Σάββατο, 25 Δεκεμβρίου 2010

Νέα για το Pioneer Anomaly

Τον Σεπτέμβριο είχα κάνει ένα post σχετικά με το άρθρο που είχε ανέβει στο Living Reviews για το Pioneer Anomaly.

Πριν μερικές μέρες ανέβηκε ένα άρθρο στο Popular Science με τίτλο, The Pioneer Anomaly, a 30-Year-Old Cosmic Mystery, May Be Resolved At Last (το άρθρο αξίζει να το διαβάσει κανείς), όπου παρουσιάζεται η ιστορία της όλης υπόθεσης με το Pioneer Anomaly και παράλληλα υπάρχουν κάποιες υπόνοιες από τους Slava G. Turyshev και Viktor T. Toth ότι τελικά αλλάζουν δραματικά τα δεδομένα για το Anomaly. Συγκεκριμένα παραθέτω ότι:

Slava Turyshev, a scientist at the Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Calif., and Viktor Toth, a Canada-based software developer, plan to publish the results of their strikingly comprehensive new analysis of the Pioneer anomaly in the next few months. Their work is likely to bring a conclusion to one of the longest and most tumultuous detective stories of modern astrophysics...

...The results of the telemetry analysis? “The heat recoil force accounts for part of the acceleration,” said Turyshev. They wouldn’t tell me how significant a part. (Turyshev: “We’d like to publish that in the scientific literature.”) But according to Toth, “You can take it to the bank that whatever remains of the anomaly after accounting for that thermal acceleration, it will at most be much less than the canonical value of 8.74 x 10^-10 m/s^2, and then, mind you, all those wonderful numerical coincidences people talk about are destroyed”...

I asked for a sneak peek. “Though the constant acceleration idea is a valid model, we have begun to see that it is equally valid or a better yet if we assume that there is some decay – that the acceleration is slightly decaying with time,” said Toth. Furthermore, he told me, he and Turyshev have been re-addressing the question of which direction the anomalous acceleration points in. It may not be sunward after all, as was always assumed. And a non-sunward acceleration would suggest a non-gravitational cause. “Our results are very suggestive, but I want to wait until we're completely finished before saying anything more about it. There is a community of physicists interested in the Pioneer anomaly, and I have become quite aware of how desperately sensitive this thing can be.”


Με λίγα λόγια, αυτό που έχουν κάνει είναι ότι πήραν όλα τα δεδομένα τηλεμετρίας που μπόρεσαν να βρουν και τα έβαλαν σε ένα λεπτομερές μοντέλο του διαστημοπλοίου, και έτσι μοντελοποίησαν με την καλύτερη δυνατή ακρίβεια όλες τις συνεισφορές των θερμικών απωλειών και είδαν ότι τελικά φαίνεται να έχει μεγαλύτερη συνεισφορά από ότι υπολογιζόταν μέχρι τώρα. Καθοριστική συνεισφορά. Ακόμα, το διαστημόπλοιο φαίνεται να μην έχει σταθερή επιτάχυνση όπως υπολόγιζαν μέχρι τώρα και η επιτάχυνση φαίνεται να μειώνεται. Αυτό είναι συνεπές με το ενδεχόμενο να οφείλεται σε κάποιον εσωτερικό μηχανισμό του διαστημοπλοίου, όπως οι θερμικές απώλειες, που περιμένει κανείς να μειώνονται με τον χρόνο καθώς πέφτει η ισχύς του αντιδραστήρα. Τέλος, φαίνεται η επιτάχυνση να μην έχει κατεύθυνση προς τον Ήλιο.

Σχετικά με αυτά τα θέματα, παραπέμπω και πάλι στο Review, στην ενότητα με τα ανοιχτά ζητήματα.

Περιμένουμε λοιπόν την τελική εργασία με τα αποτελέσματα τους σε μερικούς μήνες.

Παρασκευή, 24 Δεκεμβρίου 2010

Power Balance FAIL (Χριστουγεννιάτικο Θαύμα)

Υπερ-LOL...

Ο Phil Plait ανέβασε πριν λίγο ένα post σχετικά με το περίφημο βραχιόλι με τα ολογράμματα που φοράει περήφανα και ο GAP. Συγκεκριμένα το άρθρο λέει ότι η υπηρεσία ανταγωνισμού και καταναλωτών ή κάτι τέτοιο της Αυστραλίας, Australian Competition and Consumer Commission (ACCC), επέβαλε στην εταιρία που πουλάει το συγκεκριμένο ματζούνι όχι μόνο να σταματήσει την όποια παραπλανητική διαφήμιση και να αφαιρέσει το παραπλανητικό υλικό από τις συσκευασίες, όχι μόνο να επιστρέψει τα λεφτά σε όποιον θεωρήσει ότι εξαπατήθηκε από την εταιρία και το προϊόν της, αλλά και να εκδώσει διευκρινιστική διαφήμιση που να επισημαίνει ότι έχει κοροϊδέψει τον κόσμο με το προϊόν της.



Αυτά συμβαίνουν λοιπόν στην Αυστραλία. Αναρωτιέμαι, υπάρχει ποτέ περίπτωση να γίνει και εδώ κάτι τέτοιο με τα ντόπια ματζούνια;


----------------------------------------
Update (Άνοιξη 2011):
Effect of the Power Balance® Band on Static Balance, Hamstring Flexibility, and Arm Strength in Adults: The Lifespan Wellness Research Center.
The purpose of this study was to determine the effect of Power Balance® bands on strength, flexibility, and balance. Strength and flexibility were measured using the MicroFit system. Strength was measured via a bicep curl and flexibility via a sit-and-reach. Balance was measured by the BIODEX System SD. There were four different conditions for the balance test: eyes open on a firm surface (EOFS), eyes closed on a firm surface (ECFS), eyes open on a foam surface (EOFoS), and eyes closed on a foam surface (ECFoS). There were 24 subjects used (10 males and 14 females). A counterbalance, double-blind, placebo, controlled within subjects design was used. Each of the subjects participated in three treatment sessions, consisting of Power Balance®, placebo band, and no band. An alpha level of p ≤ 0.05 was set a priori. There were no significant differences in strength, flexibility, or balance with regard to the treatments used. There was a significant difference between the conditions in the balance test (p = 0.000): EOFS (0.51), ECFS (0.68), EOFoS (0.99), and ECFoS (2.18); however, these were independent of the treatment condition. The results indicate that the Power Balance® bands did not have an effect on strength, flexibility, or balance.

Holy Hologram! Power Balance files for bankruptcy?
Power Balance, the Southern California wristband company that purchased the naming rights of the Sacramento Kings’ arena earlier this year, filed for bankruptcy protection last week, documents show.
The company’s filing for Chapter 11 reorganization comes after it settled a $57.4 million class action lawsuit in September filed by customers who charged the company with false advertising. As a result of the settlement, Power Balance is expected to close, according to a report on TMZ.

Τετάρτη, 22 Δεκεμβρίου 2010

Σωματίδιο Higgs και βραβείο Νόμπελ

Στο Nature Physics ανέβηκε ένα άρθρο από τους Luis Álvarez-Gaumé και John Ellis, με τίτλο "Eyes on a prize particle", το οποίο παρουσιάζει σε γενικές γραμμές την ιστορία πίσω από την ιδέα του μηχανισμού Higgs για το πως αποκτούν μάζα τα σωματίδια του καθιερωμένου μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής. Στο άρθρο παρουσιάζονται όλοι οι βασικοί "παίχτες" σ' αυτή την ιστορία και στο τέλος γίνεται και μια συζήτηση για το ποιος ή ποιοι θα μπορούσαν να είναι τελικά αυτοί που θα προταθούν για το Νόμπελ για την ανακάλυψη του σωματιδίου. Το άρθρο κλίνει με τα παρακάτω:

Clearly, then, discovering the Higgs boson would be a big deal. Even though its existence is not guaranteed, it would have many ramifications within and beyond particle physics. The discovery would be prizeworthy indeed, but who should get the credit? In 1997, the European Physical Society honoured Englert, Brout and Higgs — respectively, the authors of the first 1964 paper (the only one of the three to consider the non-Abelian case used in the standard model) and the proponent of the unseen boson. On the other hand, in 2010 the American Physical Society honoured Englert, Brout and Higgs together with Guralnik, Hagen and Kibble — the authors of the final paper in the 1964 revolution — with its Sakurai Prize (already won by Nambu in 1994).

As for the big one, it is well known that the rules of the Nobel Prize restrict the awarding committee to honouring at most three individuals. With the prospective theoretical nominees already numbering more than that — not to mention the thousands of experimentalists engaged in the search for the Higgs boson — the Nobel Prize committee could soon be facing a difficult decision. It's one that we would rather not call.


Φυσικά υπάρχουν και άλλες προτάσεις(και εδώ και εδώ) που θα έβγαζαν από τη δύσκολη θέση την επιτροπή.

Τετάρτη, 15 Δεκεμβρίου 2010

Δημοσιογραφία του Κώλου: Η αστρολογία πίσω από το βιολογικό μας ρολόι

Την προηγούμενη εβδομάδα, δημοσιεύτηκε ένα άρθρο στο NATURE NEUROSCIENCE με θέμα:

Perinatal photoperiod imprints the circadian clock

Using real-time gene expression imaging and behavioral analysis, we found that the perinatal photoperiod has lasting effects on the circadian rhythms expressed by clock neurons as well as on mouse behavior, and sets the responsiveness of the biological clock to subsequent changes in photoperiod. These developmental gene × environment interactions tune circadian clock responses to subsequent seasonal photoperiods and may contribute to the influence of season on neurobehavioral disorders in humans.


Με απλά λόγια, η συγκεκριμένη μελέτη εξετάζει το πως η διάρκεια της ημέρας κατά την περίοδο γύρω από τη γέννηση μπορεί να αφήσει μόνιμο αποτύπωμα στους βιολογικούς ρυθμούς ενός οργανισμού, επηρεάζοντας κάποιους νευρώνες και το πως αυτό μπορεί να επηρεάζει ενδεχομένως την συμπεριφορά. Η μελέτη αυτή πραγματοποιήθηκε σε ποντίκια.

Με ακόμα πιο απλά λόγια λοιπόν η μελέτη εξετάζει τη σχέση ανάμεσα στην διάρκεια της ημέρας (πόσες ώρες την ημέρα υπάρχει φως) και τους βιολογικούς ρυθμούς και τη συμπεριφορά. Δηλαδή κάποιος θα μπορούσε να πει ότι εξετάζει τη σχέση της εποχής γέννησης, αφού από την εποχή γέννησης εξαρτάται η διάρκεια της ημέρας, με την συμπεριφορά και τους βιολογικούς ρυθμούς. Σωστά; Λάθος...

Υπάρχουν και κάποιοι καραγκιόζηδες που λένε πολλά περισσότερα από αυτό και φυσικά τα βγάζουν από την κοιλιά τους (ή από όπου αλλού προτιμά κανείς).

Κάποιοι λοιπόν διαβάζοντας (πολύ αμφιβάλω ότι το διάβασαν) την συγκεκριμένη μελέτη, αποφαίνονται ότι:

Οι σκεπτικιστές επιστήμονες πρέπει να είναι περισσότερο μπερδεμένοι από τη νέα έρευνα που δημοσιεύθηκε στο Nature Neuroscience που υλοποιήθηκε από το πανεπιστήμιο Vanderbilt η οποία προβλέπει ακούσια επιστημονική υποστήριξη για τη θεμελιώδη αρχή της αστρολογίας - δηλαδή, ότι η θέση των πλανητών κατά τη στιγμή γέννησής σας επηρεάζει την προσωπικότητά σας...


Σοβαρά; Το διάβασαν αυτό μέσα στην εργασία; Για να δούμε παρακάτω:

"Αυτό που είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακό για τα αποτελέσματά μας είναι, το γεγονός ότι η αποτύπωση επηρεάζει τόσο την συμπεριφορά του ζώου, όσο και τους κύκλους των νευρώνων στο κύριο βιολογικό ρολόι του εγκεφάλου», δήλωσε ο Ciarleglio.
Αυτή είναι μία από τις βασικές αρχές της αστρολογίας: Ότι η θέση των πλανητών κατά τη στιγμή της γέννησής σας (που θα μπορούσε να ονομαστεί "εποχή" της γέννησής σας), μπορεί πραγματικά να οδηγήσει σε αλλαγές στην εγκεφαλική φυσιολογία, που επηρεάζει την δια βίου συμπεριφορά.


Αυτό είναι που λέμε δημιουργική ανάγνωση... Όπου λέει εποχή (και εννοεί φυσικά διάρκεια ημέρας), διάβαζε ζώδιο και θέση πλανητών...

Εύγε... Μιλάμε για πολύ νόημα...

Φυσικά, ο θεός και υπερ-μέγιστος που τα γράφει όλα αυτά, δεν μένει εκεί. Τα βάζει με την επιστήμη συνολικά και το πως "επιτίθεται η επιστήμη και οι αλαζονικοί επιστήμονες σε κάθε τι καινούριο", με αφορμή το παράδειγμα της... ψυχρής σύντηξης. Λέει και άλλα πολύ όμορφα για την αστρονομία και την σωματιδιακή φυσική και χρησιμοποιεί κάποιες αναλογίες που είναι ακόμα πιο γελοίες και από τον συσχετισμό της συγκεκριμένης έρευνας με την αστρολογία. Προφανώς δεν θα ασχοληθώ με αυτά τα θέματα εδώ, αλλά είναι και αυτό απλά ενδεικτικό.

Ποιος τα λέει λοιπόν όλα αυτά; Κάποιος τύπος ονόματι Mike Adams, που έχει τη σελίδα Natural News, στο άρθρο με τίτλο, "Principle of astrology proven to be scientific: planetary position imprints biological clocks of mammals".

LOL... όχι αυτός που περιμένατε ε; Λογικό, δεδομένων των 1 και 2 όπου εμφανίζεται κάποιος αστρολόγος Γ.Τ.(Π) ως συγγραφέας για την ουσιαστικά λέξη προς λέξη μετάφραση.

Anyway, τον τύπο τον ξετίναξε ο Phil Plait στο σχετικό άρθρο με τίτλο, "Mike Adams fails again: astrology edition".

Epic Fail...

Τρίτη, 7 Δεκεμβρίου 2010

Αρσενικό, Εξέλιξη και αστροβιολογία (αλλά no aliens, sorry)

Η προηγούμενη εβδομάδα σημαδεύτηκε από την αναμονή για την ανακοίνωση της NASA που θα αφορούσε ένα θέμα σημαντικό για την αστροβιολογία και την έρευνα για τη ζωή στο σύμπαν. Περιττό να πω ότι έγινε χαμός και η σχετική παραφιλολογία ξεπέρασε κάθε προηγούμενο. Κάποιοι κυριολεκτικά περίμεναν να παρακολουθήσουν μια συνέντευξη με έναν εξωγήινο. Φυσικά, η πραγματικότητα δεν είχε καμία σχέση με όλα αυτά. Η ανακάλυψη των ερευνητών, παρόλα αυτά, παραμένει πολύ ενδιαφέρουσα από επιστημονική άποψη και μάλλον μπορεί να χαρακτηριστεί και ως αλλαγή παραδείγματος.

