Η ΜΥΣΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΤΩΝ ΦΩΤΟΝΙΩΝ

Βιέννη

Ο ατέλειωτος πόλεμος ανάμεσα στους χάκερ και τα συστήματα κρυπτογράφησης ευαίσθητων τηλεπικοινωνιών ίσως φτάνει στο τέλος του. Το όραμα της τέλειας μυστικότητας ήρθε κοντύτερα με την παρουσίαση του πρώτου δικτύου που βασίζεται σε σύστημα κβαντικής κρυπτογράφησης, για το οποίο οι δημιουργοί του υποστηρίζουν ότι είναι ουσιαστικά απαραβίαστο. Το καινοτόμο σύστημα παρουσιάσθηκε στη Βιέννη από επιστήμονες του ευρωπαϊκού προγράμματος SECOQC (Ασφαλείς Επικοινωνίες βασισμένες στην Κβαντική Κρυπτογραφία). Η νέα μέθοδος, που αξιοποιεί τις μυστηριώδεις κβαντικές ιδιότητες των φωτονίων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μελλοντικά από κυβερνητικές και στρατιωτικές υπηρεσίες, χρηματοοικονομικούς οργανισμούς και άλλες εταιρίες με δίκτυο θυγατρικών, προκειμένου να πετύχουν τον ανώτερο δυνατό βαθμό ασφάλειας στα εμπιστευτικά μηνύματά τους. Σύμφωνα με τον Αυστριακό συντονιστή του προγράμματος Κρίστιαν Μόνικ, η εμπορική αξιοποίηση της νέας μεθόδου αναμένεται μέσα στην επόμενη τριετία. Η μετάδοση των δεδομένων, ανάμεσα σε έξι διαφορετικά κτίρια στη Βιέννη, πραγματοποιήθηκε μέσω κοινών καλωδίων οπτικών ινών τα οποία προσέφερε η Siemens. Η κβαντική κρυπτογράφηση για δίκτυα είναι αποτέλεσμα δουλειάς 4,5 ετών από 41 συνεργαζόμενα πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα 12 ευρωπαϊκών χωρών, υπό την καθοδήγηση του Αυστριακού Ερευνητικού Κέντρου, με τις «ευλογίες» ενός εκ των «πατέρων» της κβαντικής φυσικής, του αυστριακού επιστήμονα Αντον Τσάιλινγκερ του πανεπιστημίου της Βιέννης. Η μοντέρνα μη κβαντική κρυπτογραφία βασίζεται στη χρήση ψηφιακών «κλειδιών» που κωδικοποιούν τα δεδομένα πριν τα στείλουν μέσω ενός δικτύου και τα αποκρυπτογραφούν όταν φθάσουν στον προορισμό τους. Ο λήπτης πρέπει να έχει μια εκδοχή του «κλειδιού» του αποστολέα για να αποκτήσει πρόσβαση στα μεταβιβαζόμενα δεδομένα. Η κβαντική κρυπτογραφία διαφέρει ριζικά από τα συστήματα ασφάλειας που χρησιμοποιούν τα σημερινά δίκτυα και τα οποία, παρά τις πολύπλοκες διαδικασίες στις οποίες βασίζονται, μπορούν τελικά να παραβιαστούν από όποιον έχει στα χέρια του χρόνο, χρήμα και μεγάλη υπολογιστική δύναμη. Η μυστική δύναμη των φωτονίων Η κβαντική κρυπτογραφία χρησιμοποιεί τους νόμους της κβαντικής φυσικής, οι οποίοι θεωρούνται εγγενώς απαραβίαστοι. Η αρχική ιδέα της κβαντικής κρυπτογραφίας ξεκίνησε πριν 25 χρόνια από τον Τσαρλς Μπένετ της ΙΒΜ και τον Ζιλ Μπρασάρ του πανεπιστημίου του Μόντρεαλ. Βασίζεται στη γνωστή κβαντική «αρχή της απροσδιοριστίας» του Χάιζενμπεργκ, δηλαδή στο γεγονός ότι ένας παρατηρητής δεν μπορεί να μετρήσει την κβαντική πληροφορία χωρίς να την αλλοιώσει. Η νέα τεχνολογία λειτουργεί στέλνοντας δέσμες σωματιδίων φωτονίων, οι οποίες διαταράσσονται αν κάποιος επιχειρήσει να υποκλέψει το μήνυμα. Το σύστημα χρησιμοποιεί «κλειδιά» που δημιουργούνται και διανέμονται μέσω τεχνολογιών κβαντικής κρυπτογράφησης. Κάθε μεταδιδόμενο φωτόνιο μεταφέρει ένα απόλυτα μυστικό «κλειδί» που κωδικοποιεί τα μεταφερόμενα δεδομένα, όπως συμβαίνει στα συνηθισμένα δίκτυα ηλεκτρονικών υπολογιστών. Το πλεονέκτημα είναι ότι κανείς (πέρα από τους δύο χρήστες στο συγκεκριμένο επικοινωνιακό κανάλι) δεν μπορεί να «κρυφακούσει» για να μάθει το κλειδί, χωρίς να αποκαλύψει τον εαυτό του. Όπως αποδείχτηκε και στην επίδειξη που έγινε στη Βιέννη, όταν ένας εισβολέας προσπαθεί να υποκλέψει την κβαντική επικοινωνία, τα φωτόνια αλλοιώνονται και οι ανιχνευτές του δικτύου καταγράφουν την επίθεση, ενώ το σύστημα αυτόματα κλείνει για αυτοπροστασία χωρίς να έχει παραβιαστεί. Η επικοινωνία επαναλαμβάνεται αργότερα με ένα νέο «κλειδί». Αν εξάλλου, για κάποιο λόγο, ένας κβαντικός σύνδεσμος σταματήσει να λειτουργεί, τα φωτόνια στέλνονται από εναλλακτικούς δρόμους αυτόματα μέσω του τηλεπικοινωνιακού δικτύου, έτσι ώστε οι δύο χρήστες παραμένουν σε συνεχή ασφαλή επικοινωνία. Μέχρι σήμερα είχαν γίνει και άλλες απόπειρες για κβαντική κρυπτογράφηση, αλλά βασικά αφορούσαν μόνο την επικοινωνία ανάμεσα σε δύο άτομα (αποστολέα-λήπτη) και στο πλαίσιο αυτό ήδη υπάρχουν εμπορικές εφαρμογές από αρκετές εταιρίες. Οι λύσεις αυτές έχουν περιορισμένη εφαρμογή και αυξημένους κινδύνους (αν π.χ. κοπεί το καλώδιο οπτικής ίνας, η επικοινωνία διακόπτεται). Αντίθετα, η εφαρμογή που παρουσιάστηκε στη Βιέννη, είναι η πρώτη που αξιοποιεί την κβαντική κρυπτογραφία σε περιβάλλον δικτύου, με ό,τι θετικό αυτό συνεπάγεται (μεγαλύτερη γεωγραφική κάλυψη, εναλλακτικές οδοί επαφής αποστολέα-λήπτη για συνεχή επικοινωνία κλπ). Η πρώτη δημόσια εφαρμογή της κβαντικής κρυπτογραφίας έγινε το 2007 στις εκλογές στο καντόνι της Γενεύης στην Ελβετία, όπου το νέο σύστημα εγγυήθηκε ότι η ηλεκτρονική ψηφοφορία ήταν ασφαλής και ότι δεν χάθηκε καμία ψήφος στη μετάδοση από τα εκλογικά κέντρα. Είναι όμως όντως απαραβίαστη; Η κβαντική κρυπτογραφία είναι, υποτίθεται, απαραβίαστη και μερικές τράπεζες ήδη την χρησιμοποιούν για να μεταφέρουν δεδομένα. Όμως προ ημερών ανακοινώθηκε από το Νορβηγικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας στο Τροντχάιμ, σύμφωνα με δημοσίευμα της ηλεκτρονικής υπηρεσίας Νew Scientist, ότι ένας «ωτακουστής» μπορεί να την παραβιάσει χωρίς να αφήσει κανένα ίχνος, εκμεταλλευόμενος ένα πρόβλημα στον χρησιμοποιούμενο τεχνολογικό εξοπλισμό. Ο καθηγητής Βαντίμ Μακάροφ του νορβηγικού πανεπιστημίου και συνεργάτες του από τη Σουηδία και τη Ρωσία υποστηρίζουν ότι τυχόν κακόβουλοι τρίτοι μπορούν να ελέγξουν από μακριά τον εξοπλισμό του λήπτη και να αποκωδικοποιούν τα σήματα που, μέσω των φωτονίων, στέλνει ο αποστολέας. Όπως δήλωσαν, έχουν ανακαλύψει ότι δύο από τις τρεις συχνότερα χρησιμοποιούμενες συσκευές κβαντικής κρυπτογραφίας είναι ευάλωτες από άποψη ασφάλειας και μελετούν πώς θα ξεπεράσουν το πρόβλημα. Αλλοι ερευνητές πάντως, όπως ο Νόρμπερτ Λιτκενχάους από το Ινστιτούτο Κβαντικής Πληροφορικής του Καναδά, δήλωσε ότι δεν θεωρεί πως το παραπάνω κενό ασφαλείας είναι σοβαρό. Το μέλλον θα δείξει αν οι αποκρυπτογράφοι θα μείνουν χωρίς δουλειά!

