Μετρώντας την κατανομή της ύλης στο Σύμπαν
Το eROSITA επιβεβαιώνει το καθιερωμένο μοντέλο της Κοσμολογίας. Η Ευρώπη, ο δορυφόρος του Δία, είναι πιο αφιλόξενη απέναντι στη ζωή από όσο ελπίζαμε. Η Κίνα αυξάνει θεαματικά τις δαπάνες για έρευνα.
Διάστημα
Τα Γαλαξιακά Σμήνη της eROSITA
Τα άστρα και οι πλανήτες σχηματίζουν ηλιακά συστήματα που με τη σειρά τους σχηματίζουν Γαλαξίες, που με τη σειρά τους σχηματίζουν Γαλαξιακά σμήνη: τους μεγαλύτερους σχηματισμούς ύλης στο Σύμπαν, των οποίων η δομή καθορίζεται από την βαρυτική έλξη μεταξύ τους. Μετρώντας την κατανομή Γαλαξιακών σμηνών όπως φαίνεται σήμερα, μετρά κανείς ουσιαστικά την κατανομή, ή αν θέλετε, την ανισοκατανομή, της ύλης στο Σύμπαν. Αυτό με τη σειρά του μας δίνει πληροφορίες για την εξέλιξη του Σύμπαντος κάτω από την επίδραση της βαρύτητας. Αυτό ακριβώς πέτυχε ο Γερμανο-Ρωσικός δορυφόρος eROSITA από το 2019 μέχρι το 2021.
Η ανάλυση των δεδομένων που έδωσε στη δημοσιότητα στις 31 Ιανουαρίου έχει επιφέρει έναν καταιγισμό από άρθρα τον Φεβρουάριο, τα οποία συγκρίνουν την κατανομή των Γαλαξιακών σμηνών με τις προβλέψεις της Κοσμολογίας: εάν το Σύμπαν όντως αποτελείται από 70% σκοτεινή ενέργεια, 25% σκοτεινή ύλη και 5% «κανονική» ύλη, όπως αυτή που παρατηρούμε, η εξέλιξή του από τη Μεγάλη Έκρηξη μέχρι σήμερα μπορεί να προβλεφθεί, και η κατανομή της ύλης, καθώς συσσωματώνεται υπό την επίδραση της βαρύτητας (της σκοτεινής και της κανονικής ύλης) μπορεί να εκτιμηθεί και να συγκριθεί με τις μετρήσεις. Το αποτέλεσμα φαίνεται να επιβεβαιώνει το λεγόμενο «καθιερωμένο Μοντέλο της Κοσμολογίας», με τη Σκοτεινή Ύλη να διαμορφώνει τη δομή του Σύμπαντος, το οποίο τα τελευταία χρόνια υφίσταται πολυμέτωπες επιθέσεις από άλλες κοσμολογικές παρατηρήσεις.
Ιστορική λεπτομέρεια: ο χάρτης των Γαλαξιακών σμηνών που μέτρησε το eROSITA είναι ο ακριβέστερος τέτοιος χάρτης που έχει δει ποτέ η ανθρωπότητα. Τον Φεβρουάριο του 2022 η Ρωσία εισέβαλε στην Ουκρανία, και η Γερμανική ομάδα που χειρίζεται το τηλεσκόπιο (που βρίσκεται σε τροχιά σε Ρωσικό διαστημόπλοιο) σταμάτησε τη λειτουργία του. Είχε συλλέξει το 1/4 των παρατηρήσεων στο 1/4του προϋπολογισμένου χρόνου. Αν δεν είχε προκύψει ο πόλεμος, η ανθρωπότητα σήμερα θα είχε 4 φορές περισσότερα δεδομένα στη διάθεσή της, 4 φορές περισσότερα σημεία στο διάγραμμα (βλ. παρακάτω), και οι Κοσμολογικές παράμετροι θα είχαν ήδη προσδιοριστεί με μεγαλύτερη ακρίβεια. Το eRosita ελπίζει να μπορέσει να συνεχίσει τη λειτουργία του τηλεσκοπίου για το υπόλοιπο χρονικό διάστημα, κάποια στιγμή στο μέλλον.