Ποια ήταν λοιπόν η ανακάλυψη; Παραθέτω μερικά σημεία παρακάτω από την ανακοίνωση της NASA, "NASA-Funded Research Discovers Life Built With Toxic Chemical":

NASA-funded astrobiology research has changed the fundamental knowledge about what comprises all known life on Earth...

"The definition of life has just expanded," said Ed Weiler, NASA's associate administrator for the Science Mission Directorate at the agency's Headquarters in Washington. "As we pursue our efforts to seek signs of life in the solar system, we have to think more broadly, more diversely and consider life as we do not know it."

Phosphorus is a central component of the energy-carrying molecule in all cells (adenosine triphosphate) and also the phospholipids that form all cell membranes. Arsenic, which is chemically similar to phosphorus, is poisonous for most life on Earth. Arsenic disrupts metabolic pathways because chemically it behaves similarly to phosphate...

The newly discovered microbe, strain GFAJ-1, is a member of a common group of bacteria, the Gammaproteobacteria. In the laboratory, the researchers successfully grew microbes from the lake on a diet that was very lean on phosphorus, but included generous helpings of arsenic. When researchers removed the phosphorus and replaced it with arsenic the microbes continued to grow. Subsequent analyses indicated that the arsenic was being used to produce the building blocks of new GFAJ-1 cells...

http://astrobiology.nasa.gov


Περισσότερες λεπτομέρειες από αυτές που υπάρχουν στην παραπάνω ανακοίνωση, μπορεί να δει κανείς στο παρακάτω βίντεο με την συνέντευξη τύπου που δόθηκε. Η ουσία είναι πάντως ότι βρέθηκε σε μία λίμνη στην Καλιφόρνια (Mono Lake) ένα βακτήριο το οποίο ζούσε σε περιβάλλον με σχετικά χαμηλή συγκέντρωση σε Φώσφορο και υψηλή συγκέντρωση σε Αρσενικό, το οποίο είχε "μάθει" να χρησιμοποιεί το Αρσενικό για να κάνει την δουλειά του Φώσφορου (τα δύο χημικά στοιχεία ανήκουν στην ίδια χημική ομάδα και έχουν τις ίδιες χημικές ιδιότητες). Το βακτήριο δηλαδή, μέσω Εξέλιξης κατάφερε να προσαρμοστεί στις ιδιαιτερότητες του περιβάλλοντός του και να κάνει κάτι τελείως απρόσμενο. Απρόσμενο, γιατί γενικά το Αρσενικό θεωρούταν ασταθές για να υποκαταστήσει τον Φώσφορο στις ζωτικές οργανικές ενώσεις των κυττάρων (όπως για παράδειγμα το DNA). Φυσικά δεν είναι η πρώτη φορά που βλέπουμε κάτι παρόμοιο, δηλαδή οι ακραίες συνθήκες στο περιβάλλον να οδηγούν την εξέλιξη σε περίεργες κατευθύνσεις. Υπάρχει και το παράδειγμα που αναφέρεται στο βιβλίο του Richard Dawkins, "The Greatest Show on Earth", σχετικά με το πείραμα με το E.coli του Richard Lenski που μοιάζει με την συγκεκριμένη περίπτωση, όπου τα βακτήρια κάποια στιγμή "έμαθαν" να αξιοποιούν ενεργειακά εκτός από την γλυκόζη και το κιτρικό άλας του διαλύματος στο οποίο αναπτύσσονταν. Φυσικά δεν θέλω να συγκρίνω τις δύο περιπτώσεις πέρα από το σημείο του ότι η εξέλιξη και οι ακραίες συνθήκες οδηγούν σε απρόσμενα αποτελέσματα. Το τελευταίο που θέλω να επισημάνω είναι ότι φυσικά μιλάμε για Γήινο βακτήριο και όχι εξωγήινο όπως έχουν τρελαθεί όλοι να γράφουν χωρίς να έχουν την παραμικρή συναίσθηση. Γήινο βακτήριο λοιπόν, που εξελίχθηκε να κάνει αυτό το "περίεργο" κόλπο προκειμένου να επιβιώσει σε δύσκολες συνθήκες. Η παρακάτω συνέντευξη τύπου τα λέει όλα:



Το θέμα φυσικά το σχολιάζει και το "Periodic Table of videos", το οποίο είναι απολαυστικότατο και αξίζει να το δει κανείς.

Arsenic Life - Periodic Table of Videos



Για το θέμα έγραψε κάποια πράγματα εγκαίρως και η Citronella.

Φυσικά από την όλη υπόθεση, δεν έλειψαν και οι ντόπιοι γραφικοί που δεν σταματούν να εκτίθενται με την επιμονή τους να παραπληροφορούν και να μην έχουν επαφή με την πραγματικότητα (Οι εξωγήινοι, η ΝΑSΑ κι εγώ!).

Δευτέρα, 15 Νοεμβρίου 2010

Black Holes information loss (no) problem

Πριν λίγο καιρό, σε κάποιο σχόλιο στο post για τα Hawking Radiation analogues, ζήτησε ο chrischris να πούμε κάποια πράγματα για το information loss paradox με αφορμή την εργασία του Νίκου Παππά από το παν/μιο στα Γιάννενα. Επειδή ο Νίκος είναι φίλος, είπα να πάω κατευθείαν στην πηγή και να μας γράψει ο ίδιος δύο λόγια για το θέμα. Έτσι λοιπόν, ο Νίκος μας ετοίμασε το παρακάτω κείμενο για το information loss paradox. Αυτή η φιλική συμμετοχή είναι και μία επίσημη πρώτη για το blog. Τα guest posts αυτού το style (όπου κάποιος μιλάει για τον τομέα ειδικότητάς του) δεν είναι κακή ιδέα.

-------- Information loss paradox --------

Το παράδοξο της απώλειας της πληροφορίας (information loss paradox) στις μαύρες τρύπες είναι ένα ζήτημα αρκετά γνωστό και προβεβλημένο στον στενό κύκλο των θεωρητικών φυσικών. Έτσι όπως εγώ το κατανοώ, συμπεριλαμβάνει δύο ζητήματα, που μέχρι σήμερα παραμένουν αναπάντητα. Για να ακριβολογούμε, έχουν προταθεί σειρά θεωρητικών ερμηνειών, για την εγκυρότητα των οποίων δεν υπάρχει ομοφωνία από την επιστημονική κοινότητα, αποτελώντας έτσι πεδίο για γόνιμο περεταίρω προβληματισμό. Να μην το κουράζω άλλο, λοιπόν, ορίστε πως διαρθρώνεται το ζήτημα.

Ας πάρουμε τα πράγματα λίγο από την αρχή. Τα μόνα χαρακτηριστικά, που μπορούμε εμείς ως εξωτερικοί παρατηρητές να αποδώσουμε - παρατηρήσουμε σε μια μαύρη τρύπα είναι η μάζα (M) της, η στροφορμή (J) και το ηλεκτρικό της φορτίο (Q). Πέραν αυτών τίποτε άλλο. Κατά συνέπεια όταν εμείς παρατηρούμε π.χ. δύο μαύρες τρύπες, που να έχουν ίδια αυτά τα τρία χαρακτηριστικά, δεν μπορούμε να ξέρουμε τίποτε σχετικά με την ύλη, από την κατάρρευση της οποίας αυτές προήλθαν. Παρομοίως, όταν μια μαύρη τρύπα απορροφήσει ένα σώμα π.χ. 2.5 τόνων είτε αυτό είναι μια ολομέλεια της Βουλής (300 x 75 κιλά μ.ό. + κάτι εξτραδάκια από Πάγκαλο, Καραμανλή και όλους), είτε είναι ένα φορτίο τσιμεντότουβλα, το μόνο που θα μπορέσει να δει ένας παρατηρητής είναι ότι αυξήθηκε η μάζα της μαύρης τρύπας κατά αυτό το ποσό και καμία ένδειξη του τι απορροφήθηκε δεν θα μείνει. Φυσικά, σε μια πρώτη ανάγνωση, θα μπορούσε κανείς να πει ότι και όταν καίμε στο τζάκι αντικείμενα αυτά μετασχηματίζονται μη αντιστρεπτά σε θερμότητα και πάλι δεν μπορεί κάποιος να ξέρει εάν κάψαμε ξύλο ή χαρτί, οπότε γιατί τέτοια πρεμούρα για τις μαύρες τρύπες; Το λεπτό σημείο είναι το εξής, σύμφωνα με την κβαντική θεωρία πεδίου, πληροφορίες σχετικά με ένα σύστημα δεν μπορούν να χάνονται, παρά μόνο να μετασχηματίζονται. Έτσι λοιπόν, στην περίπτωση του τζακιού, στην ακτινοβολία που εκπέμπεται θεωρούμε ότι κωδικοποιούνται όλες οι πληροφορίες σχετικά με το υλικό, που καίγεται, ακόμα κι αν εμείς δεν είμαστε σε θέση να τις παρατηρήσουμε – καταγράψουμε (αυτό είναι τεχνική μας αδυναμία, όχι απαγόρευση της Φύσης). Όμως στην περίπτωση των μαύρων τρυπών, δεν είναι καθόλου σίγουρο εάν ο μηχανισμός, που επιτρέπει αυτή τη μεταφορά πληροφοριών από το καιγόμενο σώμα στην εκπεμπόμενη από αυτό ακτινοβολία, μπορεί να λειτουργήσει. Συνεπώς μένει ανοιχτό το ερώτημα εάν κάποιες πληροφορίες για το σώμα, που απορροφάται, καταστρέφονται με μη αντιστρεπτό τρόπο ή διατηρούνται ανέπαφες και ποιός είναι ο μηχανισμός σε κάθε περίπτωση. Εδώ νομίζω είναι απαραίτητο να επισημάνω ότι οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν ακτινοβολία, τη λεγόμενη ακτινοβολία Hawking, και μάλιστα ακτινοβολούν σαν μέλανα σώματα με θερμοκρασία αντιστρόφως ανάλογη της μάζας τους, η οποία έχει σαν αποτέλεσμα οι μαύρες τρύπες να εξατμίζονται έστω και αν αυτό είναι μια ποοοοοολύ αργή διαδικασία (ας μην επεκταθώ περισσότερο στο τι είναι και πως παράγεται η ακτινοβολία Hawking, ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης μπορεί να δει σχετικά links από αυτό εδώ το blog). Αν δεν υπήρχε, λοιπόν, ζήτημα εξάτμισης – εξαφάνισης των μαύρων τρυπών, δεν θα ανέκυπτε και το πρόβλημα με τις πληροφορίες. Θα θεωρούσαμε ότι όλες οι πληροφορίες παραμένουν αιώνια εγκλωβισμένες στο εσωτερικό των μαύρων τρυπών, αιτιακά αποκομμένες από το υπόλοιπο Σύμπαν και όλα καλά. Ο λόγος, που δεν είναι σαφές το τι ακριβώς συμβαίνει στις μαύρες τρύπες, ειδικά όταν αυτές φτάσουν να έχουν πολύ μικρή μάζα (και πολύ μεγάλη θερμοκρασία, οπότε και εκμπέμπουν μεγάλα ποσά ενέργεια μέσω της ακτινοβολίας Hawking) είναι ότι σε αυτή την κατάσταση η ακριβής περιγραφή, απαιτεί μια πλήρη θεωρία, που να ενσωματώνει την κβαντική μηχανική με τη βαρύτητα, η οποία ως γνωστόν δεν υπάρχει ακόμα. Συνεπώς υπάρχει το περιθώριο να στηθούν διαφορετικά μοντέλα. Έτσι έχει κατά καιρούς προταθεί ότι

1. το σύνολο της πληροφορίας διατηρείται και επανεκπέμπεται στο Σύμπαν μέσω της ακτινοβολίας Hawking, η οποία όμως θα πρέπει να μην είναι θερμικού τύπου (γιατί τότε δεν μπορεί να περιέχει πληροφορίες. Σημειωτέο ότι ο Hawking την είχε υπολογίσει να είναι θερμικού τύπου),
2. διατηρείται αλλά παραμένει εγκλωβισμένη σε ένα υπόλειμμα της μαύρης τρύπας, η οποία δεν εξατμίζεται πλήρως αν και δεν μπορεί κανείς να φανταστεί το γιατί,
3. διαρρέει προς κάποιο παράλληλο Σύμπαν μέσω της σκουληκότρυπας, που ανοίγεται στο εσωτερικό της μαύρης τρύπας,
4. καταστρέφεται με κάποιον άγνωστο μηχανισμό,

συν κάποιες άλλες ακόμα πιο εξωτικές ιδέες. Θα προέτρεπα όποιον θέλει να αποκτήσει μια πιο πλήρη εικόνα να κοιτάξει τα άρθρα S. B. Giddings, Phys. Rev. D 46, 1347 (1992) και S.D. Mathur arxiv: 0909.1038, που απευθύνονται σε ένα πιο γενικό κοινό.

Η δική μου ιδέα σχετικά με τα παραπάνω, λέει εν συντομία ότι στη Φύση υπάρχουν δύο είδη πληροφορίας, οι θεμελιώδεις (π.χ. μάζα, φορτίο, στροφορμη και ίσως κάποιος συνδυασμός βαρυονικού και λεπτονικού αριθμού) και οι δευτερεύουσες (όλες οι υπόλοιπες). Οι θεμελιώδεις δεν καταστρέφονται με κανένα τρόπο και στην όλη διαδικασία σχηματισμού και εξάτμισης των μαύρων τρυπών επιτυγχάνεται η διατήρησή τους, ενώ αντίθετα οι μαύρες τρύπες καταστρέφουν όλες τις δευτερεύουσες, εξ΄ού και η μαγάλη τους εντροπία. Με δύο λόγια, συμβαίνει και διατήρηση και καταστροφή πληροφοριών. Για τον ενδιαφερόμενο το πλήρες κείμενο βρίσκεται στο arxiv:gr-qc 1009.5111

Το άλλο ζήτημα είναι το εξής. Η εξέλιξη των μαύρων τρυπών συχνά προσεγγίζεται σαν μια διαδικασία σκέδασης, όπου σωματίδια εισέρχονται στη μαύρη τρύπα, αλληλεπιδρούν με αυτή και εκπέμπονται. Αυτά που εκπέμπονται βρίσκονται όλα με mixed state μιας και η ακτινοβολία Hawking δεχόμαστε ότι είναι θερμική. Κάποια όμως από αυτά που απορροφώνται βρίσκονται σε pure state, οπότε για αυτά η περιγραφή της ιστορίας τους είναι ότι εισήλθαν σε pure state και βγήκαν σε mixed state, κάτι που απαγορεύει ρητά η κβαντική φυσική! Και πάλι έχουν προταθεί κάποιες ιδέες για την ερμηνεία του φαινομένου, αλλά καμία ικανοποιητική.

