ΖΩΝΤΑΝΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΕΥΓΕΝΙΔΕΙΟ ΙΔΡΥΜΑ. ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΒΑΡΥΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ: ''ΜΠΟΡΟΥΜΞΕ , ΠΛΕΟΝ ΝΑ ΑΚΟΥΣΟΥΜΕ ΤΗΝ ΜΕΛΩΔΙΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ΄΄

ΠΑΤΗΣΤΕ ΤΗΝΔΙΕΥΘΥΝΣΗ:

https://www.alfavita.gr/arthron/zontana-sto-alfavita-stis-7mm-apo-idryma-eygenidoy-ti-einai-ta-varytika-kymata

Βαρυτικά κύματα και η επαναστατική ανακάλυψη τους

Η βαρύτητα είναι η ασθενέστερη από τις βασικές δυνάμεις που υπάρχουν στη φύση. Παρόλα αυτά κυριαρχεί στο Σύμπαν και είναι υπεύθυνη για την παρούσα μορφή του, αλλά και για τη μελλοντική του εξέλιξη. Οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις είναι απείρως ισχυρότερες, αλλά η ύπαρξη θετικών και αρνητικών φορτίων έχει ως αποτέλεσμα την αλληλοεξουδετέρωσή τους κι έτσι το Σύμπαν σε μεγάλη κλίμακα είναι ηλεκτρικά ουδέτερο.

Αν φανταστούμε το χωρόχρονο σαν ένα επίπεδο δίχτυ, τότε κάθε σώμα που τοποθετούμε σ’ αυτό προκαλεί μια τοπική καμπύλωση. Η καμπυλότητα αυτή σύμφωνα με τον Αϊνστάιν αποτελεί έκφραση της ύπαρξης του βαρυτικού πεδίου. Μεγαλύτερες συγκεντρώσεις μάζας δημιουργούν εντονότερες καμπυλώσεις. Οποιαδήποτε μεταβολή του βαρυτικού πεδίου, για παράδειγμα ένα δεύτερο σώμα, που περιφέρεται περί το κεντρικό, θα δημιουργεί μεταβολές στην καμπυλότητα του διχτυού (χωρόχρονου) που θα διαδίδεται με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων.

Κάθε σώμα δημιουργεί γύρω του ένα ελκτικό βαρυτικό πεδίο και με βάση τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας καμπυλώνει το χωρόχρονο που τον περιβάλλει. Η Θεωρία της Σχετικότητας πρεσβεύει ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι κι έτσι ο τρισδιάστατος χώρος που αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινή μας πρακτική αντικαθίσταται από τον ενιαίο τετραδιάστατο χωρόχρονο.

Τα βαρυτικά κύματα, με βάση την αρχική πρόταση του Αϊνστάιν, που πρωτοδιατυπώθηκε το 1915, είναι «κυματισμοί» του βαρυτικού πεδίου ή, ακόμη καλύτερα, του χωρόχρονου και κινούνται με την ταχύτητα του φωτός.

Πρακτικά, τα βαρυτικά κύματα τεντώνουν τον χώρο σε μια διάσταση (ας πούμε κατά μήκος) και τον συμπιέζουν σε μια άλλη (ας πούμε κατά πλάτος), μεταβάλλοντας ανεπαίσθητα τις διαστάσεις των αντικειμένων που συναντούν την πορεία τους.

Το πρόβλημα είναι ότι δεν μπορεί να μετρήσει κανείς αυτή τη μεταβολή με έναν απλό χάρακα –ο ίδιος ο χάρακας θα μάκραινε ή θα γινόταν κοντύτερος μαζί με το αντικείμενο που θα έπρεπε να μετρήσει.

Τη λύση έδωσαν οι ανιχνευτές LIGO, οι οποίοι άρχισαν να συλλέγουν δεδομένα το 2001 καιαναβαθμίστηκαν πέρυσι, λίγο πριν καταγράψουν το πολυπόθητο σήμα.

Προσμοίωση των βαρυτικών κυμάτων που παρήγαγαν οι μαύρες τρύπες

Τον περασμένο Σεπτέμβριο οι δύο ανιχνευτές LIGO αναβαθμίστηκαν σε νέα επίπεδα ακρίβειας και ευαισθησίας αναπτερώνοντας τις ελπίδες των φυσικών για την ανίχνευση του θεωρητικού φαινομένου, έπειτα από μια δεκαετία άκαρπης αναζήτησης με τους αρχικούς ανιχνευτές.

Η αναβάθμιση των συστημάτων με ισχυρότερα λέιζερ και νέα οπτικά επιτρέπει θεωρητικά την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από απόσταση περίπου 88 εκατομμυρίων ετών φωτός. Τελικός στόχος είναι η αύξηση αυτής της απόστασης στα 650 εκατομμύρια έτη φωτός -αυτό σημαίνει ότι οι ανιχνευτές θα μπορούν να σαρώνουν μια σφαίρα στο Διάστημα 1.000 φορές μεγαλύτερη από ό,τι η αρχική μορφή των συστημάτων.

Στην κλασική θεωρία του Νεύτωνα για τη βαρύτητα, κάθε μεταβολή του βαρυτικού πεδίου θα γινόταν αισθητή αυτόματα σε κάθε σημείο του Σύμπαντος, ενώ, με βάση τη Θεωρία της Σχετικότητας, η πληροφορία για την αλλαγή του βαρυτικού πεδίου διαδίδεται στο χώρο με πεπερασμένη ταχύτητα, την ταχύτητα του φωτός. Η αλλαγή του βαρυτικού πεδίου γίνεται αισθητή από τα διάφορα σώματα με τη μορφή παλιρροιογόνων δυνάμεων.

Οι παλιρροιογόνες δυνάμεις έχουν την τάση να παραμορφώνουν τα σωμάτα (ας θυμηθούμε τις παλίρροιες στη Γη λόγω της έλξης της Σελήνης). Επομένως αν θέλουμε να μετρήσουμε τις μεταβολές του βαρυτικού πεδίου, δηλαδή τα βαρυτικά κύματα, θα πρέπει να παρατηρούμε τις μεταβολές της απόστασης δύο αντιδιαμετρικών σημείων του σώματος.

Ας υποθέσουμε πως ένα βαρυτικό κύμα προσκρούει κάθετα σε μια περιοχή της Γης, στην οποία έχουμε τοποθετήσει δύο μακριές ράβδους σε σχήμα «L». Τότε, λόγω της διέλευσης του βαρυτικού κύματος, μεταβάλλεται περιοδικά το μήκος των δύο ράβδων. Όταν το μήκος της μιας ελαττώνεται, της άλλης αυξάνεται και αντιστρόφως, με ρυθμό που προσδιορίζεται από τη συχνότητα του κύματος. Αν φανταστούμε τον εαυτό μας σαν έναν ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων να στέκεται με ανοικτά τα χέρια, τότε ένα διερχόμενο βαρυτικό κύμα θα αλλάζει το ύψος μας περιοδικά, ενώ θα αυξομειώνει και το άνοιγμα των χεριών μας.

Τα λέιζερ ουσιαστικά συγκρίνουν διαρκώς το μήκος των δύο κάθετων σωλήνων και καταγράφουν απειροελάχιστες αποκλίσεις, 10.000 φορές μικρότερες από ένα πρωτόνιο -τόσο μικρές που οι μετρήσεις πρέπει να διακόπτονται κάθε φορά που περνά ένα τρένο σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων ή ένα δέντρο πέφτει με γδούπο.

