Τετάρτη, 13 Απριλίου 2016

Interstellar probes at 0.2c

Λίγες μέρες μετά την δεύτερη επιτυχημένη προσγείωση του Falcon 9 της SpaceX, και την πρώτη στην πλατφόρμα στη θάλασσα,
SpaceX's Falcon 9 landing successfully on autonomous spaceport drone ship "Of Course I Still Love You" on April 8th 2016


ένα αρκετά σημαντικό βήμα προς την πιο οικονομική πρόσβαση στο διάστημα, σήμερα είχαμε μια άλλη πολύ ενδιαφέρουσα ανακοίνωση σχετικά με την εξερεύνηση του διαστήματος.
Ο Yuri Milner ανακοίνωσε την πρόθεσή του, στα πλαίσια της πρωτοβουλίας Breakthrough, να στείλει έναν στόλο από ρομποτικά μικρο-διαστημόπλοια στον Α του Κενταύρου, σε απόσταση περίπου 4ων ετών φωτός με ταχύτητα της τάξης του 0.2c, με στόχο να φτάσουν στον προορισμό τους σε διάστημα 20 χρόνων και να στείλουν πληροφορίες στη Γη για ότι συναντήσουν εκεί (#Starshot). Στα παρακάτω λινκ μπορεί να δει κανείς την σχετική ανακοίνωση και το βίντεο της συνέντευξης τύπου που δόθηκε σήμερα σε ζωντανή μετάδοση.
YURI MILNER ANNOUNCES BREAKTHROUGH STARSHOT PROJECT TO DEVELOP 0.2c MISSION TO THE STARS WITHIN A GENERATION
$100 million research and engineering program will seek proof of concept for using light beam to propel gram-scale ‘nanocraft’ to 20 percent of light speed. A possible fly-by mission could reach Alpha Centauri within about 20 years of its launch.

livestream video of the event.


Βρίσκω την όλη ιδέα συγκλονιστική και πάρα πολύ ενδιαφέρουσα και θα είναι ένα φανταστικό επίτευγμα, αν το καταφέρουν. Η όλη ιδέα στηρίζεται στην επιτάχυνση μέσα σε μικρό σχετικά χρονικό διάστημα, με τη βοήθεια μιας πολύ ισχυρής συστοιχίας LASER (και ιστίων), των μικρο-διαστημοπλοίων στο 20% της ταχύτητας του φωτός, τα οποία μετά από αυτό θα βρίσκονται σε βαλλιστική τροχιά προς τον στόχο τους. Σημείο κλειδί στην όλη ιστορία είναι τόσο η ανάπτυξη του LASER όσο και το μικρό μέγεθος και η μικρή μάζα των συσκευών. Ως ενδιάμεσα στάδια στην ανάπτυξη της όλης ιδέας θα είναι η αποστολή τέτοιων συσκευών σε στόχους μέσα στο ηλιακό σύστημα και αν το σκεφτεί κανείς ακόμα και μόνο αυτό είναι καταπληκτική ευκαιρία, αφού ενδεικτικά όπως αναφέρθηκε κάποια στιγμή, ο Πλούτωνας είναι περίπου 4 ώρες φωτός μακριά (αν θυμάμαι καλά) και μια τέτοια συσκευή θα μπορεί να τον φτάσει σε 20 ώρες αντί για 9-10 χρόνια όπως έκανε το New Horizons. Οπότε, εκτός από την τεράστια τεχνολογική επιτυχία και το συγκλονιστικό επίτευγμα της προσέγγισης ενός γειτονικού αστρικού συστήματος σε χρόνο της τάξη της μίας γενιάς, θα υπάρχει και μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον, αφού κανείς θα μπορεί να στείλει με πολύ μικρό κόστος τεράστιο αριθμό από τέτοιες συσκευές μέσα σε λίγες ώρες, όπου θέλει μέσα στο ηλιακό σύστημα.

Αλλά εγώ το βρίσκω τρομακτικά ενδιαφέρον και για έναν ακόμα λόγο. Αναφέρθηκε κάποια στιγμή το θέμα του τι θα δουν αυτά τα διαστημόπλοια που θα κινούνται με ταχύτητα 0.2c καθώς θα διασχίζουν τον Α του Κενταύρου, όπου θα τραβήξουν φωτογραφίες και θα συλλέξουν δεδομένα για να στείλουν στη Γη. Για σκεφτείτε για λίγο, τα περίφημα νοητικά πειράματα με τα τρένα του Einstein. Αυτή θα είναι η πρώτη φορά που θα έχουμε την ευκαιρία να δούμε τον κόσμο όπως θα φαίνεται πάνω από ένα τέτοιο τρένο. Φανταστικό. Αγγίζει την Επιστημονική Φαντασία.

