έγινε στο Σικάγο 8-12 Νοεμβρίου.

Παρακολουθήστε το σύντομο video για το φαινόμενο:


Δευτέρα, 15 Νοεμβρίου 2010

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Johannes Kepler.

Ήταν ένας από τους μεγαλύτερους αστρονόμους της εποχής του, αλλά και όλων των εποχών. Ο Johannes Kepler, μελέτησε τα αρχεία με τα δεδομένα των μετρήσεων, που ο Tycho Brahe συγκέντρωσε από τη μελέτη της κίνησης των πλανητών και ειδικά του πλανήτη Άρη, και διαμόρφωσε τους τρεις νόμους που περιγράφουν τις πλανητικές κινήσεις και φέρουν το όνομά του.

Ο Πρώτος περιγράφει το είδος κίνησης των πλανητών, κινούνται σε ελλειπτικές τροχιές έτσι ώστε ο Ήλιος να βρίσκεται σε μια από τις δυο εστίες της. Ο Δεύτερος αναφέρεται στην μεταβαλλόμενη ταχύτητα κίνησης των πλανητών, οι επιβατικές ακτίνες-που ορίζονται από τον Ήλιο και τον πλανήτη-γράφουν σε ίσους χρόνους ίσα εμβαδά. Ο Τρίτος Νόμος είναι αυτός που συγκρίνει τις κινήσεις δυο διαφορετικών πλανητών, ο λόγος τα τετράγωνα των περιόδων κίνησης είναι ανάλογα με τους κύβους της μέσης απόστασής τους από τον Ήλιο. Ήταν σε αυτούς, και ειδικότερα στον τρίτο, στηρίχθηκε ο Isaac Newton για να διαμορφώσει τον δικό του νόμο της παγκόσμιας έλξης.

Ο Kepler υποστήριξε την άποψη ότι οι παλίρροιες οφείλονται στην έλξη της Σελήνης και πίστευε πως το Σύμπαν διέπεται από μαθηματικούς νόμους, αλλά αναγνώριζε την σημασία της πειραματικής επιβεβαίωσής τους. Ο Kepler γεννήθηκε 27 Δεκεμβρίου 1571 και πέθανε 15 Νοεμβρίου του 1630.

Science: Για το πείραμα ALICE στο CERN

Την περίοδο αυτή ήδη βρίσκεται σε εξέλιξη στο πείραμα ALICE του CERN, η διαδικασία για την σύγκρουση βαρέων ιόντων μολύβδου. Με αφορμή συζήτηση για το θέμα με φίλο και συνάδελφο δημοσιεύεται το παρακάτω video του CERN, το οποίο είναι παλιό, αλλά νομίζω ότι αποτελεί μια καλή εισαγωγή για το ALICE.


Και επειδή η Φυσική είναι μια διασκεδαστική διαδικασία διερεύνησης του Πραγματικού ή αν θέλετε την Αντικειμενική Πραγματικότητα, ας δούμε και το παρακάτω video.

Κυριακή, 14 Νοεμβρίου 2010

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Gottfried Wilhelm Leibniz.