Ενδείξεις για πλανήτη μεγαλύτερο από τη Γη που κρύβεται στο Ηλιακό Σύστημα πέρα από τον Πλούτωνα

Η ιστορία της Αστρονομίας βρίθει ισχυρισμών για έναν μεγάλο, άγνωστο πλανήτη που κρύβεται κάπου εκεί έξω στο Ηλιακό Σύστημα. Κανείς δεν θα έπαιρνε στα σοβαρά ακόμα έναν, αν δεν προερχόταν από τον Μάικ Μπράουν, τον άνθρωπο που εξευτέλισε τον Πλούτωνα.

Ο Μάικ Μπράουν, έγκριτος αστρονόμος του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) αναγνωρίζει ότι η τελευταία του ανακοίνωση ακούγεται τραβηγμένη αλλά και μπανάλ. «Αν λέγαμε ότι έχουμε ενδείξεις για τον Πλανήτη Χ, σχεδόν όλοι οι αστρονόμοι θα έλεγαν "Πάλι τα ίδια; Αυτοί που το λένε είναι τρελοί!"» παραδέχεται ο ίδιος στο δικτυακό τόπο του Science. «Κι εγώ το ίδιο θα έλεγα. Τι διαφέρει όμως αυτή τη φορά; Αυτό που διαφέρει είναι ότι έχουμε δίκιο» διατείνεται. Ο Μπράουν και ο συνεργάτης του CaltechΚονσταντίν Μπατίγκιν δεν έχουν εντοπίσει το ίδιο το σώμα, συμπεραίνουν όμως την παρουσία του από την παράξενη συμπεριφορά γειτονικών, μικρότερων σωμάτων.

Ποιός είναι

Αν υπάρχει, ο πλανήτης που περιγράφουν οι δύο ερευνητές στην επιθεώρηση «Astronomical Journal» έχει μάζα δεκαπλάσια σε σχέση με της Γης, σχεδόν ίση με του Ποσειδώνα. Κινείται σε μια παράξενη ελλειπτική τροχιά που σχηματίζει γωνία σε σχέση με τις τροχιές των υπόλοιπων πλανητών, σε απόσταση τουλάχιστον 200 φορές μεγαλύτερη από την απόσταση της Γης από τον Ήλιο -τόσο μακριά ώστε το έτος του θα διαρκούσε 10 με 20 χιλιάδες χρόνια.

