Φθινόπωρο και φυσική: Τα νέα του Νοεμβρίου

-Πριν ένα χρόνο τέτοια εποχή έφτασε στη γη ένα μεσοαστρικό μήνυμα. Για δεύτερη φορά.

Δεν είναι ότι η NASA το έκρυβε, απλά επεξεργαζόταν τα δεδομένα του μέχρι και πριν ένα μήνα. Τότε μπόρεσαν να πουν περισσότερα για το μήνυμα, το οποίο στάλθηκε από απόσταση όσο 120 φορές η απόσταση ανάμεσα στη γη και τον ήλιο, από έναν πομπό που δουλεύει με ραδιενεργό πλουτώνιο και που έχει ισχύ ίση με μίας λάμπας ψυγείου.

Εντάξει, πράγματι μιλάμε για τον πομπό του Voyager 2. Πριν ένα χρόνο, το γνωστό διαστημικό σκάφος εγκατέλειψε επίσημα την επικράτεια του ήλιου, όπως ορίζεται από την ύπαρξη “ηλιακού άνεμου”, της ροής δηλαδή σωματιδίων που εκπέμπει ο ήλιος πριν αρχίσουν να απωθούνται από τον “μεσοαστρικό άνεμο”.

Το Voyager 2 διέσχισε τα όρια της “ηλιόσφαιρας” έξι χρόνια μετά το Voyager 1, και τώρα ο συνδυασμός των δεδομένων τους έχει να πει κάποια πράγματα για αυτήν – όπως ότι η ηλιόσφαιρα σταματάει απότομα αντί να ξεθωριάζει σταδιακά, και ότι έχει σχήμα στομωμένου βλήματος, σύμφωνα πάντα με την πρωτότυπη περιγραφή της NASA.

Τι θα γίνει στη συνέχεια; Τα δύο Voyagers θα συνεχίσουν να μας γράφουν μηνύματα για λίγα χρόνια ακόμα και μετά αναμένεται να συνεχίσουν την τροχιά τους στο γαλαξία για άλλα πέντε εκατομμύρια χρόνια…

.

-Σύμφωνα με μία θεωρία που είναι πραγματικά δύσκολο να απορριφθεί ή να επιβεβαιωθεί μέχρι τώρα, τα μόρια που προκάλεσαν το ξεκίνημα της ζωής στη γη μπορεί να ήρθαν από μετεωρίτες. (Αν τυχαίνει να είναι η πρώτη φορά που ακούτε αυτή τη θεωρία ξέρουμε ότι είναι εντυπωσιακή στιγμή. Και όχι, δεν πρόκειται για αστειάκι τύπου “μεσοαστρικό μήνυμα”.)

Πρόσφατα λοιπόν μια νέα ένδειξη ήρθε να προστεθεί υπέρ αυτής της εικασίας: μόρια διάφορων τύπων σακχάρων βρέθηκαν σε δύο μετεωρίτες, συγκεκριμένα τους NWA801 και Murchison. Το εύρημα είναι πράγματι κάπως προχωρημένο – ειδικά αν ληφθεί υπ’όψη ότι ανάμεσά τους υπήρχε και ριβόζη, ένα από τα κύρια συστατικά του RNA.

.

-Με χρήση του ραδιοτηλεσκόπιου του Arecibo, 19 γαλαξίες που δείχνουν να έχουν πολύ λιγότερη σκοτεινή ύλη από την αναμενόμενη προστέθηκαν στους τέσσερις που είχαν εντοπιστεί τα προηγούμενα χρόνια. Το σχετικό ζύγισμα έγινε κοιτάζοντας πόσο γρήγορα κινούνται τα νέφη υδρογόνου εντός τους.

Ίσως ακούγεται περίεργο, αλλά αυτή η απουσία είναι μία ισχυρή ένδειξη για το ότι η σκοτεινή ύλη υπάρχει στ’ αλήθεια – δηλαδή πως πρόκειται για πραγματική ύλη σε μορφή που μας είναι προς το παρόν άγνωστη. Απεναντίας άλλες πιθανές εξηγήσεις που αφορούν το θεωρητικό κομμάτι, όπως το ότι η βαρύτητα ίσως συμπεριφέρεται διαφορετικά από ό,τι νομίζουμε σε μεγάλες αποστάσεις, θα πρέπει να ισχύουν για όλους τους γαλαξίες, όχι για όλους πλην 23 και βάλε. (Βέβαια τώρα υπάρχει το επιπρόσθετο πρόβλημα πως η ιδιαιτερότητα και αυτών των γαλαξιών πρέπει να βρει μία εξήγηση, αλλά αυτή είναι μια άλλη ιστορία.)