Οι κυμάνσεις που εικονίζονται στο σχήμα αντιστοιχούν στις κυματοειδείς διαταραχές (βαρυτικά κύματα) του χωρόχρονου που δημιουργούν δύο μαύρες τρύπες (κέντρο της εικόνας) που περιφέρονται η μία περί την άλλη. Ο τριγωνικού σχήματος διαστημικός ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων (LISA) θα καταγράφει αυτές τις κυμάνσεις του χωρόχρονου.

Αν μετρηθούμε, θα είμαστε ψηλότεροι ή κοντύτεροι κατά κάποια τρισεκατομμυριοστά του πάχους μια τρίχας του κεφαλιού μας! Σ’ αυτήν τη λογική βασίζεται και η κατασκευή των σύγχρονων ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων.

Δύο δέσμες λέιζερ εκπέμπονται από ένα κοινό σημείο και ανακλώνται σε δύο κάτοπτρα τα οποία βρίσκονται 3 με 4 km μακριά. Όταν το φως των δύο δεσμών επιστρέψει πίσω, «προστίθεται» σε ένα φωτοανιχνευτή. Αν οι δύο δέσμες έχουν διανύσει ακριβώς την ίδια απόσταση, τότε η συμβολή τους θα μας δώσει μια δέσμη ισχυρότερη από τις επιμέρους, αντίθετα, αν οι δύο δέσμες έχουν διανύσει διαφορετικές αποστάσεις, η συμβολή τους θα δώσει μια ασθενέστερη δέσμη. Ένα διερχόμενο βαρυτικό κύμα θα μεταβάλλει περιοδικά τις αποστάσεις των δύο κατόπτρων από το κεντρικό σημείο και η συμβολή των δύο δεσμών λέιζερ θα δίνει άλλοτε ισχυρότερο και άλλοτε ασθενέστερο τελικό σήμα. Επομένως η μεταβολή της έντασης του φωτός στο φωτοανιχνευτή αποτελεί ένδειξη της διέλευσης ενός βαρυτικού κύματος.

Στους σύγχρονους ανιχνευτές είναι δυνατόν να μετρηθούν μεταβολές στην απόσταση των κατόπτρων της τάξης του 0,000000000000000001 cm. Τέτοιου είδους μεταβολές αναμένεται να δημιουργούνται από ισχυρές πηγές βαρυτικών κυμάτων, όπως η έκρηξη ενός υπερκαινοφανούς αστέρα σε απόσταση 50 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη (για παράδειγμα στο σμήνος γαλαξιών της Παρθένου). Αν φυσικά η πηγή των βαρυτικών κυμάτων είναι στο Γαλαξία μας, τότε, επειδή η πιθανή απόσταση από τη Γη θα είναι 1000 τουλάχιστον φορές μικρότερη, το σήμα που θα λάβουμε θα είναι 1000 φορές ισχυρότερο.

Το αμερικανικό LIGO περιλαμβάνει δύο ανιχνευτές, που ο ένας βρίσκεται στο Χάνφορντ της πολιτείας Ουάσινγκτον και ο δεύτερος στη Λουιζιάνα· οι ανιχνευτές αυτοί έχουν βραχίονες μήκους 4 km. Η ευαισθησία ενός ανιχνευτή είναι ανάλογη του μήκους των βραχιόνων του και των εξωγενών θορύβων του περιβάλλοντος.

Με βάση τα παραπάνω, δημιουργείται η εντύπωση ότι η ενέργεια που μεταφέρεται από τα βαρυτικά κύματα είναι μικρή. Εν τούτοις, η ροή ενέργειας με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων από τον υπερκαινοφανή που προαναφέραμε, θα είναι 10.000 φορές περισσότερη από όση μας δίνει το λαμπρότερο αστέρι του νυχτερινού ουρανού. Αν μπορούσαμε να μετατρέψουμε την ενέργεια των βαρυτικών κυμάτων του παραδείγματός μας σε ηλεκτρομαγνητική ενέργεια, θα παρατηρούσαμε ένα σώμα στον ουρανό που θα ήταν λαμπρότερο από την πανσέληνο, αν και θα βρισκόταν σε απόσταση ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές μακρύτερα απ’ ό,τι η Σελήνη. Η δυσκολία στην ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων οφείλεται στην υψηλή τους διαπερατότητα, διότι, για παράδειγμα, διαπερνούν τη Γη χωρίς να χάσουν σημαντικό ποσοστό της ενέργειάς τους (σχεδόν τίποτα).

Αντίθετα, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα (π.χ. το φως) απορροφώνται από την ύλη, για παράδειγμα από το μάτι μας, κι έτσι τα μακρινά αντικείμενα γίνονται ορατά, ακόμη κι αν εκπεμπόμενη ροή ενέργειας είναι πάρα πολύ μικρή. Αυτό όμως που ακούγεται ως μειονέκτημα των βαρυτικών κυμάτων έχει και συγκεκριμένες πρακτικές ωφέλειες. Τα βαρυτικά κύματα ταξιδεύουν στο χώρο διά μέσου αστέρων, γαλαξιών ή νεφών ύλης ουσιαστικά ανεμπόδιστα. Επομένως, αν εμείς μπορέσουμε να καταγράψουμε τα ίχνη της διέλευσής τους, θα παρατηρούμε περιοχές του Σύμπαντος στις οποίες δημιουργήθηκαν που αλλιώς θα ήταν αόρατες, αν τις παρατηρούσαμε με τις κλασικές μεθόδους της αστρονομίας, παραδείγματος χάριν με οπτικά τηλεσκόπια, ραδιοτηλεσκόπια ή με τηλεσκόπια ακτίνων Χ.

Αρκεί όμως αυτό για να μιλήσουμε για χρησιμότητα των βαρυτικών κυμάτων; Οι επιστήμονες θέλουν να ερευνούν το άγνωστο και η ίδια η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων αποτελεί για την επιστήμη και την τεχνολογία μεγάλη πρόκληση. Όμως, οι κυβερνήσεις των προηγμένων επιστημονικά χωρών, προκειμένου να χρηματοδοτήσουν ερευνητικά προγράμματα, απαιτούν χειροπιαστά και προβλέψιμα αποτελέσματα. Για παράδειγμα, στο χώρο της αστρονομίας τέτοια αποτελέσματα είναι η εύρεση νέων ουράνιων σωμάτων, η μελέτη των διαφόρων εξελικτικών σταδίων των αστέρων και των γαλαξιών και, τέλος, η συνεισφορά στην κατανόηση της δημιουργίας του Σύμπαντος. Η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων, πρόκειται να μας παράσχει πληροφορίες για όλα τα παραπάνω και ίσως μας επιφυλάσσει και εκπλήξεις.

Πηγές βαρυτικών κυμάτων

Σήμερα πιστεύουμε πως μια από τις πλέον ισχυρές πηγές βαρυτικών κυμάτων είναι τα ζεύγη αστέρων νετρονίων (ένα κουταλάκι ύλης αυτών των αστέρων ζυγίζει περί το ένα δισεκατομμύριο τόνους!) ή τα ζεύγη μαύρων τρυπών (σκοτεινά σώματα με ισχυρότατο βαρυτικό πεδίο που δεν επιτρέπει ούτε στο φως να ξεφύγει). Καθώς τα δύο σώματα περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο (όπως η Γη γύρω από τον Ήλιο), το βαρυτικό τους πεδίο αλλάζει και δημιουργούνται βαρυτικά κύματα που, καθώς απομακρύνονται, αφαιρούν κινητική ενέργεια από το ζεύγος.