Σύμφωνα με τους Μπράουν και Μπατίγκιν, η βαρυτική επίδραση ενός τέτοιου σώματος εξηγεί τέλεια μια περίεργη συγκέντρωση έξι παγωμένων σωμάτων πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα. Και τα έξι κινούνται σε τροχιές που παίρνουν κλίση σε σχέση με το επίπεδο του Ηλιακού Συστήματος, ένδειξη ότι κάτι τα τραβάει προς τα εκεί.

Οι ερευνητές υπολογίζουν ότι η πιθανότητα να οφείλεται σε καθαρή τύχη αυτή η συγκέντρωση είναι μόλις 0,007%, ή μία στις 15.000. Αυτό σημαίνει ότι ο ισχυρισμός τους έχει στατιστική σημαντικότητα 3,8 σίγμα, αρκετά υψηλή αλλά όχι όσο τα 5 σίγμα που θεωρούνται το στάνταρτ για κλάδους όπως η σωματιδιακή φυσική.

Οι αμφιβολίες

Οι ισχυρισμοί για την ύπαρξη ενός Πλανήτη Χ επανέρχονται ανά διαστήματα από το 1846, όταν επιβεβαιώθηκαν οι προβλέψεις για την παρουσία του Ποσειδώνα, ο οποίος επηρεάζει την τροχιά του πλησιέστερου πλανήτη Ουρανού. Μέχρι σήμερα, όμως, ουδέποτε έχουν επιβεβαιωθεί.

Η ειρωνεία είναι ότι η νέα μελέτη για τον περίφημο Πλανήτη 9, όπως περιγράφεται στη νέα μελέτη, έρχεται από τον άνθρωπο που σκότωσε τον ένατο πλανήτη το 2006. Ο Μάικ Μπράουν ανακάλυψε το 2005 την Έριδα, ένα παγωμένο σώμα σχεδόν στο μέγεθος του Πλούτωνα, και έπαιξε έτσι κεντρικό ρόλο στην επίσημη εκθρόνιση του Πλούτωνα από τη λίστα των πλανητών, και τον υποβιβασμό του στην κατηγορία των πλανητών-νάνων. Έγραψε μάλιστα και βιβλίο με τίτλο How I Killed Pluto (Πώς σκότωσα τον Πλούτωνα).

Στο μέλλον, ίσως γίνει ο πρώτος αστρονόμος που σκοτώνει έναν πλανήτη και ανακαλύπτει έναν νέο. Η αλήθεια είναι ότι, παρά τις οδηγίες που δίνει η νέα μελέτη, ο εντοπισμός του Πλανήτη Χ θα μπορούσε να αποδειχθεί δύσκολος λόγω της τεράστιας απόστασης και του μισοσκόταδου.

Οι ερευνητές λένε ότι προχώρησαν στην ανακοίνωση ακριβώς για να ενθαρρύνουν την αναζήτηση. Εφόσον υπάρξει αρκετό ενδιαφέρον, διαβεβαιώνουν, ο πλανήτης μπορεί να ανακαλυφθεί εντός πέντε ετών, είτε από επίγεια είτε από διαστημικά τηλεσκόπια. Η ατυχία είναι ότι το New Horizons, η αποστολή που έφτασε για πρώτη φορά τον Πλούτωνα τον περασμένο Ιούλιο, βρίσκεται στην αντίθετη πλευρά του Ηλιακού Συστήματος σε σχέση με την περιοχή του υποθετικού Πλανήτη Χ, και δεν μπορεί να βοηθήσει στην αναζήτησή του.

Πηγή και εδώ

Τα 10 μυστήρια των πρώτων ανθρώπων

10. Από που προέρχονται οι σύγχρονοι άνθρωποι;

Το πιο πικρό ερώτημα γύρω από την ανθρώπινη εξέλιξη είναι πιθανώς το που εξελίχθηκαν οι πρώτοι άνθρωποι. Η "έξω από την Αφρική" υπόθεση υποστηρίζει ότι οι πρώτοι άνθρωποι εξελίχθηκαν σχετικά πρόσφατα στην Αφρική και στη συνέχεια εξαπλώθηκαν στον υπόλοιπο κόσμο, αντικαθιστώντας υπάρχοντες πληθυσμούς από αρχαϊκούς ανθρώπους.

Η Νότια μετανάστευση

Από την άλλη, το μοντέλο της "πολυτοπικής εξέλιξης" υποστηρίζει ότι οι σύγχρονοι άνθρωποι εξελίχθηκαν σε μια μεγάλη περιοχή από τους αρχαϊκούς ανθρώπους, με πληθυσμούς από διαφορετικές περιοχές να αναπαράγονται με τους γείτονές τους, μοιράζοντας έτσι τα χαρακτηριστικά τους και έχοντας ως αποτέλεσμα την εξέλιξη των σύγχρονων ανθρώπων. Μέχρι στιγμής πιο ικανοποιητική είναι η "έξω από την Αφρική" υπόθεση, αν και οι υποστηρικτές της "πολυτοπικής εξέλιξης" παραμένουν με δυνατές απόψεις.

