Αρχείο

Archive for the ‘Θετικές Επιστήμες’ Category

Νέοι ορίζοντες για τη NASA

Ιανουαρίου 11, 2010 Σχολιάστε

Η NASA  έφερε στο φως της δημοσιότητας τη δημιουργία  μιας  δράσης ,την οποία θα  χρησιμοποιήσει στις αποστολές της στο διάστημα και σε διάφορα τεχνολογικά προγράμματα , ιδρύοντας τα λεγόμενα για εμάς “καλοκαιρινά σχολεία” με μαθητές από όλη τη χώρα των Η.Π.Α .Το καλοκαιρινό σχολείο της ΝΑSA  υποστηρίζει την “φιλοσοφία” του προέδρου της Αμερικής , Μπάρακ Ομπάμα ,   για την εξέλιξη της επιστήμης και της τεχνολογίας στο τομέα της εκπαίδευσης , πράγμα που κάνει το πρόγραμμα εύκολα προσιτό ( από οικονομικής άποψης και όχι μόνο…).

Στο  καλοκαιρινό πρόγραμμα  θα πάρουν μέρος χιλιάδες Δάσκαλοι , καθηγητές και ( φυσικά) μαθητές που θα διαρκέσει μερικές εβδομάδες το καλοκαίρι του 2010 , ώστε να οπλιστούν οι μαθητές με γνώσεις μαθηματικών και με μια βασική εκπαίδευση της επιστήμης.Σκοπός της NASA είναι να αυξήσει τον αριθμό των  μελλοντικών επιστημόνων , μαθηματικών και μηχανικών, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στη συμμετοχή και επιμόρφωση των ασθενέστερων οικονομικά μαθητών.“Είναι μια υπέροχη ευκαιρία για το δυναμικό της NASA να συγκεντώσει τις ανάγκες της εκπαίδευσης  πάνω σε επιστημονικά θέματα.”, λέει ο Charles F. Bolden , νυν διαχειριστης προσωπικού και πρώην αστροναύτης .”Μέσα από αυτή τη δράση η ΝΑΣΑ καλεί μη – κυβερνητικές οργανώσεις ,μη κερδοσποπικές οργώσεις  , πανεπιστήμια και δασκάλους να αυξήσουν τη δυνατότητα που έχει η χώρα να προσλάβει νέα και ταλαντούχα άτομα στο μέλλον”.

Φυσικά μια τέτοια κίνηση από τη μερία της ΝΑSΑ είναι μεν να αποκτήσει νέο και έτοιμο για έρευνα προσωπικό,αλλά το βασικότερο που θα προσφέρει είναι η  ευκαιρία σε νέα άτομα , δεν μιλάω μόνο για μαθητές αλλά και φοιτητές , να πραγματοποιήσουν το όνειρο τους και να λάβουν μέρος σε μια αποστολή στο φεγγάρι ή σε κάποιο άλλο πλανήτη.Έχοντας το τελευταίο καιρό ως μέγα εργαλείο  το τηλεσκόπιο James Webb, νέοι ορίζοντες ανοίγουν για τέτοια άτομα , στα οποία βασίζονται οι όποιες μελλοντικές ανακαλύψεις που  ενδεχομένως να προκύψουν.Δυστυχώς το παραπάνω πρόγραμμα αφορά μόνο μαθητές των Η.Π.Α , αλλά φανταστείτε τι θα αποτελέσματα θα είχε  αν μπορούσαν να πάρουν μέρος  μαθήτες ολόκληρου του πλανήτη.Βέβαια κάτι τέτοιο δεν μπορεί να συμβεί , λόγω οικονομικών δυσκολιών ( Κρίση εχουμε.Μην το ξεχνάμε…) , αλλά και εμέις παιδία είμαστε.Αφήστε μας να ονειρευτούμε…!!!


Advertisements

Μπορεί το Avatar να γίνει επιστημονική πραγματικότητα;

Καλησπέρα καλά Χριστούγεννα και Χρόνια Πολλά σε όλους..

Με αφορμή την πρόσφατα προβαλλόμενη τρισδιάστατη ταινία στους κινηματογράφους, την οποία και παρακολούθησα, θα ήθελα να σας παραθέσω μερικές ενδιαφέρουσες πληροφορίες που βρήκα ψάχνοντας στο διαδίκτυο.

Τα κατοικήσιμα εξωγήινα φεγγάρια, όπως αυτό που εμφανιζόταν στην μπλοκμπάστερ ταινία Avatar, μπορεί να γίνουν επιστημονική πραγματικότητα μέσα στα επόμενα χρόνια, σύμφωνα με μία διάσημη αστρονόμο. Στην τρισδιάστατη ταινία η φυλή των Νa΄vi, γίγαντες ύψους 3 μέτρων με μπλε δέρμα, κατοικεί σε έναν πλανήτη σαν φεγγάρι που ονομάζεται Πανδώρα. avatar

Μια αστρονόμος εξηγεί πόσο εφικτό είναι το σενάριο της ταινίας Αvatar Ο κόσμος τους περιστρέφεται γύρω από έναν γιγάντιο αέριο πλανήτη, παρόμοιο με τον Δία που δεν μπορεί όμως να προσφέρει ιδανικές συνθήκες για ζωή. Η αμερικανίδα αστρονόμος και κυνηγός πλανητών Lisa Kaltenegger, του Κέντρου Αστροφυσικής στο Χάρβαρντ, θεωρεί ότι υπάρχει ελπίδα για μια πραγματική – αληθινή – εκδοχή της Πανδώρας και πιστεύει ότι σύντομα θα βρεθεί. Η ίδια διευθύνει μια έρευνα που δείχνει ότι ένα νέο διαστημικό τηλεσκόπιο το οποίο βρίσκεται υπό κατασκευήν, θα είναι σε θέση να εντοπίσει γύρω μας «εξωφεγγάρια” και να ανακαλύψει έτσι αν είναι κατοικήσιμα. Η αστρονόμος θεωρεί ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) που θα τεθεί σε τροχιά το 2014 και είναι ο διάδοχος του Hubble, θα καταφέρει πολύ γρήγορα να εντοπίσει πλανήτες που θα έχουν όλες εκείνες τις προϋποθέσεις για να υποστηρίξουν την εμφάνιση, την επιβίωση και την ανάπτυξη της ζωής. “Αν η Πανδώρα υπάρχει, πιστεύω ότι μέσα στην επόμενη δεκαετία όχι μόνο θα την εντοπίσουμε αλλά θα καταφέρουμε να μελετήσουμε με το νέο τηλεσκόπιο και την ατμόσφαιρά της”, δηλώνει η Lisa Kaltenegger. Ως σήμερα οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει εκατοντάδες εξωηλιακούς πλανήτες, η συντριπτική πλειονότητα των οποίων είναι γίγαντες αερίου σαν τον Δία, στους οποίους δεν επικρατούν συνθήκες που να ευνοούν την ανάπτυξη μορφών ζωής όπως αυτές που υπάρχουν στη Γη. Αν όμως ένας από αυτούς τους γίγαντες αερίου πλανήτες βρίσκεται μέσα στη λεγόμενη «κατοικήσιμη ζώνη», δηλαδή ούτε πολύ κοντά αλλά ούτε πολύ μακριά από το μητρικό του άστρο, ώστε να υπάρχει νερό σε υγρή μορφή, τότε κάποιος βραχώδης δορυφόρος του είναι πιθανόν να διαθέτει ζωή. “Όλοι οι αέριοι πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα έχουν βραχώδη και παγωμένα φεγγάρια”, δήλωσε η Kaltenegger. «Το γεγονός αυτό αυξάνει την πιθανότητα ότι και άλλοι εξωπλανήτες σαν τον Δία θα έχουν επίσης φεγγάρια. Ορισμένα από αυτά μπορεί να είναι στο μέγεθος της Γης και να είναι σε θέση να διατηρήσει μια ατμόσφαιρα.» Η Kaltenegger μάλιστα θεωρεί ότι ο Τζέιμς Κάμερον, δημιουργός της ταινίας «Αvatar», μας δείχνει τον δρόμο για την εκκίνηση της αναζήτησης. Η Πανδώρα βρίσκεται στο ηλιακό σύστημα γύρω από το άστρο Άλφα Κενταύρου Α, που βρίσκεται σε απόσταση 4,37 ετών φωτός από εμάς και είναι το κοντινότερο στο δικό μας αστρικό σύστημα. “Με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου James Webb οι επιστήμονες θα καταφέρουν πολύ γρήγορα και να εντοπίσουν την παρουσία μικρών πλανητών και δορυφόρων στον Άλφα του Κενταύρου Α αλλά και να αναζητήσουν την παρουσία εκεί στοιχείων που συνδέονται με τη ζωή όπως νερό, οξυγόνο, μεθάνιο κλπ.» καταλήγει η Kaltenegger.

