Κρούση και ταλάντωση!

“Psyche”: Η αποστολή της NASA για την εξερεύνηση ενός ανεξερεύνητου κόσμου!

Το διαστημικό σκάφος της NASA, Psyche, από την στιγμή της εκτόξευσής του που έχει προγραμματιστεί να πραγματοποιηθεί τον Αύγουστο του 2022 μέχρι την άφιξή του στον αστεροειδή το 2026,  θα περιφέρεται σε έναν κόσμο που μετά βίας μπορούμε να εντοπίσουμε από τη Γη και δεν έχουμε επισκεφτεί ποτέ.

Ο στόχος της αποστολής “Psyche” της NASA, είναι ένας πλούσιος σε μέταλλα αστεροειδής, που ονομάζεται επίσης Psyche, στην κύρια ζώνη μεταξύ του Άρη και του Δία, η οποία αποτελεί έναν αχαρτογράφητο κόσμο στο Ηλιακό μας σύστημα. Από τα τηλεσκόπια που βρίσκονται στη Γη και στο διάστημα, ο αστεροειδής εμφανίζεται ως μια ασαφής θαμπάδα. Αυτό που γνωρίζουν οι επιστήμονες, από δεδομένα που συλλέγουν από ραντάρ, είναι ότι το σχήμα του αστεροειδούς, δεν είναι και τόσο σύνηθες αφού, θα λέγαμε, ότι μοιάζει μάλλον με… πατάτα και ότι περιστρέφεται πλάγια.

Η ανάλυση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τον αστεροειδή, οδήγησε τους επιστήμονες στην υπόθεση ότι ο αστεροειδής Psyche είναι ασυνήθιστα πλούσιος σε μέταλλα. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι σχηματίστηκε κατά το πρώιμη εποχή του Ηλιακού μας συστήματος, είτε ως πυρήνας ενός πλανητοειδούς, είτε ως αρχέγονο υλικό που δεν έλιωσε ποτέ. Αυτή η αποστολή στοχεύει να ανακαλύψει και να βοηθήσει στο να δοθούν απαντήσεις σε θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με το σχηματισμό του Ηλιακού μας συστήματος.

Η επικεφαλής της αποστολής “Psyche”, Lindy Elkins-Tanton του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, η οποία πρότεινε το 2017 το “Psyche” ως αποστολή της NASA, δηλώνει ότι “αν αποδειχθεί ότι είναι μέρος ενός μεταλλικού πυρήνα, θα ανήκει στην πρώτη γενιά πρώιμων πυρήνων στο Ηλιακό μας σύστημα” και συμπληρώνει ότι “δεν ξέρουμε και δεν θα μάθουμε τίποτα με βεβαιότητα μέχρι να φτάσουμε εκεί. Είμαστε γεμάτοι ερωτήσεις σχετικά με το υλικό που κατασκεύασε τους πλανήτες αλλά όχι πολλές απαντήσεις. Η αποστολή, είναι μία πραγματική εξερεύνηση”.

Η γυναίκα που ηγείται της αποστολής, τονίζει ότι “τεράστια πρόκληση ήταν η επιλογή των επιστημονικών οργάνων της αποστολής, αφου πώς θα μπορούσαν οι επιστήμονες στη Γη να είναι σίγουροι ότι θα λάβουν τα δεδομένα που χρειάζονται όταν δεν είναι σίγουροι για το τι, συγκεκριμένα, θα μετρήσουν;”

Για παράδειγμα, για να προσδιορίσουν από τι ακριβώς αποτελείται ο αστεροειδής και αν είναι μέρος πυρήνα ενός πλανητοειδούς, οι επιστήμονες χρειάζονται όργανα που μπορούν να “ερμηνεύσουν” μια σειρά από συνδιασμούς υλικών, όπως νικέλιο, σίδηρο, διαφορετικά είδη βράχου ή πέτρας και μέταλλο αναμεμειγμένα μαζί.

