ΧΟΡΗΓΟΙ

Χ


Χρώμα των αστεριών - Χωρόχρονος - Higgs (το σωματίδιο) - Horsehead nebula

 

Χωρόχρονος


Τόσο στην Ειδική Θεωρία Σχετικότητας όσο και στην Γενική Θεωρία Σχετικότητας, ο χρόνος και ο τρισδιάστατος χώρος θεωρούνται ως μία τετραδιάστατη πολλαπλότητα (manifold), που λέγεται χωρόχρονος. Η έννοια του χωροχρόνου πρωτοεμφανίστηκε το 1908 σε μια μαθηματική πραγματεία του Μινκόφσκι για τη γεωμετρία του χώρου και του χρόνου όπως αυτή είχε οριστεί στην ειδική θεωρία της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Ο Αϊνστάιν είχε δημοσιεύσει το 1905 ένα άρθρο που σχετιζόταν με τους θεμελιώδεις νόμους του ηλεκτρομαγνητισμού και ονομαζόταν Περί της ηλεκτροδυναμικής των εν κινήσει σωμάτων. Αυτή η θεωρία προκάλεσε στις αρχές του 20ού αιώνα μια από τις μεγαλύτερες ανατροπές δεδομένων στον κόσμο της φυσικής.

 

Το χωροχρονικό συνεχές περιλαμβάνει τέσσερις διαστάσεις: τρεις διαστάσεις για το χώρο και μια για το χρόνο. Ένα σημείο στον χωρόχρονο ονομάζεται γεγονός. Το κάθε γεγονός καθορίζεται από τέσσερις συντεταγμένες, (ct, x, y, z), η φυσική σημασία των οποίων εξαρτάται από το ποιο σύστημα συντεταγμένων χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε τον χωρόχρονο. Παραδείγματα τέτοιων γεγονότων είναι η έκρηξη ενός αστέρα ή το χτύπημα ενός τύμπανου.

Ο χωρόχρονος είναι ανεξάρτητος του παρατηρητή. Παρ’ όλα αυτά, για την περιγραφή των φυσικών φαινομένων ο κάθε παρατηρητής επιλέγει ένα κατάλληλο σύστημα συντεταγμένων. Τα γεγονότα καθορίζονται από τέσσερις πραγματικούς αριθμούς σε κάθε σύστημα συντεταγμένων.

Είναι πολύ δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι ο χρόνος δεν είναι ο ίδιος ανάλογα με το σύστημα αναφοράς στο οποίο γίνεται η μέτρηση του. Αυτό ωστόσο έχει σε μεγάλο βαθμό αποδειχθεί πειραματικά, ειδικότερα στους επιταχυντές σωματιδίων του CERN.

Ο χρόνος εξαρτάται από το σύστημα αναφοράς στο οποίο γίνεται η μέτρηση του κι επομένως δεν είναι απόλυτος. Το ίδιο ισχύει για τον χώρο. Το μήκος ενός αντικειμένου μπορεί να είναι διαφορετικό ανάλογα με το σύστημα αναφοράς της μέτρησης.

Μόνο ο χωροχρόνος ως ενοποιημένη έννοια, που είναι μαθηματικά χώρος του Μινκόφσκι, είναι απόλυτος, ενώ οι συνιστώσες του, ο χώρος και ο χρόνος, αποτελούν πλευρές του που εξαρτώνται από τον παρατηρητή (το σύστημα αναφοράς).

 


Η σχέση μεταξύ της μέτρησης χώρου και χρόνου που δίνεται από την παγκόσμια σταθερά c (την ταχύτητα του φωτός στο κενό), επιτρέπει την περιγραφή μιας απόστασης d με μέτρο το χρόνο: d = ct, t όντας ο χρόνος που χρειάζεται το φως για να διασχίσει την απόσταση d. Ο Ήλιος απέχει 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα, δηλαδή 8 λεπτά φωτός από τη Γη. Με τον όρο λεπτά φωτός, γίνεται λόγος για μια μέτρηση του χρόνου που πολλαπλασιάζεται με το c, κι έτσι εξάγεται μια μέτρηση απόστασης, στην περίπτωση αυτή, σε χιλιόμετρα. Μ' άλλα λόγια, χάρη στο c μονάδες χρόνου μετατρέπονται σε μονάδες απόστασης. Χιλιόμετρα και λεπτά φωτός είναι επομένως δυο μονάδες μέτρησης της απόστασης.

