Σάββατο, 29 Ιανουαρίου 2011

10 ερωτήσεις κρίσης στο στερεό



10 ερωτήσεις, λίγο μαθηματικές βέβαια

1. Κοίλη σφαίρα (Ι1=2mR2/3) και συμπαγής σφαίρα (Ι2=2mR2/5) ίσων μαζών και ακτίνων περιστρέφονται γύρω από ένα άξονα συμμετρίας τους με την ίδια γωνιακή ταχύτητα ω.
Ι. Οι ροπές που απαιτούνται για να τις σταματήσουν στο ίδιο χρονικό διάστημα είναι τ1 και τ2 αντιστοίχως και ισχύει:
α. τ12=1                       β. τ12=5/3                    γ. τ12=3/5
 ΙΙ. Οι ενέργειες που πρέπει να δαπανηθούν για να τις σταματήσουν είναι W1 και W2 αντιστοίχως και ισχύει:
α. W1/W2=1                       β. W1/W2=5/3                    γ. W1/W2=3/5

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

2.  Ομογενής σφαίρα, βάρους mg, ακτίνας R και ροπής αδράνειας Ιcm=0,4mR2 αφήνεται από το σημείο, Α κεκλιμένου επιπέδου γωνίας κλίσης φ=300. Τη στιγμή που η σφαίρα ξεκινάει το κέντρο μάζας της βρίσκεται σε ύψος h πάνω από οριζόντιο επίπεδο (ε). Στο επίπεδο (ε) θεωρούμε ότι η δυναμική ενέργεια βαρύτητας είναι μηδέν. Η σφαίρα  κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει.  Ποιες από τις προτάσεις που ακολουθούν και αφορούν τη σφαίρα είναι σωστές και ποιες λανθασμένες; Να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας.
 
α. Η στατική τριβή έχει μέτρο Τ=mg/7.
β. Η μηχανική ενέργεια της σφαίρας είναι συνεχώς ίση με mgh.
γ. Η στροφορμή της σφαίρας αυξάνεται με ρυθμό dL/dt=7mgR.
δ. Ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής ενέργειας αυξάνεται ανάλογα με το χρόνο.
στ. Ο λόγος της μεταφορικής προς την περιστροφική κινητική ενέργεια διατηρείται σταθερός ίσος με 0,4.

3. Δύο ομογενείς και συμπαγείς σφαίρες ίδιας μάζας m1=m2=m με ακτίνες R1=R και R2=2R αντιστοίχως, αφήνονται ταυτόχρονα από την κορυφή κεκλιμένου επιπέδου να κυλίονται χωρίς να ολισθαίνουν. Αφού τα κέντρα μάζας τους διανύσουν την ίδια απόσταση φτάνουν στη βάση του κεκλιμένου επιπέδου. Όταν φτάνουν στη βάση ισχύει:

Ι. Για τις κινητικές  ενέργειες:                 α. Κ1=2      β. Κ2=1      γ. Κ12
ΙΙ. Για τις ταχύτητες υ του κέντρου μάζας: α. υ1=2        β. υ2=1        γ. υ12
ΙΙΙ. Για τους χρόνους που χρειάστηκαν:    α. t1=2t2         β. t2=2t1          γ. t1=t2
ΙV. Για το πλήθος των περιστροφών :  α. Ν1=2      β. Ν2=1      γ. Ν12

Να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας.
Η ροπή αδράνειας της σφαίρας είναι Ιcm=0,4miRi2.

4.  Η τροχαλία έχει μάζα m ακτίνα R και ροπή αδράνειας Ιcm=0,5mR2. Το σώμα έχει μάζα m και αφήνεται τη χρονική στιγμή t0=0 να πέφτει, ενώ το νήμα δεν ολισθαίνει μέσα στο λούκι της τροχαλίας.
Να βρεθούν οι ρυθμοί μεταβολής της κινητικής ενέργειας σε συνάρτηση με το χρόνο για την τροχαλία, το σώμα και το σύστημα.

5. Αθλητής που κρατάει δύο αλτήρες σε έκταση κάθεται σε περιστρεφόμενο σκαμπό και περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα χωρίς τριβές. Ο αθλητής φέρνει τους αλτήρες κοντά στο σώμα του με αποτέλεσμα η ροπή αδράνειας του συστήματος να περιορίζεται στο μισό της αρχικής τιμής της. Η κινητική ενέργεια του συστήματος:

α. Μένει σταθερή       β. Διπλασιάζεται    γ. Υποδιπλασιάζεται       δ. Τετραπλασιάζεται

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

6. Ο δίσκος μιας παιδικής χαράς περιστρέφεται γύρω από άξονα που διέρχεται από το κέντρο του και είναι κάθετος στο επίπεδό του. Στο δίσκο δεν ασκείται καμιά εξωτερική ροπή. Ένα παιδάκι μετακινείται την περιφέρεια του δίσκου προς το κέντρο. Η κινητική ενέργεια του συστήματος:

α. Αυξάνεται    β. Μειώνεται        γ. Μένει σταθερή

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

7. Διάπυρη σφαίρα πέφτει κατακόρυφα μέσα σε σταθερό βαρυτικό πεδίο ενώ ταυτόχρονα περιστρέφεται. Επειδή ψύχεται, συστέλλεται και η ακτίνα της μειώνεται, ενώ η μάζα και το σχήμα μένουν τα ίδια. Οι τριβές με τον αέρα θεωρούνται αμελητέες.
α. Πως μεταβάλλεται η στροφορμή της σφαίρας;
β. Πως μεταβάλλεται η γωνιακής της ταχύτητα;
γ. Διατηρείται ή όχι η μηχανική ενέργεια της σφαίρας;
δ. Πως μεταβάλλεται η κινητική ενέργεια λόγω περιστροφής της σφαίρας;
Να αιτιολογήσετε πλήρως τις απαντήσεις σας.
 
8.  Ο δακτύλιος του σχήματος έχει μάζα Μ, ακτίνα R και όλη του τη μάζα του συγκεντρωμένη στην περιφέρεια. Ο δακτύλιος μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές, αλλά αρχικά είναι ακίνητος. Το βλήμα μάζας m=Μ/3 έρχεται με οριζόντια ταχύτητα, και κινητική ενέργεια, Κ και σφηνώνεται στο σημείο Α του δακτυλίου, ακαριαία. Η απώλεια της κινητικής ενέργειας λόγω της πλαστικής κρούσης είναι:

α. Κ/2           β. Κ/4          γ. 3Κ/4

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

9. Ο κύλινδρος του σχήματος έχει μάζα Μ ακτίνα R και ροπή αδράνειας ως προς τον κύριο άξoνα περιστροφής του Ι=0,5ΜR2. Λεπτό και αβαρές νήμα είναι τυλιγμένο γύρω του. O κύλινδρος αρχίζει τη χρονική στιγμή t0=0, να κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει, από την ηρεμία  υπό την επίδραση σταθερής δύναμης μέτρου F, που ασκείται στο άκρο του νήματος Ζ, όπως φαίνεται στο σχήμα.
Ι. Η οριζόντια μετατόπιση του σημείου Ζ μέχρι ο κύλινδρος να ολοκληρώσει δύο περιστροφές είναι:
α. 4πR                  β. 8πR          γ. 2πR
ΙΙ. Το έργο της δύναμης F από τη χρονική στιγμή t0=0 έως τη χρονική στιγμή t1 που ολοκληρώνεται η δεύτερη περιστροφή του κυλίνδρου είναι, W:
α. 4πFR   β. 8πFR           γ. 16πFR
ΙΙΙ. Ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής ενέργειας του κυλίνδρου τη χρονική στιγμή t1 είναι:
                     α.  2F2t1/3m     β. 4F2t1/3m,  γ. 8F2t1/3m    
Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.