Ίσως κάποια από τα παραπάνω να φαίνονται παιδικά ερωτήματα ή σοφιστείες ή απλά πολύ μακριά από εμάς, αλλά μιας και αγγίζουν τα θεμέλια της γνώσης μας σχετικά με το πώς κατανοούμε τη Φύση, είναι πραγματικά πολύ ουσιώδη ερωτήματα!

Ελπίζω να είναι όλα τα παραπάνω αρκετά κατανοητά, αν και υπάρχουν κάμποσα σημεία, που τα πέρασα χωρίς πολύ ανάλυση για να μην παραεπεκταθώ. Με χαρά είμαι διαθέσιμος να απαντήσω στο βαθμό, που γνωρίζω, σε κάθε καλοπροαίρετη ερώτηση.

Κυριακή, 7 Νοεμβρίου 2010

Fear and Loathing in Las Grecia

Έχει καταντήσει επικίνδυνη η Ελλάδα. Επικίνδυνη για την πνευματική μας υγεία και πιθανότατα και για την σωματική μας ακεραιότητα.

Σάββατο, παραμονή εκλογών. Είμαστε με έναν φίλο καθ οδόν για το χωριό, προκειμένου να ασκήσουμε το δημοκρατικό μας δικαίωμα.

Εκεί που συζητάγαμε, μου λέει, "Το άκουσες για τον Γιωργάκη... Έχει λέει ένα μυστικό της επιτυχίας... Γι' αυτό τα πήγε και τόσο καλά στον μαραθώνιο".

"Τι μυστικό έχει δηλαδή;" τον ρωτάω εγώ απορημένα.

"Να, είδα σε μια εκπομπή προχθές, ότι φοράει λέει ένα βραχιόλι που ελέγχει λέει τα ρεύματα και ρυθμίζει τις συχνότητες, ώστε το σώμα να είναι σε ισορροπία και να λειτουργεί καλύτερα και να έχεις πιο καθαρό μυαλό κλπ."

Ζντοινγκ...

Για του λόγου το αληθές, υπάρχει και ένα σχετικό αφιέρωμα στο συγκεκριμένο βραχιόλι από ΤΑ ΝΕΑ, ενώ φωτογραφίες από το "ζέσταμα" του Γιωργάκη με το βραχιόλι να φαίνεται στο δεξί του χέρι μπορεί δει κανείς εδώ.



Έπεσα από τα chemtrails που έχει πει και ένας φίλος εδώ στο blog (btw, όποιος ξέρει που έπαιξε αυτό το θέμα και που υπάρχει βίντεο, ας ρίξει ένα hint).

Είμαστε καθ οδόν να πάμε να ψηφίσουμε όπως είπα. Μέσα στο όλο κλίμα που έχει δημιουργηθεί με τα ψευτο-διλήμματα περί σταθερότητας, μνημονίου και πάει λέγοντας, τα οποία εν μέρη καλλιεργήθηκαν και από την εκπληκτικής σύλληψης φαεινή ιδέα του Γιωργάκη να κάνει εκείνη την διακαναλική και να γυρίσει το θέμα των δημοτικών προς αυτή την κατεύθυνση. Η συνειδητοποίηση λοιπόν του γεγονότος ότι οι φαεινές του Γιωργάκη, μπορεί και να συνδέονται με τέτοιες αντιλήψεις για την πραγματικότητα... ήταν ανατριχιαστική. Δηλαδή με χαϊμαλιά και ματζούνια θα βγούμε από την κρίση; Όχι ότι ο Ανδρέας ήταν καλύτερος, με τους αστρολόγους και τα medium που είχε μπλέξει, αλλά...

Anyway, εκεί που τα λέμε αυτά, ανοίγει ο φίλος το ραδιόφωνο να ακούσουμε καμία είδηση. Το ράδιο ήταν συντονισμένο στον ΣΚΑΙ. Βλέπω το σταθμό και του λέω, "Άσε, έχει ξεφύγει και ο ΣΚΑΙ. Άκουγα αυτή τη βδομάδα τους Λυριτζή-Οικονόμου και έχουν ξεπεράσει κάθε όριο γλοιότητας." (από το "γλοιώδης" και κατά το "γελοιότητα")
Του περιγράφω λοιπόν το σκηνικό με τις ατελείωτες βλακείες που έλεγαν όλη τη βδομάδα στο θέμα με τα πακέτα και τις βόμβες.

Ξαφνικά, φεύγει από τις διαφημίσεις που είχε ο σταθμός και αρχίζει η μεσημεριανή εκπομπή της Βίδου. Η όλη φάση έγινε απόλυτα σουρεαλιστική. Αξίζει να ακούσει κανείς τα πρώτα δευτερόλεπτα της εκπομπής...
Εκεί που ξεκινά λοιπόν την εκπομπή της λέγοντας ότι αρχίζει να πιστεύει σε μια ανώτερη δύναμη και κάτι τέτοια, ξαφνικά πετάει την βόμβα. Της έλεγε, λέει, ένας φίλος της ότι το ΣΚ των εκλογών θα έχει καλό καιρό για να πάει ο κόσμος να ψηφίσει και ότι αυτό θα γίνει γιατί μας ψεκάζουνε, λέει, και αυτή δεν τον πίστευε. Αλλά να που, λέει, ο φίλος της είχε δίκαιο και πρέπει να μας ψεκάζουνε γιατί ο ήλιος που είχε το σάββατο δεν ήταν φυσιολογικός και κάτι τέτοια.

ΈΛΕΟΣ ΡΕ... ΈΛΕΟΣ...

Ρε τι μαλακίες βγαίνουνε και λένε στα ραδιόφωνα... Ρε τι σκατά μας σερβίρουνε γαμώ το κέρατό μου και περπατάνε ακόμα ελεύθεροι στο δρόμο...

Δεν ξέρω αν τον πιάνεται τον συνειρμό. Δεν είναι ότι απλά ψεκάζουν για να έχει καλό καιρό. Όχι... το πράγμα πάει πιο μακρυά. Ο κόσμος είναι ψεκασμένος και έχει γίνει άβουλο όργανο των εξουσιαστών και ψεκάζουν και για να έχει καλό καιρό ώστε να πάει να ψηφίσει στις εκλογές αυτό που θέλουν οι εξουσιαστές. Όπως και να έχει πάντως, η ουσία είναι ότι μας ψεκάζουν και το λένε και τα τελευταία δεδομένα(???).

Ρε δεν πάμε καθόλου καλά, ρεεεε...

Όπως είπα και στην αρχή, η Ελλάδα είναι επικίνδυνη. Από την μία έχεις ένα σωρό κόσμο να πιστεύει ότι βλακεία κυκλοφορεί, από new-age μέχρι ψευδοεπιστήμη και θεωρίες συνωμοσίας του κώλου και από την άλλη ένας τέτοιος είναι και ο πρωθυπουργός της χώρας, από τον οποίο περιμένεις να βρει και λύσεις στα προβλήματα...

Βοήθεια ρεεεεε... Let Me Out...



------------------------------------------------
Update(9/11/2010): Τελικά το θέμα με το βραχιολάκι φαίνεται να είναι αρκετά μεγάλο. Απάτη μεγάλης κλίμακας δηλαδή. Με το θέμα ασχολήθηκε το blog Starts with a bang (που παρέθεσε η Darkchilde), όπου παρουσιάζεται ένα test που έγινε στο βραχιόλι με αφορμή τον τεράστιο ντόρο που έχει γίνει στους αθλητικούς κύκλους.
Ακόμα, με το θέμα ασχολείται και ο Bad Astronomer, όπου αναφέρει ότι την συγκεκριμένη απάτη την στηρίζει και ένας οργανισμός που έχει σχέση με το παν/μιο του Κολοράντο (University of Colorado) με τέτοιο τρόπο που μοιάζει σαν να το στηρίζει το ίδιο το παν/μιο.

Still, unsurprisingly, some local skeptics have taken exception to this, and have contacted the University about it. What did surprise me was how dismissively they were rebuffed. You can read about it at Stuart Robbins’ Exposing Pseudoastronomy site (Part 1, Part 2) and by Rachael Acks (Part 1 and Part 2).


Μιλάμε τα λεφτά είναι πάρα πολλά (over $75 million, μάλλον μόνο στην Αμερική) και είναι για αέρα κοπανιστό.

Ο Plait κλίνει με ένα βίντεο που παρουσιάζει την απάτη της επίδειξης ισορροπίας. Η πλάκα είναι ότι η όλη ιστορία παίζει σε έκθεση στην Αυστραλία με αδερφάκι του αμερικάνικου βραχιολιού, με δύο ολογράμματα για 2x ισορροπία.

Μάγκες. Πεδίο δόξης λαμπρό. Πρέπει να βγει το Ελληνικό αντίστοιχο προϊόν. Κατά προτίμηση χωρίς ολογράμματα, γιατί εμείς είμαστε πιο μάγκες και έχουμε ομοιοπαθητικά βραχιόλια. Απλά ακουμπάς το βραχιόλι στο ολόγραμμα στο εργοστάσιο, το κουνάς, και αυτό φορτίζει...

Κυριακή, 24 Οκτωβρίου 2010

Γνωρίζουμε μόνο το 4% του Σύμπαντος;

Με αφορμή αυτό το άρθρο της Καθημερινής και μια συζήτηση που διεξάγεται εδώ και πολύ καιρό σε ένα forum, καθώς και το ότι φοριέται γενικά πολύ η ατάκα, σκέφτηκα να γράψω δύο πράγματα για τον αν πράγματι γνωρίζουμε μόνο το 4% του σύμπαντος.

Λοιπόν, γνωρίζουμε μόνο το 4%; Καταρχήν, τι σημαίνει η ερώτηση; Από που προκύπτει αυτό το νούμερο, 4%; Για να το απαντήσουμε αυτό, πρέπει να πούμε δύο πραγματάκια σχετικά με την κοσμολογία, γιατί προφανώς το ποσοστό αυτό μόνο στο σωστό του πλαίσιο αποκτά νόημα.

(disclaimer: κοσμολογικό σεντόνι που μπορεί να τρομάξει τον μη ειδικό)


=== Εισαγωγή στο Big Bang ===

Η επικρατέστερη θεωρία που έχουμε αυτή τη στιγμή στην κοσμολογία είναι η θεωρία του Big Bang ή αλλιώς, η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης. Τι λέει αυτή η θεωρία; Λέει λοιπόν ότι από τα δεδομένα που έχουμε αυτή τη στιγμή, συμπεραίνουμε ότι το Σύμπαν είναι σε μια κατάσταση διαστολής, με τους γαλαξίες να φαίνονται να απομακρύνονται μεταξύ τους και αυτό το συμπέρασμα αν το επεκτείνεις πίσω στο χρόνο, τότε οδηγείσαι σε μια παλαιότερη κατάσταση του σύμπαντος που ήταν πιο πυκνή και πιο θερμή. Αυτό λοιπόν είναι το μοντέλο της θερμής Μεγάλης Έκρηξης. Ο πρώτος συνειρμός που κάνει κανείς από αυτά τα δεδομένα, είναι η εικόνα μιας έκρηξης μιας βόμβας, όπου από την έκρηξη τα θραύσματα αποκτούν κάποια αρχική ταχύτητα και αρχίζουν να διασκορπίζονται στον χώρο. Αυτή η εικόνα όμως είναι λάθος. Στην περίπτωση του Big Bang, αυτό που συμβαίνει είναι ότι ο ίδιος ο χώρος διαστέλλεται, σαν την επιφάνεια ενός μπαλονιού που κάποιος το φουσκώνει και το γεγονός της απομάκρυνσης ανάμεσα σε δύο σημεία της επιφάνειας οφείλεται όχι στο ότι τα σημεία κινούνται πάνω στην επιφάνεια, αλλά στο ότι με την διαστολή της επιφάνειας, αυξάνει η μεταξύ τους απόσταση. Θα μπορούσε να πει κανείς ότι η θέση των δύο σημείων χαρακτηρίζεται από το γεωγραφικό τους μήκος και πλάτος (που είναι δύο κεντρικές γωνίες της σφαίρας που σχηματίζει το μπαλόνι), που δεν αλλάζουν ποτέ, αλλά η απομάκρυνσή τους οφείλεται στο ότι η ακτίνα του μπαλονιού μεγαλώνει.

Η παραπάνω εικόνα για το Big Bang προκύπτει από την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, η οποία μας δίνει μια γεωμετρική εικόνα του Σύμπαντος, ανάλογη με την επιφάνεια του μπαλονιού. Για να μελετήσει λοιπόν κανείς την δυναμική του Σύμπαντος, θα πρέπει να καταστρώσει τις εξισώσεις πεδίου της σχετικότητας και να δει από εκεί πως εξελίσσεται το Σύμπαν. Το σύμπαν λοιπόν, φαίνεται να είναι με καλή ακρίβεια ομογενές και ισότροπο, έχει δηλαδή σφαιρική συμμετρία ανάλογη με την συμμετρία που έχει η επιφάνεια της σφαίρας, μόνο που μιλάμε για περισσότερες από 2 διαστάσεις, είναι δηλαδή σαν την επιφάνεια μιας σφαίρας περισσότερων διαστάσεων. Όπως λοιπόν και στην 2D επιφάνεια της 3D σφαίρα, αυτό που χαρακτηρίζει την εξέλιξη του Σύμπαντος είναι η ακτίνα αυτής της "τρισδιάστατης σφαιρικής επιφάνειας" (προφανώς δεν μιλάμε για επιφάνεια αλλά για 3D χώρο που είναι το σύνορο μίας 4D σφαίρας) την οποία οι κοσμολόγοι ονομάζουν παράγοντα κλίμακας $$\reverse \opaque \alpha(t)$$.

