Δευτέρα, 15 Ιανουαρίου 2018

Δ. Σιμόπουλος: Η μεγαλύτερη ανακάλυψη του 2017

Η σύγκρουση δύο πάλσαρ παρατηρήθηκε στις 17 του περασμένου Αυγούστου στον γαλαξία NGC 4993 και σε απόσταση 130 εκατομμυρίων ετών φωτός προς την κατεύθυνση του αστερισμού της Υδρας.
Πέρυσι τέτοιον καιρό, η διεθνής επιστημονική κοινότητα μέσα από τις σελίδες του περιοδικού Science ανακήρυξε ως τη μεγαλύτερη ανακάλυψη του 2016 τον εντοπισμό των βαρυτικών κυμάτων, που οδήγησε στις 10 Δεκεμβρίου 2017 στην απονομή του βραβείου Νομπέλ Φυσικής στους καθηγητές Rainer Weiss, Barry Barish και Kip Thorne. Οι ερευνητές αυτοί είχαν πρωτοστατήσει στη δημιουργία και την ανάπτυξη των ειδικών παρατηρητηρίων LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), τα οποία ως γνωστόν εντόπισαν στις 14 Σεπτεμβρίου 2015 για πρώτη φορά την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων που είχε προβλέψει από το 1916 η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Albert Einstein. Τα βαρυτικά αυτά κύματα είχαν τη μορφή πτυχώσεων ή ταλαντώσεων στη δομή του χωροχρόνου, ενώ έκτοτε είχαμε τέσσερις ακόμη ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων από συγκρούσεις μαύρων τρυπών. Οπως φαίνεται, όμως, ακόμη πιο σημαντικά είναι τα βαρυτικά κύματα που προέρχονται από τη σύγκρουση δύο άστρων νετρονίων (πάλσαρ) γιατί σε αυτές τις περιπτώσεις μπορούμε να παρατηρήσουμε συγχρόνως βαρυτικά αλλά και ηλεκτρομαγνητικά κύματα που μεταφέρουν τις αντίστοιχες πληροφορίες τους.
Μια τέτοια σύγκρουση δύο πάλσαρ παρατηρήθηκε στις 17 του περασμένου Αυγούστου στον γαλαξία NGC 4993 και σε απόσταση 130 εκατομμυρίων ετών φωτός προς την κατεύθυνση του αστερισμού της Υδρας. Τη στιγμή εκείνη, δύο πάλσαρ με μάζα 1,1 και 1,6 ηλιακές μάζες συγκρούστηκαν και ενσωματώθηκαν μεταξύ τους. Στη διάρκεια του φαινομένου και επί περίπου 100 δευτερόλεπτα εκπέμπονταν βαρυτικά κύματα λόγω της γρήγορης περιφοράς των δύο πάλσαρ, ενώ τα βαρυτικά κύματα που είχαν παρατηρηθεί στις πέντε προηγούμενες περιπτώσεις (από τη σύγκρουση μαύρων τρυπών) είχαν διάρκεια μικρότερη του ενός δευτερολέπτου.
Η σπουδαιότητα της ανακάλυψης αυτής είναι εμφανής και από το γεγονός ότι στη σχετική ανακοίνωση που έκανε το Εθνικό Ιδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, στις 16 Οκτωβρίου 2017, συμμετείχαν και εκπρόσωποι των επιστημονικών εργαστηρίων του LIGO, του VIRGO, της NASA, της ESA και 70 μεγάλων αστεροσκοπείων απ’ όλο τον κόσμο. Συνολικά 3.674 επιστήμονες από 953 ερευνητικά κέντρα συνεργάσθηκαν στην επιστημονική δημοσίευση του συγκεκριμένου φαινομένου, το οποίο ανακηρύχτηκε στα τέλη του χρόνου ως η σπουδαιότερη επιστημονική ανακάλυψη του 2017 από το επιστημονικό περιοδικό Science.
Η σύγκρουση των δύο πάλσαρ είχε ως αποτέλεσμα μια αστρική έκρηξη «κιλονόβα», όπως ονομάζεται, γιατί είναι 1.000 φορές πιο ισχυρή από την έκρηξη μιας νόβα. Μια τέτοια έκρηξη είχε θεωρητικά προβλεφθεί πριν από πολλές δεκαετίες αλλά παρατηρήθηκε για πρώτη φορά τον περασμένο Αύγουστο. Συγχρόνως επεξηγήθηκε πλέον περίτρανα και η προέλευση των κατά καιρούς παρατηρούμενων έντονων εκλάμψεων ακτίνων γάμμα που έχουν καταγράψει τα σχετικά τροχιακά αστεροσκοπεία Fermi της ΝΑSΑ και INTEGRAL της ΕSΑ. Ακόμη πιο σημαντικό, όμως, ήταν το γεγονός ότι στην περίπτωση αυτή οι παρατηρήσεις και η μελέτη του όλου φαινομένου συνεχίστηκαν επί εβδομάδες με την εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, που κατέγραψαν δεκάδες τηλεσκόπια στην επιφάνεια της Γης και στο Διάστημα. Κι έτσι οι συνδυασμένες αυτές παρατηρήσεις μάς έχουν προσφέρει εξαιρετικές νέες πληροφορίες για διάφορες ειδικότητες (την πυρηνική φυσική, την αστροφυσική, την κοσμολογία και τη βαρύτητα) καθώς και για την επίλυση διαφόρων αινιγμάτων του σύμπαντος όπως είναι ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος, οι ιδιότητες των πάλσαρ, τα χαρακτηριστικά των βαρυτικών κυμάτων καθώς και η δημιουργία βαρέων χημικών στοιχείων όπως είναι ο χρυσός και η πλατίνα.
Πλέον των πιο πάνω, η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων μάς ανοίγει ένα καινούργιο παράθυρο ανακαλύψεων, αφού μπορούμε να «ακούσουμε» για πρώτη φορά τους ψιθύρους του σύμπαντος να μας «μιλάνε», αφού οι συχνότητες των βαρυτικών αυτών κυμάτων είναι συχνότητες που μπορεί να ακούσει το ανθρώπινο αυτί. Κι έτσι τα βαρυτικά κύματα μπορούν να περιγράψουν τη βίαιη προέλευσή τους, την ιστορία της πηγής που τα δημιούργησε, τη μάζα, την ταχύτητα περιστροφής, το σχήμα της τροχιάς, τη θέση της και την απόστασή της.
Και όχι μόνο, αφού μπορούν επίσης να μας αποκαλύψουν και το τι συνέβη στα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη γέννηση του σύμπαντος. Γιατί, όπως η μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου είναι η ηλεκτρομαγνητική υπογραφή της Μεγάλης Εκρηξης, μπορεί να υπάρχει επίσης κι ένα υπόβαθρο βαρυτικών κυμάτων που πρέπει να δημιουργήθηκε με την απότομη διόγκωση του σύμπαντος στη φάση της πληθωριστικής διαστολής του στα πρώτα τρισεκατομμυριοστά του πρώτου δευτερολέπτου της ύπαρξής του. Μας ανοίγεται έτσι ένας νέος κόσμος ανακαλύψεων, που υπόσχεται να μας αποκαλύψει πολλά από τα άγνωστα μέχρι τώρα μυστικά του σύμπαντος.

* Ο κ. Διονύσης Π. Σιμόπουλος είναι επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου.

Άλλα θέματα

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...