Πως θα φαινόταν λοιπόν μια φωτογραφία τραβηγμένη από ένα τέτοιο τρένο; Η διαίσθησή και όσα μπορεί να γνωρίζει κανείς από την ειδική σχετικότητα μπορεί να τον προδώσει. Ο Avi Loeb μαλλον την πάτησε κατά τη διάρκεια της συνέντευξης τύπου αφού αναφέρθηκε αν άκουσα καλά στην παραμορφωμένη εικόνα των πλανητών που θα δουν τα διαστημόπλοια. Αλλά τα πράγματα δεν είναι έτσι.







Με λίγα λόγια, ενώ θα περίμενε κανείς να δει το σχήμα ενός σφαιρικού πλανήτη παραμορφωμένο λόγο συστολής Lorentz, κάτι τέτοιο δεν θα αποτυπωνόταν σε μια φωτογραφία. Ο λόγος είναι ότι η συστολή “φαίνεται” όταν κάνουμε μια ταυτόχρονη μέτρηση της θέσης των άκρων μιας ράβδου για παράδειγμα, ενώ η φωτογραφία αποτυπώνει στην φωτογραφική πλάκα τα φωτόνια που φτάνουν την ίδια στιγμή στην πλάκα, τα οποία όμως μπορεί να έχουν εκπεμφθεί διαφορετικές στιγμές από το αντικείμενο της φωτογραφίας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα σφαιρικό αντικείμενο να διατηρεί την σφαιρική σιλουέτα του και στην φωτογραφία. Αυτό που παραμορφώνεται είναι η απεικόνιση της επιφάνειας του αντικειμένου.

Περισσότερα σχετικά με αυτό μπορεί να βρει κανείς στις παρακάτω αναφορές.

Invisibility of the Lorentz Contraction (James Terrell, 1959 Phys. Rev. 116, 1041)
The apparent shape of a relativistically moving sphere (R. Penrose, Cambr. Phil. Soc. 55 (1959) 137)
The visual appearance of rapidly moving objects (Victor F. Weisskopf, Physics Today September 1960, page 24)
The apparent shape of rapidly moving objects in special relativity (N. C. McGill, Contemp. Phys. 9 (1968) 33)
Visual appearance of wireframe objects in special relativity (Thomas Müller and Sebastian Boblest 2014 Eur. J. Phys. 35 065025)


Σάββατο, 27 Φεβρουαρίου 2016

Ομιλίες για τα βαρυτικά κύματα

Τις τελευταίες μέρες είχαμε διάφορες ομιλίες σχετικά με την ανίχνευση του πρώτου βαρυτικού κύματος.

Οπότε είπα να μαζέψω εδώ τα διάφορα λινκς για αυτές τις ομιλίες.

Για αρχή έχουμε τις ομιλίες του Κ. Κόκκοτα στην Θεσσαλονίκη και την Αθήνα






Ενώ έχουμε και την ομιλία του Θ. Αποστολάτου στο Ίδρυμα Ευγενίδου που μπορεί να βρει κανείς στο λινκ

https://diavlos.grnet.gr/room/903?eventid=1767

Τέλος, ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει και η παρουσίαση που οργάνωσαν στο Caltech προχθές με κάποια ανέκδοτα γύρω από το γεγονός της ανίχνευσης και μια πολύ ενδιαφέρουσα συζήτηση πάνω στα χαρακτηριστικά του ανιχνευτή.


Τετάρτη, 17 Φεβρουαρίου 2016

Βαρυτικά κύματα - Εκδηλώσεις

Έχουμε λοιπόν δύο ενημερωτικές εκδηλώσεις την επόμενη εβδομάδα σχετικά με την ανίχνευση των πρώτων βαρυτικών κυμάτων
Update από τα σχόλια:
Από ότι φαίνεται οι σχετικές εκδηλώσεις είναι 3 αφού θα υπάρξει και μια ομιλία αυτή τη βδομάδα στη Θεσσαλονίκη (δες αφίσα στο τέλος).

Την Τετάρτη 24 Φεβρουαρίου και ώρα 1:00 στο αμφιθέατρο "Αρίσταρχος" του τμήματος Φυσικής του ΕΚΠΑ στην Πανεπιστημιούπολη Ζωγράφου, θα δοθεί το ακόλουθο σεμινάριο:

Ομιλητής: Καθηγητής Κωνσταντίνος Κόκκοτας
Πανεπιστήμιο Tübingen, Γερμανία

Τίτλος: Βαρυτικά κύματα – Ανίχνευση και Προοπτικές

Περίληψη: Στην ομιλία θα γίνει εκτενής ανάλυση της πολύ πρόσφατης ανίχνευσης των βαρυτικών κυμάτων από την ομάδα του ανιχνευτή LIGO. Θα συζητηθεί η μεγάλη σημασία της ανίχνευσης αυτής και οι προοπτικές που ανοίγονται όσον αφορά στο μέλλον της αστρονομίας βαρυτικών κυμάτων, τόσο από θεωρητική όσο και από παρατηρησιακή σκοπιά.