Το διαστημόπλοιο είναι εξοπλισμένο με μαγνητόμετρο για τη μέτρηση οποιουδήποτε μαγνητικού πεδίου, εικονογράφου για τη φωτογράφιση και τη χαρτογράφηση της επιφάνειας καθώς και  φασματογράφο για την ανάλυση της σύστασης της επιφάνειας μετρώντας τις ακτίνες γάμμα και τα νετρόνια που εκπέμπονται από αυτήν. Οι επιστήμονες συνεχίζουν να κάνουν υποθέσεις για τα δομικά υλικά από τα οποία αποτελείται ο αστεροειδής, αλλά, όπως τονίζει η επικεφαλής του προγράμματος, “κανείς δεν μπόρεσε να βρει μια Psyche που δεν μπορούμε να χειριστούμε με τα επιστημονικά όργανα που έχουμε”.

Πρωτού οι επιστήμονες θέσουν σε λειτουργία όλα αυτά τα όργανα, θα πρέπει το διαστημόπλοιο να φτάσει στον αστεροειδή και να μπει σε τροχιά γύρω από αυτόν. Μετά την εκτόξευση από το Διαστημικό Κέντρο Κένεντι της NASA τον Αύγουστο του 2022, το “Psyche” θα οδηγηθεί πέρα ​​από τον Άρη σε ένα ταξίδι εννέα μηνών, χρησιμοποιώντας τη βαρυτική δύναμη του πλανήτη ως… σφεντόνα για να εκτοξευθεί προς τον αστεροειδή. Είναι ένα συνολικό ταξίδι περίπου 2,4 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων.

Το διαστημικό σκάφος θα ξεκινήσει την τελική του προσέγγιση στον αστεροειδή στα τέλη του 2025. Καθώς το διαστημόπλοιο θα πλησιάζει πιο κοντά στον στόχο, η ομάδα αποστολής θα ενεργοποιήσει τις κάμερές του και από μία θολή μάζα, ο αστεροειδής Psyche θα μεταμορφωθεί σε πραγματική εικόνα αποκαλύπτοντας για πρώτη φορά επιφανειακά χαρακτηριστικά αυτού του παράξενου κόσμου. Οι εικόνες θα βοηθήσουν επίσης τους μηχανικούς ως προς τον προσανατολισμό τους καθώς θα προετοιμάζονται να μπουν σε τροχιά τον Ιανουάριο του 2026. Η αρχική τροχιά του διαστημικού σκάφους έχει σχεδιαστεί για να βρίσκεται σε μεγάλο, ασφαλές ύψος, περίπου 700 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια του αστεροειδούς.

Κατά τη διάρκεια αυτής της πρώτης τροχιάς, η ομάδα σχεδιασμού και πλοήγησης της αποστολής Psyche θα επικεντρωθεί στις μετρήσεις του πεδίου βαρύτητας του αστεροειδούς, της δύναμης που θα διατηρήσει το διαστημόπλοιο σε τροχιά. Έχοντας κατανοήσει πλήρως το πεδίο βαρύτητας, η ομάδα στη συνέχεια θα είναι ικανή να πλοηγήσει με ασφάλεια το διαστημόπλοιο όλο και πιο κοντά στην επιφάνεια.

Ο αστεροειδής Psyche φαίνεται να είναι άμορφος, με διάμετρο 280 χιλιόμετρα στο φαρδύτερο σημείο του και με άνιση κατανομή της μάζας. Σε ορισμένα σημεία του μπορεί να υπάρχει άνιση κατανομή πυκνότητας, όπως σε ένα σφουγγάρι. Τα μέρη του αστεροειδούς με μεγαλύτερη μάζα θα έχουν μεγαλύτερη βαρύτητα, ασκώντας ισχυρότερη έλξη στο διαστημόπλοιο.

Η ομάδα επεξεργάστηκε σενάρια και έχει επινοήσει χιλιάδες “πιθανούς αστεροειδείς Psyche” προσομοιώνοντας παραλλαγές στην πυκνότητα και τη μάζα του αστεροειδούς και τον προσανατολισμό του άξονα περιστροφής του, για να θέσει τις βάσεις για τον σχεδιασμό της κατάλληλης διαδρομής. Οι επιστήμονες δοκίμασαν διάφορα σενάρια σε προσομοιώσεις. Φυσικά,  δεν υπάρχει τρόπος να γνωρίζουν τίποτα με βεβαιότητα μέχρι να φτάσει το διαστημικό σκάφος πραγματικά εκεί.

