Έξι ακόμα ενδιαφέρουσες επιστημονικές ειδήσεις του 2007

Άρθρο, Δεκέμβριος 2007

1. Η Διακυβερνητική Διάσκεψη για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC)

Αυτό το δίκτυο με χιλιάδες επιστήμονες από όλο τον κόσμο υπάρχει από τα τέλη της δεκαετίας του '80, αλλά μόνο το 2007 η IPCC άφησε πραγματικά το σημάδι της, εξαιτίας μιας επιστημονικής συναίνεσης για την αλλαγή του κλίματος. Στην τέταρτη έκθεση αξιολόγησής της σχετικά με την αλλαγή του κλίματος, που περιέλαβε μια σειρά εκθέσεων, η Διακυβερνητική Διάσκεψη IPCC έδωσε ολοκληρωμένα επιχειρήματα ότι η παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας είναι πραγματική, και ότι οι άνθρωποι είναι η κύρια αιτία της. Η IPCC απαρίθμησε επίσης τις πιθανές συνέπειες της ανεξέλεγκτης θέρμανσης, και έδωσε στη δημοσιότητα εκείνες τις οικονομικές και τεχνολογικές αλλαγές που απαιτούνται για να αποφύγουμε τα χειρότερα σενάρια. Η αλλαγή του κλίματος είναι μια βαρυσήμαντη πρόκληση, αλλά η IPCC - που μοιράστηκε το Νόμπελ Ειρήνης μαζί με τον Al Gore αυτή τη χρονιά - μας έχει ανοίξει το δρόμο για την αντιμετώπιση της.

Ο πλανήτης Γη ήδη εκπέμπει τα πρώτα SOS

2. Συνεχίζεται η απώλεια των πάγων της Αρκτικής

Στο περίφημο βορειοδυτικό πέρασμα μεταξύ του Ειρηνικού και Ατλαντικού ωκεανού, την διαδρομή δηλαδή μέσω την Αρκτικών περιοχών του Καναδά από την Ευρώπη στην Ασία, για πρώτη φορά είναι ανοικτό στην κυκλοφορία, ενώ η Γροιλανδία βρέθηκε ότι χάνει με πολύ γρηγορότερο ρυθμό την παγοκάλυψη της.

Το πέρασμα αυτό μέχρι τώρα ήταν όλο το χρόνο γεμάτο πάγους, αλλά το καλοκαίρι που μας πέρασε οι περισσότεροι πάγοι έλιωσαν δίνοντας το έτσι στην ναυσιπλοΐα. Έτσι, μειώθηκε η παγοκάλυψη κατά 1 εκατομμύριο τετραγωνικά χιλιόμετρα ή ότι έφτασε να έχει μόνο 3 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα.

Η Γροιλανδία είναι τόσο μεγάλη ώστε λειτουργεί και σαν γιγάντιο κλιματιστικό για την ευρύτερη περιοχή. Το φαινόμενο της ανάκλασης της ηλιακής θερμότητας από το χιόνι και τον πάγο (albedo) κατά 80% , κρατάει τις θερμοκρασίες στη περιοχή λογικές. Αλλά καθώς ο πάγος λιώνει οι σκουρότερες θάλασσες και τα γυμνά βουνά απορροφούν περισσότερη θερμότητα επιταχύνοντας ακόμη περισσότερο το λιώσιμο και προκαλώντας άνοδο των θαλασσών, που στο μέλλον θα πνίξουν μεταξύ άλλων το Δέλτα του Νείλου, το Σαν Φρανσίσκο και το 40% του Μπαγκλαντές.

Στην Αρκτική που θεωρείται ο καθρέφτης της ζωής για ολόκληρο τον πλανήτη, τα πράγματα αλλάζουν με πολύ γρήγορο ρυθμό που ξεπερνά τις εκτιμήσεις της Διακυβερνητικής για τη Κλιματική Αλλαγή. Για παράδειγμα, η θάλασσα γύρω από τη μεγαλύτερη πόλη της Αρκτικής Γροιλανδίας ήταν πάντα παγωμένη ανάμεσα στο Δεκέμβριο και τον Μάιο. Δεν έχει παγώσει καθόλου εδώ και τρία χρόνια.