Αυτό που ενοποιεί χώρο και χρόνο στην ίδια εξίσωση είναι ότι η μέτρηση του χρόνου μπορεί να μετασχηματιστεί σε μέτρηση απόστασης (πολλαπλασιάζοντας το t, που εκφράζεται σε μονάδες χρόνου, με το c), και το t μπορεί έτσι να ταυτιστεί με τις τρεις άλλες συντεταγμένες απόστασης σε μια εξίσωση όπου όλες οι μετρήσεις γίνονται με μονάδες απόστασης. Από αυτήν την άποψη θα μπορούσε κανείς να πει ότι ο χρόνος είναι χώρος!   
<----επιστροφή

 


 

Χρώμα των αστεριών

 

 

      Eχετε ποτέ προσέξει το χρώμα των αστεριών; Το φως που εκπέμπει κάθε αστέρι είναι διαφορετικό. Σε μερικές περιπτώσεις μπορείτε να δείτε εύκολα αυτή τη διαφορά.

      Για παράδειγμα, στον αστερισμό του Ωρίωνα που είναι ορατός τα βράδια του χειμώνα, τα δύο λαμπρότερά αστέρια έχουν ευδιάκριτα χρώματα: ο Μπέτελγκεζ, στην πάνω αριστερή γωνία, είναι κόκκινος, ενώ ο Ρίγκελ, στην κάτω δεξιά γωνία, εκπέμπει γαλάζιο φως. Τα χρώμα των αστεριών καλύπτουν ένα ολόκληρο χρωματικό φάσμα, από το κόκκινο στο πορτοκαλί, το κίτρινο, το λευκό και το γαλάζιο.

      Χρώμα και θερμότητα

 

      Αυτές οι διαφορές στο χρώμα, μας λένε πόσο θερμό είναι ένα αστέρι. Κάθε θερμό αντικείμενο εκπέμπει φως, είτε είναι αστέρι είτε ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως. Το νήμα ενός λαμπτήρα θερμαίνεται από ένα ηλεκτρικό ρεύμα και εκπέμπει ακτινοβολία, ένα μικρό μέρος της οποίας είναι ορατό φως. Αν μειωθεί το ρεύμα, η θερμοκρασία του νήματος πέφτει και το φως που εκπέμπει γίνεται κιτρινωπό ή ακόμα και κοκκινωπό.

      Αν, από την άλλη μεριά, η θερμοκρασία του νήματος αυξηθεί, το φως είναι όχι μόνο πιο έντονο αλλά και πιο λευκό και γαλαζωπό. Το χρώμα του φωτός που εκπέμπει, μας δείχνει τη θερμοκρασία του νήματος του λαμπτήρα.

      Τα αστέρια αποτελούνται από αέρια

 

      Με αυτόν τον τρόπο καταλαβαίνουμε ότι το υλικό από το οποίο αποτελούνται τα αστέρια, είναι τόσο θερμό που αναγκαστικά έχει τη μορφή αερίου, κυρίως του υδρογόνου. Τα αστέρια είναι, πράγματι, τεράστιες αέριες σφαίρες. Αυτό το αέριο είναι εξαιρετικά θερμό και εξαιτίας της υψηλής του θερμοκρασίας εκπέμπει φως και θερμότητα.

      Το χρώμα του φωτός μας δείχνει τη θερμοκρασία της επιφάνειας του αστεριού.    <----επιστροφή

 


 

 


 

Horsehead nebula

 

        Η αριστερή εικόνα είναι μια σημαντική φωτογραφία για την Αστρονομία και προέρχεται από τη συλλογή του Hubble. Πρόσφατα η υπεύθυνη ομάδα του διαστημικού τηλεσκοπίου γιορτάζοντας τα 11 έτη της λειτουργίας του Hubble, που κοιτάζει και φωτογραφίζει αδιάκριτα το Σύμπαν, έδωσε την ευκαιρία στον κόσμο να ψηφίσει για την καλύτερη φωτογραφία που έχει τραβήξει ο Hubble, μεταξύ των οποίων και αυτήν του νεφελώματος Horsehead. Η περίφημη "Kεφαλή του Ίππου", μια από τις 400.000 φωτογραφίες που τράβηξε το Hubble σε 11 χρόνια