Από τις εξισώσεις πεδίου της Γενικής Σχετικότητας λοιπόν παίρνουμε τις εξισώσεις που περιγράφουν την εξέλιξη του παράγοντα κλίμακας, οι οποίες εξαρτώνται και από την πυκνότητα της ύλης στο Σύμπαν. Εγώ θα σταθώ σε μία από τις δύο εξισώσεις, που είναι γνωστές και ως εξισώσεις του Friedmann, η οποία είναι η
$$\reverse \opaque \left(\frac{\dot{\alpha}(t)}{\alpha(t)}\right)^2-\frac{8\pi G}{3}\rho=-\frac{k}{\alpha(t)^2}$$
Σ' αυτή την εξίσωση, το $$\reverse \opaque \dot{\alpha}$$ είναι ο ρυθμός που αλλάζει με τον χρόνο ο παράγοντας κλίμακας, ενώ το πηλίκο του ρυθμού μεταβολής του α προς το ίδιο το α είναι η σταθερά του Hubble ($$\reverse \opaque H = \frac{\dot{\alpha}}{\alpha}$$), που συνδέει την ταχύτητα με την οποία απομακρύνονται οι γαλαξίες με την απόστασή τους από εμάς (όσο πιο μακρυά είναι τόσο πιο γρήγορα απομακρύνονται σύμφωνα με τη σχέση $$\reverse \opaque u=Hr$$). Το ρ είναι η πυκνότητα της ύλης στο σύμπαν και k είναι η καμπυλότητα του χώρου (όχι του χωροχρόνου, μόνο του χώρου) στο Σύμπαν. Τέλος G είναι η σταθερά της βαρύτητας. Αυτή η εξίσωση λοιπόν, μας δίνει πληροφορίες για την εξέλιξη του Σύμπαντος.

Το ενδιαφέρον όμως με αυτή την εξίσωση είναι ότι μας είναι πολύ γνωστή από το σχολείο σχεδόν. Ας την γράψουμε λίγο διαφορετικά για να γίνει ξεκάθαρο αυτό:
$$\reverse \opaque \left(\frac{\dot{\alpha}(t)}{\alpha(t)}\right)^2-\frac{8\pi G}{3}\rho=-\frac{k}{\alpha(t)^2}$$
$$\reverse \opaque \dot{\alpha}^2-\frac{8\pi G}{3}\rho \alpha^2=-k$$
$$\reverse \opaque \frac{1}{2}\dot{\alpha}^2-G\frac{\frac{4\pi}{3}\rho \alpha^3}{\alpha}=-\frac{k}{2}$$

Αρχίζει να σας θυμίζει κάτι; Αν γράψουμε το α ως r, τότε η χρονική παράγωγος του r είναι ταχύτητα και η ποσότητα $$\reverse \opaque \frac{4\pi}{3}\rho \alpha^3$$ είναι η μάζα που περιέχεται σε σφαίρα ακτίνας r και σταθερής πυκνότητας ρ. Θα μπορούσε να την γράψει δηλαδή την έκφραση κάποιος ως
$$\reverse \opaque \frac{1}{2}u^2-G\frac{M}{r}=-\frac{k}{2}$$
που είναι ουσιαστικά η διατήρηση της ενέργειας ανά μονάδα μάζας σωματιδίου που βρίσκεται στην επιφάνεια σφαίρας ακτίνας r και μάζας M και έχει ακτινική ταχύτητα u. Ο πρώτος όρος αριστερά είναι η κινητική ενέργεια και ο δεύτερος είναι η βαρυτική δυναμική ενέργεια, ενώ ο δεξιά όρος είναι η ενέργεια που είναι σταθερή. Άρα το σύμπαν, έχει την ίδια δυναμική με μία πέτρα που την πετά κάποιος προς τα επάνω. Αν το k είναι θετικό, τότε η συνολική ενέργεια της πέτρας είναι αρνητική και η πέτρα θα ξαναπέσει στο έδαφος. Αν το k είναι μηδέν, τότε η συνολική ενέργεια είναι μηδενική και η πέτρα θα φύγει προς το άπειρο όπου θα φτάσει με μηδενική ταχύτητα. Τέλος αν το k είναι αρνητικό, τότε η πέτρα θα φύγει στο άπειρο με μη μηδενική ταχύτητα. Η αντιστοιχία σε επίπεδο κοσμολογίας είναι ένα κλειστό, ένα επίπεδο και ένα ανοιχτό Σύμπαν.

Αυτή η εξίσωση του Friedman λοιπόν, συνδέει τις συνθήκες που επικρατούν στο σύμπαν με την δυναμική του εξέλιξη μέσω της καμπυλότητας k, όπως και η συνολική ενέργεια μας λέει τι θα κάνει τελικά η πέτρα αν την πετάξουμε προς τα πάνω. Ας την ξαναγράψουμε τώρα την εξίσωση του Friedman λίγο διαφορετικά.
$$\reverse \opaque \left(\frac{\dot{\alpha}}{\alpha}\right)^2-\frac{8\pi G}{3}\rho=-\frac{k}{\alpha^2}$$
$$\reverse \opaque \left(H\right)^2-\frac{8\pi G}{3}\rho=-\frac{k}{\alpha^2}$$
$$\reverse \opaque \frac{8\pi G \rho}{3 H^2}-1=\frac{k}{H^2 \alpha^2}$$

Ο πρώτος παράγοντας αριστερά λέγεται παράμετρος πυκνότητας Ω και ορίζεται ως ο λόγος της πυκνότητας προς την κρίσιμη πυκνότητα ($$\reverse \opaque \rho/\rho_{crit}$$, όπου $$\reverse \opaque \rho_{crit}=\frac{3 H^2}{8\pi G}$$). Το φυσικό νόημα της κρίσιμης πυκνότητας είναι ότι όταν η πυκνότητα της ύλης στο σύμπαν είναι ίση με την κρίσιμη, τότε ο λόγος γίνετε μονάδα και άρα η έκφραση αριστερά μηδενίζεται που σημαίνει ότι και η καμπυλότητα (δεξιά) είναι μηδέν και άρα το Σύμπαν είναι επίπεδο. Αν η πυκνότητα είναι μεγαλύτερη από την κρίσιμη, τότε η καμπυλότητα είναι θετική και το σύμπαν είναι κλειστό. Το σύμπαν είναι τελικά ανοιχτό, αν η πυκνότητα είναι μικρότερη από την κρίσιμη. Με λίγα λόγια, η τιμή της πυκνότητας της ύλης στο Σύμπαν, όπως είναι λογικό, καθορίζει την καμπυλότητα του χώρου και κατ'επέκταση την εξέλιξη του σύμπαντος. Αν έχεις πολύ ύλη, η βαρύτητα υπερισχύει, αν έχεις λίγη ύλη, τότε υπερισχύει η διαστολή.

Εδώ τελειώνει η εισαγωγή στο Big Bang. Φυσικά ακολουθεί και άλλο Big Bang παρακάτω.

Λοιπόν, όταν οι κοσμολόγοι είδαν ότι η πυκνότητα της ύλης στο σύμπαν ήταν αυτό που θα καθόριζε και την εξέλιξη του Σύμπαντος, βαλθήκανε να την μετρήσουν για να δουν αν το Σύμπαν είναι ανοιχτό, κλειστό ή επίπεδο. Άρχισαν λοιπόν να μετράνε την ύλη που έβλεπαν, δηλαδή την ύλη που αλληλεπιδρά με το φως. Την ηλεκτρομαγνητικά ενεργή ύλη, από την οποία αποτελούνται τα άστρα, οι πλανήτες, τα μεσοαστρικά νέφη κλπ. Από αυτές τις προσπάθειες μέτρησης της πυκνότητας της ύλης του σύμπαντος, προέκυψε ότι η πυκνότητα της ύλης που βλέπαμε ήταν της τάξης του 4% της κρίσιμης πυκνότητας. Μαζί με αυτό το αποτέλεσμα, προέκυψε και ένα πρόβλημα. Για να μετρήσει κανείς πόση ύλη υπάρχει κάπου, μπορεί να το κάνει με δύο τρόπους. Ο ένας τρόπος είναι να δει πρώτα πόση ακτινοβολία του έρχεται από αυτή την ύλη και μετά να υπολογίσει από εκεί την ποσότητα της ύλης. Ο δεύτερος τρόπος είναι να υπολογίζει το πόση ύλη υπάρχει δυναμικά, δηλαδή να δει πως κινούνται για παράδειγμα κάποια άστρα σε μια περιοχή και από εκεί να εκτιμήσει πόση είναι η βαρυτική επίδραση που δέχονται για να κινηθούν έτσι και από εκεί να εκτιμήσει πόση ύλη χρειάζεται για να εξασκήσει αυτή τη βαρυτική επίδραση. Το απρόοπτο αυτής της ιστορίας ήταν ότι οι δύο διαδικασίες έδιναν διαφορετικό αποτέλεσμα. Φαινόταν δηλαδή σαν να υπήρχε και κάποια ποσότητα ύλης που δεν ακτινοβολούσε αλλά είχε δυναμικές επιπτώσεις λόγω της βαρυτικής της αλληλεπίδρασης.

Εκτός από αυτό, υπήρχε και ένα ακόμα πρόβλημα.


=== Λίγο Big Bang ακόμα ===

Αποτέλεσμα της θερμής Μεγάλης Έκρηξης είναι μια διάχυτη ακτινοβολία που βλέπουμε γύρω μας και λέγεται κοσμικό υπόβαθρο μικροκυματικής ακτινοβολίας (cosmic microwave background, CMB). Πως προκύπτει λοιπόν αυτή η ακτινοβολία; Αρχικά το σύμπαν ήταν αρκετά θερμό και η ύλη ήταν πλήρως ιονισμένη (ουσιαστικά από κάποιο σημείο και μετά υπήρχαν πρωτόνια και ηλεκτρόνια και σχετικά λιγότεροι πυρήνες ηλίου, δευτερίου τριτίου και λιθίου που προέκυψαν από τις ακόμα θερμότερες προηγούμενες φάσεις). Επειδή ήταν πλήρως ιονισμένη η ύλη, η ακτινοβολία ήταν σε τοπική θερμοδυναμική ισορροπία με την ύλη και δεν μπορούσε να διαφύγει γιατί η ύλη ήταν τελείως αδιαφανής (όπως συμβαίνει και στα αστέρια). Η θερμοκρασία και η πυκνότητα αυτού του υλικού ήταν σχεδόν η ίδια παντού (είναι σημαντικό αυτό το σχεδόν). Κάποια στιγμή και καθώς το σύμπαν διαστελλόταν και η πυκνότητα έπεφτε και μαζί της έπεφτε και η θερμοκρασία, οι πυρήνες που υπήρχαν επανασυνδέθηκαν με τα ηλεκτρόνια (σε μια θερμοκρασία περίπου 3000 βαθμών) και τότε, η ύλη έγινε διαφανής για την ακτινοβολία. Τα φωτόνια που διέφυγαν, είχαν την θερμοκρασία της ύλης εκείνη την στιγμή, είχαν δηλαδή το φάσμα ενός μέλανως σώματος θερμοκρασίας 3000 βαθμών περίπου. Το ίδιο συμβαίνει και με το φως από τα αστέρια. Μόνο που εκεί το φως διαφεύγει γιατί έχουν πεπερασμένες διαστάσεις.

Με την διαστολή του σύμπαντος, η ακτινοβολία αυτή ψύχθηκε και έφτασε στην θερμοκρασία που την μετράμε σήμερα και είναι το CMB.

Τώρα, όπως είπα και παραπάνω, η θερμοκρασία την στιγμή που έγινε διαφανές το σύμπαν ήταν σχεδόν σταθερή, αλλά όχι απόλυτα. Υπήρχε μια μικρή διακύμανση που αντικατόπτριζε την διακύμανση που υπήρχε στην πυκνότητα του υλικού. Αυτή η διακύμανση (anisotropy) είναι σημαντική, γιατί μας λέει πως δημιουργήθηκαν μετά οι δομές στο σύμπαν. Αν το σύμπαν ήταν απόλυτα ομοιογενές, τότε δεν θα υπήρχε λόγος να αρχίσει να μαζεύεται κάπου η ύλη για να φτιάξει έναν γαλαξία ή οτιδήποτε άλλο. Αν όμως η πυκνότητα ήταν κάπου, ελαφρώς μεγαλύτερη, τότε αυτό το πύκνωμα θα δημιουργούσε έναν πυρήνα κατάρρευσης που θα οδηγούσε στο σχηματισμό ενός αντικειμένου τελικά. Η μέχρι εδώ εικόνα αφορά το κλασσικό Big Bang. Τώρα, προκειμένου να μελετήσουμε τις ανισοτροπίες, πρέπει να δούμε πως προκύπτουν. Το πως προκύπτουν οι ανισοτροπίες μας το δίνει ο πληθωρισμός. Για την ακρίβεια, ο πληθωρισμός μας λέει αρχικά πως γίνεται το σύμπαν να έχει φτάσει παντού σε θερμοδυναμική ισορροπία, ακόμα και σε περιοχές που σήμερα δεν είναι αιτιακά συνδεδεμένες και μετά μας λέει σχετικά με τις διαταραχές, πως δημιουργούνται, τι χαρακτηριστικά έχουν και πως είναι μεταξύ τους συσχετισμένες. Εδώ όμως δεν θα συζητήσουμε τον πληθωρισμό.

Όπως είπα παραπάνω, εκτός από το θέμα με τον υπολογισμό της ύλης από δυναμικές μεθόδους, υπήρχε και ένα άλλο πρόβλημα. Το πρόβλημα ήταν με τις διαταραχές στην πυκνότητα και την δημιουργία δομών από αυτές. Αν το σύμπαν αποτελείτο αποκλειστικά από ύλη που αλληλεπιδρά με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, τότε θα έπρεπε οι αρχικές διαταραχές στην πυκνότητα της ύλης, που προέκυψαν από τον πληθωρισμό, θα έπρεπε να έχουν "ξεπλυθεί" από την ακτινοβολία την εποχή που η ύλη ήταν συζευγμένη μαζί της. Αυτό όμως δεν συνέβηκε και το βλέπουμε τόσο στο CMB όσο και στο ότι υπάρχουν δομές (γαλαξίες, ομάδες γαλαξιών κλπ.) γύρω μας. Αυτό οδηγούσε στο συμπέρασμα ότι εκτός από την "φωτεινή" ύλη, θα έπρεπε να υπάρχει και κάποια σκοτεινή ύλη εκείνη την εποχή που να διατηρεί την μνήμη των αρχικών διαταραχών και να μην αφήνει την ακτινοβολία να τις ξεπλύνει.

Υπάρχουν και άλλες ενδείξεις για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, αφού για παράδειγμα και η σχετική αφθονία των στοιχείων όπως το ήλιο σε σχέση με το υδρογόνο, εξαρτώνται από τον λόγο της πυκνότητας της βαρυονικής ύλης προς την συνολική πυκνότητα της ύλης.