Στην 4η έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Αλλαγή του Κλίματος, που παρουσιάστηκε στις αρχές του χρόνου αναφερόταν ότι η Αρκτική θα είναι ελεύθερη από πάγους ως τα τέλη του αιώνα. Τώρα όμως, κάποιοι επιστήμονες εκτιμούν ότι αυτό θα γίνει ως το 2020.  Πριν δέκα χρόνια θεωρείτο πως η παγοκάλυψη της Γροιλανδίας,  που έχει πάχος σε κάποια τμήματα ως και 3300 μέτρα, θα έκανε αιώνες για να λιώσει. Σήμερα ο ρυθμός απώλειας των πάγων αυτών κάνει την οποιαδήποτε εκτίμηση για το τι θα συμβεί αβάσιμη. Από την Γροιλανδία ο ανθρώπινος πολιτισμός αρχίζει να μπαίνει σε αχαρτογράφητη περιοχή.

Συνεχίζεται η απώλεια των πάγων της Αρκτικής

3. Η Ανθρώπινη μετανάστευση από την Αφρική

Στις αρχές του τρέχοντος έτους, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων ανήγγειλε ότι η ανάλυση ενός κρανίου που ανακαλύφθηκε στη πόλη Χοφμάιερ της Νότιας Αφρικής το 1952 αποκάλυψε τα πρώτα στοιχεία από απολίθωμα ότι οι σύγχρονοι άνθρωποι άφησαν την Αφρική ανάμεσα από 65.000 έως 25.000 έτη πριν. Οι επιστήμονες καθόρισαν την ηλικία του κρανίου με τη βοήθεια των επιπέδων της ακτινοβολίας της άμμου στην οποία ήταν θαμμένο το κρανίο. Συγκεκριμένα οι ειδικοί υπολόγισαν τον ετήσιο ρυθμό με τον οποίο συλλεγόταν ραδιενέργεια στην άμμο και διασταύρωσαν τα αποτελέσματα με τις πληροφορίες που προέκυψαν από αξονική τομογραφία του οστού. Έτσι, υπολόγισαν ότι ήταν περίπου 36.000 ετών - με ένα συν ή πλην 3.000 έτη - και ταιριάζει με τα κρανία που βρέθηκαν στην Ευρώπη, την ανατολική Ασία και την Αυστραλία, στην ηλικία και την εμφάνιση, υποστηρίζοντας έτσι τη θεωρία ότι ο σύγχρονος άνθρωπος δημιουργήθηκε στην υπο-Σαχάρια Αφρική και εξαπλώθηκε από εκεί σε όλο τον κόσμο.

Είναι γνωστό ότι για μεγάλο χρονικό διάστημα υπήρχαν δύο θεωρίες σχετικά με την εξέλιξη του σύγχρονου ανθρώπου. Σύμφωνα με την πρώτη - την προέλευση από μία μόνο περιοχή (single origin) - ο άνθρωπος εξελίχθηκε μόνο στην Ανατολική Αφρική γύρω στα 100.000-200.000 χρόνια πριν και από εκεί εξαπλώθηκε στον υπόλοιπο κόσμο. Η δεύτερη θεωρία - προέλευση από πολλές περιοχές (multiregional evolution) - αναφέρει ότι εξελίχθηκε σε διάφορα γεωγραφικά σημεία του πλανήτη σε μεγάλο βάθος χρόνου και σε ποικίλες χρονικές στιγμές στο κάθε γεωγραφικό σημείο.

Είναι αξιοπρόσεκτο γεγονός ότι η ανάλυση πιστοποίησε τη συγγένεια του κρανίου με άλλα κρανία της ίδιας χρονικής περιόδου από την Ευρώπη. Και μάλιστα η συγγένεια με τα ευρωπαϊκά ευρήματα αποδείχθηκε πολύ στενότερη σε σχέση με εκείνη που προέκυψε από τη συγκριτική ανάλυση του κρανίου της πόλης Χοφμάιερ με κρανία σύγχρονων πληθυσμών από την Αφρική. Αυτό μας δείχνει ότι ο άνθρωπος γύρω στα 40.000-30.000 χρόνια πριν εμφάνιζε πολλές ομοιότητες στα διαφορετικά σημεία της Γης και πιθανότατα το κρανίο Χοφμάιερ - όπως και τα αντίστοιχα κρανία από την Ευρώπη - προέρχεται από τον αρχικό πληθυσμό του Homo sapiens που εξαπλώθηκε από την Αφρική στον υπόλοιπο κόσμο.