Ο χρόνος θα δείξει…..

Έλληνες ερευνητές και η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία των κινητών τηλεφώνων μας

Τις αυξομειώσεις στη θερμοκρασία του εγκεφάλου που προκαλεί η ακτινοβολία από τα κινητά τηλέφωνα κατάφεραν να αποτυπώσουν Έλληνες επιστήμονες από το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, με μια τεχνική η οποία δεν εφαρμόζεται πουθενά αλλού στον κόσμο.

Η δρ Ειρήνη Καρανάσιου επεξεργάζεται τα αποτελέσματα των μετρήσεων από την ακτινοβολία των κινητών που δέχεται ο εγκέφαλος Η τεχνική της Εστιασμένης Μικροκυματικής Ραδιομετρίας που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Μικροκυμάτων και Οπτικών Ινών της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, μοιάζει με τη φημισμένη Λειτουργική Μαγνητική Τομογραφία (FΜRΙ), η οποία απεικονίζει τη λειτουργία των διαφόρων τμημάτων του εγκεφάλου.

Η ελληνική εκδοχή της θεωρείται πιο αποτελεσματική και αβλαβής για τον ανθρώπινο εγκέφαλο, επειδή «βλέπει» άμεσα τι γίνεται βαθιά σε αυτόν με τρόπο παθητικό, χωρίς δηλαδή να τον καταπονεί ή να τον επιβαρύνει όπως συμβαίνει για παράδειγμα με μια ακτινογραφία στον οργανισμό μας.

«Η τεχνική μας βρίσκεται ακόμη σε αρχικό στάδιο, αλλά τα πρώτα αποτελέσματα που πήραμε στα χέρια μας όταν εξετάσαμε σε βάθος το τι γίνεται στον ανθρώπινο εγκέφαλο ύστερα από τη χρήση κινητού τηλεφώνου, είναι πολύ ελπιδοφόρα», λέει η δρ Ειρήνη Καρανάσιου, ερευνήτρια στο Εργαστήριο Μικροκυμάτων του ΕΜΠ και συντονίστρια της ερευνητικής ομάδας.

«Τα κινητά τηλέφωνα έχουν ενσωματωμένη μια κεραία η οποία, όταν μιλάμε, εκπέμπει ακτινοβολία προς τον εγκέφαλο μας στην πλευρά που βρίσκεται πίσω από το αυτί. Η ακτινοβολία αυτή, ανάλογα και με τη διάρκεια της ομιλίας στο κινητό τηλέφωνο, προκαλεί διαφοροποιήσεις στη θερμοκρασία του εγκεφάλου τις οποίες εμείς έχουμε καταγράψει με τη μέθοδο που έχουμε αναπτύξει».

Σαν αξονικός τομογράφος

Στο Εργαστήριο του ΕΜΠ η κ. Καρανάσιου και οι συνεργάτες της έχουν δημιουργήσει έναν ελλειψοειδή ανακλαστήρα σαν αξονικό τομογράφο, όμοιο με αυτόν που έχουν τα νοσοκομεία. Επειδή όμως χρησιμοποιείται για επιστημονικές μετρήσεις και δεν έχει εμπορική εφαρμογή, είναι σε πρωτόλεια μορφή. Είναι εξοπλισμένος με ειδικό δέκτη ο οποίος λαμβάνει τη θερμοκρασία που εκπέμπει ο εγκέφαλος του ανθρώπου μετά τη χρήση του κινητού τηλεφώνου. Η προσπάθεια αυτή άρχισε πριν από περίπου οκτώ χρόνια και συνεχίζεται υπό την επίβλεψη του διευθυντή του Εργαστηρίου, καθηγητή Νικολάου Ουζούνογλου.

Στο Πολυτεχνείο, οι Έλληνες ειδικοί έθεσαν εαυτούς στη… διάθεση της επιστήμης για να καταγράψουν τις θερμοκρασιακές μεταβολές στον εγκέφαλο. Αρχικά υπολόγισαν τη θερμοκρασία στον εγκέφαλο πριν κάνουν χρήση του κινητού τηλεφώνου και στη συνέχεια έκαναν τις μετρήσεις έχοντας μιλήσει στο κινητό είτε για λίγα λεπτά είτε για παρατεταμένο διάστημα. «Αυτό που διαπιστώσαμε είναι ότι υπάρχουν σημαντικές διαφοροποιήσεις

Φορητό σύστημα που υπολογίζει επίσης την αυξομείωση της θερμοκρασίας του εγκεφάλου από τη χρήση κινητού τηλεφώνου με τη βοήθεια ειδικών κεραιών που προσαρμόζονται στο κεφάλι στη θερμοκρασία του εγκεφάλου, οι οποίες διαρκούσαν αρκετή ώρα μετά τη χρήση του κινητού. Πρόκειται, κατά την άποψη μας, για ένα πολύ σημαντικό βήμα που θα μας ανοίξει τον δρόμο να καταλάβουμε εμπεριστατωμένα πώς και με ποιο τρόπο επηρεάζονται διάφορα τμήματα του εγκεφάλου μας από την ακτινοβολία των φορητών συσκευών».

Η κ. Καρανάσιου λέει ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ένα πολύπλοκο όργανο που παρουσιάζει μεγάλη ποικιλομορφία στη δομή και τα χαρακτηριστικά του. Είναι επίσης πολύ ευάλωτο. «Το ότι η θερμοκρασία του εγκεφάλου μας επηρεάζεται σε ένα βαθμό από τη χρήση του κινητού τηλεφώνου είναι γεγονός. Ωστόσο μέχρι σήμερα, κανείς δεν μπορεί να πει με βεβαιότητα αν αυτές οι μεταβολές της θερμοκρασίας είναι μακροπρόθεσμα επιζήμιες και σε ποιο βαθμό. Επίσης κατά καιρούς πολλοί άνθρωποι έχουν αναφέρει ότι ύστερα από πολύωρη χρήση του κινητού τηλεφώνου αισθάνονται πόνο στο κεφάλι ή έχουν αϋπνίες. Ούτε αυτές οι διαπιστώσεις έχουν τεκμηριωθεί ακόμη επιστημονικά σε μελέτες μεγάλης κλίμακας».

Ένας από τους λόγους για τους οποίους το «τοπίο» του εγκεφάλου μας παραμένει ακόμη θολό είναι ότι διαθέτει ασπίδες προστασίας, δηλαδή θερμοελεγκτικούς μηχανισμούς. Όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει, αυτοί οι μηχανισμοί προκαλούν αύξηση της ροής του αίματος προς τον εγκέφαλο προκειμένου να επανέλθει στα φυσιολογικά επίπεδα. Η χρήση των κινητών τηλεφώνων, εκτός από τις αλλαγές της θερμοκρασίας στον εγκέφαλο, ενδεχομένως να επιφέρει και άλλου είδους επιπτώσεις στη νευροφυσιολογία του, οι οποίες στο μέλλον θα καταστεί δυνατόν να αποτιμηθούν με την τεχνική που έχουν αναπτύξει οι Έλληνες επιστήμονες.

Αυτό όμως που οι ερευνητές επισημαίνουν είναι ότι μακροπρόθεσμα, εφόσον με περισσότερη έρευνα τεκμηριωθεί η μεταβολή της εγκεφαλικής θερμοκρασίας από τα κινητά τηλέφωνα, πρέπει να γίνουν ακόμη πιο εξειδικευμένες μελέτες από ιατρούς ώστε να διαπιστωθεί υπό ποιες συνθήκες (διάρκεια χρήσης κ.λπ.) η χρήση κινητού τηλέφωνα μπορεί να αποδειχθεί ότι είναι επιζήμια και προκαλεί παρενέργειες σε συγκεκριμένα τμήματα του εγκεφάλου.

Μόνο στην Ελλάδα

Η ΤΕΧΝΙΚΗ της Εστιασμένης Μικροκυματικής Ραδιομετρίας είναι η μοναδική στον κόσμο σήμερα που μπορεί να αποτυπώνει άμεσα τις θερμοκρασιακές μεταβολές στον εγκέφαλο λόγω της ακτινοβολίας που δέχεται από κινητά τηλέφωνα. Οι ειδικοί του ΕΜΠ τονίζουν ότι στο εγγύς μέλλον θα εξοπλίσουν τον τομογράφο που έχουν ήδη φτιάξει με υλικά τα οποία θα κατασκευάσουν οι ίδιοι (αποκαλούνται μετα-υλικά, metamaterials) και τα οποία διαθέτουν ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες που δεν υπάρχουν στη φύση, με σκοπό να αποτυπώνεται με ακόμη λεπτομερέστερο τρόπο η διακύμανση της θερμοκρασίας στον εγκέφαλο από εξωτερικές πηγές.