Το αποτέλεσμα είναι τα δύο σώματα να πλησιάζουν συνεχώς και μάλιστα, με επιταχυνόμενο ρυθμό. Αυτό αποτελεί πρόβλεψη της θεωρίας κι έχει επιβεβαιωθεί παρατηρησιακά από τους Αμερικανούς επιστήμονες Hulse και Taylor το 1974 (για την ανακάλυψή τους αυτή τους απονεμήθηκε το βραβείο Nobel Φυσικής το 1993).

Στα τελευταία στάδια της εξέλιξης του ζεύγους τα δύο αστρικά σώματα θα περιφέρονται το ένα περί το άλλο με εξωφρενικά μεγάλες ταχύτητες. Για παράδειγμα δύο αστέρια νετρονίων με μάζα όσο ο Ήλιός μας και ακτίνες μόνο 10 km (ο Ήλιος έχει ακτίνα 700.000 km), θα περιφέρονται το ένα περί το άλλο 500 φορές το δευτερόλεπτο. Όπως καταλαβαίνουμε, το βαρυτικό πεδίο θα είναι ισχυρότατο, η μεταβολή του τρομακτική και η εκπεμπόμενη ενέργεια σε βαρυτικά κύματα θα είναι ισοδύναμη με την ενέργεια που θα εκπέμψει ο Ήλιός μας συνολικά στα δισεκατομμύρια χρόνια της ζωής του. Προσοχή όμως, αυτό το τρομακτικό ποσό ενέργειας θα εκπεμφθεί σε ένα χρονικό διάστημα 10-15 λεπτών!

Τέτοια βαρυτικά κύματα αναμένεται να ανιχνεύονται από πηγές που βρίσκονται μέχρι και 100 τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων χιλιόμετρα μακριά ή, καλύτερα, αφού ταξιδέψουν για ένα δισεκατομμύριο χρόνια (για σύγκριση αναφέρουμε πως, αν προερχόταν από τον Ήλιο, το ταξίδι τους θα διαρκούσε μόνο 8 λεπτά). Αν μάλιστα το ζεύγος μας αποτελείται από δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες (με μάζες μερικά εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ηλίου μας), από αυτές που ελλοχεύουν στα κέντρα των γαλαξιών, τότε θα μπορούμε να ανιχνεύουμε βαρυτικά κύματα από πηγές που βρίσκονται στα όρια του Σύμπαντος! Πρέπει να επισημάνουμε εδώ ότι τα διπλά συστήματα αστέρων νετρονίων και οι μαύρες τρύπες αποτελούνται από θερμικώς νεκρά σώματα και επομένως, έχουν συνήθως ελάχιστη εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, οπότε πρακτικά είναι αδύνατον να τα ανιχνεύσουμε με άλλο τρόπο.

Ο πλέον εντυπωσιακός τρόπος «συνταξιοδότησης» ενός αστεριού είναι το πέρασμά του από το στάδιο του υπερκαινοφανούς. Τα ιδιαιτέρως υπερμεγέθη αστέρια, αυτά που έχουν μάζα μεγαλύτερη από τον Ήλιό μας, στα τελευταία στάδια της ζωής τους στα- ματούν την εξέλιξή τους με εντυπωσιακό τρόπο και αδρανοποιούνται εκτινάσσοντας τα εξωτερικά τους στρώματα. Το εσωτερικό τους καταρρέει για να δημιουργήσει ένα υπερσυμπαγές αστέρα νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα.

Στη φάση της έκρηξης, αλλά και στη συνέχεια έως ότου το κεντρικό υπέρπυκνο σώμα ισορροπήσει, το βαρυτικό πεδίο μεταβάλλεται εντονότατα και τεράστια ποσά ενέργειας εκλύονται με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων. Το τι ακριβώς συμβαίνει εκεί είναι τεράστιας σημασίας για την κατανόηση της φυσικής της ύλης σε συνθήκες, όπου, σε θερμοκρασίες μερικών εκατοντάδων δισεκατομμυρίων βαθμών και παρουσία ισχυρότατων βαρυτικών πεδίων, εξελίσσεται μια διαδικασία δημιουργίας υπέρπυκνης ύλης από νετρόνια, κουάρκ και άλλα εξωτικά σωματίδια. Η παρατήρηση όμως αυτών των διαδικασιών παρεμποδίζεται από τα εξωτερικά στρώματα της ύλης που έχει εκτινάξει στα αρχικά του στάδια ο υπερκαινοφανής. Πρακτικά, ο πυρήνας του αστέρα είναι αόρατος στην παρατήρηση μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Αντίθετα, είναι ορατός σε παρατηρήσεις βασισμένες στη βαρυτική ακτινοβολία. Το νέφος ύλης που εκτινάχθηκε επιτρέπει την ανεμπόδιστη διέλευση των βαρυτικών κυμάτων. Δύο-τρία χρόνια μετά τη λειτουργία των πρώτων ανιχνευτών, οι επιστήμονες αναμένεται να συλλέξουν δεδομένα για μερικές δεκάδες υπερκαινοφανείς.

Το κατάλοιπο της έκρηξης ενός υπερκαινοφανούς (supernova) που παρατηρήθηκε από τον Γερμανό αστρονόμο Γιοχάνες Κέπλερ το 1604. Βαρυτικά κύματα, που εκπέμπονται κατά την έκρηξη τέτοιων υπερκαινοφανών αποτελούν εξαιρετικές πηγές για τους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων.

Αυτές οι πληροφορίες αναμένεται να σηματοδοτήσουν μια εκρηκτική επιστημονική άνθηση στο χώρο των στοιχειωδών σωματιδίων και της φυσικής των ρευστών σε τρομακτικές θερμοκρασίες και πιέσεις, αλλά και την κατανόηση της διαδικασίας γέννησης των αστέρων νετρονίων και των μαύρων τρυπών.

Η πιο σημαντική ένδειξη για τη δημιουργία του Σύμπαντος από μία Μεγάλη Έκρηξη είναι η ακτινοβολία μικροκυμάτων, η οποία είναι κατάλοιπο των αρχικών υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύχθηκαν κατά την έκρηξη. Στα 14 δισεκατομμύρια χρόνια που έχουν παρέλθει το Σύμπαν διογκώνεται συνεχώς και η θερμοκρασία του ελαττώνεται αναλόγως. Η ακτινοβολία μικροκυμάτων προβλέφθηκε θεωρητικά πριν από μισό αιώνα από τον George Gamow το 1948 και ανακαλύφθηκε από τους Penzias και Wilson το 1965 (τιμήθηκαν με το Nobel Φυσικής το 1978).

Αντίστοιχα με το θερμικό κατάλοιπο της Μεγάλης Έκρηξης, προβλέπεται να υπάρχει και σε μορφή βαρυτικών κυμάτων ένα κατάλοιπο των αρχικών διαταραχών του βαρυτικού πεδίου, δηλαδή μια βαρυτική ακτινοβολία υποβάθρου, που θα καταγράφει τη βρεφική ηλικία του Σύμπαντος. Τα διάφορα μοντέλα για τη δημιουργία του Σύμπαντος προβλέπουν την ύπαρξή της αν και υπάρχουν αρκετές διαφωνίες για τη συχνότητα εκπομπής της ακτινοβολίας και την ισχύ της. Η παρατήρηση αυτής της ακτινοβολίας θα βοηθήσει τους επιστήμονες στην απόρριψη ενός αριθμού θεωριών γένεσης του Σύμπαντος, κυρίως όμως θα μας βοηθήσει να «φωτογραφήσουμε» το Σύμπαν την ώρα της γένεσής του! Ο λόγος είναι ότι η θερμική ακτινοβολία υποβάθρου μας πληροφορεί για τη μορφή του Σύμπαντος μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια μετά τη γένεσή του (παιδική ηλικία), ενώ η ακτινοβολία υποβάθρου σε βαρυτικά κύματα θα μας δώσει πληροφορίες για το πώς ήταν το Σύμπαν μερικά τρισεκατομμυριοστά του πρώτου δευτερολέπτου μετά τη δημιουργία του!