Σε ό,τι αφορά μάλιστα το ταξίδι του σύγχρονου ανθρώπου προς την Ευρώπη, η «γέφυρα» για την εξάπλωσή του, σύμφωνα με Έλληνες ερευνητές, ήταν η Ανατολική Ευρώπη και κύριος «σταθμός» του αυτός της Βόρειας Ελλάδας (Ήπειρος, Μακεδονία, Θράκη).

4. Το Hubble κάνει τον τρισδιάστατο χάρτη της σκοτεινής ύλης

Αστρονόμοι χαρτογράφησαν τον κοσμικό ιστό της σκοτεινής ύλης πάνω στον οποίο συγκεντρώνονται τα αστέρια και οι γαλαξίες.  Η  σκοτεινή ύλη δεν ανακλά ή δεν εκπέμπει κάποιο ανιχνεύσιμο φως, όμως αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας στον Κόσμο. Η μελέτη αυτή, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature μας έδωσε την καλύτερη απόδειξη μέχρι τώρα ότι η κατανομή των γαλαξιών ακολουθεί την κατανομή της σκοτεινής ύλης.

Κι αυτό συμβαίνει επειδή η σκοτεινή ύλη προσελκύει τη "συνηθισμένη" ύλη μέσω της βαρυτικής έλξης. 

Το Hubble έφτιαξε αυτόν τον τρισδιάστατο χάρτη της σκοτεινής ύλης, που απεικονίζει τις νηματοειδείς συγκεντρώσεις της σκοτεινής ύλης που αποτέλεσαν τη 'σκαλωσιά' για το σχηματισμό των γαλαξιών. Ο χάρτης μας αποκαλύπτει ότι τα σμήνη των γαλαξιών βρίσκονται μέσα στις συμπαγείς μάζες της αόρατης σκοτεινής ύλης και ότι αυτές οι συμπαγείς μάζες συνδέονται μεταξύ τους μέσω ζεύξεων σκοτεινής ύλης, τις λεγόμενες ίνες. Οι συμπαγείς μάζες και οι ίνες διαμορφώνουν ένα χαλαρό δίκτυο σαν έναν ιστό.

Για τη μελέτη αυτή έγιναν σχεδόν 1.000 ώρες παρατηρήσεων με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, σε μια περιοχή του ουρανού που χωρίστηκε σε ένα παζλ 575 φωτογραφιών.

Η συνηθισμένη ύλη - αέρια, αστέρια, πλανήτες και γαλαξίες - αποτελεί ακριβώς το ένα έκτο όλης της ύλης στον Κόσμο. Το υπόλοιπο τμήμα είναι απαρατήρητο.

Ενώ οι προηγούμενες μελέτες της σκοτεινής ύλης στηρίχθηκαν στις προσομοιώσεις, η νέα μελέτη απαριθμεί τη μεγάλης κλίμακας κατανομή της σε έναν τρισδιάστατο χάρτη.

5. Αστρονόμοι βρίσκουν μια τεράστια τρύπα στο διάστημα

Προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Ηριδανού βρέθηκε μια περιοχή όπου δεν υπάρχει καμιά ύλη, είτε η ορατή είτε η αόρατη σκοτεινή ύλη. Βέβαια τέτοιες περιοχές κενές από οποιαδήποτε μορφή ύλης είχαν εντοπιστεί και άλλοτε, αλλά ποτέ δεν είχαν τέτοιο τεράστιο μέγεθος όσο αυτή, με πλάτος περίπου 1 δισεκατομμύριο έτη φωτός.

Η περιοχή αυτή είναι στο σημείο που είναι γνωστό ως WMAP  Cold Spot στην εικόνα της Κοσμικής Μικροκυματικής Ακτινοβολίας (CMB), όπως φαίνεται στην εικόνα. Για τον εντοπισμό δε της περιοχής αυτής χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τη συστοιχία των 27 ραδιοτηλεσκοπίων Very Large Array στο Νέο Μεξικό.

