Δημιουργία ή εξέλιξη; και τα άλυτα μυστήρια του Σύμπαντος

 Επτά καίρια άλυτα ερωτήματα που κρατούν τους φυσικούς άγρυπνους τη νύχτα.

Τα επτά «Άγια Δισκοπότηρα» της Φυσικής

Το καναδικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Περίμετρος, που έχει δημιουργήσει από το 2000 ο οραματιστής ελληνικής καταγωγής επιχειρηματίας Μάικ Λαζαρίδης (δημιουργός της εταιρίας RIM που παράγει το κινητό Blackberry), έχει ήδη αποκτήσει παγκόσμια φήμη για την ικανότητά του να βρίσκεται στην επιστημονική πρωτοπορία και να προσελκύει τα καλύτερα «μυαλά» στα ερευνητικά προγράμματα του. Δεν είναι τυχαίο ότι ο Στίβεν Χόκινγκ, μόλις παραιτήθηκε λόγω ηλικίας από την έδρα του στο Κέμπριτζ, άρχισε αμέσως τη συνεργασία του με το Perimeter Institute.

Πρόσφατα ολοκληρώθηκε μια δεκαήμερη εκδήλωση με τίτλο «Από τα Κβάντα στον Κόσμο», στο πλαίσιο της οποίας ζητήθηκε από ένα πάνελ κορυφαίων φυσικών του πλανήτη να απαντήσουν στο πρωτότυπο ερώτημα: «Τι σας κρατάει άγρυπνους τα βράδια;». Ακολουθεί μια σύντομη παράθεση των απαντήσεων, όπως τα κατέγραψε το «New Scientist».

1. Γιατί αυτό το σύμπαν και όχι άλλο;

Αναζητώντας τους θεμελιώδεις νόμους της φύσης, οι φυσικοί ουσιαστικά εργάζονται με βάση ένα συγκεκριμένο άξονα: να δείξουν γιατί το σύμπαν πρέπει να είναι όπως το βλέπουμε. Αν όμως οι επιστήμονες μπορούν να συλλάβουν με το μυαλό τους άλλους φυσικούς νόμους, γιατί τότε δεν μπορούν τα σύμπαντα που περιγράφουν θεωρητικά, να υπάρχουν κιόλας στην πραγματικότητα σε κάποιο άλλο μέρος; Οι επιστήμονες μπορούν εύκολα να φανταστούν διαφορετικά σύμπαντα με διαφορετικούς νόμους, οπότε το ερώτημα είναι γιατί στο δικό μας σύμπαν υπάρχουν αυτοί οι νόμοι και όχι κάποιοι άλλοι;

2. Από τι είναι φτιαγμένο το κάθε τι;

Είναι πια φανερό στους φυσικούς ότι η κανονική ύλη -από την οποία αποτελούνται τα άτομα, τα άστρα και οι γαλαξίες- αποτελεί μόλις το 4% της συνολικής ενέργειας του σύμπαντος. Το ερώτημα αφορά το υπόλοιπο 96% που αποτελείται από σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια. Και αν μεν η σκοτεινή ύλη ίσως σύντομα «φωτιστεί» με νέα πειράματα, όπως του δορυφόρου «Φέρμι» (Fermi) της ΝΑΣΑ (NASA), τα πράγματα είναι πολύ πιο δύσκολα στη δεύτερη περίπτωση, της μυστηριώδους σκοτεινής ενέργειας, η οποία οδηγεί σε επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος, καθώς εδώ δεν φαίνεται… φως στο βάθος του τούνελ.

3. Πώς λαμβάνει χώρα η πολυπλοκότητα;

Από την απρόβλεπτη συμπεριφορά των χρηματοοικονομικών αγορών μέχρι την αυθόρμητη ανάδυση της ζωής από την ανόργανη ύλη, προκύπτει το ερώτημα με ποιο τρόπο εμφανίζεται και οργανώνεται η πολυπλοκότητα. Με άλλα λόγια, οι φυσικοί δεν έχουν ακόμα καταλάβει πώς απλά πράγματα, μέσα από απλές αλληλεπιδράσεις, οδηγούν σε πολύπλοκα φαινόμενα (βλέπε και «θεωρία του χάους» ).

4. Θα αποδειχτεί ποτέ ότι είναι σωστή η θεωρία των χορδών (string theory);

Η θεωρία των χορδών, που υποστηρίζει χονδρικά ότι τα θεμελιώδη σωματίδια της φύσης δεν είναι κουκίδες, αλλά μικροσκοπικές ενεργειακές «χορδές», διαθέτει μια μαθηματική καλαισθησία, αλλά οι φυσικοί αγωνιούν ότι μπορεί να πεθάνουν, χωρίς ποτέ να μάθουν αν αποτελεί την πιο αποκαλυπτική περιγραφή της πραγματικότητας που έχει ποτέ γίνει ή μήπως τελικά δεν είναι παρά ένα γοητευτικό θεωρητικό κατασκεύασμα. Ακόμα και μεγαλεπήβολα πειράματα, όπως αυτό του CERN, είναι απίθανο να δώσουν οριστική απάντηση για το αν οι χορδές όντως υπάρχουν και αποτελούν το θεμέλιο της φύσης.

