Κοσμικά φαινόμενα

[matthew]

Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι για να γεννηθεί μια μαύρη τρύπα θα πρέπει το άστρο που θα πεθάνει να έχει μάζα 1,5 ως 2,5 ηλιακές μάζες περίπου. Η μικρότερη μαύρη τρύπα που έχουν εντοπίσει έχει μάζα ίση με 3,6 ηλιακές μάζες & η σκοτεινή περιοχή της (ορίζοντας γεγονότων) έχει διάμετρο 2,5 εκατοστά. Ακόμη λένε ότι σε μία μαύρη τρύπα όλη η μάζα της είναι συγκεντρωμένη σε ένα & μοναδικό σημείο του χώρου το οποίο δεν έχει διαστάσεις. Τις ξεχωρίζουν στο διάστημα καθώς συμπεριφέρονται σαν βαρυτικοί φακοί. Όταν δημιουργηθεί μια μαύρη τρύπα δεν πεθαίνει ποτέ.

[ChrisMiNT]

Οι μαύρες τρύπες χάνουν μάζα με την ακτινοβολία Χόκινγκ μια ιδιότητα του κβαντικού κενού όπου κοντά στον ορίζοντα γεγονότων δημιουργούνται ζεύγη σωματιδίου - αντισωματιδίου. Τα ζεύγη αυτά διαρκούν πολύ μικρό χρόνο αλλά λόγω της βαρύτητας σε εκείνη την περιοχή είναι δυνατόν το ένα να απορροφηθεί και το άλλο να διαφύγει, έτσι με αυτό τον τρόπο η μαύρη τρύπα φαίνεται να εκπέμπει ένα σωματίδιο. Σε πολύ μεγάλο χρόνο λοιπόν οι μαύρες τρύπες εξαϋλώνονται κατά πάσα πιθανότητα με μια έκρηξη ακτίνων γ.

[eliasps]

@Μatthew
O ChrisMiNT έχει δίκιο, δεν έχω κάτι να προσθέσω, τα είπε όλα. Οι μαύρες τρύπες μπορούν να πεθάνουν.
Οι διαστάσεις τους είναι άλλη ιστορία γιατί λόγω του βαρυτικού τους πεδίου, προκαλούν καμπύλωση στην "περιοχή" του χωροχρόνου γύρω από αυτές. Οι συνθήκες αλλάζουν.

[matthew]

Οι μαύρες τρύπες χάνουν μάζα με την ακτινοβολία Χόκινγκ μια ιδιότητα του κβαντικού κενού όπου κοντά στον ορίζοντα γεγονότων δημιουργούνται ζεύγη σωματιδίου - αντισωματιδίου. Τα ζεύγη αυτά διαρκούν πολύ μικρό χρόνο αλλά λόγω της βαρύτητας σε εκείνη την περιοχή είναι δυνατόν το ένα να απορροφηθεί και το άλλο να διαφύγει, έτσι με αυτό τον τρόπο η μαύρη τρύπα φαίνεται να εκπέμπει ένα σωματίδιο. Σε πολύ μεγάλο χρόνο λοιπόν οι μαύρες τρύπες εξαϋλώνονται κατά πάσα πιθανότητα με μια έκρηξη ακτίνων γ.

O ChrisMiNT έχει δίκιο, δεν έχω κάτι να προσθέσω, τα είπε όλα. Οι μαύρες τρύπες μπορούν να πεθάνουν.
Οι διαστάσεις τους είναι άλλη ιστορία γιατί λόγω του βαρυτικού τους πεδίου, προκαλούν καμπύλωση στην "περιοχή" του χωροχρόνου γύρω από αυτές. Οι συνθήκες αλλάζουν.

Ενδιαφέρον! Απλά σε ένα ντοκιμαντέρ που είχα δει έτσι λέγανε. Φαίνεται ήταν παλιό ντοκιμαντέρ. Υπάρχουν πολλά πράγματα ακόμη που δεν ξέρουμε για τις μαύρες τρύπες. Πρόσφατα διάβασα ένα άρθρο για ένα γιγαντιαίο νέφος αερίων που κατευθύνεται προς τη μαύρη τρύπα του γαλαξία μας. Έλεγε ότι για τα επόμενα 2 χρόνια τα περισσότερα τηλεσκόπια του πλανήτη θα είναι στραμμένα προς το κέντρο του γαλαξία μας για να παρατηρήσουν & να μελετήσουν το φαινόμενο. Είναι ευκαιρία να μάθουμε περισσότερα πράγματα για τις μαύρες τρύπες.

[matthew]

Για τη θεωρία της Σκοτεινής Ύλης & της Σκοτεινής Ενέργειας έχετε ακούσει τίποτε; Πρόσφατα είδα ένα ντοκιμαντέρ γι' αυτά. Είναι & στο youtube, αλλά δεν έχει υπότιτλους.



