Τα όρια του Σύμπαντος ΚΑΙ της γνώσης

Την εφετινή χρονιά το Νομπέλ Φυσικής απονεμήθηκε σε τρεις επιστήμονες οι οποίοι με το έργο τους άλλαξαν τον τρόπο με τον οποίο ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται τη θέση του στο Σύμπαν. Παρ’ όλο που τα βραβεία εκ των πραγμάτων επιβραβεύουν κάποια υποδειγματικά παραδείγματα έρευνας στο εκάστοτε πεδίο, εκατοντάδες επιστήμονες, άνδρες και γυναίκες, μελετούν καθημερινά τους πλανήτες, τις κινήσεις τους και τα συμπαντικά φαινόμενα. Γιατί; Τι είναι αυτό το οποίο οδηγεί τον άνθρωπο να κοιτάξει ψηλά και να αναζητήσει εξηγήσεις για ό,τι συμβαίνει εκτός του πλανήτη Γη; Η περιέργειά του, θα μπορούσε να απαντήσει κάποιος, και η επιθυμία του να σπρώξει τα όρια της ανθρώπινης γνώσης λίγο πιο πέρα κάθε φορά. Με λίγα λόγια, η περιέργεια αυτή αποτελεί την κινητήρια δύναμη της επιστημονικής έρευνας. Απολαύστε μερικά από τα τελευταία επιτεύγματά της!
Αρχαία όαση στον Αρη
Φαντάζεστε τον Αρη γεμάτο ορμητικά ποτάμια να κυλούν και να διακλαδώνονται μεταξύ τους; Κάπως έτσι διαμορφώνεται η εικόνα μέρους της επιφάνειας του πλανήτη Αρη πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με νέα στοιχεία της διαστημικής αποστολής Curiosity, τα οποία δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Geoscience». Αναλύοντας τα πετρώματα τα οποία βρέθηκαν γύρω από τον κρατήρα Γκέιλ στην επιφάνεια του Αρη, τον οποίο εξερευνεί το Curiosity, οι ερευνητές της NASA διαπίστωσαν πως αυτά αποτελούνται από πολλές στρώσεις άλατος, στοιχείο το οποίο υποδεικνύει ότι κατά περιόδους τα ποτάμια αυτά ενδέχεται να ξεραίνονταν, έπειτα όμως να ξαναγέμιζαν με νερό. Η εναλλαγή αυτή, σύμφωνα με την επιστημονική δημοσίευση, ακολούθησε τις διακυμάνσεις του κλίματος του πλανήτη. Τα νέα στοιχεία οδηγούν τους επιστήμονες να κατευθύνουν τις έρευνές τους στη διερεύνηση του πότε και πώς συνέβησαν αυτές οι εναλλαγές, προτού η επιφάνεια του πλανήτη μεταμορφωθεί σε μια απέραντη έρημο όπως είναι σήμερα. Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα νέα δεδομένα είναι σύμφωνα με προηγούμενα ευρήματα τα οποία υποδεικνύουν περιόδους αυξημένης ξηρασίας να εναλλάσσονται με πιο υγρές περιόδους.
Πώς γεννιούνται οι πλανήτες στους δακτυλίους
Ενα σπάνιο ισότοπο μονοξειδίου του άνθρακα εμπόδιζε μέχρι σήμερα τους ερευνητές να κατανοήσουν με ποιον τρόπο σχηματίστηκαν κάποιοι πλανήτες, σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα αστρονόμων από το Πανεπιστήμιο του Λιντς στην Αγγλία, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «The Astrophysical Journal». Μέχρι σήμερα οι ερευνητές δεν ήταν σε θέση να εκτιμήσουν την πραγματική πυκνότητα του δακτυλίου ο οποίος περιβάλλει ένα άστρο που βρίσκεται σε απόσταση 330 ετών φωτός μακριά από τη Γη. Ως εκ τούτου, ήταν αδύνατο να εξηγηθεί με ποιον τρόπο σχηματίστηκαν οι πλανήτες οι οποίοι βρίσκονται διασκορπισμένοι μέσα στον δακτύλιο, αφού αυτός έδειχνε να μην είναι αρκετά πυκνός σε πρώτη ύλη απαραίτητη για τον σχηματισμό πλανητών. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας ένα υπερσύγχρονο ραδιοτηλεσκόπιο το οποίο βρίσκεται στην έρημο Ατακάμα της Χιλής, οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι ο δακτύλιος ο οποίος περιβάλλει τον πλανήτη είναι εμπλουτισμένος με μια σπάνια μορφή μονοξειδίου του άνθρακα, η οποία εμποδίζει το φως να περάσει διά μέσου αυτού και ως εκ τούτου απέτρεπε μέχρι σήμερα τους ερευνητές να υπολογίσουν με ακρίβεια την πραγματική πυκνότητά του. Οπως σημειώνουν οι επιστήμονες, το εύρημα αυτό είναι πολύ σημαντικό, αφού εμπλουτίζει τις γνώσεις τους σχετικά με τη δημιουργία πλανητών οι οποίοι κινούνται μέσα σε παρόμοιους δακτυλίους.