5. Τι είναι η μοναδικότητα (και το «Μπινγκ Μπανγκ» );

Ίσως το μεγαλύτερο μυστήριο (που άπτεται πλέον της θρησκείας) αφορά το «ένα» και «μοναδικό» συμβάν από το οποίο όλα ξεκίνησαν, δηλαδή το «Μπινγκ Μπανγκ», την αρχική «έκρηξη» της Δημιουργίας. Η συμβατική φυσική θεωρεί ότι υπήρξε μια άπειρα καυτή και πυκνή κατάσταση στην αρχή του σύμπαντος, όπου οι γνωστοί φυσικοί νόμοι δεν ίσχυαν. Αλλά οι φυσικοί δεν μπορούν να περιγράψουν -και να καταλάβουν- ακριβώς αυτή την κατάσταση «μοναδικότητας», χωρίς την οποία ασφαλώς αδυνατούν και να προσφέρουν στον κόσμο μια αληθινή «θεωρία του παντός».

6. Τι είναι η…πραγματικότητα στην πραγματικότητα;

Ο υλικός κόσμος φαίνεται «απλός», αλλά, σε κάποιο επίπεδο, βρίσκεται πέρα από την κατανόησή μας. Η κβαντική φυσική, η οποία έδειξε ότι ο παρατηρητής μπορεί να αλλάξει τη φύση του αντικειμένου που παρατηρεί, «υποψιάζει» αρκετούς φυσικούς ότι απλώς έχουμε γρατσουνίσει την επιφάνεια της πραγματικότητας. Κανείς ποτέ μέχρι τώρα δεν έχει καταλάβει πώς γίνεται το σύμπαν να ξέρει πότε παρακολουθείται και ανάλογα να αλλάζει. Για μερικούς, η ουσιαστική «επανάσταση» θα υπάρξει μόνο όταν κατανοηθεί η σχέση ανάμεσα στη φυσική πραγματικότητα και στην ανθρώπινη συνείδηση.

7. Πόσο μακριά μπορεί να μας πάει η Φυσική;

Η επιστημονική αναζήτηση που ξεκίνησε με το Γαλιλαίο (και πιο πριν με τους αρχαίους Έλληνες) και μας έχει αποκαλύψει τόσα πράγματα για το σύμπαν, πλησιάζει στο τέλος της; Έχουν φθάσει οι επιστήμονες κοντά στα όρια της εμπειρικής γνώσης;

Πηγή: http://www.kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ

Επιστήμη και προκατάληψη

21/12/2009 του Κωνσταντίνου Ε. Βαγιονάκη** Καθηγητής θεωρητικής φυσικής στο πανεπιστήμιο Ιωαννίνων

Η Μεγάλη ΄Εκρηξη και η ιστορία του Σύμπαντος

«Απορώ με τους ανθρώπους που θέλουν να “γνωρίσουν” το Σύμπαν, όταν είναι αρκετά δύσκολο να βρεις τον δρόμο σου στην Τσαϊνατάουν»  Γούντι Αλεν

Η σύγχρονη κοσμολογία ξεκίνησε το 1917 με την εφαρμογή από τον ίδιο τον Αλβέρτο Αϊνστάιν της γενικής θεωρίας της σχετικότητας σε ολόκληρο το Σύμπαν. Τότε βέβαια όλες οι ενδείξεις ήταν για ένα στατικό, αμετάβλητο και αιώνιο Σύμπαν που αποτελείτο από έναν μόνο γαλαξία, το δικό μας. Για να περιγράψουν οι εξισώσεις της γενικής σχετικότητας ένα στατικό Σύμπαν, ο Αϊνστάιν προσέθεσε έναν όρο με μια σταθερά που αντιστάθμιζε την ελκτική βαρύτητα και έμεινε γνωστή ως «κοσμολογική σταθερά».

Μέσα σε δέκα χρόνια οι παρατηρησιακές ενδείξεις άλλαξαν δραματικά. Από το 1924 ως το 1929, χρησιμοποιώντας το ιστορικό τηλεσκόπιο του αστεροσκοπείου στο όρος Γουίλσον στην Καλιφόρνια, ο Εdwin Ηubble έδειξε ότι όχι μόνο υπήρχαν εκατομμύρια άλλοι γαλαξίες, όπως ο δικός μας, αλλά και ότι αυτοί απομακρύνονταν ο ένας από τον άλλον, κατά τρόπο που μπορούσε να περιγραφεί με μια απλή μαθηματική σχέση, έκτοτε γνωστή ως «νόμος του Ηubble»: όσο πιο μακριά είναι ένας γαλαξίας τόσο πιο γρήγορα κινείται.
Ο νόμος του Ηubble υπήρξε η πρώτη ένδειξη μιας δυναμικής εξέλιξης του Σύμπαντος που στην πραγματικότητα ήρθε να βρει μιαν έτοιμη εξήγηση. ΄Οπως είχαν ήδη δείξει ο Αlexander Friedmann το 1922 και ο Georges Lematre το 1927, οι εξισώσεις της γενικής σχετικότητας επέτρεπαν την περιγραφή ενός Σύμπαντος σε διαστολή, όπου δηλαδή ο ίδιος ο χώρος διαστέλλεται. Ως συνέπεια αυτής της διαστολής οι γαλαξίες απομακρύνονται και τα φωτεινά κύματα επιμηκύνονται με αποτέλεσμα τη συστηματική μετατόπισή τους προς το ερυθρό άκρο του φάσματος. Ο Αϊνστάιν και πολλοί άλλοι φυσικοί εγκατέλειψαν τότε την κοσμολογική σταθερά.
Η ερμηνεία αυτή του νόμου του Ηubble δείχνει μιαν «αρχή»: το Σύμπαν αραιώνει και ψύχεται καθώς διαστέλλεται, οπότε, αν φανταστούμε ότι γυρνάμε τον χρόνο πίσω, γίνεται όλο και πιο πυκνό και θερμό. Μπορούμε τότε να εφαρμόσουμε τους νόμους της φυσικής που έχουμε καλά κατανοήσει και ελέγξει ως τώρα- θερμοδυναμική, σωματιδιακή φυσική, πυρηνική και ατομική φυσική, βαρύτητα, δυναμική των ρευστών- για να ιχνηλατήσουμε τη θερμική ιστορία του διαστελλόμενου Σύμπαντος από κάποια ορισμένη αρχική στιγμή ως σήμερα. Έχουμε έτσι κατακτήσει έναν σημαντικό βαθμό εμπιστοσύνης για τα γεγονότα που διαμόρφωσαν το Σύμπαν μας όλο αυτό το διάστημα (περίπου για το 99,99% της όλης ιστορίας του).