Νοέμβριος 1716, 14 του μήνα, ο Gottfried Wilhelm Leibniz, Γερμανός φιλόσοφος, μαθηματικός και πολιτικός σύμβουλος, άφησε την τελευταία του πνοή στο Ανόβερο σε ηλικία 70 ετών. Υπήρξε σημαντικός τόσο στο επίπεδο της μεταφυσικής όσο και ως επιστήμων της λογικής και φυσικά διακρίθηκε για την ανεξάρτητη από άλλους επινόηση τόσο του διαφορικού, όσο και του ολοκληρωτικού λογισμού.
Η συνάντησή του με μελετητές όπως ο Christian Huygens στο Παρίσι και με μέλη της Royal Society, συμπεριλαμβανομένου του Robert Boyle κατά τη διάρκεια δυο ταξιδιών του στο Λονδίνο 1673 και 1676, τον βοήθησε να εισαχθεί στην κατανόηση προβλημάτων που ήταν πρόκληση για τους μαθηματικούς και τους φυσικούς της Ευρώπης. Ο Leibniz δημοσίευσε την επινόησή του, δηλαδή τον διαφορικό και ολοκληρωτικό λογισμό, το 1684, αλλά μπλέχθηκε σε μια πικρή διαμάχη για την προτεραιότητα με τον Isaac Newton, του οποίου οι ιδέες για τον διαφορικό και ολοκληρωτικό λογισμό είχαν μεν αναπτυχθεί νωρίτερα, το 1665, αλλά δημοσιεύθηκαν αργότερα τη χρονιά του 1687.
Ο Gottfried Wilhelm Leibniz γεννήθηκε 1 Ιουλίου 1646 στο Leipzig από τους Friedrich Leibniz και Catherina Schmuck. Ο πατέρας πέθανε όταν ο μικρός ήταν έξι χρονών και την εκπαίδευσή του ανάλαβε η μητέρα του, η διδασκαλία της οποίας επηρέασε την φιλοσοφική του σκέψη κατά την υπόλοιπη ζωή του.

AstroPoint: Νέα μυστηριώδης δομή στον Γαλαξία μας

Το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα, Φέρμι, της NASA αποκαλύπτει στους επιστήμονες μια προηγουμένως αθέατη δομή στο κέντρο του Γαλαξία μας. Εκτείνεται σε μια περιοχή 50 000 ετών φωτός και μπορεί να είναι απομεινάρια έκρηξης μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία μας. Όλη η δομή μοιάζει με ένα ζεύγος φυσαλίδων που εκτείνονται επάνω και κάτω από το κέντρο του γαλαξία, με κάθε λοβό να έχει μέγεθος 25 000 ετών φωτός και φαίνονται να είναι ηλικίας μόνο λίγων εκατομμυρίων ετών.
Δείτε το video στο οποίο εξηγείται από την NASA η παραπάνω πληροφορία:


Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Percival Lowell

Ήταν 12 Νοεμβρίου του 1916 όταν ο Αμερικανός αστρονόμος Percival Lowell άφηνε την τελευταία του πνοή. Υπήρξε ακόμη επιχειρηματίας, μαθηματικός και συγγραφέας. Το 1894 ίδρυσε το παρατηρητήριο Lowell στο Flagstaff της Arizona, που υπήρξε το πρώτο της αστρονομικό παρατηρητήριο. Ο Lowell είχε προβλέψει την ύπαρξη του πλανήτη, άρχισε την αναζήτησή του και οδήγησε στην ανακάλυψή του 14 χρόνια μετά το θάνατό του. Ήταν παθιασμένος με το να βρει αποδείξεις για τη ν ύπαρξη ευφυούς ζωής στον πλανήτη Άρη και τροφοδότησε την άποψη της ύπαρξης καναλιών σε αυτόν. Ο Lowell είχε γεννηθεί 13 Μαρτίου του 1855.

Παρασκευή, 12 Νοεμβρίου 2010

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Όταν το charm quark "είδε" το φως της δημοσιότητας.

Ήταν 11 Νοεμβρίου του 1974 όταν ανακοινώθηκε η ανακάλυψη ενός υποατομικού σωμάτιου, ενός J/ψ μεσόνιου, που περιέχει ένα charm quark ή c-quark όπως λέγεται (συγκεκριμένα ένα c-quark και ένα c-antiquark). Η ανακοίνωση έγινε ταυτόχρονα από δυο Αμερικανικές πειραματικές ομάδες, μια ήταν η ομάδα στο Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), υπό την καθοδήγηση του Burton Richter και άλλη στο Brookhaven National Laboratory (BNL), υπό την καθοδήγηση του Samuel Ting. Η ανακάλυψη του J/ψ μεσόνιου και κατά συνέπεια του c-quark, υπήρξε η απαρχή μιας σειράς ανακαλύψεων που συλλογικά έγιναν γνωστές με τον όρο Επανάσταση του Νοεμβρίου.