Για τους επόμενους 20 μήνες το διαστημόπλοιο θα χρησιμοποιεί το ήπιο σύστημα ηλεκτρικής πρόωσης για να βυθίζεται σε όλο και χαμηλότερες τροχιές. Οι μετρήσεις του πεδίου βαρύτητας θα γίνονται πιο ακριβείς καθώς το διαστημόπλοιο θα πλησιάζει και οι εικόνες της επιφάνειας θα αποκτούν υψηλότερη ανάλυση, επιτρέποντας στην ομάδα να βελτιώσει την κατανόησή της για τον αστεροειδή. Τελικά, το διαστημόπλοιο θα κινηθεί σε μια τελική τροχιά περίπου 85 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια.

Τα πάντα στηρίζονται στην επίλυση των γρίφων που κρύβει ο μοναδικός αστεροειδής Psyche: Από πού προήλθε, από τι αποτελείται και τι μας λέει για το σχηματισμό του Ηλιακού μας συστήματος;

“Οι άνθρωποι ήταν πάντα εξερευνητές”, τόνισε η Elkins-Tanton. “Πάντα ξεκινούσαμε από το σημείο που βρισκόμαστε για να μάθουμε τι υπάρχει πίσω από τον λόφο. Θέλουμε πάντα να πάμε πιο μακριά. Θέλουμε πάντα να φανταζόμαστε. Είναι στη φύση μας. Δεν ξέρουμε τι θα βρούμε. Πιθανόν να εκπλαγούμε εντελώς”.

Περισσότερα για την αποστολή της NASA “Psyche”, πατήστε εδώ:

http://www.nasa.gov/psyche

και εδώ:

https://psyche.asu.edu/

Δείτε το σχετικό μου Video εδώ!

NASA Is Going To Launch A Rocket From Another Planet For The First Time Ever

Τα δύο rover της NASA στον Άρη, το Perseverance και το Curiosity, εξερευνούν αυτήν τη στιγμή τον κόκκινο πλανήτη για να μάθουν περισσότερα για την ιστορία του και να αναζητήσουν στοιχεία που θα αποδεικνύουν ότι κάποτε θα μπορούσε να υπάρχει ζωή εκεί. Αλλά αυτό είναι μόνο το πρώτο στάδιο για την εξερεύνηση του Άρη. Για να μάθουμε πραγματικά για τη σύνθεση του πλανήτη και για να επιβεβαιώσουμε την ύπαρξη αρχέγονης μικροβιακής ζωής, θα πρέπει να πάρουμε δείγματα από τον Άρη και να τα φέρουμε πίσω στη Γη.

Αυτό δεν είναι εύκολη δουλειά όμως. Όσο περίπλοκη κι αν είναι η προσεδάφιση ενός rover στον Άρη, άλλο τόσο δύσκολο είναι να εκτοξευτεί ένας πύραυλος από την επιφάνειά του. Αυτό οφείλεται εν μέρει σε ζητήματα που αφορούν την σύσταση της ατμόσφαιρας της επιφάνειας του κόκκινου πλανήτη, όπως οι πολύ μικρές ποσότητες οξυγόνου στην ατμόσφαιρα που καθιστούν δύσκολη την καύση των καυσίμων των πυραύλων ενίσχυσης και εν μέρει σε ζητήματα υποδομής, λόγω του ότι δεν υπάρχουν βάσεις εκτόξευσης σε άλλους πλανήτες.

Ωστόσο, η NASA αναλαμβάνει να φέρει εις πέρας αυτήν την πρόκληση με το πρόγραμμα MSR (Mars Sample Return program). Η ιδέα έχει ως εξής: δεδομένου του γεγονότος ότι το rover Perseverance θα συλλέξει δείγματα και θα τα σφραγίσει σε σωλήνες ως μέρος της αποστολής του και στη συνέχεια θα αφήσει τους σφραγισμένους σωλήνες στην επιφάνεια του πλανήτη, ένα μελλοντικό rover θα σταλεί στον Άρη για να συλλέξει αυτούς τους σωλήνες και να τους φέρει πίσω σε ένα προκαθορισμένο σημείο εκτόξευσης όπου θα φορτωθούν σε ένα όχημα μεταφοράς. Το όχημα αυτό θα εκτοξευτεί σε τροχιά – θα γίνει ο πρώτος πύραυλος που εκτοξεύεται από άλλο πλανήτη – και θα απελευθερώσει τα δείγματα. Αυτά στη συνέχεια θα τα συλλέξει ένα διαστημόπλοιο που θα βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη Άρη και αυτό και θα φέρει τα δείγματα πίσω στη Γη.

