10 μυστήρια που δεν λύνονται και τόσο εύκολα

1. Το φαινόμενο placebo

Όσο κι αν παλεύουμε να καταλάβουμε τον κόσμο, υπάρχουν ακόμα μυστήρια που δεν μπορούμε να λύσουμε. Στο αφιέρωμα αυτό θα παρουσιαστούν είκοσι έξι από τα πιο...



δύσκολα τέτοια μυστήρια. Η επίλυση οποιουδήποτε από αυτά, θα μπορούσε να αποκαλύψει σημαντικές αλήθειες για τον κόσμο μας.




Μην το προσπαθήσετε σπίτι σας. Πολλές φορές στην ημέρα και για πολλές ημέρες προκαλείτε πόνο σε κάποιον. Ελέγχετε τον πόνο με μορφίνη μέχρι την τελευταία ημέρα του πειράματος, όπου αντικαθιστάτε την μορφίνη με αλατούχο διάλυμα. Μαντέψτε: το αλατούχο διάλυμα θα κάνει τον πόνο να εξαφανιστεί!




Αυτό είναι το φαινόμενο placebo: με κάποιον τρόπο, κάποιες φορές, ένα ολόκληρο τίποτα μπορεί να είναι εξαιρετικά ισχυρό. Στην πραγματικότητα δεν είναι ακριβώς ένα τίποτα. Όταν ο Fabrizio Benedetti του Πανεπιστημίου του Τορίνο στην Ιταλία έκανε το παραπάνω πείραμα, έκανε έναν τελευταίο ελιγμό προσθέτοντας ναλοξόνη (naloxone) στο αλατούχο διάλυμα. Η ναλοξόνη είναι ένα φάρμακο που μπλοκάρει τα αποτελέσματα της μορφίνης στο αλατούχο διάλυμα. Το εντυπωσιακό αποτέλεσμα ήταν πως μ' αυτή την προσθήκη εξαφανίστηκε το αναλγητικό αποτέλεσμα του αλατούχου διαλύματος.




Τι συμβαίνει λοιπόν; Οι γιατροί γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες για το φαινόμενο placebo και η επίδραση της ναλοξόνης φαίνεται να δείχνει πως το φαινόμενο placebo έχει κάποια βιοχημική βάση. Αλλά πέρα από όλα αυτά, το σημαντικό είναι, πως πραγματικά δεν ξέρουμε.




Έκτοτε ο Benedetti έδειξε ότι το placebo του αλατούχου διαλύματος μπορεί επίσης να μειώσει το τρέμουλο και τη μυϊκή δυσκαμψία σε ασθενείς με νόσο του Parkinson. Αυτός και η ομάδα του μέτρησαν τη δραστηριότητα νευρώνων στους εγκεφάλους των ασθενών καθώς τους είχε δοθεί αλατούχο διάλυμα. Βρήκαν ότι μεμονωμένοι νευρώνες του υποθαλάμιου πυρήνα (που είναι συχνός στόχος σε χειρουργικές επεμβάσεις για την αναχαίτιση των συμπτωμάτων του Parkinson) άρχισε να πυροδοτεί πιο σπάνια και με μικρότερη συχνότητα παλμών όταν είχε δοθεί το αλατούχο διάλυμα, κάτι που επίσης σχετίζεται με την ασθένεια του Parkinson. Η νευρωνική δραστηριότητα μειώθηκε την ίδια ώρα που εμφανίστηκε βελτίωση στα συμπτώματα: το αλατούχο διάλυμα συνεπώς, φαίνεται πως είχε σημαντικό θεραπευτικό αποτέλεσμα.




Υπάρχουν πολλά που έχουμε να μάθουμε σχετικά με το τι συμβαίνει ακριβώς στο φαινόμενο placebo, αλλά σύμφωνα με τον Benedetti ένα πράγμα είναι ξεκάθαρο: ο νους μπορεί να επηρεάσει τη βιοχημεία του σώματος. Η σχέση μεταξύ προσδοκίας και θεραπευτικού αποτελέσματος είναι ένα θαυμάσιο μοντέλο για να καταλάβει κανείς την αλληλεπίδραση νου σώματος, αναφέρει ο επιστήμονας. Οι ερευνητές χρειάζεται τώρα να αναγνωρίσουν πότε και πως δρα το placebo. Ίσως να υπάρχουν ασθένειες στις οποίες δεν έχει κανένα αποτέλεσμα. Μπορεί ακόμα να υπάρχει κοινός μηχανισμός σε διαφορετικές ασθένειες. Για την ώρα, απλώς δε γνωρίζουμε.









2. Το πρόβλημα του συμπαντικού ορίζοντα




Το σύμπαν μας φαίνεται πως είναι απροσμέτρητα ομοιογενές. Εάν κοιτάξει κανείς το διάστημα από τη μία άκρη του ορατού σύμπαντος έως την άλλη άκρη, θα δει ότι η μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου που γεμίζει τον κόσμο έχει παντού σχεδόν την ίδια θερμοκρασία. Αυτό ίσως δε φαίνεται παράξενο εκτός εάν σκεφτεί κανείς ότι οι δύο άκρες απέχουν μεταξύ τους περίπου 28 δισεκατομμύρια έτη φωτός και πως το σύμπαν μας έχει ηλικία μόνο 14 δισεκατομμύρια χρόνια.