Το οξυγόνο λιγοστό στην Ευρώπη του Δία
Φανταστείτε έναν παντελώς υδάτινο κόσμο, έναν σκοτεινό ωκεανό σκεπασμένο από ένα παχύ στρώμα πάγου, το οποίο είναι όχι μόνο ο μανδύας προστασίας του ωκεανού, αλλά και ο πνεύμονάς του, ο μηχανισμός που του παρέχει οξυγόνο. Καλώς ήρθατε στην Ευρώπη, έναν από τους δορυφόρους του Δία. Ο συνδυασμός ωκεανού και πάγου θα μπορούσε να ευνοεί τις συνθήκες για την ύπαρξη ζωής ακόμα και εκεί έξω, (με τη μορφή μικροοργανισμών) στο σκοτεινό υπόγειο αυτόν ωκεανό, εφόσον το νερό εκεί είναι σχετικά πλούσιο σε οξυγόνο. Η παραγωγή μορίων οξυγόνου μετά τη διάσπαση μορίων νερού στον πάγο της επιφάνειας θεωρούσαμε ότι θα είναι εφικτή μέσω της αλληλεπίδρασης του πάγου με το περιβάλλον της Ευρώπης, π.χ. με τη σύγκρουση μετεωριτών ή με την απορρόφηση υπεριώδους ακτινοβολίας από το Διάστημα. Αλλά με τί ρυθμό πραγματοποιείται; Η αποστολή Juno της NASA, μέτρησε το ρυθμό με τον οποίον παράγονται μόρια Οξυγόνου στην παγωμένη επιφάνεια της Ευρώπης, και τον βρήκε δυστυχώς στα χαμηλότερα όρια του αναμενόμενου εύρους.
Σαν αποτέλεσμα, τα περιθώρια βιωσιμότητας στον ωκεανό της Ευρώπης στενεύουν αρκετά, αν και δεν έχουν εξαλειφθεί οριστικώς. Το αποτέλεσμα δείχνει ξεκάθαρα, όμως, την τεράστια σημασία που έχουν αποστολές σαν το Juno, που προσεγγίζουν αντικείμενα του πλανητικού μας συστήματος και πραγματοποιούν απευθείας μετρήσεις κρίσιμων μεγεθών, τα οποία μόνο να συνάγουμε μπορούσαμε μέχρι σήμερα, με έμμεσους θεωρητικούς συλλογισμούς.
Κβάζαρς: το μέγεθος μετράει
Στις αρχές της δεκαετίας του ‘60, με την εξάπλωση της Ραδιοαστρονομίας, οι αστρονόμοι άρχισαν να εντοπίζουν υπέρλαμπρες πηγές φωτός που βρίσκονται σε εξαιρετικά μεγάλες αποστάσεις από τη Γη. Αδυνατώντας να φανταστούν τί είδους ουράνιο αντικείμενο μπορεί να εκπέμψει τόσο αδιανόητα μεγάλες ποσότητες φωτός, τα ονόμασαν Quasars, σαν συντομογραφία του Quasi-Stellar Radio Sources (ημι-αστρικές ραδιοπηγές στα ελληνικά). Σήμερα ξέρουμε ότι πρόκειται για υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που καταπίνουν τεράστιες ποσότητες υλικού, και βρίσκονται συνήθως σε γαλαξιακά κέντρα. Ένα από αυτά, που μετρήθηκε πρόσφατα, διεκδικεί τον τίτλο του πιο λαμπρού απ’ τα υπέρλαμπρα αυτά αντικείμενα στο γνωστό Σύμπαν: πρόκειται, σύμφωνα με τη δημοσίευση, για μια τεράστια μαύρη τρύπα με μάζα 19 δις φορές αυτή του ήλιου, της οποίας ο ορίζοντας καταπίνει υλικό με ρυθμό μια ηλιακή μάζα την ημέρα! Πέρα από το απερινόητο, με τα ανθρώπινα μέτρα, αυτών των αριθμών, την μαύρη αυτή τρύπα τη βλέπουμε όπως εξέπεμπε πριν από 11 δις χρόνια, στις απαρχές δηλαδή του Σύμπαντος, να καταπίνει αδηφάγα τον Γαλαξία της. Δεν είναι εύκολο να καταλάβουμε όμως πώς σχηματίστηκε ένας τέτοιος γαλαξίας τόσο νωρίς στην ιστορία του Σύμπαντος…
Πολιτική στις επιστήμες
Περικοπές και αυξήσεις.