Update 23/3: Live αναμετάδοση του σεμιναρίου του Κ. Κόκκοτα εδώ http://live.uoa.gr

Το βασικό ερευνητικό πεδίο του Καθηγητή Κωνσταντίνου Κόκκοτα είναι πάνω στα βαρυτικά κύματα και την δυναμική των αστέρων νετρονίων και των μελανών οπών. Είναι από τους κορυφαίους ερευνητές στο πεδίο των quasi-normal modes (QNMs) των μελανών οπών και των αστέρων νετρονίων και στο πεδίο της αστροσεισμολογίας των αστέρων νετρονίων.

Πριν μερικά χρόνια και με αφορμή και ένα συνέδριο ΝΕΒ που είχε πραγματοποιηθεί στη Θεσσαλονίκη, η εκπομπή "Ανιχνεύσεις" είχε ως καλεσμένους τους Κ. Κοκκοτα και Νίκο Στεργιούλα (ο οποίος κάνει έρευνα στο πανεπιστήμιο της Θεσσαλονίκης πάνω στην αριθμητική σχετικότητα και την προσομοίωση συμπαγών πηγών βαρυτικών κυμάτων), καθώς και τον Λέανδρο Περιβολαρόπουλο.
Έχει ενδιαφέρον να δει κανείς το βίντεο και να δει για παράδειγμα τι περιμέναμε πριν από 6-7 χρόνια για τα βαρυτικά κύματα.




Μια μέρα πριν, την Τρίτη 23 Φεβρουαρίου 2016,στο Ίδρυμα Ευγενίδου στις 7:00 το απόγευμα, ο Δρ. Θεοχάρης Αποστολάτος, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήματος Φυσικής, Ε.Κ.Π.Α. θα δώσει μια ομιλία για το ευρύτερο κοινό με τίτλο, «Βαρυτικά Κύματα: Πλέον μπορούμε να ακούσουμε τη μελωδία του Κόσμου», όπου θα παρουσιάσει τα αποτελέσματα του LIGO.

Ο Θεοχάρης Αποστολάτος, έχει διατελέσει μαθητής του Κιπ Θορν και το βασικό του ερευνητικό πεδίο είναι η αστρονομία βαρυτικών κυμάτων (πηγές και ανίχνευση) καθώς και οι ιδιότητες του χωροχρόνου γύρω από συμπαγή αντικείμενα. Μάλιστα κάποια στοιχεία της ανάλυσης του πρόσφατου βαρυτικού σήματος βασίζονται και σε δικές του εργασίες.
Περισσότερες λεπτομέρειες για αυτή την εκδήλωση μπορεί να δει κανείς εδώ.

Update: Σχετικά με την εκδήλωση στη Θεσσαλονίκη η παρακάτω αφίσα έχει τις λεπτομέρειες (thanks physicsgg).


Και επειδή είναι πιο οργανωμένοι στη Θεσσαλονίκη, η εκδήλωση θα μεταδοθεί και με live streaming από τις διευθύνσεις
http://www.auth.gr/video/19884
http://www.auth.gr/news/audiovisual

Πέμπτη, 11 Φεβρουαρίου 2016

Το πρώτο σήμα Βαρυτικών Kυμάτων

Τα βαρυτικά κύματα είναι η τελευταία μεγάλη πρόβλεψη της θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας για την ανίχνευση των οποίων έχει γίνει μια μεγάλη προσπάθεια τις τελευταίες δεκαετίες με διάφορους ανιχνευτές (LIGO, VIRGO, GEO 600, TAMA 300, κ.ο.κ. δες εδώ) που είναι σε λειτουργία, αναβαθμίζονται ή θα αναβαθμιστούν, και σχεδιάζονται να κατασκευαστούν στο μέλλον.

Η πιο πρόσφατη εξέλιξη ήταν μετά το καλοκαίρι που τέθηκε σε λειτουργία το αναβαθμισμένο LIGO το οποίο έχει αυξήσει σημαντικά την ευαισθησία, αυξάνοντας έτσι τις πιθανότητες ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων. Πολύς κόσμος μάλιστα ήταν σίγουρος ότι το LIGO θα έβλεπε κάποιο σήμα μέσα στο 2016.