Τίποτε δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός, έτσι δεν υπάρχει κάποιος τρόπος με τον οποίο θα μπορούσε να έχει ταξιδέψει η ακτινοβολία της θερμότητας μεταξύ των δύο οριζόντων, ώστε να εξομαλύνει τα ψυχρά και τα θερμά σημεία που δημιουργήθηκαν από τη μεγάλη έκρηξη και να αφήσει την θερμική ισορροπία που παρατηρούμε σήμερα.




Το 'πρόβλημα του ορίζοντα' είναι ένας μεγάλος πονοκέφαλος για τους κοσμολόγους, τόσο μεγάλος που κατέληξαν σε κάποιες αρκετά τολμηρές λύσεις. Όπως για παράδειγμα η θεωρία του 'πληθωρισμού'. Μπορεί κανείς να λύσει το πρόβλημα του ορίζοντα εάν θεωρήσει ότι το σύμπαν είχε διασταλεί εξαιρετικά γρήγορα για κάποιο χρόνο, ακριβώς μετά τη μεγάλη έκρηξη, με έναν ρυθμό 10 στην πεντηκοστή μέσα σε 10 στη μείων τριακοστή τρίτη δευτερόλεπτα. Αλλά μήπως αυτό είναι απλά ένας ευσεβής πόθος; Ο πληθωρισμός θα ήταν μια εξήγηση εάν όντως έχει συμβεί, λέει ο αστρονόμος του Πανεπιστημίου του Cambridge, Martin Rees. Το πρόβλημα είναι πως κανείς δε γνωρίζει τι είναι αυτό που θα μπορούσε να προκαλέσει τον πληθωρισμό. Έτσι, πρακτικά το πληθωριστικό μοντέλο για το σύμπαν λύνει ένα μυστήριο για να δημιουργήσει ένα άλλο.




Μια διακύμανση στην ταχύτητα του φωτός θα μπορούσε επίσης να λύσει το πρόβλημα του ορίζοντα, αλλά κι αυτό επίσης δεν μπορεί να απαντήσει στην ερώτηση του γιατί. Με επιστημονικούς όρους, η ομοιόμορφη θερμοκρασία της ακτινοβολίας υποβάθρου παραμένει μια ανωμαλία.









3. Υπερ ενεργειακές κοσμικές ακτίνες




Για πάνω από μια δεκαετία, οι φυσικοί στην Ιαπωνία βλέπανε κοσμικές ακτίνες που κανονικά δε θα έπρεπε να υπάρχουν. Οι κοσμικές ακτίνες είναι σωματίδια, κυρίως πρωτόνια αλλά κάποιες φορές επίσης ατομικοί πυρήνες με μεγάλο βάρος, που ταξιδεύουν μέσα από το σύμπαν με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Κάποιες κοσμικές ακτίνες που εντοπίστηκαν στη Γη έχουν προκληθεί από βίαια γεγονότα όπως σούπερ νόβα, αλλά ακόμα δε γνωρίζουμε την προέλευση των σωματιδίων υψηλότερης ενέργειας, που είναι τα πιο ενεργειακά σωματίδια που έχουν ποτέ ειδωθεί στη φύση. Αλλά αυτό δεν είναι το πραγματικό μυστήριο.




Καθώς τα σωματίδια των κοσμικών ακτινών ταξιδεύουν μέσα από το διάστημα, χάνουν ενέργεια σε συγκρούσεις με χαμηλής ενέργειας φωτόνια που διαχέονται στο σύμπαν, όπως αυτά της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Η ειδική θεωρία της Σχετικότητας του Einstein υπαγορεύει πως οποιεσδήποτε κοσμικές ακτίνες πλησιάζουν τη Γη από κάποια πηγή εκτός του Γαλαξία μας, θα έχουν υποστεί τόσες πολλές ενεργειοβόρες συγκρούσεις που η μέγιστη δυνατή ενέργειά τους θα είναι 5 επί 10 στην δέκατη ενάτη ηλεκτρονιοβόλτ. Αυτό είναι γνωστό ως το όριο Greisen-Zatsepin-Kuzmin.




Κατά τη διάρκεια της προηγούμενης δεκαετίας ωστόσο, το AGASA (Akeno Giant Air Shower Array, μια διάταξη που κατασκευάστηκε με στόχο να μελετήσει την προέλευση κοσμικών ακτινών εξαιρετικά υψηλής ενέργειας και που αποτελείται από 111 ανιχνευτές σωματιδίων διασπασμένους σε μια περιοχή περίπου 100 τετραγωνικών χιλιομέτρων ) του Πανεπιστημίου του Τόκιο, ανίχνευσε αρκετές κοσμικές ακτίνες που υπερέβαιναν το όριο GZK (Greisen Zatsepin Kuzmin). Θεωρητικά, θα μπορούσαν να προέρχονται μόνο μέσα από τον δικό μας Γαλαξία, έχοντας αποφύγει ένα ενεργειοβόρο ταξίδι διαμέσου του σύμπαντος. Ωστόσο, οι επιστήμονες δε μπορούν να βρουν κάποια πηγή αυτών των ακτινών από τον Γαλαξία μας. Τι συμβαίνει λοιπόν;




Μια πιθανότητα είναι πως κάτι δεν είναι σωστό με τα αποτελέσματα του AGASA. Μια άλλη είναι, πως ο Einstein είχε λάθος. Σύμφωνα με την ειδική θεωρία της Σχετικότητας, ο χώρος είναι ίδιος σε όλες τις κατευθύνσεις, αλλά τι θα συνέβαινε εάν τα σωματίδια μπορούσαν να μετακινηθούν πιο εύκολα σε ορισμένες κατευθύνσεις; Τότε οι κοσμικές ακτίνες θα διατηρούσαν περισσότερη από την ενέργειά τους, επιτρέποντάς τους να σπάσουν το όριο GZK.




