Ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων χαμηλής συχνότητας από υπερμαζικές μελανές οπές

Προχθές 28/6, έλαβε χώρα μια πολύ σημαντική ανακοίνωση από μία διεθνή επιστημονική σύμπραξη, περί ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων χαμηλής συχνότητας για πρώτη φορά, χρησιμοποιώντας pulsars με περίοδο περιστροφής χιλιοστών του δευτερολέπτου. Τι είναι όμως όλα αυτά;

 

Μεγάλα και βίαια αστροφυσικά γεγονότα στο Σύμπαν, όπως η συγχώνευση υπερμαζικών (δηλαδή με τεράστια μάζα, εκατομμύρια ως και δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου) μελανών οπών, παραμορφώνουν τον χωροχρόνο γύρω τους δημιουργώντας βαρυτικά κύματα τα οποία ταξιδεύουν παντού με ταχύτητα ίση με αυτή του φωτός. Αυτός ο κυματισμός, η ρυτίδωση, η παραμόρφωση του χωροχρόνου, θα μπορούσε να ανιχνευτεί με κάποιο τρόπο;

Ίσως να σας έρχεται στο νου το 2016 όταν, ακριβώς 100 χρόνια μετά την πρόβλεψη του Einstein για την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων, ανακοινώθηκε η ανίχνευσή τους από το LIGO (Laser Interferometer and Gravitational wave Observatory, δηλαδή συμβολόμετρο laser και παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων), κάτι που αποτελεί μία ακόμη πανηγυρική επιβεβαίωση της θεωρίας αυτής! Μάλιστα, το 2017, παρατηρήθηκαν βαρυτικά κύματα και από συγχώνευση αστέρων νετρονίων η οποία παρατηρήθηκε και στο ορατό φάσμα από τηλεσκόπια. Το LIGO ωστόσο, μπορεί, λόγω του μικρού, γήινου μεγέθους του, να παρατηρήσει συγχωνεύσεις διπλών συστημάτων (π.χ. μελανών οπών και αστέρων νετρονίων) μικρής μάζας.

 

Για να παρατηρήσουμε βαρυτικά κύματα που προκύπτουν από συγχωνεύσεις υπερμαζικών μελανών οπών, χρειαζόμαστε ένα παρατηρητήριο γαλαξιακών διαστάσεων! Πού θα το βρούμε; Χρησιμοποιούμε τα pulsars (πάλσαρς) τα οποία αποτελούν «αστρικά πτώματα» αρκετά μεγάλης μάζας για να γίνουν λευκοί νάνοι (όπως ο Ήλιος μας σε 5 δισεκατομμύρια έτη από σήμερα) αλλά αρκετά μικρής μάζας για να καταρρεύσουν βαρυτικά σε μελανές οπές. Επομένως, ο pulsar είναι ένας περιστρεφόμενος αστέρας νετρονίων ο οποίος εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (φως) από τους μαγνητικούς πόλους του. Αν ο λοβός ακτινοβολίας του τύχει και «στοχεύει» τη Γη, τότε μοιάζει με «φάρος» στα τηλεσκόπιά μας. Οι αστέρες νετρονίων που περιστρέφονται με περίοδο χιλιοστών του δευτερολέπτου (δηλαδή τρομακτικά γρήγορα σε σχέση με την καθημερινότητά μας), είναι οι pulsars χιλιοστών του δευτερολέπτου που προαναφέρθηκαν. Στην έρευνα χρησιμοποιήθηκαν 67 τέτοιοι pulsars στην αστρική μας «γειτονιά», εντός του Γαλαξία μας, ως σημεία αναφοράς.

 

Και πώς παρατηρείται ένα βαρυτικό κύμα με τη βοήθεια των παλμών από τους pulsars; Οι κυματισμοί των βαρυτικών κυμάτων στον χωροχρόνο, μεταβάλλουν με συγκεκριμένο τρόπο την απόσταση ανάμεσα σε εμάς και τους pulsars. Έτσι, μεταβάλλεται (άλλοτε αυξάνεται και άλλοτε μειώνεται) και ο χρόνος που απαιτείται για να φτάσει ένας παλμός τους στη Γη. Αυτές τις μεταβολές παρατήρησαν και ανέλυσαν για 15 χρόνια οι ερευνητές, φτάνοντας στο συμπέρασμα ότι πλέον υπάρχουν οι παρατηρησιακές αποδείξεις για την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων χαμηλής συχνότητας. 

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acdac6

 

Αρχική έκδοση σχήματος: https://www.facebook.com/photo/?fbid=691545316341998&set=a.508783484618183

 

Περισσότερα για τις εξελίξεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, στον τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα», τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας! 