Και από ότι φαίνεται έτσι και έγινε. Και μάλιστα έγινε και με τον πιο θεαματικό τρόπο. Το LIGO είδε στις 14 Σεπτέμβρη 2015 στις 9:50:45 UTC βαρυτικό σήμα στην περιοχή των συχνοτήτων από 35Hz ως τα 250Hz που υποδεικνύει την συγχώνευση δύο μελανών οπών μεγάλης μάζας, $$\reverse\opaque 29^{+4}_{-4} M_{\odot}$$ και $$\reverse\opaque 36^{+5}_{-4} M_{\odot}$$ η κάθε μία, οι οποίες είχαν ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας νέας μαύρης τρύπας η οποία αρχικά ταλαντωνόταν εξαιτίας της βίαιης διαδικασίας της σύγκρουσης που τελικά μετά από κάποιο χρόνο, και αφού εξέπεμψε όλες τις διαταραχές μέσα από μια διαδικασία που λέγετε ringdown, κατέληξε σε μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα τύπου Kerr με μάζα $$\reverse\opaque 62^{+4}_{-4} M_{\odot}$$ και περιστροφή $$\reverse\opaque j= J/M^2= 0.67$$. Από την διαδικασία ενέργεια ίση με $$\reverse\opaque 3^{+0.5}_{-0.5} M_{\odot}c^2$$ εκπέμφθηκε υπό μορφή βαρυτικών κυμάτων. Η πηγή υπολογίζεται ότι βρίσκεται σε luminosity distance $$\reverse\opaque 410^{+160}_{-150} Mpc$$ ή διαφορετικά σε κοσμολογικό redshift ίσο με $$\reverse\opaque z=0.09^{+0.03}_{-0.04}$$.
Το LIGO λοιπόν μέτρησε τα βαρυτικά κύματα και στους δύο ανιχνευτές του (LIGO Hanford, Washington State και LIGO Livingston, Louisiana State) που έχουν απόσταση 3002 km.

Το σήμα από μια τέτοια διαδικασία, σύμφωνα με τις προβλέψεις, έχει 3 χαρακτηριστικά μέρη, το πρώτο από την αρχική φάση όπου οι δύο αρχικές μαύρες τρύπες περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη εκπέμποντας βαρυτικά κύματα και χάνοντας ενέργεια όπου πλησιάζουν μέχρι να συγκρουστούν (η διαδικασία αυτή λέγεται inspiral και το κομμάτι αυτό του σήματος λέγεται chirp), το δεύτερο όπου έχουμε την βίαιη σύγκρουση, και τέλος το τρίτο όπου το τελικό αντικείμενο ταλαντώνεται και εκπέμπει όλες τις διαταραχές που έχει (ringdown) μέχρι να καταλήξει σε μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα τύπου Kerr που διαθέτει μόνο μάζα και περιστροφή και δεν έχει καμία επιπλέον πολυπλοκότητα στη δομή της, όπως προβλέπει το no-hair theorem.

Και εδώ είναι που αρχίζει να γίνεται πραγματικά ενδιαφέρον το πράγμα, πέρα από την απλή επαλήθευση της ύπαρξης και την άμεση παρατήρηση των βαρυτικών κυμάτων, αφού από το αρχικό σήμα του inspiral μπορούμε να μετρήσουμε τις ιδιότητες των δύο αρχικών μελανών οπών, ενώ από το ringdown μπορούμε να μετρήσουμε τις ιδιότητες τη τελικής μαύρης τρύπας. Και το μεγάλο ερώτημα εδώ είναι, είναι οι μαύρες αυτές τρύπες οι μαύρες τρύπες που προβλέπει η Γενική Σχετικότητα; Έχουν όλες τις σωστές ιδιότητες; Έχουν τα σωστά ανώτερα πολύπολα; Κάποιες από τις εναλλακτικές θεωρίες βαρύτητας που έχουμε προβλέπουν ότι οι περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες θα είναι λίγο διαφορετικές από τις μαύρες τρύπες τύπου Kerr που προβλέπει η σχετικότητα. Κάποιες άλλες θεωρίες προβλέπουν ότι θα είναι ίδιες με της σχετικότητας. Η μέτρηση λοιπόν αυτών των ιδιοτήτων θα μας πει ακόμα περισσότερα για τη θεωρία της βαρύτητας, από την απλή επαλήθευση της ύπαρξης των βαρυτικών κυμάτων.