      Το νεφέλωμα αυτό επιλέχτηκε πέρυσι σαν η καλύτερη παρατήρηση, σε μια online ψηφοφορία που έγινε στο δίκτυο από σπουδαστές, καθηγητές και από ερασιτέχνες αλλά και από επαγγελματίες αστρονόμους. Το Horsehead, επίσης γνωστό ως Barnard 33, είναι ένα κρύο, σκοτεινό νέφος αερίου και σκόνης που σκιαγραφείται απέναντι του φωτεινού κόκκινου νεφελώματος IC 434. Ένα νέο αστέρι ενσωματώνεται μέσα στο αέριο και τη σκόνη του στη φωτεινή περιοχή στo αριστερό πάνω άκρο. Η ακτινοβολία από το αστέρι διαπερνά αυτόν τον αστρικό βρεφικό σταθμό (πηγή νέων άστρων), που είναι κατά τέτοιο τρόπο επίσης φτιαγμένος και λόγω της ακτινοβολίας ενός ογκώδους αστεριού έξω από το πεδίο του φακού του Hubble.

Το νεφέλωμα Horsehead ανακαλύφθηκε από τους αστρονόμους προς το τέλος του 19ου αιώνα. Βρίσκεται ακριβώς νότια του φωτεινού αστέρα Zeta Orionis, το οποίο είναι ορατό με γυμνό μάτι ως το αριστερό αστέρι στη γραμμή τριών που διαμορφώνουν την ζώνη Orion. Η «Κεφαλή του Ίππου» βρίσκεται σε απόσταση 1.600 ετών φωτός από τη Γη και στα νότια του λαμπρού αστέρα Ζήτα του Ωρίωνα, ο οποίος είναι εύκολα ορατός με γυμνό μάτι ακριβώς στην αριστερή πλευρά της -διάσημης στους ερασιτέχνες αστρονόμους- Ζώνης του Ωρίωνα.

Τα 11 χρόνια του Hubble Το Hubble τοποθετήθηκε σε γήινη τροχιά από το διαστημικό λεωφορείο Discovery (STS-31) στις 24 Απριλίου 1990 και είναι αποτέλεσμα συνεργασίας μεταξύ της NASA και της ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία). Η λειτουργική ευθύνη του ανήκει στο Space Telescope Science Institute της Βαλτιμόρης στο Μέριλαντ.

Στη διάρκεια της ενδεκαετούς λειτουργίας του, το Hubble:

Πραγματοποίησε 60.000 περιφορές γύρω από τη Γη

Διένυσε περισσότερα από 2,6 δισ. χλμ. ή 17 φορές την απόσταση Γης - Ήλιου

Τράβηξε περισσότερες από 400.000 φωτογραφίες

Παρατήρησε 15.000 αστρονομικά αντικείμενα

Συνέλεξε περισσότερα από 10 Τerrabytes δεδομένων

«Πρωταγωνίστησε» σε 11.000 επιστημονικά άρθρα

Η ψηφοφορία Η σε απευθείας σύνδεση ψηφοφορία που έγινε από τις 21 Μαρτίου 2000 έως τις 6 Ιουνίου του 2000 δημιούργησε πολυάριθμες προτάσεις για την καλύτερη παρατήρηση από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Όπως διαφημίζεται, ο νικητής επιλέχτηκε από τους αστρονόμους του Hubble Heritage, Keith Noll και Forrest Hamilton, που συνεργάστηκαν με τον Christian Luginbuhl, έναν αστρονόμο στο Naval Observatory Flagstaff. Με τόσες πολλές προτάσεις, οι αστρονόμοι φαντάζονταν ότι ο στόχος τους θα ήταν δύσκολος. Εντούτοις, ένας έλεγχος στην ψηφοφορία, από την αρχή μάλιστα, απεκάλυψε πως η εικόνα του Horsehead σαφώς προηγείτο. Το νεφέλωμα Horsehead έλαβε περισσότερες ψήφους από οποιοδήποτε άλλο ευδιάκριτο αντικείμενο και είναι μια πραγματική εικόνα της αστρονομίας. Είναι αμέσως αναγνωρίσιμο σε ένα μεγάλο τμήμα του πληθυσμού, ακόμη και εκείνοι που έχουν περιορισμένη επαφή με την αστρονομία.