10.  Mια μπάλα του μπιλιάρδου έχει μάζα Μ, ακτίνα R και ροπή αδράνειας ως προς τον άξονα του κέντρου μάζας Ι=R2/5. H μπάλα δέχεται απότομο χτύπημα σε ύψος h από το κέντρο της και αποκτά αμέσως γωνιακή και μεταφορική ταχύτητα. Το ύψος h στο οποίο χτυπήθηκε η μπάλα ώστε να αρχίσει αμέσως να κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει είναι:
α. R                    β. 2R/5                     γ. R/5
Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.



Κυριακή, 23 Ιανουαρίου 2011

Απαλλαγή από τα βάρη!



από το Βήμα

ΤΑΣΟΣ ΚΑΦΑΝΤΑΡΗΣ | Κυριακή 23 Ιανουαρίου 2011


Η χώρα μας, αλλά και ο κόσμος ολόκληρος, αλλάζει χρονιά με «βαρίδια στα πόδια». Βαρίδια οικονομικά, παραγωγικά, ενεργειακά, κλιματικά, ιδεολογικά... Βαρίδια αποτυχίας της μετάβασης από τη βιομηχανική στη μεταβιομηχανική εποχή του πολιτισμού. Απαισιοδοξία και κατάθλιψη δείχνουν να κυριαρχούν, με μια «ολική έκλειψη ελπίδων» να καταδυναστεύει τη νέα γενιά. Είναι όμως ένας πραγματικός κατήφορος ή απλώς μια αλλαγή φάσης; Είναι η αρχή του τέλους ή το τέλος της αρχής; Μια σειρά από «σημάδια»- σημάδια επιστημονικά, παντελώς άσχετα με τα μετρήματα της «δικτατορίας των τραπεζών»- υπόσχονται το δεύτερο: ότι μια νέα εποχή επιστημονικού θριάμβου ξεκινά, μια εποχή απελευθέρωσης του ανθρώπου από τη «μητέρα όλων των βαρών»!

Η κληρονομιά του Φαραντέι

Λένε πολλοί ότι τα οικονομικά βαρίδια της χώρας μας πρωτοσμιλεύτηκαν στα χρόνια της Επανάστασης του ΄21, με τα «δάνεια της Αγγλίας» που επακολούθησαν. Κατά σύμπτωση, τη χρονιά ακριβώς του 1821 ο άγγλος φυσικοχημικός Μάικλ Φαραντέι (Μichael Faraday, 1791-1867) κατασκεύασε τον πρώτο ηλεκτρομαγνητικό κινητήρα, τον αποκληθέντα «homopolar motor» (ομοπολικός κινητήρας). Αργότερα, το 1831, ανακάλυψε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, το οποίο μαθηματικοποίησε ο Μάξγουελ ως «νόμο του Φαραντέι». Ο νόμος αυτός συνιστά τη μία από τις τέσσερις «εξισώσεις του Μάξγουελ» που θεμελίωσαν τη «θεωρία δυναμικών πεδίων».

Το 1845 ο Φαραντέι ανακάλυψε το φαινόμενο του «διαμαγνητισμού», κατά το οποίο πολλά υλικά, όπως το νερό, εκφράζουν την... αποστροφή τους προς τα μαγνητικά πεδία, με μια ελαφρά άπωση από αυτά. Επειτα από αρκετούς ακόμη πειραματισμούς του με την αλληλεπίδραση ηλεκτρισμού, μαγνητισμού και φωτισμού, λίγο πριν από το τέλος της ζωής του, σημείωσε: «Είχα επί μακρόν την πεποίθηση ότι οι διάφορες μορφές με τις οποίες οι δυνάμεις εμφανίζονται στην ύλη έχουν μια κοινή αρχή...Αρα έχουμε δυνητικά την πιθανότητα να βρούμε μια πιο υψηλή και γενική δύναμη της φύσης, πιο υψηλή ακόμη και από τον ηλεκτρισμό,η οποία συνάμα θα μας αποκαλύψει έναν εντελώς νέο βαθμό ύλης,που τώρα βρίσκεται εκτός του οπτικού μας πεδίου και ίσως και κάθε υποψίας μας». Ακριβώς έναν αιώνα μετά την αγγλική πρωτιά στον ηλεκτρομαγνητισμό, ο Αλμπερτ Αϊνστάιν τιμήθηκε με το Νομπέλ Φυσικής το 1921 για την ανακάλυψη του νόμου του «φωτοηλεκτρικού φαινομένου», την εργασία του δηλαδή επάνω στην κληρονομιά του Φαραντέι. Στο μεταξύ είχε από το 1905 δημοσιεύσει τη θεωρία της «ειδικής σχετικότητας» και είχε εικάσει ότι το φως απαρτίζεται από εντοπισμένα σωματίδια (κβάντα). Το 1907 είχε συλλάβει την ιδέα να επεκτείνει το θεώρημα της σχετικότητας και στον τομέα της βαρύτητας. Επεξεργάστηκε το θέμα επί οκτώ χρόνια και το 1915 δημοσίευσε τη γεωμετρική θεωρία του για τη βαρύτητα, που έμεινε γνωστή ως «θεωρία της γενικής σχετικότητας». Η θεωρία αυτή αντιλαμβανόταν τη βαρύτητα ως μια γεωμετρική ιδιότητα του χωροχρόνου και προέβλεπε την ύπαρξη «βαρυτικών κυμάτων». Το 1919, κατά την ολική ηλιακή έκλειψη της 29ης Μαΐου, οι αιτιάσεις της θεωρίας για «κάμψη» των ακτίνων αστρικού φωτός από το πεδίο βαρύτητας του Ηλιου επιβεβαιώθηκαν και ο Αϊνστάιν έγινε γνωστός τοις πάσι.Ο πόθος της αντιβαρύτητας
Ο απλός άνθρωπος δεν έχει βεβαίως ως κύριο μέλημά του το αν η βαρύτητα συνιστά γεωμετρική ιδιότητα του χωροχρόνου και αν επιδρά στα πέριξ με «βαρυτικά κύματα». Γι΄ αυτόν το άχθος της επιβίωσης είναι το σημαίνον και το βάρος του σαρκίου του είναι που του λυγίζει τα γόνατα όσο βαδίζει προς το γήρας. Ωστόσο ακόμη και με αυτούς τους «προσγειωμένους» όρους αντιλαμβάνεται τα δεσμά της βαρύτητας και λαχταρά «να πετούσε ελεύθερος». Και όταν αρχίζει να σκέφτεται λίγο πιο πλατιά, καταλαβαίνει ότι, αν μπορούσε να ελέγχει τη βαρύτητα των πραγμάτων, θα ήταν όλα πιο εύκολα: μικρότερο βάρος ίσον μικρότερη κατανάλωση ενέργειας... Δυνάμεις που υπερνικούν τη βαρύτητα ίσον μηχανές που λειτουργούν ίσως και αεικίνητα... Αρα το σύνολο σχεδόν των προβλημάτων που τον καταδυναστεύουν και εξωθούν σε κρίσεις και πολέμους... λυμένο! Ναι, αλλά πώς;