Λέει ότι το 4% της συνολικής ύλης του σύμπαντος αποτελείται από την ύλη που βλέπουμε & το υπόλοιπο 96% αποτελείται από ένα είδος άγνωστης ύλης την οποία αποκαλούν Σκοτεινή Ύλη (Dark Matter), η οποία είναι αόρατη, διαπερνά την ορατή ύλη & δεν αλληλεπιδρά με την τελευταία, αλλά είναι υπεύθυνη για τον σχηματισμό & την περιστροφή των γαλαξιών. Ακόμη λένε ότι το 27% της συνολικής ενέργειας του σύμπαντος αποτελείται από γνωστές μορφές ενέργειας (θερμότητα, κινητική ενέργεια, πυρηνική ενέργεια, ηλεκτρική κλπ) & το υπόλοιπο 73% είναι ένα είδος άγνωστης ενέργειας την οποία αποκαλούν Σκοτεινή Ενέργεια (Dark Energy) & είναι υπεύθυνη για την επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος. Λένε ότι ξέρουν πλέον θεωρητικά ότι η Σκοτεινή Ύλη & η Σκοτεινή Ενέργεια υπάρχουν αλλά δεν μπορούν να το αποδείξουν ακόμη πειραματικά. Μεγάλο μυστήριο...

[eliasps]

Για τη θεωρία της Σκοτεινής Ύλης & της Σκοτεινής Ενέργειας έχετε ακούσει τίποτε;

Πολύ ενδιαφέρον θέμα και ίσως το μεγαλύτερο μυστήριο στον τομέα της αστροφυσικής/σωματιδιακής φυσικής.

Είναι ακριβώς αυτό που είπες! Ένα κλασσικό παράδειγμα που χρησιμοποιείται για να δώσει σε κάποιον με απλά λόγια να καταλάβει τι ακριβώς συμβαίνει με τη σκοτεινή ύλη είναι αυτό της ζυγαριάς:

Από αυτά που βλέπουμε στο σύμπαν, γνωρίζουμε την ύλη τους και την πυκνότητά τους, άρα μπορούμε με απλά μαθηματικά να βρούμε και τη μάζα τους.
Αν όμως μπορούσαμε όλα αυτά, να τα βάλουμε σε μιά ζυγαριά, τότε η ζυγαριά θα έδειχνε αποτέλεσμα μάζας υπερβολικά μεγαλύτερο από αυτό που υπολογίσαμε με τα μαθηματικά. Αυτή η επιπλέον μάζα, είναι η σκοτεινή ύλη.

Την ονομάζουν "σκοτεινή" επειδή πρώτον, δεν την βλέπουμε και δεύτερον, είμαστε στο σκοτάδι για της ιδιότητές της!

Προσπάθειες να αποδειχτεί η ύπαρξή της, γίνονται μέσω της κβαντομηχανικής, η οποία είναι θεωρία αξιωματική (μόνο στο χαρτί). Άμα αποδειχτεί η εγκυρότητα της κβαντομηχανικής με οποιονδήποτε τρόπο (είτε με την ύπαρξη του Higgs boson, είτε με μαγνητικά μονόπολα), τότε είναι ένα μεγάλο βήμα για την κατανόηση της σκοτεινής ύλης/ενέργειας, της θεωρίας χορδών και όλων των σχετικών.

Το βίντεο θα το δω αργότερα με μεγάλο ενδιαφέρον γιατί τρελένομαι για κάτι τέτοια.
Bασικά το έχω ήδη δει παλιότερα, γιατί έβλεπα το The Universe, αλλά θα το ξαναδω!

[ChrisMiNT]

Προσπάθειες να αποδειχτεί η ύπαρξή της, γίνονται μέσω της κβαντομηχανικής, η οποία είναι θεωρία αξιωματική (μόνο στο χαρτί). Άμα αποδειχτεί η εγκυρότητα της κβαντομηχανικής με οποιονδήποτε τρόπο (είτε με την ύπαρξη του Higgs boson, είτε με μαγνητικά μονόπολα), τότε είναι ένα μεγάλο βήμα για την κατανόηση της σκοτεινής ύλης/ενέργειας, της θεωρίας χορδών και όλων των σχετικών.

Δεν ξέρω αν θα πω το ίδιο (νομίζω πως όχι) αλλά επειδή οι λέξεις έχουν σημασία:

Η κβαντομηχανική δεν είναι αξιωματική περισσότερο από οποιαδήποτε άλλη θεωρία, με την έννοια ότι στο τέλος καταλήγουμε σε κάποιο αξίωμα, είναι μια θεωρία που έχει δοκιμαστεί και προσφέρει προβλέψεις με ακρίβεια 10^(-13). Το πρόβλημα με την κβαντομηχανική είναι ότι είναι αντι-διαισθητική και γι αυτό πολλοί άνθρωποι, κυρίως φυσικοί, θα πουν ότι δεν την καταλαβαίνουν. Το Higgs boson ή τα μαγνητικά μονόπολα δεν θα αποδείξουν την κβαντομηχανική αλλά το standard μοντέλο το πρώτο ενώ τα δεύτερα θα δώσουν ισχυρές ενδείξεις για την θεωρία των χορδών χωρίς να την αποδείξει γιατί μαγνητικά μονόπολα προβλέπονται από πολλές θεωρίες. (Παρεμπιπτόντως νομίζω ότι δεν ψάχνουν για μαγνητικά μονόπολα στο CERN).
Η κβαντομηχανική είναι μια καλά εδραιωμένη θεωρία και είναι ο λόγος που αυτή τη στιγμή έχουμε τους υπολογιστές που έχουμε για παράδειγμα.

