Η μοίρα του σύμπαντος

Την ποιητική διάσταση της γέννησης αλλά και του θανάτου του σύμπαντος παρουσιάζει η δημοσιογράφος Maria Popova σε δημοσίευμά της στο ηλεκτρονικό περιοδικό Brain Pickings. Ανακαλεί την έννοια μιας λυρικής συμμετρίας, συνδυάζοντας τα λόγια του ποιητή και πεζογράφου Ράινερ Μαρία Ρίλκε (1875 -1926) για το θάνατο, καθώς και επιστημονικές πληροφορίες για τον σταδιακό αφανισμό του σύμπαντος.
Ο θάνατος, σύμφωνα με τα γραφόμενα του Ρίλκε σε μια λυρική επιστολή του 1923, είναι ο φίλος μας, ακριβώς επειδή μάς υπενθυμίζει με απόλυτο και παθιασμένο τρόπο όλα αυτά που είναι εδώ, κάθε τι το φυσικό, αυτό που είναι η αγάπη. Ο σπουδαίος ποιητής με τα αθάνατα λόγια, τονίζει η Maria Popova, συμπυκνώνει στην ποίησή του, με ποικίλους τρόπους, τη γέννηση του σύμπαντος και τον οριστικό του θάνατο, αλλά και τη μυστηριώδη κοσμική αναλαμπή ανάμεσα σε αυτά τα δύο φαινόμενα.
Το ίδιο θέμα, από διαφορετική οπτική γωνία, απασχολεί και τη νοτιοαφρικανή κοσμολόγοRenée Hložek στο βίντεο κινουμένων σχεδίων που δημιούργησε για λογαριασμό της σειράς σύντομων μαθημάτων TED-Ed. Ανάμεσα στις ενδιαφέρουσες πληροφορίες που παραθέτει αναφέρεται στην άποψη που υποστηρίζει ότι τα συστατικά του σύμπαντος μπορούν να επιδράσουν καθοριστικά στην μοίρα του: «Μπορούμε να προβλέψουμε πώς το σύμπαν θα αλλάξει σε βάθος χρόνου αν υπολογίσουμε τις ποσότητες ή τις ενεργειακές πυκνότητες των διαφόρων συστατικών του, σήμερα» λέει, εκτός των άλλων, η Renée Hložek.
Δείτε το βίντεο

Read more

Παραγωγή υδρογόνου μέσω τεχνητής φωτοσύνθεσης

Ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της αντιγραφής της μεθόδου που χρησιμοποιούν τα φυτά για την παραγωγή καυσίμου/ ενέργειας πραγματοποίησαν Αμερικανοί ερευνητές – ωστόσο, όπως σημειώνεται σε δημοσίευμα του MIT Technology Review, η χρηματοδότηση για τη συνέχιση της προσπάθειας στερεύει.
Το Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP) αποτελεί ένα ερευνητικό πρόγραμμα της κυβέρνησης Ομπάμα από το 2010 και περιλαμβάνει ερευνητές από πολλούς φορείς, με επικεφαλής ομάδα του Caltech. Οι ερευνητές αυτοί επέδειξαν έναν τρόπο επέκτασης της «ζωής» μιας πολλά υποσχόμενης μεθόδου ηλιακής ηλεκτρόλυσης, η οποία χρησιμοποιεί ηλιακό φως για την απευθείας διάσπαση νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο. Το υδρογόνο που παράγεται με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσε να αποθηκεύεται και να να χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρισμού ή σε κυψέλες καυσίμου σε αυτοκίνητα.