Σπιτικοί… αστέρες νετρονίων
Τι συμβαίνει όταν δύο «αστρικά πτώματα» συγκρούονται; Μια εντυπωσιακή και πολύ καυτή έκρηξη! Επιστήμονες από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου προσομοίωσαν στο εργαστήριο τις συνθήκες οι οποίες δημιουργούνται κατά τη σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων, δηλαδή των υπολειμμάτων αστέρων οι οποίοι έχουν καταρρεύσει. Στην έρευνά τους, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στην επιστημονική δημοσίευση «Nature Physics», οι επιστήμονες επικέντρωσαν το ενδιαφέρον τους στην καυτή και πολύ πυκνή σε ύλη ζώνη η οποία δημιουργείται όταν δύο αστέρες νετρονίων συγχωνεύονται. Για να αναπαραστήσουν τις συνθήκες αυτές, χρειάστηκε να οδηγήσουν σε σύγκρουση βαριά ιόντα εξαιρετικά μεγάλης ενέργειας. Η σύγκρουση αυτών των ιόντων οδηγεί στη δημιουργία μιας καυτής ζώνης η θερμοκρασία της οποίας φτάνει μέχρι και τους 800 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, επιτρέποντας στους ερευνητές να μελετήσουν τη συμπεριφορά της ύλης σε τέτοιες ακραίες συνθήκες. Το πείραμα, για την εκτέλεση του οποίου συνεργάστηκαν πάνω από 100 ερευνητές, οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η ύλη σε αυτή την περιοχή είναι πολύ πιο πυκνή από αυτήν των αρχικών πυρήνων οι οποίοι συγκρούονται. Αυτή η παρατήρηση θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν με ποιον τρόπο σχηματίστηκε η ύλη από σωματίδια όπως τα κουάρκ και τα γλουόνια έπειτα από τη Μεγάλη Εκρηξη.
Μάγναστρα: οι κοσμικοί μαγνήτες
Ενας αστέρας νετρονίων που περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό του ταχύτατα δημιουργώντας μαγνητικό πεδίο με ισχύ μεγαλύτερη κατά 100 εκατομμύρια φορές από τον ισχυρότερο μαγνήτη που έχει κατασκευάσει ο άνθρωπος: αυτά είναι τα μάγναστρα, οι πιο ισχυροί μαγνήτες του Σύμπαντος. Πώς όμως δημιουργούνται αυτοί οι πανίσχυροι κοσμικοί μαγνήτες; Αστροφυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης και το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης σε δημοσίευσή τους στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature» πρότειναν μια καινούργια θεωρία: ότι το ισχυρό μαγνητικό πεδίο σχηματίζεται όταν ένας αστέρας ο οποίος έχει προέλθει από την ένωση δύο αστέρων νετρονίων εκραγεί στο τέλος της ζωής του με μια έκρηξη σουπερνόβα. Οπως σημειώνουν οι ερευνητές, η άποψη ότι τα ισχυρά αυτά μαγνητικά πεδία σχηματίζονται έπειτα από συγχωνεύσεις αστέρων είχε διατυπωθεί ήδη από την προηγούμενη δεκαετία, τα σύγχρονα όμως τεχνολογικά μέσα τούς επέτρεψαν να διερευνήσουν με μεγαλύτερες λεπτομέρειες αυτή την υπόθεση. Τα αποτελέσματα των επιστημόνων προέκυψαν από προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές κατά τις οποίες υπολογίστηκε η ισχύς του μαγνητικού πεδίου το οποίο προέκυπτε έπειτα από διάφορους τύπους εκρήξεων αστέρων.