Σε σχέση με τη Λειτουργική Μαγνητική Τομογραφία και τον Τομογράφο Εκπομπής Ποζιτρονίων, η Εστιασμένη Μικροκυματική Ραδιομετρία έχει το πλεονέκτημα ότι είναι πιο φθηνή σε ό,τι αφορά την κατασκευή και τη χρήση, εντελώς αβλαβής και καταγράφει σε πραγματικό χρόνο μεταβολές θερμοκρασίας και αγωγιμότητας των εγκεφαλικών ιστών.

Μαθηματικά: Η μόνη πραγματική παγκόσμια γλώσσα

Είναι εμφανής η αποχή μου από το ιστολόγιο.. Και αυτό γιατί βρίσκομαι στην τελική ευθεία όπως συνηθίζουμε να λέμε, πριν από τις πανελλήνιες εξετάσεις. Αυτό, σε συνδιασμό με δεκάδες άλλα προβλήματα που δεν θα ήθελα να αναλύσω εδώ, με κράτησαν μακριά από την ενασχόλησή μου με το ιστολόγιο. Από τώρα και στο εξής, μέχρι το καλοκαίρι μην με μαλώσετε αν δεν είμαι τακτικός τόσο στη δημοσίευση αναρτήσεων, όσο και την αποδοχή σχολίων. Από το καλοκαίρι θα σας αποζημιώσω.

Αν ερχόμαστε ποτέ σε επαφή με ευφυείς εξωγήινους που ζούσαν σε ένα πλανήτη γύρω από ένα μακρινό αστέρι, θα περιμέναμε να υπάρχουν κάποια προβλήματα επικοινωνίας μαζί τους. Επειδή θα είμαστε πολλά έτη φωτός μακριά, τα σήματα μας θα χρειάζονται πολλά χρόνια για να φτάσουν εκεί πάνω, κι έτσι δεν θα υπήρχε περιθώριο για έντονη κουβέντα μαζί τους. Θα μπορούσε να υπάρχει ανάμεσα μας ένα χάσμα IQ ενώ οι εξωγήινοι ενδέχεται να έχουν δημιουργηθεί από μια εντελώς διαφορετική χημεία.

Ωστόσο, θα υπήρχε και πολύ κοινό έδαφος μεταξύ μας. Θα είναι φτιαγμένοι από παρόμοια άτομα όπως εμείς. Θα ήξεραν να εντοπίζουν τις ρίζες τους πίσω στο big bang,  κάπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, ενώ θα μοιραστούν μαζί με μας το μέλλον του σύμπαντος. Ωστόσο, η πιο σίγουρη κοινή κουλτούρα θα ήταν τα μαθηματικά.

Τα μαθηματικά ήταν η γλώσσα της επιστήμης για χιλιάδες χρόνια, και είναι εξαιρετικά επιτυχημένη. Σε ένα φημισμένο δοκίμιο, ο μεγάλος φυσικός Eugene Wigner έγραψε για την «παράλογη αποτελεσματικότητα των μαθηματικών». Οι περισσότεροι από εμάς μένουν αμήχανοι με την αινιγματική φράση που εξέφρασε ο Wigner, καθώς επίσης και με τον Αϊνστάιν με το ρητό του ότι «το πιο ακατανόητο πράγμα σχετικά με το σύμπαν είναι το ότι είναι κατανοητό». Θαυμάζουμε το γεγονός ότι το σύμπαν δεν είναι άναρχο – πως τα άτομα υπακούουν στους ίδιους νόμους στον μακρινό γαλαξία όπως και στο εργαστήριο. Οι εξωγήινοι θα έμεναν έκπληκτοι, όπως και εμείς, από τα μοντέλα στο κοινό μας σύμπαν και από την αποτελεσματικότητα των μαθηματικών για την περιγραφή αυτών των φαινομένων.

Μπορούν δε τα μαθηματικά να δείξουν και τον δρόμο προς νέες ανακαλύψεις στη φυσική. Ο γνωστός βρετανός θεωρητικός Paul Dirac χρησιμοποίησε  καθαρά μαθηματικά για να διατυπώσει μια εξίσωση που οδήγησε στην ιδέα της αντιύλη αρκετά χρόνια προτού αναγνωριστεί το πρώτο αντισωματίδιο το 1932. Οι φυσικοί κρατούν την τύχη στα χέρια τους με τα μαθηματικά, καθώς αποσκοπούν να εξετάσουν ακόμη βαθύτερα επίπεδα της δομής του Σύμπαντος; Υπάρχουν όρια που καθορίζονται από την εγγενή ικανότητα του μυαλού μας; Μπορούν οι υπολογιστές να προσφέρουν γνώσεις και όχι απλώς να επεξεργάζονται αριθμούς; Αυτά είναι μερικά από τα ερωτήματα που με απασχολούν.

Τα προηγούμενα γεγονότα στον χώρο της φυσικής είναι ενθαρρυντικά. Οι δύο μεγάλες ανακαλύψεις στη φυσική του 20ου αιώνα οφείλονται σε αρκετό βαθμό στα μαθηματικά. Η πρώτη ήταν η διατύπωση της κβαντικής θεωρίας τη δεκαετία του 1920, ο δε Dirac ήταν ένας από τους μεγάλους πρωτοπόρους της. Η θεωρία μας λέει ότι, για την ατομική κλίμακα, η φύση είναι εγγενώς ασαφής. Ωστόσο, τα άτομα συμπεριφέρονται με συγκεκριμένους μαθηματικούς τρόπους όταν εκπέμπουν και όταν απορροφούν το φως, ή συνδέονται μαζί για να κάνουν τα μόρια.

Η άλλη ανακάλυψη ήταν η γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν. Πάνω από 200 χρόνια πριν, ο Ισαάκ Νεύτων έδειξε ότι η δύναμη που κάνει τα μήλα να πέφτουν είναι ίδια με την βαρύτητα που κρατά τους πλανήτες σε τροχιές. Τα μαθηματικά του Νεύτωνα ήταν αρκετά καλά ώστε να πετάξουν τα διαστημόπλοια στο διάστημα και να κατευθυνθούν κοντά σε πλανήτες, αλλά ο Αϊνστάιν υπερέβαλε το Νεύτωνα. Η γενική θεωρία της σχετικότητας θα μπορούσε να αντιμετωπίσει τις πολύ υψηλές ταχύτητες και την ισχυρή βαρύτητα, προσφέρουν βαθύτερη γνώση της βαρύτητας της φύσης.

Ωστόσο, παρά τις βαθιές γνώσεις της φυσικής, ο Αϊνστάιν δεν ήταν κορυφή στα μαθηματικά. Η αναγκαία γλώσσα για τη μεγάλη εννοιολογική πρωτοπορία της φυσικής του 20ού αιώνα υπήρχε ήδη και ο Αϊνστάιν ήταν τυχερός που οι γεωμετρικές έννοιες που χρειαζόταν είχαν ήδη αναπτυχθεί από τον γερμανό μαθηματικό Bernhard Riemann έναν αιώνα νωρίτερα. Η σε ομάδα των νέων θεωρητικών υπό την ηγεσία του Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg και Dirac ήταν εξίσου τυχεροί που μπορούσαν να εφαρμόσουν έτοιμα μαθηματικά.

Οι αντίστοιχοι φυσικοί του 21ου αιώνα – όσοι δηλαδή επιδιώκουν να ταιριάξουν τη γενική σχετικότητα και την κβαντική μηχανική σε μια ενοποιημένη θεωρία – δεν είναι τόσο τυχεροί. Μια ενοποιημένη θεωρία βρίσκεται σε εκκρεμότητα ακόμα για την επιστήμη.

Οι πιο δημοφιλείς θεωρίες πιστεύουν ότι τα σωματίδια που απαρτίζουν τα άτομα αποτελούνται από μικροσκοπικούς βρόχους, ή χορδές, που δονούνται σε ένα χώρο με 10 ή 11 διαστάσεις. Αυτή η θεωρία χορδών συνεπάγεται ισχυρά πολύπλοκα μαθηματικά που βεβαίως δεν μπορούν να βρεθούν στο ράφι, και οι προκλήσεις που θέτει η νέα θεωρία είναι ένα κίνητρο για τους μαθηματικούς. Ο Ed Witten, ένας γνωστός διανοητικός ηγέτης της θεωρίας χορδών, κατατάσσεται ως ένας παγκόσμιας κλάσης μαθηματικός, αλλά και πολλοί άλλοι μαθηματικοί προσελκύονται από αυτή την πρόκληση.