Η ύπαρξη του charm quark, πιθανολογείτο από το 1964, αλλά ήταν το 1970 που είχε προβλεφθεί και αυτό πιστώνεται συνήθων στους Sheldon Glashow, Ιωάννη Ηλιόπουλο και Luciano Maiani.

Τρίτη, 9 Νοεμβρίου 2010

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Carl Sagan

Γεννήθηκε στις 9 Νοεμβρίου του 1934, υπήρξε ένας από τους καλύτερους συγγραφέας βιβλίων εκλαϊκευμένης επιστήμης, καθώς ήταν ένας από τους σημαντικούς αμερικανούς αστρονόμους και εξωβιολόγος. Το όνομά του Carl Sagan. Οι μελέτες του αφορούσαν ένα ευρύ φάσμα αντικειμένων: Συνέγραψε μια επιστημονική εργασία για τον πυρηνικό χειμώνα, ερεύνησε την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης, της εποχιακές αλλαγές στον Άρη, τις συνθήκες που επικρατούν στις επιφάνειες των πλανητών και προκάλεσε το ενδιαφέρον των απλών ανθρώπων για το διάστημα με την τηλεοπτική του σειρά Cosmos. Ο Sagan υπήρξε ηγετική φυσιογνωμία στην έρευνα για την αναζήτηση εξωγήινης ευφυΐας και προέτρεψε την επιστημονική κοινότητα να ψάξει, με την χρήση μεγάλων ραδιοτηλεσκοπίων, για ευφυείς εξωγήινες μορφές ζωής. Ακόμη έπαιξε σημαντικό ρόλο στο διαστημικό πρόγραμμα των ΗΠΑ, με την εμπλοκή του στις αποστολές των διαστημοπλοίων Mariner, Viking, and Voyager.

Δείτε παρακάτω δυο video στα οποία ο Carl Sagan μας εισάγει στην τέταρτη διάσταση (από τη σειρά Cosmos) και μας μιλάει για την Γη μας.