Στην αστρονομία, έως τώρα, η ανάπτυξη νέων οργάνων, που ήταν σε θέση να παρατηρούν σε μια διαφορετική περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μας επιφύλασσε μια σειρά από εκπλήξεις. Για παράδειγμα, η ραδιοαστρονομία (ανίχνευση πηγών στο ραδιοφωνικό «παράθυρο»), πέραν των επαναστατικών της συνεισφορών στη μελέτη γνωστών αστρονομικών αντικειμένων, έφερε στο φως τους πάλσαρ (pulsars) και τους κβάζαρ (quasars), εξωτικά, έως τότε, αντικείμενα, που βοήθησαν σημαντικά στην κατανόηση της εξέλιξης των αστέρων και των γαλαξιών. Η αστρονομία ακτίνων-γ έχει ανατρέψει πολλά από τα κλασικά μοντέλα ακτινοβολίας των αστέρων κι έχουμε πρόσφατα καταγράψει μερικές από τις πιο εντυπωσιακές εκρήξεις (αόρατες σε άλλες ακτινοβολίες) κατά τις οποίες τα εκλυόμενα ποσά ενέργειας υπολείπονται μόνο αυτών της Μεγάλης Έκρηξης.

Αντίστοιχα, αναμένουμε πως ένα μεγάλο ποσό της αόρατης ύλης που υπάρχει στο Σύμπαν, σε μορφή σκοτεινών αντικειμένων (π.χ. μαύρες τρύπες), αλλά και εξωτικά αστρικά σώματα που δεν προβλέπονται από τη θεωρία, θα κάνει ορατή την παρουσία της μέσω της βαρυτικής ακτινοβολίας.

Οι επιστήμονες στην αυγή της νέας χιλιετίας έχουν κάθε λόγο να πιστεύουν ότι το άνοιγμα ενός νέου «βαρυτικού» παραθύρου θα δημιουργήσει μια επανάσταση στην αντίληψή μας για το Σύμπαν στο οποίο ζούμε.

Η ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων

Το σήμα προήλθε από δύο μαύρες τρύπες σε απόσταση 1,2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Οι μαύρες τρύπες βρέθηκαν σε μικρή απόσταση μεταξύ τους, κινήθηκαν σπειροειδώς η μία προς την άλλη και τελικά συγκρούστηκαν και συγχωνεύτηκαν, παράγοντας κύματα που έφτασαν μέχρι τους ανιχνευτές.

Η μία από τις δύο αυτές μαύρες τρύπες είχε μάζα 36 ηλιακές μάζες και η άλλη 29 ηλιακές μάζες και, λίγο πριν από την σύγκρουση τους, οι δύο μαύρες τρύπες περιφέρονταν, η μία γύρω από την άλλη, 250 φορές το δευτερόλεπτο, ενώ η ταχύτητά τους έφτανε τα 150.000 χλμ. το δευτερόλεπτο.

Η σύγκρουση έγινε σε χρονικό διάστημα ενός πέμπτου του δευτερολέπτου και δημιούργησε μία μεγαλύτερη με μάζα 62 ηλιακές μάζες με το σήμα της παρατήρησης να είναι ιδιαίτερα θεαματικό.

Η μάζα της μαύρης τρύπας που δημιουργείται από την σύγκρουση εξαρτάται από την γεωμετρία και το σπιν της σύγκρουσης κι έτσι δεν είναι το σύνολό τους αφού ένα 5% περίπου «χάνεται» με την μορφή της ενέργειας των βαρυτικών κυμάτων που παράγονται κατά την σύγκρουση. Έτσι κι εδώ αντί των 65 ηλιακών μαζών έχουμε μία μαύρη τρύπα 62 ηλιακών μαζών.

Η ενέργεια αυτή είναι μεγαλύτερη από ό,τι εκπέμπουν στον ίδιο χρόνο όλα τα άστρα του ορατού Σύμπαντος μαζί.

Οι τρεις χαμένες ηλιακές μάζες μετετράπησαν σε ενέργεια βαρυτικών κυμάτων η οποία ως ορατό φως θα ήταν αντίστοιχο με ένα δισεκατομμύριο τρισεκατομμυρίων ήλιους! Παρ’ όλα αυτά η παραμόρφωση που κατέγραψαν τα δύο παρατηρητήρια LIGO στη Λουιζιάνα και την Ουάσγκτον μετακινήθηκε τέσσερα χιλιοστά της διαμέτρου ενός πρωτονίου!

Εκεί καταγράφηκε μια απειροελάχιστη μεταβολή, μικρότερη από τη διάμετρο ενός πρωτονίου, στις διαστάσεις δύο δύο κάθετων σωλήνων μήκους 4 χιλιομέτρων ή 10 στην -21, δηλαδή 1 διά 1 και 21 μηδενικά. 1/1000000000000000000000 του μέτρου.

Το σήμα αυτό μετατράπηκε από τους ερευνητές σε ηχητικό αρχείο, το οποίο τους επέτρεψε να ακούσουν τον ήχο δύο μελανών οπών που συγκρούονται.

Οι αισθητήρες του LIGO στο Χάνφορντ της Ουάσινγκτον και το Λίβινγκστον της Λουϊζιάνα έπιασαν τα ίχνη στις 14 Σεπτεμβρίου 2015, σχεδόν την ίδια στιγμή.

Οι αισθητήρες τους κατέγραψαν διαστολή και συστολή του χωροχρόνου κατά ένα χιλιοστό του μεγέθους ενός πρωτονίου- πολύ μικρής έκτασης, αλλά και πάλι 10 φορές πιο μεγάλης από τη μικρότερη μονάδα που μπορεί να μετρήσει το LIGO.

Το 2015 συμπληρώθηκαν 100 χρόνια από την παρουσίαση ενός από τα πιο όμορφα δημιουργήματα της ανθρώπινης σκέψης, τη θεωρία του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα, τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Απόρροια αυτής της θεωρίας είναι και τα βαρυτικά κύματα, που αναμένεται να αποκαλύψουν αόρατες και άγνωστες ως σήμερα πτυχές ενός πολύπλοκου και εκπληκτικού Σύμπαντος. Το ταξίδι της επιστημονικής γνώσης είναι μακρύ και μάλλον βρισκόμαστε μόνο στην αρχή του. Ο μοναδικός φάρος σκέψης του 20ού αιώνα, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, φώτισε τα προηγούμενα 100 χρόνια το δρόμο των θετικών επιστημών και θα συνεχίσει για αρκετούς αιώνες ακόμη να αποτελεί σημείο αναφοράς της σύγχρονης επιστημονικής σκέψης.

Ο διαστημικός ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων LISA θα τεθεί σε λειτουργία σε λίγα χρόνια και αποτελεί συνεργασία της ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Επιτροπή) και της Αμερικανικής NASA. Ο διαστημικός ανιχνευτής κυμάτων βαρύτητας, θα βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, ανάλογη με αυτή της Γης, και οι βραχίονές του θα έχουν μήκος περί τα 5 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

Πηγές: Δ.Σιμόπουλος – Παλιά άρθρα

ΠΩΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΚΑΝ ΤΑ ΒΑΡΥΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ - Η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

Σύμφωνα με τις ανακοινώσεις των δυο εργαστηρίων που παρακολουθούσαν και κατέγραφαν πιθανές μεταβολές σε διατάσεις του χώρου από κάποιο γεγονός, που θα συνέβαινε στο σύμπαν καταγράφηκαν, επιτέλους, μεταβολές στις συσκευές στα δυο αυτά εργαστήρια.