Η Βόρεια μετανάστευση

9 – Ποιος ήταν ο πρώτος ανθρωπίδης;

Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν νέους ανθρωπίδες όλο και πιο συχνά – εννοώντας με τον όρο δίποδους οργανισμούς περιλαμβανομένου των ανθρώπων, των άμεσων προγόνων μας και των κοντινότερων συγγενών μας. Αγωνίζονται για να βρουν τον πιο αρχέγονο, ώστε να απαντήσουν αυτό το βασικό ερώτημα γύρω από την εξέλιξη του ανθρώπου – ποιες προσαρμογές μας κατέστησαν ανθρώπους και με ποια σειρά συνέβησαν οι αλλαγές αυτές;

8 – Αναπτύξαμε σεξουαλικές σχέσεις με τους Νεάντερνταλ;

Είχαμε βιώσιμους απογόνους; Κουβαλάει το είδος μας γονιδιακά κατάλοιπα από τα εξαφανισμένα μας ξαδέρφια; Οι επιστήμονες έχουν προβλέψει ότι πιθανώς οι Νεάντερνταλ δεν εξαφανίστηκαν, αλλά απλά απορροφήθηκαν από τον σύγχρονο άνθρωπο.

7 – Γιατί οι σύγχρονοι άνθρωποι επεκτάθηκαν πέρα από την Αφρική περίπου 50.000 χρόνια πριν;

Πριν από περίπου 50.000 χρόνια, οι σύγχρονοι άνθρωποι επεκτάθηκαν έξω από την Αφρική, και εξαπλώθηκαν ταχέως στις περισσότερες στεριές της γης αποικίζοντας όλες τις ηπείρους εκτός από την Ανταρκτική, φτάνοντας ακόμα και στα πιο μακρινά νησιά του Ειρηνικού. Ένας αριθμός ερευνητών εικάζει ότι αυτή η μετανάστευση ήταν συνδεδεμένη με μία μετάλλαξη που μεταμόρφωσε τους εγκέφαλούς μας οδηγώντας στην μοντέρνα και πολύπλοκη χρήση της γλώσσας και επιτρέποντας τη χρήση πιο εξελιγμένων εργαλείων, τεχνών και κοινωνιών. Η πιο δημοφιλής άποψη προτείνει ότι τέτοιου είδους σύγχρονες συμπεριφορές προϋπήρχαν της εξόδου, και πιστεύει ότι αντιθέτως η ανθρωπότητα είχε ξεπεράσει το πληθυσμιακό όριο της Αφρικής και αυτό επέτρεψε την αυτήν την επανάσταση.

6 – Τι είναι ο χόμπιτ;

Είναι ο χόμπιτ – το ψευδώνυμο που δόθηκε σε μικροσκοπικούς σκελετούς που βρέθηκαν στο νησί Φλόρες της Ινδονησίας το 2003 – όντως ένα εξαφανισμένο είδος ανθρώπου, ώστε να αποκαλείται Homo floresiensis; Μήπως είναι αυτοί οι σκελετοί απλά δείγματα παραμορφωμένων Homo sapiens; Μήπως από την άλλη είναι ένα διαφορετικό από εμάς είδος, αλλά πιθανώς όχι ένα εξαφανισμένο είδος ανθρώπου αλλά ξεχωριστό είδος όπως οι χιμπατζήδες; Λύνοντας αυτό το μυστήριο θα χυθεί άπλετο φως στα ριζικά μονοπάτια που πιθανώς η εξέλιξη του ανθρώπου ακολούθησε.

5 -Είναι η εξέλιξη του ανθρώπου επιταχυνόμενη;

Πρόσφατα δεδομένα έδειξαν ότι η ανθρωπότητα όχι απλώς εξελίσσεται ακόμα, αλλά ότι η εξέλιξη του ανθρώπου επιταχύνεται κιόλας, έχοντας ταχύτητα 100 φορές μεγαλύτερη από αυτήν που είχε μετά την αγροτική επανάσταση. Ένας αριθμός επιστημόνων ελέγχουν αυτήν την υπόθεση λέγοντας ότι είναι δύσκολο να εξακριβωθεί το κατά πόσο συγκεκριμένα γονίδια έχουν όντως πρόσφατα μετατραπεί σε υπερέχοντα επειδή προσφέρουν προσαρμοστικά οφέλη. Όπως και να χει, αν η εξέλιξη του ανθρώπου επιταχύνεται, η ερώτηση που προκύπτει είναι γιατί; Η διατροφή και οι ασθένειες μπορεί να είναι κάποιες από τις πιέσεις που οδηγούν τους ανθρώπους σε αλλαγή.

4 – Γιατί οι πλησιέστεροι συγγενείς μας εξαφανίστηκαν;

Περίπου πριν από 24.000 χρόνια το είδος μας, ο Homo sapiens, δεν ήταν μόνος στον κόσμο – οι κοντινότεροί μας συγγενείς, οι Νεαντερτάλιοι (Homo neanderthalensis) ήταν ακόμη ζωντανοί. Ο αποκαλούμενος "χόμπιτ" που βρέθηκε στην Ινδονησία μπορεί επίσης να ήταν μέλος του γένους Homo και όπως φαίνεται επέζησε μέχρι πριν από 12.000 χρόνια. Γιατί λοιπόν αυτοί εξαφανίστηκαν και εμείς επηζήσαμε; Τους σκότωσαν μολύνσεις ή ριζικές αλλαγές στο περιβάλλον; Ή μήπως τους εξαφάνισε το είδος μας; Υπάρχουν κάποια δεδομένα και για τα δύο σενάρια, αλλά δεν έχει υπάρξει συμφωνία για κανένα συμπέρασμα ακόμα.