Οι Φυσικοί του πειράματος Pierre Auger στην Mendoza της Αργεντινής, ασχολούνται αυτή τη στιγμή με το συγκεκριμένο πρόβλημα. Χρησιμοποιούνε 1600 ανιχνευτές που είναι διεσπαρμένοι σε μια έκταση 3000 τετραγωνικών χιλιομέτρων και θα είναι σε θέση να προσδιορίσουν τις ενέργειες εισερχόμενων κοσμικών ακτινών ώστε να ρίξουν περισσότερο φως στα αποτελέσματα του AGASA.




Ο Alan Watson, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιου του Leeds στη Μεγάλη Βρετανία και εκπρόσωπος του σχεδίου Pierre Auger, είναι ήδη πεπεισμένος πως υπάρχει κάτι σημαντικό που συμβαίνει με το θέμα αυτό. Δεν έχω αμφιβολίες πως υπάρχουν γεγονότα που ξεπερνούν το όριο των 10 στην εικοστή ηλεκτρονιοβόλτ. Υπάρχουν επαρκή παραδείγματα για να με πείσουν, δηλώνει. Η ερώτηση είναι τώρα, τι είναι αυτά; Πόσα από αυτά τα σωματίδια εισέρχονται και από ποια κατεύθυνση προέρχονται; Μέχρι να φτάσουμε στην πληροφορία αυτή, δεν μπορεί κανείς να πει πόσο εξωτική θα είναι η εξήγηση.









4. Τα ομοιοπαθητικά αποτελέσματα του Belfast




Η Madeleine Ennis, φαρμακολόγος του Πανεπιστημίου Queen στο Belfast, ήταν ο αδέκαστος κριτής της ομοιοπαθητικής. Κατέκρινε τους ισχυρισμούς ότι ένα χημικό φάρμακο θα μπορούσε να υποστεί διαδικασία εξασθένησης, στο σημείο που ένα δείγμα από το εξασθενημένο προϊόν θα ήταν πολύ απίθανο να περιέχει ακόμα και ένα μόνο μόριο του αρχικού φαρμάκου, παρά μόνο νερό και ωστόσο να διατηρεί το θεραπευτικό του αποτέλεσμα. Μέχρι που αποφάσισε να αποδείξει μια και καλή πως η ομοιοπαθητική δεν ήταν τίποτε άλλο παρά μια ανοησία.




Στην πλέον πρόσφατη επιστημονική της έρευνα, η Ennis περιγράφει πως η ομάδα της ερεύνησε τα αποτελέσματα εξαιρετικά αραιωμένων διαλυμάτων ισταμίνης σε ανθρώπινα λευκά αιμοσφαίρια που είχαν εμπλακεί σε φλεγμονή. Αυτά τα βασόφιλα απελευθερώνουν ισταμίνη όταν τα κύτταρα υφίστανται επίθεση. Καθώς απελευθερώνεται η ισταμίνη, σταματάει την περαιτέρω απελευθέρωσή της από τα κύτταρα αυτά. Η έρευνα που επαναλήφθηκε σε τέσσερα διαφορετικά εργαστήρια, έδειξε ότι τα ομοιοπαθητικά διαλύματα, τόσο αραιωμένα που μετά βίας θα περιείχαν έστω και ένα μόριο ισταμίνης, επέδρασαν ακριβώς όπως η ισταμίνη. Η Ennis ίσως δεν χάρηκε και τόσο με τα αποτελέσματα που ήρθαν σε αντίθεση με τις αρχικές της αμφιβολίες σχετικά με την ομοιοπαθητική, αλλά παραδέχεται πως το αποτέλεσμα αυτό δεν μπορεί να αγνοηθεί.




Τι λοιπόν έγινε; Οι ομοιοπαθητικοί προετοιμάζουν τα θεραπευτικά τους σκευάσματα διαλύοντας υλικά όπως κάρβουνο, θανατηφόρα στρυχνίνη ή δηλητήριο αράχνης μέσα σε αιθανόλη και στη συνέχεια αραιώνουν αυτή την αρχική ουσία σε νερό, ξανά και ξανά. Ασχέτως με το πόσο μεγάλος είναι ο βαθμός της αραίωσης, οι ομοιοπαθητικοί ισχυρίζονται, πως η αρχική ουσία αφήνει κάποιο είδος ίχνους στα μόρια του νερού. Έτσι, όσο και αν είναι αραιωμένο το διάλυμα, εξακολουθεί να είναι εμποτισμένο με τις ιδιότητες του αρχικού φαρμάκου.




