Η εξερεύνηση του μακρινότερου αντικειμένου
Την πρώτη ημέρα του 2019 αναμένουμε ότι η συσκευή New Horizons θα περάσει δίπλα από το αντικείμενο της ζώνης του Kuiper, η οποία βρίσκεται στις εσχατιές του ηλιακού μας συστήματος, μακρύτερα από την τροχιά του νάνου πλανήτη Πλούτωνα. Η προσέγγιση του αντικειμένου με κωδικό 2014 ΜMU69, στο οποίο οι επιστήμονες αναφέρονται και ως Ultima Thule, δηλαδή Έσχατη Θούλη θα είναι ένα πολύ σημαντικό γεγονός για την ανθρωπότητα, καθώς πρόκειται να είναι η πρώτη προσέγγιση και εξερεύνηση αντικειμένου της μακρινής αυτής περιοχής.
Το όνομα Θούλη αναφερόταν στην αρχαιότητα στο βορειότερο άκρο του γνωστού κόσμου, ενώ η «έσχατη Θούλη» περιγράφει την περιοχή πέρα από τα όρια του γνωστού κόσμου. Την περιοχή αυτή θα προσεγγίσει το New Horizons επεκτείνοντας τα όρια μέσα στα οποία ο άνθρωπος έχει εξερευνήσει το ηλιακό σύστημα.
Το New Horizons έφτασε στον Πλούτωνα μόλις πριν από τρία χρόνια, τον Ιούλιο του 2015, προσφέροντάς μας τη δυνατότητα να δούμε τον νάνο πλανήτη με εντυπωσιακή λεπτομέρεια και να γνωρίσουμε καλύτερα τον παγωμένο και μακρινό αυτό κόσμο. Τον Αύγουστο του 2018, οι επιστήμονες κατάφεραν να εντοπίσουν τη θέση της Θούλης συγκρίνοντας φωτογραφίες που είχε πάρει το New Horizons σε απόσταση ενός περίπου έτους, επιβεβαιώνοντας τους θεωρητικούς υπολογισμούς.
Το New Horizons θα σπάσει το ρεκόρ εξερεύνησης μακρινότερου αντικειμένου αλλά και λήψης φωτογραφίας από την πιο μακρινή απόσταση από τον Ήλιο. Και τα δύο ρεκόρ ανήκαν στην ίδια αποστολή, η οποία το 2015 πήρε τις πρωτοφανούς ανάλυσης εικόνες του Πλούτωνα. Πριν από το New Horizons, το ρεκόρ κατείχε η διαστημική αποστολή Voyager Ι, με τη μνημειώδη φωτογραφία της Γης που ενέπνευσε τον Καρλ Σαγκάν να περιγράψει τον πλανήτη μας ως “Pale Blue Dot”.
Περισσότερες πληροφορίες στο άρθρο με τίτλο “Πέρα από τον ορίζοντα” του τεύχους 47.
Νέοι ορισμοί των μονάδων μέτρησης
Στις 20 Μαΐου του 2019 θα τεθούν σε ισχύ οι νέοι ορισμοί τεσσάρων βασικών μονάδων μέτρησης του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων (Le Systeme International d’unites, SI, ή Μετρικό Σύστημα). Οι μονάδες αυτές είναι το αμπερ (ampere), το χιλιόγραμμο (κιλό), το κέλβιν και το μολ (mole), τα οποία χρησιμοποιούνται στη μέτρηση του ηλεκτρικού ρεύματος, της μάζας, της θερμοκρασίας και της ποσότητας ύλης αντιστοίχως. Τον Οκτώβριο του 2017, το Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών (International Bureau of Weights and Measures), συνήλθε με σκοπό να εξετάσει τους νέους ορισμούς και σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα, οι προτεινόμενοι νέοι ορισμοί παρουσιάστηκαν σε συνέδριο τον Νοέμβριο του 2018 .
Το μετρικό σύστημα στη σημερινή του μορφή αποτελείται από εφτά βασικά μεγέθη των οποίων οι μονάδες ορίστηκαν με βάση τις πιο πρόσφατες επιστημονικές εξελίξεις. Τα μεγέθη αυτά είναι τα εξής: μήκος, χρόνος, ηλεκτρικό ρεύμα, θερμοκρασία, ποσότητα ύλης, μάζα και ένταση φωτεινότητας. Οι μονάδες μέτρησης εκφράζουν τη σύγκριση με ένα πρότυπο μέγεθος. Για παράδειγμα, όταν λέμε «5 μέτρα» και γράφουμε «5 m» εννοούμε ότι έχουμε συγκρίνει το μήκος που μετρήσαμε με ένα πρότυπο μήκος, το μέτρο. Προφανώς, θα πρέπει αυτό το μήκος να πληροί δυο προϋποθέσεις: Να είναι το ίδιο για όλους και να είναι σταθερό, δηλαδή να μη μεταβάλλεται με το χρόνο.