3 – Τι συνέβη στις τρίχες μας;

Οι άνθρωποι είναι μοναδικοί γιατί φαίνονται γυμνοί συγκρινόμενοι με τους πιο τριχωτούς συγγενικούς μας πιθήκους. Για ποιο λόγο εξελίχθηκε αυτή η απώλεια των τριχών; Μία πρόταση είναι ότι οι πρόγονοί μας απέβαλλαν τις τρίχες τους για να μην υπερθερμαίνονται όταν διάσχιζαν τις καυτές σαβάνες της Αφρικής. Μία άλλη άποψη είναι ότι η απώλεια του τριχώματός μας μας επέτρεψε να απαλλαγούμε από παράσιτα και τις ασθένειες με τις οποίες αυτά σχετίζονται. Μία παράδοξη ιδέα προτείνει ότι η απώλεια τριχών αναπτύχθηκε μετά την προσαρμογή των προγόνων μας στην υδρόβια ζωή, ασχέτως αν τα περισσότερα θαλάσσια θηλαστικά στο μέγεθος του ανθρώπου έχουν πυκνό τρίχωμα.

2 – Γιατί οι άνθρωποι περπατάνε στα δύο πόδια;

Οι πρόγονοί μας ανέπτυξαν μία όρθια στάση αρκετά πριν την ανάπτυξη μεγάλων εγκεφάλων ή την εμφάνιση περίπλοκων εργαλείων. Η ερώτηση που συνεπώς τίθεται είναι: γιατί να σηκωθείς και να σταθείς στα δύο πόδια όταν οι πίθηκοι πρόγονοί μας τα καταφέρνουν στα τέσσερα; Περπατώντας στα δύο άκρα καταναλώνεται λιγότερη ενέργεια από την κίνηση σε τέσσερα. Επίσης, η απελευθέρωση των χεριών επέτρεψε τους προγόνους μας να κουβαλάνε περισσότερο φαγητό. Το να στέκονται στα δύο άκρα μπορεί ακόμα να τους βοήθησε να ελέγχουν καλύτερα τη θερμοκρασία τους επειδή μειώνεται η επιφάνεια του δέρματος που εκτίθεται κατευθείαν στον ήλιο.

1 – Γιατί αναπτύξαμε μεγάλους εγκεφάλους;

Δεν υπάρχει καμία αμφισβήτηση στο ότι η ανάπτυξη των μεγάλων εγκεφάλων προσέφερε στους ανθρώπους ένα ασυνήθιστο πλεονέκτημα. Όμως, ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ένα απίστευτα δαπανηρό όργανο, κατέχοντας το 2% περίπου του βάρους σώματος ενός ανθρώπου, αλλά καταναλώνοντας περίπου το ένα πέμπτο της ενέργειας του και μέχρι πριν περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια κανένας πρόγονός μας δεν είχε εγκέφαλο μεγαλύτερο από ενός πιθήκου σε σχέση με το μέγεθος σώματός του. Οπότε τη πυροδότησε την αύξηση στο μέγεθος του εγκεφάλου; Μία άποψη προτείνει ότι η αυξημένη εξυπνάδα επέτρεπε στους προγόνους μας να κατασκευάσουν καλύτερα εργαλεία. Μία άλλη υποστηρίζει ότι οι μεγαλύτεροι εγκέφαλοι μας επέτρεψαν να αλληλεπιδρούμε καλύτερα μεταξύ μας. Πιθανώς ριζικές αλλαγές στο περιβάλλον να επέβαλλαν στους προγόνους μας να αντιμετωπίσουν ένα μεταβαλλόμενο περιβάλλον.

Πηγή LiveScience  συγγραφέας Charles Q. Choi

Νέα θεωρία για τα πρώτα δευτερόλεπτα της Μεγάλης Έκρηξης μπορεί να εξηγήσει τη σκοτεινή ύλη

Ένα άγνωστο μέχρι σήμερα «επεισόδιο», το οποίο συνέβη ελάχιστες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, έρχονται να προσθέσουν στην κοσμική ιστορία αμερικανοί επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven, το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή Fermi και το πανεπιστήμιο Stony Brook.

Το «επεισόδιο» αυτό έρχεται να συμπληρώσει την καθιερωμένη εικόνα που έχουν οι κοσμολόγοι για το σύμπαν, δηλαδή ότι λίγες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ο «κόσμος» γνώρισε μία σύντομη περίοδο εκθετικής διαστολής που ονομάζεται «εποχή του πληθωρισμού» και η οποία είναι υπεύθυνη για την ομοιογένεια που παρουσιάζει σήμερα.

Έτσι, όπως αναφέρει η επιστημονική ομάδα σε άρθρο της στο περιοδικό Physical Review Letters, στην κοσμική εξέλιξη ενδεχομένως υπήρξε και μία δεύτερη περίοδος απότομης επέκτασης.

Μάλιστα, σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτή η δεύτερη περίοδος θα μπορούσε να εξηγήσει την ποσότητα σκοτεινής ύλης στο σύμπαν.

Η επιστημονική κοινότητα δεν έχει καταφέρει μέχρι σήμερα να ανιχνεύσει τη σκοτεινή ύλη άμεσα, με συνέπεια η φύση της να είναι άγνωστη.

Ωστόσο, η ποσότητά της μπορεί να εκτιμηθεί από τη βαρυτική επίδραση που ασκεί σε κοσμικές δομές όπως οι γαλαξίες.

Έτσι, υπολογίζεται πως αυτή η «εξωτική» μορφή ύλης συνεισφέρει κατά 27% περίπου στη συνολική ύλη-ενέργεια του σύμπαντος.

Ένα ποσοστό πολλαπλάσιο από το περίπου 5%, το οποίο αντιστοιχεί στη συμβατική ύλη που μας περιβάλλει.

Εκτός από τη μυστηριώδη φύση της, ένα ακόμη πρόβλημα που δημιουργεί η σκοτεινή ύλη είναι πως αποτελεί εμπόδιο για ορισμένες θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν άλλα αινιγματικά φαινόμενα της φυσικής, όπως για παράδειγμα το γεγονός ότι η βαρύτητα είναι ασθενέστερη από τις υπόλοιπες θεμελιώδεις δυνάμεις.