Πράγματι σε πολύ πρώιμες στιγμές η θερμοκρασία ήταν πολύ υψηλή, ικανή να ιονίσει το υλικό που γέμιζε το Σύμπαν. Μπορούμε τότε από το αρχικό πλάσμα στοιχειωδών σωματιδίων να κατανοήσουμε τον σχηματισμό πρωτονίων και νετρονίων μέσα στο πρώτο μικροδευτερόλεπτο και από εκεί να προβλέψουμε πώς αυτά συνδυάζονται για τον σχηματισμό των ελαφρών πυρήνων δευτερίου, ηλίου και λιθίου μέσα στα τρία πρώτα λεπτά. Η συμφωνία αυτής της «αρχέγονης πυρηνοσύνθεσης» με την παρατηρούμενη αφθονία αυτών των στοιχείων είναι μία από τις πιο εντυπωσιακές συνέπειες της διαστολής ενός αρχικού θερμού Σύμπαντος.
Αμέσως μετά το Σύμπαν συνίστατο από ένα πλάσμα πυρήνων, ηλεκτρονίων και φωτονίων το οποίο ήταν αρκετά πυκνό για να επιτρέψει στα φωτόνια να διαφύγουν. Καθώς το Σύμπαν διαστελλόταν και ψυχόταν, έφτασε μια στιγμή όπου οι ενέργειες δεν ήταν ικανές να το κρατήσουν ιονισμένο, με αποτέλεσμα να αρχίσει ο σχηματισμός ουδέτερων ατόμων και τα φωτόνια να αποδεσμευθούν. Αυτή είναι η ακτινοβολία που από τότε έχει ταξιδέψει ουσιαστικά ανεμπόδιστη διά μέσου του Σύμπαντος παρέχοντας ένα φωτογραφικό στιγμιότυπό του όταν αυτό ήταν περίπου 380.000 ετών και η θερμοκρασία του ανερχόταν σε περίπου 3.000 Κ. Σήμερα, περίπου 13,7 δισεκατομμύρια έτη αργότερα, η ακτινοβολία αυτή έχει ψυχθεί σε συχνότητες μικροκυμάτων και παρατηρείται ως η «κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου», μια θερμική ακτινοβολία 2.73 Κ και εξαιρετικής ομοιομορφίας, αδιάψευστες ενδείξεις της κοσμολογικής προέλευσής της. Ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά από τους Αrno Ρenzias και Robert Wilson το 1965 και τα χαρακτηριστικά της, ιδιαίτερα οι μικρές θερμοκρασιακές διακυμάνσεις της, που σχετίζονται με μικρές διακυμάνσεις στη πυκνότητα ύλης και ενέργειας και που με τη σειρά τους οδήγησαν στον σχηματισμό των μεγάλων κοσμικών δομών στο ύστερο Σύμπαν, μετρήθηκαν από τους δορυφόρους CΟΒΕ το 1992 και WΜΑΡ το 2003 και μετά, ενώ ακόμη υψηλότερη ακρίβεια αναμένεται από τα δεδομένα του δορυφόρου Ρlanck που εκτοξεύθηκε εφέτος. Το πρότυπο για τη διαστολή ενός αρχικά θερμού και πυκνού Σύμπαντος αποτελεί το «καθιερωμένο πρότυπο» της κοσμολογίας. Ο όρος αυτός σημαίνει ότι πρόκειται πράγματι για ένα πρότυπο, ένα μοντέλο που συνιστά προσέγγιση, όπως κάθε γνώση, σε αυτό που παρατηρούμε και που έχει δοκιμαστεί με επιτυχία σε μια σειρά μη τετριμμένων ελέγχων, που δεν αφήνουν περιθώριο σε άλλη πειστική εναλλακτική πρόταση.

Το καθιερωμένο κοσμολογικό πρότυπο είναι ευρύτερα γνωστό ως πρότυπο της Μεγάλης ΄Εκρηξης, ένας όρος με ιδιαίτερη απήχηση που αναφέρεται στο μεμονωμένο γεγονός μιας αρχικής έκρηξης που υποτίθεται ότι σημάδεψε την αρχή των πάντων. Πράγματι, γυρίζοντας το χρόνο πίσω, ως περίπου το ένα δέκατο του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου από την αρχή, ως δηλαδή εκεί που μπορούμε να εφαρμόσουμε με κάποια εμπιστοσύνη τους νόμους της φυσικής που ξέρουμε, το ερώτημα παραμένει: Τι συνέβη πριν; Από εκείνη τη στιγμή ως τον λεγόμενο χρόνο Ρlanck μόνο υποθετικές θεωρήσεις μπορούμε να διατυπώσουμε, λιγότερο ή περισσότερο εύλογες (όπως ο λεγόμενος «κοσμολογικός πληθωρισμός»), με βάση πάντα μια υποκείμενη φυσική. Αλλά και πάλι: Τι συνέβη ακόμη πιο πριν; Πέρα από το κρίσιμο όριο του χρόνου Ρlanck, οι παρούσες θεωρίες μας αρχίζουν να χάνουν το νόημά τους. Ειδικότερα οι εξισώσεις της γενικής σχετικότητας καταλήγουν στη λεγόμενη «αρχική ιδιομορφία» στο σημείο μηδέν, όπου η θερμοκρασία, η πυκνότητα και η καμπυλότητα αποκλίνουν προς το άπειρο. Η Μεγάλη ΄Εκρηξη υποτίθεται ότι πυροδότησε τη διαστολή του Σύμπαντος τότε και εδώ αρχίζει το μυστήριο!