Παρά τον ορυμαγδό εντυπωσιακών αποτελεσμάτων στον τομέα της Αστροφυσικής, δύο από τα πιο φιλόδοξα τηλεσκόπια που σχεδιαζόταν να κατασκευαστούν με διεθνή χρηματοδότηση, αλλά μεγάλη ποσόστωση από τις ΗΠΑ, θα πρέπει τώρα να ανταγωνιστούν το ένα το άλλο, αφού η Αμερικανική Επιστημονική Επιτροπή πρότεινε περικοπές στον προϋπολογισμό για επίγεια τηλεσκόπια. Οι εξελίξεις σοκάρουν τις ερευνητικές ομάδες που σχεδιάζουν το Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Μαγγελάνου στη Χιλή, και το Τηλεσκόπιο 30 Μέτρων στη Χαβάη, οι οποίες τώρα πρέπει να βρουν τρόπο να αναπροσαρμόσουν το κατασκευαστικό τους πρόγραμμα.
Στη Γαλλία, όχι μόνο οι αστρονόμοι, αλλά ολόκληρη η επιστημονική κοινότητα θα υποστεί μείωση πόρων της τάξης των 900 εκατομμυρίων Ευρώ, το οποίο σημαίνει στην πράξη, αφαιρώντας τις μισθοδοσίες και τα πάγια, πως οι πόροι για τα ερευνητικά προγράμματα μειώνονται κατά 25%, και με τρόπο οριζόντιο.
Η Κίνα, από την πλευρά της, πέρασε πριν από λίγες μέρες από το Εθνικό Λαϊκό Συνέδριο, αύξηση 10% του προϋπολογισμού για την επιστήμη και την τεχνολογία σε σχέση με πέρυσι, ενώ η αντίστοιχη αύξηση στη δαπάνη για βασική έρευνα ανέρχεται στο 13%. Η κεντρική αυτή πολιτική απόφαση βασίζεται στο δόγμα «να κινηθούμε ταχύτερα για να επιταχύνουμε την αυτάρκεια και την ισχύ μας σε έρευνα και τεχνολογία».
Αντίθετα, ο Μιλέι στην Αργεντινή διαλύει συστηματικά το κεντρικό όργανο χρηματοδότησης της επιστήμης στη χώρα του, μειώνοντας τον πραγματικό προϋπολογισμό του κατά 50% και προκαλώντας «απελπισία» και πανικό σε ό,τι έχει απομείνει από την εγχώρια επιστημονική κοινότητα.
Η Κίνα ως απειλή
Μια σειρά από πρόσφατες ανησυχητικές πολιτικές κινήσεις περιπλέκουν τη σχέση της Δύσης με την Κίνα, απειλώντας τον ανοιχτό και απόλυτα διεθνοποιημένο χαρακτήρα της επιστημονικής έρευνας που απολαμβάνουμε από το τέλος του Ψυχρού Πολέμου και εντεύθεν.