LANCE HAYASHIDA

Η παραγωγή υδρογόνου μέσω ηλιακής ενέργειας είναι δυνατή έμμεσα, μέσω της χρήσης ηλιακών συλλεκτών για συμβατικές τεχνικές ηλεκτρόλυσης. Ωστόσο, αυτές χαρακτηρίζονται από υψηλό κόστος, με μια ποσότητα υδρογόνου που αντιστοιχεί σε ένα γαλόνι βενζίνης να κοστίζει 10-20 δολάρια. Μια συσκευή ικανή να διασπά το νερό χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια θα μπορούσε να επιφέρει σημαντική μείωση, της τάξης των 2-4 δολαρίων για μια αντίστοιχη ποσότητα. Το JCAP ιδρύθηκε το 2010 ως ένα Innovation Hub του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, με την υπόσχεση χρηματοδότησης ύψους 122 εκατ. δολαρίων μέσα σε διάστημα πέντε ετών. Ο Νέιθαν Λιούις, διευθυντής του κέντρου, ελπίζει σε επέκταση της χρηματοδότησης από το Κογκρέσο.
Οι ερευνητές του χρησιμοποίησαν αποδεδειγμένα αποτελεσματικές τεχνολογίες, οι οποίες διατίθενται στο εμπόριο, συνδυάζοντάς τις σε μια ενιαία συσκευή για μείωση του κόστους, απλούστευση της διαδικασίας και αύξηση της αποδοτικότητας

Read more

Η Μεγάλη Έκρηξη δεν συνέβη ποτέ, σύμφωνα με νέα θεωρία !

Το σύμπαν ίσως υπάρχει αιώνια, και επομένως δεν έγινε ποτέ μια Μεγάλη Έκρηξη που το δημιούργησε, συμπεραίνει ένα νέο μοντέλο που ανέπτυξαν δύο φυσικοί από το πανεπιστήμιο της Μπένχα στη Αίγυπτο και του Λέθμπριτζ στον Καναδά.
Το θεωρητικό μοντέλο προσπαθεί να εναρμονίσει την κβαντική θεωρία με τη γενική θεωρία της σχετικότητας και, όπως περιγράφουν οι δύο επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Physics Letters B, μπορεί να εξηγήσει επίσης τη σκοτεινή ενέργεια, λύνοντας έτσι κι άλλα προβλήματα.
Η γενική πεποίθηση για την ηλικία του σύμπαντος είναι πως ανέρχεται στα 13,8 δισ. χρόνια, όπως υπολογίζεται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας. Τότε, ένα σημείο με άπειρη πυκνότητα, γνωστό ως μοναδικότητα (singularity), άρχισε να διαστέλλεται με τη Μεγάλη Έκρηξη, δημιουργώντας έτσι εξελισσόμενο τον κόσμο που μας περιβάλλει.
Παρόλο που ένα τέτοιο φαινόμενο προκύπτει απευθείας από τους νόμους της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, μερικοί επιστήμονες το θεωρούν προβληματικό, επειδή τα μαθηματικά μπορούν να εξηγήσουν τι συνέβη αμέσως μετά στη μοναδικότητα – και όχι τη χρονική στιγμή «μηδέν» ή νωρίτερα από τη Μεγάλη Έκρηξη.
«Πρόκειται για το πιο σοβαρό πρόβλημα της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, αφού κάνει τους νόμους της φυσικής να παρουσιάζουν ασυνέχεια», λέει χαρακτηριστικά στην ιστοσελίδα Phys.org ο Αχμέτ Φαράζ Αλί,  φυσικός από το Πανεπιστήμιο Μπένχα και ένας από τους συγγραφείς του άρθρου.
Αντίθετα, το μοντέλο των δύο επιστημόνων επιλύει αυτό το πρόβλημα, αφού σύμφωνα με αυτό το σύμπαν δεν έχει χρονική αρχή και τέλος. Επομένως, καταργεί ουσιαστικά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Οι δύο φυσικοί τονίζουν με έμφαση πως το μοντέλο τους δεν δημιουργήθηκε ad hoc, σε μία προσπάθεια να παρακαμφθεί η ιδέα της Μεγάλης Έκρηξης της μοναδικότητας.
Για την κατασκευή του, βασίσθηκαν στην ιδέα των κβαντικών τροχιών, που διατύπωσε τη δεκαετία του ’50 ο θεωρητικός φυσικός και φιλόσοφος Ντέιβιντ Μπομ, καταλήγοντας έτσι σε κβαντικές διορθώσεις των εξισώσεων Φρίντμαν, οι οποίες περιγράφουν τη διαστολή του σύμπαντος στα πλαίσια της γενικής θεωρίας της σχετικότητας.
Παρόλο που το μοντέλο τους δεν είναι μια πλήρης θεωρία κβαντικής βαρύτητας, περιέχει στοιχεία από την κβαντική μηχανή και τη γενική θεωρία της σχετικότητας, ενώ οι δύο ερευνητές εκτιμούν πως, ακόμη κι όταν διατυπωθεί μία πλήρης θεωρία που να ενοποιεί πλήρως τις δύο περιγραφές της φύσης, τα συμπεράσματά τους θα εξακολουθούν να ισχύουν.
Πάντως, πέρα από το ότι δεν περιλαμβάνει τη Μεγάλη Έκρηξη μιας μοναδικότητας ως αρχής του σύμπαντος, το νέο μοντέλο αποκλείει επίσης ότι το σύμπαν θα αρχίσει να συρρικνώνεται, καταλήγοντας σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας.
Με κοσμολογικούς όρους, οι κβαντικές διορθώσεις «μεταφράζονται» σε μία κοσμολογική σταθερά, η οποία που δεν χρειάζεται την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας για να δικαιολογηθεί. Επίσης, οι προβλέψεις του μοντέλου συμφωνούν με την κοσμολογική σταθερά και την πυκνότητα του σύμπαντος, όπως προκύπτουν από τις παρατηρήσεις.