Η θεωρία χορδών δεν είναι η μόνη προσέγγιση για μια ενοποιημένη θεωρία, αλλά είναι αυτή που έχει μελετηθεί περισσότερο. Η προσπάθεια είναι σίγουρα καλή για τα μαθηματικά, αλλά υπάρχει μια διαμάχη σχετικά με το πόσο καλή είναι για την φυσική. Υπάρχουν επιχειρήματα για το αν η θεωρία χορδών είναι σωστή, για το αν θα υποστηρίζεται από το πείραμα, αλλά ακόμη για το αν υπάρχει η φυσική εκεί μέσα. Υπάρχουν δε γραφεί πολλά βιβλία για το θέμα αυτό με εμπορική επιτυχία.

Για μένα, η κριτική της θεωρίας χορδών ως διανοητικό επιχείρημα φαίνεται να είναι φτωχή. Είναι αλαζονικό να κάνεις κριτική της απόφασης της αφρόκρεμας του επιστημονικού κόσμου, που επιλέγουν να αφιερώσουν την ερευνητική σταδιοδρομία τους σε αυτή της θεωρία. Ωστόσο, θα πρέπει να ανησυχούμε για την υπερβολική συγκέντρωση των ταλέντων σε αυτό τον τομέα.

Η ανακάλυψη μιας ενοποιημένης θεωρίας θα είναι η ολοκλήρωση ενός προγράμματος που ξεκίνησε με το Νεύτωνα. Η θεωρία χορδών, αν είναι σωστή, θα κερδίσει το όραμα του Αϊνστάιν και του Αμερικανού φυσικού John Wheeler ότι ο κόσμος είναι ουσιαστικά μια γεωμετρική δομή.

Υπάρχει βέβαια και η ενδιαφέρουσα πιθανότητα, που πιστεύω πως δεν θα πρέπει να απορριφθεί, ότι υπάρχει η «αληθινή» θεμελιώδης θεωρία, που απλά μπορεί να είναι πολύ δύσκολο για να συλληφθεί από τον ανθρώπινο νου. Ένα ψάρι μόλις και μετά βίας μπορεί να γνωρίζει το μέσο μέσα στο οποίο ζει και κολυμπά. Σίγουρα δεν έχει την πνευματική ισχύ να κατανοήσει ότι το νερό αποτελείται από αλληλένδετα άτομα του υδρογόνου και του οξυγόνου. Η μικροδομή του κενού χώρου θα μπορούσε, επίσης, να είναι πάρα πολύ πολύπλοκη για να συλληφθεί από τον ανθρώπινο νου χωρίς βοήθεια.

H θεωρία χορδών συνεπάγεται κλίμακες ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές μικρότερες από ό,τι μπορούμε άμεσα να εξετάσουμε. Στο άλλο άκρο, οι κοσμολογικές θεωρίες μας δείχνουν ότι το σύμπαν είναι πολύ πιο εκτεταμένο από ό,τι μπορούμε να παρατηρήσουμε με τα τηλεσκόπια. Μπορεί ακόμα και να είναι άπειρο. Ο χώρος που οι αστρονόμοι αποκαλούν το «σύμπαν» – το διάστημα που εκτείνεται περισσότερο από 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός γύρω μας και που περιέχει δισεκατομμύρια γαλαξίες, ο καθένας με δισεκατομμύρια αστέρια, δισεκατομμύρια πλανήτες (και ίσως και δισεκατομμύρια βιόσφαιρες) – θα μπορούσε να αποτελεί απειροελάχιστο μέρος ενός υπερ-σύμπαντος.

Υπάρχει ένας σαφής χρονικός ορίζοντας για τις άμεσες παρατηρήσεις μας στον ουρανό: ένα σφαιρικό κέλυφος γύρω μας, έτσι ώστε πέρα από αυτό το φως δεν είχε ποτέ χρόνο για να φτάσει μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Ωστόσο, δεν υπάρχει τίποτα φυσικό σχετικά με αυτό τον ορίζοντα. Αν είστε στη μέση του ωκεανού, είναι αντιληπτό ότι το νερό τελειώνει λίγο μετά τον ορίζοντα πέρα από σας. Επίσης, υπάρχουν λόγοι για να υποψιαζόμαστε ότι το σύμπαν μας – απόηχος της Μεγάλης Έκρηξης – εκτείνεται πολύ περισσότερο από ό,τι μπορούμε να δούμε.

Και δεν τελειώνουμε εδώ: η Μεγάλη Έκρηξη δεν μπορεί να είναι η μόνη. Μια ιδέα που ονομάζεται αιώνιος πληθωρισμός και έχει αναπτυχθεί σε μεγάλο βαθμό από τον Andrei Linde στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, προβλέπει να αναδύονται ατέλειωτα big bangs, σε ένα διαρκώς διευρυνόμενο υπόστρωμα. Ή θα μπορούσε να υπάρχουν άλλοι χωρόχρονοι, παράλληλοι με τον δικό μας – όλοι τους ενσωματωμένοι σε ένα υψηλότερων διαστάσεων χώρο. Ο δικός μας θα μπορούσε να είναι ένα σύμπαν μέσα στο πολυσύμπαν.

Τότε θα έχουν σημασία άλλοι κλάδοι των μαθηματικών. Χρειαζόμαστε μια αυστηρή γλώσσα για να περιγράψει τον αριθμό των πιθανών καταστάσεων που θα μπορούσε να διαθέτει ένα σύμπαν και να συγκρίνει την πιθανότητα διαφορετικών συνθέσεων. Επίσης, απαιτείται μια σαφέστερη αντίληψη του ίδιου του άπειρου.

Το πολυσύμπαν μας αναγκάζει να το αντιμετωπίσουμε με άπειρα, πολλαπλασιασμένα με άλλες άπειρα – ίσως και συνεχώς. Για να αντιμετωπίσουμε αυτές τις έννοιες, πρέπει να αναπτύξουμε ειδικά μαθηματικά των άπειρων αριθμών, τα οποία χρονολογούνται από τον Georg Cantor τον 19ο αιώνα. Ο Georg Cantor έδειξε ότι υπάρχει ένα αυστηρός τρόπος για να συζητήσουμε το άπειρο και ότι, σε μια καλά καθορισμένη ιδέα υπάρχει άπειρο πλήθος διαφόρων μεγεθών. Με αυτές τις εξωτικές ιδέες, οι κοσμολόγοι δεν θα είναι σε θέση να εδραιώσουν την ιδέα του πολυσύμπαντος και να αποφασίσουν, χωρίς παράδοξα ή ασάφειες, τι είναι πιθανό και τι είναι απίθανο μέσα σε αυτό.

Σε πιο βαθύ επίπεδο, η φυσική πραγματικότητα μπορεί να έχει μια γεωμετρική περιπλοκότητα που θα ικανοποιεί κάθε ευφυή ον στη Γη ή πέραν αυτής. Υπό την προϋπόθεση ότι εμείς θα μπορούσαμε να την καταλάβουμε, μια ενοποιημένη θεωρία που θα το αποκαλύψει θα είναι ένας πνευματικός θρίαμβος. Η «θεωρία των όλων», όπως ονομάζεται ωστόσο, είναι υβριστική και παραπλανητική, δεδομένου ότι δεν θα μπορέσει να προσφέρει καμιά βοήθεια στο 99 τοις εκατό των επιστημόνων. Η Χημεία και η Βιολογία δεν αναπτύχθηκαν ακόμα και μη γνωρίζοντας τι συνέβαινε επακριβώς στον πυρήνα; Ακόμη λιγότεροι είναι αυτοί που εξαρτώνται από την δομή του χωρόχρονου. Η θεωρία χορδών θα μπορούσε να ενοποιήσει τα δύο μεγάλα επιστημονικά σύνορα, το πολύ μεγάλο και το πολύ μικρό, αλλά υπάρχει ένα τρίτο σύνορο – και το πολύ περίπλοκο. Αυτό είναι ίσως το πιο δύσκολο απ ‘όλα, και είναι το σύνορο για τα οποίο εργάζονται οι περισσότεροι επιστήμονες.

Υπάρχουν, ωστόσο, λόγοι να ελπίζουμε ότι θα μπορούσαν να διέπουν απλοί κανόνες κάποια φαινομενικά πολύπλοκο φαινόμενα. Αυτό έγινε γνωστό το 1970 από τον μαθηματικό John Conway, που ανακάλυψε το «παιχνίδι της ζωής». Ο Conway ήθελε να επινοήσει ένα παιχνίδι που θα ξεκινούσε με ένα απλό μοντέλο και με την χρήση βασικών κανόνων με σκοπό να εξελίσσεται ξανά και ξανά. Άρχισε λοιπόν να πειραματίζεται με τα μαύρα και άσπρα τετράγωνα σε ένα πίνακα και ανακάλυψε ότι με την προσαρμογή των απλών κανόνων του παιχνιδιού, που καθορίζει πότε ένα τετράγωνο γίνεται μαύρο από άσπρο και αντιστρόφως, καθώς και των μοντέλων έναρξης, ορισμένες ρυθμίσεις παράγουν απίστευτα πολύπλοκο αποτελέσματα φαινομενικά από το πουθενά. Μπορούν όμως να εμφανιστούν ορισμένα μοντέλα που φαίνεται να έχουν μια ζωή σαν την δική μας καθώς κινούνται γύρω.

