Χρειάζεται ο ακριβής συντονισμός των νόμων της φυσικής για να υπάρχουμε;

Έχει ονομαστεί το παράδοξο Goldilocks. Δηλαδή αν η ισχυρή πυρηνική δύναμη που συγκρατεί τους πυρήνες ήταν μόνο κατά τι μεγαλύτερη από ό,τι είναι, τότε τα αστέρια σαν τον ήλιο μας θα έκαιγαν από τα καύσιμα τους, το υδρογόνο, σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Ο ήλιος μας θα είχαν εκραγεί πολύ καιρό πριν και δεν θα υπήρχε ζωή στη Γη. Εάν η ασθενής πυρηνική δύναμη, ήταν κατά τι πιο ασθενής, τότε τα βαριά στοιχεία που συνθέτουν τα περισσότερα πράγματα στον κόσμο μας δεν θα ήταν εδώ, και ούτε εσείς φυσικά.

Το διαρκές μυστήριο της ανίχνευσης του μοναδικού μαγνητικού μονόπολου του σύμπαντος

Φανταστείτε ότι είστε φυσικός και σχεδιάζεται ένα πείραμα που ο καθένας περιμένει ότι δεν θα δει απολύτως τίποτα. Έχετε επενδύσει στα όρια της φυσικής: ψάχνετε για ένα σημάδι ενός απίθανου, αλλά θεωρητικά όχι αδύνατου, σωματιδίου που δεν έχει δει ποτέ κανείς πριν, το μαγνητικό μονόπολο. Μερικοί επιστήμονες έχουν υποθέσει, εδώ και πολλές δεκαετίες, ότι ένα τέτοιο σωματίδιο θα μπορούσε ενδεχομένως να υπάρχει, αλλά όλες οι προσπάθειες ανίχνευσης της ύπαρξής του – τόσο άμεσης όσο και έμμεσης – έχουν αποτύχει.

Πώς το σύμπαν δεν κατέρρευσε αμέσως μετά το Bing Bang σε μια μαύρη τρύπα;

Σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang), όλη η ύλη και η ενέργεια του σύμπαντος αναδύθηκε από μια χωροχρονική ανωμαλία. Γιατί τότε όλη αυτή η ύλη, καθώς βρισκόταν μάλιστα και σε πολύ μικρό χώρο, δεν κατέρρευσε αμέσως σε μια μαύρη τρύπα; Η ερώτηση αυτή έχει πραγματικά δύο σκέλη. Πρώτα, πως κατόρθωσε όλη αυτή η ύλη να βγει από μια ανωμαλία; Σε τελευταία ανάλυση οι φυσικοί περιγράφουν την χωροχρονική ανωμαλία μιας μαύρης τρύπας σαν ένα απύθμενο λάκκο, μέσα στον οποίο πέφτει η ύλη που προέρχεται απ’ έξω, αλλά τίποτα δεν μπορεί να διαφύγει από αυτόν.

Η σκοτεινή ύλη μπορεί να μην υπάρχει πραγματικά – και μια εναλλακτική θεωρία μπορεί να τεθεί υπό δοκιμή

Οι επιστήμονες αναζητούν την «σκοτεινή ύλη» – μια άγνωστη και αόρατη ουσία που νομίζουμε ότι δρα σαν συγκολλητική ουσία για να φτιαχτούν οι μεγάλες δομές, όπως οι γαλαξίες, στο σύμπαν, ενώ αντιπροσωπεύει περίπου το 85% της ύλης και περίπου το 1/4 της συνολικής ενεργειακής της πυκνότητας – για σχεδόν έναν αιώνα. Ο λόγος αυτής της επιμονής είναι ότι η σκοτεινή ύλη είναι απαραίτητη σε μια ποικιλία αστροφυσικών παρατηρήσεων, συμπεριλαμβανομένων των βαρυτικών αποτελεσμάτων που δεν μπορούν να εξηγηθούν, εκτός κι εάν υπάρχει περισσότερη ύλη από ό, τι μπορεί να δει κανείς. Για το λόγο αυτό, οι περισσότεροι ειδικοί πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη είναι πανταχού παρούσα στο σύμπαν και ότι είχε ισχυρή επιρροή στη δομή και την εξέλιξή του. Ωστόσο, οι αναζητήσεις σκοτεινής ύλης παρέμειναν έως τώρα ανεπιτυχείς.