Με φυσικούς όρους, το μοντέλο περιγράφει το σύμπαν σαν να κατακλύζεται από ένα κβαντικό ρευστό. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το ρευστό αυτό πιθανόν αποτελείται από βαρυτόνια – υποθετικά σωματίδια χωρίς μάζα που αναλαμβάνουν να «μεταφέρουν» τις δυνάμεις ανάμεσα σε δύο σώματα που αλληλεπιδρούν. Αν υπάρχουν, τα βαρυτόνια θεωρείται πως θα παίξουν κεντρικό ρόλο σε μια θεωρία κβαντικής βαρύτητας.
Οι δύο φυσικοί σκοπεύουν να αναλύσουν ακόμη περισσότερο το μοντέλο τους, μεταξύ άλλων για να το προσαρμόσουν σε μικρές διαταραχές που καθιστούν το σύμπαν τοπικά ανομοιογενές. Πάντως, δεν αναμένουν ότι τα συμπεράσματά τους θα αλλάξουν σημαντικά.

Read more

Έγινε «σκόνη» η ... «ανακάλυψη του Αιώνα»

Τα βαρυτικά κύματα, που γεννήθηκαν στις απαρχές του σύμπαντος, μπορεί όντως να υπάρχουν, αλλά πάντως δεν ανακαλύφθηκαν πέρυσι τον Μάρτιο, όπως είχαν ανακοινώσει βαρυσήμαντα οι αμερικανοί επιστήμονες της ερευνητικής κοινοπραξίας BICEP2.

Οι αμφιβολίες της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας για την ορθότητα της ανακοίνωσης, οι οποίες συσσωρεύονταν συνεχώς όλους αυτούς τους μήνες, επιβεβαιώθηκαν και επίσημα πλέον, μετά την συγκριτική ανάλυση παρόμοιων στοιχείων από τον ευρωπαϊκό δορυφόρο «Πλανκ» και την έκδοση της σχετικής ανακοίνωσης από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA).

Η νέα ανάλυση, στην οποία συμμετείχαν και οι Αμερικανοί ερευνητές (αναγνωρίζοντας έτσι έμπρακτα το σφάλμα τους), δεν μπόρεσε να επιβεβαιώσει την ανίχνευση των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων. Το υποτιθέμενο «σήμα» προκλήθηκε όχι από αυτά τα κύματα αλλά από την πανταχού παρούσα σκόνη στο διάστημα, σύμφωνα με το BBC, το «Nature», το «New Scientist» και το Space.com.