Science: Νέο υλικό το που θα μπορούσε να αντικαταστήσει το Teflon

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Manchester δημιούργησαν ένα νέο υλικό το οποίο θα μπορούσε να αντικαταστήσει ή να ανταγωνιστεί το Teflon σε εκατοντάδες καθημερινές εφαρμογές.
Η εργασία είναι μια παγκόσμια προσπάθεια που περιλαμβάνει ερευνητικές ομάδες από την Κίνα, την Ολλανδία, την Πολωνία και τη Ρωσία και τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στην on line έκδοση του περιοδικού Small. Διαβάστε σχετικά: ("Fluorographene: A Two-Dimensional Counterpart of Teflon", Rahul R. Nair et al., Small 2010; DOI: doi.wiley.com/10.1002/smll.201001555).
Ο καθηγητής Andre Geim, ο οποίος μαζί με τον συνάδελφό του καθηγητή Kostya Novoselov κέρδισαν το βραβείο Nobel για την Φυσική το 2010 για το γραφένιο (graphene), τροποποίησε το λεπτότερο υλικό στον κόσμο και παρασκεύασε το fluorographene, ένα υλικό πάχους ενός μορίου χημικά παρόμοιο με το Teflon. Το Teflon είναι ένα πλήρως φθοροποιημένη αλυσίδα ατόμων άνθρακα. Αυτά τα μεγαλομόρια καθώς διατηρούνται ενωμένα , σχηματίζουν το πολυμερές υλικό το οποίο χρησιμοποιείται σε μια ευρεία γκάμα εφαρμογών, περιλαμβανομένου και του αντικολλητικού τηγανιού.
Οι αναγνώστες του egnonews θα θυμούνται την αναφορά στο γραφένιο (graphene) σε προηγούμενη ανάρτηση. Έχει εξαγωνική δομή κυψέλης με τα άτομα του άνθρακα στις κορυφές και σύννεφα ηλεκτρονίων να διαμορφώνουν την πάνω και κάτω επιφάνεια του υλικού. Αν το γραφένιο γεμίσει με άτομα φθορίου (fluorine), ένα άτομο φθορίου σε κάθε άτομο άνθρακα, γίνεται ένας πολύ καλός μονωτής. Πραγματοποιήθηκαν πολλά πειράματα περιλαμβάνοντας και χρήση υδρογόνου στη θέση του φθορίου, αλλά βρέθηκε πως αυτές οι συνθέσεις είναι ασταθείς σε υψηλές θερμοκρασίες.
Το φθορογραφένιο (fluorographene) είναι το πρώτο στοιχειομετρικό παράγωγο του γραφένιου και ένας μεγάλου χάσματος ημιαγωγός. Η ομάδα του Manchester κατάφερε να προσαρτήσει ένα άτομο φθορίου σε κάθε άτομο του γραφένιου. Για να παρασκευάσουν το φθορογραφένιο, οι ερευνητές, πρώτα έλαβαν το γραφένιο ως κρυστάλλους και μετά τους φθοροποίησαν χρησιμοποιώντας ατομικό φθόριο. Το νέο υλικό είναι μηχανικά ισχυρό και χημικά, καθώς και θερμικά σταθερή σύνθεση. Οι ιδιότητες του fluorographene είναι παρόμοιες με τις ιδιότητες του Teflon, για αυτό και αποκαλείται Teflon δυο διαστάσεων (2D Teflon).
Το φθορογραφένιο θα μπορούσε να βρει χρήσεις σε οργανικά LEDs, επειδή είναι πάρα πολύ διαφανές στο ορατό φως, ενώ και οι οθόνες θα μπορούσαν να βρίσκονται στη λίστα των χρήσεών του. Φυσικά βρισκόμαστε ακόμη στην αρχή μιας διαδρομής προς την κατασκευή ενός τέλειου από πλευράς πάχους και δυναμικού μονωτή. Οι ερευνητές έχουν ακόμη πολλά να μάθουν από τη μελέτη των ιδιοτήτων του νέου υλικού.

Κυριακή, 7 Νοεμβρίου 2010

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: Edmond Halley

Γεννήθηκε 8 Νοεμβρίου του 1656 στο Haggerston, βορειοανατολικά στην περιοχή του Λονδίνου, από πατέρα που είχε μια εύρωστη επιχείρηση σαπωνοποιίας, του οποίου πήρε το όνομα: Edmond Halley. Από παιδί είχε μεγάλο ενδιαφέρον για τα μαθηματικά. Σπούδασε στο St Paul's School, και μετά, από το 1673, στο The Queen's College, στην Οξφόρδη.
Το 1682 παντρεύτηκε με την Mary Tooke με την οποία εγκαταστάθηκαν στο Islington και απέκτησαν τρία παιδιά. Ασχολήθηκε τον περισσότερο χρόνο του με την παρατήρηση της Σελήνης, αλλά ενδιαφέρονταν επίσης για τα προβλήματα της βαρύτητας. Ένα από τα προβλήματα που τον απασχόλησε ήταν η απόδειξη του νόμου της πλανητικής κίνησης του Kepler. Τον Αύγουστο του 1684 πήγε στο Cambridge για να το συζητήσει με τον Sir Isaac Newton, για να ανακαλύψει πως ο Newton είχε λύσει ήδη το πρόβλημα χωρίς όμως να κάνει καμιά δημοσίευση. Ο Halley έπεισε τον Newton να γράψει το Principia Mathematica Philosophiae Naturalis (1687), την έκδοση του οποίου χρηματοδότησε.
Το 1691 διεκδίκησε τη θέση του καθηγητή Αστρονομίας στην Οξφόρδη, αλλά εξαιτίας της αθεΐας του πολεμήθηκε από τον Αρχιεπίσκοπο του Canterbury. Τη θέση κέρδισε, με την υποστήριξη του Newton, ο David Gregory. Το 1703 του προσφέρθηκε τελικά, αφού οι εχθροί του είχαν πεθάνει, η θέση του καθηγητή Γεωμετρίας στο πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Δυο χρόνια αργότερα δημοσίευσε δημοσίευσε τη μελέτη Synopsis Astronomia Cometicae, στην οποία διατυπώνει την άποψη πως οι κομήτες που παρατηρήθηκαν τις χρονιές 1456, 1531, 1607 και 1682 ήταν ο ίδιος κομήτης και πρόβλεψε εφαρμόζοντας τη θεωρία βαρύτητας του Newton, πως θα επιστρέψει το 1758. Ο κομήτης επιβεβαίωσε την πρόβλεψη, παρόλο που ο Halley δεν ζούσε πλέον για να τον δει και ονομάστηκε κομήτης του Halley προς τιμή του.
Ο Halley, ο οποίος ανάμεσα σε πολλά επιτεύγματά του πρότεινε και μια υψηλής ακρίβειας μέθοδο για τον υπολογισμό της απόστασης Γης - Ηλίου (1716), διαδέχθηκε το 1720 τον John Flamsteed ως βασιλικός αστρονόμος. Μια θέση που τη διατήρησε μέχρι το 1742, οπόταν και άφησε την τελευταία του πνοή σε ηλικία 85 ετών.