Το ερώτημα αυτό είναι βασικό όχι μόνο για τη μοίρα του ανθρώπου στον πλανήτη Γη, αλλά και για τη μοίρα του ίδιου του Σύμπαντος. Εφόσον όλα ξεκίνησαν από μια Μεγάλη Εκρηξη (είτε εφάπαξ είτε κατ΄ επανάληψη, που λέει και η θεωρία του ανακυκλούμενου Σύμπαντος), θα έπρεπε λογικά η επέκταση του Σύμπαντος να βαίνει σταδιακά μειούμενη. Από την εποχή του αστρονόμου Ηubble όμως και έως σήμερα όλες οι παρατηρήσεις μάς βεβαιώνουν ότι το Σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται επιταχυνόμενα. Πώς γίνεται αυτό; Ποια δύναμη αντιστρατεύεται την έλξη της βαρύτητας των ουρανίων σωμάτων και συνεχίζει να αυξάνει τις μεταξύ τους αποστάσεις; Ποια είναι αυτή η «αντιβαρύτητα» και πώς λειτουργεί;

Διανύσαμε ολόκληρον αιώνα από τη διατύπωση της αϊνστάινειας θεωρίας της βαρύτητας χωρίς απαντήσεις για την «αντιβαρύτητα». Ενδείξεις είχαμε αρκετές, αλλά τίποτε δεν έφερε τις απαραίτητες αποδείξεις. Οπότε πορευτήκαμε με δύο ξεχωριστά θεωρητικά εργαλεία: τη σχετικότητα για τον μεγάκοσμο και την κβαντομηχανική για τον μικρόκοσμο. Με την πρώτη μελετούμε το Σύμπαν, με τη δεύτερη χτίζουμε ό,τι το ηλεκτρονικό στον πλανήτη μας. Αλλά η έλλειψη της γέφυρας μεταξύ τους μας κρατά δεμένους στο ηλιακό μας σύστημα και «προσγειωμένους» στην αφαίμαξη των ενεργειακών πόρων του πλανήτη μας.

Μαγνητική ανύψωση

«Πετάει, πετάει ο βάτραχος»: αριστερά, φωτογραφία από το πείραμα αιώρησης εμβίου του Αndre Geim και, δεξιά, διάγραμμα της διάταξης
Με γνώμονα πάντα την υπερνίκηση της βαρύτητας άμεσα και όχι έμμεσα- όπως συμβαίνει με τις πτήσεις μας ελέω άντωσης στον αέρατο μόνο μας ουσιαστικό επίτευγμα ήταν τα τρένα μαγνητικής αιώρησης (magnetic levitation- Μaglev). Αξιοποιώντας το γνωστό σε όλους μας φαινόμενο άπωσης μεταξύ ομώνυμων πόλων μαγνητών, τα τρένα αυτά κινούνται αιωρούμενα και επιτυγχάνουν ταχύτητες έως και 581 χιλιόμετρα/ώρα. Πρωτολειτούργησαν στη Βρετανία το 1984, βασιζόμενα σε μια ευρεσιτεχνία του 1907 του Γερμανού Αlfred Ζedekiah, και οπωσδήποτε στον νόμο μαγνητικής μεταγωγής του Φαραντέι. Ωστόσο η τεχνολογία κατασκευής τους είναι πανάκριβη και φυσικά η αιώρησή τους είναι ελάχιστη. Ούτε λόγος για ονειρώξεις αιώρησης τύπου «ιπτάμενων δίσκων».

Ως προς το όνειρο της «ατομικής μας απελευθέρωσης από τη βαρύτητα», το πιο κοντινό μας επίτευγμα σημειώθηκε την Πρωτομαγιά του 2000, βασιζόμενο και πάλι στον Φαραντέι και στα πορίσματά του περί διαμαγνητισμού. Ο εφετινός νομπελίστας Φυσικής Αndre Geim από το ολλανδικό Πανεπιστήμιο Νijmegen και ο Μ. Simons του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Λος Αντζελες δημοσίευσαν στο «Journal of Αpplied Ρhysics» εργασία υπό τον περίεργο τίτλο «Ιπτάμενοι βάτραχοι και αιωρούμενοι μαγνήτες». Τι εννοούσαν; Οτι μια και τα υλικά που απαρτίζουν το σώμα ενός βατράχου - και το δικό μας- είναι όλα διαμαγνητικά, σκέφθηκαν να «απογειώσουν» έναν βάτραχο μέσα σε σωλήνα υπό μαγνητικό πεδίο. Κατάφεραν να τον ανυψώσουν 1,80 μ., με τίμημα τη μεταγωγή μόλις 2 Gauss και 2 Αmps στο σώμα του πειραματόζωου. Οπως δήλωσαν σαφώς στην εργασία τους, η υπάρχουσα τεχνολογία είναι ασφαλής για τους οργανικούς ιστούς, αλλά μπορεί να ανυψώσει μόνον όντα διαμέτρου 15 εκατοστών. Για να αιωρήσει ολόκληρον άνθρωπο θα απαιτoύνταν η κατασκευή νέου τύπου μαγνητών, με πεδίο περίπου 4 ΤeraGauss και κατανάλωση ενέργειας ενός GigaWatt. Η προσέγγιση αυτή είναι κλασική και βασίζεται σε γνωστές ιδιότητες των μαγνητών και των διαμαγνητικών υλικών. Ωστόσο από το 1991 δύο επιστήμονες του Πανεπιστημίου Αlabama είχαν διατυπώσει θεωρία ελέγχου της βαρύτητας μέσω των κατά πολύ πιο ιδιόμορφων «υπεραγωγών». Ηταν ο Αμερικανός Douglas Τorr και η Κινέζα Νing Li, οι οποίοι όμως δεν είχαν καταφέρει να αποδείξουν πειραματικά τη θεωρία τους.