Η διάσπαρτη διαστρική σκόνη στον γαλαξία μας παραπλάνησε τους Αμερικανούς επιστήμονες, οι οποίοι βιάστηκαν να δοξαστούν, κάνοντας την εντυπωσιακή επιστημονική ανακοίνωση το 2014, χωρίς καν να προηγηθεί κάποια σχετική επιστημονική δημοσίευση – και ο έλεγχος των ισχυρισμών τους από άλλους συναδέλφους τους. Επίσης, πέρυσι δεν ήταν ακόμη διαθέσιμα τα στοιχεία του ευρωπαϊκού δορυφόρου.

Το συμπέρασμα των ερευνητών του «Πλανκ» είναι ότι τα βαρυτικά κύματα -οι αρχικοί κυματισμοί στον χωρόχρονο μετά την απότομη «πληθωριστική» διόγκωση του σύμπαντος πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια- δεν έχουν ακόμη εντοπιστεί. Όταν αυτό γίνει, τότε θα αποδειχτεί και η δημοφιλής αλλά ακόμη αναπόδεικτη θεωρία του «κοσμικού πληθωρισμού».

Ο εντοπισμός των βαρυτικών κυμάτων, πιστεύεται ότι είναι δυνατό να γίνει μέσω του «αποτυπώματος» που μπορεί να έχουν αφήσει στην πόλωση (προσανατολισμό) της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου, του φωτός που εκπέμφθηκε 380.000 χρόνια μετά την «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ). Η πόλωση αυτή αφορά τη δόνηση των κυμάτων του φωτός προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, γεγονός που δημιουργεί ορισμένα συγκεκριμένης γεωμετρίας «μοτίβα» που μοιάζουν με δίνες (τα λεγόμενα «B-modes»), «προδίδοντας» την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων.

Όμως, η διαστρική σκόνη του γαλαξία μας εκπέμπει επίσης πολωμένο φως, επηρεάζοντας έτσι και την πόλωση της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Το γεγονός αυτό προφανώς παρέσυρε τους αμερικανούς αστρονόμους του πειράματος BICEP2, που έκαναν χρήση του ομώνυμου ραδιοτηλεσκοπίου στο Νότιο Πόλο.

Σε κάθε περίπτωση πάντως, τα νέα ευρήματα δεν αποκλείουν ότι τελικά μπορεί να βρεθεί το αποτύπωμα των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων στην κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου.

Η κοινή ανάλυση των στοιχείων των δύο ερευνητικών κοινοπραξιών BICEP2 και «Πλανκ» (η ευρωπαϊκή ομάδα αποτελείται κυρίως από γάλλους και ιταλούς επιστήμονες) υποβλήθηκε για δημοσίευση στο διεθνούς κύρους περιοδικό φυσικής «Physical Review Letters».

Read more

Επανάσταση στη διαστημική εξερεύνηση υπόσχονται οι πυρηνικοί κινητήρες !