Ο πραγματικός κόσμος είναι παρόμοιος: απλοί κανόνες επιτρέπουν περίπλοκες συνέπειες. Ενώ ο Conway χρειάζεται μόνο ένα μολύβι και χαρτί για να σχεδιάσει το παιχνίδι του, θέλει έναν υπολογιστή για να διερευνήσει πλήρως το φάσμα της πολυπλοκότητας που ενυπάρχει σε αυτό.

Προσομοιώσεις σε υπολογιστές έχουν δώσει τεράστια ώθηση στην επιστήμη. Και δεν υπάρχει κανένας λόγος για τον οποίο οι υπολογιστές δεν μπορούν πράγματι να κάνουν ανακαλύψεις, αν και με τον δικό τους ξεχωριστό τρόπο. Ο υπολογιστής Deep Blue της IBM που παίζει σκάκι δεν υπολόγιζε τη στρατηγική του σαν ένα ανθρώπινο μυαλό. Αντίθετα, επωφελήθηκε από την υπολογιστική ταχύτητα για να διερευνήσει εναλλακτικές εκατομμύρια σειρές από κινήσεις και αντιδράσεις πριν αποφασίσει την βέλτιστη κίνηση του. Αυτή η πνευματική προσέγγιση υπερισχύει κι ένα παγκόσμιο πρωταθλητή.

Η ίδια προσέγγιση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την επίλυση προβλημάτων που μας έχουν μέχρι τώρα διαφύγει. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες σήμερα αναζητούν νέους υπεραγωγούς που, αντί να απαιτούν χαμηλές θερμοκρασίες για να άγουν το ηλεκτρικό ρεύμα, όπως κάνουμε τώρα, θα δουλεύουν σε συνήθη θερμοκρασία δωματίου. Οι σημερινές έρευνες κάνουν πολλές δοκιμές και σφάλματα, διότι κανείς δεν καταλαβαίνει τι ακριβώς κάνει την ηλεκτρική αντίσταση να εξαφανίζεται πιο εύκολα σε κάποια υλικά από ό,τι σε άλλα. Ας υποθέσουμε ότι μια μηχανή κατέληξε σε μία συνταγή για ένα τέτοιο υπεραγωγό. Παρόλο που μπορεί να το έχει καταφέρει με τον ίδιο τρόπο που ο Deep Blue νίκησε το Ρώσο πρωταθλητή του σκακιού Garry Kasparov, και όχι λόγω μιας θεωρίας ή στρατηγικής, θα έχει πετύχει κάτι που να αξίζει το βραβείο Nobel.

Προσομοιώσεις που χρησιμοποιούν όλο και πιο ισχυρούς υπολογιστές θα βοηθήσουν, κατά παρόμοιο τρόπο, τους επιστήμονες να κατανοήσουν διαδικασίες που είτε έχουμε μελετήσει σε εργαστήρια είτε δεν παρατηρούμε άμεσα. Στην αστρονομία, οι ερευνητές μπορούν να έχουν ήδη δημιουργήσει ένα εικονικό σύμπαν σε έναν υπολογιστή και να εκτελέσουν πειράματα σε αυτό, όπως για παράδειγμα ο υπολογισμός της γέννησης και του θανάτου των άστρων.

Κάποια μέρα, ίσως, άλλοι θα τις χρησιμοποιούν για την προσομοίωση πολλών χημικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης και της πολυπλοκότητας μέσα στα κύτταρα, το πώς συνδυάζονται τα γονίδια που κωδικοποιούν τη λεπτή χημεία του κυττάρου, καθώς και τη μορφολογία των άκρων και των οφθαλμών. Ίσως να είναι σε θέση να προσομοιώνουν τις συνθήκες που οδήγησαν στην πρώτη ζωή, ή και άλλες μορφές ζωής που θα μπορούσαν, κατ ‘αρχήν, να υπάρχουν.

Ωστόσο υπάρχει πολύς δρόμος για να διανύσουμε πριν επιτευχθεί μια πραγματική νοήμων μηχανή. Ένας ισχυρός υπολογιστής μπορεί να είναι παγκόσμιος πρωταθλητής σκακιού, αλλά ακόμα και τα πιο προηγμένα ρομπότ δεν μπορεί να αναγνωρίσουν και να κινήσουν τα κομμάτια σε μια πραγματική σκακιέρα, συμπεριφερόμενα σαν ένα πεντάχρονο παιδί.

Ίσως στο μακρινό μέλλον η μετά-ανθρώπινη νοημοσύνη να αναπτύξει υπερ-κομπιούτερ με μια επεξεργαστική ισχύ κατάλληλη για την προσομοίωση της ζωής – ακόμη και ολόκληρου του κόσμου. Ίσως θα μπορούσε να προχωρήσει ακόμη στην προσομοίωση ενός «σύμπαντος», το οποίο θα ξεπερνά κατά πολύ τα απλά μοντέλα της ντάμας και των ειδικών εφέ σε ταινίες. Το προσομοιούμενο σύμπαν θα μπορούσε να είναι τόσο σύνθετο όπως αυτό που αντιλαμβανόμαστε ότι ζούμε μέσα του. Αυτό βέβαια μας δημιουργεί μια ανησυχητική σκέψη: ίσως αυτό να είναι και το πραγματικό σύμπαν.

Είναι συναρπαστικό να σκεφτόμαστε αν ήδη υφίστανται υπερ-ευφυή εξωγήινοι σε ορισμένα απομακρυσμένο μέρη του Σύμπαντος. Αν υπάρχουν, οι εγκέφαλοι τους θα κατανοούν την πραγματικότητα με μια μαθηματική γλώσσα που θα μπορούσε να είναι κατανοητή για εμάς ή τους απογόνους μας;

Κατηγορίες:Θετικές Επιστήμες

Θα έρθει η μέρα της κρίσης το 2012;

Φτάνουμε στο τέλος του ημερολογιακού έτους 2008 και κάτι τέτοιες στιγμές, με πιάνουν οι προβληματισμοί μου όταν φέρνω στο νου μου τα σενάρια καταστροφής της γης το 2012. Πολλοί είναι αυτοί που το υποστηρίζουν, και μάλιστα σημαντικά πρόσωπα, ενώ αρκετοί είναι και αυτοί που το περιφρονούν και το κοροιδεύουν..

Το σενάριο λέει πως ο κόσμος θα τελειώσει στις 21 Δεκεμβρίου του 2012. Ναι, το διαβάσατε σωστά, κατά κάποιο τρόπο, λέγεται πως ένα μεγάλο μέρος της Γης (ή τουλάχιστον ένα μεγάλο μέρος των ανθρώπων στον πλανήτη) θα πάψει να υπάρχει.  Μπροστά σε αυτό το ενδεχόμενο, θα έπρεπε να σταματήσουμε τον προγραμματισμό για τη σταδιοδρομία μας, να μην κάνουμε όνειρα για την αγορά ενός σπιτιού, και να ξοδέψουμε τα τελευταία χρόνια της ζωής μας για να κάνουμε αυτό που πάντα θέλαμε, αλλά ποτέ δεν είχαμε χρόνο.

Μήπως σας φαίνονται τρελά όλα αυτά; Να σας πω αν είναι αλήθεια δεν ξέρω.. Έχει αναπτυχθεί γύρω από το έτος 2012 μια ολόκληρη φιλολογία ή παραφιλολογία(ο χρόνος θα το δείξει), που έχει έχει αρχίσει να ανησυχεί τους ανθρώπους και αυτό οφείλεται στο βιβλίο και στα κείμενα που κυκλοφορούν στο διαδίκτυο από τον John Major Jenkins. Ο  Jenkins ισχυρίζεται μαζί με πολλούς άλλους, ότι σύμφωνα με το ημερολόγιο των Μάγια (Long Count), στις 21 Δεκεμβρίου του 2012 ο ήλιος θα βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας και όλοι οι πλανήτες θα είναι σε συζυγία στον ουρανό. Έτσι, ισχυρίζεται, θα γίνουν μεγάλα φαινόμενα τόσο στον ουρανό όσο και στη γη με αποτέλεσμα το Τέλος του Κόσμου. Σύμφωνα με τους ίδιους το 1950 έκλεισε ένας κύκλος και άρχισε ο Μεγάλος Κύκλος, που τελειώνει τον Δεκέμβριο του 2012.