Ποιο είναι το σχήμα του σύμπαντος;

Όσοι έχουν διαβάσει εκλαϊκευμένα βιβλία της φυσικής και της αστρονομίας, συχνά βλέπουν ότι το big bang εξηγείται με τη χρήση μιας εικόνας που περιγράφει ένα σύμπαν δύο διαστάσεων (σαν την επιφάνεια ενός μπαλονιού) που επεκτείνεται στις τρεις διαστάσεις. Τι σχήμα όμως έχει στην πραγματικότητα το σύμπαν; Για το σχήμα υπάρχουν τρεις γενικές δυνατότητες.

Η γέννηση μιας μηχανής στο CERN

Το CERN, το ευρωπαϊκό εργαστήριο φυσικής υψηλών ενεργειών στη Γενεύη, αυτή την εποχή διανύει μια ενδιαφέρουσα περίοδο. Ξεκίνησε η διαδικασία για την επικαιροποίηση της ευρωπαϊκής στρατηγικής στον τομέα των υψηλών ενεργειών, μια διαδικασία που θα ολοκληρωθεί το 2020. (Ο τομέας υψηλών ενεργειών είναι τομέας της Φυσικής που ασχολείται με την κατανόηση του μικρόκοσμου και ως εκ τούτου της φύσης, με κύρια εργαλεία μεγάλους ερευνητικούς επιταχυντές. Επιταχυντές είναι επιστημονικές μηχανές που χρησιμοποιούν ένα τέχνασμα –τη μετατροπή ενέργειας σε μάζα– για να εξαναγκάσουν τη φύση να κάνει τη δουλειά της, ενώ είμαστε έτοιμοι να την παρατηρήσουμε.)

Πως εξηγήθηκε θεωρητικά η υπερρευστότητα του υγρού He II από τον Lev Landau

Το 1938 ο Ρώσος φυσικός Πιοτρ Λεονίντοβιτς Καπίτσα ανακάλυψε ότι το 4He έχει σχεδόν μηδενικό ιξώδες σε θερμοκρασίες κοντά στους 0 Κ. Το φαινόμενο αυτό σήμερα ονομάζεται υπερρευστότητα, ενώ το υπέρρευστο ήλιο έχει την ιδιότητα να περνάει εύκολα πολύ λεπτά τριχοειδή αγγεία και σχισμές, που σχεδόν αποτρέπουν εντελώς τη ροή όλων των άλλων υγρών. Η πιο παράξενη ιδιότητά του είναι η ικανότητά του να σκαρφαλώνει, ουσιαστικά χωρίς τριβές σε ένα δοχείο και υπερνικώντας την βαρύτητα να το γεμίζει μέχρι να εξισωθούν οι επιφάνειες μέσα και έξω από αυτό.

Η θεωρία του αέναου σύμπαντος πέρα από το Big Bang

Στο βιβλίο Αέναο σύμπαν Τι υπήρχε πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη οι κοσμολόγοι Paul Steinhardt και Neil Turok διαπραγματεύονται την ιστορία ενός Κόσμου δίχως τέλος, ένα κυκλικό σύμπαν που πεθαίνει και ξαναγεννιέται κάθε ένα τρισεκατομμύριο χρόνια. Οι δύο προτείνουν ότι το σύμπαν μας δεν είναι το πρώτο που δημιουργήθηκε τότε, αλλά είναι απότοκο κάποιου προηγούμενου σύμπαντος Η νέα θεωρία που υποστηρίζει ότι υπάρχει ένας συνεχόμενος κύκλος συμπάντων, δέχεται ότι το κάθε ένα είναι μια επανάληψη του προηγούμενου αλλά όχι και ακριβές αντίγραφό του. Γι αυτό και ο χρόνος ξεκίνησε στην πραγματικότητα πριν από το Big Bang, γιατί φυσικά υπήρχε κάποιο σύμπαν πριν από αυτό. Αυτό με τη σειρά του μπορεί να σημαίνει ότι το παρόν σύμπαν είναι πολύ πιο ηλικιωμένο από ότι σήμερα πιστεύουμε.