Το επόμενο «κεφάλαιο» κατάκτησης του διαστήματος, το οποίο προβλέπει πιο μακρινούς στόχους για εξερεύνηση, είναι ξεκάθαρο πως θα χρειασθεί νέες ιδέες και τεχνολογίες για τη γρήγορη μετάβαση σε αυτούς τους προορισμούς.
Ανάμεσα στις προτεραιότητες για τέτοιες καινούριες τεχνολογίες, ξεχωρίσει η ανάγκη για καλύτερους τρόπους κίνησης των διαστημοπλοίων, οι οποίοι θα είναι πιο οικονομικοί στην κατασκευή και πιο αποτελεσματικοί στην κατανάλωση καυσίμων, παρέχοντας όμως παράλληλα την ισχύ που χρειάζεται ώστε τα πληρώματα, οι προμήθειες ή τα μη επανδρωμένα σκάφη να εκπληρώσουν την αποστολή τους.
Σύμφωνα με έκθεση του Μάικλ Χουτς, από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Mashall της ΝΑΣΑ, όλες αυτές οι προδιαγραφές πληρούνται από τους κινητήρες πυρηνικής σύντηξης. Μάλιστα, όπως συμπεραίνει σε πρόσφατη έκθεσή του για το θέμα, «οι κινητήρες με πυρηνική ενέργεια θα μπορούσαν να αλλάξουν τα δεδομένα στη διαστημική εξερεύνηση».
Ένας μικρός πυρηνικός αντιδραστήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε έναν πύραυλο, για να παράγει Πυρηνική Θερμική Πρόωση (ΝΤΡ). Σε έναν πύραυλο αυτού του τύπου, αντιδράσεις δευτέριου και τριτίου χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση υδρογόνου μέσα στον αντιδραστήρα, το οποίο διοχετεύεται με τη μορφή πλάσματος στην έξοδο του πυραύλου για να προκαλέσει πρόωση.
Μια δεύτερη εναλλακτική κατηγορία, γνωστή ως Πυρηνική Ηλεκτρική Πρόωση (NEC), προβλέπει έναν παρόμοιο αντιδραστήρα, που μετατρέπει την παραγόμενη θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια σε ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο με τη σειρά του θέτει σε λειτουργία έναν ηλεκτροκινητήρα.
Συγκρινόμενοι με την παραδοσιακή τεχνική πρόωσης, που βασίζεται σε χημικά καύσιμα, οι δύο παραπάνω κατηγορίες κινητήρων έχουν αρκετά πλεονεκτήματα. Το πρώτο και πιο προφανές είναι πως, για δεδομένη ποσότητα καυσίμου, η ενέργεια που παράγουν είναι πολύ περισσότερη, με συνέπεια να μπορούν να διατηρήσουν το σκάφος σε κίνηση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Επιπλέον, ανά μονάδα καυσίμου, ένας πυρηνικός κινητήρας παράγει αρκετά μεγαλύτερη προωστική ισχύ. Κάτι που σημαίνει πως ένα πυρηνοκίνητο διαστημόπλοιο θα έφτανε πιο γρήγορα στον προορισμό του.
Ωστόσο, δεν λείπουν τα εμπόδια: για παράδειγμα, ορισμένοι τύποι κινητήρων πυρηνικής ενέργειας χρειάζεται να κατασκευασθούν από υλικά τα οποία αντέχουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. Άλλοι τύποι δεν αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα, όμως έχουν πιο περίπλοκη σχεδίαση, και επομένως είναι πιο δύσκολοι και πιο ακριβοί στην κατασκευή.
Ωστόσο, όπως σημειώνει ο Χουτς στην έκθεσή του, μία από τη μεγάλη παρακαταθήκη που υπάρχει για τις τεχνολογίες κίνησης με πυρηνικά καύσιμα είναι πως υπάρχει μακροχρόνια τεχνογνωσία, αφού εδώ και δεκαετίες έχουν ναυπηγηθεί πλωτά, όπως αεροπλανοφόρα και υποβρύχια, που αξιοποιούν τέτοιους κινητήρες. Επίσης, η ίδια η ΝΑΣΑ έχει χρησιμοποιήσει ανάλογες γεννήτριες, αν και μικρότερους μεγέθους και ισχύος, σε οχήματα εξερεύνησης πλανητών και μη επανδρωμένα τροχιακά σκάφη.