Μέχρι τώρα είχαμε τις προφητείες του Νοστράδαμου και το πρόβλημα του 2000 στα κομπιούτερ. Ξεχάστε τα όπως και την οικονομική κρίση στον κόσμο. Έρχεται σύμφωνα με πολλούς οπαδούς του Jenkins η ολοκληρωτική καταστροφή. Μάλιστα ορισμένοι μπορούν να βγάλουν τώρα στην επιφάνεια ακόμα και την εμφάνιση του Πλανήτη Χ.

Το ημερολόγιο των Μάγια, σύμφωνα με τους ισχυρισμούς αυτούς, ξεκινάει στις 11 Αυγούστου του έτους 3114 πΧ για το Γρηγοριανό. Και στις 20 Δεκεμβρίου του 2012 τελειώνει το 13ο Μπακτούμ οπότε στις 21 Δεκεμβρίου αρχίζει το 14ο. Και για έναν ανεξήγητο λόγο θα γίνει η συντέλεια του Κόσμου, εφόσον είναι η αρχή μιας νέας περιόδου.

21-12-2012Η θέση των πλανητών την ημερομηνία 21/10/12

Το συγκεκριμένο ημερολόγιο πρέπει να πούμε δεν έχει βρεθεί έως τώρα πουθενά. Τον 16ο αιώνα οι Ισπανοί κατακτητές κατέστρεψαν σχεδόν όλα τα ντοκουμέντα. Επιπλέον, την συγκεκριμένη ημερομηνία με αστρονομικά δεδομένα δεν υπάρχει κανένα περίεργο φαινόμενο στον ουρανό, αν και οι συζυγίες των πλανητών είναι ένα συνηθισμένο φαινόμενο, οπότε αν η καταστροφή θα οφείλεται στις συζυγίες έπρεπε η Γη να είχε καταστραφεί πολλές φορές στο παρελθόν. Υπάρχουν συζυγίες ανάμεσα σε πλανήτες ανά δύο ή ανά τρεις το 2012, αλλά όλων των πλανητών δεν έχουμε αυτήν την ημερομηνία.

Οι Μάγια χρησιμοποιούσαν πολλά ημερολόγια, που είχαν πρακτική χρησιμότητα, όπως για την γεωργία, για τα θρησκευτικά και κοινωνικά γεγονότα. Τα περισσότερα από τα ημερολόγια των Μάγια ήταν σύντομα. Για παράδειγμα, ένα ημερολόγιο (το Tzolk’in) κρατούσε 260 ημέρες και ένα άλλο (το Haab’) που αντιστοιχούσε προσεγγιστικά στο ηλιακό έτος δηλαδή 365 ημέρες. Στη συνέχεια, συνδύαζαν τα δύο ημερολόγια για να φτιάξουν το «Ημερολόγιο του Κύκλου», ένας κύκλος διαρκούσε 52 Haab (περίπου 52 χρόνια, ή κατά προσέγγιση η διάρκεια ζωής ενός ανθρώπου τότε). Εκτός από τα συστήματα αυτά, οι Μάγια είχαν επίσης τον «Κύκλο της Αφροδίτης». Δηλαδή οι αστρονόμοι τους σχημάτιζαν ένα ημερολόγιο με βάση τη θέση της Αφροδίτης στο νυχτερινό ουρανό. Είναι πιθανόν να έκαναν το ίδιο και με τους άλλους πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα.

Το Ημερολόγιου του Κύκλου είναι αρκετό αν απλά ήθελε κάποιος να θυμάται την ημερομηνία των γενεθλίων του ή σημαντικές θρησκευτικές περιόδους, αλλά τι γίνεται με την καταγραφή της ιστορίας των Μάγια; Δεν υπάρχει τρόπος να γράψετε μια ημερομηνία, ηλικίας άνω των 52 ετών.

Γι αυτό το πρόβλημα οι Μάγια είχαν μια λύση. Χρησιμοποιώντας μια καινοτόμο μέθοδο, ήταν σε θέση να επεκτείνουν το Ημερολόγιο του Κύκλου των 52 ετών. Μέχρι αυτό το σημείο, το Ημερολόγιο των Μάγια μπορεί να φαίνεται κάπως αρχαϊκό – κατά τα άλλα πιθανώς να ήταν βασισμένο στις θρησκευτικές πεποιθήσεις, στον κύκλο της εμμηνόρροιας, σε μαθηματικούς υπολογισμούς με βάση τους αριθμούς 13 και 20 καθώς και σε ένα μείγμα αστρολογικών μύθων. Η μόνη κύρια συσχέτιση με τα σύγχρονα ημερολόγια είναι ότι το Haab αναγνώριζε ότι υπήρχαν 365 ημέρες σε ένα ηλιακό έτους (δεν είναι σαφές εάν οι Μάγια πρόσθεταν μια ημέρα στα δίσεκτα έτη).

Η λύση που έδωσαν οι Μάγια, για ένα ημερολόγιο πιο μεγάλης διάρκειας, ήταν ο «Μεγάλος Κύκλος», ένα ημερολόγιο που διαρκεί 5.126 χρόνια (από το 3.114 π.Χ έως το 2.012 μ.Χ) και ο «Γιγάντιος Κύκλος» που διαρκεί περίπου 26.000 χρόνια.

Οι οπαδοί του John Major Jenkins (ας σημειωθεί ότι κάνει διαλέξεις στην Αμερική με 295 δολάρια είσοδο για κάθε άτομο) λένε ότι στις 21 Δεκεμβρίου του 2.012 και στις 11.11 ώρα Γκρήνουιτς, κλείνουν ταυτόχρονα και οι τρεις κύκλοι. Είναι το τέλος του κύκλου των 52 ετών, το τέλος των 5.125 ετών και το τέλος των 26.000 ετών. Και τότε ολοκληρώνεται ο μεγάλος κύκλος της μετάπτωσης των Ισημεριών.

Όλα αυτά είναι πολύ ενδιαφέροντα, αλλά έχει αυτό να κάνει με το τέλος του κόσμου; Ναι γιατί οι Μάγια πίστευαν ότι κάτι κακό θα συμβεί όταν ο Μεγάλος Κύκλος του ημερολογίου τους τελείωνε. Και όταν τελειώνει κάτι (έστω και κάτι τόσο αθώο, όπως ένα αρχαίο ημερολόγιο), οι άνθρωποι φαίνεται να πιστεύουν ακόμα και το τέλος του πολιτισμού μας όπως το ξέρουμε.

Οι Μάγια βέβαια με κανένα τρόπο δεν γνώριζαν με ακρίβεια ένα τέτοιο γεγονός δεδομένου, ότι ο υπολογισμός της μεταβολής της τροχιάς του ήλιου, σε πλήρη κύκλο στον γαλαξία μετά από 26.000 χρόνια με αναφορά τα άστρα – συγκεκριμένα ο ήλιος επιστρέφει στο ίδιο σημείο λόγω μετάπτωσης του άξονα της γης προς το επίπεδο της εκλειπτικής – ήταν πολύ δύσκολο να γίνει από τους Μάγια.

Βέβαια ο John Major Jenkins δεν είναι μόνος. Δεκάδες έχουν τρομοκρατήσει τον κόσμο με βιβλία, με εκπομπές ή με διαλέξεις. Μεταξύ αυτών είναι και ο Αμερικανός φυσικός Lawrence Joseph (ας μην ξεχνάμε ότι και ο Λιακόπουλος είναι φυσικός, έτσι γίνεται πιο εύκολα πιστευτός στον κόσμο σαν ειδικός επιστήμων), συγγραφέας του βιβλίου Apocalypse 2012. Ο προφήτης αυτός (σαν το Νοστράδαμο) προβλέπει κατακλυσμιαίες εκρήξεις ηφαιστείων, μαγνητικές καταιγίδες, ακτινοβολίες γάμμα από το διάστημα.

Τι λέει λοιπόν ο Lawrence Joseph ότι θα συμβεί το 2012 μεταξύ των άλλων:

Θα αναστραφούν οι μαγνητικοί πόλοι της Γης οπότε θα αφήσουν τη Γη προσωρινά απροστάτευτη από τη μαγνητική «ασπίδα» που την προφυλάσσει από την κοσμική και ηλιακή ακτινοβολία. Οι αναστροφές όμως του γήινου μαγνητικού πεδίου χρειάζονται χιλιάδες χρόνια για να ολοκληρωθούν και τέτοιο φαινόμενο δεν έχουμε ακόμα αντιληφθεί. Αλλά και στην περίπτωση που συμβεί αυτό η Γη δε μένει καθόλου εκτεθειμένη. Το μαγνητικό πεδίο γίνεται πιο πολύπλοκο αλλά δεν εξαφανίζεται αλλά αλλάζουν θέση οι δύο πόλοι.