.

-Μερικές φορές νοιώθουμε ότι ξέρουμε πλέον τα πάντα για τα στοιχειώδη σωματίδια κι ότι είμαστε τόσο κουλ. Και μετά έρχονται τα κουάρκ.

Για την ακρίβεια τα κουάρκ συνήθως έρχονται τρία-τρία, αφού τρία κουάρκ σχηματίζουν τα πρωτόνια και τα νετρόνια, στην ουσία δηλαδή τους πυρήνες όλων των ατόμων στον κόσμο. Το πρόβλημα είναι ότι το μέγεθος του πρωτονίου αποτελεί ακόμα ανοιχτό ζήτημα, καθώς τα τρία κουάρκ μοιάζουν περισσότερο με σύννεφο παρά με σφαίρες και η έκταση αυτού του σύννεφου έχει μετρηθεί με κατά καιρούς διαφορετικά αποτελέσματα.

Η ακτίνα του πρωτόνιου λοιπόν έχει μετρηθεί χρησιμοποιώντας ηλεκτρόνια, τα οποία είτε ρίχνονται πάνω του και αναπηδούν είτε παρακολουθούνται καθώς κινούνται γύρω του. Ο διχασμός άρχισε πριν μερικά χρόνια όταν αντί για ηλεκτρόνια ένα πείραμα χρησιμοποίησε μιόνια (σωματίδια ενίοτε γνωστά και σαν “τα βαρύτερα ξαδέλφια των ηλεκτρονίων”). Το αποτέλεσμα που προέκυψε ήταν σημαντικά μικρότερο, και μάλιστα πριν λίγους μήνες επαναλήφθηκε από ένα δεύτερο ανεξάρτητο πείραμα.

Στο μεταξύ, τα παλιά καλά πειράματα με ηλεκτρόνια συνέχισαν να μετράνε μεγαλύτερη ακτίνα και αυτή η διαφορά στα αποτελέσματα έδωσε ελπίδα σε αρκετούς ανθρώπους. Ο λόγος είναι πως η μόνη γνωστή διαφορά ανάμεσα σε πειραματικά αποτελέσματα και σε προβλέψεις του Καθιερωμένου Πρότυπου, της θεωρίας που περιγράφει τα σωματίδια, προέρχεται και αυτή από μετρήσεις με μιόνια: πρόκειται για τη “μέτρηση g-2 του μιονίου” σχετικά με τη μορφή του μαγνητικού πεδίου του. Αναπόφευκτα, άρχισε να υπάρχει η ελπίδα ότι η διαφορά στο μετρούμενο μέγεθος του πρωτονίου μπορεί να “δείχνει” το ίδιο άγνωστο μέχρι σήμερα φυσικό φαινόμενο που ίσως επιδρά στα μιόνια.

Με πόνο όμως ανακοινώθηκε τον περασμένο μήνα από την κοινοπραξία PRad (Proton Radius) ότι, αφού βελτίωσαν αρκετά τις πειραματικές τεχνικές και χρησιμοποίησαν ηλεκτρόνια, καταλήγουν και αυτοί σε αποτέλεσμα πολύ κοντινό σε εκείνο με τη χρήση μιονίων. Παρ’ όλο που η ελπίδα δείχνει να χάθηκε, κάποιο ενδιαφέρον παραμένει αφού τώρα οι άνθρωποι των πειραμάτων πρέπει να βρουν γιατί όλες οι προηγούμενες μετρήσεις με ηλεκτρόνια ήταν σταθερά διαφορετικές· μπορεί να αποδειχθεί πως ήταν απλά ζήτημα ακρίβειας, αλλά μπορεί και να έχει να κάνει με φυσικούς παράγοντες που είχαν παραβλεφθεί.

Και αν αναρωτιέστε γιατί το μέγεθος μετράει τόσο πολύ, σκεφτείτε ότι η λίστα με τις ιδιότητες των σωματιδίων είναι κάτι σαν τον πιο ακριβή ζωολογικό κήπο που φτιάχτηκε ποτέ: για να το πούμε σχηματικά, αν υπήρχαν πειράματα που μπορούσαν να μετρήσουν τις βούλες πάνω σε όλες τις τίγρεις, τις γάτες και τους βάτραχους στον κήπο, τότε θα ήταν περίεργο αν δεν μπορούσαν να καταλήξουν στο πόσα πόδια έχει ο πιγκουίνος.