Στην πραγματικότητα δεν έχουμε άμεσες φυσικές ενδείξεις για τις εποχές πριν από την εποχή της εκπομπής της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Αν κάποια ημέρα σταθεί δυνατόν να υπάρξουν και να αναλυθούν τέτοιες ενδείξεις (π.χ., ανίχνευση κοσμολογικών νετρίνων υποβάθρου ή βαρυτικής ακτινοβολίας υποβάθρου, κάτι που προς το παρόν φαντάζει εξαιρετικά δύσκολο), τότε οι ιδέες μας θα μπορέσουν να ελεγχθούν και λογικά να ενσωματωθούν στο καθιερωμένο πρότυπο (ή σε κάποια επέκτασή του). Εξακολουθεί όμως να μας είναι αδύνατον να σκεφθούμε κάτι που να συνδέεται με την αρχική στιγμή της Μεγάλης ΄Εκρηξης ή αν ένα τέτοιο μεμονωμένο γεγονός πράγματι συνέβη.
΄Αλλωστε στο ερώτημα «πού συνέβη η Μεγάλη ΄Εκρηξη;» είναι λάθος να σκέπτεται κανείς ότι αναγκαστικά αυτό συνέβη σε ένα εντοπισμένο σημείο. Επειδή πρόκειται για μια χωροχρονική ιδιομορφία με άπειρη πυκνότητα, η απάντηση θα μπορούσε να είναι σε κανένα σημείο και παντού μαζί, ένα είδος εμβρυϊκής κατάστασης που εκτεινόμενη έδωσε γένεση σε αυτό που παρατηρούμε 13,7 δισεκατομμύρια έτη μετά. Και στο έσχατο ερώτημα «τι υπήρχε πριν από τη Μεγάλη ΄Εκρηξη;» η
απάντηση θα μπορούσε να είναι ότι αυτό δεν έχει νόημα, μια και η Μεγάλη ΄Εκρηξη δημιούργησε η ίδια (υποθέτουμε μέσα από τις διαδικασίες μιας κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας) το χώρο και το χρόνο, την ύλη και την ενέργεια (με τον ίδιο τρόπο, δεν έχει νόημα να ρωτάμε τι υπάρχει βορειότερα του Βορείου Πόλου). Στην πραγματικότητα, καμία τέτοια ή άλλη υπόθεση (π.χ., ότι η Μεγάλη ΄Εκρηξη που οδήγησε στο δικό μας Σύμπαν είναι μία από άπειρες άλλες σε έναν αιώνιο χώρο ή ότι η Μεγάλη ΄Εκρηξη είναι ένα στάδιο ενός αιώνιου κύκλου διαστολής- συστολής) δεν αποτελεί σήμερα μέρος αυτού που η επιστήμη ονομάζει καθιερωμένο κοσμολογικό πρότυπο της Μεγάλης΄Εκρηξης.

Επιστημονικά αρκεί μόνο μια βεβαιωμένη αποτυχία για να απορρίψει ένα πρότυπο. Κάτι τέτοιο δεν έχει υπάρξει ως σήμερα για το πρότυπο της Μεγάλης ΄Εκρηξης, ούτε έχουμε κάποια μείζονα ασυνέπειά του. Π.χ., η σημερινή τιμή της σταθεράς του Ηubble (70 σχετικές μονάδες), που υπεισέρχεται στον ομώνυμο νόμο και που σχετίζεται με την ηλικία του Σύμπαντος, συνδυαζόμενη με την από δεκαετίας παρατηρούμενη επιταχυνόμενη διαστολή, που φαίνεται να επανεισαγάγει μια μικρή τιμή για τη κοσμολογική σταθερά, συνεπάγεται ότι η ηλικία του Σύμπαντος είναι σε συμφωνία με την ηλικία των πιο παλιών αστρικών σμηνών του γαλαξία μας. Την ίδια στιγμή βέβαια παραμένουν προβλήματα ανοικτά (π.χ., η άγνωστη φύση κάποιων παραμέτρων, όπως η κοσμολογική σταθερά), που πάντως δεν είναι ικανά να θυσιάσουν τον κύριο κορμό του καθιερωμένου κοσμολογικού προτύπου.

Φιλοσοφικά η γενική πεποίθηση τείνει να είναι ότι το Σύμπαν δεν μπορεί να έχει μιαν αρχή (ή και ένα τέλος). Η παρατηρούμενη κοσμολογική εξέλιξη όμως αποτελεί βασική επιτυχία του καθιερωμένου προτύπου. Από την άλλη μεριά, το καθιερωμένο πρότυπο βασίζεται σε κάποιες παραδοχές. Κεντρική ανάμεσά τους είναι η παραδοχή της οικουμενικότητας των νόμων της φυσικής, ότι δηλαδή μπορούμε να προεκτείνουμε την τοπική φυσική μακριά στο χώρο και στο χρόνο (τουλάχιστον ως εκεί που ξέρουμε ότι αρχίζει να αποτυγχάνει, όπως στη Μεγάλη ΄Εκρηξη). Ούτε αυτό όμως είναι χωρίς εμπειρική υποστήριξη. Και άλλωστε η δύναμη της επιστήμης πηγάζει πάντα από την αφαίρεση (το αντίθετο αποτελεί θετικιστική προκατάληψη).
Μερικοί λένε ότι το πρότυπο της Μεγάλης ΄Εκρηξης διηγείται μια ιστορία του Σύμπαντος πολύ ωραία για να είναι αληθινή. Η αλήθεια είναι ότι το πρότυπο της Μεγάλης ΄Εκρηξης διηγείται μια ιστορία του Σύμπαντος πολύ απλή, για να είναι λάθος.