Επίσης, θα μπορούσε να δραστηριοποιηθεί το υπερηφαίστειο του Γέλοουστοουν στις ΗΠΑ, που εκρήγνυται με καταστροφικό τρόπο κάθε 6-700 χιλιάδες χρόνια. Όμως οι γεωλόγοι που το παρατηρούν δεν προβλέπουν τίποτα ανησυχητικό για την επόμενη δεκαετία.

Άλλοι πιο ευφάνταστοι πιστεύουν πως θα λιώσουν ξαφνικά οι πάγοι το 2012, οπότε η θάλασσα θα ανυψωθεί από 1,5 έως και 3 μέτρα σε όλον τον πλανήτη. Φυσικά και θα λιώσουν οι πάγοι κάποτε με αυτό το ρυθμό που αυξάνεται η θερμοκρασία του πλανήτη. Αλλά σε πολλές δεκαετίες. Όχι φυσικά σε 4 χρόνια μόνο.

Όπως θα καταλάβατε λοιπόν, στην έκταση αυτής της δημοσίευσης, εκθέτω διάφορα αποσπάσματα κειμένων που έχω διαβάβσει για την καταστροφή της γης το 2012, αλλά επειδή δεν αντέχω να περιμένω, πετάω και τα σχόλιά μου ενδιάμεσα.. Δεν πιστεύω πως θα συμβεί καμία αλλαγή, και όλα τα παραπάνω αποτελούς σενάρια επιστημονικής φαντασίας τα οποία τα έχουν επινοήσει διάφοροι επιτήδειοι για να γράψουν βιβλία, να κάνουν εκπομπές και γενικά να βγάλουν χρήματα…

Όπως και να έχει το θέμα, κοντός ψαλμός αλληλούια

Φορητές συσκευές με μεγαλύτερη αυτονομία

Τελευταία όπως ξαναείπα το έχω ρίξει στη φιλοσοφία κι έχω ξεχάσει την επιστήμη.. Για να αρχίσω να συνέρχομαι.. Θα σας πω για κάτι πολύ καινούργιο και ευοίωνο.

Οι μπαταρίες λιθίου, που χρησιμοποιούνται σήμερα στις περισσότερες φορητές συσκευές, θα αρχίσουν από την επόμενη δεκαετία να αντικαθίστανται από κυψέλες καυσίμου που θα προσφέρουν πολλές ημέρες συνεχούς λειτουργίας, υπόσχονται οι εταιρείες που τις αναπτύσσουν.

Οι κυψέλες καυσίμου είναι ηλεκτροχημικές συσκευές μέσα στις οποίες μια καύσιμη ύλη -από το οινόπνευμα μέχρι το υδρογόνο και το βουτάνιο- καίγεται αργά, χωρίς ανάφλεξη, με τη βοήθεια ενός καταλύτη.

Η αμερικανική κυβέρνηση ήρε φέτος ένα σημαντικό εμπόδιο στην αξιοποίησή τους όταν το υπουργείο Μεταφορών τροποποίησε τους κανονισμούς για τα επικίνδυνα υλικά, έτσι ώστε οι κυψέλες μεθανόλης, βουτανίου ή φορμικού οξέος να επιτρέπεται να μεταφέρονται στα αεροπλάνα (η μεθανόλη και το βουτάνιο είναι εύφλεκτα, το φορμικό οξύ είναι διαβρωτικο.

Αρκετές εταιρείες αναπτύσσουν φορητές κυψέλες καυσίμου για κινητά τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές και mp3 players:

-Η Panasonic σχεδιάζει να λανσάρει το 2012 μια κυψέλη που θα μπορεί να τροφοδοτεί ένα λάπτοπ για 20 ώρες.

-Η Toshiba έχει παρουσιάσει πρωτότυπα κυψελών, ωστόσο δεν έχει καθορίσει ημερομηνίες για τη διάθεσή τους στην αγορά.

-Η Samsung έχει συνάψει σχετική συμφωνία με την αμερικανική MTI MicroFuel Cells, η οποία το 2002 είχε παρουσιάσει πρωτότυπο το οποίο υποτίθεται ότι θα είχε φτάσει στην αγορά το 2004. Η κυψέλη μεθανόλης θα λειτουργεί για τριπλάσιο έως δεκαπλάσιο χρόνο σε σχέση με μια μπαταρία ιόντων λιθίου.

-Η αμερικανική Lilliputian Systems, την οποία ίδρυσαν πρώην ερευνητές του MIT, σχεδιάζει να κυκλοφορήσει του χρόνου μια κυψέλη για συσκευές οι οποίες μπορούν να φορτιστούν μέσω της θύρας USB. Η συσκευή χρησιμοποιεί βουτάνιο και προσφέρει 20πλάσιο χρόνο λειτουργίας σε σχέση με μια μπαταρία ίσου όγκου. Θα κοστίζει 100-150 δολάρια, ενώ τα φυσίγγια αναγόμωσης 1-3 ευρώ.

-Η Medis Technologies έχει παρουσιάσει μια κυψέλη του 1 watt που μπορεί να τροφοδοτήσει ένα κινητό τηλέφωνο για 30 ώρες συνεχούς λειτουργίας. Η συσκευή, με την ονομασία 24-7 Power Pack, έχει μέγεθος τράπουλας και δεν ξαναγεμίζει, οπότε η θήκη θα πρέπει να ανακυκλώνεται.

Υπάρχουν πάντως και επιφυλάξεις ως προς το πότε θα καθιερωθεί στην αγορά η νέα τεχνολογία. Ο Μακ Κόχουτ, αναλυτής ανταγωνισμού για τη Lenovo, τον τέταρτο μεγαλύτερο κατασκευαστή υπολογιστών παγκοσμίως, θεωρεί ότι θα περάσει τουλάχιστον μια πενταετία μέχρι την εμπορική τους αξιοποίηση σε ευρεία κλίμακα -η βιομηχανία θα πρέπει πρώτα να καταλήξει σε ένα κοινό πρότυπο και να δημιουργήσει εκτεταμένα δίκτυα διανομής.

Μέχρι την άφιξη των κυψελών καυσίμου, η Lenovo σχεδιάζει να εστιαστεί στις μπαταρίες αργύρου-ψευδαργύρου, οι οποίες έχουν χωρητικότητα 20-30% μεγαλύτερη από τις σημερινές μπαταρίες λιθίου.

Μπορούμε άραγε να αξιοποιήσουμε την ενέργεια του κενού;

Τον τελευταίο καιρό λόγω του podcast, έχω ψιλοπαρατήσει το blog.. Όοοοοχι! Ορίστε ένα πολύ «δυνατό» θέμα φυσικής. Ενέργεια του κενού!

Η ενέργεια μηδενικού σημείου (ZPE) είναι ένα δομικό και αναπόφευκτο στοιχείο της κβαντικής φυσικής. Έχει μελετηθεί θεωρητικά και πειραματικά, ήδη από την δεκαετία του 1920 και τα πρώτα βήματα της κβαντομηχανικής. Η ενέργεια του κενού είναι μια ειδική περίπτωση της ενέργειας μηδενικού σημείου και αποτελεί πηγή αρκετών παρερμηνειών και σύγχυσης. Σ’ ένα τελείως άδειο και επίπεδο σύμπαν, οι κβαντικοί υπολογισμοί μας δίνουν άπειρη τιμή τόσο για τη θετική όσο και για την αρνητική ενέργεια, και αυτό είναι κάτι που προφανώς είναι αναντίστοιχο με τον πραγματικό κόσμο.

Στην κλασσική φυσική, αν θεωρήσουμε ένα σωματίδιο επί του οποίου ενεργεί μια συντηρητική δύναμη, τότε η ολική του ενέργεια είναι:  E = (1/2) mv2 + V(x). Όπου V(x) είναι η δυναμική του ενέργεια στη θέση x του χώρου.