Το πρώτο μεγάλο αποτέλεσμα λοιπόν είναι ότι το LIGO κατάφερε να να παρατηρήσει την πρώτη συγχώνευση δύο μελανών οπών (ένα φαινόμενο που παρατηρούμε για πρώτη φορά) καθώς και να ανιχνεύσει άμεσα βαρυτικά κύματα, επιβεβαιώνοντας έτσι την ύπαρξή τους σύμφωνα με τις προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας και των επεκτάσεων/τροποποιήσεών της. Το δεύτερο μεγάλο αποτέλεσμα έχει να κάνει με την μέτρηση των ιδιοτήτων, με τη βοήθεια των βαρυτικών κυμάτων, αυτών των μελανών οπών, που από την μία επιτρέπει τον έλεγχο της σχετικότητας και των διαφόρων εναλλακτικών θεωριών και από την άλλη συνιστά την πραγματοποίηση της πρώτης παρατήρησης ενός νέου κλάδου αστρονομίας, αυτού της αστρονομίας βαρυτικών κυμάτων. Και το δεύτερο είναι το πιο σημαντικό ίσως, αφού είναι η αρχή ενός νέου παράθυρου στο σύμπαν που θα μας βοηθήσει να ξεκλειδώσουμε ακόμα περισσότερα μυστικά της φύσης μαζεύοντας πληροφορίες από ακόμα περισσότερα αντικείμενα στο μέλλον (όπως είναι οι αστέρες νετρονίων, οι εκρήξεις υπερκαινοφανών κλπ).

Και τι είδε λοιπόν το LIGO; Το LIGO μέτρησε καθαρά το αρχικό σήμα του inspiral με τη διαδικασία του match filtering από το οποίο μπόρεσε να εξάγει τις αρχικές μάζες των δύο μελανών οπών, $$\reverse\opaque 29^{+4}_{-4} M_{\odot}$$ και $$\reverse\opaque 36^{+5}_{-4} M_{\odot}$$. Από τα στοιχεία του inspiral οι ερευνητές προέβλεψαν την μάζα και το σπιν της τελικής μαύρης τρύπας.

Ακόμα μέτρησε καθαρά και το ringdown από το οποίο κατάφερε να εξάγει την μάζα και το σπιν της τελικής μαύρης τρύπας. Τα δύο αποτελέσματα από την όλη διαδικασία συμπίπτουν με τις προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτό το θέμα θα παρουσιστούν σε εργασίες που θα ακολουθήσουν.

Και μια ακόμα ενδιαφέρουσα μέτρηση είναι αυτή της μέτρησης της ταχύτητας των βαρυτικών κυμάτων. Από τη φάση του βαρυτικού κύματος μπορεί να εξάγει κάνεις περιορισμούς για την ταχύτητα ή διαφορετικά για την μάζα του κβάντου της βαρύτητας, δηλαδή του γκραβιτονίου. Και το βαρυτικό κύμα λοιπόν κινείται με την ταχύτητα του φωτός και είναι όπως το προβλέπει η σχετικότητα χωρίς μάζα. Περισσότερα για αυτό επίσης θα εμφανιστούν σε επόμενες εργασίες. Περισσότερες λεπτομέρειες μπορεί να δει κανείς εδώ.

Αρχίζει λοιπόν η αστρονομία βαρυτικών κυμάτων και το μέλλον φαντάζει λαμπρό.



Τετάρτη, 10 Φεβρουαρίου 2016

Το live stream της ανακοίνωσης του LIGO

Το National Science Foundation προσφέρει το παρακάτω live stream για το event.



Δευτέρα, 8 Φεβρουαρίου 2016

Ανακοινώθηκε η συνέντευξη τύπου του LIGO

Πριν λίγο ανακοινώθηκαν κάποιες λεπτομέρειες για την συνέντευξη τύπου που ετοιμάζει το LIGO. Παράλληλα με το event στην Αμερική θα πραγματοποιηθεί και έναν αντίστοιχο event στην Ευρώπη από το VIRGO group.




FEBRUARY 11th: Scientists to provide an update on the search for gravitational waves

100 years after Einstein predicted the existence of gravitational waves, the European Gravitational Observatory (EGO) and the VIRGO Collaboration invite the scientific community at the EGO site in Cascina, Pisa (Italy) for an update on efforts to detect them.

Cascina (Pisa, Italy) – Journalists are invited to join the site of the European Gravitational Observatory as it brings together the scientists from the VIRGO Collaboration this Thursday, February 11 at 16:30 p.m. for a status report on the effort to detect gravitational waves – or ripples in the fabric of spacetime – from the VIRGO-LIGO scientific collaborations.

On the same date a simultaneous event organised by the LIGO Scientific Collaboration will take place in Washington, D.C. in the USA.




THURSDAY: SCIENTISTS TO PROVIDE UPDATE ON THE SEARCH FOR GRAVITATIONAL WAVES

100 years after Einstein predicted the existence of gravitational waves, the National Science Foundation gathers scientists from Caltech, MIT and the LIGO Scientific Collaboration to update the scientific community on efforts to detect them.

(Washington, DC) -- Journalists are invited to join the National Science Foundation as it brings together the scientists from Caltech, MIT and the LIGO Scientific Collaboration (LSC) this Thursday at 10:30 a.m. at the National Press Club for a status report on the effort to detect gravitational waves - or ripples in the fabric of spacetime - using the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO).

This year marks the 100th anniversary of the first publication of Albert Einstein's prediction of the existence of gravitational waves. With interest in this topic piqued by the centennial, the group will discuss their ongoing efforts to observe gravitational waves.