Είναι εύκολα κατανοητό γιατί η Ennis εξακολουθεί να διατηρεί μια στάση σκεπτικισμού. Και εξακολουθεί να είναι αλήθεια το ότι κανένα ομοιοπαθητικό σκεύασμα δεν έχει ποτέ δειχθεί ότι επιδρά σε μεγάλες τυχαίες ομάδες που συμμετέχουν σε κλινικές μελέτες και όπου συγκρίνονται τα θεραπευτικά αποτελέσματα των ομοιοπαθητικών σκευασμάτων με αυτά των σκευασμάτων placebo. Αλλά η έρευνα του Belfast υποδηλώνει πως κάτι τρέχει. Η Ennis δηλώνει, πως δεν είμαστε σε θέση να εξηγήσουμε τα ευρήματά μας και τα δημοσιεύουμε ώστε να ενθαρρύνουμε άλλους να ερευνήσουν το φαινόμενο. Εάν τα αποτελέσματα προκύψουν αληθινά, όπως λέει η Ennis, οι επιπλοκές είναι πρόδηλες: πιθανότατα θα πρέπει να γράψουμε τη φυσική και τη χημεία από την αρχή.









5. Σκοτεινή ύλη




Πάρτε την καλύτερη κατανόηση που μπορούμε να έχουμε για τη βαρύτητα, εφαρμόστε τη στον τρόπο που περιστρέφονται οι γαλαξίες και γρήγορα θα δείτε το πρόβλημα που ανακύπτει: οι γαλαξίες θα έπρεπε να διαλύονται. Η ύλη των γαλαξιών περιστρέφεται σε τροχιά γύρω από ένα κεντρικό σημείο λόγω των αμοιβαίων βαρυτικών έλξεων που δημιουργούν κεντρομόλες δυνάμεις. Αλλά δεν υπάρχει αρκετή ύλη στους γαλαξίες για να προκαλέσει την παρατηρούμενη περιστροφή.




Η Vera Rubin, αστρονόμος που εργάζεται στο τμήμα του Ινστιτούτου Carnegie στην Washington DC το οποίο είναι υπεύθυνο για τον επίγειο μαγνητισμό, εντόπισε αυτή την ανωμαλία στα τέλη της δεκαετίας του 1970. Η καλύτερη απάντηση από τους φυσικούς ήταν ότι πρότειναν πως θα έπρεπε να υπάρχει περισσότερη ύλη εκεί έξω από αυτή που μπορούμε να δούμε. Το πρόβλημα ήταν, πως κανείς δεν μπορούσε να εξηγήσει τι ήταν αυτή η 'σκοτεινή ύλη'.




Και εξακολουθούν να μη μπορούνε να την εξηγήσουν. Αν και οι ερευνητές έχουν κάνει πολλές προτάσεις σχετικά με το τι είδος σωματίδια αποτελούν τη σκοτεινή ύλη, δεν υπάρχει ομοφωνία. Είναι μια στενόχωρη τρύπα στην κατανόησή μας. Οι αστρονομικές παρατηρήσεις υποδεικνύουν πως η σκοτεινή ύλη αποτελεί πάνω από το 90% της ύλης του σύμπαντος, ωστόσο έχουμε εντυπωσιακή άγνοια για το τι είναι αυτό το 90 τοις εκατό.




Ίσως δε μπορούμε να βρούμε τι είναι αυτή η σκοτεινή ύλη επειδή δεν υπάρχει στην πραγματικότητα. Αυτή είναι ακριβώς η έκβαση που θα επιθυμούσε η Rubin. Εάν μπορούσα να διαλέξω, θα προτιμούσα να μάθαινα πως οι νόμοι του Νεύτωνα θα πρέπει να μετατραπούν ώστε να περιγράψουν σωστά τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις σε μακρινές αποστάσεις, δηλώνει. Αυτό είναι πιο γοητευτικό από ένα σύμπαν που είναι γεμάτο με ένα νέο είδος από υποατομικά σωματίδια.




Και πράγματι, οι επιστήμονες είναι διχασμένοι σχετικά με το ζήτημα της σκοτεινής ύλης. Από τη μια μεριά είναι εκείνοι που προσπαθούν να καταλάβουν τι είναι αυτή η αόρατη ύλη που φαίνεται πως υπάρχει σε αφθονία στο σύμπαν, ενώ από την άλλη μεριά βρίσκονται εκείνοι που προσπαθούν να ανακαλύψουν τι ακριβώς έχει πάει στραβά με τους νόμους του Νεύτωνα.









6. Το μεθάνιο του Viking - υπάρχει ζωή στον Άρη;




20 Ιουλίου, 1976. Ο Gilbert Levin κάθεται σε αναμμένα κάρβουνα. Εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά, στον Άρη, οι διαστημικές συσκευές του διαστημοπλοίου Viking ανεσκάψανε λίγο χώμα και το ανέμειξαν με θρεπτικές ουσίες μαρκαρισμένες με άνθρακα 14. Οι επιστήμονες της αποστολής συμφώνησαν όλοι πως εάν τα όργανα του Levin στην άκατο ανίχνευαν εκπομπές μεθανίου με άνθρακα 14 από το χώμα, τότε θα έπρεπε να υπάρχει ζωή στον Άρη. (Εάν στο χώμα υπήρχαν μικροοργανισμοί που κατανάλωναν τα θρεπτικά συστατικά με τον άνθρακα 14, τότε θα απελευθέρωναν ως προϊόν του μεταβολισμού τους μεθάνιο, που θα περιείχε τον άνθρακα 14. Τέτοιο μεθάνιο θα μπορούσε να παραχθεί μόνο από ζωντανούς οργανισμούς και όχι από ανόργανες διαδικασίες κι έτσι θα αποδεικνυόταν η ύπαρξη ζωής).