Η υπεραγωγιμότητα είναι το φαινόμενο πλήρους εκμηδένισης κάθε αντίστασης στη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος, που σημειώνεται σε κάποια μέταλλα όταν βρεθούν σε θερμοκρασία σχεδόν απολύτου μηδενός (4,2 Κelvin). Ανακαλύφθηκε το 1911, αλλά ως και το 1957 οι επιστήμονες πάσχιζαν να την εξηγήσουν. Το κατόρθωσαν και το 1962 κατασκεύασαν τα πρώτα ηλεκτρόδια υπεραγωγών από κράμα νιοβίου και τιτανίου. Το 1993 κατάφεραν να βρουν ηλεκτρόδια που επέτρεπαν την υπεραγωγιμότητα σε πολύ πιο ευπρόσιτη θερμοκρασία (138 Κ).

Το θεωρητικά εντυπωσιακό είναι ότι οι Τorr και Li, όπως και ο Ιταλός Giovanni Μodanese αντιμετωπίζουν τον υπεραγωγό ως «γιγαντιαίο κβαντικό σώμα». Αλλά το πραγματικά εντυπωσιακό είναι αυτό που προέκυψε σε υπεραγωγό... κατά λάθος!Το εύρημα μιας πίπας
Το 1992 ο ρώσος δόκτωρ Τεχνολογίας Υλικών Γεβγκένι Ποντκλετνόφ εργαζόταν στο φινλανδικό πανεπιστήμιο Τampere. Μπαίνοντας ένα απόγευμα στο εργαστήριο υπεραγωγών είδε έναν βοηθό του να καπνίζει λάθρα την πίπα του. Δεν πρόλαβε να τον επιτιμήσει όταν η ματιά του συνέλαβε ένα περίεργο φαινόμενο: φθάνοντας ο καπνός πάνω από τον δίσκο του υπεραγωγού υψώθηκε απότομα σαν κολόνα. Ο Ποντκλετνόφ ζήτησε να του φέρουν έναν σφαιρικό μαγνήτη που είχαν στο εργαστήριο και τον τοποθέτησε στον δίσκο συνδέοντάς τον με ηλεκτρονική ζυγαριά ακριβείας. Διαπίστωσε ότι ο μαγνήτης έδειχνε ελαφρύτερος κατά 0,3% πάνω από τον υπεραγωγό απ΄ ό,τι εκτός. Αντικατέστησε τον μαγνήτη με άλλα μη μαγνητικά υλικά και συνέβαινε το ίδιο! Συμπέρανε ότι ο υπεραγωγός δημιουργούσε πεδίο που αλλοίωνε το πεδίο βαρύτητας της Γης στο εν λόγω σημείο και έσπευσε να κάνει μια προδημοσίευση. 

Αργότερα συνέχισε τα πειράματα και οριστικοποίησε την αλλοίωση του βάρους στο 2%. Υπέβαλε την πλήρη εργασία του στην «Journal of Ρhysics D» το 1996 αλλά... δεν πρόλαβε να χαρεί: ένας δημοσιογράφος της βρετανικής εφημερίδας «Sunday Τelegraph» έμαθε για το υπό δημοσίευση κείμενο και έγραψε άρθρο με τον βαρύγδουπο τίτλο «Επιστήμονες στη Φινλανδία ετοιμάζονται να αποκαλύψουν λεπτομέρειες της πρώτης παγκοσμίως συσκευής αντιβαρύτητας». Η συνέχεια υπήρξε καταστροφική για τον ερευνητή. Ο διευθυντής του δέχθηκε οξύτατη κριτική και του απαγόρευσε την επιστροφή στο εν λόγω εργαστήριο. Τον επόμενο χρόνο ο Ποντκλετνόφ επέστρεψε στη Ρωσία.


Η «μηχανή ανάκλασης»

Τομή της διάταξης του ομοπολικού κινητήρα, με τον οποίο ο Faraday ξεκίνησε το 1821 τη Βιομηχανική Επανάσταση: υπό την επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος ένας μαγνήτης βυθισμένος σε υδράργυρο κινείται περιστροφικά (αριστερά) και εξαναγκάζει σύρμα να κινηθεί επίσης περιστροφικά στο δεύτερο δοχείο (δεξιά)
Για την ευρύτερη επιστημονική κοινότητα των φυσικών ο Ποντκλετνόφ ήταν ένας ακόμη φαντασιόπληκτος που δυσφήμησε τον τομέα. Υπήρξαν όμως και κάποιοι που είχαν λόγους να μην είναι τόσο αφοριστικοί: το Μarshall Spaceflight Center της ΝΑSΑ προσκάλεσε τον Ρώσο στην Αλαμπάμα το 1997. Δεν πήγε, αλλά του εκμαίευσαν αρκετές πληροφορίες ώστε να αρχίσουν τις δικές τους δοκιμές. Δεν ανακοίνωσαν ποτέ επίσημα τα ευρήματά τους, αλλά σε δημοσιογράφο του περιoδικού «Wired» παραδέχθηκαν ότι και αυτοί μέτρησαν αλλοίωση του βάρους. Η συνέχεια της έρευνάς τους (το επονομαζόμενο Delta G Εxperiment) γράφεται πλέον με τη συμμετοχή της Νing Li, η οποία δεν δημοσιεύει τίποτε σε επιστημονικά περιοδικά «για να μην της ξαναβγούν μπροστά», όπως λέει.

Από την πλευρά του, ο Ποντκλετνόφ επίσης παραμένει στην κούρσα. Οπως αποκάλυψε το 2003, από τη συνεργασία του με ακατονόμαστο ερευνητικό κέντρο της Ρωσίας προέκυψε συσκευή που ανακλά τη βαρύτητα. Βασίζεται σε μια γεννήτρια ρεύματος υψηλής τάσης Van de Graaf (θυμάστε τα πειράματα του Τesla;), όπου όμως οι κλασικές δύο σφαίρες έχουν αντικατασταθεί από δύο επίπεδους υπεραγωγούς, με τον έναν σε μορφή δακτυλίου Ο. Χρησιμοποιώντας ειδικές συνθετικές επι καλύψεις για τους υπεραγωγούς και δημιουργώντας συντονιζόμενα πεδία,«μπορούμε να οργανώνουμε την εκφόρτιση ενέργειας με τρόπο ώστε να διέρχεται από το κέντρο του ηλεκτροδίουενεργοποιώντας βαρυτικά φαινόμενα:την ανάκλαση βαρυτικών κυμάτων, που διαχέονται πλέον μέσα από τους τοίχους και χτυπούν αντικείμενα στους από κάτωορόφουςανατρέποντάς τα» είπε στο «Wired». Στο ερώτημα αν αυτό μπορεί να έχει πρακτικές εφαρμογές απάντησε με το εξής καταπληκτικό: «Η δεύτερη γενιά ιπτάμενων μηχανών θα ανακλά τα βαρυτικά κύματα και θα είναι μικρές,ελαφρές και ταχύτατες, όπως τα UFΟ. Εχω κατορθώσει την προωστική ανάκλαση και τώρα ο στόχος μου είναι να την κάνω να λειτουργεί αδιάλειπτα».
Σημειωτέον ότι, ενώ οι ερευνητές της ΝΑSΑ διατείνονταν πως η ελάττωση του βάρους πάνω από υπεραγωγό είναι ένα φαινόμενο που φθίνει με την απόσταση, ο Ποντκλετνόφ πάντα ισχυριζόταν πως η ελάττωση του βάρους ισχύει ανερμάτιστα, σαν μια «κολόνα μειωμένης βαρύτητας» που υψώνεται κάθετα στη Γη, πάνω από τον εν προκειμένω υπεραγωγό.