LIGO, a system of two identical detectors carefully constructed to detect incredibly tiny vibrations from passing gravitational waves, was conceived and built by MIT and Caltech researchers, funded by the National Science Foundation, with significant contributions from other U.S. and international partners. The twin detectors are located in Livingston, Louisiana, and Hanford, Washington. Research and analysis of data from the detectors is carried out by a global group of scientists, including the LSC, which includes the GEO600 Collaboration, and the VIRGO Collaboration.

Περί βαρυτικών κυμάτων και LIGO

Με την όλη φημολογία γύρω από την επερχόμενη ανακοίνωση ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων από τον ανιχνευτή LIGO, επανέρχεται στο προσκήνιο και η υπόθεση με το BICEP2 και την ανακοίνωσή του σχετικά με την μέτρηση της πόλωσης της ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων (CMB) που υποδείκνυε ότι κατά την πληθωρισμική φάση του σύμπαντος είχαν δημιουργηθεί βαρυτικά κύματα που άφησαν μια χαρακτηριστική υπογραφή στην πόλωση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του CMB.

Αυτό που διαβάζουμε λοιπόν είναι ότι το BICEP2 είχε ανακοινώσει ότι είδε/μέτρησε βαρυτικά κύματα από τη μεγάλη έκρηξη αλλά τελικά διαψεύστηκε.
Τον Μάρτιο του 2015, η ερευνητική κοινότητα είχε αναστατωθεί από φήμες για ανακάλυψη ενός ιδιαίτερου είδους βαρυτικών κυμάτων, τα οποία πρέπει να εμφανίστηκαν μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Η μελέτη όμως τέθηκε υπό αμφισβήτηση, και ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων μένει ανεπιβεβαίωτη.

Αυτό είναι ατυχώς ανακριβές που με περισσότερους από έναν τρόπους παραπληροφορεί αντί να πληροφορεί και επιπλέον προκαλεί σύγχυση γύρω από την αξία της άμεσης μέτρησης βαρυτικών κυμάτων από μια πηγή έναντι της έμμεσης επιβεβαίωσης της ύπαρξής τους.

Για αρχή λοιπόν, περί τίνος πρόκειται η ιστορία με το BICEP2; Τι μέτρησε τελικά; Τι είχε να πει για τα βρυτικά κύματα;

Ερώτηση: Τι μέτρησε το BICEP2;
Απάντηση: Το BICEP2 μέτρησε την πόλωση της διάχυτης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που προέρχεται από τις πρώτες φάσεις της εξέλιξης του σύμπαντος. Το όργανο είναι μια κεραία που μετρά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Ερώτηση: Και η ιστορία με τα βαρυτικά κύματα;
Απάντηση: Η πληροφορία για τα βαρυτικά κύματα είναι έμμεση και βρίσκεται στην πόλωση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Έμμεση παρατήρηση βαρυτικής ακτινοβολίας έχουμε και από άλλα συστήματα, όπως είναι τα διπλά συστήματα αστέρων νετρονίων τα οποία τα βλέπουμε να χάνουν ενέργεια καθώς γυρνάει το ένα άστρο γύρω από το άλλο και η απώλεια ενέργειας που βλέπουμε είναι τόση όση προβλέπει η σχετικότητα για την εκπομπή βαρυτικής ακτινοβολίας. Το πιο διάσημο σύστημα όπου βλέπουμε αυτό το φαινόμενο είναι ο Hulse-Taylor pulsar PSR B1913+16 η ανάλυση του οποίου τους έδωσε και το Νόμπελ (στους Hulse και Taylor).
Αλλά αυτή είναι έμμεση παρατήρηση και προκύπτει από κάτι άλλο που βλέπουμε το οποίο μας προσφέρει πληροφορία για τα βαρυτικά κύματα. Δεν είναι παρατήρηση βαρυτικών κυμάτων.
Και για να είμαστε ακριβείς, μπορεί η αρχική ανακοίνωση του BICEP2 να έδωσε μια υπερεκτιμημένη τιμή για την πόλωση εξαιτίας βαρυτικών κυμάτων από τον πληθωρισμό, αλλά αυτή τη στιγμή μετά από νέα ανάλυση και σε συνεργασία με την ομάδα του PLANCK έχουν δώσει ένα νέο άνω όριο για την πόλωση από βαρυτικά κύματα από τον πληθωρισμό.
Και τι λέει αυτό για τα βαρυτικά κύματα; Τίποτα (σχεδόν). Το μόνο που λέει είναι ότι μοντέλα του πληθωρισμού που προβλέπουν περισσότερη πόλωση από βαρυτικά κύματα δεν ευνοούνται από τα δεδομένα.