Έχουν περάσει 100 χρόνια από τότε που ο Einstein προέβλεψε στα πλαίσια της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων. Όταν μια κατανομή ύλης και ενέργειας επιταχύνεται, εκπέμπει αυτό που ονομάζεται βαρυτική ακτινοβολία και που πρόκειται για κυματικές διακυμάνσεις στη γεωμετρία του χώρου. Η ακτινοβολία αυτή έχει ενέργεια, η οποία αφαιρείται από το ακτινοβολούν σύστημα με ρυθμό ο οποίος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του και υπολογίζεται με βάση τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Πριν από περίπου 42 χρόνια οι Russell A. Hulse και Joseph H. Taylor, Jr, επιβεβαίωσαν έμμεσα την ύπαρξη της βαρυτικής ακτινοβολίας. Συγκεκριμένα οι ερευνητές αυτοί παρατήρησαν ότι η συχνότητα περιστροφής ενός συστήματος διπλού αστέρα αλλάζει λόγω απώλειας ενέργειας με ρυθμό εκείνον ακριβώς που προβλέπει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας όταν οφείλεται σε βαρυτική ακτινοβολία. Για την ανακάλυψή τους αυτή οι Hulse και Τaylor τιμήθηκαν με το βραβείο Nobel φυσικής το 1993. Ωστόσο, δεν είχαν παρατηρήσει κατ’ ευθείαν τα βαρυτικά κύματα. Είχαν συμπεράνει την ύπαρξή τους έμμεσα από τη χρονική εξέλιξη ενός συστήματος, που αναμενόταν να εκπέμπει βαρυτική ακτινοβολία. 

Η απ’ ευθείας ανίχνευση της βαρυτικής ακτινοβολίας, που αναζητούσαν οι φυσικοί ήδη από τη δεκαετία του ’60, βασίζεται στο ότι είναι διακύμανση της γεωμετρίας του χώρου. Αυτό σημαίνει ότι πρόσπτωση ενός βαρυτικού κύματος σε κάποιο σώμα έχει ως συνέπεια την μεταβολή των διαστάσεών του, και μάλιστα με πολύ χαρακτηριστικό τρόπο, που την κάνει να ξεχωρίζει από άλλες τυχαίες αιτίες. Όταν ειδικότερα το σώμα έχει σχήμα Γ τα μήκη των σκελών του αυξομειώνονται περιοδικά, με διαφορά φάσης 180 μοιρών. Στη μισή περίοδο το μήκος του ενός σκέλους μεγαλώνει και του άλλου μικραίνει, ενώ στην επόμενη μισή περίοδο το πρώτο μικραίνει και το δεύτερο μεγαλώνει. Καθένας από τους δύο ανιχνευτές του LIGO είναι ένα σύστημα δύο «ράβδων» σε σχήμα Γ και με μήκος 4 χιλιομέτρων η κάθε μία, ενώ με μία μέθοδο βασισμένη στο φαινόμενο της κυματικής συμβολής μπορούν οι ερευνητές να προσδιορίζουν μεταβολές στο μήκος τους τόσο μικρές όσο το 1/1000 της ακτίνας ενός ατομικού πυρήνα! Είναι εγκατεστημένοι ο ένας στο Hanford της πολιτείας Washington και ο άλλος στο Livingston της Louisiana των ΗΠΑ. Στις 14 Σεπτεμβρίου 2015 και ώρα Greenwich 09:50:45, οι δύο αυτοί ανιχνευτές κατέγραψαν σήμα με τα παραπάνω χαρακτηριστικά. Η εξαντλητική ανάλυση, που ακολούθησε, έδειξε ότι το σήμα ήρθε από απόσταση περί το 1 δις έτη φωτός και ότι οφείλεται στην σύγκρουση και συγχώνευση σε μία δύο μελανών οπών, με μάζα η καθεμία περί τις 30 ηλιακές μάζες. Η ενέργεια που εκλύθηκε υπό μορφή βαρυτικής ακτινοβολίας στη διάρκεια των μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου που διήρκεσε το φαινόμενο, εκτιμάται οτι ισοδυναμεί με την ενέργεια ηρεμίας τριών ηλιακών μαζών.

Είναι η πρώτη ευθεία απόδειξη της ύπαρξης βαρυτικής ακτινοβολίας, η πρώτη παρατήρηση διπλών συστημάτων μελανών οπών αστρικού μεγέθους και η πρώτη παρατήρηση συγχώνευσης δύο τέτοιων οπών σε μία. 

Με την ανακάλυψη αυτή καθιερώνεται ένας νέος τρόπος διερεύνησης του Σύμπαντος, βασισμένος όχι στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως γινόταν μέχρι σήμερα, αλλά στη βαρυτική. Σύντομα πιστεύουμε θα δούμε πολλά παρόμοια γεγονότα, τα οποία ανάμεσα σε άλλα θα οδηγήσουν και στην καλύτερη κατανόηση των ιδιοτήτων, του σχηματισμού και της χρονικής εξέλιξης των μελανών οπών.

ΘΡΙΑΜΒΟΣ ΓΙΑ ΤΟΝ EINSTEIN ΚΑΙ ΤΗΝ ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ!!!

Εκατό χρόνια μετά ο Αλβέρτος επαληθεύεται για ακόμη μια φορά. Υπάρχουν βαρυτικά κύματα!!!!

Μόλις χθες θέλαμε να ανκοινώσουμε την βράβευση μιας ακόμη Ελληνίδας επιστήμονος για τις μελέτες της στο συγκεκριμένο αντικείμενο. Μας πρόλαβε η ίδια και η ομάδα της με τρομερή ανακοίνωση ότι ο Eisntein είχε απόλυτο δίκιο όταν μην μπορώντας να εξηγήσει ορισμένα ΄΄περίεργα΄΄ φαινόμενα που ήταν αδύνατο να εξηγηθούν με τις μέχρι τότε γνωστές θεωρίες εκτός και αν δεχόμασταν την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων!!! Πιο κάτω αναφερόμαστε στην Ελληνίδα επιστήμονα από τις Σέρρες. Αξίζει να αφιερώσετε λίγο χρόνο να το διαβάσετε.

Επιστήμονες, λοιπόν, από το Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) επιβεβαίωσαν την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων, στα οποία αναφέρεται η θεωρία του Άινσταϊν,  αναφέρουν το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών της Ουάσινγκτον και το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας!

Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ίσως το πιο σημαντικό εύρημα της επιστήμης της Φυσικής στον αιώνα που διανύουμε!

Μια Ελληνίδα τιμάται φέτος με το μεγάλο βραβείο στον τομέα Αστροφυσικής και Πυρηνικής Φυσικής

 της διασποράς η οποία τιμάται φέτος με το μεγάλο βραβείο από την Αμερικανική Φυσική Εταιρεία για το 2016 στον τομέα Αστροφυσικής και Πυρηνικής Φυσικής.

Όπως αφηγείται η ίδια, όταν έφυγε νεαρή μαθήτρια από τις Σέρρες δεν φανταζόταν ότι μία ημέρα, δεκαετίες μετέπειτα, με «σπαστά» Ελληνικά θα μιλούσε για μια κορυφαία βράβευσή της.