Μονόπολα και «μαγνηλεκτρισμός»
Το 1993 στην εισαγωγή της θεωρητικής τους εργασίας «Gravitoelectric-Εlectric Coupling via Superconductivity» ( Foundations of Ρhysics Letters, Vol 6, Νo 4, p. 371) οι Τorr και Li σημείωναν τα εξής συγκλονιστικά: «Πρόσφατα (σ.σ.:το 1991) αποδείξαμε θεωρητικά ότι οι φορείς κβαντικής γωνιακής στροφορμής δεν είναι τα ζεύγη Cooper αλλά τα ιόντα πλέγματος. (...)Στην παρούσα εργασία αποδεικνύουμε ότι υπό την παρουσία εξωτερικού μαγνητικού πεδίου τα ρεύματα ελεύθερων υπερηλεκτρονίων και ιόντων των δεσμών αναιρούνται (...) αλλά δεν αναιρούνται τα ρεύματα ουδέτερης μάζαςλόγω του μονόπολου βαρυτικού φορτίου. Αποδεικνύεται ότι η συρροϊκή ευθυγράμμιση των στροφορμών των ιόντων πλέγματος γεννά ένα ανιχνεύσιμο βαρυτικό πεδίο (...)».
Δηλαδή, μέσα σε μία και μόνη παράγραφο οι δύο αυτοί «αυθάδεις» φυσικοί έλεγαν στους συναδέλφους τους ότι ο έλεγχος της βαρύτητας είναι εφικτός λόγω του... συντονισμού των στροφορμών, της δημιουργίας... μονόπολων (μαγνητών με έναν μόνο πόλο) και της γένεσης... μαγνητικού ρεύματος! Μα, τίποτε από αυτά δεν είχε ποτέ υλοποιηθεί πειραματικά!

Τα χρόνια κύλησαν, με τα όποια πειράματα της Li και του Ποντκλετνόφ στο σκοτάδι που επέβαλαν οι στρατιωτικοί χρηματοδότες τους. Στις 3 Σεπτεμβρίου 2009 όμως κάτι καταπληκτικό συνέβη: ερευνητές του Ηelmholtz Centre, στο Βερολίνο, συνεργαζόμενοι με συναδέλφους τους των πανεπιστημίων Δρέσδης, St. Αndrews, La Ρlata και Οξφόρδης, δημοσίευσαν στο επιστημονικό περιοδικό «Science» ότι είχαν για πρώτη φορά στην ιστορία ανιχνεύσει τη γέννηση μαγνητικών μονόπολων σε απτή ύλη. Δημιουργήθηκαν στις άκρες σωλήνων, ακριβώς όπως είχε προβλέψει από το 1931 το «θηρίο» της κβαντικής φυσικής, ο Ρaul Dirac.

Παγάκια στροφορμής και «μαγνητικό ρεύμα»

Αριστερά, το «παγάκι στροφορμών» (spin ice) στο οποίο πρωτοανιχνεύθηκαν μαγνητικά μονόπολα και, δεξιά, το μοριακό πλέγμα που τα γεννάει
Προτού προλάβουν οι φυσικοί να συνέλθουν από την έκπληξη, μια άλλη ομάδα ερευνητών «χτύπησε» με εργασία της στο περιοδικό «Νature» της 15ης Οκτωβρίου 2009: είχαν και αυτοί βρει μονόπολα σε «παγάκια στροφορμής», υπό τις συνθήκες βαθείας κατάψυξης των υπεραγωγών. Είχαν όμως καταγράψει και ένα απίστευτο «μαγνητικό ρεύμα»! Οπως δήλωσε το μέλος της ομάδας δρ Sean Giblin, «είμαστε επιτέλους σε θέση να επιβεβαιώσουμε ότι, υπό συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας, το μαγνητικό φορτίο άγεται μέσα από συγκεκριμένα υλικά- ακριβώς όπως τα ιόντα άγουν τον ηλεκτρισμό στο νερό». Το επίτευγμα επιβραβεύθηκε εφέτος ως «Ερευνητικό Εργο της Χρονιάς» στη Βρετανία και χαιρετίστηκε παγκοσμίως ως η απαρχή της εποχής του «μαγνηλεκτρισμού» (magnetricity). Αν μη τι άλλο, η προφητεία του Φαραντέι είχε εκπληρωθεί στον τόπο της.

Τo πρώτο βήμα πρακτικής εφαρμογής του μαγνηλεκτρισμού έγινε πριν από λίγο καιρό στη Γερμανία: όπως δημοσιεύθηκε στο «Science» της 17ης Δεκεμβρίου 2010, φυσικοί από το Πολυτεχνείο του Μονάχου και το Πανεπιστήμιο της Κολονίας κατόρθωσαν να θέσουν ένα πλέγμα μαγνητικών στροβίλων σε συντονισμένη κίνηση εισάγοντας ηλεκτρικό ρεύμα ασθενέστερο κατά ένα εκατομμύριο φορές από προγενέστερα πειράματα. Ως αποτέλεσμα έλαβαν μια σύζευξη του ηλεκτρικού ρεύματος με τη μαγνητική δομή που παρουσιάζει το εξής καινοφανές χαρακτηριστικό: ενώ οι μαγνητικοί στρόβιλοι είναι πολύ σταθεροί, είναι συνάμα πολύ ασθενώς «αγκυρωμένοι» στο μαγνητικό υλικό και με το ελαχιστότατο των ηλεκτρικών ρευμάτων μπορούν να κινηθούν. Αυτή η συμπεριφορά τούς καθιστά ιδανικούς για εγγραφή δεδομένων των υπολογιστών σε κλίμακα νανοτεχνολογίας! Οπως δήλωσε εκ μέρους της ερευνητικής ομάδας ο Christian Ρfleiderer, «η μαγνητική δομή συστρέφεται γιατί η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος ανακλάται εξαιρετικά αποτελεσματικά από κβαντομηχανικά φαινόμενα».

Κατόπιν αυτών, θα ήταν ιδιαίτερα απλό να συνοψίσουμε θυμίζοντας ότι οι Τorr, Li και Μodanese είχαν προ δεκαετίας πει ότι οι υπεραγωγοί είναι «γιγαντιαία κβαντικά σώματα» και ότι η «ανάκλαση της βαρύτητας» είναι ακριβώς ό,τι λέει πως επιτελεί ο Ποντκλετνόφ. Παραμένει όμως το ερώτημα: «Γιατί η ύλη εμφανίζει διαφορετικές συμπεριφορές ως προς τη βαρύτητα;».