Η ακτινοβολία CMB, που είναι η εξασθενημένη μικροκυματική ακτινοβολία - στους 160.2 gigahertz - κατάλοιπο από την εποχή του Big Bang, μας δίνει την πρώτη βρεφική εικόνα του σύμπαντος. Οι ανωμαλίες στην CMB δείχνουν δομές που υπήρχαν στο σύμπαν λίγες εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια μετά το Big Bang.

Η τεράστια αυτή κενή περιοχή μπορεί να μας δώσει κάποιες νύξεις για τη λειτουργία της σκοτεινής ενέργειας στον απόμακρο Κόσμο. 

Η περιοχή αυτή ξεχωρίζει στα στοιχεία του δορυφόρου WMAP επειδή είναι ελαφρώς πιο ψυχρή - μια διαφορά θερμοκρασίας στο επίπεδο εκατομμυριοστών του ενός βαθμού Κέλβιν. Έτσι, προκύπτουν δύο δυνατότητες για την κενή περιοχή: Είτε ότι το ψυχρό σημείο θα μπορούσε να είναι εγγενές στην ίδια την CMB, μια δομική ανωμαλία στον πρώιμο Κόσμο. Ή ότι θα μπορούσε να δείχνει κάτι μέσω του οποίου πέρασε η ακτινοβολία CMB κατά το δρόμο της μέχρι τους ανιχνευτές της CMB στη Γη.

Η νέα μελέτη που χρησιμοποιεί στοιχεία από τα παρατηρητήρια VLA δείχνει ότι η ελαφρώς χαμηλότερη θερμοκρασία της ακτινοβολίας CMB σε αυτήν την περιοχή εμφανίζεται να προκαλείται από μια τεράστια τρύπα απαλλαγμένη σχεδόν από ύλη, που κατά προσέγγιση είναι 6-10 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Το γεγονός αυτό φυσικά δεν είναι συνηθισμένο. Ο Κόσμος είναι γνωστό πως χαρακτηρίζεται από κενά κατά ένα μεγάλο μέρος άδεια από ύλη, αλλά καμιά δεν ήταν σε αυτήν την κλίμακα, ούτε δε οι προσομοιώσεις μας έδωσαν το μέγεθος αυτής της τρύπας. Οι ερευνητές εξετάζουν τώρα το μέγεθος αυτό να οφείλεται στη σκοτεινή ενέργεια. Η έλλειψη της ύλης δημιουργεί χαμηλότερες θερμοκρασίες στη CMB, υποστηρίζει η ομάδα, επειδή τα φωτόνια της CMB που περνούν μέσα από το κενό προτού φθάσουν στη γη θα πρέπει να έχουν λιγότερη ενέργεια από αυτά που περνούν μέσω του χώρου γεμάτα με μια κανονική κατανομή της ύλης.

Σε μια απλή διαστολή του Κόσμου, χωρίς καμιά σκοτεινή ενέργεια, τα φωτόνια που πλησιάζουν μια μεγάλη μάζα - όπως ένα υπερσμήνος γαλαξιών - κερδίζουν ενέργεια από τη βαρύτητά του. Και μόλις αυτά απομακρύνονται, η βαρύτητα μειώνει την ενέργειά τους. Έτσι, τελικά έχουν την ίδια ενέργεια με αυτή που άρχισαν.

Αλλά τα φωτόνια που περνούν μέσω ενός διαστήματος πλούσιου σε ύλη, όταν η σκοτεινή ενέργεια είναι κυρίαρχη, δεν επιστρέφουν πίσω στο αρχική ενεργειακή κατάσταση τους. Η σκοτεινή ενέργεια αντιδρά στην επίδραση της βαρύτητας και έτσι οι μεγάλες μάζες δεν μειώνουν τόσο πολύ την ενέργεια των φωτονίων καθώς αυτά απομακρύνονται. Κατά συνέπεια, αυτά τα φωτόνια φθάνουν στη Γη με μια ελαφρώς υψηλότερη ενέργεια, ή θερμοκρασία, από ότι σε έναν Κόσμο χωρίς σκοτεινή  ενέργεια.

Αντιθέτως, φωτόνια που περνούν μέσω ενός μεγάλου κενού 'νιώθουν' μια μείωση της ενέργειας τους.