Στην Φλόριντα, τα πανεπιστήμια προσπαθούν να προσαρμοστούν σε έναν νέο, πολιτειακό νόμο που περιορίζει δραστικά τις προσλήψεις φοιτητών, ερευνητών και λοιπού προσωπικού από χώρες όπως η Κίνα, το Ιράν και η Ρωσία. Στο μεταξύ η παλιά διμερής συνθήκη μεταξύ Κίνας και ΗΠΑ που επιτρέπει τη συνεργασία μεταξύ ερευνητών των δύο χωρών σε ένα μεγάλο εύρος επιστημονικών πεδίων, η οποία το 2023 έληξε ύστερα από 45 χρόνια και παρατάθηκε, ώστε να μην ανανεωθεί, μέχρι το Φεβρουάριο του 2024, δείχνει να οδηγείται σε νέα παράταση, προκειμένου να δοθεί χρόνος για να συμφωνηθούν «καινούριοι όροι και προϋποθέσεις». Οι εκλογές του Νοεμβρίου 2024 μεταξύ Biden και Trump θα επηρεάσουν καθοριστικά την αμερικανική πολιτική στις επιστήμες, αλλά όχι και τις σχέσεις των ΗΠΑ με την Κίνα, πεδίο στο οποίο οι δύο υποψήφιοι φαίνονται να έχουν παρόμοια στάση.
Στον Καναδά, δύο μικροβιολόγοι κατηγορούνται ότι έδωσαν απόρρητες επιστημονικές πληροφορίες στην Κίνα, και συνιστούν «ρεαλιστική απειλή για την οικονομική ασφάλεια» της χώρας.
Στην Ελβετία η ειδική μεταχείριση αιτήσεων για ερευνητικά προγράμματα από την Κίνα είναι σε ισχύ ήδη εδώ και λίγα χρόνια, καθώς ο φόβος ότι τεχνογνωσία μεταφέρεται στην Κίνα μέσω Ελβετικών πανεπιστημίων δημιουργεί πίεση από την πλευρά της Ουάσινγκτον. Σαν συνέπεια αυτής της πίεσης, ερευνητικά προγράμματα με Κινέζους εταίρους εγκρίνονται εφόσον δεν έρχονται σε σύγκρουση με νόμους ή περιορισμούς των ΗΠΑ. Η κατάσταση στην ΕΕ επίσης φαίνεται να επιδεινώνεται, καθώς η παρουσία Κινέζων ερευνητών και φοιτητών αρχίζει ολοένα και περισσότερο να γίνεται αντιληπτή, όχι σαν ευκαιρία, αλλά σαν απειλή.
Μαθηματικά
Ελλειπτικά μουρμουρητά
Αυτό το φαντασμαγορικό θέαμα που προσφέρουν μερικές φορές στον καθαρό φθινοπωρινό ουρανό τα ψαρόνια, όταν σχηματίζουν παλλόμενα σμήνη εκπληκτικής πλαστικότητας, στα ελληνικά, παραδόξως δεν έχει όνομα. Στα αγγλικά, από την άλλη πλευρά, λέγεται murmuration! Οι ελλειπτικές καμπύλες, τώρα, είναι ένα σχετικά απλό να το περιγράψει κανείς είδος καμπύλης, το επόμενο βήμα γενίκευσης μετά τις ελλείψεις, τις παραβολές και τις υπερβολές που μαθαίνουμε στο σχολείο. Κρύβουν όμως πολλά και αδιευκρίνιστα μυστικά, με εφαρμογές σε διάφορους εξαιρετικά αφηρημένους κλάδους των Μαθηματικών. Οι ιδιότητές τους μελετώνται αδιάκοπα, και, τα τελευταία χρόνια, ένα από τα χαρακτηριστικά τους, με τη βοήθεια Τεχνητής Νοημοσύνης, φαίνεται να περιγράφεται από διαγράμματα με σημεία που θυμίζουν τα σμήνη των ψαρονιών και τις κινήσεις τους. Η νέα γενιά Μαθηματικών δε φοβάται να κατηγορηθεί για υπερβολική ποιητικότητα, κι έτσι οι ιδιότητες αυτές φέρουν πλέον το όνομα “Elliptic Murmurations“. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τα ελλειπτικά «μουρμουρητά» διαβάστε το εκτενές άρθρο στο Quanta Magazine, που έχει και πολύ πειστικά animations.