 

Ακούγεται περίπλοκο – και είναι! 

Έτσι η NASA θα συνεργαστεί με ιδιωτικές εταιρείες για τα μέρη της αποστολής. Στις 7 Φεβρουαρίου 2022, η υπηρεσία ανακοίνωσε ότι έχει αναθέσει στην εταιρεία Lockheed Martin την κατασκευή του οχήματος μεταφοράς με την ονομασία Mars Ascent Vehicle (MAV), έναν πύραυλο σχετικά μικρών διαστάσεων που θα θέσει τα δείγματα από την επιφάνεια του Άρη σε τροχιά.

Η NASA αναγνωρίζει τις προκλήσεις της κατασκευής του οχήματος μεταφοράς των δειγμάτων, δηλώνοντας ότι θα πρέπει να είναι σε θέση να αντέξει το σκληρό περιβάλλον του Άρη, όπου αναμένεται να αντιμετωπίσει τις χαμηλές θερμοκρασίες και την σκόνη, καθώς και μια λεπτή ατμόσφαιρα με λίγο οξυγόνο. Το όχημα θα πρέπει να είναι συμβατό με το rover Perseverance που συλλέγει τα δείγματα σε σωλήνες. Θα πρέπει να είναι σε θέση να απελευθερώσει τα δείγματα τα οποία θα συλλέξει το διαστημόπλοιο Earth Return Orbiter spacecraft που θα βρίσκεται σε τροχιά, το οποίο και αναπτύσσεται από την ESA, την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος.

Το MAV είναι προορισμένο να χωρέσει μέσα σε ένα Lander που θα το μεταφέρει στον Άρη, με την ονομασία Sample Retrieval Lander. Το Sample Retrieval Lander της NASA είναι ένα άλλο σημαντικό μέρος της επιχείρησης αφού θα μεταφέρει το MAV στην επιφάνεια του Άρη. Θα προσεδαφιστεί κοντά ή μέσα στον κρατήρα Jezero για να συγκεντρώσει τα δείγματα που έχουν αποθηκευτεί εσωτερικά στο rover Perseverance. Τα δείγματα θα επιστραφούν στο Lander, το οποίο θα χρησιμεύσει ως πλατφόρμα εκτόξευσης για το MAV

Το Sample Retrieval Lander έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί, όχι πριν το 2026. Πριν από αυτό, το MAV θα πρέπει να έχει σχεδιαστεί, να αναπτυχθεί, να δοκιμαστεί και να ενσωματωθεί. Το συγκεκριμένο εγχείρημα αναμένεται να κοστίσει περίπου 194 εκατομμύρια δολάρια και πρόκειται να ξεκινήσει αυτόν τον μήνα.

Τα δείγματα που συλλέγει το rover Perseverance κατά την εξερεύνηση ενός αρχαίου δέλτα ποταμού στον κρατήρα Jezero θεωρείται ότι αποτελούν την καλύτερη ευκαιρία για να αποκαλυφθεί η πρώιμη εξέλιξη του Άρη, συμπεριλαμβανομένης της δυνατότητας για ζωή. 

Το Earth Return Orbiter spacecraft αναμένεται να επιστρέψει τα δείγματα στη Γη με ασφάλεια στις αρχές έως τα μέσα της δεκαετίας του 2030.

“Αυτή η πρωτοποριακή προσπάθεια αποτελεί σημείο – σταθμό αφού θα είναι η πρώτη ρομποτική αποστολή μετ’ επιστροφής η οποία θα ανακτήσει ένα δείγμα από άλλο πλανήτη – ένα σημαντικό βήμα που θα βοηθήσει τελικά στην πραγματοποίηση της πρώτης επανδρωμένης αποστολής στον Άρη”, δήλωσε ο διαχειριστής της NASA Bill Nelson. “Η επένδυση της Αμερικής στο πρόγραμμα MSR θα εκπληρώσει έναν στόχο υψηλής προτεραιότητας για την επιστήμη των πλανητών και θα καταδείξει τη δέσμευσή μας σε παγκόσμιες συνεργασίες, διασφαλίζοντας ότι η NASA θα παραμείνει ηγέτης στην εξερεύνηση και την ανακάλυψη”.