Ας επιστρέψουμε λοιπόν στην αναμενόμενη ανακοίνωση του LIGO.
Ερώτηση: Και ποια είναι τελικά η διαφορά; Γιατί είναι πιο σημαντικό το LIGO;
Απάντηση: Η διαφορά είναι ότι εδώ μιλάμε για άμεση παρατήρηση βαρυτικών κυμάτων. Είναι η διαφορά του να είσαι τυφλός και να σου λέει τι βλέπει κάποιος άλλος, και να το βλέπεις εσύ με τα ίδια σου τα μάτια. Ή για να δώσω ένα καλύτερο παράδειγμα, είναι η διαφορά του να αντιλαμβάνεσαι μια μουσική συμφωνία επειδή βλέπεις ή ακουμπάς με το χέρι σου ένα τζάμι που δονείται από τον ήχο και να την ακούς με τα ίδια σου τα αφτιά.
Το LIGO δεν θα βασίζεται σε έμμεσες ενδείξεις της ύπαρξης των βαρυτικών κυμάτων, αλλά μετρά το ίδιο την αλλαγή του μήκους, την συστολή και διαστολή του χώρου ανάμεσα στους καθρέφτες του που προκαλεί το κύμα καθώς περνάει από τον ανιχνευτή. Είναι το ίδιο το “τύμπανο" που πιάνει τον “ήχο”.
Και αυτός ο “ήχος" δεν είναι απλά ακόμα ένα πράγμα που είδαμε ότι υπάρχει και τελείωσε. Αυτός ο “ήχος” κρύβει “μουσική" μέσα του. Κρύβει πληροφορία για την ίδια την φύση της βαρύτητας και κρύβει πληροφορία για την πηγή του σήματος. Με τα πρώτα σήματα του LIGO θα μάθουμε πράγματα για την βαρύτητα και για αστροφυσικά συστήματα σε συνθήκες που μέχρι τώρα δεν είχαμε κανένα τρόπο να μάθουμε και δεν είχαμε ακουμπήσει. Ανοίγουμε τα μάτια μας σε έναν καινούριο αθέατο μέχρι τώρα κόσμο. Ακούμε τους ήχους του σύμπαντος για πρώτη φορά.

Αυτό λοιπόν περιμένουμε τις επόμενες ημέρες από την ομάδα του LIGO και όχι το να υπάρχουν βαρυτικά κύματα ή αν ο Einstein είχε δίκιο ή άδικο ή ποιος θα πάρει το Νόμπελ. Αυτά είναι τρίχες κατσαρές.
Περιμένουμε να δούμε τι ακούσαμε για πρώτη φορά τώρα που ανοίξαμε τα αφτιά μας στο Σύμπαν, γιατί μέχρι τώρα ήμασταν κουφοί.


Woohoo!!!! δεν λες τίποτα...

Παρασκευή, 5 Φεβρουαρίου 2016

More LIGO rumors

Αν είχε h-index το twitter, κάποιοι θα χτύπαγαν κόκκινο στις αυτοαναφορές. Συνεχίζονται λοιπόν οι φήμες σχετικά με την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από το LIGO.



Η αλήθεια είναι ότι το πράγμα γίνεται όλο και πιο συγκεκριμένο. Η ιστορία για την συνέντευξη τύπου στις 11/2 έχει ακουστεί και αλλού, αλλά μέχρι αυτή τη στιγμή, δεν υπάρχει καμία σχετική ανακοίνωση και μιλάμε για μόλις μια βδομάδα από σήμερα.

Τέλος πάντων, το θέμα δεν είναι αν έχουν βάση οι φήμες του Krauss (δεν μπορώ να επιβεβαιώσω ή να διαψεύσω αυτή τη στιγμή), αλλά αν η πρακτική που ακολουθεί σχετικά με ένα τόσο σοβαρό θέμα είναι τελικά για καλό ή για κακό.

Κάποιοι συγκρίνουν την συγκεκριμένη κατάσταση με την περίπτωση των νετρίνων του OPERA και της πόλωσης του CMB από το BICEP, αλλά στην πραγματικότητα είναι εντελώς διαφορετικές περιπτώσεις. Στις πρώτες δύο είχαμε τους ερευνητές να ανακοινώνουν την στιγμή που ένοιωθαν έτοιμοι τα αποτελέσματά τους, σωστά ή λάθος, και μετά η υπόλοιπη επιστημονική κοινότητα και ο κόσμος έκαναν ότι καταλάβαιναν και ένοιωθαν με ότι παρουσιάστηκε από τις δύο ομάδες. Το ότι υπήρχαν προβλήματα με τα δεδομένα και τα συμπεράσματα του OPERA και του BICEP, που προκάλεσαν μια σχετική φασαρία, δεν έχει καμία σημασία.