Το Horsehead ικανοποιεί επίσης (ακριβώς μόλις) την απαίτηση ότι το αντικείμενο που παρατηρήθηκε τον Αύγουστο του 2000 να μην είναι επίσης κοντά στον ήλιο για τις παρατηρήσεις με Hubble. Το μεγάλο μέγεθος του Horsehead παρουσιάζει ένα πρόβλημα για τις παρατηρήσεις με τον Hubble. Θα είναι δυνατό να γίνει παρατηρήσιμη μόνο μια μερίδα του αντικειμένου από τη "μύτη" έως τα "αυτιά" της κεφαλής του αλόγου που διαμορφώθηκε στο σκοτεινό νεφέλωμα. Εντούτοις, ήμαστε σε θέση να επιλέξουμε ποια θα είναι η πιό ενδιαφέρουσα μερίδα του νεφελώματος για τις εικόνες μας.   
<----επιστροφή

 


 

Higgs (το σωματίδιο).

 

      Το σωματίδιο αυτό έχει προβλεφθεί από τη θεωρία της ηλεκτρασθενούς συμμετρίας. Στη θεωρία αυτή, που έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά, έχει ενοποιηθεί η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση με την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση, αλλά σε πολύ ύψηλές ενέργειες. Η θεωρία αυτή αναπτύχθηκε από τους S.Glashow - A.Salam - S.Weinberg που τιμήθηκαν με το βραβείο Nobel το 1979. Το 1984 απονεμήθηκε στους C.Rubbia - S.v.d.Meer το βραβείο Nobel για την ανακάλυψη των τριών διανυσματικών μποζονίων W και Z στο CERN.
      Η θεωρία αυτή δεν δίνει απάντηση γιατί ενώ τα φωτόνια δεν έχουν μάζα (φορείς της ηλεκτρομαγνητικής  αλληλεπίδρασης), τα μποζόνια (φορείς των ασθενών) έχουν και μάλιστα  αρκετά μεγάλη.
      Επειδή υπάρχει αρκετά διαφορετική συμπεριφορά στις χαμηλές ενέργειες που επιταχύνουμε τα σωματίδια αυτά, γι' αυτό και πρέπει να τα επιταχύνουμε σε πολύ μεγάλες ενέργειες, ώστε να δούμε αν θα επιβεβαιωθεί αυτή η θεωρία.
      Στις χαμηλές ενέργειες τα σωματίδια αυτά εμφανίζουν γενικά αρκετά διαφορετική συμπεριφορά. Η θεωρία όμως προβλέπει ότι σε υψηλές ενέργειες τα σωματίδια φορείς των ηλεκτρομαγνητικών και ασθενών αλληλεπιδράσεων πρέπει να έχουν παραπλήσια συμπεριφορά. Η μεταβολή αυτή στη συμπεριφορά τους καθώς μεταβαίνουμε από τις υψηλές ενέργειες στις χαμηλές ενέργειες, ονομάζεται σπάσιμο της συμμετρίας.
      Με το σπάσιμο της συμμετρίας τα ανόμοια πια μποζόνια αποκτούν και διαφορετικές μάζες. Στο σπάσιμο της συμμετρίας, καθοριστικό ρόλο παίζει η εμφάνιση ενός ακόμα μποζονίου, του ασταθούς σωματιδίου Higgs με μάζα περίπου 1Tev.
       Εάν η μάζα του είναι 1ΤeV (βαρύ Higgs) τότε θα διασπάται σε δύο σωματίδια Ζ, και εν συνεχεία σε ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων ή ζεύγη μιονίων. Αν είναι μικρότερη από 1 ΤeV τότε η θεωρία προβλέπει διάσπαση του Higgs σε δύο φωτόνια Το καθιερωμένο μοντέλο μαζί με το σωματίδιο αυτό, εξηγεί ικανοποιητικά τη μεγάλη μάζα των μποζονίων.
      Εάν δεν βρεθεί το σωματίδιο αυτό τότε η θεωρία της υπερσυμμετρίας προβλέπει την ύπαρξη άλλων μικρότερων σωματιδίων στα οποία δόθηκαν ονομασίες σκουαρκ, γκλουίνο (gluino) και φωτίνιο(photino). Αυτή η νέα Φυσική θα ασχολείται με τις παραβιάσεις της συμμετρίας     <----επιστροφή

 


 


 




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Χρόνος εκτέλεσης : 0.072 δευτερόλεπτα