Πηγή: http://www.antifono.gr/portal/index.php/Κατηγορίες/Κοσμολογία-Διαδίκτυο-Χάος/Άρθρα/1662-Επιστήμη-και-προκατάληψη

Αν ξέραμε τι εξουσιάζει το Σύμπαν, θα είχαμε βρει το Θεό… Συνέντευξη του Μάνου Δανέζη στο Στέφανο Τρίκκη

Την ώρα που οι επιστήμονες περιμένουν να δουν αν το διαστημόπλοιο «Φοίνικας» θα ανακαλύψει επιτέλους παγωμένο νερό στον Άρη, εδώ στη Γη, ο αστροφυσικός Μάνος Δανέζης εξηγεί ότι η «έξυπνη ζωή» μπορεί να μην είναι προνόμιο μόνο του δικού μας πλανήτη, ο οποίος και νεαρός είναι και όχι τόσο σπάνιος στο αχανές Διάστημα. Το πρόβλημα (;) είναι όχι μόνο ότι κανείς δεν ξέρει με τι μπορεί να μοιάζει αυτή η ζωή, αλλά και σε ποιο Σύμπαν θα ζει. Στο δικό μας ή σε κάποιο άλλο που δεν βλέπουμε;

Τι κι αν βρει ο «Φοίνικας» νερό στον Άρη; Γεμάτο με πάγο είναι το Διάστημα!
Λέγοντας πάγο, δεν εννοούμε πάντα πάγο νερού. Το νερό είναι η βάση της ανθρώπινης βιολογίας.

Και ποιά μπορεί να είναι η βάση της εξωγήινης βιολογίας;
Ένα εξωγήινο DΝΑ θα διαμορφωνόταν ανάλογα με τις συνθήκες που θα επικρατούσαν στο περιβάλλον του.

Γιατί να υπάρχει ζωή στον Άρη και όχι στη Σελήνη;
Διότι οι συνθήκες ανάπτυξης ζωής στον Άρη, όπως την εννοούμε σήμερα, είναι πιο πρόσφορες.

Θα είχε ενδιαφέρον να μεταφέρονταν στον Άρη γήινα βακτήρια για να βλέπαμε πώς θα αντιδρούσαν;

Είναι προγραμματισμένο να γίνει κάτι τέτοιο στο πλαίσιο ενός προγράμματος γεωπλασίας του Άρη.

Τι περισσότερο θα έκανε ένας άνθρωπος στον Κόκκινο Πλανήτη από ό,τι ένα ρομπότ;

Ο άνθρωπος είναι ο τελειότερος βιοϋπολογιστής. Μήπως όμως ξεχνάμε ότι, εκτός από ύλη, είναι και κάτι άλλο;
Γιατί στέλνουμε διαστημόπλοια στον Άρη και όχι σε κάποιον άλλο, πιο «εξωτικό» πλανήτη;

Από τον Δία και πέρα, εξαιρουμένου του Πλούτωνα, οι επιφάνειες των πλανητών είναι σε ρευστή κατάσταση.

Όταν οι επιστήμονες λένε ότι αναζητούν «νοήμονα ζωή», τι ακριβώς φαντάζονται;
Δυστυχώς, κάτι σαν κι εμάς. Πόσο όμως έχουν δίκιο;
Γνωρίζουμε ακριβώς τι σημαίνει ζωή;

Μπορεί ένας εγκέφαλος να δημιουργηθεί και να εξελιχθεί σε γεωλογικές και ατμοσφαιρικές συνθήκες διαφορετικές από αυτές της Γης;
Μπορεί, αλλά η βιολογική δομή του θα είναι η ίδια; Μάλλον όχι. Το ψάχνουμε.
Λένε ότι το Σύμπαν διαστέλλεται. Σε τι είδους χώρο κινείται;
Αναφερόσαστε στο ψεύτικο Σύμπαν που αντιλαμβάνονται οι αισθήσεις μας, ή στο εκτός των αισθήσεών μας πραγματικό Σύμπαν; Μεγάλη η κουβέντα… Πιθανότατα το πραγματικό Σύμπαν συστέλλεται προς το κέντρο μιας μη αισθητής τετραδιάστατης Μαύρης Τρύπας.
Αν υπάρχει άλλο Σύμπαν, πού μπορεί να βρίσκεται;
Η θεωρία του πληθωρισμού προβλέπει πολλά Σύμπαντα σαν το δικό μας. Όλα όμως, εκτός της δυνατότητας των αισθήσεων και των μετρήσεών μας.
Υποστηρίζεται ότι έχουμε δέκα διαστάσεις. Πώς μπορώ να τις δω πάνω σε ένα λάχανο;

Το Σύμπαν-λάχανο είναι ο κόσμος των λαγών. Το Σύμπαν των δέκα διαστάσεων είναι το βραβείο της ανθρώπινης νόησης και πρέπει να κουραστούμε λίγο περισσότερο για να το καταλάβουμε.
Ο χρόνος έχει αρχή και τέλος;

Όπως είπε και ο θείος Αλβέρτος, ο χρόνος είναι μια ανθρώπινη ψευδαίσθηση. Χωρίς αρχή και τέλος.