Κλείνοντας τη βαρύτητα σ΄ ένα «κουτί»!
Η απάντηση ίσως δοθεί πολύ σύντομα, έπειτα από μια... βόμβα που έσκασε στα θεμέλια της θεωρίας της σχετικότητας το καλοκαίρι που μας πέρασε: ο φυσικός του γερμανικού πανεπιστημίου της Ulm, Εndre Κajari, διατύπωσε μια νέα θεωρία που διαχωρίζει τη βαρυτική από την αδρανειακή μάζα. Δηλαδή, θέτει σε αμφισβήτηση την «αρχή ισοδυναμίας» του Αϊνστάιν, σύμφωνα με την οποία βαρυτική και αδρανειακή μάζα ταυτίζονται. Κατά τον Κajari, «η κυματική συνάρτηση ενός σωματιδίου έγκλειστου σε κουτί δεν εξαρτάται διόλου από τη μάζα του, ενώ η ενεργειακή κυματική συνάρτηση ενός αρμονικού ταλαντωτή εξαρτάται από την τετραγωνική ρίζα της μάζας». Οπότε... θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε συνδυασμούς βαρυτικών και ηλεκτρομαγνητικών κουτιών και ταλαντωτών στα οποία η αδρανειακή και η βαρυτική μάζα θα έχουν διαφορετικούς ρόλους!

Στον απλό νου όλα αυτά ακούγονται ίσως ως «διύλιση κώνωπος». Πώς να συλλάβει κανείς ότι η νέα θεωρία αιτιολογεί το γιατί γεννιέται ρεύμα από μια θάλασσα μαγνητικών μονόπολων, το γιατί μπορούμε έτσι να δομήσουμε «ασπίδες» που μειώνουν την έλξη του πλανήτη πάνω μας, το πώς μπορούμε να κατευθύνουμε το απωστικό ρεύμα ώστε να πετάμε σαν UFΟ... ή και να ανεβοκατεβάζουμε βράχια για να χτίσουμε τις προσωπικές μας πυραμίδες; Είναι σκέψεις σήμερα ιδιαίτερα δυσνόητες, αλλά ίσως αύριο να είναι η ύλη φυσικής στα βιβλία των παιδιών μας. Κάπως έτσι δεν κατέληξαν και τα πειράματα του Φαραντέι του 1821;

a.kafantaris@gmail.com

ΤΟ ΜΥΣΤΙΚΟ ΤΟΥ ΚΟΡΑΛΛΕΝΙΟΥ ΚΑΣΤΡΟΥ

Το Coral Castle της Φλόριδας, με ένθετη τη φωτογραφία του απλοϊκού γερανού με τον οποίο υποτίθεται ότι μετακινήθηκαν ογκόλιθοι 30 τόνων
Τη χρονιά που ο Αϊνστάιν διαδέχθηκε τον Νεύτωνα,το 1919, ένας μικρός το δέμας και σκελετωμένος από τη φυματίωση μετανάστης από τη Λετονία έφθανε στη Φλόριδα των ΗΠΑ.Ηταν ο Εντ Λιντσκάλνιν (Εdward Leedskalnin),που είχε φύγει από τη χώρα του για να γλιτώσει από τα νύχια της τσαρικής αστυνομίας.Μόνος και έρημος,καθώς η 16χρονη αρραβωνιαστικιά του Αγκνες τον είχε εγκαταλείψει μια νύχτα πριν από τον γάμο τους,είχε περιπλανηθεί στον Καναδά,στην Καλιφόρνια και στο Τέξας εργαζόμενος ως ξυλοκόπος.Στη Φλόριδα αγόρασε ένα κομμάτι γης και άρχισε να χτίζει το σπιτικό του.Ως εδώ ουδέν πρωτόγνωρον.Πρωτόγνωρο όμως ήταν αυτό που τελικά έχτισε: ένα κάστρο από κοραλλόβραχους,με τους περισσότερους από αυτούς σκαλισμένους ως υπαίθρια γλυπτά.Και το περίεργο δεν ήταν η γλυπτική έφεση του Εντ,αλλά ο τρόπος εργασίας του: αυτός ο ύψους 1,5 μ.και λιποβαρής από τη φυματίωση άνθρωπος δούλευε μόνος και μόνο τη νύχτα.Τα πρωινά οι γείτονες διαπίστωναν έκπληκτοι ότι βράχοι βάρους έως και 30 τόνους ο καθένας είχαν μετακινηθεί και τοποθετηθεί με ακρίβεια στη θέση που ήθελε ο λετονός γείτονας! Πώς τα κατάφερνε; Από ό,τι είπαν γειτονόπουλα που τον κατασκόπευσαν, ο Εντ χειριζόταν έναν απλό γερανό από τηλεγραφόξυλα,ο οποίος όμως είχε επάνω του ένα κουτί.Από το κουτί έβγαινε ένα καλώδιο,το οποίο συνδεόταν με ένα ηλεκτρικό μοτέρ στο σπίτι του.Οταν το μοτέρ έπαιρνε μπροστά,ήχοι σαν σιγανό τραγούδι έβγαιναν από το κουτί του γερανού και...οι βράχοι σηκώνονταν στο αέρα και... αιωρούνταν ακόμη και χωρίς στήριγμα! Στην αρχή οι γείτονες δεν πίστεψαν τα παραμύθια των παιδιών.Οταν κάποιος έπιασε τελικά φιλίες με τον Εντ και τον ρώτησε πώς τα κατάφερνε,εκείνος του απάντησε ότι «είχε ανακαλύψει το μυστικό των αρχαίων για το πώς έχτισαν τις πυραμίδες στην Αίγυπτο και στη Νότια Αμερική».Ακαταλαβίστικα πράγματα,σίγουρα ενός σαλεμένου νου.Ωστόσο,όταν αργότερα ο Εντ αποφάσισε να μετακομίσει το «κοραλλένιο κάστρο» του στη γειτονική πόλη Ηomestead,ο μεταφορέας τούς είπε μια επίσης ασύλληπτη ιστορία: είχε λείψει μόλις για δέκα λεπτά από το νέο σπιτικό και επέστρεψε απροειδοποίητα,για να δει ότι ο Εντ είχε καταφέρει στα δέκα αυτά λεπτά να στυλώσει μόνος του έναν οβελίσκο 25 τόνων! Πώς;..