Η κατάρρευση της γέφυρας Tacoma: Ένα φαινόμενο συντονισμού.

7 Νοεμβρίου του 1940, περίπου 11 το πρωί, η πρώτη κρεμαστή γέφυρα Tacoma καταρρέει εξ αιτίας ανέμων που φυσούσαν με 64 km/h, λίγους μήνες μετά την ένταξή της στην κυκλοφορία. Ένα φαινόμενο συντονισμού που μπορεί να είναι καλό παράδειγμα για την διδασκαλία του.Δείτε το video στο κύριο μέρος του blog με τίτλο "Η κατάρρευση της γέφυρας Tacoma". Δείτε παρακάτω το video όπου καταγράφεται η κατάρρευση της γέφυρας.

Η κατάρρευση της γέφυρας Tacoma.

Σάββατο, 6 Νοεμβρίου 2010

WeatherPoint: Ο καιρός στην Βέροια το Σάββατο 6 Νοεμβρίου 2010

Ημερομηνία / Ώρα
Καιρός
Θερμοκρ.
Διεύθυνση
Έντ. ανέμων
06/11/10 00:00 UTC12oC240o2Kt
06/11/10 03:00 UTC11oC235o2Kt
06/11/10 06:00 UTC12oC220o2Kt
06/11/10 09:00 UTC19oC105o1Kt
06/11/10 12:00 UTC20oC80o2Kt
06/11/10 15:00 UTC18oC135o1Kt
06/11/10 18:00 UTC13oC235o2Kt
06/11/10 21:00 UTC11oC230o3Kt

Από τη Ιστορία της Επιστήμης: James Clerk Maxwell.

5 Νοεμβρίου του 1879, άφησε την τελευταία του πνοή ο James Clerk Maxwell. Σκωτσέζος φυσικός και μαθηματικός, ο οποίος γεννήθηκε 13 Ιουνίου του 1831 και με τις έρευνές του ενοποίησε τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό στην έννοια του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

Στο Λονδίνο γύρω στα 1862, ο Maxwell, υπολόγισε ότι η ταχύτητα διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου είναι περίπου όση και η ταχύτητα του φωτός. Μετά από αυτό υποστήριξε ότι το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό φαινόμενο.

Το 1873, παρουσίασε στο Electricity and Magnetism σε πλήρη μορφή τις τέσσερις διαφορικές εξισώσεις, γνωστές ως εξισώσεις του Maxwell, με τις οποίες με συμβολικό φορμαλισμό περιέγραφε πλήρως το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Πέθανε σχετικά νέος, σε ηλικία 48 ετών και πολλές από τις θεωρίες που ανέπτυξε στη Φυσική, αποδείχθηκαν πολύ μετά το θάνατό του. Οι ιδέες του έστρωσαν το δρόμο για να αναπτυχθεί η θεωρία της σχετικότητας του Einstein και η κβαντική θεωρία.