Κι αυτό γιατί οι εν λόγω θεωρίες προβλέπουν μεγαλύτερη ποσότητα «εξωτικής» ύλης από αυτήν που παρατηρείται στο σύμπαν.

Η δεύτερη «εποχή του πληθωρισμού» λύνει όμως αυτό το πρόβλημα, με την παραδοχή πως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη υπήρξαν δύο φάσεις βίαιης συμπαντικής διαστολής.

Η «εποχή» αυτή τοποθετείται ανάμεσα στην πρώτη έκρηξη, που συνέβη απειροελάχιστες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, και τον σχηματισμό των πρώτων ελαφριών χημικών στοιχείων, όταν η ζωή του «κόσμου» δεν ξεπερνούσε τα λίγα δευτερόλεπτα ή λεπτά.

Σε αυτό το χρονικό διάστημα, αντί απλώς να ψύχεται όπως προβλέπει η καθιερωμένη θεωρία, το σύμπαν πέρασε από μία δεύτερη φάση σύντομων και απότομων διαστολών.

«Παρόλο που αυτές οι διαστολές δεν θα ήταν τόσο βίαιες όσο η αρχική, θα μπορούσαν να εξηγήσουν τη μικρότερη ποσότητα σκοτεινής ύλης», σημειώνει ο Χούμαν Νταβουντιάσλ, από το Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven και μέλος της ομάδας.

Στις αρχικές στιγμές του σύμπαντος, όταν είχε θερμοκρασία δισεκατομμυρίων βαθμών Κελσίου και μικρό όγκο, τα σωματίδια σκοτεινής ύλης θα συγκρούονταν συχνά μεταξύ τους, με συνέπεια να αλληλοεξουδετερώνονται και να παράγουν σωματίδια συμβατικής ύλης.

Με την κοσμική διαστολή και ψύξη, οι συγκρούσεις θα γίνονταν ολοένα και λιγότερες.

Αυτή η εξέλιξη του σύμπαντος θα σήμαινε σταδιακή μείωση της συχνότητας αλληλεξουδετερώσεων των σωματίων σκοτεινής ύλης, κάνοντας ορισμένες θεωρίες να καταλήγουν σε έναν θεωρητικό υπολογισμό της σημερινής της ποσότητας ο οποίος υπερβαίνει το νούμερο που προκύπτει από τις παρατηρήσεις.

Ωστόσο, μία δεύτερη φάση από συμπαντικές εκρήξεις θα μπορούσε να συμβιβάσει αυτές τις θεωρίες με τα παρατηρησιακά δεδομένα, αφού θα μπορούσε να λειτουργήσει ως μηχανισμός για τη μείωση της ποσότητάς της.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η θεωρία που προτείνουν δεν αποτελεί μεγάλη απόκλιση από το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας, ενώ προβλέψεις της βρίσκονται μέσα στο όριο των ενεργειών που μπορεί να πετύχει ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο CERN ή ο Σχετικιστικός Επιταχυντής Βαρέων Ιόντων στο Εργαστήριο Brookhaven.

Επομένως, οι δύο αυτές πειραματικές εγκαταστάσεις έχουν τη δυνατότητα να απαντήσουν για το αν όντως ισχύει ή όχι.

Πηγή

Φυσικοί προτείνουν θεωρίες για να εξηγήσουν μυστηριώδη σύγκρουση στον LHC του CERN

Οι φυσικοί σε όλο τον κόσμο πρόσφατα προβληματίστηκαν, όταν εμφανίστηκε ένα ασυνήθιστο τίναγμα στο σήμα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), κατά πολύ βαρύτερο από το μποζόνιο του Χιγκς, του μεγαλύτερου και ισχυρότερου επιταχυντή σωματιδίων του κόσμου, κάνοντάς τους να αναρωτιούνται αν ήταν ένα νέο σωματίδιο, άγνωστο προηγουμένως, ή ίσως ακόμη και δύο νέα σωματίδια. Η σύγκρουση δεν φαίνεται να μπορεί να εξηγηθεί από το Καθιερωμένο Μοντέλο (Standard Model), το θεωρητικό θεμέλιο της σωματιδιακής φυσικής.

Αν αυτό ευσταθεί, τότε πρόκειται για ένα σωματίδιο κατά πολύ βαρύτερο όχι μόνο από το μποζόνιο Χιγκς (που είναι περίπου 125 GeV), αλλά και από κάθε άλλο σωματίδιο που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα. Κάτι που προκαλεί «πονοκέφαλο» στους επιστήμονες, αφού μάλλον θα αναθεωρήσουν τα βιβλία της φυσικής, και τότε μπορούμε να μιλάμε για μια γιγαντιαία επιστημονική ανακάλυψη.

Ο Adam Martin, επίκουρος καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Notre Dame, είπε ότι αυτός και άλλοι θεωρητικοί φυσικοί είχαν ακούσει για τα αποτελέσματα αυτά πριν δημοσιοποιηθούν στις 15 Δεκεμβρίου και οι ομάδες άρχισαν να επεξεργάζονται ιδέες, μέσω Skype και άλλων τρόπων επικοινωνίας, σχετικά με το τι θα μπορούσε να σημαίνει αυτό το ενδιαφέρον τίναγμα, αν επιβεβαιωθεί. Αυτός και κάποιοι συνεργάτες από το Σινσινάτι και τη Νέα Υόρκη υπέβαλαν προκαταρτική μελέτη που δημοσιεύθηκε στοarXiv.org στις 23 Δεκεμβρίου.