Γιατί οι εσωτερικοί χώροι μιας μαύρης τρύπας μεγαλώνουν (σχεδόν) για πάντα

Ο Leonard Susskind, πρωτοπόρος της θεωρίας των χορδών , της ολογραφικής αρχής και άλλων μεγάλων ιδεών της φυσικής που καλύπτουν τον τελευταίο μισό αιώνα, πρότεινε μια λύση σε ένα σημαντικό αίνιγμα για τις μαύρες τρύπες . Το πρόβλημα είναι ότι παρόλο που αυτές οι μυστηριώδεις, αόρατες μαύρες οπές φαίνονται απέξω να παραμένουν σταθερές, οι εσωτερικοί χώροι τους συνεχίζουν να αυξάνονται ουσιαστικά για πάντα. Πώς είναι αυτό δυνατόν;

Οι πέντε τρόποι που μπορεί να τελειώσει το σύμπαν και ο ρόλος της σκοτεινής ενέργειας

Κοιτάζοντας έξω στο Σύμπαν σήμερα, είναι εύκολο να είμαστε τρομαγμένοι από όλα αυτά που μπορούμε να βρούμε. Τα αστέρια που βλέπουμε στον νυχτερινό μας ουρανό είναι ένα μικρό κλάσμα – λίγες χιλιάδες από τα εκατοντάδες δισεκατομμύρια – που υπάρχουν στον Γαλαξία μας. Ο ίδιος ο Γαλαξίας είναι ένας μοναχικός γαλαξίας από τα τρισεκατομμύρια που υπάρχουν στο παρατηρούμενο Σύμπαν, το οποίο όμως εκτείνεται προς όλες τις κατευθύνσεις μήκους περίπου 46 δισεκατομμύρια έτη φωτός.

Μήπως το σύμπαν μας αναδύεται σε μια φυσαλίδα που διαστέλλεται σε μια υψηλότερη διάσταση. Μια νέα θεωρία της φυσικής λέει ναι.

Όπως ένα κομμάτι αφρού στην κορυφή ενός ωκεάνιου κύματος, έτσι και το παρατηρούμενο σύμπαν μας μπορεί να μην είναι τίποτα περισσότερο από μία ‘λωρίδα’ που κάθεται μέσα στην άκρη μιας φυσαλίδας που συνεχώς επεκτείνεται σε μια υψηλότερη διάσταση.

Το σύμπαν μας; Αναδύεται σε μια διογκωμένη φυσαλίδα σε μια πρόσθετη διάσταση

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουψάλα έχουν επινοήσει ένα νέο μοντέλο για το Σύμπαν – το οποίο μπορεί να λύσει το αίνιγμα της σκοτεινής ενέργειας. Στο άρθρο τους, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review Letters , προτείνουν μια νέα δομική αντίληψη, συμπεριλαμβανομένης της σκοτεινής ενέργειας, για ένα σύμπαν που εξελίσσεται σε μια αναπτυσσόμενη φούσκα σε μια πρόσθετη διάσταση.

Υπεραγωγοί, ένας θαυμαστός κόσμος

Τι είναι η υπεραγωγιμότητα;
Υπεραγωγιμότητα είναι ένα φαινόμενο που εμφανίζεται σε μερικά υλικά, σύμφωνα με το οποίο, όταν αυτά ψυχθούν κάτω από μια κρίσιμη θερμοκρασία Τc αυτά εμφανίζουν τις εξής δύο ιδιότητες:
Μηδενική ηλεκτρική αντίσταση
Τέλειο διαμαγνητισμό (φαινόμενο Meissner)

Οι επιστήμονες δεν μπορούν να συμφωνήσουν στο ρυθμό διαστολής του σύμπαντος

Το διαστελλόμενο σύμπαν, γεμάτο γαλαξίες και η σύνθετη δομή που παρατηρούμε σήμερα, προέκυψε από μια μικρότερη, θερμότερη, πιο πυκνή, πιο ομοιόμορφη κατάσταση. Χρειάστηκαν χιλιάδες επιστήμονες που δούλευαν εδώ και εκατοντάδες χρόνια για να φτάσουμε σε αυτήν την εικόνα και παρόλα αυτά η έλλειψη συναίνεσης για το ποιός είναι ο ρυθμός διαστολή (η σταθερά του Hubble), μας λέει ότι κάτι είναι τρομακτικά λανθασμένο ή ότι έχουμε κάπου κάποιο ασαφές σφάλμα.