«Η δέσμευση για το MAV αντιπροσωπεύει ένα πρώιμο και συγκεκριμένο βήμα για να προσδιορίσουμε τις λεπτομέρειες αυτού του φιλόδοξου έργου όχι μόνο για να προσγειωθεί στον Άρη, αλλά και για να απογειωθεί από αυτόν», δήλωσε ο Thomas Zurbuchen, ο αναπληρωτής διαχειριστής επιστήμης στα κεντρικά γραφεία της NASA στην Washington. “Πλησιάζουμε στο τέλος της εννοιολογικής φάσης της αποστολής Mars Sample Return, και τα κομμάτια του παζλ ενώνονται για να φέρουν τα πρώτα δείγματα από άλλο πλανήτη. Μόλις βρεθούν στη Γη, μπορούν να μελετηθούν με εργαλεία τελευταίας τεχνολογίας».

 

Για περισσότερες πληροφορίες για την αποστολή του rover Perseverance, δείτε το σχετικό video.

Πληροφορίες ανακτήθηκαν από την διεύθυνση: https://mars.nasa.gov/resources/26278/mars-sample-return-campaign-artists-concept/

ALBERT EINSTEIN (1879 – 1955)

Aναμφίβολα ο μεγαλύτερος επιστήμονας του εικοστού αιώνα και ένας από τους μεγαλύτερους όλων των εποχών. Μέσα σ’ ένα και μόνο θαυματουργό έτος –το 1905– έκανε τρεις ανακαλύψεις που κάθε μία από μόνη της θα αρκούσε για να τον ανεβάσει στον… Όλυμπο.
Και έκανε τρεις. Διατύπωσε τη θεωρία της σχετικότητας –μια επαναστατική ρήξη με την κλασική φυσική–, έδωσε την κβαντομηχανική εξήγηση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου –εδραιώνοντας έτσι την ιδέα του φωτεινού κβάντου που είχε σχεδόν ξεχαστεί μετά την αρχική δουλειά του Πλανκ– και, τέλος, περιέγραψε θεωρητικά την λεγόμενη κίνηση Μπράουν μέσω της οποίας έγινε για πρώτη φορά δυνατή η άμεση παρατήρηση της άτακτης θερμικής κίνησης των μορίων ενός υγρού μέσου – άρα και των μορίων των ίδιων.
Η δεύτερη μεγάλη χρονιά για τον Αϊνστάιν ήταν το 1916, όταν διατύπωσε τη γενική θεωρία της σχετικότητας –δηλαδή μια σχετικιστική θεωρία της βαρύτητας βασισμένη στην ιδέα ότι το βαρυτικό πεδίο εκδηλώνεται ως «καμπύλωση» της γεωμετρίας του χωρόχρονου– και έθεσε τις βάσεις της σύγχρονης κοσμολογίας.
Ο Αϊνστάιν ήταν επίσης εκείνος που έθεσε –το 1924– τις βάσεις της στατιστικής μηχανικής των σωματιδίων με ακέραιο σπιν –με το φωτονικό αέριο ως πιο αντιπροσωπευτικό παράδειγμα– απ’ όπου και οι ονομασίες στατιστική Μπόζε-Αϊνστάιν και συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν. Προς τιμήν, βεβαίως, και του ινδού φυσικού Σ. Μπόζε που είχε πρώτος τη βασική ιδέα.
Στον κατάλογο των θεμελιωδών συμβολών του Αϊνστάιν στην επιστήμη, θα πρέπει να συμπεριλάβουμε και το περίφημο παράδοξο EPR (Einstein­ Podolsky­ Rosen paradox) το οποίο διατυπώθηκε το 1935 για να καταδείξει –και σχεδόν τα κατάφερε– ότι η «επίσημη κβαντομηχανική» είναι εγγενώς αντιφατική και επομένως δεν μπορεί να θεωρείται ως μια θεμελιώδης θεωρία της φύσης. Αργά ή γρήγορα θα αντικατασταθεί από μια αληθώς θεμελιώδη θεωρία στο πλαίσιο της οποίας οι κβαντικές πιθανότητες δεν θα έχουν θέση. Η τελική θεωρία της φύσης –αυτό πίστευε ο Αϊνστάιν– θα είναι απολύτως αιτιοκρατική. Ο Θεός δεν μπορεί να παίζει ζάρια με τον κόσμο. Αν και τελικά αποδείχτηκε (με το πείραμα του Άσπεκτ το 1982) ότι ο Αϊνστάιν δεν είχε δίκιο –ο Θεός πράγματι παίζει ζάρια με τον κόσμο–, εν τούτοις το παράδοξο EPR που επινόησε, και οι κβαντικές καταστάσεις που το πραγματώνουν, αποδείχτηκαν θεμελιώδους σημασίας για την κβαντική μηχανική. Αποτελούν πρότυπη περίπτωση της λεγόμενης κβαντικής σύμπλεξης (quantum entanglement) και βρίσκονται σήμερα στο επίκεν­τρο μιας σφύζουσας ερευνητικής δραστηριότητας πάνω στα θεμέλια της κβαντομηχανικής και στο ζήτημα των κβαντικών υπολογιστών. Η αδιαφιλονίκητη πλέον ερμηνεία της κβαντομηχανικής –η περίφημη σχολή της Κοπεγχάγης– βρήκε στο πρόσωπο του Αϊνστάιν τον ιδανικό αντίπαλο. Έναν άνθρωπο που η οξυδέρκεια και το βάθος της κριτικής του έπαιξαν κρίσιμο ρόλο στην τελική της διαμόρφωση αλλά και στις σημερινές ερευνητικές αναζητήσεις. Ο Αϊνστάιν ήταν πραγματικά μεγάλος ακόμα κι εκεί που είχε άδικο!