«Ήταν τόσο παράξενο, που οι άνθρωποι ήταν αναγκασμένοι να παρατήσουν τις αγαπημένες τους θεωρίες και να αρχίσουν από το μηδέν», λέει ο Μάρτιν. «Αυτή είναι μια διασκεδαστική περιοχή της σωματιδιακής φυσικής. Ψάχνουμε στο άγνωστο. Είναι ένα νέο σωμάτιο; Είναι δύο νέα σωμάτια;»

Το γράφημα απεικονίζει μαύρα στίγματα που δείχνουν γεγονότα σε πειραματικές εγγραφές που συγκρίνονται με την κόκκινη γραμμή που απεικονίζει τον αριθμό που αναμένεται μέσω της διαδικασίας του Καθιερωμένου Προτύπου. Δυο μαύρα στίγματα δεν συμπίπτουν με αυτή την κόκκινη γραμμή. Υποστηρίζεται ότι αυτό το τίναγμα στα 750 είναι «το πιο συναρπαστικό» σημείο.

Η μελέτη δίνει τέσσερις πιθανές εξηγήσεις για τα δεδομένα, συμπεριλαμβανομένης της πιθανότητας ότι θα μπορούσε να υποδεικνύει μια βαρύτερη έκδοση του μποζόνιου Higgs, γνωστό επίσης ως «σωματίδιο του Θεού». Η περαιτέρω έρευνα θα μπορούσε να αποδώσει πιο πεζές εξηγήσεις, λέει ο Martin και ο ενθουσιασμός θα μπορούσε να εξασθενίσει όπως έχει συμβεί πολλές φορές στην καριέρα του. Αλλά θα μπορούσε να ανοίξει την πόρτα για νέες γνώσεις και αναζήτηση για νέα μοντέλα.

Δυσπιστία στον επιστημονικό κόσμο

Σύσσωμος ο επιστημονικός κόσμος αντιμετωπίζει τα νέα αυτά δεδομένα με δυσπιστία.

Ακόμα δεν υπάρχουν αρκετές ενδείξεις ώστε να επιχειρήσει κανείς να αχρηστεύσει τα σημερινά επιστημονικά συγγράμματα. Αλλά υπάρχουν υπολογίσιμες πιθανότητες αυτό να συμβεί, κάτι που ενθουσιάζει αλλά και τρομάζει παράλληλα τους φυσικούς. Για κάποιους αυτό το σωματίδιο μπορεί να ισοδυναμεί με την ολοκληρωτική εκμηδένιση του έργου τους, σε κάποιους άλλους μπορεί να δίνει την ευκαιρία για να μπουν στο «πάνθεον» των πιο σημαντικών επιστημόνων στην ιστορία.

Για να επιβεβαιωθεί η ύπαρξη του νέου σωματιδίου, θα πρέπει να περάσουν ακόμα κάποιοι μήνες περαιτέρω πειραμάτων. Τα «μεγάλα» νέα θα είναι όταν (και αν) ανακοινωθεί επίσημα ότι το σωματίδιο υπάρχει. Αυτή η πολύμηνη προσμονή παίζει με τα ήδη τσιτωμένα νεύρα των επιστημόνων. Αρκετοί εξ αυτών όμως, δείχνουν να έχουν πιάσει την ευκαιρία από τα μαλλιά. Στο arXiv υπάρχουν ήδη περισσότερα από 100 άρθρα που προσπαθούν να εξηγήσουν την αβέβαιη ύπαρξη αυτού του μυστήριου σωματιδίου.

Ανάμεσα σε αυτές, η εργασία του Τζιάν Φρανσέσκο Γκιουντίσε υποστηρίζει πως το νέο σωματίδιο συνεπάγεται την διάψευση της Θεωρίας της Υπερσυμμετρίας. Αλλες εργασίες προσπαθούν να εξηγήσουν μέσω των νέων δεδομένων την άγνωστη φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας. Υπάρχουν επίσης αρκετοί που υποστηρίζουν πως το νέο σωματίδιο είναι ένα είδος βαρυτόνιου, το οποίο είναι ένα υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο που αποτελεί φορέα της βαρυτικής αλληλεπίδρασης. Άλλοι κάνουν λόγο για την ανακάλυψη ενός «ξαδέρφου» του σωματιδίου Higgs, γεγονός που επίσης θα συνεπαγόταν πολλά. Η φαντασία των θεωρητικών φυσικών τις τελευταίες τρεις βδομάδες βρίσκεται σε απόλυτη έξαρση. Τα μολύβια των πιο φιλόδοξων και τολμηρών έχουν πάρει φωτιά.

Φυσικά, όλες αυτές οι θεωρίες στηρίζονται στον… αέρα όσο ακόμα η ύπαρξη του νέου σωματιδίου είναι αβέβαιη. Μετά από πολύ καιρό όμως, εμφανίζεται σημαντική πιθανότητα να προκύψει κάτι ολοκαίνουργιο στον κόσμο της φυσικής και αυτό εξιτάρει ανεξαιρέτως όλους τους θεωρητικούς.

Τί είναι πιο πιθανό;

Να έχουν αποτύχει και τα δύο διαφορετικά πειράματα του CERN (ελάχιστη πιθανότητα) ή να υπάρχει όντως ένα σωματίδιο που καταρρίπτει κάποιες από τις πιο θεμελιώδεις αρχές της φυσικής (επίσης ελάχιστη πιθανότητα); Οι περισσότεροι συγκλίνουν προς το δεύτερο, όμως δεν πρέπει να ξεχνάμε πως ανέκαθεν η φυσική εξελισσόταν με ανατροπές, τις οποίες σχεδόν όλοι αμφισβητούσαν…

Πηγή: crashonline.gr  University of Notre Dame

Οι σκοτεινές προβλέψεις του Stephen Hawking

Οι σκοτεινές προβλέψεις του Stephen Hawking

O βραβευμένος αστροφυσικός Stephen Hawking, που γιόρτασε στις 8 Ιανουαρίου τα 74α γενέθλιά του, είναι γνωστός όχι μόνο για το επιστημονικό του έργο αλλά και για τις προειδοποιήσεις που συχνά απευθύνει στην ανθρωπότητα, σχετικά με τους κινδύνους που θα μπορούσαν να εξαφανίσουν το ανθρώπινο είδος στο μέλλον. Αυτές είναι οι πιο «σκοτεινές» προβλέψεις του θεωρητικού φυσικού.