Από την άλλη εδώ έχουμε κάτι διαφορετικό. Δεν υπάρχει κανένα αποτέλεσμα και κανένα δεδομένο και το μόνο που κάνει η όλη φημολογία είναι να ασκεί πίεση χωρίς λόγο στους ερευνητές που προσπαθούν να κάνουν την δουλειά τους. Δεν νομίζω ότι μπορεί να κερδίσει κανείς κάτι από αυτή την ιστορία και θα δημιουργήσει πρόβλημα μετά αν κάτι έχει πάει στραβά.

Οπότε, το επιχείρημα ότι κάποιοι προσπαθούν με αυτόν τον τρόπο να προκαλέσουν το ενδιαφέρον του κόσμου το θεωρώ εντελώς άστοχο, αφού με αυτόν τον τρόπο μπορεί να κάνουν και ζημιά και σε τελική ανάλυση το κουτσομπολιό δεν μπορεί να θεωρηθεί science outreach.


Update (6/2/16): Δυστυχώς κάποιοι το ξεφτίλισαν εντελώς το πράγμα δείχνοντας απόλυτη έλλειψη σεβασμού στους ανθρώπους που κάνουν όλο αυτόν τον καιρό την σκληρή δουλειά της μεθοδικής συλλογής και ανάλυσης των δεδομένων. Το Science ανέβασε άρθρο που παρουσιάζει e-mail με λεπτομέρειες. Δηλαδή τι να σχολιάσει κανείς; Ο άνθρωπος το έστειλε το e-mail σε όλο το τμήμα. Θα μπορούσε να δώσει και συνέντευξη τύπου ή να διαφημίζει και να πουλάει εισιτήρια για δικό του event με αφορμή την ανακοίνωση, όπως έκανε μια άλλη ψυχή που φιγουράρει στην αρχή του post.

Ντροπή.

Πέμπτη, 21 Ιανουαρίου 2016

Planet IX και alien mega-structures

Υπάρχουν μερικά ενδιαφέροντα νέα αυτές τις μέρες τα οποία αξίζει να αναφέρουμε.

Και θα ξεκινήσω με το πιο πρόσφατο από το Caltech και αφορά την πιθανότητα ύπαρξης ενός ακόμα πλανήτη σε απόσταση πάνω από 200 αστρονομικές μονάδες από τον ήλιο με μάζα κάπου ανάμεσα σε 10 μάζες Γης και τη μάζα του Ποσειδώνα. Οι ενδείξεις για την ύπαρξη αυτού του πλανήτη που δεν πλησιάζει πότε μέσα από αυτές τις 200 αστρονομικές μονάδες προέρχονται από τις παρατηρήσεις των τροχών διαφόρων σωμάτων της ζώνης Kuiper τα οποία φαίνεται να έχουν αρκετά ασυνήθιστες τροχιές που θα μπορούσαν να εξιγηθούν από την υπόθεση ενός πλανήτη που τις οδηγεί.





Εδώ μπορεί να βρει κανείς και την σχετική ανακοίνωση από το Caltech. Φυσικά μέχρι να τον δούμε τον πλανήτη και να επιβεβαιωθεί η ανακάλυψή του έχουμε ακόμα αρκετή δουλειά μπροστά μας. Πάντως η προοπτική είναι πολύ ενδιαφέρουσα.

Το δεύτερο νέο αφορά το παράξενο άστρο KIC 8462852 ή αλλιώς το "WTF star" (where's the flux) το οποίο είχε παρατηρηθεί να έχει πολύ ιδιαίτερη συμπεριφορά ως προς τη λαμπρότητά του. Μια από τις λίγες πιθανές εξηγήσεις που είχαν προταθεί και ήταν συμβατή με τις παρατηρήσεις ήταν ότι κάτι συνέβαινε με κάποιο σμήνος κομητών γύρω από το άστρο που προκαλούσε αυτές τις περίεργες αλλαγές στη λαμπρότητα. Η άλλη εξήγηση ήταν ότι αυτό που παρατηρούμε θα μπορούσε να είναι κάποιο κατασκευή τύπου Dyson sphere.

Μια νέα μελέτη προσθέτει ένα ενδιαφέρον νέο κομμάτι στο παζλ.



Από ότι φαίνεται από ιστορικά δεδομένα, το συγκεκριμένο άστρο παρουσιάζει μείωση στην λαμπρότητά του από την πρώτη στιγμή που το παρατηρήσαμε, εδώ και 100 χρόνια περίπου. Αυτή η συμπεριφορά είναι εντελώς ασυνήθιστη για αυτού του τύπου τα άστρα. Οπότε το πράγμα γίνεται πολύ ενδιαφέρον.

LOL

Ο καιρός γαρ εγγύς σχετικά και με ένα άλλο θέμα (και φαίνεται το timing να είναι εξαιρετικό).