Παρακάτω υπάρχουν δυο μορφές των εξισώσεων του Maxwell:



Παρασκευή, 5 Νοεμβρίου 2010

Ερευνητές ανακάλυψαν πως ηλεκτρική διέγερση του εγκεφάλου βελτιώνει τις μαθηματικές ικανότητες.

Εφαρμόζοντας ηλεκτρικό ρεύμα στον εγκέφαλο, ερευνητές, όπως αναφέρουν σε on line δημοσίευσή τους στο περιοδικό Current Biology, έδειξαν πως θα μπορούσαν να ενισχυθούν οι μαθηματικές ικανότητες ενός ατόμου χωρίς να επηρεαστούν οι άλλες γνωστικές λειτουργίες του. Τα ευρήματα μπορεί να οδηγήσουν στη θεραπεία ατόμων που πάσχουν από μέτριες έως σοβαρές αριθμητικές δυσλειτουργίες, όπως για παράδειγμα η δυσαριθμησία, που υπολογίζεται πως αφορά το 20% (όπως αναφέρεται στο άρθρο) του πληθυσμού, αλλά και ατόμων που έχασαν την ικανότητα να διαχειρίζονται αριθμούς μετά από χτύπημα ή κάποιας εκφυλιστικής ασθένειας.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια μέθοδο διέγερσης του εγκεφάλου γνωστή ως transcranial direct current stimulation (TDCS), που είναι μια μη επεμβατική τεχνική κατά την οποία ασθενές ρεύμα εφαρμόζεται συνεχώς στον εγκέφαλο ενισχύοντας ή μειώνοντας την δραστηριότητα των νευρώνων. Η τεχνική έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον των επιστημόνων κατά την τελευταία δεκαετία εξαιτίας της δυναμικής της να βελτιώνει διάφορες λειτουργίες ανθρώπων με νευρολογικά προβλήματα, όπως αυτών που έχουν υποστεί κάποιο κτύπημα.
Στην εργασία τους οι ερευνητές εφάρμοσαν την TDCS ειδικά στον βρεγματικό λοβό, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι κρίσιμη για την αριθμητική κατανόηση. Η έρευνα στην πρώτη φάση της έγινε σε άτομα που είχαν κανονικές μαθηματικές ικανότητες. Τα αποτελέσματα έδειξαν για τους συμμετέχοντες στην έρευνα πως, μετά από εκπαίδευση που διήρκησε 6 μήνες, η διέγερση του εγκεφάλου βελτίωσε σημαντικά την ικανότητά τους να μαθαίνουν και να επεξεργάζονται νέους αριθμούς.
Αφού με την τεχνική TDCS μπορούν, τα άτομα με κανονικές μαθηματικές ικανότητες, να βελτιώσουν τη δυνατότητα να επεξεργάζονται αριθμούς, οι ερευνητές σχεδιάζουν να εφαρμόσουν τη μέθοδο και σε άτομα με σοβαρές αριθμητικές δυσλειτουργίες. Αν λειτουργήσει θα μπορούσε να έχει σημαντικές συνέπειες, καθώς άτομα με σοβαρές μαθηματικές δυσλειτουργίες συχνά δεν μπορούν να διαχειριστούν βασικές λειτουργίες, όπως να κατανοούν τις ταμπέλες των φαγώσιμων, αλλά και οι φτωχές αριθμητικές ικανότητες είναι συνδεδεμένες με άτομα με χαμηλή αυτοεκτίμηση, ανεπάγγελτα και με χαμηλό εισόδημα και άλλα προβλήματα.

(Μπορείτε να διαβάσετε την περίληψη του άρθρου ή και ολόκληρο το κείμενό του στην τρέχουσε έκδοση του Current Biology)