Για να δείξει τις προοπτικές που ανοίγει η πυρηνοκίνηση, στην έκθεσή του ο Χουτς περιλαμβάνει στις πιθανές εφαρμογές δορυφόρους μακράς εμβέλειας για τη μελέτη του εξώτερου ηλιακού συστήματος και της ζώνης αστεροειδών του Κόιπερ, επανδρωμένες αποστολές στα πέρατα του ηλιακού συστήματος, ακόμη και εγκαταστάσεις για τη διαβίωση ανθρώπων στη Σελήνη και τον Άρη.
Ένα σενάριο αφορά επίσης το Σύστημα Διαστημικών Εκτοξεύσεων της ΝΑΣΑ – με κινητήρες χημικών καυσίμων στο κατώτερο στάδιο του πυραύλου, και μια γεννήτρια πυρηνικών καυσίμων στο ανώτερο, η οποία θα τίθεται σε εφαρμογή μόνον όταν ο πύραυλος βρεθεί εκτός της γήινης ατμόσφαιρας.
Η ιδέα ενός τέτοιου «υβριδικού» πυραύλου θα μπορούσε να γίνει ο κανόνας για τη ΝΑΣΑ και άλλες δημόσιες διαστημικές υπηρεσίες, σύμφωνα με τον Χουτς, λόγω της πολύ βελτιωμένης επίδοσης που αναμένεται να έχουν.
Τέτοιοι πύραυλοι, ανασχεδιασμένοι για να προσφέρουν μεγαλύτερη ταχύτητα αντί για τη μεταφορά της μέγιστης δυνατής ποσότητας φορτίου, θα μπορούσαν να ταξιδέψουν μια ομάδα αστροναυτών στον Άρη στον μισό περίπου χρόνο συγκριτικά με τους συμβατικούς κινητήρες. Κάτι που θα σήμαινε όχι μόνο μικρότερο κόστος, αλλά και μικρότερη έκθεση των αστροναυτών στην ηλιακή ακτινοβολία, κατά τη διάρκεια του «ταξιδιού» τους.
Για να ποσοτικοποιήσουν αυτά τα πλεονεκτήματα στην πράξη, ο Χουτς με την ομάδα του από το Κέντρο πραγματοποιούν πειράματα εδώ και μερικά χρόνια, τα οποία αναμένεται να ολοκληρωθούν το επόμενο καλοκαίρι.
Έτσι, θα θέσουν τις βάσεις για επίγειες δοκιμές μεγάλης κλίμακας, στην επόμενη φάση, και τελικά για δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες στο διάστημα. Το χρονικό ορόσημο που έχουν ορίσει είναι η δεκαετία του 2030, και η επανδρωμένη αποστολή στον Άρη που προγραμματίζεται για τότε.
Παρ’ όλα αυτά, εκτιμούν πως η ερευνητική τους δουλειά θα έχει πιθανόν εφαρμογή και σε μελλοντικές αποστολές στη Σελήνη, σε ταξίδια αστροναυτών σε αστεροειδείς όσο αυτοί βρίσκονται στη «γειτονιά» της Γης, ακόμη και σε αποστολές ρομπότ στον Δία.
Εξάλλου, ένα πλεονέκτημα των κινητήρων με πυρηνική ενέργεια είναι πως, με την προσθαφαίρεση υποσυστημάτων, προσαρμόζονται σχετικά εύκολα στις προδιαγραφές οποιασδήποτε διαστημικής πτήσης.
Παρά τις ένδοξες σελίδες που έχει γράψει μέχρι σήμερα ο άνθρωπος στην εξερεύνηση του διαστήματος, η «γνωριμία» του είδους μας με κόσμους έξω από τη Γη παραμένει ακόμη σε πρώιμο στάδιο. Στην προσπάθεια εξεύρεσης των τεχνολογιών που χρειάζονται για τις επόμενες σελίδες αυτής της εποποιίας, υπάρχουν και άλλες εναλλακτικές λύσεις, όπως παραδέχεται ο Χουτς. Συγκριτικά με αυτές όμως, προσθέτει, η πυρηνική σύντηξη είναι εφικτή, πρακτική και εύκολα εφαρμόσιμη στο εγγύς μέλλον.