Το Viking αναφέρει θετικό αποτέλεσμα. Κάτι χωνεύει τα θρεπτικά συστατικά, τα μεταβολίζει και στη συνέχεια αποβάλλει αέρια που είναι μαρκαρισμένα με άνθρακα 14. Γιατί να μην το γιορτάσουμε λοιπόν; Γιατί ένα άλλο όργανο, σχεδιασμένο να ανιχνεύει οργανικά μόρια μελετώντας θεμελιώδη σημάδια ζωής, δε βρήκε τίποτε. Σχεδόν όλοι οι επιστήμονες της αποστολής αποδέχτηκαν ότι η ανακάλυψη του Viking ήταν εσφαλμένος συναγερμός. Ήταν όμως;




Τα επιχειρήματα εξακολουθούν να μαίνονται, αλλά τα αποτελέσματα από τις τελευταίες περιπλανήσεις της NASA στον Άρη έδειξαν πως η επιφάνειά του ήταν σίγουρα υγρή στο παρελθόν και ως εκ τούτου μπορούσε να φιλοξενήσει ζωή. Και υπάρχουν ακόμα περισσότερα στοιχεία που ήρθαν στο φως, σύμφωνα με τον Levin. Κάθε αποστολή στον Άρη έχει αποδώσει στοιχεία που υποστηρίζουν το συμπέρασμά μου. Κανένα δεν ήταν αντίθετο.




Ο Levin υποστηρίζει τον ισχυρισμό του και δεν είναι πλέον μόνος. Ο Joe Miller, κυτταρικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνια στο Los Angeles, έκανε ξανά ανάλυση των δεδομένων και πιστεύει πως οι εκπομπές του μεθανίου δείχνουν σημάδια κιρκαδικού ρυθμού (ο κιρκαδικός ρυθμός είναι ο κατά προσέγγιση 24ωρος κύκλος που παρουσιάζει η δραστηριότητα ζωντανών οργανισμών, όπως ζώων, φυτών, μυκήτων μέχρι και βακτηρίων). Αυτό υποδηλώνει σε μεγάλο βαθμό την ύπαρξη ζωής.




Ο Levin κάνει αίτηση στην ESA και στη NASA να απογειώσει μια παραλλαγμένη έκδοση της δικής του αποστολής ώστε να ερευνήσει μόρια με συγκεκριμένες συμμετρίες. Τέτοια μόρια είναι είτε δεξιόστροφα είτε αριστερόστροφα. Το κάθε ένα αποτελεί την κατοπτρική εικόνα του άλλου. Ενώ οι βιολογικές διεργασίες τείνουν να παράγουν μόρια που προτιμούν τον δεξιόστροφο ή τον αριστερόστροφο τύπο, οι μη ζωντανές διεργασίες δημιουργούν εκδοχές και των δύο τύπων σε ίσες ποσότητες. Εάν μια μελλοντική αποστολή στον Άρη έβρισκε ότι ο μεταβολισμός του Άρη προτιμά επίσης τον ένα τύπο από τη συμμετρία σε ένα μόριο, αυτό θα ήταν η καλύτερη ένδειξη για ζωή στον πλανήτη αυτό.









7. Τετρανετρόνια




Πριν από μερικά χρόνια, ένας επιταχυντής σωματιδίων στη Γαλλία ανίχνευσε έξι σωματίδια που δεν θα έπρεπε να υπάρχουν. Ονομαστήκανε 'τετρανετρόνια': αποτελούνταν από τέσσερα νετρόνια ενωμένα μεταξύ τους με έναν τρόπο που αψηφά τους φυσικούς νόμους. Ο Francisco Miguel Marques και οι συνεργάτες του στον επιταχυντή Ganil στην πόλη Caen προσπαθούν να επαναλάβουν τη διαδικασία. Στην περίπτωση που θα πετύχουν, αυτά τα συμπλέγματα μπορεί να μας υποχρεώσουν να επαναθεωρήσουμε τις δυνάμεις που κρατούν ενωμένους τους ατομικούς πυρήνες.




Η ομάδα πυροδότησε πυρήνες Βηρυλλίου σε έναν μικρό στόχο από άνθρακα και ανέλυσε τα θραύσματα που προσέκρουσαν στους περιβάλλοντες ανιχνευτές σωματιδίων. Περίμεναν να βρουν στοιχεία για τέσσερα ξεχωριστά νετρόνια που θα είχαν χτυπήσει τους ανιχνευτές. Αντί γι' αυτό, η ομάδα του Ganil βρήκε μόνο μια λάμψη φωτός στον ένα ανιχνευτή. Και η ενέργεια αυτής της λάμψης υποδήλωνε πως είχανε προσκρούσει τέσσερα νετρόνια ταυτόχρονα στον ανιχνευτή. Βέβαια, τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να οφείλονται σε ατύχημα: τέσσερα νετρόνια θα μπορούσαν να είχαν φτάσει ταυτόχρονα στον ίδιο τόπο και χρόνο λόγω σύμπτωσης. Αλλά αυτό είναι εξαιρετικά απίθανο.