Από όλα αυτά προέκυψε το συμπέρασμα ότι εκτός από την φωτεινή ύλη, υπάρχει στο Σύμπαν και μία ποσότητα σκοτεινής ύλης, δηλαδή ύλης που δεν αλληλεπιδρά ηλεκτρομαγνητικά και η οποία θα πρέπει να είναι περίπου 5 φορές περισσότερη από την φωτεινή ύλη. Έτσι οδηγηθήκαμε στο συμπέρασμα ότι το σύμπαν περιέχει 4% της κρίσιμης πυκνότητας φωτεινή ύλη (βαρυονική όπως την λέμε, γιατί αποτελείται κυρίως από πρωτόνια και νετρόνια) και 23% της κρίσιμης πυκνότητας σκοτεινή ύλη.

Σύμφωνα με το παραπάνω συμπέρασμα, προφανώς η πρόταση ότι γνωρίζουμε μόνο το 4% του σύμπαντος, δεν στέκει, αφού η βαρυονική ύλη σε σχέση με την σκοτεινή ύλη είναι το 1/5 και αν το σύμπαν αποτελείται μόνο από βαρυονική και σκοτεινή ύλη, τότε η βαρυνονική ύλη είναι το 1/6 της συνολικής ύλης και τα 5/6 η σκοτεινή. Και πάλι όμως ούτε αυτό έχει και πολύ νόημα, καθώς γενικά θα μπορούσε να πει κανείς ότι τα σωματίδια που αποτελούν την σκοτεινή ύλη είναι εν μέρη γνωστά, αφού υπάρχουν 2-3 υποψήφια σωματίδια, εκ των οποίων το ένα είναι το γνωστό νετρίνο (αν και δεν αποτελεί πια καλό υποψήφιο της σκοτεινής ύλης) και τα άλλα είναι σωματίδια όπως το υπερσυμμετρικό νουτραλίνο και το αξιόνιο, που ελπίζουμε ότι θα τα ανιχνεύσουμε στον LHC. Φυσικά θα μπορούσαν να είναι και άλλα σωματίδια, εντελώς άγνωστα σε εμάς τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης, αλλά αν το καθιερωμένο πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής είναι σωστό, τότε δεν υπάρχουν πολλές επιλογές.


Οπότε, τι σημαίνει αυτό το 4%, αν σημαίνει τίποτα;

Ένα από τα σημαντικά αποτελέσματα που μας έδωσε η μελέτη του CMB ήταν το γεγονός ότι το Σύμπαν είναι τελικά επίπεδο, έχει δηλαδή k=0. Αυτό το αποτέλεσμα σημαίνει αυτόματα ότι η πυκνότητα της ύλης στο Σύμπαν είναι ίση με την κρίσιμη. Και εδώ αρχίζει να αποκτά κάποιο νόημα αυτό το 4%. Αφού λοιπόν η πυκνότητα του Σύμπαντος είναι ίση με την κρίσιμη, αυτό σημαίνει ότι και η πυκνότητα της βαρυονικής ύλης είναι το 4% της συνολικής ύλης στο σύμπαν, ενώ η σκοτεινή ύλη είναι αντίστοιχα το 23%. Το υπόλοιπο 73% αποδόθηκε σε κάποια άγνωστη πυκνότητα ενέργειας που ευφάνταστα την ονόμασαν σκοτεινή ενέργεια. Τώρα, αυτή η σκοτεινή ενέργεια, φαίνεται να έχει τα χαρακτηριστικά ενός βαθμωτού πεδίου που διατηρεί σταθερή την ενεργειακή του πυκνότητα παντού στο χώρο. Αυτό το πεδίο μπορεί πάλι να είναι κάποιο γνωστό πεδίο, μπορεί να είναι και κάποιο άγνωστο.


=== Συμπέρασμα ===

Από όλα τα παραπάνω, προκύπτει ότι όταν λέμε την φράση, "γνωρίζουμε το 4% του Σύμπαντος", ουσιαστικά εννοούμε ότι βλέπουμε με την βοήθεια του φωτός μόνο το 4% της πυκνότητας της ύλης που περιέχεται στο Σύμπαν. Το υπόλοιπο 96% της πυκνότητας της ύλης δεν ακτινοβολεί για να το δούμε. Φυσικά αυτό δεν σημαίνει ότι γνωρίζουμε μόνο το 4% του τι κυκλοφορεί στο Σύμπαν και έτσι διατυπωμένη αυτή η πρόταση είναι τελείως παραπλανητική και σίγουρα προκαλεί παρανοήσεις. Αν το ερώτημα το θέσουμε στο επίπεδο του πόσα από τα σωματίδια που πιστεύουμε ότι μπορεί να υπάρχουν έχουμε βρει, η απάντηση είναι τελείως διαφορετική.

Η φράση αυτή λοιπόν, είναι ένα τυπικό παράδειγμα των περιπτώσεων όπου υπονοούνται τόσα πολλά σε μια απλή πρόταση, που τελικά το νόημα που βγάζει κανείς είναι αντίθετο από την πραγματικότητα της πρότασης. Δυστυχώς αυτό είναι ένα πολύ συνηθισμένο σφάλμα της εκλαΐκευσης.

Αυτά τα ολίγα. Καλή διασκέδαση.

(ps. η απάντηση για όποιον δεν κατάλαβε είναι όχι, γνωρίζουμε πολλά περισσότερα)

--------------------------------------------------
Update(8/11/2010): Το Scientific American του Νοεμβρίου, έχει ένα άρθρο σχετικό με το θέμα μας με τίτλο, "Dark Worlds: A shadow cosmos, woven silently into our own, may have its own rich inner life", όπου ουσιαστικά συζητά για το θέμα της σκοτεινής ύλης στην κλασική της εκδοχής καθώς και σε κάποιες πιο εξωτικές εκδοχές της.

Σάββατο, 23 Οκτωβρίου 2010

Apollo 11 landing denial α λα Ελληνικά

Η έγκριτη εφημερίδα "Ελεύθερος Ρύπος" για όσους δεν το ξέρουν, κάθε Σάββατο φιλοξενεί το "επιστημονικό" περιοδικό, "ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ". Αυτό το Σάββατο λοιπόν, το περιοδικό καταπιάνεται με το θέμα της προσσελήνωσης του Apollo 11, με αφορμή το ότι κυκλοφόρησε ένα νέο βίντεο από τις λήψεις που είχε κάνει Αυστραλιανό ραδιοτηλεσκόπιο, το οποίο είναι πολύ καλύτερης ποιότητας από το αντίστοιχο αμερικάνικο. (Btw, με το θέμα του moon hoax είχε ασχοληθεί πριν από λίγο καιρό και το antinews με μία επική δημοσίευση και μία επική συζήτηση στη συνέχεια)

Για όσους δεν το γνωρίζουν λοιπόν, να πούμε ότι την τηλεμετρία της αποστολής την παρακολουθούσαν διάφορα μέρη στον κόσμο (μέσα σ' αυτά και η Αυστραλία), όχι για κανέναν άλλον λόγο, αλλά γιατί η Γη γυρίζει και δεν είχαν πάντα οπτική επαφή από Αμερική. Αυτά στέλνουν για βρούβες τα περί συνωμοσίας, αλλά πάμε παρακάτω.

Το περιοδικό λοιπόν, αναφέρει αρχικά τα σχετικά με το βίντεο και μετά περνά στην αναπαραγωγή της σχετικής αρλουμπολογίας, αναφέροντας τα "προβληματικά" σημεία σχετικά με την αποστολή. Τα σημεία είναι τα παρακάτω:

* Η αμερικανική σημαία φαίνεται να κυματίζει.

Η πλάκα με αυτό είναι ότι οι καλύτερες ενδείξεις που έχουν όσοι ισχυρίζονται ότι η σημαία κυματίζει, είναι... από φωτογραφίες. Στις φωτογραφίες φαίνεται μία πτύχωση της σημαίας σαν να κυματίζει. Φυσικά φαίνεται πάντα σε κάθε φωτογραφία ακριβώς η ίδια πτύχωση (πράγμα το οποίο έχει εξηγηθεί που οφείλεται), αλλά αυτό δεν μας προβληματίζει. Το μόνο βίντεο στο οποίο φαίνεται να κουνιέται η σημαία, είναι το βίντεο που την καρφώνει ο αστροναύτης στο σεληνιακό έδαφος. Το θέμα αυτό το ξετίναξαν οι MythBasters



* Δεν φαίνονται αστέρια.

Μάθε φωτογραφία αγόρι μου και μάθε τι είναι ο χρόνος έκθεσης και μετά τα λέμε.

* Δεν φαίνεται κανένας κρατήρας κάτω από το σημείο προσσελήνωσης.

Αυτό το έχω εξηγήσει εν μέρη και εδώ και έχει να κάνει με την εκτόνωση των καυσαερίων και το γεγονός ότι στο τελευταίο στάδιο της προσσελήνωσης (τα τελευταία λίγα μέτρα), η σεληνάκατος κατεβαίνει με πολύ μικρή ισχύ στους κινητήρες και στο τέλος σβήνουν κιόλας.

* Η σεληνάκατος ζυγίζει 17 τόνους, δεν φαίνονται όμως να άφησε αποτύπωμα.

Uber-LOL...

Η σεληνάκατος έχει μάζα 16.5 τόνους... αλλά δεν ζυγίζει τόσο καρδιά μου.
Στην σελήνη, η βαρύτητα είναι το 1/6 της βαρύτητας της Γης και άρα η σεληνάκατος ζυγίζει όχι 16.5 τόνους αλλά 2.75 τόνους. Και τι σημαίνει δεν αφήνει αποτύπωμα σαν τους αστροναύτες; Σηκώθηκε για να δεις τι αποτύπωμα άφησε;;; Όπως είπα... Uber-LOL

* Τα ίχνη των αστροναυτών στη σκόνη παρά την ανυπαρξία υγρασίας.

Και αυτό το ξετινάζουν οι MythBasters...



* Όταν η σεληνάκατος αποχωρεί δεν διακρίνεται φλόγα.

Και αυτό το έχω αναπτύξει εδώ. Βασικά είναι μπούρδα και αξίζει να δει κανείς και το βίντεο με την εκτόξευση του Appolo 17 όπου σε ένα σημείο η κάμερα κοιτάζει μέσα στον θάλαμο καύσης και βλέπει την λάμψη από το εσωτερικό του θαλάμου...

* Ο φωτισμός και οι σκιάσεις των φωτογραφιών δίνουν την εντύπωση πολλαπλών πηγών φωτός.

Αν είσαι άσχετος... Μάθε μπαλίτσα αγόρι μου. Μάθε μπαλίτσα. Και για την ακρίβεια, όποιος έχει παρακολουθήσει ποτέ βραδινό αγώνα ποδοσφαίρου ξέρει πολύ καλά ότι οι πολλαπλές πηγές φωτός δεν προκαλούν διαφορετικές διευθύνσεις στις σκιές όπως ισχυρίζονται οι διάφοροι συνωμοσιολόγοι, αλλά πολλαπλές σκιές, όπως οι παρακάτω:



ps. Και αυτό το ξετινάζουν οι MythBasters:





* Το σταυρόνημα.

Και εδώ η απάντηση είναι, μάθε φωτογραφία αγόρι μου δεις πως διαχέεται ένα πολύ φωτεινό φόντο στα σκοτεινά σημεία μιας φωτογραφίας και θα καταλάβεις γιατί δεν φαίνεται το μαύρο σταυρόνημα όταν έχει φωτεινό φόντο.


Το περιοδικό έχει ακόμα 2 σημεία, τα οποία έχουν απαντηθεί γενικά, αλλά δεν έχει νόημα να ασχοληθώ εγώ εδώ γιατί αφορούν κάποιες τεχνικές προδιαγραφές μηχανημάτων (της κάμερας συγκεκριμένα). Αυτό που πρέπει να επισημάνω είναι, ότι το περιοδικό δεν έκανε και καμία σοβαρή προσπάθεια να αναπαράγει τις απαντήσεις που έχουν δοθεί σε αυτά τα ερωτήματα και γιατί να το κάνει άλλωστε. Πως θα βγάζουν το ψωμί τους αν δει ο κόσμος ότι όλα αυτά είναι παραμύθια.

Άντε, με τις υγείες μας. Κλείνω με ένα πολύ όμορφο βίντεο από την πορεία προς τη Σελήνη, που απαντά σε μία άλλη εκδοχή της θεωρίας συνωμοσίας, ότι δηλαδή δεν άφησαν ποτέ την γήινη τροχιά...



Καλή διασκέδαση...


----------------------------------------------------------

Update: Ένα πολύ δυνατό βίντεο σχετικά με τη σημαία από τα σχόλια (thanks Γιώργο - το προηγούμενο βίντεο δεν υπάρχει πια οπότε έβαλα ένα άλλο στη θέση του που δείχνει ότι βιντεσκόπησε η κάμερα των 16mm. Το σημείο με τη σημαία είναι από το 16:50 και μετά)...




Update 2 (30/10/2010): Σε ένα σχόλιο σε κάποιο άλλο θέμα, τέθηκε το ερώτημα των ζωνών Van Allen και της ακτινοβολίας που θα δέχονταν οι αστροναύτες από την διέλευσή τους μέσα από αυτές. Η απάντηση όπως επισήμανα και εκεί που έγινε το σχόλιο είναι ότι αυτό που μετράει είναι η δόση που δέχτηκαν οι αστροναύτες από τη διέλευσή τους και το αποτέλεσμα είναι ότι η δόση δεν είναι απαγορευτική. Μια σχετικά αναλυτική απάντηση με αναφορές υπάρχει στην σελίδα του Bill Wheaton, The Van Allen Belts and Travel to the Moon, από όπου παραθέτω τα βασικά σημεία:

The idea is to outline the basic facts of the case, and give you the materials you need to verify my statements, to whatever level of detail you wish. This is the traditional scientific way of answering a question. There are three basic issues.

1. What is the actual amount and nature of radiation present in the Van Allen Belts?
2. How long would an astronaut be exposed to that radiation while passing through the belts on a lunar trajectory, and what dose of radiation would he receive?
3. What would be the likely health effects?

Regarding the Van Allen belts, and the nature of the radiation in them, they are doughnut-shaped regions where charged particles, both protons and electrons, are trapped in the Earth's magnetic field... The standard database on the fluxes in the belt are the models for the trapped radiation environment, AP8 for protons, and AE8 for electrons, maintained by the National Space Sciences Data Center at NASA's Goddard Spaceflight Center. Barth (1999) gives a summary which indicates that electrons with energies over 1 MeV have a flux above a million per square centimeter per second from 1-6 earth radii (about 6,300 - 38,000 km), and protons over 10 MeV have a flux above one hundred thousand per square centimeter per second from about 1.5-2.5 Earth radii (9,500 km - 16,000 km).

Then what would be the radiation dose due to such fluxes, for the amount of time an astronaut crew would be exposed? This was in fact a serious concern at the time that the Apollo program was first proposed. Unfortunately I have not located quantitative information in the time available, but my recollection is that the dose was roughly 2 rem (= 20 mSv, milli-Sievert).