«Δε νομίζω πως θα επιβιώσουμε για άλλα χίλια χρόνια χωρίς να εγκαταλείψουμε αυτό τον εύθραυστο πλανήτη».
(Ομιλία στην Όπερα του Σίδνεϊ, 27 Απριλίου 2015)

Ο Hawking επαναλαμβάνει με κάθε ευκαιρία την σπουδαιότητα των διαστημικών ταξιδιών, ως μία εφεδρική «ασφάλεια ζωής» των ανθρώπινων κοινωνιών. Κατά τον Hawking, ταοικοσυστήματα της Γηςκινδυνεύουν από μία ευρεία γκάμα διαφορετικών παραγόντων – από την ανθρώπινη αδιαφορία μέχρι την πρόσκρουση αστεροειδούς – και ως εκ τούτου είναι απαραίτητο «να μπορούμε να φύγουμε από εδώ αν χρειαστεί».

«Αν ποτέ μας επισκεφτούν εξωγήινοι, το αποτέλεσμα θα είναι παρόμοιο με την έλευση του Κολόμβου στην Αμερική που, όπως θυμάστε, δεν πήγε και πολύ καλά για τους ιθαγενείς Αμερικανούς».
(Συνέντευξη στην El Pais, 30 Σεπτεμβρίου 2015)

Αν και από τους πιο ένθερμους υποστηρικτές της αναζήτησης για εξωγήινη ζωή, ο Hawking είναι επίσης από τους πλέον διάσημους «προφήτες κακών» σε ό,τι αφορά μία ενδεχόμενη συνάντηση μας μεεξωγήινο πολιτισμό. Αν οι εξωγήινοι είναι αρκετά εξελιγμένοι ώστε να μπορούν να ταξιδέψουν ως εδώ, πιθανότατα θα πρόκειται για «επικίνδυνους, διαστημικούς νομάδες σε αναζήτηση εκμεταλλεύσιμων πλανητών».

«Η ανθρώπινη επιθετικότητα είναι η πιο επικίνδυνη απειλή για όλους μας».
(Συνέντευξη στον Independent, 19 Φεβρουαρίου 2015)

«Η βία εξυπηρετούσε τις ανθρώπινες κοινωνίες όσον καιρό ήταν απαραίτητη για την εξεύρεση τροφής ή συντρόφου. Όμως με την εξέλιξη της τεχνολογίας, η επιθετικότητα λίγων αρκεί για να εξαφανίσει την ανθρωπότητα», δήλωνε ο διάσημος φυσικός στον Independent, τονίζοντας την ανάγκη για μία προσπάθεια «παγκόσμιας ευαισθητοποίησης» που ωστόσο δεν θεωρεί πιθανή.

«Η ανάπτυξη συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε να σημάνει το τέλος της ανθρωπότητας»
(Συνέντευξη στο BBC, 2/12/2015)

Ο καθηγητής εκτιμά πως σε περίπτωση που καταφέρουμε να δημιουργήσουμε συστήματα τεχνητής νοημοσύνης, εκείνα θα βρουν αργά ή γρήγορα τρόπους να αυτο-βελτιωθούν, με άμεση συνέπεια τηναπομάκρυνση των στόχων τους από την ανθρώπινη λογική. Ο Hawking θεωρεί πως δεν κινδυνεύουμε από τις «ύπουλες» μηχανές αλλά από μία πιθανή αδιαφορία των συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης για το ανθρώπινο είδος.

«Το αληθινό ρίσκο με την Τεχνητή Νοημοσύνη δεν θα είναι η ‘κακία’ αλλά η αδιαφορία (…) Οι περισσότεροι από μας δεν μισούμε τα μυρμήγκια αλλά τα πατάμε κατά λάθος. Όταν όμως είσαι υπεύθυνος ενός υδροηλεκτρικού σταθμού η λειτουργία του οποίου θα πνίξει φωλιές εκατομμυρίων μυρμηγκιών, το πρόβλημα είναι των μυρμηγκιών, όχι δικό σου».
(Διαδικτυακή συζήτηση στο Reddit, 2/10/2015)

«Αν ο παραγόμενος πλούτος αναδιανεμόταν δίκαια, όλοι θα μπορούσαν θα απολαύσουν μία άνετη και ξεκούραστη ζωή. Όμως η συντριπτική πλειοψηφία κινδυνεύει να καταλήξει πάμφτωχη, σε περίπτωση οι ιδιοκτήτες των μηχανικών μέσων παραγωγής συμμαχήσουν κατά μιας ‘λογικής διανομής’. Η τρέχουσα τάση δείχνει πως το δεύτερο σενάριο είναι το πιο πιθανό, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας να εντείνει επί τα χείρω τις ανισότητες».
(Διαδικτυακή συζήτηση στο Reddit, 2/10/2015)

Ακόμα και αν οι «σκεπτόμενες μηχανές» δεν μας αφανίσουν, η ανάπτυξή τους θα διαιωνίσει επιχειρηματικές πολιτικές που ενδέχεται να εντείνουν την φτώχεια και την εξαθλίωση, «καθιστώντας τον άνθρωπο, τον μεγαλύτερο εχθρό της ανθρωπότητας».