Στο ίδιο πνεύμα, δεν μπορούμε να μην αναφέρουμε δύο άλλες «αποτυχίες» του Αϊνστάιν που επίσης αποδείχτηκαν… μεγαλειώδεις! Η μία είναι η προσπάθεια ενοποίησης του ηλεκτρομαγνητισμού με τη βαρύτητα –που δεν αποδείχτηκε τότε εφικτή, βρίσκεται όμως στο επίκεντρο των σημερινών αναζητήσεων για μια ενοποιημένη θεωρία όλων των δυνάμεων– και η δεύτερη η εισαγωγή της περίφημης κοσμολογικής σταθεράς –αυτής που ο ίδιος ο Αϊνστάιν θα χαρακτηρίσει αργότερα ως τη μεγαλύτερη γκάφα της ζωής του– η οποία αποδεικνύεται σήμερα ως ο βασικός πρωταγωνιστής της εξέλιξης του τωρινού «ώριμου» σύμπαντος. Και ίσως αποδειχτεί ως η τρίτη θεμελιώδης σταθερά του σύμπαντος, δίπλα στη σταθερά του Πλανκ και την ταχύτητα του φωτός.

Περνώντας στο ολισθηρό έδαφος της… ψυχολογίας, δεν μπορούμε να μη σημειώσουμε ένα θεμελιώδες γεγονός της επιστημονικής ζωής του Αϊνστάιν που δεν έχει όμοιό του στην ιστορία. Είναι ο ίδιος άνθρωπος που μέσα στον ίδιο χρόνο –το 1905– κυριολεκτικά «λύτρωσε» την κλασική φυσική από τις εσωτερικές της αντιφάσεις –ενοποιώντας μηχανική και ηλεκτρομαγνητισμό μέσω της σχετικότητας– και ταυτόχρονα τίναξε όλο το οικοδόμημα στον αέρα με την κβαντική ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, που αποκάλυψε με τον πιο αναμφίβολο τρόπο την ύπαρξη του φωτεινού κβάντου. Ότι δηλαδή η κλασική θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου –όπως μας την παρέδωσε ο Μάξγουελ και την εδραίωσε σχετικιστικά ο Αϊνστάιν– πρέπει να «στηθεί» εκ νέου πάνω σε κβαντομηχανικές βάσεις. Η ιστορία θυμίζει λίγο τη… γέφυρα του ποταμού κβάι. Μόνο που εδώ ο αρχιτέκτονας κι ο σαμποτέρ είναι το ίδιο πρόσωπο! Ο Αλβέρτος Αϊνστάιν. Η κριτική στάση του Αϊνστάιν απέναντι στην κβαντική θεωρία είναι ευεξήγητη σ’ αυτό το πλαίσιο. Απ’ όλους τους φυσικούς της γενιάς του ήταν ο μόνος που μπορούσε να εκτιμήσει πλήρως την απαράμιλλη εσωτερική συνοχή και ομορφιά που έδωσε στην κλασική φυσική η σχετικιστική της αναδόμηση. Εκ των υστέρων, είναι φανερό ότι την κβαντική επανάσταση θα μπορούσε να τη φέρει σε πέρας
μόνο μια νεώτερη γενιά φυσικών που θα έμπαιναν στο «παιγνίδι» χωρίς τη συναισθηματική πρόσδεση στο κλασικό οικοδόμημα που βάραινε τον Αϊνστάιν. Και πράγματι η κβαντομηχανική ήταν τελικά έργο των «πιτσιρικάδων». Του Νιλς Μπορ (δημοσίευσε την κβαντική θεωρία του ατόμου του υδρογόνου στα 28 του), του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ (ανακάλυψε τη μηχανική των μητρών στα 25 του και την αρχή της αβεβαιότητας στα 26), του Βόλφγκανγκ Πάουλι (πρότεινε τους δύο βαθμούς ελευθερίας του σπιν στα 24 του και την απαγορευτική αρχή στα 25 του) και