Η θεωρία του "σκοτεινού υγρού" θα μπορούσε τελικά να εξηγήσει το 95% του κόσμου που λείπει

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης μπορεί να έχουν λύσει ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στη σύγχρονη φυσική, με μια νέα θεωρία που ενώνει τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια σε ένα ενιαίο φαινόμενο: ένα υγρό που έχει αρνητική μάζα. Εάν επρόκειτο να πιέσετε μια τέτοια αρνητική μάζα, θα επιταχυνθεί προς το μέρος σας. Αυτή η εκπληκτική νέα θεωρία μπορεί επίσης να αποδειχθεί σωστή μια πρόβλεψη που ο Αϊνστάιν έκανε πριν από 100 χρόνια.

Η χαοτική κίνηση του Υπερίωνα

Ο Υπερίωνας είναι ένας από τους δεκάδες και τους πιο ενδιαφέροντες δορυφόρους του Κρόνου, ενώ στη μυθολογία ήταν ένας εκ των Τιτάνων. Είναι ο μόνος γνωστός δορυφόρος του ηλιακού μας συστήματος που περιφέρεται χαοτικά και αντιπροσωπεύει ένα από τα πρώτα δείγματα χαοτικής κίνησης μεγάλης κλίμακας που παρατηρήθηκε στο Σύμπαν. Η χαμηλή πυκνότητά του δείχνει ότι αποτελείται κυρίως από παγωμένο νερό, με μόνο μια μικρή ποσότητα βράχου. Θεωρείται ότι μπορεί να είναι σαν ένας χαλαρός σωρός ερειπίων στην φυσική του σύνθεση που συγκρατείται λόγω της βαρύτητας του σώματος. Είναι επίσης ο μοναδικός ομαλός δορυφόρος στο Ηλιακό Σύστημα που δεν είναι παλιρροϊκά κλειδωμένος με τον πλανήτη του.

Δανοί φυσικοί αμφισβητούν την ανίχνευση των κυμάτων βαρύτητας

Η πρώτη άμεση ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων ανακοινώθηκε στις 11 Φεβρουαρίου 2016 και προκάλεσε πρωτοσέλιδα σε όλο τον κόσμο, απέσπασε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 2017 και ξεκίνησε επίσημα μια νέα εποχή, αυτής της αποκαλούμενης αστρονομίας «πολλών αγγελιοφόρων». Ωστόσο, μια ομάδα φυσικών στο Ινστιτούτο Niels Bohr της Κοπεγχάγης, λέει ότι η ανίχνευση αυτή είναι αμφισβητήσιμη με βάση τη δική της ανεξάρτητη ανάλυση δεδομένων που πραγματοποιήθηκε τα τελευταία δυόμισι χρόνια.

Η βασική διαφορά ενός μαθηματικού (Πουανκαρέ) από έναν φυσικό (Αϊνστάιν)

Η βασική διαφορά ενός μαθηματικού από έναν φυσικό είναι η εξής: ο μαθηματικός προσπαθεί να δημιουργήσει θεωρίες όσο το δυνατόν γενικότερες, ενώ ο φυσικός θέλει να λύσει ένα συγκεκριμένο πρόβλημα. Ένα πολύ καλό παράδειγμα αυτής της διαφοράς είναι η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας.

Γιορτάζει η αθέατη σκοτεινή ύλη που συγκρατεί σαν «κόλλα» τους γαλαξίες

Για δεύτερη χρονιά γιορτάζεται διεθνώς φέτος στις 31 Οκτωβρίου, η Ημέρα Σκοτεινής Ύλης (Dark Matter Day), προκειμένου να μάθει περισσότερα η διεθνής κοινή γνώμη για την προσπάθεια των επιστημόνων να φωτίσουν ένα από τα μεγάλα μυστήρια του σύμπαντος

Τα μυστικά της κβαντικής διεμπλοκής και οι εξελίξεις της

Η κβαντομηχανική θεωρείται απόκοσμη σε σχέση με τη μηχανική της πραγματικότητας που αντιλαμβανόμαστε. Ένα αξιοσημείωτο κβαντικό φαινόμενο είναι αυτό της λεγόμενης “κβαντικής διεμπλοκής”. Η κβαντική διεμπλοκή είναι ένα παράδοξο κβαντικό φαινόμενο, το οποίο ο Αϊνστάιν είχε χαρακτηρίσει “στοιχειωμένο” αφού οι κινήσεις και γενικότερα οι ιδιότητες δύο σωματιδίων ή αντικειμένων αλληλοεπηρεάζονται ακαριαία.