Βάσεις του DNA στο Διάστημα;
Τα νουκλεοτίδια, τα βασικά τουβλάκια του γενετικού μας υλικού, ενδέχεται να δημιουργήθηκαν σε νέφη αερίων του Διαστήματος σύμφωνα με τα αποτελέσματα έρευνας η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Communications». Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Οκάιντο στην Ιαπωνία συνέθεσαν σε μικρή κλίμακα τα νέφη σκόνης, αερίων και πλάσματος τα οποία συναντώνται τόσο στον γαλαξία μας όσο και σε άλλους γαλαξίες. Σε έναν χώρο κενού αέρος, τον οποίο προηγουμένως είχαν «παγώσει» στους -263 βαθμούς Κελσίου, οι επιστήμονες προσέθεσαν όλα τα σωματίδια τα οποία συναντώνται στην κοσμική σκόνη. Επειτα, παροχέτευσαν στον χώρο υπεριώδη ακτινοβολία ώστε να επιταχύνουν την πραγματοποίηση πιθανών χημικών αντιδράσεων. Υστερα από κάποιο διάστημα δημιουργήθηκε ένα παγωμένο φιλμ, του οποίου τη σύσταση ανέλυσαν στο εργαστήριο. Η ανάλυση αυτή κατέδειξε την ύπαρξη διάφορων χημικών ενώσεων, μεταξύ των οποίων και η κυτοσίνη, η θυμίνη και η αδενίνη, οι οποίες αποτελούν μερικά από τα βασικά συστατικά του DNA. Οπως σημειώνουν οι ερευνητές, τα αποτελέσματα αυτά βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς και πότε εμφανίστηκαν συγκεκριμένα χημικά μόρια, η ύπαρξη των οποίων στη Γη ευνόησε την εμφάνιση της ζωής.
Οταν ο Βορράς γίνεται Νότος
Ο πλανήτης Γη έχει μια μοναδική φυσική ασπίδα: ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο προστατεύει τη Γη από την πολύ ισχυρή ηλιακή ακτινοβολία. Οπως κάθε μαγνητικό πεδίο, έτσι και αυτό της Γης έχει δύο πόλους: έναν βόρειο και έναν νότιο. Πρόσφατη έρευνα, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «Earth and Planetary Science Letters», καταλήγει στο συμπέρασμα πως ίσως οι δύο πόλοι είναι ικανοί να αντιστρέφονται πολύ πιο συχνά απ’ ό,τι πίστευαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες. Οι ερευνητές γνωρίζουν ότι η εναλλαγή των πόλων είναι ένα φαινόμενο το οποίο συμβαίνει στη Γη με συχνότητα περίπου ενός εκατομμυρίου ετών. Ωστόσο, σύμφωνα με την πρόσφατη έρευνα την οποία πραγματοποίησαν επιστήμονες από το Ινστιτούτο Πλανητικής Φυσικής του Παρισιού και τη Ρωσική Ακαδημία Επιστημών, οι μαγνητικοί πόλοι στο παρελθόν αντιστράφηκαν μέχρι και 26 φορές μέσα σε διάστημα ενός εκατομμυρίου ετών. Για να καταλήξουν σε αυτό το συμπέρασμα, οι ερευνητές μελέτησαν τις μαγνητικές ιδιότητες ιζημάτων τα οποία συνέλεξαν από περιοχές της Σιβηρίας. Ωστόσο, όπως σημειώνει η ερευνητική ομάδα, οι συνθήκες οι οποίες επικρατούσαν στη ζώνη της Γης γύρω από τον κεντρικό της πυρήνα, η οποία είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου, ήταν πολύ διαφορετικές από τις σημερινές, κάτι το οποίο δεν επιτρέπει την ανατροπή της μέχρι τώρα θεώρησης των επιστημόνων για τη συχνότητα της αναστροφής των μαγνητικών πόλων της Γης.