The time the astronauts would be exposed is fairly easy to calculate from basic orbital mechanics, though probably not something most students below college level could easily verify... If we just take the geometric average of these two, 7.2 km per sec, we will not be too far off, and get about 1.5 hours for the time to pass beyond 38,000 km...

For electrons, the AE8 electron data shows negligible flux (< 1 electron per square cm per sec) over E=7 MeV at any altitude. The AP8 proton compilations indicates peak fluxes outside the spacecraft up to about 20,000 protons per square cm per sec above 100 MeV in a region around 1.7 Earth radii, but because the region is narrow, passage takes only about 5 min. Nevertheless, these appear to be the principal hazard.

These numbers seem generally consistent with the ~2 rem doses I recall. If every gram of a person's body absorbed 600,000 protons with energy 100 MeV, completely stopping them, the dose would be about 50 mSv. Assuming a typical thickness of 10 cm for a human and no shielding by the spacecraft gives a dose of something like 50 mSv in 300 sec due to protons in the most intense part of the belt...

So the effect of such a dose, in the end, would not be enough to make the astronauts even noticeably ill. The low-level exposure could possibly cause cancer in the long term. I do not know exactly what the odds on that would be, I believe on the order of 1 in 1000 per astronaut exposed, probably some years after the trip. Of course, with nine trips, and a total of 3 X 9 = 27 astronauts (except for a few, like Jim Lovell, who went more than once) you would expect probably 5 or 10 cancers eventually in any case, even without any exposure, so it is not possible to know which if any might have been caused by the trips...


Αυτά απαντάνε ξεκάθαρα και σ' αυτό το ερώτημα. Αξίζει πάντως να διαβάσει κανείς όλο το κείμενο του Wheaton.

Κυριακή, 17 Οκτωβρίου 2010

Benoît Mandelbrot (1924-2010)

Είδα από την Citronella, ότι πέθανε στις 14 του μήνα ο Benoît Mandelbrot.

Ο Mandelbrot είναι γενικά γνωστός για το σύνολο Mandelbrot, αυτό το χαρακτηριστικό πλαγιαστό οχτάρι. Όταν κάποιος σκέφτεται "fractal", το μυαλό του πάει πρώτα στο σύνολο Mandelbrot.

Θυμάμαι, πρώτη φορά που είχα δει το συγκεκριμένο σύνολο ήταν στην 3η γυμνασίου περίπου, στο υπέροχο βιβλίο του Ian Stewart, "Παίζει ο Θεός Ζάρια;", το οποίο μου είχε δανείσει ένας φίλος. Το συγκλονιστικό στην όλη ιστορία είναι το πως προκύπτει τόση δομή από κάτι τόσο απλό, όσο το $$\reverse\opaque z_{n+1}=z_n^2+c$$ όπου c και z είναι μιγαδικοί αριθμοί. Η ιδέα είναι ότι ξεκινώντας από z=0 και κάποιο c στο μιγαδικό επίπεδο, εφαρμόζεις την παραπάνω αναδρομική σχέση μέχρι να δεις αν η ακολουθία είναι φραγμένη. Τότε αν είναι φραγμένη ζωγραφίζεις το σημείο c μαύρο και πας στο επόμενο, διαφορετικά το ζωγραφίζεις άσπρο. Το αποτέλεσμα είναι αυτό το υπέροχο fractal στο μιγαδικό επίπεδο,



Το σύνολο Mandelbrot ήταν από τα πρώτα πράγματα με τα οποία είχα παίξει όταν κάποτε απέκτησα υπολογιστή. Ήταν από τους πρώτους κώδικες σε BASIC που είχα γράψει. Το αποτέλεσμα του προγράμματος ήταν ένα πολύ όμορφο χρωματιστό σχήμα (με χρωματική διαβάθμιση ανάλογα με το πόσο γρήγορα απέκλινε η ακολουθία). Ωραία πράγματα. Ελπίζω να έχω κανένα screen shot πουθενά φυλαγμένο...(***update2)

Ο Mandelbrot λοιπόν, είναι ένας από τους ανθρώπους που άλλαξαν τον τρόπο που βλέπουμε τον κόσμο γύρω μας. Και όπως όλοι αυτοί οι σημαντικοί άνθρωποι, ήταν απλός. Το παρακάτω βίντεο είναι από μια ομιλία που έδωσε στο TED,



Αντίο Benoît.

--------------------------------------------
Update: Ένα πολύ όμορφο βίντεο που αξίζει να το δει κανείς, από τον Arthur Clarke σχετικά με το σύνολο Mandelbrot.



Update2: Βρήκα πριν λίγες μέρες τυχαία δύο screenshots από εκείνα τα προγράμματα



Κυριακή, 10 Οκτωβρίου 2010

Λείπει η Κοίλη Γη από το Παζάρι;

Αυτές τις μέρες, όπως και κάθε χρόνο τέτοιες μέρες, διεξάγεται στο χωριό μου Το Παζάρι. Υπάρχουν σχεδόν τα πάντα στο Παζάρι. Από ρούχα και αξεσουάρ κάθε είδους, μέχρι εργαλεία και μπιχλιμπίδια, μικρά και μεγάλα, φαγητό και γενικά οτιδήποτε μπορεί να πουλήσει και να αγοράσει
κανείς. Είναι φυσικό λοιπόν να μην απουσιάζουν και οι σχετικοί πάγκοι με βιβλία.

Κάνοντας μια βόλτα λοιπόν με μια παρέα φίλων, βρεθήκαμε μπροστά στον έναν εκ των δύο πάγκων που πουλάγανε βιβλία.
Θυμάμαι, ως τώρα νά 'τανε, το γέρο βιβλιοπώλη... που εκείνη την ώρα είχε έναν πελάτη και τον έψηνε για κάποιο βιβλίο. Όπως κοιτάζει μία στα γρήγορα το εκπαιδευμένο μάτι μου, πέφτει πάνω σε 3 βιβλία. Τα δύο ήταν κάτι κουλά του Αργυρόπουλου με την αριθμολογία της ΕΛ-ληνικής γλώσσας. Το άλλο ήταν για την Κοίλη Γη.

Το πιάνω το βιβλίο για την Κοίλη Γη και το δείχνω στον έναν φίλο και γελάμε. Το βλέπει και ο άλλος φίλος και λέει, "Λιακόπουλος..."

Εκείνη τη στιγμή, πετάγεται ο βιβλιοπώλης και λέει, "Ποιος Λιακόπουλος... Γιαννόπουλος!!!", σαν να ήθελε να πει, τι Λιακόπουλος και πράσινα άλογα. Οπότε, λέει ο πρώτος φίλος, "ε, και αυτός για την Κοίλη Γη λέει". Εκεί αντιδρά ο βιβλιοπώλης και λέει, "ναι, αλλά εδώ, αυτός έχει κάνει έρευνα, έχει στοιχεία... το έχεις διαβάσει;" κάνει στον πρώτο φίλο με νόημα. Και του απαντά ο πρώτος φίλος, "δεν το έχω διαβάσει και άρα δεν έχω άποψη για το βιβλίο".

Εκεί γυρνάω και κοιτάζω των πρώτο φίλο και του λέω, "καλά ρε, πρέπει να το έχεις διαβάσει για να έχεις άποψη για το αν η Γη είναι Κοίλη ή όχι;"
Αυτό ήταν. Έπεσε το λάδι στη φωτιά. Ο βιβλιοπώλης αγανακτισμένος μου λέει, "καλά, και εσύ που το ξέρεις; έχει δει τα στοιχεία; έχεις δει τις αποδείξεις; εδώ έχει κάνει δουλειά ο άνθρωπος...", οπότε αγανακτισμένος και εγώ του απαντάω, "το ξέρω πολύ καλά ότι η Γη δεν είναι κοίλη..."
Με μια αστραπιαία κίνηση, ο βιβλιοπώλης βγάζει από το πουθενά το βιβλίο του Thomas Levenson, "ο Αϊνστάιν στο Βερολίνο" και μου λέει, "ε άμα το ξέρεις, τότε είσαι ο Einstein και πάρε και διάβασε αυτό..."
Η όλη φάση ήταν σουρεαλιστική. Ήταν και μία κυρία εκείνη την ώρα που έψαχνε εν μέσω της αντιδικίας να βρει ένα βιβλίο, η οποία δεν ξέρω τελικά τι έκανε.
Αφού μου πέταξε λοιπόν την ατάκα, του απαντάω και εγώ, "Δεν χρειάζεται να είναι Einstein κανένας για να ξέρει ότι η Γη δεν είναι Κοίλη. Νομίζω..." και με το που είπα "νομίζω" πετάγεται θριαμβολογώντας, "αααα, τώρα νομίζεις..."
Οπότε συνεχίζω και εγώ, "Το ξέρουμε πολύ καλά ότι η Γη δεν είναι κοίλη, νομίζω εδώ και 300 χρόνια. Σχεδόν από την εποχή του Νεύτωνα" και γυρνάω και φεύγω για να προλάβω τους άλλους δύο που την είχαν κάνει με ελαφρά πηδηματάκια οι κυρίες...

Τελικά, η πλάκα είναι ότι καλώς ήμουν επιφυλακτικός όταν είπα "νομίζω", αφού το ξέρουμε εδώ και 200 χρόνια περίπου και όχι 300, δηλαδή από όταν ο Cavendish μέτρησε την πυκνότητα της Γης με τα πειράματα που έκανε με στροφικό ζυγό. Ο Cavendish το 1798 μέτρησε την μέση πυκνότητα της Γης να είναι περίπου 5.5 φορές η πυκνότητα του νερού, δηλαδή 5.5 gr/cm^3, σχεδόν όσο είναι η πυκνότητα του σιδήρου. Αυτό και μόνο, όπως έχω εξηγήσει και σε σχετική ανάρτηση για την κοίλη γη, είναι αρκετό για να σκοτώσει μία και καλή την θεωρία της κοίλης Γης. Για την ακρίβεια, την σκότωσε μία φορά στο παρελθόν. Ο Halley (ο γνωστός από τον κομήτη) βασισμένος σε κάποιες λάθος εκτιμήσεις για τον λόγο της μάζας της Σελήνης προς τη μάζα της Γης από τον Νεύτωνα και προκειμένου να εξηγήσει κάποια φαινόμενα σχετικά με τον μαγνητισμό της Γης, είχε προτείνει ένα τέτοιου τύπου μοντέλο (και αναφορά wiki). Φυσικά η μέτρηση του Cavendish το σκότωσε αυτό το μοντέλο, αφού με την σωστή πυκνότητα, δεν υπήρχε η ανάγκη να γίνει διόρθωση στον όγκο.

Τέλος πάντων, το θλιβερό της όλης ιστορίας είναι ότι πράγματα που τα ξέρουμε καλά εδώ και πολλά χρόνια και θα έπρεπε να είναι κοινή γνώση για όποιον έχει τελειώσει ένα σχολείο, τελικά είναι πολύ υψηλή επιστήμη. Μπορεί να το διαπιστώσει κανείς, εκτός από αυτό το περιστατικό, αν απλά ρίξει μία ματιά στα σχόλια στην σελίδα όπου διαφημίζεται το συγκεκριμένο βιβλίο.

Νομίζω ότι αυτή η ιστορία πλησιάζει (χωρίς όμως να την φτάνει) την ιστορία του PJI με τον μοναχό που θεωρούσε ότι η Γη είναι επίπεδη...
Καλά... τι θυμήθηκα τώρα... τον Ανθγο μου που πίστευε ότι ο Καραθεοδωρή ήταν δάσκαλος του Einstein... Άλλη φοβερή κουβέντα και αυτή.

LOL

Τρίτη, 5 Οκτωβρίου 2010

Déjà vu... Επιστημονικά περιοδικά.

Πραγματικά, η κατάσταση έχει καταντήσει αηδία. Παραθέτω την ανακοίνωση από τον Σύνδεσμο Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών:

01-10-2010
Θα θέλαμε να σας πληροφορήσουμε ότι λόγω καθυστερήσεων στην υπογραφή των συμβάσεων του Συνδέσμου με τους εκδοτικούς οίκους για τα έτη 2010-2012, οι Elsevier και Wiley μας ενημέρωσαν ότι θα διακόψουν την πρόσβαση στα τεύχη του 2010 από τις 30 Σεπτεμβρίου 2010.

Η καθυστέρηση της υπογραφής των νέων συμβάσεων οφείλεται στη διαδικασία του προσυμβατικού ελέγχου από το Ελεγκτικό Συνέδριο.

O Wiley θα διακόψει την πρόσβαση και στα τεύχη του 2009 των περιοδικών του Blackwell επειδή και η πληρωμή του 2009 έχει καθυστερήσει για γραφειοκρατικούς λόγους.





Και μετά σου λέει για έρευνα και για δείκτες αξιολόγησης...
Παρ' το αυγό και κούρευτο.

Με τις υγείες μας...


Update: 7/10/10

Dear Vagelford,

We are alerting all registered users in Greece that your organization does not hold an active agreement for full-text access to articles on ScienceDirect published in 2010 and forward. The Hellenic Academic Libraries Link (HEAL-Link) and Elsevier secured agreement earlier this year. Unfortunately, in spite of the best efforts of both parties, we have experienced continued and repeated delays from the Greek Court of Assessors in signing and activating the HEAL-Link agreement. The agreed September 24 deadline to deliver signed documents to Elsevier has now passed.

It is therefore with great regret that, pending some action by the Ministry, we must now withdraw from HEAL-Link. The termination procedures were initiated as of the September 24th deadline and, as a consequence, researchers at your institution will lose full-text access to all articles on ScienceDirect published in 2010 and forward.

As a gesture of good will, in hopes of a timely reinstatement of access, Elsevier is keeping all HEAL-Link accounts active, allowing continued access to the backfiles on ScienceDirect through 2009. In addition, we are extending access to Scopus, the world's largest abstract and citation database. You may wish to lend your support by writing to the administration of your university, and urging them to request the Ministry to accept the agreement found between HEAL-Link and Elsevier. Until an institutional subscription is reinstated, individual access to 2010 articles are available by credit card payment.

We sincerely regret this situation, as does HEAL-Link. Our past relationship with HEAL-Link achieved the mission to help all academic and research institutions in Greece acquire and share digital resources and dramatically increase the country's scientific output. It is my sincere hope to ensure that Greece's researchers and scientists continue to have the access to Elsevier resources that will continue to enable them to advance their work and increase their productivity.

With sincere regards,



Update2: 12/10/10

Από το Βλήμα:
«Ανταρσία» οργανώνουν οι πανεπιστημιακοί καθηγητές την ώρα που η υπουργός Παιδείας κυρία Αννα Διαμαντοπούλου ταξιδεύει στηSilicon Valley της Καλιφόρνιας για να «μεταφέρει τεχνογνωσία» στη χώρα μας...