Λέγεται ότι ο χρόνος σταματά σε μια Μαύρη Τρύπα. Αν καθόμουν μπροστά της, θα έμενα για πάντα νέος;

Μακάρι να ήταν έτσι. Θα ψάχναμε όλοι να βρούμε μαύρες τρύπες να λουφάξουμε. Κοντά σε μια Μαύρη Τρύπα, απλώς αλλάζουν οι ιδιότητες αυτού που ονομάζουμε ύλη και, ως εκ τούτου, οι δυνατότητες των μετρητικών εργαλείων μας.

Το παρελθόν και το μέλλον συναντώνται στο Διάστημα;
Το παρόν και το μέλλον είναι κατασκευάσματα του εγκεφάλου μας. Ο χρόνος είναι άχρονος.

Αφού δορυφόροι «είδαν» τη γέννηση του Σύμπαντος πριν από 13,5 δισ. χρόνια, εγώ γιατί δεν μπορώ να δω τι γινόταν στη Γη πριν από 2 δισ. χρόνια;
Οι εικόνες τού τότε έρχονται προς εμάς και τις μαζεύουμε. Οι εικόνες οι δικές μας απομακρύνονται από εμάς με την ταχύτητα του φωτός και δεν μπορούμε να τις φτάσουμε.

Ο πλανήτης μας έχει ηλικία 4 δισ. χρόνων. Είναι παλιός ή νέος στο Σύμπαν;
Αρκετά νέος.

Σπάνιος ή κοινός;

Κοινότατος, σύμφωνα με τις πιθανότητες.

Υπάρχει δύναμη ή συνδυασμός δυνάμεων που «κυβερνούν» τον Κόσμο;
Η επιστήμη αναζητά μια πρώτη φυσική αιτία. Ένα πρωταρχικό σωμάτιο και μόνο μια δύναμη που δημιούργησαν τα πάντα.
Αν ξέραμε τι είναι αυτό που εξουσιάζει το Σύμπαν, θα εξακολουθούσαμε να πιστεύουμε στο Θεό;

Μα, τότε θα είχαμε βρει το Θεό…

Γνωρίζουμε ότι το Διάστημα βλάπτει τον οργανισμό μας. Είμαστε καταδικασμένοι να ζήσουμε στη Γη;

Το Διάστημα βλάπτει την υλική βιολογία μας, δεν σταματά όμως τον νου μας, αυτή την ελάχιστη εκδήλωση της απέραντης και συμπαντικής φύσης μας…

πηγή: ΤΑ ΝΕΑ 05 Ιουνίου 2008

Υπάρχουν θεωρίες στην κοσμολογία που είτε είναι δύσκολο να αποδειχθούν είτε είναι έξω από την καθιερωμένη λογική. Πάντως αξίζει κάποιος να τις γνωρίζει, γιατί ίσως κάποια από αυτές γίνει η κυρίαρχη αυριανή θεωρία στον χώρο της κοσμολογίας.
Ονομαστικά:

1. Βράνες που συγκρούονται
2. Εξελισσόμενα σύμπαντα
3. Υπέρρευστος χωρόχρονος
4. Ο Κόσμος που βλέπουμε
5. Η βαρύτητα φτάνει για να δικαιολογηθεί η σκοτεινή ύλη
6. Κοσμικό φάντασμα
7. Είναι ένα μικρό σύμπαν
8. Γρήγορο φως
9. Άγονα νετρίνα
10. Στο περίβλημα

Αναλυτικά:

1. Βράνες που συγκρούονται

Θα μπορούσε το δικό μας σύμπαν να είναι μια βράνη που επιπλέει σε διάστημα πολλών διαστάσεων, συγκρουόμενη επανειλημμένα με ένα γειτονικό σύμπαν; Σύμφωνα με ένα παρακλάδι της θεωρίας χορδών, που λέγεται κόσμος των βρανών, υπάρχουν κι άλλες επιπλέον διαστάσεις του χώρου, και ενώ η βαρύτητα μπορεί να φτάσει σε αυτές, είμαστε περιορισμένοι στο σύμπαν-βράνη μας με τις τρεις διαστάσεις μόνο. Ο Neil Turok του πανεπιστημίου του Καίμπριτζ και ο Paul Steinhardt του πανεπιστημίου του Princeton στο Νιου Τζέρσεϋ, έχουν αναπτύξει μια θεωρία για το πώς η Μεγάλη Έκρηξη θα μπορούσε να έχει ξεφυτρώσει όταν το σύμπαν μας συγκρούστηκε βίαια με ένα άλλο. Αυτές οι συγκρούσεις επαναλαμβάνουν, παράγοντας ένα νέο big bang κάθε τόσο - κι εάν φυσικά το μοντέλο του κυκλικού σύμπαντος είναι σωστό, τότε ο Κόσμος θα μπορούσε να είναι αθάνατος.