Ο Εντ πέθανε τον Δεκέμβριο του 1951,σε ηλικία 64 ετών, χωρίς ποτέ κανείς να ανακαλύψει το μυστικό του.Το Coral Castle παραμένει όλα αυτά τα χρόνια ένα τουριστικό αξιοθέατο και ο τραγουδιστής της ποπ Βilly Ιdol συνέθεσε το γνωστό τραγούδι«Sweet Sixteen»στη μνήμη του ανολοκλήρωτου έρωτα για τον οποίο ο Εντ έχτισε το Κοραλλόκαστρό του.Οι επιστήμονες όμως δεν ασχολήθηκαν ποτέ στα σοβαρά με τον Εντ.Ποτέ... έως εφέτος.Διότι τώρα αρχίζουν να μαθαίνουν και αυτοί το «τραγούδι της βαρύτητας».


Διαβάστε περισσότερα: http://www.tovima.gr/default.asp?pid=2&ct=33&artId=379830&dt=23/01/2011#ixzz1BrV9CPnX

Πέμπτη, 13 Ιανουαρίου 2011

Το «Πλανκ» ανακάλυψε νέες γαλαξιακές δομές




Σύμφωνα με την ανακοίνωση το “Πλανκ” εντόπισε μεγάλες ομάδες γαλαξιών που συγκλίνουν μεταξύ τους από τις τεράστιες δυνάμεις βαρύτητας. Οι διαστάσεις τους φτάνουν τα δεκάδες εκατομμύρια έτη φωτός και απέχουν τέσσερα δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.


Οι αστρονόμοι δήλωσαν στα διεθνή πρακτορεία ότι το τηλεσκόπιο “Πλανκ” έχει δημιουργήσει κατάλογο με περίπου 15.000 νέα ουράνια αντικείμενα. Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται πάνω από 20 ομάδες άγνωστων μέχρι τώρα γαλαξιών, ενώ επιβεβαιώθηκε η ύπαρξη άλλων 169 ομάδων γαλαξιών. Σημειώνεται ότι κάθε ομάδα περιέχει τουλάχιστον 100 γαλαξίες και κάθε γαλαξίας ένα δισεκατομμύριο άστρα, ενώ περιέχουν κολοσσιαίες ποσότητες αόρατης “σκοτεινής ύλης”.

Το τηλεσκόπιο “Πλανκ” διαθέτει τα πιο εξελιγμένα όργανα από κάθε άλλο παρατηρητήριο που έχει ποτέ εκτοξευθεί στο διάστημα και η επιστημονική κοινότητα ελπίζει ότι θα μπορέσει να “σαρώσει” με μεγαλύτερη ακρίβεια παρά ποτέ το σύνολο του ουρανού τουλάχιστον πέντε φορές, φτάνοντας στις χωροχρονικές εσχατιές του σύμπαντος, λίγο μετά την «Μεγάλη Έκρηξη».

Οι αστροφυσικοί ελπίζουν ότι μεταξύ άλλων το “Πλανκ” θα αποδείξει τη λεγόμενη θεωρία του “κοσμικού πληθωρισμού” που εισηγείται την απότομη επέκταση του σύμπαντος αμέσως μετά τη γέννησή του.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο “Πλανκ”, που φέρει το όνομα του διάσημου Γερμανού φυσικού και “πατέρα” της κβαντικής θεωρίας Μαξ Πλανκ, εκτοξεύθηκε τον Μάιο του 2009 και βρίσκεται σε απόσταση μεγαλύτερη των 1,5 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη. Τα όργανά του εστιάζονται στο αρχέγονο “πρώτο φως” , δηλαδή στον “απόηχο” του Μπιγκ Μπανγκ, για να αποκαλυφθούν τα μυστικά του πρώιμου σύμπαντος.

Το 2013 αναμένεται να ανακοινωθούν αναλυτικά τα σχετικά αποτελέσματα των παρατηρήσεών του.




Η εντυπωσιακή ψηφιακή εικόνα-χάρτης που έδωσαν στη δημοσιότητα οι αστρονόμοι, θα αποτελέσει το νέο διεθνές «σημείο αναφοράς» για τον ουρανό και έρχεται να αντικαταστήσει, μετά από περίπου μισό αιώνα, μια εικόνα που είχε δημιουργηθεί στη δεκαετία του ΄50 από το τηλεσκόπιο «Πάλομαρ» (Palomar Sky Survey). Η νέα εικόνα περιέχει περίπου δεκαπλάσια σε αριθμό ουράνια αντικείμενα (άστρα, γαλαξίες, νεφελώματα, κβάζαρ, αστεροειδείς κ.α.), σε σχέση με την εικόνα του Πάλομαρ.

Η πολυσύνθετη εικόνα αποτελείται από τη σύνθεση επτά περίπου εκατομμυρίων επιμέρους εικόνων, η κάθε μια από τις οποίες έχει ανάλυση 125 εκατ. εικονοστοιχείων (pixel), που απεικονίζουν κάθε ουράνιο αντικείμενο. Θα χρειάζονταν ενωμένες μισό εκατομμύριο τηλεοράσεις υψηλής ευκρίνειας (high definition) για να δει κανείς σε πλήρη ανάλυση αυτή την εικόνα, η οποία συνολικά έχει περισσότερα από ένα τρισεκατομμύριο «πίξελ».

Η εικόνα, με την ονομασία SDSS-III, που παρουσιάστηκε στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Ένωσης, σύμφωνα με το BBC, την εφημερίδα Guardian και τη DailyMail, κατέστη εφικτή χάρη στο πλαίσιο του προγράμματος ουράνιας παρατήρησης Sloan Digital Sky Survey, που «χτενίζει», εδώ και περίπου δώδεκα χρόνια, ενδελεχώς τον ουρανό, για να δημιουργήσει τον πιο λεπτομερή «χάρτη» του. Η εικόνα και τα δεδομένα που τη συνοδεύουν είναι δωρεάν προσβάσιμα, όχι μόνο από επαγγελματίες αστρονόμους, αλλά και από κάθε ερασιτέχνη και ενδιαφερόμενο πολίτη.

Περίπου 250 εκατ. άστρα και άλλοι τόσοι γαλαξίες έχουν μέχρι τώρα εντοπιστεί μέσω του προγράμματος αστρονομικής «χαρτογράφησης» Sloan Digital Sky Survey και η νέα εικόνα-χάρτης, που απεικονίζει αυτά τα 500 εκατ. ουράνια αντικείμενα, αναμένεται να αυξήσει σημαντικά αυτό τον αριθμό, καθώς τα νέα δεδομένα θα δώσουν πολλή δουλειά στους απανταχού αστρονόμους, επαγγελματίες και ερασιτέχνες. Τα στοιχεία του Sloan Survey είναι αυτά που χρησιμοποιεί και η online υπηρεσία Google Sky, η οποία επιτρέπει στους χρήστες να «περιδιαβαίνουν» στον ουρανό, όπως στους δρόμους της γειτονιάς τους.