Όχι τόσο απίθανο όσο η ύπαρξη των τετρανετρονίων, θα μπορούσε κανείς να απαντήσει, διότι στο καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής τα τετρανετρόνια είναι απλώς αδύνατο να υπάρχουν. Σύμφωνα με την αρχή της απαγόρευσης του Pauli, δεν μπορούνε ούτε καν δύο πρωτόνια ή νετρόνια στο ίδιο σύστημα να έχουν πανομοιότυπες κβαντικές ιδιότητες. Στην πραγματικότητα, η ισχυρή πυρηνική δύναμη που θα τα κρατούσε μαζί είναι ρυθμισμένη με τέτοιον τρόπο που δεν μπορεί να κρατήσει ούτε καν δύο μοναχικά νετρόνια ενωμένα, πόσο μάλλον τέσσερα. Ο Marques και η ομάδα του ξαφνιάστηκαν τόσο από τα αποτελέσματα αυτά που έθαψαν τα δεδομένα σε μια ερευνητική εργασία που υποτίθεται ότι αναφερόταν στην πιθανότητα εύρεσης τετρανετρονίων στο μέλλον.




Και υπάρχουν και άλλοι ακόμα πιο πειστικοί λόγοι για να αμφιβάλλει κανείς για την ύπαρξη των τετρανετρονίων. Εάν τεντώσει κανείς τους νόμους της φυσικής για να επιτρέψει την ένωση τεσσάρων νετρονίων, ακολουθεί χάος. Αυτό θα σήμαινε πως το μείγμα των στοιχείων που σχηματίστηκαν μετά τη μεγάλη έκρηξη θα ήταν ανακόλουθο με αυτό που παρατηρούμε σήμερα και ακόμα χειρότερα, τα σχηματισμένα στοιχεία θα γινόντουσαν σύντομα πολύ πιο βαριά για να μπορέσει να υπάρξει ο κόσμος. Ίσως το σύμπαν να κατέρρεε πριν αποκτήσει κάποια πιθανότητα να επεκταθεί, λέει η Natalia Timofeyuk, που είναι θεωρητικός στο Πανεπιστήμιο του Surrey στο Guildford της Αγγλίας.




Υπάρχουν ωστόσο δύο κενά σ' αυτή την αιτιολόγηση. Εδραιωμένες θεωρίες επιτρέπουν την ύπαρξη των τετρανετρονίων, ωστόσο μόνο ως ενός εξαιρετικά βραχύβιου σωματιδίου. Αυτό θα μπορούσε να είναι η αιτία που τέσσερα νετρόνια χτύπησαν τους ανιχνευτές του Ganil ταυτόχρονα, δηλώνει η Timofeyuk. Και υπάρχουν κάποια άλλα στοιχεία που υποστηρίζουν την άποψη ότι υπάρχει ύλη που είναι σχηματισμένη από πολλαπλά νετρόνια: οι αστέρες νετρονίων. Αυτά τα σώματα, που περιέχουν έναν τεράστιο αριθμό από ενωμένα νετρόνια, υποδηλώνουν πως όταν συνωστίζονται νετρόνια εμφανίζονται ανεξήγητες μέχρι στιγμής δυνάμεις.









8. Η ανωμαλία των διαστημοπλοίων Pioneer




Αυτή είναι η ιστορία δύο διαστημοπλοίων. Το Pioneer 10 εκτοξεύτηκε το 1972 και το Pioneer 11 εκτοξεύτηκε δύο χρόνια αργότερα. Για την ώρα και τα δύο διαστημόπλοια θα έπρεπε να κατευθύνονται στο βαθύ διάστημα χωρίς κανείς να μπορεί να τα δει. Ωστόσο, τα διανύσματα της κίνησής τους αποδείχτηκαν εξαιρετικά ενδιαφέροντα για να τα αγνοήσει κανείς.




Αυτό συμβαίνει διότι κάτι τα έχει τραβήξει ή σπρώξει, κάνοντάς τα να επιταχυνθούν. Η επιτάχυνση αυτή είναι πολύ μικρή, μικρότερη από ένα νανόμετρο ανά μέτρο στο τετράγωνο. Αυτό είναι αντίστοιχο με ένα δεκάκις δισεκατομμυριοστό της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης, αλλά είναι αρκετό ώστε να μετακινήσει το Pioneer 10 περίπου 400.000 χιλιόμετρα έξω από την πορεία του. Η NASA έχασε επαφή με το Pioneer 11 το 1995, αλλά μέχρι αυτό το σημείο υποβάλλονταν στην ακριβώς ίδια παρέκκλιση που είχε υποβληθεί το αδελφάκι του. Τι ήταν λοιπόν αυτό που την προκαλούσε;




Κανείς δεν ξέρει. Κάποιες πιθανές εξηγήσεις έχουν ήδη αποκλεισθεί, όπως η πιθανότητα για λάθη στο λογισμικό, ο ηλιακός άνεμος και διαρροή καυσίμων. Εάν η αιτία είναι κάποια βαρυτική επίδραση, δεν αφορά σε κάποιο είδος που γνωρίζουμε. Στην πραγματικότητα, οι φυσικοί είναι τόσο μπερδεμένοι με το γεγονός που κάποιοι κατέφυγαν για την εξήγηση του φαινομένου στο να επικαλεστούν άλλα ανεξήγητα φαινόμενα.