Οι επιστήμονες αναφέρονται σε αυτό το φαινόμενο ως Integrated Sachs-Wolfe Effect και ένα αντίστοιχο "θερμό σημείο" στην CMB που συνδέθηκε με ένα χώρο του διαστήματος στο οποίο υπήρχε ένα υπερσμήνος γαλαξιών προσδιορίστηκε πριν μερικά χρόνια.

"Στην ουσία, αυτή η μελέτη μας δίνει μια πολύ κομψή επίδειξη της ύπαρξης της σκοτεινής ενέργειας με έναν τρόπο που είναι πολύ πειστικός", σχολίασε ο καθηγητής Carlos Frenk, διευθυντής του ιδρύματος για την υπολογιστική κοσμολογία στο πανεπιστήμιο Durham.

Ο λόγος που το κενό υπάρχει δεν είναι γνωστός. "Αυτό που βλέπουμε είναι μια πρόκληση για τους ανθρώπους που εργάζονται πάνω στην ανάπτυξη της δομής στον Κόσμο. Είναι ένα πολύ καυτό θέμα στην κοσμολογία", σχολιάζει ο καθηγητής Rudnick. Ίσως οι κοσμικές τρύπες να δημιουργούνται όταν η βαρύτητα περιοχών με μεγάλη πυκνότητα ύλης έλκει υλικό από πιο αραιές περιοχές και τις αδειάζει.

Η σκοτεινή ενέργεια χρωματίζει μια κενή περιοχή του σύμπαντος

Ένα ψυχρό σημείο στο Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων θα μπορούσε να είναι το λείψανο της Μεγάλης Έκρηξης

Το κενό: Αποτύπωμα ενός άλλου Κόσμου;

6. Η πιο φωτεινή σουπερνόβα που φάνηκε ποτέ

Η πιο φωτεινή αστρική έκρηξη που καταγράφηκε ποτέ μπορεί να είναι ένας νέος τύπος σουπερνόβας, όπως ανακοίνωσαν επιστήμονες από το Μπέρκλεϋ και το Τέξας. Ήταν μια αληθινά τερατώδης έκρηξη, εκατό φορές πιο ενεργητική από μια τυπική σουπερνόβα. Αυτό σημαίνει ότι το αστέρι ήταν πολύ μεγάλο  μπορεί και 150 φορές μεγαλύτερο του ήλιου μας.

Αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι οι βίαιες εκρήξεις των εξαιρετικά μεγάλων άστρων ήταν σχετικά συνηθισμένες στο πρώιμο σύμπαν. 

Οι αστρονόμοι νομίζουν ότι πολλά άστρα από την πρώτη γενεά ήταν πολύ μεγάλα και έτσι η νέα αυτή σουπερνόβα μπορεί να μας δώσει μια σπάνια εικόνα για το πώς πέθαναν τα πρώτα αστέρια. Η ανακάλυψη της σουπερνόβας SN 2006gy δίνει αποδείξεις ότι ο θάνατος τέτοιων μεγάλων άστρων είναι πολύ διαφορετικός από τις θεωρητικές προβλέψεις.

Οι αστρονόμοι θεωρούν ότι με την έκρηξη αυτού του υπερκαινοφανούς μετατράπηκε ένα μέρος της ακτινοβολίας του σε σωματιδία ύλης και αντιύλης προκαλώντας έτσι μια θερμοπυρηνική έκρηξη.

Η σουπερνόβα SN 2006gy που παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στις 18 Σεπτεμβρίου του 2006 είχε και κάτι άλλο περίεργο εκτός από τη λαμπρότητα της έκρηξης. Συνήθως την μεγαλύτερη λαμπρότητα των υπερκαινοφανών τη βλέπουμε 10 μέρες μετά την έκρηξη, προτού να σβήσει σε μερικούς μήνες. Σε αυτόν όμως ειδικά η λαμπρότητα συνέχιζε να αυξάνεται επί 70 μέρες και μάλιστα 8 μήνες μετά συνεχίζει να λάμπει τόσο πολύ, που είναι πιο λαμπρός από όλο τον γαλαξία που ανήκει, τον NGC 1260 240 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας

Η σουπερνόβα SN 2006gy τελικά κατέρρευσε σε μια μαύρη τρύπα.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra βλέπει την πιο φωτεινή σουπερνόβα μέχρι τώρα

Home