Το «βαρύ πυροβολικό», που ως τώρα βρισκόταν πίσω από τα επιτεύγματα του Sloan Digital Sky Survey, ήταν μια κάμερα 125 εκατ. «πίξελ» (κάθε ένα από τα οποία περιέχει δεδομένα σε πέντε διαφορετικά χρώματα του ορατού φωτός), με την μεγαλύτερη ανάλυση στον κόσμο. Η κάμερα, που πλέον θα «βγει στη σύνταξη» και θα εκτίθεται στο επιστημονικό Μουσείο Σμιθσόνιαν της Ουάσιγκτον, ήταν προσαρτημένη σε ένα τηλεσκόπιο διαμέτρου δυόμισι μέτρων στο Νέο Μεξικό των ΗΠΑ. Τη δουλειά της αναλαμβάνουν πλέον να συνεχίσουν πιο σύγχρονα τηλεσκόπια, με όργανα φασματομετρίας, τα οποία ανακαλύπτουν νέα ουράνια αντικείμενα αναλύοντας το φάσμα του φωτός, που ένα σώμα στον ουρανό εκπέμπει.
Στόχος των αστρονόμων, μέσα από την μελέτη των νέων λεπτομερέστερων εικόνων, είναι να καταλάβουν γιατί το Σύμπαν επεκτείνεται με αυξανόμενο ρυθμό, κάτι που έχει αποδοθεί στη μυστηριώδη «σκοτεινή ενέργεια» και αποτελεί το μεγαλύτερο αίνιγμα σήμερα στην κοσμολογία. Επίσης, η αναζήτηση εξωπλανητών και η ανίχνευση της σκοτεινής ύλης αναμένεται να βοηθηθούν από το νέο ψηφιακό «χάρτη» του ουρανού.
(Πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ)

Τετάρτη, 5 Ιανουαρίου 2011

Ο βόρειος μαγνητικός πόλος της Γης μετακινείται ταχέως προς τη Σιβηρία


Από το Βήμα

Είναι πιο εύκολο να εντοπίσει κανείς τον Άη Βασίλη, ο οποίος συνήθως βρίσκεται στο βόρειο γεωγραφικό πόλο, παρά να βρει το ακριβές σημείο του βόρειου μαγνητικού πόλου του πλανήτη μας, το οποίο μετακινείται συνεχώς, εσχάτως όλο και πιο γρήγορα με κατεύθυνση προς τα νησιά της Σιβηρίας, σύμφωνα με νέες εκτιμήσεις των επιστημόνων, που προσπαθούν να ερμηνεύσουν το φαινόμενο.

Ο μαγνητικός βόρειος πόλος, που διαφέρει από τον γεωγραφικό βόρειο πόλο ή σκέτα βόρειο πόλο (δηλαδή το βορειότερο σημείο της Γης, όπου ο άξονας περιστροφής της τέμνει τον πλανήτη), είναι το σημείο στην επιφάνεια της Γης προς το οποίο "δείχνουν" όλες οι μαγνητικές πυξίδες.

 Ο μαγνητικός βόρειος πόλος εντοπίστηκε για πρώτη φορά στο βόρειο Καναδά, το 1831, από τον σκωτσέζο εξερευνητή Τζέημς Κλαρκ Ρος, ο οποίος μάλιστα δεν δίστασε να τοποθετήσει μια βρετανική σημαία στο σημείο, ώστε να το "κατοχυρώσει" για λογαριασμό της Βρετανίας. Δυστυχώς γι' αυτόν, ο πόλος έκτοτε…έφυγε από εκείνο το σημείο.

Καθώς οι γεωφυσικές συνθήκες στο εσωτερικό της Γης συνεχώς μεταβάλλονται, ο βόρειος μαγνητικός πόλος μετακινείται κάθε χρόνο. Οι μετρήσεις έχουν δείξει ότι αυτά τα 180 χρόνια μετά την ανακάλυψή του, ο πόλος μετακινείται βαθμιαία με ρυθμό σχεδόν 15 χιλιομέτρων ετησίως. Όμως στη δεκαετία του ΄90, για άγνωστο λόγο, η μετακίνηση αυτή επιταχύνθηκε σημαντικά, φθάνοντας τα 60 χιλιόμετρα το 2002 και έκτοτε έχει ελαφρά μειωθεί στα 55 χλμ., με κατεύθυνση βόρεια-βορειοδυτική στον Αρκτικό Ωκεανό. Αν συνεχίσει έτσι, σε μια δεκαετία περίπου ο βόρειος μαγνητικός πόλος θα βρεθεί στη Σιβηρία.

Γιατί όμως συμβαίνει αυτό; Μια εξήγηση, σύμφωνα με το αμερικανικό επιστημονικό περιοδικό "Scientific American", δίνει μια ομάδα γάλλων γεωφυσικών με επικεφαλής τον Arnaud Chulliat του Ινστιτούτου Φυσικής της Γης στο Παρίσι, οι οποίοι δημοσίευσαν σχετικές μελέτες στα περιοδικά "Eos" και "Journal of Geophysical Research-Solid Earth" της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης.

 Οι ερευνητές αποδίδουν την μετακίνηση σε μια ελικοειδή στήλη λιωμένων υλικών που ανεβαίνει από τα έγκατα του πλανήτη. Όπως αναφέρουν, τέτοιες στήλες λιγότερο πυκνών υγρών σχηματίζονται στα σύνορα του εσωτερικού πυρήνα της Γης και στη συνέχεια βρίσκουν διέξοδο προς την επιφάνεια μέσω ενός "κυλίνδρου", ο κεντρικός άξονας του οποίου είναι ο άξονας περιστροφής του πλανήτη μας.

Η γρήγορη περιστροφή της Γης προκαλεί ισχυρή ελικοειδή κίνηση στα λιωμένα υλικά που περιέχονται μέσα σε αυτή τη στήλη. Οι κινήσεις αυτές, που επιδρούν στον μανδύα κάτω από την Αρκτική, έχουν ως συνέπεια την μετακίνηση του βορείου μαγνητικού πόλου, μέσω μιας διαδικασίας που κάπως μοιάζει με την μεταβαλλόμενη μαγνητική δραστηριότητα, η oποία παράγει τις πιο σκούρες "κηλίδες" στον ήλιο.

 Οι νέες μετρήσεις του μαγνητικού πεδίου στα Νέα Σιβηριανά Νησιά δείχνουν ότι μια τέτοια διαδικασία πρέπει να βρίσκεται σε εξέλιξη από κάτω τους, αν και απόδειξη προς το παρόν δεν μπορεί να υπάρξει, όπως παραδέχτηκαν οι γάλλοι επιστήμονες. Η λύση του μυστηρίου, που βρίσκεται "θαμμένο" στο εσωτερικό της Γης, θα απαιτήσει νέες επιστημονικές γνώσεις και μεθόδους, καθώς και περισσότερα στοιχεία από τους δορυφόρους που μελετούν το Αρκτικό μαγνητικό περιβάλλον. 

Διαβάστε περισσότερα: http://www.tovima.gr/default.asp?pid=2&ct=33&artId=375837&dt=31/12/2010#ixzz1A9J9j1FN

next 5 in 5 Οι προβλέψεις της ΙΒΜ για τις τεχνολογικες εξελιξεις