Ο Bruce Bassett του Πανεπιστημίου του Portsmouth στην Αγγλία πρότεινε πως το αίνιγμα του Pioneer ίσως έχει σχέση με αποκλίσεις του άλφα, της σταθεράς της συμπαντικής λεπτής υφής (η σταθερά άλφα είναι κάτι που χτίζεται στον ίδιο το σκελετό του Σύμπαντος. Είναι ένας αδιάστατος αριθμός, η αναλογία μεταξύ τεσσάρων φυσικών σταθερών: της ταχύτητας του φωτός, της κβαντικής ενεργειακής σταθεράς, του φορτίου του ηλεκτρονίου και του π). Κάποιοι άλλοι πρότειναν πως η εκτροπή στους Pioneer προκαλείται από τη σκοτεινή ύλη, αλλά εφόσον δε γνωρίζουμε τι είναι η σκοτεινή ύλη, η παραπάνω παρατήρηση δε βοηθά ιδιαίτερα. Όλο αυτό είναι τόσο εξωφρενικά ενδιαφέρον, λέει ο Michael Nieto των Εθνικών Εργαστηρίων στο Los Alamos. Έχουμε μόνο προτάσεις, καμία από τις οποίες δεν έχει αποδειχθεί.




Ο Nieto πρότεινε να γίνει μια νέα ανάλυση στα αρχικά δεδομένα από τα διανύσματα κίνησης των διαστημοπλοίων, υποθέτοντας πως πιθανόν να αποκαλύψει νέα στοιχεία. Αλλά για να φτάσουν στο βάθος του προβλήματος, αυτό που πραγματικά χρειάζονται οι επιστήμονες είναι μια αποστολή που να είναι ειδικά σχεδιασμένη στο να μετρήσει ασυνήθιστες βαρυτικές επιδράσεις στις πιο μακρινές άκρες του ηλιακού συστήματος. Μια τέτοια αποστολή θα στοίχιζε κάτι μεταξύ 300 και 500 εκατομμυρίων δολαρίων και θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε μια άλλη μελλοντική αποστολή που θα προοριζόταν για τις εξωτερικές περιοχές του ηλιακού συστήματος.




Στο τέλος θα βρεθεί μια εξήγηση, λέει ο Nieto. Ελπίζω βέβαια πως θα οφείλεται στη νέα φυσική, κάτι τέτοιο θα ήταν θαυμάσιο. Αλλά από τη στιγμή που ένας φυσικός ξεκινά να εργάζεται στη βάση της ελπίδας, είναι καταδικασμένος να αποτύχει. Όσο κι αν φαίνεται πεζό, ο Nieto πιστεύει πως η εξήγηση της ανωμαλίας στους Pioneer θα βρεθεί τελικά σε κάποια κοσμική επίδραση, όπως κάποια απαρατήρητη πηγή θερμότητας επάνω στο σκάφος.









9. Σκοτεινή ενέργεια




Στις αρχές του 1990, ένα πράγμα ήταν σαφώς αδιαφιλονίκητο σχετικά με τη διαστολή του σύμπαντος. Είτε θα είχε αρκετή ενεργειακή πυκνότητα ώστε να σταματήσει να διαστέλλεται και να καταρρεύσει, είτε ότι είχε τόση λίγη ενεργειακή πυκνότητα που δε θα σταματούσε ποτέ να διαστέλλεται, αλλά η βαρύτητα ήταν σίγουρο πως θα σταματούσε τη διαστολή καθώς θα περνούσε ο καιρός. Όπως φάνηκε, η επιβράδυνση δεν παρατηρήθηκε, αλλά θεωρητικά το σύμπαν θα έπρεπε να επιβραδύνεται. Το σύμπαν είναι γεμάτο από ύλη και η ελκτική δύναμη της βαρύτητας την κάνει να τείνει να συγχωνευτεί. Αλλά οι παρατηρήσεις του τηλεσκοπίου Hubble το 1998 που αφορούσαν κάποιους απομακρυσμένους υπερκαινοφανείς αστέρες έδειξαν πως πριν από πάρα πολλά χρόνια το σύμπαν διαστελλόταν με μικρότερη ταχύτητα από αυτή που διαστέλλεται σήμερα. Έτσι, η ταχύτητα διαστολής δεν μειώθηκε λόγω της βαρύτητας, όπως καθένας πίστευε, αλλά αντίθετα η διαστολή επιταχύνεται. Κανένας δεν περίμενε κάτι τέτοιο, κανένας δεν ήξερε πώς να το εξηγήσει. Αλλά κάτι το προκαλούσε.