Λίμνες-κρατήρες στον Τιτάνα
Ο Τιτάνας είναι ο μεγαλύτερος δορυφόρος του πλανήτη Κρόνου. Στην επιφάνειά του υπάρχουν μεγάλες λίμνες γεμάτες με μεθάνιο και αιθάνιο, ενώσεις οι οποίες λόγω των συνθηκών οι οποίες επικρατούν στον πλανήτη βρίσκονται σε υγρή μορφή. Πώς σχηματίστηκαν όμως αυτές οι εντυπωσιακές λίμνες; Σύμφωνα με καινούργια έρευνα της NASA, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Geoscience», οι λίμνες αυτές ενδέχεται να είναι στην πραγματικότητα κρατήρες, οι οποίοι δημιουργήθηκαν στο παρελθόν από ισχυρές εκρήξεις οι οποίες προκλήθηκαν καθώς υγρό άζωτο ανέβηκε από τα παγωμένα βαθύτερα στρώματα του πλανήτη στη θερμότερη επιφάνειά του. Οπως εξηγούν οι επιστήμονες, η υπόθεση αυτή είναι συμβατή με τις εικόνες τις οποίες συνέλεξε η διαστημική αποστολή Κασίμι από τις λίμνες, σε μερικές από τις οποίες τα τοιχώματα είναι αιχμηρά και απότομα. Η μορφολογία αυτή δεν ήταν δυνατό να εξηγηθεί με την προηγούμενη υπόθεση των επιστημόνων σχετικά με τον σχηματισμό των συγκεκριμένων λιμνών, σύμφωνα με την οποία αυτές σχηματίστηκαν όταν υγρό μεθάνιο συσσωρεύθηκε πάνω σε τμήματα εδάφους τα οποία αποτελούνταν από πάγο, με αποτέλεσμα αυτός να λιώσει οριοθετώντας παράλληλα τα όρια των λιμνών.
Πλανήτης Γη: όχι και τόσο μοναδικός
Το Σύμπαν ενδέχεται να φιλοξενεί πολλούς πλανήτες οι οποίοι να μοιάζουν με τον πλανήτη Γη, σύμφωνα με νέα έρευνα αστροχημικών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Λος Αντζελες, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «Science». Οι ερευνητές υπολόγισαν τη σύσταση των πετρωμάτων λευκών νάνων, υπολειμμάτων δηλαδή αστέρων, οι οποίοι βρίσκονται εκτός του ηλιακού μας συστήματος. Τα υπολείμματα αυτά των αστέρων είναι πρόσφορα για την ανάλυση της σύστασης των πετρωμάτων, αφού κατά την παρατήρησή τους δεν μεσολαβεί η ατμόσφαιρα ενός πλανήτη η οποία δυσκολεύει την εξαγωγή συμπερασμάτων για τη σύσταση του εδάφους. Χρησιμοποιώντας μαθηματικούς τύπους και εφαρμόζοντάς τους στις παρατηρήσεις τους από τα τηλεσκόπια, οι ερευνητές προσδιόρισαν την αναλογία των χημικών στοιχείων τα οποία βρίσκονται στα πετρώματα αυτά. Χαρακτηριστικό είναι το εύρημα ότι οι πλανήτες στους οποίους ήταν ενσωματωμένα τα πετρώματα τα οποία μελετήθηκαν ενδέχεται να είχαν υψηλά ποσοστά οξυγόνου, σιδήρου και ως εκ τούτου οξειδωμένου σιδήρου, κάτι το οποίο συμβαίνει και στον πλανήτη Γη και θεωρείται πολύ σημαντικό, αφού επηρεάζει τη διαμόρφωση της ατμόσφαιρας του εκάστοτε πλανήτη. Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης έρευνας καταδεικνύουν πως οι πιθανότητες να υπάρχει ένας πλανήτης ο οποίος να εμφανίζει εξαιρετικές ομοιότητες με τη Γη είναι μεγαλύτερες απ’ ό,τι πιστεύαμε μέχρι σήμερα.