 

Εντυπωσιακή αμμοθύελλα στη διώρυγα του Σουέζ

Εντυπωσιακό σκηνικό στη διώρυγα του Σουέζ την 1η Ιουνίου, από την αμμοθύελλα που έπληξε την περιοχή. Αίτιο για αυτήν ήταν το νότιο τμήμα της καιρικής διαταραχής που απασχόλησε και την Κρήτη στις αρχές του μήνα.

 

Αυτού του τύπου οι θύελλες είναι συνηθισμένες σε ξηρά εδάφη (όπως στη συγκεκριμένη περιοχή, λόγω της παρακείμενης ερήμου Σαχάρα) και προκύπτουν μπροστά από μέτωπα καταιγίδων. Ο καθοδικός πολύ ισχυρός αέρας μπροστά από την καταιγίδα, συναντώντας ένα τέτοιο έδαφος, ανασηκώνει άμμο και σκόνη με ευκολία, σε ύψος χιλιομέτρων, ενώ το μήκος αυτού του μετώπου σκόνης μπορεί να είναι δεκάδες χιλιόμετρα.

 

Με την έλευση αυτού του “τείχους” σκόνης, συνήθως δεν σημειώνεται βροχή, καθώς τα σταγονίδια εξατμίζονται εντός του ξηρού και θερμού αέρα. Ωστόσο, πολλές φορές αυτές οι αμμοθύελλες είναι αρκετά πυκνές, ώστε να κάνουν τη μέρα νύχτα (όπως στο παρόν βίντεο).

 

Βίντεο: Mohammed Saled

 

Πηγή: https://youtu.be/m9cfowz7q3M

 

Περισσότερα για όλα τα γνωστά, άγνωστα, εντυπωσιακά καιρικά και ατμοσφαιρικά φαινόμενα, με χάρτες, διαγράμματα, φωτογραφίες (από την Ελλάδα και το εξωτερικό) και απλή επιστημονική εξήγηση, στον τόμο Ι του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα» (εκδόσεις «Οσελότος»), τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

Κεραυνός σε κτήριο στο Hong Kong

Το πρωί της 1ης Ιουνίου, και ενώ ο τυφώνας Mawar ήταν σε εξασθένιση, μία από τις καταιγίδες στο Hong Kong τράβηξαν το ενδιαφέρον ενός κατοίκου, καθώς κεραυνοί σημειώνονταν εντός του αστικού ιστού. Καθώς κατέγραφε με το κινητό του, ένας από αυτούς καταγράφηκε να χτυπά διαμέρισμα στον 27ο όροφο κτηρίου κατοικιών. Κανείς δεν τραυματίστηκε. Στο σημείο που χτύπησε ο κεραυνός, διαπιστώθηκε ότι αποκολλήθηκε ένα μικρό κομμάτι από τον τοίχο. Το αστεροσκοπείο του Hong Kong ανέφερε ότι εκείνη την ημέρα, σε 6 ώρες σημειώθηκαν πάνω από 36000 ηλεκτρικές εκκενώσεις στο Hong Kong με τις 12000 από αυτές να είναι κεραυνοί CG (Cloud to Ground) και τις υπόλοιπες να είναι ενδονεφικές.

 

Βίντεο: Chris Mak Yun-pui

 

Πηγές: https://twitter.com/TripInChina και https://www.dimsumdaily.hk/terrifying-lightning-strike.../

 

Αναλυτικές οδηγίες προστασίας από τους κεραυνούς: https://antisimvatikos.blogspot.com/2019/02/blog-post_3.html

 

Περισσότερα για όλα τα γνωστά, άγνωστα, εντυπωσιακά καιρικά και ατμοσφαιρικά φαινόμενα, με χάρτες, διαγράμματα, φωτογραφίες (από την Ελλάδα και το εξωτερικό) και απλή επιστημονική εξήγηση, στον τόμο Ι του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα» (εκδόσεις «Οσελότος»), τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

Κονιορτοστρόβιλος στο Τέξας

Κονιορτοστρόβιλος (dust devil) στην περιοχή Monahans, στο Texas των ΗΠΑ, στις 8/5. Έχουμε αναφέρει και σε παλαιότερες αντίστοιχες αναρτήσεις μας, ότι ένας κονιορτοστρόβιλος, πολλές φορές είναι ακίνδυνος, όπως εδώ, όμως ορισμένες φορές μπορεί να γίνει αρκετά επικίνδυνος, σηκώνοντας ακόμη και σχετικά βαριές πρόχειρες κατασκευές. Στο παρόν βίντεο, βλέπουμε μια περίπτωση κονιορτοστρόβιλου μικρής έντασης και διαμέτρου αλλά εντυπωσιακά ψηλού. Τέτοιοι στρόβιλοι μπορούν να φτάσουν και το 1 km σε ύψος.