2. Εξελισσόμενα σύμπαντα 

Όταν η ύλη συμπιέζεται σε ακραίες πυκνότητες στο κέντρο μιας μαύρης τρύπας, τότε μπορεί να αναπηδά προς τα πίσω και να δημιουργήσει ένα νέο βρεφικό σύμπαν. Οι νόμοι της φυσικής στο σύμπαν-απόγονο μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς, και τυχαία, από το γονικό σύμπαν - έτσι τα σύμπαντα μπορεί να εξελίσσονται. Αυτό προτείνει ο Lee Smolin του Ιδρύματος Perimeter στο Βατερλώ του Καναδά. Σύμπαντα όμως που κάνουν πολλές μαύρες τρύπες έχουν και πολλούς απογόνους, έτσι τελικά αυτά έρχονται να εξουσιάσουν τον πληθυσμό του πολυσύμπαντος. Εάν εμείς ζούμε σε έναν τυπικό σύμπαν, τότε αυτό οφείλει να έχει φυσικούς νόμους και σταθερές που να βελτιστοποιούν την παραγωγή των μαύρων οπών. Δεν είναι ακόμα γνωστό εάν το σύμπαν μας εγκαθιστά το δισεκατομμύριο 

3. Υπέρρευστος χωρόχρονος 

Μία από τις πιο εξωτικές νέες θεωρίες της κοσμολογίας είναι ότι ο χωρόχρονος είναι στην πραγματικότητα μια υπέρρευστη ουσία, που ρέει με μηδενική τριβή. Κι εάν το σύμπαν περιστρέφεται, τότε ο υπέρρευστος χωρόχρονος θα σκεδάζεται με δίνες, σύμφωνα με τους φυσικούς Poawel Mazur του πανεπιστημίου της Νότιας Καρολίνας και George Chapline στο Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια - ενώ εκείνες οι δίνες μπορεί να έχουν 'σπείρει' δομές σαν τους γαλαξίες. Ο Mazur προτείνει ότι το σύμπαν μας μπορεί να έχει γεννηθεί μέσα σε ένα καταρρέον αστέρι, όπου ο συνδυασμός της αστρικής ύλης και υπέρρευστου χώρου μπόρεσε να γεννήσει τη σκοτεινή ενέργεια, την απωστική δύναμη που επιταχύνει την διαστολή του σύμπαντος.

4. Ο Κόσμος που βλέπουμε 

Γιατί το σύμπαν έχει τις ιδιότητες που είναι οι πιο κατάλληλες για να επιτρέψουν την εμφάνιση της ζωής; Αν ήταν φτιαγμένο πολύ πρόχειρα με λίγες φυσικές σταθερές θα κατέληγε χωρίς αστέρια, ή ύλη, ή θα κρατούσε ένα απειροελάχιστο χρόνο. Μια απάντηση είναι η ανθρωπική αρχή: ο κόσμος που βλέπουμε πρέπει να είναι φιλόξενος, αλλιώς δεν επρόκειτο να είμαστε εδώ για να τον παρατηρήσουμε. Πρόσφατα η ιδέα αυτή κέρδισε κάποιους πόντους, επειδή η θεωρία του πληθωρισμού προτείνει ότι μπορεί να υπάρξει ένα άπειρος αριθμός κόσμων, ενώ η θεωρία χορδών υπαινίσσεται ότι τα σύμπαντα αυτά μπορεί να έχουν ένα σχεδόν άπειρο εύρος διαφορετικών ιδιοτήτων και φυσικών νόμων. Αλλά πολλοί κοσμολόγοι απορρίπτουν την ανθρωπική αρχή ως μη-επιστήμη, επειδή δεν κάνει καμία ελέγξιμη πρόβλεψη.

5. Η βαρύτητα φτάνει για να δικαιολογηθεί η σκοτεινή ύλη
Η σκοτεινή ύλη μπορεί να μην είναι στην πραγματικότητα μια "ουσία" - θα μπορούσε απλώς να είναι ένα παραπλανητικό όνομα για την περίεργη συμπεριφορά της βαρύτητας. Η θεωρία που ονομάζεται MOND (Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική), προτείνει ότι η βαρύτητα δεν εξασθενίζει τόσο γρήγορα σε μακρινές αποστάσεις όσο προβλέπουν οι τρέχουσες θεωρίες. Αυτή η ισχυρότερη βαρύτητα μπορεί να παίζει το ρόλο της σκοτεινής ύλης, διατηρώντας σε συνοχή τους γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών που αλλιώς θα ξέφευγαν. Μια νέα διατύπωση της MOND, σύμφωνη με τη σχετικότητα, έχει αναζωπυρώσει το ενδιαφέρον για την σκέψη αυτή, αν και μπορεί να μην ταιριάζει με το σχήμα των σημείων στο κοσμικό υπόβαθρο των μικροκυμάτων. 

6. Κοσμικό φάντασμα 

Τρία μυστήρια της σύγχρονης κοσμολογίας θα μπορούσαν να τυλιχτούν μαζί σε μια φανταστική παρουσία. Μια ομάδα φυσικών - αφού έκανε μια προσαρμογή στις εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας του Einstein, βρήκε μια παράξενη ουσία που αναδύεται από τη νέα θεωρία τους, το "συμπύκνωμα φάντασμα" (ghost condensate). Στην αρχή μπόρεσε να δημιουργήσει μια τεράστια απωθητική βαρύτητα που οδήγησε στον κοσμικό πληθωρισμό μετά την Μεγάλη Έκρηξη, ενώ αργότερα μπόρεσε να παραγάγει περισσότερη 'ήρεμη' επιτάχυνση, κάτι που αποδίδεται σήμερα στην σκοτεινή ενέργεια. Επιπλέον, εάν αυτή η 'ολισθηρή' ουσία συγκεντρωθεί μαζί, θα μπορούσε να σχηματίσει τη σκοτεινή ύλη. ό θέμα. 