Read more

Μια σκουληκότρυπα στον Γαλαξία μας για χωροχρονικά ταξίδια;

Συνδυάζοντας παρατηρησιακά δεδομένα και τη γενική θεωρία της σχετικότητας, μια διεθνής ομάδα αστροφυσικών κατέληξε στο συμπέρασμα ότι πιθανόν ο Γαλαξίας μας «φιλοξενεί» μια σκουληκότρυπα. Η ομάδα, η οποία αποτελείται από επιστήμονες από την Ινδία, τις ΗΠΑ και τη Διεθνή Σχολή Προηγμένων Μελετών (SISSA) στην Ιταλία, δημοσίευσε τη μελέτη της στο περιοδικό Annals of Physics, στην οποία μάλιστα αναφέρει πως οι υπολογισμοί της δείχνουν πως η σκουληκότρυπα θα μπορούσε να είναι «σταθερή», επιτρέποντας έτσι τα χωροχρονικά ταξίδια.
«Λαμβάνοντας υπόψη τον χάρτη της σκοτεινής ύλης στον Γαλαξία και το πιο πρόσφατο μοντέλο για τη Μεγάλη Έκρηξη, και με την προϋπόθεση βέβαια πως οι “χωροχρονικές σήραγγες” όντως υπάρχουν, συμπεράναμε πως θα μπορούσε όντως να υπάρχει στον Γαλαξία μια τέτοια σήραγγα, με διαστάσεις μάλιστα που να αγγίζουν το μέγεθός του», αναφέρει στο σάιτ της SISSA ο Πάολο Σαλούτσι, αστροφυσικός στη Σχολή και ειδικός στη μελέτη της σκοτεινής ύλης.
Όπως προσθέτει ο Σαλούτσι, οι υπολογισμοί των επιστημόνων έδειξαν πως η σήραγγα θα μπορούσε να προσφέρει τη δυνατότητα χωροχρονικών ταξιδιών, όπως περίπου αποδίδονται στην πρόσφατη ταινία Interstellar.
        
           
Η αλήθεια είναι πως πολλοί μη ειδικοί έμαθαν για πρώτη φορά από την ταινία επιστημονικής φαντασίας του Κρίστοφερ Νόλαν για τις σκουληκότρυπες – ή τις «γέφυρες Αινστάιν-Ρόζεν», όπως τις αποκαλούν οι φυσικοί. Αποτελέσματα της επίλυσης των εξισώσεων της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, οι σήραγγες συνδέουν απευθείας δύο σημεία, «παρακάμπτοντας» τη συμβατική απόσταση που τα χωρίζει. Μάλιστα, τουλάχιστον θεωρητικά, αφού δεν έχει υπάρξει έως σήμερα κανένα πειραματικό στοιχείο που να επιβεβαιώνει την ύπαρξη των σκουληκότρυπων, η «είσοδος» και η «έξοδός» τους μπορεί να ανήκουν είτε στο ίδιο είτε σε διαφορετικά σύμπαντα.
Όπως είναι φυσικό, ούτε για την ύπαρξη μιας χωροχρονικής σήραγγας στον γαλαξία μας δεν υπάρχει κάποιο πειραματικό στοιχείο που να την επιβεβαιώνει. «Προφανώς δεν ισχυριζόμαστε πως ανακαλύψαμε μια σκουληκότρυπα στον γαλαξία μας, αλλά απλώς ότι, σύμφωνα με το θεωρητικό μας μοντέλο, πρόκειται για μια εύλογη θεωρία», σημειώνει ο αστροφυσικός.
Όσον αφορά πάντως την πειραματική «δοκιμή» του μοντέλου, ο Σαλούτσι υποστηρίζει πως δεν είναι εκ των προτέρων αδύνατη. «Θα μπορούσαμε να το ελέγξουμε συγκρίνοντας δύο γαλαξίες – τον Γαλαξία μας με κάποιον άλλο που βρίσκεται σε αρκετά μικρή απόσταση, όπως για παράδειγμα το Νέφος του Μαγγελάνου. Ωστόσο, απέχουμε ακόμη πολύ από την υλοποίηση μιας τέτοιας σύγκρισης».

