Συνεργασία για να απαντηθούν οι κοσμικές ερωτήσεις

Από σελίδα του PhysicsWeb, 23 Απριλίου 2002

Οι τρεις βασικοί Αμερικανικοί χρηματοδοτικοί οργανισμοί πρέπει να συνεργαστούν εάν οι επιστήμονες πρόκειται να απαντήσουν στα θεμελιώδη ζητήματα για το Σύμπαν, συμπεραίνει η πιό πρόσφατη έκθεση από το Εθνικό Ερευνητικό Συμβούλιο (NRC). Η επιτροπή πάνω στην φυσική του σύμπαντος - που οργανώνεται από το NRC - πέρυσι προσδιόρισε ένδεκα τέτοιες ερωτήσεις που ελπίζει θα απαντηθούν από τις κοινές προσπάθειες των αστροφυσικών και των φυσικών σωματιδίων. Η νέα έκθεση συστήνει έξι σημαντικά επιστημονικά προγράμματα για να απαντηθούν οι ερωτήσεις, και λέει ότι πρέπει να συσταθεί ένα χρηματοδοτικό σώμα από κοινού για να τα υποστηρίξει.

Η NASA, το Τμήμα Ενέργειας και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών χρηματοδοτούν αυτήν την περίοδο την περισσότερη Αμερικανική έρευνα πάνω στη φυσική και την αστρονομία, με κάθε οργανισμό να υποστηρίζει παραδοσιακά καλά  καθορισμένες περιοχές. Αλλά η έκθεση λέει ότι αυτή η πρακτική θα μπορούσε να εμποδίσει την έρευνα από κοινού που απαιτείται για να απαντήσει στις ένδεκα ερωτήσεις. Η NRC συστήνει πως απαιτείται η συνεργασία των τριών οργανισμών για να οργανώσουν μαζί μια πρωτοβουλία στη Φυσική του σύμπαντος, για να υποστηρίξουν τις νέες επιστημονικές επιχειρήσεις.

Μεταξύ αυτών των προγραμμάτων είναι μια τηλεκατευθυνόμενη διαστημική αποστολή για να μελετήσουν την πόλωση της ακτινοβολίας που έχει απομείνει από το Big Bang. Οι διακυμάνσεις σε αυτό το "κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων" αποκαλύπτουν τις συνθήκες στο αρχικό σύμπαν που οδήγησε στη δομή που βλέπουμε σήμερα στον κόσμο. Οι προηγούμενες μελέτες του υποβάθρου των μικροκυμάτων - όπως το πείραμα Boomerang - έχουν πραγματοποιηθεί από μπαλόνια υψηλά στη Γήινη ατμόσφαιρα.

Η έκθεση επίσης λέει ότι πρέπει να χτιστεί ένα νέο υπόγειο εργαστήριο για να πραγματοποιήσει τα πειράματα στα στοιχειώδη σωματίδια συμπεριλαμβανομένων των νετρίνων, τα σήματα των οποίων πλημμυρίζουν από πιό ενεργητικά σωματίδια στο επίπεδο της Γης. Οι ιδιότητες τέτοιων σωματιδίων θα μπορούσαν να ρίξουν φως στη φύση της "σκοτεινής ύλης", μια ουσία που προτάθηκε για να εξηγήσει γιατί οι γαλαξίες φαίνονται να περιέχουν περισσότερη ύλη από όσο μπορούμε να ανιχνεύσουμε. Μια κοινοπραξία των Αμερικανικών φυσικών βρήκε πρόσφατα ένα κλειστό σήμερα χρυσορυχείο στη νότια Ντακότα, ως την περιοχή που θα κτισθεί ένα νέο υπόγειο εργαστήριο.

Τα άλλα τέσσερα προγράμματα που συστήνονται από την έκθεση πρέπει:

* να καθορίσουν τις ιδιότητες της "σκοτεινής ενέργειας", ένα είδος "απωθητικής βαρύτητας" που προσπαθεί να εξηγήσει γιατί η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται.

*να χρησιμοποιήσουν το διάστημα για να εξετάσουν τους βασικούς νόμους της φυσικής, συμπεριλαμβανομένων και των δοκιμών των θεωριών του Einstein και της ανίχνευσης των "κυμάτων της βαρύτητας" .

* να καθορίσουν την προέλευση των ακτίνων υψηλής ενέργειας γάμμα, των νετρίνων και των κοσμικών ακτίνων.

* να μελετήσουν τη φυσική της υψηλής πυκνότητας ενέργειας σε συσκευές όπως τους επιταχυντές για να αποδειχθούν οι νόμοι που κυβερνούν τα ακραία αστροφυσικά περιβάλλοντα.