7. Είναι ένα μικρό σύμπαν

Το μοτίβο των σημείων στο κοσμικό υπόβαθρο των μικροκυμάτων έχει μια ύποπτη ανεπάρκεια: υπάρχουν εκπληκτικά λίγα μεγάλα σημεία. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι το σύμπαν είναι μικρό - τόσο μικρό που, όταν παραγόταν το υπόβαθρο των μικροκυμάτων, δεν θα μπορούσε να κρατήσει εκείνες τις μεγάλες σταγόνες. Σε αυτή την περίπτωση, ο χώρος θα έπρεπε να τυλίγεται κατά κάποιο τρόπο γύρω του. Ενδεχομένως η πιο περίεργη πρόταση είναι ότι το Σύμπαν έχει ένα σχήμα σαν χοάνη, με ένα στενό άκρο από τη μια και μια δεύτερη άκρη σαν το κουδούνι μιας σάλπιγγας. Η έντονη κυρτότητα του διαστήματος εκείνη την εποχή, σε αυτό το μοντέλο, θα ανάγκαζε τις στρογγυλές μεγάλες σταγόνες να σχηματίσουν μικρές ελλείψεις όπως αυτές που παρατηρούνται σήμερα στο μοτίβο του κοσμικού υποβάθρου.

8. Γρήγορο φως

Γιατί οι αντίθετες πλευρές του σύμπαντος μοιάζουν, φαίνονται δηλαδή ίδιες; Είναι ένας γρίφος επειδή τα άκρα του σημερινού ορατού κόσμου δεν πρέπει ποτέ να είχαν έρθει σε επαφή. Ακόμη και στις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν αυτές οι περιοχές ήταν πολύ πιο κοντά, δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για το φως - ή οτιδήποτε άλλο - να ταξιδέψει από το ένα άκρο στο άλλο. Δεν υπήρχε ικανός χρόνος για τη θερμοκρασία και την πυκνότητα να εξισωθούν παντού στο σύμπαν. Και όμως είναι ίδιες παντού. Μια λύση υπάρχει: το φως να είχε κινηθεί πολύ γρηγορότερα. Αλλά αν δεχόμαστε ότι τι το φως ταξίδευε τότε πιο γρήγορα από σήμερα, αυτό θα μπορούσε να σημάνει μια ριζική επανεξέταση της θεωρίας της σχετικότητας.

9. Άγονα νετρίνα

Η σκοτεινή ύλη μπορεί να αποτελείται από τα πιο αδιόρατα σωματίδια που υπάρχουν - τα άγονα νετρίνα. Είναι υποθετικά βαρύτερα ξαδέλφια των συνηθισμένων νετρίνων και θα μπορούσαν να αλληλεπιδρούσαν με την άλλη ύλη μόνο μέσω της βαρύτητας - κι ουσιαστικά θα είναι αδύνατον να τα ανιχνεύσουμε. Αλλά μπορεί να έχουν τις σωστές ιδιότητες για να είναι η "θερμή" σκοτεινή ύλη, και να κινούνται περίπου με ταχύτητες μερικών χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο. Πιστεύεται ότι αυτά τα άγονα νετρίνα διαμορφώνουν τις τεράστιες συγκεντρώσεις της σκοτεινής ύλης, όπως χαρτογραφήθηκαν από τις πρόσφατες παρατηρήσεις. Τα άγονα νετρίνα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν στον σχηματισμό των άστρων και των μαύρων οπών στο πρώιμο σύμπαν, και συγχρόνως να δώσουν τα αναγκαία 'λακτίσματα' για να περιστρέφονται ταχύτατα τα αστέρια νετρονίων γύρω από το Γαλαξία μας.

10. Στο περίβλημα

Ίσως ο Κόσμος μας δεν είναι πραγματικός. Ο φιλόσοφος του Γέιλ Nick Bostrum έχει υποστηρίξει ότι ζούμε πιθανώς μέσα σε μια προσομοίωση υπολογιστών. Υποθέτοντας είναι είναι ποτέ δυνατό να προσομοιωθεί η συνείδηση, τότε πιθανώς οι μελλοντικοί πολιτισμοί θα την δοκίμαζαν, πιθανώς πολλές φορές. Τα περισσότερα αντιληπτά σύμπαντα θα ήταν προσομοιούμενα - έτσι οι πιθανότητες είναι εμείς τώρα να είμαστε ένα από αυτά. Σε αυτή την περίπτωση, ίσως όλες αυτές οι κοσμολογικές παραξενιές, όπως η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια είναι απλά 'μπαλώματα', που κολλιούνται για να καλύψουν τις πρώιμες ασυνέπειες στην προσομοίωσή μας.

Βλάχος Χρήστος  09-05-07

Η θεωρία του Big Bang

Περίπου πριν 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, ολόκληρο το σύμπαν ήταν συμπιεσμένο στα όρια ενός ατομικού πυρήνα. Μια κατάσταση γνωστή ως ιδιομορφία, είναι η στιγμή πριν από τη δημιουργία, όταν δεν υπήρχε ούτε χώρος, ούτε χρόνος. Σύμφωνα με το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο που εξηγεί τον Κόσμο μας, μια απίστευτη έκρηξη, θερμοκρασίας τρισεκατομμυρίων βαθμών και απείρως πυκνή, δημιούργησε όχι μόνο τα θεμελιώδη υποατομικά σωματίδια και από εκεί την υπόλοιπη ύλη, αλλά και τον ίδιο το χώρο και χρόνο. Οι θεωρίες της κοσμολογίας συνδυασμένες με τις παρατηρήσεις των αστρονόμων επέτρεψαν στους κοσμολόγους να αναδημιουργήσουν την αρχέγονη χρονολογία των γεγονότων, γνωστών ως Μεγάλη Έκρηξη

 http://www.physics4u.gr/articles/2007/Big_Bang_theory.html

Γιατί καθιερώθηκε το μοντέλο του Big Bang

http://www.physics4u.gr/articles/2007/bang.html