Για να βρούμε την πιο χαμηλή ενεργειακή κατάσταση του σωματιδίου στην κλασσική φυσική, αρκεί να θέσουμε την ταχύτητά του ίση με 0 (κι έτσι μηδενίζουμε την κινητική του ενέργεια) και επίσης να τοποθετήσουμε το σωματίδιο στο σημείο που έχει την ελάχιστη δυναμική ενέργεια V(x). Επειδή όμως με τον τρόπο αυτόν, τόσο η ορμή του σωματιδίου όσο και η θέση του έχουν απολύτως καθορισμένες τιμές (v=0 και x τέτοια ώστε V(x) minimum), παραβιάζεται η περίφημη αρχή της κβαντικής απροσδιοριστίας. Σύμφωνα με αυτήν θα πρέπει το γινόμενο της απροσδιοριστίας στη θέση επί την απροσδιοριστία στην ορμή να ισούται με τη σταθερά του planck h διαιρεμένη δια 2π.   (Δp•Δx= h/2π)

Με άλλα λόγια, η κβαντομηχανική μέσω της αρχής απροσδιοριστίας, επιβάλλει στο σωματίδιο να μην έχει καθορισμένη ορμή και θέση συγχρόνως, κι έτσι να κατέχει μια ελάχιστη ενέργεια που είναι μεγαλύτερη από την κλασσικά ελάχιστη ενέργεια. Έτσι η ενέργεια μηδενικού σημείου (ΖΡΕ) ορίζεται ως

E(ZPE) = E(κβαντικά ελάχιστη ενέργεια) – E(κλασσικά ελάχιστη ενέργεια) > 0

Αν φανταστούμε ότι καθώς το σωματίδιο βρίσκεται στο ελάχιστο της δυναμικής του ενέργειας, του δίνουμε μια ελαφρά ώθηση, τότε αυτό ταλαντώνεται γύρω από αυτή τη θέση της ευσταθούς ισορροπίας του με μια συχνότητα που μπορούμε να υπολογίσουμε και ονομάζεται φυσική ιδιοσυχνότητα με τη συγκεκριμένη μορφή δυναμικού.

Η Κβαντομηχανικά τώρα είναι εύκολο να δειχτεί με τη βοήθεια της αρχής απροσδιοριστίας ότι η ενέργεια μηδενικού σημείου του σωματιδίου όταν βρίσκεται υπό την συγκεκριμένη μορφή δυναμικού, θα είναι
vacuum-energy
όπου hbar είναι η σταθερά του Planck διαιρεμένη δια 2π και ω0 είναι η φυσική ιδιοσυχνότητα της ταλάντωσης που αναφέρθηκε πιο πάνω. Αυτή η ενέργεια μηδενικού σημείου εμφανίζεται σε όλα τα συστήματα που μπορούν να ταλαντώνονται, όπως π.χ. στους δεσμούς των ατόμων και των μορίων.

Ας εξετάσουμε τώρα κάποιο πεδίο όπως είναι λ.χ. το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο όπως και κάθε πεδίο στη φυσική, μπορούμε να το φανταζόμαστε σα να είναι ο χώρος γεμάτος μπαλίτσες που ταλαντώνονται και που είναι συζευγμένες μεταξύ τους με ένα πλέγμα από ελατήρια. Στην εικόνα αυτή, η ένταση του πεδίου αντιστοιχεί με την απομάκρυνση τοπικά κάθε μπαλίτσας από τη θέση ισορροπίας της. Οι ταλαντώσεις αυτού του πεδίου διαδίδονται σύμφωνα με την κατάλληλη κυματική εξίσωση που ισχύει για το συγκεκριμένο πεδίο.  Σε κάθε σημείο του χώρου βρίσκεται σύμφωνα με την εικόνα αυτή και από ένας τέτοιος ταλαντωτής.

Σύμφωνα πάλι με την κλασσική άποψη, η πιο χαμηλή ενεργειακή κατάσταση είναι εκείνη που το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο (δηλαδή τα αντικείμενα που ταλαντώνονται) είναι συγχρόνως μηδέν και τα δύο. Και πάλι η κβαντομηχανική μας λέει ότι αυτό δεν μπορεί να συμβαίνει λόγω της αρχής της απροσδιοριστίας η οποία εφαρμόζεται και εδώ με λίγο πιο περίπλοκο τρόπο.

Αν κάθε δυνατός συλλογικός τρόπος ταλάντωσης (mode), όλων αυτών των συζευγμένων ταλαντωτών  έχει μια ξεχωριστή φυσική ιδιοσυχνότητα ω, τότε η ενέργεια μηδενικού σημείου θα είναι

Ε(ΖΡΕ) = (Ηλεκτρομαγνητική ενέργεια του κενού) = Άθροισμα σε όλα τα modes, της ποσότητας  (1/2) hbar •ω του κάθε mode

Λόγω του άπειρου πλήθους των δυνατών τρόπων ταλάντωσης, η ενέργεια αυτή του κενού φαίνεται να απειρίζεται. Οι άπειρες ποσότητες πάντα αναστάτωναν τους μαθηματικούς και φυσικούς. Το ξεπέρασμα της δυσκολίας του απείρου, δόθηκε με την παρατήρηση ότι εκείνο που μετρείται φυσικά είναι μόνο οι διαφορές στην ενέργεια. Όπως ακριβώς κάναμε και με τη δυναμική ενέργεια στην κλασσική μηχανική, όπου μετράμε μόνο τις διαφορές της. Με τη μέθοδο λοιπόν της λεγόμενης επανακανονικοποίησης, μετράμε μόνο τις διαφορές που εμφανίζονται στην ενέργεια του κενού όταν ένα σωματίδιο αλληλεπιδρά με τα πεδία του.

Συχνά θα δούμε επίσης να γράφεται ότι στο κενό δημιουργούνται συνεχώς και καταστρέφονται εξαιρετικά βραχύβια δυνάμει σωματίδια όλων των ειδών. Τα σωματίδια αυτά πριν καταστραφούν προλαβαίνουν και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Οι αλληλεπιδράσεις τους αυτές είναι που μας εξηγούν όλες τις φυσικές δυνάμεις που παρατηρούμε. Αποδεικνύεται πάντως ότι αν κάνουμε τον υπολογισμό της ενέργειας του κενού μέσω αυτών των δυνάμει σωματιδίων και των αλληλεπιδράσεών τους, η ενέργεια που παίρνουμε είναι η ίδια με αυτή που προκύπτει με τη μέθοδο των κβαντικών ταλαντωτών που αναφέραμε παραπάνω. Το ίδιο πρόβλημα της επανακανονικοποήσης εμφανίζεται και στη μέθοδο αυτή.

Ο απειρισμός αυτός της ενέργειας είναι που γεννάει τις προσδοκίες για τιθάσευση από τον άνθρωπο μιας άπειρης και ανεξάντλητης πηγής ενέργειας. Δυστυχώς όπως θα δούμε, τα πράγματα δεν είναι ακριβώς έτσι.

Αν εισάγουμε στο κενό έναν αγωγό ή κάποιο διηλεκτρικό, μπορούμε να επηρεάσουμε το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και να προκαλέσουμε έτσι κάποια μεταβολή στην ενέργεια μηδενικού σημείου. Αυτό ακριβώς συμβαίνει και στο περίφημο φαινόμενο Casimir. Σύμφωνα με αυτό, δύο αγώγιμες τελείως ουδέτερες πλάκες δεν αναμένεται σύμφωνα με την κλασσική φυσική να έλκονται μεταξύ τους. Σύμφωνα όμως με την κβαντική φυσική οι ουδέτεροι αγωγοί διαταράσσουν το κενό του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και δημιουργούνται μετρήσιμες μεταβολές στην ενέργειά του καθώς μετακινούνται οι πλάκες. Η πρόβλεψη αυτή έχει επιβεβαιωθεί πλήρως πειραματικά αλλά μιλάμε για πολύ μικρές ενεργειακές μεταβολές.

Αν αντί για αγώγιμες πλάκες χρησιμοποιηθούν μονωτές, υπάρχουν κάποιοι θεωρητικοί και πειραματικοί που ισχυρίζονται ότι οι μεταβολές στην ενέργεια κενού του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου μπορεί να δημιουργήσει ακόμα και το φαινόμενο της ηχοφωταύγειας.

Κάποιοι άλλοι πάλι προτείνουν ότι το φαινόμενο Casimir που είναι μικροσκοπικό στα γήινα πειράματα, μπορεί να γίνει υπεύθυνο για αστρικούς σεισμούς στα άκρα νετρονίων και για τις μυστηριώδεις εκλάμψεις των ακτίνων γ.

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η ενέργεια η μηδενικού σημείου πράγματι υπάρχει. Όμως μόνο οι μεταβολές της μπορούν να είναι μετρήσιμες και αξιοποιήσιμες. Η δυνατότητά μας να εκμεταλλευτούμε τις μεταβολές αυτές ενέργειας είναι περιορισμένη σε μικροσκοπικά φαινόμενα όπως το φαινόμενο Casimir. η φαντασία όμως των ανθρώπων έχει εν πολλοίς μεγαλοποιήσει τη σημασία της ενέργειας του κενού. Οι προτάσεις λοιπόν που θέλουν τον άνθρωπο να εξορύσσει απεριόριστα ποσά ενέργειας από το κενό, θα πρέπει μάλλον να αντιμετωπίζονται με εξαιρετικό σκεπτικισμό.

Κανείς δεν γνωρίζει σήμερα πως με αλληλεπιδράσεις πραγματικών σωματιδίων με τα δυνάμει σωματίδια του κενού, να μπορεί να αντλήσει μια πρακτικά χρήσιμη ποσότητα ενέργειας από το κενό.