 

Θυμίζουμε ότι αυτοί οι στρόβιλοι δημιουργούνται με καλό και ζεστό καιρό σε ξηρό έδαφος όπως αυτό στο βίντεο. Η διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στην ξηρή και θερμή επιφάνεια του εδάφους και στον αέρα λίγο πάνω από αυτήν, μαζί με κάποιους τυχαίους τοπικούς μικροστροβιλισμούς (ύπαρξη διάτμησης) στον άνεμο, είναι αρκετά για να δημιουργηθούν και να γιγαντωθούν αυτοί οι στρόβιλοι.

 

Πηγή: Anthony Franze --- https://twitter.com/AnthonyFranzeWX

Ποντικοί πέφτουν σε νάρκη με υπέρηχους

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στο “Nature” στις 25/5 συμπεραίνεται ότι, ποντίκια στα οποία εκπέμφθηκαν, με ελεγχόμενο τρόπο, υπέρηχοι στον εγκέφαλό τους, έπεσαν σε κατάσταση νάρκης. Η κατάσταση «ελεγχόμενης νάρκης», εφόσον μπορεί να εφαρμοστεί σε ανθρώπους, θα έβρισκε εφαρμογές σε βαριά τραυματισμένους ανθρώπους ή σε κρίσιμη κατάσταση (π.χ. καρδιακό ή εγκεφαλικό επεισόδιο), ώστε να διευρύνει το χρονικό «παράθυρο» για ιατρική παρέμβαση που θα οδηγεί στην επιβίωση του ασθενούς. Επίσης, θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε αστροναύτες για διαστημικά ταξίδια μεγάλης διάρκειας.

 

Η νάρκη συμβαίνει με φυσικό τρόπο σε διάφορα ζώα (π.χ. αρκούδες), όταν υπάρχει έλλειψη τροφής (π.χ. τον χειμώνα), με αποτέλεσμα ο οργανισμός να απαιτεί πολύ μικρότερα ποσά ενέργειας για να επιβιώσει. Ο ρυθμός του μεταβολισμού πέφτει, η καρδιά και ο εγκέφαλος λειτουργούν οριακά και η θερμοκρασία του σώματος πέφτει. Με αυτόν τον τρόπο, ένα ζώο μπορεί να επιβιώσει σε μια παρατεταμένη δύσκολη περίοδο. Οι επιστήμονες στην παρούσα έρευνα, επιχείρησαν να προκαλέσουν μια ανάλογη κατάσταση σε πειράματα με ποντικούς και αρουραίους.

 

Πιο συγκεκριμένα, έβαλαν ένα καπέλο στα τρωκτικά, το οποίο εξέπεμπε υπέρηχους στην προοπτική περιοχή του υποθαλάμου του εγκεφάλου τους (μια περιοχή υπεύθυνη για τον έλεγχο της θερμοκρασίας του σώματος και του μεταβολισμού). Η εκπομπή υπέρηχων γινόταν σε τακτά χρονικά διαστήματα (π.χ. μόλις ανιχνευόταν άνοδος στη θερμοκρασία του σώματος του ποντικού, πάνω από ένα όριο). Με αυτόν τον τρόπο, κατάφεραν να διατηρήσουν τους ποντικούς σε κατάσταση νάρκης για 24 ώρες. Σε αυτό το διάστημα, η θερμοκρασία του σώματος των ποντικών έπεσε κατά 2-3 βαθμούς Κελσίου, ενώ οι χτύποι της καρδιάς και η κατανάλωση οξυγόνου έπεσαν δραματικά. Μετά το τέλος της νάρκης, οι ποντικοί επανήλθαν στη φυσιολογική κατάστασή τους σε 90 λεπτά.

 

Οι ερευνητές αναφέρουν πως αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να λειτουργήσει και σε ανθρώπους όπως και σε κάθε άλλο θηλαστικό που δεν εισέρχεται σε φάση νάρκης με φυσικό τρόπο. Ωστόσο υπάρχουν προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν, όπως τις συνέπειες που ίσως να έχει μια τέτοια διαδικασία (π.χ. πιθανή απώλεια μνήμης), όπως και η βαθύτερη κατανόηση της φυσικής διαδικασίας νάρκης (σε ορμονικό και μοριακό επίπεδο).

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.nature.com/articles/s42255-023-00804-z

 

Η εικόνα προέρχεται από την παραπάνω έρευνα και αποτελεί απλή σχηματική αναπαράσταση του πειράματος.