Read more

Έρχεται ο κβαντικός σκληρός δίσκος

Φυσικοί οι οποίοι αναπτύσσουν έναν πρωτότυπο κβαντικό σκληρό δίσκο πραγματοποίησαν σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση αυτή, βελτιώνοντας τον χρόνο αποθήκευσης κατά περίπου 100 φορές.
Το ρεκόρ της ομάδας του Australian National University (ANU) και του University of Otago ανέρχεται στις έξι ώρες και αποτελεί ένα πολύ σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της δημιουργίας ενός παγκόσμιου ασφαλούς δικτύου κρυπτογράφησης που βασίζεται στην κβαντική πληροφορία, που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τραπεζικές συναλλαγές και προσωπικά email.
«Πιστεύουμε ότι σύντομα θα είναι δυνατόν να διαμοιράζουμε κβαντικές πληροφορίες μεταξύ οποιωνδήποτε δύο σημείων στον κόσμο» αναφέρει σχετικά η επικεφαλής συντάκτης, Μαντζίν Ζονγκ, του Research School of Physics and Engineering (RSPE).
«Οι κβαντικές καταστάσεις είναι πολύ εύθραυστες και κανονικά καταρρέουν σε μιλισεκόντ. Οι μεγάλοι χρόνοι αποθήκευσής μας έχουν τη δυνατότητα να φέρουν επανάσταση στη μετάδοση κβαντικής πληροφορίας».
Η κβαντική πληροφορία υπόσχεται αρραγή κρυπτογράφηση επειδή τα κβαντικά σωματίδια, όπως τα φωτόνια, μπορούν να δημιουργηθούν με τρόπο ο οποίος τα συνδέει εγγενώς. Οι αλληλεπιδράσεις με το ένα επηρεάζουν το άλλο, όσο μακριά και αν βρίσκονται.

Οι ερευνητές των δύο πανεπιστημίων αποθήκευσαν κβαντικές πληροφορίες σε άτομα ευρωπίου ενσωματωμένα σε κρύσταλλο. Η τεχνική αυτή (στέρεας κατάστασης) είναι μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική στη χρήση ακτινών λέιζερ σε οπτικές ίνες- μια προσέγγιση η οποία χρησιμοποιείται επί της παρούσης για τη δημιουργία κβαντικών δικτύων μήκους περίπου 100 χιλιομέτρων.
«Οι χρόνοι αποθήκευσής μας είναι πλέον τόσο μεγάλοι που σημαίνει ότι πρέπει να επανεξεταστεί ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος διαμοιρασμού κβαντικών δεδομένων» σημείωσε η Ζονγκ. «Ακόμα και μέσω μεταφοράς των κρυστάλλων μας σε ταχύτητες περπατήματος έχουμε μικρότερη απώλεια από ό,τι τα συστήματα λέιζερ σε μία απόσταση».
«Μπορούμε τώρα να φανταστούμε την αποθήκευση φωτός σε ξεχωριστούς κρυστάλλους και μετά τη μεταφορά τους σε διαφορετικά σημεία του δικτύου, σε απόσταση χιλιάδων χιλιομέτρων το ένα από το άλλο. Οπότε σκεφτόμαστε τους κρυστάλλους μας ως φορητούς οπτικούς σκληρούς δίσκους κβαντικής εμπλοκής (quantum entanglement)».
Μετά την εγγραφή μιας κβαντικής κατάστασης στο πυρηνικό spin του ευρωπίου μέσω της χρήσης φωτός λέιζερ, η ομάδα υπέβαλε τον κρύσταλλο σε έναν συνδυασμό σταθερών και ταλαντευόμενων μαγνητικών πεδίων για τη συντήρηση των εύθραυστων κβαντικών πληροφοριών.
«Τα δύο πεδία απομονώνουν τα spin του ευρωπίου και εμποδίζουν την κβαντική πληροφορία να διαρρεύσει» σημειώνει ο Dr. Τζέβον Λόνγκτελ του University of Otago.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature.

Read more