Με πολυετές ερευνητικό έργο ως καθηγήτρια Φυσικής και Αστρονομίας και διευθύντρια του Κέντρου Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Northwestern των ΗΠΑ θα παραλάβει τον Απρίλιο το βραβείο «Χανς Μπέτε».

«Είναι μια βράβευση για το σύνολο της ερευνητικής εργασίας μου για τα αστέρια που καταστρέφονται, τα σούπερνοβα και τα μοντέλα πρόβλεψης από τις παρατηρήσεις με τηλεσκόπια» λέει και αφηγείται τα σταδιακά βήματα από τις γειτονιές των Σερρών μέχρι τα άδυτα των ερευνητικών κέντρων.

«Από μικρή μου άρεσαν τα μαθηματικά, η χημεία, η φυσική και σταδιακά συνειδητοποίησα ότι μπορώ να στραφώ στην έρευνα και να συνεχίσω σε ακαδημαϊκό επίπεδο. Σπούδασα στο ΑΠΘ και έπειτα βρέθηκα με τις βαλίτσες μου στο Ιλινόι. Οι διπλωματικές σπουδές στην Ευρώπη είχαν κόστος και ως οικογένεια δεν είχαμε αυτή την ευχέρεια. Στις ΗΠΑ όμως υπήρχε η δυνατότητα να πάρεις υποτροφία και να εργάζεσαι».

Έτσι και έγινε. Ύστερα από το διδακτορικό ακολούθησε μεταδιδακτορική έρευνα στο Κέντρο Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν και το 2009 έγινε καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Northwestern και διευθύντρια του Κέντρου Διεπιστημονικής Εξερεύνησης και Ερευνας στην Αστροφυσική.

Τώρα η προσοχή της έχει επικεντρωθεί στην έρευνα για την πρώτη ανακάλυψη βαρυτικών κυμάτων.

«Θα αποδειχθούν πολύ σημαντικά. Είναι σαν να ανοίγουμε ένα καινούργιο παράθυρο και κοιτάζουμε το Σύμπαν με έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο. Πριν από 100 χρόνια, βλέπαμε μόνο με οπτικά κύματα. Δεν ξέραμε τίποτα για ραδιοκύματα και ακτίνες Χ. Με κάθε εξέλιξη της έρευνας ανοίγαμε νέα παράθυρα, ανακαλύψαμε Γαλαξίες, αστέρια και μάθαμε περισσότερα πράγματα για το Σύμπαν.

Τώρα για πρώτη φορά μετά από προσπάθεια δεκαετιών έχουμε αναπτύξει ένα σύστημα ανιχνευτών και θα είμαστε σύντομα σε θέση να ανακαλύψουμε τα βαρυτικά κύματα» λέει η κ. Καλογερά και εξηγεί ότι το πρόγραμμα ξεκίνησε τον Σεπτέμβριο και μόλις ολοκληρώθηκε η πρώτη περίοδος παρατηρήσεων.

Πρόκειται για το πρόγραμμα LIGO που υλοποιείται στις ΗΠΑ σε συνεργασία με την Αγγλία και τη Γερμανία στην Ευρώπη. Η ομάδα της είναι υπεύθυνη για την ανάλυση δεδομένων και τον εντοπισμό σημάτων με την ελπίδα να βρεθεί ένα εντελώς καινούργιο είδος κυμάτων.

Ντμίτρι Μεντελέγιεφ. TO ΣΗΜΕΡΙΝΟ DOODLE ΤΗΣ GOOGLE

Ντμίτρι Μεντελέγιεφ: Doodle για το δημιουργό του περιοδικού πίνακα

07:55 | 08/02/2016

To Ντμίτρι Μεντελέγιεφ τιμά στο σημερινό της doodle η Google. Ο Ντμίτρι Μεντεμέγιεφήταν Ρώσος χημικός και εφευρέτης. Πιστώνεται ως ο δημιουργός της πρώτης έκδοσης του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων. Με τη χρήση του πίνακα, προέβλεψε τις ιδιότητες των στοιχείων που θα ανακαλύπτονταν αργότερα.

Ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ γεννήθηκε σ' ένα χωριό κοντά στο Τομπόλσκ της Σιβηρίας στις 8 Φεβρουαρίου 1834, γιος των Εβραίων Ιβάν Πάβλοβιτς Μεντελέγιεφ και της Μαρία Ντμίτριεβνα Μεντελέεβα. Ο παππούς του, Πάβελ Μαξίμοβιτς Σοκολόβ, ήταν ιερέας της Ρωσικής Ορθόδοξης Εκκλησίας από το Τβερ. Ο Ιβάν μαζί με τους αδελφούς και τις αδελφές του έλαβαν νέα οικογενειακά ονόματα ενώ παρακολουθούσαν τη θεολογική σχολή.

Πιστεύεται ότι ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ ήταν ο μικρότερος από τα 11, 13, 14 ή 17 αδέλφια του (ο ακριβής αριθμός διαφέρει μεταξύ των πηγών). Ο πατέρας του ήταν καθηγητής καλών τεχνών, πολιτικής και φιλοσοφίας. Όμως τυφλώθηκε και έχασε τη θέση του, γεγονός που επηρέασε την οικονομική ευημερία της οικογένειας. Έτσι η μητέρα αναγκάστηκε να εργαστεί θέτοντας σε λειτουργία το εγκαταλελειμμένο οικογενειακό εργοστάσιο υαλουργίας. Σε ηλικία 13 ετών, μετά το θάνατο του πατέρα του και την καταστροφή του εργοστασίου της μητέρας του από πυρκαγιά, ο Μεντελέγιεφ φοίτησε στο γυμνάσιο του Τομπόλσκ.

Το 1849, η φτωχή πλέον οικογένεια Μεντελέγιεφ μετακόμισε στην Αγία Πετρούπολη, όπου ο Ντμίτρι μπήκε στο Κύριο Παιδαγωγικό Ινστιτούτο το 1850. Μετά την αποφοίτησή του, προσβλήθηκε από φυματίωση και αναγκάστηκε να μετακομίσει στη χερσόνησο Κριμαία, στη βόρεια ακτή της Μαύρης Θάλασσας το 1855. Πήρε δίπλωμα χημείας το 1856 και αργότερα έγινε καθηγητής επιστημών στο 1ο Γυμνάσιο της Συμφερόπολης. Με την υγεία του πλήρως αποκαταστημένη επέστρεψε στην Αγία Πετρούπολη το 1857.

Μεταξύ του 1859 και του 1861, εργάστηκε πάνω στα τριχοειδή φαινόμενα των υγρών και τη λειτουργία του φασματοσκοπίου στη Χαϊδελβέργη. Στα τέλη Αυγούστου του 1861 έγραψε το πρώτο του βιβλίο για το φασματοσκόπιο. Στις 4 Απριλίου 1862 αρραβωνιάστηκε την Feozva Nikitichna Leshcheva και στις 27 Απριλίου παντρεύτηκαν στην εκκλησία του Μηχανολογικού Ινστιτούτου Νικολάεβ στην Αγία Πετρούπολη, όπου και δίδαξε ο Μεντελέγιεφ.

Ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ έγινε καθηγητής χημείας στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Αγίας Πετρούπολης και στο Κρατικό Πανεπιστήμιο Αγίας Πετρούπολης το 1864 και το 1865 αντίστοιχα. Το 1865 έγινε διδάκτωρ επιστημών με τη διατριβή του "Ως προς τους Συνδυασμούς του Ύδατος με το Οινόπνευμα". Έλαβε μόνιμη πανεπιστημιακή έδρα το 1867 και το 1871 μετέτρεψε την Αγία Πετρούπολη σε ένα διεθνώς αναγνωρισμένο κέντρο για την έρευνα στη χημεία. Το 1876 γνώρισε την Άννα Ιβάνοβα Πόποβα, την οποία και ερωτεύτηκε παράφορα και το 1881 τη ζήτησε σε γάμο απειλώντας την ότι θα αυτοκτονήσει αν εκείνη αρνηθεί. Το διαζύγιο από την πρώτη του σύζυγο οριστικοποιήθηκε το 1882, ένα μήνα αφότου είχε παντρευτεί την Πόποβα (στις 2 Απριλίου). Ακόμα και μετά το διαζύγιο, ο Μεντελέγιεφ θεωρούνταν τυπικά δίγαμος σύμφωνα με τους κανονισμούς της Ρωσικής Ορθόδοξης Εκκλησίας, που απαιτούσαν να περάσουν τουλάχιστον 7 έτη από ένα διαζύγιο πριν να μπορέσει κάποιος να ξαναπαντρευτεί. Το διαζύγιό του και ο σχετικός με αυτό σάλος συνέβαλε στο να μη γίνει δεκτός στη Ρωσική Ακαδημία Επιστημών, παρά τη διεθνή φήμη του. Η κόρη του από το δεύτερο γάμο, Λιουμπόφ, έγινε σύζυγος του διάσημου Ρώσου ποιητή Αλέξανδρου Μπλοκ. Τα άλλα παιδιά του ήταν ο Βλαντιμίρ (ναυτικός, συμμετείχε στο ταξίδι του Νικόλαου Β' στην Ανατολή) και η Όλγα, από τον πρώτο γάμο του, καθώς και ο Ιβάν και δύο δίδυμα από την Άννα.

Αν και ο Μεντελέγιεφ τιμήθηκε ευρέως από επιστημονικές οργανώσεις σε όλη την Ευρώπη, συμπεριλαμβανομένου και του Μεταλλίου Κόπλεϊ από τη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου, παραιτήθηκε από το πανεπιστήμιο της Αγίας Πετρούπολης στις 17 Αυγούστου του 1890.

Το 1893 διορίστηκε διευθυντής του Γραφείου Μέτρων και Σταθμών. Από τη θέση αυτή διατύπωσε τα νέα κρατικά πρότυπα για την παραγωγή βότκας. Η γοητεία του με τα μοριακά βάρη τον οδήγησε στο συμπέρασμα ότι για να είναι σε τέλεια μοριακή ισορροπία, η βότκα πρέπει να παραχθεί σε αναλογία ενός μορίου αιθυλικής αλκοόλης που αραιώνεται με δύο μόρια νερού, δίνοντας έτσι μια περιεκτικότητα κατά όγκο περίπου 38% οινοπνεύματος και 62% νερού. Ως αποτέλεσμα της εργασίας του, το 1894 εισήχθησαν στη ρωσική νομοθεσία τα νέα πρότυπα για τη βότκα, η οποία έπρεπε πλέον να παράγεται με περιεκτικότητα οινοπνεύματος 40% κατ' όγκο.

O Μεντελέγιεφ ερεύνησε επίσης τη σύνθεση του πετρελαίου και βοήθησε στην ίδρυση του πρώτου διυλιστηρίου πετρελαίου στη Ρωσία. Αναγνώρισε τη σημασία του πετρελαίου ως πρώτη ύλη για τα πετροχημικά και πιστώνεται με την παρατήρηση ότι το να καίει κανείς το πετρέλαιο ως καύσιμο είναι σαν να ανάβει φωτιά σε μία κουζίνα με χαρτονομίσματα.

Το 1905, ο Μεντελέγιεφ εξελέγη μέλος της Σουηδικής Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών. Το επόμενο έτος η Επιτροπή του Νόμπελ Χημείας πρότεινε στη Σουηδική Ακαδημία να απονείμει το Βραβείο Νόμπελ Χημείας του 1906 στον Μεντελέγιεφ για τη δημιουργία του περιοδικού συστήματος. Το Χημικό Τμήμα της Σουηδικής Ακαδημίας υποστήριξε την πρόταση αυτή και στη συνέχεια η Ακαδημία έπρεπε να εγκρίνει την επιλογή της Επιτροπής, όπως έχει γίνει σχεδόν σε κάθε περίπτωση. Απροσδόκητα, κατά τη σύσκεψη της Ακαδημίας, ένα μέλος της Επιτροπής διαφώνησε με την επιλογή και υποστήριξε την υποψηφιότητα του Ανρί Μουασάν. Ο Σβάντε Αρρένιους, αν και δεν ήταν μέλος της Επιτροπής του Νόμπελ Χημείας, είχε μεγάλη επιρροή στην Ακαδημία και πίεσε επίσης για την απόρριψη του Μεντελέγιεφ, υποστηρίζοντας ότι το περιοδικό σύστημα ήταν πλέον πολύ παλιό για να αναγνωριστεί το 1906. Σύμφωνα με επιστήμονες της εποχής, ο Αρρένιους κινήθηκε από το μίσος που είχε για τον Μεντελέγιεφ επειδή εκείνος του άσκησε κριτική στη θεωρία για τηναντίδραση οξέος-βάσης. Μετά από έντονη λογομαχία, η πλειοψηφία της Ακαδημίας ψήφισε υπέρ του Μουασάν για το Νόμπελ Χημείας. Οι εκ νέου προσπάθειες να προταθεί ο Μεντελέγιεφ το 1907 συνάντησαν και πάλι την απόλυτη αντίθεση του Αρρένιους.

Το 1907 ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ πέθανε σε ηλικία 73 ετών από γρίπη. Ο κρατήρας Μεντελέγιεφ στη Σελήνη και το ραδιενεργό χημικό στοιχείο Μεντελέβιο, με ατομικό αριθμό 101, ονομάστηκαν έτσι προς τιμήν του.

Θρησκεία και Επιστήμη

Το 1859, κάποιος που λεγόταν Κάρολος Δαρβίνος είχε μια ιδέα: «ότι τα είδη δεν είχαν δημιουργηθεί ανεξάρτητα, αλλά είχαν προέλθει, σαν ποικιλίες, από άλλα είδη«.

Λίγο μετά ο Δαρβίνος έγραψε «Την Προέλευση των Ειδών» και εν συνεχεία η εξέλιξη έγινε ο ακρογωνιαίος λίθος για τη σύγχρονη επιστήμη. Εντούτοις, ο Δαρβίνος και η συμβολή του στην επιστήμη δέχονται αυτήν την περίοδο επίθεση και όλοι πρέπει να πούμε ένα στοπ στην κατάσταση αυτή.

Πριν 10 χρόνια, η Σχολική Επιτροπή  της περιοχής του Ντόβερ στο Χάρισμπουργκ της Πενσυλβανίας απαιτεί από τους καθηγητές να διαβάσουν μια δήλωση προτού διδάξουν στις τάξεις τους την Εξέλιξη. Αυτή λέει ότι η θεωρία του Κάρολου Δαρβίνου ‘δεν είναι μια αποδεδειγμένη θεωρία» και έχει ανεξήγητα χάσματα.

Η δήλωση παραπέμπει μετά τους μαθητές στο βιβλίο τους που περιέχει πληροφορίες για το Ευφυές Σχέδιο. Ως γνωστόν το Ευφυές Σχέδιο (ή Ευφυής Σχεδιασμός) είναι μια θεωρία που υποστηρίζει ότι, «ορισμένα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των οργανισμών εξηγούνται καλύτερα από μια ευφυή αφορμή ή αιτία παρά από μια μη κατευθυνόμενη διαδικασία όπως είναι η φυσική επιλογή».