του Πωλ Ντιράκ, που ανακάλυψε τον γενικό φορμαλισμό της κβαντομηχανικής στα 24 και την εξίσωση Ντιράκ στα 26 του! Κι ας μην ξεχνάμε βέβαια ότι το «θαυματουργό έτος» 1905 ο ίδιος ο Αϊνστάιν ήταν 26 χρονών! Εξίσου ενδιαφέρουσα με την επιστημονική είναι και η λοιπή ζωή του Αϊνστάιν. Γεννήθηκε στην Ουλμ της Γερμανίας από μια –μάλλον άτυπη– εβραϊκή οικογένεια. Ο πατέρας του –μαζί με τον θείο του– λειτουργούσε ένα μικρό εργοστάσιο ηλεκτρικών συσκευών συνεχούς ρεύματος, το οποίο όμως έκλεισε το 1894 λόγω της επικράτησης του εναλλασσόμενου ρεύματος, και η οικογένεια μετακόμισε στην Ιταλία. Μη όντας οι ίδιοι θρησκευόμενοι Εβραίοι, οι γονείς του Αϊνστάιν μεγάλωσαν τον νεαρό Αλβέρτο σ’ ένα πνεύμα ανεξιθρησκίας –με στοιχεία αγνωστικισμού– τα οποία χαρακτήριζαν τελικά και τον ίδιο τον Αϊνστάιν στην ενήλικη ζωή του. Τέλειωσε το πολυτεχνείο της Ζυρίχης το 1901 και ύστερα από δύο χρόνια μάταιης αναζήτησης βρήκε δουλειά στο γραφείο ευρεσιτεχνιών της Ζυρίχης με αντικείμενο εργασίας, μεταξύ άλλων, την εξέταση ηλεκτρομηχανικών μεθόδων συγχρονισμού ρολογιών σε απομακρυσμένες πόλεις. Ένα πρόβλημα που έθεταν τότε επιτακτικά οι εταιρείες σιδηροδρόμων προκειμένου να ρυθμίζουν με… ελβετική ακρίβεια τα δρομολόγια των τραίνων. Και οι ιστορικοί της επιστήμης συμφωνούν σήμερα ότι η ενασχόληση μ’ αυτό το πρόβλημα «έσπρωξε» το μυαλό του νεαρού υπαλλήλου προς το κατ’ εξοχήν ερώτημα της ειδικής σχετικότητας. Το πρόβλημα του συγχρονισμού των ρολογιών. Με τη γνωστή απροσδόκητη απάντηση· ο συγχρονισμός των ρολογιών είναι σχετικός. Δυο ρολόγια συγχρονισμένα ως προς έναν παρατηρητή παύουν να φαίνονται συγχρονισμένα από κάποιον άλλο που κινείται ως προς τον πρώτο. Η άνοδος του Χίτλερ στην εξουσία το 1933 θα βρει τον Αϊνστάιν –καθηγητή πλέον στο Βερολίνο– σε επιστημονικό ταξίδι στο εξωτερικό απ’ όπου και αποφασίζει να μην επιστρέψει. Εγκαθίσταται στο Πρίνστον –στο ινστιτούτο προχωρημένων Σπουδών– και γίνεται αμερικανός πολίτης το 1940. Κατά τη διάρκεια του πολέμου, χρησιμοποίησε το κύρος του για να πείσει τον πρόεδρο Ρούσβελτ για την αναγκαιότητα ενός αμερικανικού πυρηνικού προγράμματος, θεωρώντας βέβαιο ότι η γερμανική πλευρά το είχε ήδη ξεκινήσει. Όμως μετά τον πόλεμο μεταστράφηκε σε μαχητικό ειρηνιστή και πολέμιο των πυρηνικών εξοπλισμών, υπογράφοντας ένα σχετικό μανιφέστο μαζί με τον φιλόσοφο Μπέρτραντ Ράσελ. Το 1952 ο ισραηλινός πρωθυπουργός Μπεν Γκουριόν πρόσφερε στον Αϊνστάιν τη θέση του προέδρου της χώρας του την οποία όμως ο Αϊνστάιν αρνήθηκε.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες έγινε μέλος της εθνικής οργάνωσης για τα δικαιώματα των εγχρώμων και διατηρούσε αλληλογραφία με ηγετικά στελέχη του κινήματος. Σε αντίθεση με τους περισσότερους φυσικούς της εποχής του, που δεν εκδήλωναν δημόσια τις πολιτικές ή θρησκευτικές τους πεποιθήσεις, ο Αϊνστάιν δεν έκρυβε την προτίμησή του προς τις σοσιαλιστικές ιδέες –το σοσιαλιστικό κίνημα ήταν τότε πολύ ισχυρό και μέσα στο Ισραήλ– ενώ τα θρησκευτικά του πιστεύω κυμαίνονταν μεταξύ αγνωστικισμού και μιας απρόσωπης θεϊκής οντότητας χωρίς παρεμβατικό ρόλο στα ανθρώπινα.