Η περίπτωση του κιλού (χιλιόγραμμο) είναι χαρακτηριστική. Το πρότυπο χιλιόγραμμο είναι η μάζα ενός κυλίνδρου από ιριδιούχο λευκόχρυσο, ο οποίος φυλάσσεται στο Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών των Σεβρών, στη Γαλλία. Πέραν του πρωτοτύπου, φυλάσσονται και αρκετά επίσημα αντίγραφα του κιλού. Αν και το υλικό του κυλίνδρου έχει επιλεγεί ώστε να εξασφαλίζει τη μέγιστη δυνατή σταθερότητα της μάζας του, στην πραγματικότητα μετρήσεις έχουν δείξει ότι η μάζα των αντιγράφων έχει μεταβληθεί κατά τον τελευταίο αιώνα κατά τουλάχιστον 50 χιλιοστά του γραμμαρίου. Μια τέτοια μεταβολή μπορεί να θεωρηθεί ασήμαντη όταν μετράμε μάζες βαρύτερες του προτύπου κιλού, όταν όμως χρησιμοποιούμε το πρότυπο κιλό για να μετρήσουμε μάζες πολλές τάξεις μεγέθους μικρότερες, αυτή η μεταβλητότητα του προτύπου οδηγεί σε πολύ μεγάλα σφάλματα μέτρησης. Για την αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων έχουν προταθεί πειραματικές διατάξεις ώστε οι μονάδες μέτρησης των βασικών μεγεθών του μετρικού συστήματος να προσδιορίζονται μόνο με βάση τις θεμελιώδεις σταθερές της φύσης.
Περισσότερες πληροφορίες στο άρθρο με τίτλο “Ένα μέτρο «για όλους τους ανθρώπους και για πάντα»” του τεύχους 32.
Η πρώτη εικόνα της μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία μας
Μέσα στο πρώτο εξάμηνο του 2019 αναμένουμε τις πρώτες εικόνες από το κέντρο του Γαλαξία μας, οι οποίες περιμένουμε να μας δείξουν τι συμβαίνει στο περιβάλλον της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας που βρίσκεται εκεί.
Εκτιμάται ότι η μάζα της υπερμεγέθους μελανής οπής του Γαλαξία μας είναι τέσσερα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, ενώ η περιοχή στην οποία αυτή είναι «στριμωγμένη» είναι περίπου 44 εκατομμύρια χιλιόμετρα, δηλαδή περίπου τρεισήμισι φορές μικρότερη από την απόσταση μεταξύ Γης και Ήλιου. Πρόκειται δηλαδή για μια τεράστια ποσότητα μάζας σε έναν, αναλογικά, πολύ μικρό χώρο.
Η ίδια η μελανή οπή είναι αόρατη και η παρατήρησή της γίνεται έμμεσα, από τα αποτελέσματα που προκαλεί στα αστέρια και στη μεσοαστρική ύλη που την περιβάλλει. Σύμφωνα με όσα περιγράψαμε πιο πάνω, το θεωρητικό όριο των παρατηρήσεών μας είναι ο ορίζοντας γεγονότος της μελανής οπής. Ωστόσο, ο πυρήνας του Γαλαξία μας κρύβεται πίσω από ένα πέπλο μεσοαστρικής ύλης, το οποίο μας εμποδίζει να το απεικονίσουμε σε οπτικά μήκη κύματος (δηλαδή να το φωτογραφήσουμε συμβατικά).
Για την φωτογράφηση της περιοχής αυτής ιδρύθηκε το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (Event Horizon Telescope). Πρόκειται για μια διεθνή συνεργασία ανάμεσα σε ραδιοτηλεσκόπια που βρίσκονται στην Ευρώπη, την Αμερική και την Ανταρκτική. Η ιδέα πίσω από το εγχείρημα είναι ότι μπορούμε να συντονίσουμε τα ήδη υπάρχοντα ραδιοτηλεσκόπια ανά την υφήλιο με τέτοιο τρόπο ώστε να αποδίδουν σαν ένα τεράστιο τηλεσκόπιο με μέγεθος όσο η Γη μας. Η συστοιχία περιλαμβάνει ραδιοτηλεσκόπια στην Ανταρκτική, τη Χαβάη, τη Χιλή, την Ισπανία, στο Μεξικό κ.α. και στο πρόγραμμα εργάζονται επιστήμονες από χώρες της Ευρώπης, της Ασίας και της Αμερικής. Η διακριτική ικανότητά του θα είναι κατά ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη του ανθρώπινου οφθαλμού, δηλαδή θα μπορούσε να εντοπίσει ένα αντικείμενο τόσο μικρό όσο ένα φρούτο στην επιφάνεια της Σελήνης!
Αν και οι παρατηρήσεις της περιοχής από τα τηλεσκόπια του προγράμματος έχουν γίνει εδώ και αρκετούς μήνες, η ανάλυση των παρατηρήσεων και ο συνδυασμός τους σε εικόνες απαιτεί εντατική επεξεργασία και τη συνεργασία δεκάδων επιστημόνων.
Περισσότερες πληροφορίες στο άρθρο με τίτλο «Φωτογραφίζοντας μια μαύρη τρύπα» του τεύχους 16.
Γιάννης Κοντογιάννης