Η θεωρία του Ευφυούς Σχεδίου υπονοεί ότι η ζωή στη γη ήταν το προϊόν μιας μη αναγνωρισμένης Ευφυούς Δύναμης, που πολλές φορές προτείνεται ότι είναι ο Θεός.

Το Ευφυές Σχέδιο χρησιμοποιείται ως μέσο για να υπονομεύσει την επιστήμη και να προκαλέσει την υπόνοια ότι η εξέλιξη είναι κάτι λιγότερο από μια θεωρία. Λάθος φυσικά, η εξέλιξη είναι ένα γεγονός. Οι άνθρωποι έχουν εξελιχθεί για χιλιάδες χρόνια. Υπάρχει καμιά αμφιβολία; Πάρτε μαθήματα πάνω στην ανθρώπινη εξέλιξη, και τότε θα καταλάβετε.

Ακριβώς, όπως οι θρησκευόμενοι πηγαίνουν στην εκκλησία και προσεύχονται για να επιβεβαιωθούν και να ισχυροποιηθούν οι πεποιθήσεις τους, έτσι και οι εξελικτικοί επιστήμονες κάνουν την έρευνα για να επιβεβαιώσουν ότι η εξέλιξη συμβαίνει επίσης.

Στο δικαστήριο που έχουν προσφύγει αυτή την εποχή όσοι γονείς αντιδρούν στην απόφαση της Σχολικής Επιτροπής στο Ντόβερ, ο μάρτυρας Kenneth Miller, τόνισε ότι το Ευφυές Σχέδιο είναι «η πρώτη κίνηση που προσπαθεί να βάλει μια σφήνα μεταξύ των σπουδαστών και της επιστημονικής διαδικασίας». Δημιουργεί επίσης μια μεγάλη διαίρεση στις ΗΠΑ καθώς το Ευφυές Σχέδιο αρνείται την θρησκευτική ελευθερία που κατοχυρώνει το σύνταγμα της.

Και όπως λέγεται: Η θρησκεία πρόκειται να διδαχθεί στο μάθημα των θρησκευτικών, και η επιστήμη πρέπει να διδαχθεί στα επιστημονικά μαθήματα.

Και η θρησκεία και η επιστήμη έχουν τα πειστικά επιχειρήματά τους και γι αυτό η θρησκεία και η επιστήμη θα πρέπει να βρίσκονται η κάθε μία στον δικό τους χώρο. Αλλά αυτό δεν μπορεί να συμβεί όταν μερικοί στις  ΗΠΑ υποστηρίζουν την παρουσία του Θεού μέσα στα δημόσια γεγονότα, όπως είναι η διδασκαλία της επιστήμης στα σχολεία. Εάν ο Θεός των Χριστιανών θέλει 10 λεπτά πριν το μάθημα, δεν πρέπει να δώσουμε  επίσης άλλο τόσο και στον Αλλάχ και στον Σιντάρτα;

---

Το Ευφυές Σχέδιο  ή Ευφυής Δημιουργία είναι ένα κίνημα που υποστηρίζει πως η ζωή είναι τόσο σύνθετη ώστε θα πρέπει να σχεδιάστηκε από ένα ανώτατο πνευματικό ον. Απορρίπτει, δηλαδή, τη θεωρία του Δαρβίνου περί φυσικής επιλογής, που είναι ευρέως αποδεκτή από τους επιστήμονες. Οι υποστηρικτές της θεωρίας ισχυρίζονται ότι η επιστημονική κοινότητα δεν είναι τόσο πεπεισμένη για την ορθότητα της θεωρίας της εξέλιξης και μας καλούν να είμαστε πιο επιφυλακτικοί απέναντι στον Δαρβίνο.

Όμως οι υποστηρικτές του Ευφυούς Σχεδίου φιλοδοξούν να συμπεριληφθεί η θεωρία στα σχολεία, παράλληλα με τη διδασκαλία της θεωρίας του Δαρβίνου. Διατείνονται πως οι μαθητές αποδέχονται ως δεδομένη τη θεωρία της εξέλιξης, ενώ θα έπρεπε ο Δαρβίνος να διδάσκεται ως μία μόνο προσέγγιση, όπως και το Ευφυές Σχέδιο, που πρόσφατα εισήχθη στο μάθημα επιστήμης στην κομητεία Nτόβερ της Πενσιλβάνια. Εκεί οι εκπαιδευτικοί είναι υποχρεωμένοι να διαβάζουν πριν από το μάθημα μια διευκρινιστική ανακοίνωση πως η θεωρία της εξέλιξης δεν είναι αποδεδειγμένη, αλλά μια προβληματική προσέγγιση. Επιπλέον οι μαθητές καλούνται να εντοπίσουν κενά στον Δαρβίνο και να εξετάσουν την ευφυή δημιουργία ως πιθανή εναλλακτική.

Βεβαίως η ντιρεκτίβα αυτή αμφισβητείται από μια ομάδα γονέων με το επιχείρημα πως η Ευφυής Δημιουργία δεν βασίζεται σε επιστημονικές αποδείξεις, αλλά σε θρησκευτικό δόγμα. Το ανώτατο δικαστήριο αποφάσισε, το 1987, πως η θεωρία της θείας δημιουργίας δεν θα πρέπει να διδάσκεται μαζί με τον Δαρβίνο. Οι γονείς, που έχουν ήδη προσφύγει στη Δικαιοσύνη, υποστηρίζουν ότι η ευφυής δημιουργία δεν είναι τίποτα παραπάνω από μια συγκεκαλυμμένη εκδοχή της θείας δημιουργίας.

Είναι γνωστό ότι το Ευφυές Σχέδιο είναι μια έξυπνη έκδοση του Δημιουργισμού, που ο τελευταίος αποδέχεται ότι η Γη πως ο πλανήτης μας δημιουργήθηκε πριν από 6.000 χρόνια, ενώ Ευφυές Σχέδιο δέχεται ότι είναι μερικών εκατομμυρίων ετών. Επίσης, η Ευφυής Δημιουργία αναγνωρίζει ότι τα είδη υπόκεινται σε μικροαλλαγές, τις οποίες πάντως αποδίδει σε ένα καθοδηγητικό χέρι και όχι σε γενετικές μεταλλάξεις και φυσική επιλογή. Τέλος, το κίνημα αυτό αποφεύγει να κατονομάσει ρητά τον Θεό ως δημιουργό, προσδίδοντας στη θεωρία μία μη θρησκευτική επίφαση. Ωστόσο, η πλειοψηφία των υποστηρικτών της ευφυούς δημιουργίας διακηρύσσουν ανοιχτά ότι ο δημιουργός είναι ο Θεός.

Οι οπαδοί της εξέλιξης υπογραμμίζουν ότι δεν μπορεί να εκληφθεί ως επιστήμη. Δεν μπορεί να ελεγχθεί και γι’ αυτό παραμένει μια φιλοσοφική κατασκευή. Στερείται την απαραίτητη θεωρητική βάση και γι’ αυτό δεν μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους στην έρευνα. Το αποτέλεσμα είναι ότι δεν έχει συνδράμει ούτε τη γεωργία ούτε την παθολογία ούτε οιαδήποτε άλλη περιοχή της βιολογίας, την οποία έχει αποδεδειγμένα επηρεάσει η θεωρία του Δαρβίνου.