Στα γρήγορα
Η Επιτροπή Ατομικών Επιστημόνων που ασχολείται με τον κίνδυνο πυρηνικής καταστροφής στον πλανήτη (που ιδρύθηκε το 1945 από τον Einstein και τον Oppenheimer) έθεσε το λεγόμενο «Ρολόϊ του Ολέθρου» στα 90 δευτερόλεπτα από τα μεσάνυχτα, εκφράζοντας τις συνεχιζόμενες ανησυχίες της για τον επιταχυνόμενο πυρηνικό ανταγωνισμό μεταξύ Ρωσίας, ΗΠΑ και Κίνας. Αξίζει να διαβάσετε τις εκτιμήσεις της Επιτροπής και για άλλες απειλές, όπως η κλιματική αλλαγή, οι εξελίξεις στην Βιολογία και την Τεχνητή Νοημοσύνη που τρέχουν σε νομοθετικό κενό.
Η saga της υπεραγωγιμότητας σε συνθήκες δωματίου, που καλύψαμε σε προηγούμενο τεύχος, έχει πάρει πολύ άσχημη τροπή για τον βασικό της πρωταγωνιστή, τον Ranga Dias από το Rochester: μια ανεξάρτητη επιτροπή του Nature διερευνά τις λεπτομέρειες πίσω από τις δημοσιεύσεις (που έχουν στο μεταξύ αποσυρθεί) και μιλά για φαλκίδευση μετρήσεων, συστηματική προσπάθεια εξαπάτησης της κοινότητας, των επικριτών, αλλά και των ίδιων των φοιτητών της ερευνητικής του ομάδας. Όπως λένε και στην τελευταία ταινία του Jim Jarmusch, αυτό θα τελειώσει άσχημα.
Ένα infographic για τις περιπτώσεις λογοκρισίας (ή απουσίας λογοκρισίας) στο Facebook, με την μεγαλύτερη επιδραστικότητα, για τις οποίες χρειάστηκε να αποφασίσει ο «Άρειος Πάγος» του Facebook, μια 20μελής, ημι-ανεξάρτητη επιτροπή που αναλαμβάνει τα «δύσκολα».
Ένας αστρολάβος του 11ου αιώνα, κατασκευασμένος από Χριστιανούς αλλά με εγγραφές στα Εβραϊκά και τα Αραβικά δείχνει την επιστημονική και τεχνολογική αλληλεπίδραση μεταξύ των τριών πολιτισμών στην μεσαιωνική Ανδαλουσία.
Η κοινωνική ανατομία των αρνητών της κλιματικής αλλαγής στις ΗΠΑ είναι μια έρευνα που, με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης και δεδομένων από το Χ (πρώην Twitter), χαρτογραφεί τα ποσοστά ανθρώπων που επιμένουν να αρνούνται το ανθρωπογενές της κλιματικής αλλαγή, αλλά και τις σχέσεις μεταξύ των σημαντικότερων influencers, και τους συσχετισμούς με πολιτικά κόμματα και πολλά ακόμα. Δείτε την έρευνα στο Nature. Ως κεντρικό αποτέλεσμα, περίπου 15% των Αμερικανών είναι ακόμα αρνητές της κλιματικής αλλαγής, και η κατανομή τους είναι σε γενικές γραμμές η αναμενόμενη - αν και θα περίμενε κανείς π.χ. στην Φλόριντα, όπου οι συνέπειες είναι οφθαλμοφανείς, οι πολίτες να πιστεύουν τα μάτια τους περισσότερο από ό,τι την τηλεόραση…