Η φαιδρότητα σε όλο της το μεγαλείο...

Δευτέρα, 27 Σεπτεμβρίου 2010

Επιστήμη...

Επιστήμη:

Αρχικά, επιστήμη σήμαινε εξακριβωμένη, τεκμηριωμένη, βεβαιωμένη γνώση .
Ενδεικτικός αυτού του νοήματος είναι ο πρώτος ορισμός που γνωρίζουμε. Διατυπώθηκε ως τελική προσπάθεια (προσέγγισης της γνώσης) από τον Πλάτωνα στο γνωστό διάλογο "Θεαίτητος" (§ 202), όπου συμπερασματικά ένας από τους συνομιλητές καταλήγει:
«Έστιν ουν επιστήμη δόξα αληθής μετά λόγου» (Επιστήμη λοιπόν, δηλαδή γνώση βεβαιωμένη, είναι η γνώμη που έχουμε για την πραγματικότητα, εφόσον επαληθευτεί με λογικά θεμελιωμένα επιχειρήματα).


Ο Πλάτωνας πρώτος, κάνει διάκριση ανάμεσα στη γνώμη ή πίστη και την βέβαιη γνώση ή επιστήμη. Στην συνέχεια, ο Αριστοτέλης, μαθητής του Πλάτωνα, προσδιορίζει την επιστήμη η οποία έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
1. Ορθολογική γνώση που αφορά στις αρχές και τις αιτίες.
2. Γνώση που αποκτάται με μέθοδο και χρειάζεται την απόδειξη.
3. Διανοητική διαδικασία που σκοπός της είναι από τα γνωστά να φθάσει στα άγνωστα.
4. Από πολλά επιμέρους να φθάσει σε κάτι γενικό (επαγωγή).
5. Ασχολείται με την αμετάβλητη ουσία των πραγμάτων.
Οι Στωικοί θεωρούν ότι επιστήμη είναι η κατανόηση και η γνώση που αποκτάται με τη χρήση της λογικής και είναι ασφαλής, βέβαιη και αμετάθετη.


ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΕΠΙΣΤΗΜΗ; (η μετάφραση και τα σχόλια είναι από εργασία για το μάθημα: ΕΠΙΣΤΗΜΗ - ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ - ΚΟΙΝΩΝΙΑ)

Ακολουθεί μία σύντομη αναφορά στις απόψεις που παρουσιάστηκαν για να προχωρήσουμε στην ανάλυσή μας:

# το ερώτημα σχετικά με τη φύση της επιστήμης έχει να κάνει με τα κριτήρια διαχωρισμού (καθορισμός κριτηρίων γνώσης) : τί είναι αυτό που διαχωρίζει την επιστήμη από τα άλλα είδη γνώσης; (φιλοσοφική άποψη),
# ο ορισμός της επιστήμης διαφοροποιείται αν ληφθούν υπόψη οργανωτικοί και κοινωνικοί παράγοντες. Ο χαρακτήρας της επιστήμης έχει αποδειχθεί ότι είναι ιστορικά μεταβλητός (ιστορική άποψη),
# είναι δύσκολο να περιγραφεί η πραγματική φύση της επιστήμης ακριβώς, γιατί είναι μία σύνθετη και μεταλλασσόμενη έννοια. Η μεταβλητότητα της επιστήμης οφείλεται στην πολυπλοκότητά της (εσσενσιαλιστική προσέγγιση),
# οι ιδιότητες οι οποίες προτείνονται ως χαρακτηριστικά της επιστήμης, αναδύονται από τις καθοριστκές πράξεις των ιδίων των φορέων αυτής παρά τον ‘’πραγματικό χαρακτήρα’’ του φαινομένου (νομιναλιστική προσέγγιση),
# το κοινωνιολογικό ενδιαφέρον στη γνώση προκύπτει ως συνέπεια της ανάγκης κατανόησης των καθοριστικών χαρακτηριστικών της γνώσης (δημιουργία ενός ενιαίου μοντέλου-πλαισίου σκέψης για τη μελέτη της ανθρώπινης συμπεριφοράς), υπό το πρίσμα του κοινωνικού περιεχομένου ή των κοινωνικών χαρακτηριστικών, (κλασσική κοινωνιολογία και κοινωνιολογία της γνώσης).


.
.
.
.







Από πάνω προς τα κάτω: Αλχημεία,..., Αλχημεία, απαγορευμένα βιβλία,..., Τα Κεκρυμμένα, Μαγεία...


Μάγοι και Μαγεία στην Αρχαιότητα, 2012-Τι Αλήθεια θα Γίνει;, Αστρική Προβολή, Τα Αστρολογικά...

Βιβλιοπωλείο METROPOLIS...

Με τις υγείες σας...

Σάββατο, 18 Σεπτεμβρίου 2010

Hawking Radiation... analog

Προχθές (15/09/2010) ο Bill Unruh έδωσε μία ομιλία στο Perimeter Institute με θέμα, "Experimental detection of stimulated Hawking thermal radiation from analog white holes" και η εργασία στην οποία αναφέρεται είναι η "Measurement of stimulated Hawking emission in an analogue system". Την ομιλία μπορεί να την παρακολουθήσει κανείς από το site του PI σε αυτό το URL (με media player) και έχει πολύ ενδιαφέρον. Έχει πλάκα στην αρχή που ο Unruh αναφέρεται στον αρχικά λάθος υπολογισμό του Hawking που οδηγούσε όμως στο σωστό αποτέλεσμα... ρίχνει αριστοτεχνικό καρφί.

Το θέμα με τα ανάλογα μελανών οπών έχει πολύ ενδιαφέρον και είχα ασχοληθεί λίγο και εγώ στο παρελθόν. Είχα κάνει και μια σχετική ομιλία που μπορεί να δει κανείς εδώ τις διαφάνειες οι οποίες περιέχουν μια σύντομη παρουσίαση της ιδέας των υδροδυναμικών ανάλογων των μελανών οπών καθώς και μερικά παραδείγματα.

Η βασική ιδέα πάντως είναι ότι αν έχεις μία ροή ενός ρευστού, τότε η κίνηση των ηχητικών κυμάτων (των διαταραχών του ρευστού ουσιαστικά) μπορεί να περιγραφεί ισοδύναμα από την κίνηση φωτονίων σε κάποιο χωρόχρονο. Έτσι το πρόβλημα του ρευστού ανάγεται σε ένα "χωροχρονικό" πρόβλημα. Ανάλογα με τις ιδιότητες της ροής, μπορούν να εμφανίζονται ορίζοντες γεγονότων, εργόσφαιρες, λευκές οπές ή ακόμα και κοσμολογικού τύπου γεωμετρίες.

Η μεγάλη χρησιμότητα που αναμένεται να έχουν αυτά τα μοντέλα βρίσκεται στο ότι θα μπορέσουμε με την βοήθειά τους να ελέγξουμε την περιοχή όπου έρχεται σε επαφή η γενική σχετικότητα με την κβαντομηχανική και ενδεχομένως κάποια θέματα που έχουν να κάνουν με την κβαντική δομή του χωρόχρονου (αφού το ρευστό που αποτελεί το μέσο στο οποίο διαδίδονται οι διαταραχές τελικά δεν είναι συνεχές, αλλά αποτελείται από άτομα). Ένα από τα φαινόμενα στα οποία έρχεται σε επαφή η γενική σχετικότητα με την κβαντομηχανική είναι και η ακτινοβολία Hawking από τον ορίζοντα μιας μαύρης τρύπας, που προκάλεσε τόση πολύ συζήτηση πρόπερσι γύρω από το αν θα εξατμίζονται τελικά οι mini black holes που ενδεχομένως να δημιουργηθούν στο LHC ή αν τελικά θα μας καταπιούν όλους.
Με αυτό ακριβώς ασχολείται και η παραπάνω δουλειά της ομάδας του Unruh και τα αποτελέσματα είναι πολύ ενδιαφέροντα.

Anyway, καλή διασκέδαση με την ομιλία.


Ενδεικτική βιβλιογραφία για τα ανάλογα μελανών οπών:
1. Experimental Black-Hole Evaporation? (PRL 46, 1351)
2. Sonic analogue of black holes and the effects of hifh frequencies on black hole evaporation (Phys. Rev. D 51, 2827)
3. Acoustic black holes: horizons, ergospheres and Hawking radiation (gr-qc/9712010)
4. Trans-Planckian redshifts and the substance of the space-time river (hep-th/0001085)
5. Causal structure of acoustic spacetimes (gr-qc/0408022)
6. Vortex analogue for the equatorial geometry of the Kerr black hole (gr-qc/0409014)
7. The river model of black holes (gr-qc/0411060)
8. The disinformation problem of black holes (gr-qc/0504037, gr-qc/0504038)
9. Scientific American: An ECHO of Black Holes [PHYSICS]

Τετάρτη, 15 Σεπτεμβρίου 2010

Ο μύθος του μύθου της υποχρηματοδότησης των ΑΕΙ

Ο Πάσχος Μανδραβέλης έχει ένα άρθρο στην Καθημερινή με τίτλο, "Ο μύθος της υποχρηματοδότησης των ΑΕΙ".

Στο άρθρο καταλήγει, συγκρίνοντας τα ποσοστά επί του ΑΕΠ ανάμεσα στην Ελλάδα και τη Γερμανία, ότι:

Από την άλλη, όμως, η χώρα μας εμφανίζεται να ξοδεύει πολλά περισσότερα για τα τριτοβάθμια ιδρύματα, σε σύγκριση με τις άλλες δυτικές χώρες. Η Ελλάδα ξοδεύει το 1,44% του ΑΕΠ στην ανώτατη εκπαίδευση, όταν η κραταιά Γερμανία δίνει το 1,14% του ΑΕΠ, οι ΗΠΑ το 1,33% και ο μέσος όρος της Ευρώπης των «27» είναι στο 1,15%. (Σ.Σ.: η παιδεία που χαντακώνουμε είναι η δευτεροβάθμια. Η Ελλάδα δίνει στα Γυμνάσια και Λύκεια το 1,14% του ΑΕΠ, ενώ ακόμη και η Εσθονία δίνει το 2,32%. Ο μέσος όρος της Ευρώπης των «27» είναι 2,25%).


Χμ... για να δούμε αν η λογική του κ. Μανδραβέλη είναι σωστή ή πάσχει πουθενά.

Σύμφωνα με τα δεδομένα που μπορεί να βρει κανείς στο Wolfram Alpha για την Γερμανία και την Ελλάδα, ας κάνουμε έναν πρόχειρο υπολογισμό για το πόσα ξοδεύει η Ελλάδα σε σχέση με την Γερμανία σε απόλυτα νούμερα.

Η Γερμανία λοιπόν έχει πληθυσμό 82.3x10^6 άτομα με GDP 3.649x10^12 του οποίου το 1.14% είναι περίπου 4.16x10^10 ευρώ.
Η Ελλάδα αντίστοιχα έχει πληθυσμό 11.1x10^6 με GDP 355.9x10^9 του οποίου το 1.44% είναι περίπου 5.13x10^9 ευρώ.

Χμ... μία τάξη μεγέθους λιγότερα λεφτά η Ελλάδα από τη Γερμανία. Λογικό. Θα περίμενε κανείς κάτι διαφορετικό;

Από εκεί και πέρα, για να βγάλει κανείς συμπέρασμα σχετικά με το πόσα ξοδεύει η Ελλάδα για τα ΑΕΙ σε σχέση με την Γερμανία, θα πρέπει να πάρει υπόψιν του πόσα είναι τα ιδρύματα που χρηματοδοτούνται αντιστοίχως και να βγάλει τα σχετικά ποσά ανά ίδρυμα, ποια είναι τα σχετικά ποσοστά που πάνε στην έρευνα, ποια είναι τα σχετικά ποσοστά που πάνε στο εκπαιδευτικό έργο, ποια είναι τα σχετικά ποσοστά που πάνε σε υποδομές και μετά να τα συγκρίνει αντιστοίχως και να βγάλει συμπεράσματα.

Όπως λέει και ο κ. Μανδραβέλης:

Το πρόβλημα όμως είναι ότι αυτού του τύπου οι κινδυνολογίες και οι πολλοί ψευδείς αριθμοί που κυκλοφορούν αποπροσανατολίζουν τη συζήτηση και δίνονται οι λάθος λύσεις.


Αυτή είναι η ουσία.

Τετάρτη, 1 Σεπτεμβρίου 2010

The Pioneer Anomaly

Σήμερα το πρωί ανέβηκε στο Living Reviews in Relativity ένα καινούριο review με θέμα, The Pioneer Anomaly, από τους Slava G. Turyshev και Viktor T. Toth.

Τι είναι όμως το Pioneer Anomaly;
Καταρχήν, τα διαστημόπλοια Pioneer 10 και 11 είναι δύο διαστημόπλοια που είχαν σταλεί για να μελετήσουν τους εξωτερικούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος (πέρα δηλαδή από την ζώνη των αστεροειδών που βρίσκεται μετά τον Άρη).

To Pioneer 10 μας έδωσε τις πρώτες κοντινές φωτογραφίες του Δία ενώ το Pioneer 11 μας έδωσε αντίστοιχα τις πρώτες κοντινές φωτογραφίας του Κρόνου (αν δεν κάνω λάθος).

Και τα δύο αυτή τη στιγμή βρίσκονται σε πορεία διαφυγής από το ηλιακό μας σύστημα κάπου 100 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο. Για την ακρίβεια, το Pioneer 11 πρέπει να είναι λίγο πιο κοντά. Το Pioneer 10 έχασε την επαφή του με τη Γη το 2006, ενώ το Pioneer 11 την είχε χάσει από το 1995, σχεδόν 10 χρόνια νωρίτερα.

Τα δύο διαστημόπλοια, όσο διατηρούσαν την επαφή τους με την Γη, έστελναν δεδομένα για την κατάστασή τους και για το περιβάλλον που συναντούσαν, ενώ γινόταν προσπάθεια να παρακολουθείται η ακριβής θέση τους.