 

Περισσότερα για τις εξελίξεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, στον τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα», τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

 

 

Μηχανική μάθηση και στην ανακάλυψη εξωπλανητών

Σε έρευνα που είναι ήδη αποδεκτή προς δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό “The Astrophysical Journal”, ομάδα αστρονόμων και επιστημόνων που ειδικεύονται στη μηχανική μάθηση, από τη NASA, το SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence, Ινστιτούτο έρευνας για εξωγήινη νοημοσύνη) και την USRA (Universities Space Research Association, Πανεπιστημιακή ένωση για τη Διαστημική έρευνα), ανακάλυψαν 69 νέους εξωπλανήτες χρησιμοποιώντας μηχανική μάθηση (είδος «στενής» τεχνητής νοημοσύνης που έχουμε δει να εφαρμόζεται σε διάφορους τομείς). Οι εξωπλανήτες αυτοί επισημαίνονται με ροζ τετράγωνα στο γράφημα, ενώ ο κάθετος άξονας είναι η ακτίνα του εξωπλανήτη ως πολλαπλάσιο της ακτίνας της Γης και ο οριζόντιος άξονας είναι η περίοδος περιφοράς του (σε γήινες μέρες) γύρω από το άστρο του.

 

Στις αναρτήσεις μας, έχουμε δει διάφορες μεθόδους ανίχνευσης εξωπλανητών. Μία από αυτές είναι η μέθοδος της διέλευσης (transiting method) όπου η περιοδική διέλευση ενός εξωπλανήτη μπροστά από το άστρο του, μειώνει περιοδικά τη φωτεινότητα που λαμβάνουμε από το άστρο. Ωστόσο, όλα αυτά τα σήματα μειωμένης φωτεινότητας δεν είναι εξωπλανήτες (π.χ. η πτώση της φωτεινότητας μπορεί να οφείλεται σε άλλο άστρο, στην περίπτωση διπλού αστρικού συστήματος) και θα πρέπει να υπάρξει επαλήθευση των στοιχείων ώστε να αναγνωριστούν τα «ψευδώς θετικά» σήματα (false positives).

 

Για την επαλήθευση των σημάτων, παλιότερα χρειάζονταν επιπλέον παρατηρήσεις, κάτι που σήμερα δεν είναι εύκολο και δεν μπορεί να γίνει σε όλες τις περιπτώσεις. Ωστόσο, η ραγδαία ανάπτυξη και βελτιστοποίηση στατιστικών και υπολογιστικών τεχνικών επαλήθευσης, οι οποίες χρησιμοποιούν και παλαιότερα δεδομένα για το πλανητικό σύστημα στο οποίο βρίσκεται ο εκάστοτε νεοανακαλυφθείς εξωπλανήτης, όπως τη μορφή του, την ύπαρξη άλλων εξωπλανητών σε αυτό αλλά και άλλα «ψευδώς θετικά» σήματα εκεί, δημιουργούν ένα νέο πολλά υποσχόμενο μονοπάτι στη διαστημική εξερεύνηση μέσω της ανίχνευσης εξωπλανητών με μηχανική μάθηση, όπως παρουσιάζεται στη συγκεκριμένη έρευνα.

 

Έρευνα προς δημοσίευση: https://arxiv.org/abs/2305.02470

 

Περισσότερα για τις εξελίξεις στη Διαστημική Εξερεύνηση αλλά και γενικότερα στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, μπορείτε να βρείτε στον τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα», μαζί με πολλά άλλα συναρπαστικά θέματα. Τον τόμο ΙΙΙ μπορείτε να τον αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

 

 

Άσκηση και αντοχή στον πόνο

Έχουμε δει κατά καιρούς αρκετές μεγάλες έρευνες που συμπεραίνουν ότι η συστηματική άσκηση και η φυσική δραστηριότητα βοηθά τον οργανισμό μας δραστικά σε όλους τους τομείς (π.χ. σημαντική μείωση πιθανότητας για εμφάνιση καρδιαγγειακών νοσημάτων, όπως και θνησιμότητας από κάθε παράγοντα, μείωση άγχους, ευεξία, βελτίωση της ποιότητας του ύπνου, κ.α.) 

 

Στις 24/5 δημοσιεύτηκε ακόμη μία μεγάλη έρευνα, σε 10732 ενήλικους Νορβηγούς, σε δυο στάδια από το 2007 ως και το 2016, να συμπεράνει ότι όσοι έχουν συστηματική φυσική δραστηριότητα ή αθλούνται, παρουσιάζουν αυξημένη αντοχή στον πόνο (πιθανότατα ακόμη και τον χρόνιο πόνο, αν και για τον τελευταίο θα πρέπει να γίνει μελλοντική έρευνα για να αποδείξει τη σχέση αιτίου – αποτελέσματος που υποθέτουν οι ερευνητές). 

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0285041