Στο τέλος οι θεωρητικοί κατέληξαν με πολλών ειδών εξηγήσεις. Ίσως ήταν αποτέλεσμα μιας προ πολλού απορριφθείσας εκδοχής της βαρυτικής θεωρίας του Αϊνστάιν, αυτής που περιλάμβανε την αποκαλούμενη 'κοσμολογική σταθερά'. Ίσως πάλι ήταν κάποιο παράξενο είδος ενεργειακού ρευστού που γέμιζε τον χώρο. Πιθανόν κάτι να είναι λάθος με τη βαρυτική θεωρία του Αϊνστάιν και μια νέα θεωρία να μπορούσε να συμπεριλάβει κάποιου είδους πεδίο που δημιουργεί την κοσμική επιτάχυνση. Οι θεωρητικοί ακόμα δε γνωρίζουν ποια είναι η σωστή εξήγηση, αλλά της έδωσαν ένα όνομα: την ονόμασαν σκοτεινή ενέργεια.




Από το 1998 που οι αστρονόμοι ανακάλυψαν πως το σύμπαν διαστέλλεται σε ολοένα και πιο γρήγορες ταχύτητες αποτελεί ένα από τα διασημότερα, αλλά και τα πιο στενάχωρα προβλήματα στη φυσική. Είναι ένα φαινόμενο που ακόμα αναζητά την αιτία του, μέχρι τότε, καθένας πίστευε πως η διαστολή του σύμπαντος μειωνόταν συνέχεια μετά από τη μεγάλη έκρηξη. Οι θεωρητικοί ακόμα το ψάχνουν, αναζητώντας μια εξήγηση που να βγάζει νόημα, λέει η κοσμολόγος Katherine Freese του Πανεπιστημίου του Michigan, στο Ann Arbor. Ελπίζουμε όλοι πως επερχόμενες παρατηρήσεις σε υπερκαινοφανείς αστέρες ή σε γαλαξιακά συμπλέγματα μπορεί να μας δώσουν περισσότερα στοιχεία.




Είναι επίσης πιθανό πως η θεωρία του Αϊνστάιν για τη Γενική Σχετικότητα ίσως θα πρέπει να αλλάξει όταν εφαρμόζεται σε μεγάλες κλίμακες στο σύμπαν. Το πεδίο είναι ακόμα ανοιχτό, λέει η Freese.









10. Το χάσμα του Kuiper




Εάν ταξιδέψετε στα απώτατα άκρα του ηλιακού συστήματος, στα παγωμένα πέρατα μετά από τον Πλούτωνα, θα δείτε κάτι παράξενο. Ξαφνικά, αφού θα περάσετε τη ζώνη του Kuiper, μια περιοχή του διαστήματος γεμάτη με παγωμένους βράχους, θα βρεθείτε σε μια περιοχή που δεν υπάρχει απολύτως τίποτε.




Οι αστρονόμοι καλούν αυτό το όριο 'χάσμα του Kuiper' λόγω του ότι η πυκνότητα των διαστημικών βράχων μειώνεται εντελώς απότομα. Τι προκάλεσε κάτι τέτοιο; Η μόνη απάντηση φαίνεται να είναι η υπόθεση ενός δέκατου πλανήτη. Δεν αναφερόμαστε στον Quaoar ή στη Sedna: πρόκειται για ένα πολύ μεγάλο αντικείμενο, τόσο μεγάλο όσο η Γη ή ο Άρης και αυτό φαίνεται να καθάρισε την περιοχή από τα διαστημικά συντρίμμια. (Η Sedna και ο Quaoar είναι δύο πλανητοειδή που ανακαλύφθηκαν μέσα στην τελευταία δεκαετία, βρίσκονται πολύ μακρύτερα από τον Ποσειδώνα και οι τροχιές τους φτάνουν στα πιο απόμακρα σημεία του ηλιακού συστήματος κοντά στη ζώνη του Kuiper).




Τα στοιχεία για την ύπαρξη του 'Πλανήτη Χ' είναι αρκετά σημαντικά, λέει ο Alan Stern, αστρονόμος στο νοτιοδυτικό ερευνητικό Ινστιτούτο στο Boulder του Colorado. Αλλά αν και οι υπολογισμοί δείχνουν πως ένα τέτοιο σώμα θα μπορούσε να ευθύνεται για το χάσμα του Kuiper, κανείς δεν έχει μέχρι στιγμής δει αυτόν τον υποτιθέμενο δέκατο πλανήτη.




Υπάρχει ένας καλός λόγος γι' αυτό. Η ζώνη του Kuiper βρίσκεται απλά πολύ μακριά από μας για να έχουμε μια καλή θέα της περιοχής. Θα πρέπει να φτάσουμε εκεί έξω και να ρίξουμε μια ματιά πριν μπορέσουμε να αποφανθούμε κάτι για το τι ακριβώς υπάρχει εκεί. Και αυτό δε θα είναι δυνατό για μια δεκαετία ακόμα, περίπου. Το πρόγραμμα της NASA 'New Horizons' που θα κατευθυνθεί στον Πλούτωνα και στη ζώνη του Kuiper, είχε προγραμματιστεί να ξεκινήσει τον Ιανουάριο του 2006. Δε θα έχει φτάσει στον Πλούτωνα μέχρι το 2015, έτσι λοιπόν εάν γυρεύετε μια εξήγηση για το κενό, άδειο χάσμα του Kuiper, θα πρέπει να περιμένετε μερικά χρόνια ακόμα.




http://katidiaforetiko.blogspot.com


http://kostasedessa.blogspot.gr/2012/04/10_5536.html#more