Τέλος να διευκρινίσω λίγο το τι σημαίνει η έννοια θεωρία στην επιστήμη. Η θεωρία είναι ένα πλήρες σετ κανόνων και ερμηνειών που εξηγούν τα δεδομένα που έχουμε. Σε αυτό το επίπεδο είναι πολύ ισχυρότερη ενός δεδομένου (ή γεγονότος) γιατί αυτό από μόνο του δεν εξηγεί τίποτα. Παρόλα αυτά αν κάτι δεν ταιριάζει στην θεωρία τότε η θεωρία θα πρέπει να απορριφθεί (για παράδειγμα η θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα έχει απορριφθεί γιατί δεν μπορούσε να εξηγήσει φαινόμενα που εξηγεί η θεωρία της βαρύτητας του Αινστάιν.).

[eliasps]

Πολύ καλά τα λες, αλλά μάλλον δεν κατάλαβες καλά πως το εννοούσα. Ίσως φταίω εγώ γιατί δεν το διατύπωσα με προσοχή και όντως, οι λέξεις έχουν σημασία.

Λέγοντας ότι η κβαντομηχανική είναι αξιωματική θεωρία, εννοώ πως σε πολλά από τα κομμάτια της, είναι ένας σωστός και πλήρες τεκμηριωμένος στο χαρτί, συλλογισμός, χωρίς καμία ένδειξη της ισχύς του στον φυσικό κόσμο. Και επειδή φαίνεσαι να είσαι αρκετά έμπειρος στον τομέα, φαντάζομαι πως συμφωνεις ότι συμβαίνουν πολλές ανατροπές ανά καιρούς στη φυσική (πχ στη διάσπαση των υποατομικών σωματιδίων, ή τις παραλλαγές στην θεωρία χορδών που έρχονται σε αντιθέσεις, η υπόθεση του big bang και πολλά άλλα).
Φυσικά δεν ήθελα να πω, ότι όλος ο κλάδος της κβαντομηχανικής είναι μία θεωρία χωρίς αντίκρισμα στην πραγματικότητα.

Στην αναφορά σου για τα μονόπολα και το CERN έχεις δίκιο, υπεραπλουστευμένα, μαγνήτες με έναν πόλο μπορούν να ανιχνευθούν (εάν υπάρχουν) μόνο στους πόλους του πλανήτη λόγω των ιδιοτήτων τους.

[ChrisMiNT]

Δεν ξέρω κάποιο σημείο στο οποίο δεν έχουμε ενδείξεις για την ισχύ της στον πραγματικό κόσμο αλλά δεν μπορώ να ξέρω και τα πάντα . Απλά αν έχω καταλάβει καλά την θεωρία των υπερχορδών, είναι στην πραγματικότητα ένα υπερσύνολο της κβαντομηχανικής μιας και προσπαθεί να συμβιβάσει την γενική θεωρία της σχετικότητας με την κβαντομηχανική. Απλά είναι χρήσιμο να μην μπερδεύουμε τα πράγματα, για παράδειγμα αν το στάνταρ μοντέλο καταρριφθεί με τις διασπάσεις των υποατομικών σωματιδίων δεν καταρρέει η κβαντομηχανική γιατί τα υποατομικά σωματίδια εξακολουθούν να συμπεριφέρονται σύμφωνα με τους νόμους της.

[eliasps]

Απλά είναι χρήσιμο να μην μπερδεύουμε τα πράγματα, για παράδειγμα αν το στάνταρ μοντέλο καταρριφθεί με τις διασπάσεις των υποατομικών σωματιδίων δεν καταρρέει η κβαντομηχανική γιατί τα υποατομικά σωματίδια εξακολουθούν να συμπεριφέρονται σύμφωνα με τους νόμους της.

Πολύ καλά έκανες και το διευκρίνισες γιατί όντως δεν το διατύπωσα σωστά παραπάνω.

Παράδειγμα με τα μονόπολα, το ότι με έναν συγκεκριμένο συλλογισμό, είναι λογική η ύπαρξη τους, δεν σημαίνει ότι υπάρχουν κιόλας. Άμα δεν υπάρχουν τότε υπάρχει κάποιο ελάττωμα σε αυτόν τον συλλογισμό. Αυτό εννοούσα. Και τέτοια σφάλματα γίνονται συχνά.
Πρόσφατα έγινε ένα θέμα με το CERN για ένα σωματίδιο που φαινόταν να ξεπέρασε την ταχύτητα του φωτός, αυτό έρχεται σε κόντρα με πολλούς κανόνες της μοντέρνας φυσικής.