Από την ανάλυση των δεδομένων για την παρακολούθηση της θέσης των διαστημοπλοίων, προέκυψε αυτό που λέμε Pioneer Anomaly. Η θέση του κάθε διαστημοπλοίου προσδιορίζεται με την βοήθεια του Deep Space Network (DSN), το οποίο είναι ένα σύστημα από ραδιοτηλεσκόπια στη Γη, που παρακολουθούν όλα τα διαστημόπλοια που κυκλοφορούν στο ηλιακό μας σύστημα. Χονδρικά, το DSN ανταλλάσσει ραδιοσήματα με τα διαστημόπλοια, με την βοήθεια των οποίων προσδιορίζει την θέση τους στην ουράνια σφαίρα. Από τον χρόνο που κάνει ένα σήμα για να φτάσει από το διαστημόπλοιο στη Γη, μπορεί να υπολογιστεί η απόσταση, ενώ από τις μεταβολές στην γωνιακή θέση μπορούν να υπολογιστούν στοιχεία όπως η ταχύτητα κάθετα στην διεύθυνση παρατήρησης. Τέλος από την μετατόπιση Doppler των συχνοτήτων των σημάτων, μπορεί να υπολογίσει κανείς την ακτινική ταχύτητα.(Update***)

Αυτό που παρατηρήθηκε στα δεδομένα από τα Pioneer 10 και 11, αν αφαιρέσει κανείς όλα τα άλλα φαινόμενα, ήταν ότι υπήρχε μια μετατόπιση Doppler προς μικρότερα μήκη κύματος, η οποία μεταβαλλόταν με σταθερό ρυθμό και θα μπορούσε να υποδηλώνει μία σταθερή επιτάχυνση των διαστημοπλοίων προς τον Ήλιο. Η επιτάχυνση αυτή υπολογίστηκε να είναι της τάξης του $$\reverse\opaque \alpha_p=8\times 10^{-10}m/s^2$$.

Οι πρώτοι αυτοί υπολογισμοί γίνανε για το Pioneer 10 με δεδομένα από το 1987 ως το 1998 και αφορούσαν αποστάσεις από 40 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο μέχρι 70 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο, ενώ για το Pioneer 11 τα δεδομένα ήταν από το 1987 ως το 1990 και αποστάσεις από 22 αστρονομικές μονάδες ως 32 αστρονομικές μονάδες περίπου. Η μία αστρονομική μονάδα είναι απόσταση ίση με την απόσταση Γης - Ήλιου, ο Κρόνος βρίσκεται περίπου στις 10 αστρονομικές μονάδες, ενώ η αρχή της ηλιόπαυσης βρίσκεται περίπου στις 100 αστρονομικές μονάδες.

Φυσικά αυτό το αποτέλεσμα, μια απροσδιόριστης φύσεως επιτάχυνση προς τον Ήλιο, δημιούργησε τεράστιο ενδιαφέρον για το Pioneer Anomaly.

Μια πρώτη ανάλυση του προβλήματος μπορεί να βρει κανείς στο άρθρο Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11 (arXiv:gr-qc/0104064v5) των Anderson et al., ενώ υπάρχει και μία παιδαγωγική παρουσίαση του όλου προβλήματος και των φαινομένων που πρέπει να πάρει κανείς υπόψιν του, σε ένα άρθρο στο American Journal of Physics με τίτλο, Study of the Pioneer anomaly: A problem set (arXiv:physics/0502123v5 [physics.ed-ph]).

Το τελευταίο αυτό review στο Living Reviews παρουσιάζει όλο το ιστορικό της υπόθεσης της ανάλυσης των δεδομένων και τα σχετικά στοιχεία για τα Pioneer, τις διάφορες προτάσεις που έχουν διατυπωθεί για να εξηγηθεί το φαινόμενο και τα συμπεράσματα που έχουν προκύψει, καθώς και τις προοπτικές που υπάρχουν για μία αποστολή που θα έχει ως αποκλειστικό στόχο να διερευνήσει την φύση του φαινομένου.

Σχετικά με την διαστημική αποστολή, σύμφωνα με το review:

The apparent inability to explain the anomalous behavior of the Pioneers with conventional physics has contributed to growing discussion about its origin. A number of researchers emphasized the need for a new experiment to explore the detected signal. As a result, advocated for a program to study the Pioneer anomaly. This program effectively includes three phases:

i) Analysis of the entire set of existing Pioneer data, obtained from launch to the last useful data received from Pioneer 10 in April 2002. This data provides critical new information about the anomaly. If the anomaly is confirmed,

ii) Development of an instrument, to be carried on another deep space mission, to provide an independent confirmation for the anomaly. If further confirmed,

iii) Development of a dedicated deep-space experiment to explore the Pioneer anomaly with an accuracy for acceleration resolution at the level of 10^–12 m/s^2 in the extremely low frequency (or nearly DC) range.

Significant progress was accomplished concerning the first and second phases. Work on the third phase was also initiated. Mission studies conducted in 2004 – 2005 have identified two options: i) an experiment on a major mission to deep space capable of reaching acceleration sensitivity similar to that demonstrated by the Pioneers and ii) a dedicated mission to explore the Pioneer anomaly that offers full characterization of the anomaly.


Σύμφωνα με τα παραπάνω, φαίνεται πως όλοι συμφωνούν ότι το φαινόμενο μάλλον*** είναι πραγματικό και αξίζει να διερευνηθεί με κάποια εξειδικευμένη αποστολή, αφού μία από τις λύσεις του προβλήματος στις οποίες θα μπορούσαμε να οδηγηθούμε είναι η διατύπωση νέας Φυσικής. Εδώ πρέπει να πούμε ότι δεν είναι μόνο τα Pioneer που παρουσιάζουν αυτή την επιτάχυνση. Αντίστοιχη επιτάχυνση έχει παρατηρηθεί και στα διαστημόπλοια Galileo και Ulysses, αλλά τα δεδομένα δεν είναι τόσο καλά όσο για τα Pioneer. Το σίγουρο είναι ότι η ανάλυση όλου του πακέτου των δεδομένων από τα Pioneer θα δώσει περισσότερα στοιχεία για κάποια περίεργα χαρακτηριστικά του φαινομένου, όπως για παράδειγμα το γεγονός ότι φαίνεται να ξεκινά απότομα για το Pioneer 11 μετά την διέλευσή του από τον Κρόνο.

Τέλος, υπάρχουν και κάποια από τα στοιχεία του φαινομένου που παρουσιάζουν ενδιαφέρον και αξίζει να τα αναφέρουμε σύντομα.

Το πρώτο έχει να κάνει με την αριθμητική "σύμπτωση" της τιμής της επιτάχυνσης των Pioneer με την "κοσμολογική επιτάχυνση" $$\reverse\opaque cH_0$$ όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός και Ho η σταθερά του Hubble (με μονάδες αντίστροφου χρόνου, άρα όλο μαζί μας κάνει επιτάχυνση). Αυτή η σχεδόν σύμπτωση κίνησε το ενδιαφέρον αρκετών ερευνητών που έψαξαν για κοσμολογική αιτία στο φαινόμενο, μόνο που υπάρχει ένα πρόβλημα. Η επιτάχυνση των Pioneer είναι προς τον Ήλιο, ενώ αν οφειλόταν στην διαστολή του σύμπαντος για παράδειγμα, θα έπρεπε να έχει αντίθετη φορά. Φυσικά, δεν χρειάζεται να το πάρει κανείς τόσο κυριολεκτικά το θέμα. Πάντως έχει γίνει πολύ δουλειά στην κατεύθυνση της αναζήτησης για αιτία κοσμολογικής φύσης που φαίνεται να αποκλείει αυτό το ενδεχόμενο. Από την όλη υπόθεση πάντως βγήκαν κάποια ενδιαφέροντα συμπεράσματα σχετικά με την συμπεριφορά των δέσμιων συστημάτων που βρίσκονται σε ένα διαστελλόμενο Σύμπαν.

Το δεύτερο έχει να κάνει και πάλι με μία αριθμητική σύμπτωση. Η αριθμητική σύμπτωση του Pioneer Anomaly με την βαρυτική επιτάχυνση του Γαλαξία μας που είναι περίπου $$\reverse\opaque \alpha_G=9\times 10^{-10}m/s^2$$. Προφανώς αυτή η σύμπτωση είναι ακόμα πιο θεαματική, αλλά δεν έχει κανένα νόημα. Οι μετρήσεις στα Pioneer γίνονται στο σύστημα του Ήλιου, το οποίο όμως και αυτό πέφτει στο βαρυτικό πεδίο του Γαλαξία και άρα από την αρχή της ισοδυναμίας ξέρουμε ότι αυτό το σύστημα είναι τοπικά αδρανειακό και συμπεριφέρεται σαν να μην υπάρχει κανένα πεδίο βαρύτητας. Είναι ακριβώς όπως ο αστροναύτης μέσα σε ένα διαστημόπλοιο που "πέφτει" σε τροχιά γύρω από τη Γη βρίσκεται σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας και δεν καταλαβαίνει την βαρύτητα της Γης. Οι μόνες δυνάμεις που θα μπορούσαν να γίνουν αισθητές είναι οι παλιρροϊκές δυνάμεις του Γαλαξία. Επειδή όμως οι δυνάμεις αυτές είναι ανάλογες τις απόστασης των Pioneer από τον ήλιο και αντιστρόφως ανάλογες του κύβου της απόστασης του ηλιακού συστήματος από το κέντρο του Γαλαξία, η επιτάχυνση που προκύπτει θα είναι ίση με την παραπάνω τιμή πολλαπλασιασμένη με τον παράγοντα (απόσταση Pioneer από Ήλιο)/(απόσταση Ήλιου από κέντρο Γαλαξία) που είναι κάτι της τάξης του 10^-7.

Όπως καταλαβαίνει κανείς, οι παραπάνω "ενδιαφέρουσες" συμπτώσεις είναι παραπλανητικές και αυτό είναι ένα καλό ηθικό δίδαγμα.

Θα κλείσω, απλά παραθέτοντας τις κατευθύνσεις που έχει πάρει η αναζήτηση της πιθανής αιτίας του φαινομένου, έτσι ενδεικτικά της περιπλοκότητας που υπάρχει, όπως παρουσιάζονται στο review.

1 Unmodeled forces external to the spacecraft
1.1 Gravitational forces due to unknown mass distributions and the Kuiper belt
1.2 Drag forces due to interplanetary dust
2 Possibility for new physics? Modified gravity theories
2.1 Dark matter
2.2 Modified Newtonian Dynamics (MOND)
2.3 Large distance modifications of Newton’s potential
2.4 Scalar-tensor extensions of general relativity
2.5 Scalar-tensor-vector modified gravity theory (MOG)
3 Cosmologically-motivated mechanisms
3.1 Cosmological constant as the origin of the Pioneer anomaly
3.2 The effect of cosmological expansion on local systems
3.3 The cosmological effects on planetary orbits
3.4 Gravitationally bound systems in an expanding universe
3.5 Dark-energy-inspired gravity models
4 Effects on the radio signal
4.1 Helicity-rotation coupling
4.2 Clock acceleration
4.3 Cosmological effects on radio signals
5 Unmodeled forces of on-board origin
5.1 Thermal recoil forces
5.2 Propulsive gas maneuvers


***Φυσικά υπάρχουν ακόμα κάποια ανοιχτά ζητήματα, για τα οποία παραπέμπω στο review.

------------------------------------------------------------
***Update: Υπάρχει κάτι σχετικά με τον προσδιορισμό της θέσης ενός διαστημοπλοίου που θέλω να συμπληρώσω, γιατί νομίζω ότι έχει πολύ ενδιαφέρον. Με την βοήθεια του Doppler, μπορεί κανείς να υπολογίσει την ακτινική ταχύτητα, δηλαδή την ταχύτητα στην διεύθυνση παρατήρησης, του διαστημοπλοίου. Μπορεί όμως εκτός από αυτό, να υπολογίσει και την θέση του διαστημοπλοίου στην ουράνια σφαίρα (τις συντεταγμένες του στον ουρανό) εξαιτίας της περιστροφής της Γης, η οποία εισάγει μία διαμόρφωση στο παρατηρούμενο Doppler της οποίας η φάση εξαρτάται από την μία συντεταγμένη και το πλάτος από την άλλη (ουσιαστικά η θέση πάνω στην ουράνια σφαίρα δίνεται από δύο γωνίες, όπως ακριβώς και η θέση πάνω στην επιφάνεια της Γης). Το αποτέλεσμα είναι ότι τελικά ακόμα και με μοναδικό δεδομένο το παρατηρούμενο Doppler στο σήμα του διαστημοπλοίου, μπορεί κανείς να προσδιορίσει την θέση του. Φυσικά για τον προσδιορισμό της ακριβούς θέσης, χρησιμοποιεί κανείς και τα δεδομένα της προηγούμενης θέσης του διαστημοπλοίου και την τροχιακή δυναμική, με την βοήθεια των οποίων κάνει εκτιμήσεις, τις οποίες μετά διορθώνει από τις παρατηρήσεις κ.ο.κ. Αυτή η τεχνική ακριβώς χρησιμοποιήθηκε στα Pioneer. Φυσικά αν υπάρχει η δυνατότητα του προσδιορισμού της απόστασης ενός διαστημοπλοίου από την μέτρηση του χρόνου που κάνει το όποιο σήμα να πάει και να έρθει ανάμεσα στο σταθμό και το διαστημόπλοιο, ακόμα καλύτερα, αλλά αυτή η δυνατότητα δεν υπήρχε στα Pioneer.

Δευτέρα, 30 Αυγούστου 2010

Ανίχνευση και Παρακολούθηση Πυρκαγιών

Φυσικά όλοι ακούσαμε για την φωτιά που έκαψε το μεγαλύτερο μέρος του φοινικόδασους της Πρέβελης (Στάχτη το φοινικόδασος).
Ακούσαμε ακόμα ότι υπήρχε εγκατεστημένο στο φοινικόδασος ένα σύστημα πυρανίχνευσης, το οποίο όμως η πυροσβεστική ή δεν γνώριζε ή δεν είχε εντάξει και σε τελική ανάλυση δεν αποφάσισε να εντάξει στον σχεδιασμό της (ΕΔΕ από τον περιφερειάρχη Κρήτης για την πυρανίχνευση στην Πρέβελη).

Η ερώτηση είναι λοιπόν, είναι η πρώτη φορά που συμβαίνει κάτι τέτοιο; Είναι πρωτάκουστο, να υπάρχει ένα σύστημα που μπορεί να υποβοηθήσει το έργο της πυροσβεστικής, αλλά η φυσική της ηγεσία το "σνομπάρει";

Η απάντηση είναι, όχι...

20/7/2007 Τμήμα Φυσικής ΕΚΠΑ: Ημερίδα για τις Δασικές Πυρκαγιές 5/6 from Vagelford on Vimeo.



Το σύστημα που παρουσιάζεται στο βίντεο από την ημερίδα για τις Δασικές Πυρκαγιές και είχε αναπτυχθεί από το ΕΜΠ, έφαγε πόρτα από την πυροσβεστική με παρόμοιο τρόπο, όπως περιγράφει στο βίντεο και ο Επ. Καθ. Β. Βεσκούκης.

Ζητώ και πάλι συγνώμη για την ποιότητα του ήχου.