Μια κορυφαία στιγμή στη ζωή του Αϊνστάιν ήταν το 1919, όταν –στη διάρκεια μιας ολικής έκλειψης ηλίου– μια βρετανική επιστημονική ομάδα υπό τον Άρθουρ Έντινγκτον επιβεβαίωσε τη σχετικιστική πρόβλεψη ότι οι φωτεινές ακτίνες που φτάνουν σε μας από μακρινά άστρα θα πρέπει να κάμπτονται περνώντας δίπλα από τον ήλιο υπό την επίδραση του βαρυτικού του πεδίου. Ο κύριος τίτλος των Times του Λονδίνου της 7ης Νοεμβρίου 1919 ήταν χαρακτηριστικός: «Επανάσταση στην επιστήμη – Νέα θεωρία για το Σύμπαν – Οι νευτώνειες ιδέες ανατρέπονται». Εν τούτοις το βραβείο Νομπέλ το 1921 δόθηκε στον Αϊνστάιν όχι για τη θεωρία της σχετικότητας αλλά για το… φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

Πέθανε από ανεύρυσμα της αορτής, το 1955, και –σύμφωνα με την επιθυμία του– το σώμα του κάηκε και οι στάχτες σκορπίστηκαν στον άνεμο. Gone with the wind

Από το “δάσκαλό” μου, Στέφανο Τραχανά, απόσπασμα από το βιβλίο του “Μεγάλη Επιστήμη – ενδιαφέρουσες ζωές”

MAX PLANCK (1858 – 1947)

Γερμανός θεωρητικός φυσικός με μοναδική θέση στην ιστορία της επιστήμης ως ο άνθρωπος που εισήγαγε για πρώτη φορά, το 1900, την έννοια του φωτεινού κβάντου και μέσω αυτής την περίφημη σταθερά του Πλανκ επί της οποίας στηρίζεται όλο το κβαντικό οικοδόμημα.
Γεννήθηκε στο Κίελο από ευκατάστατη «πανεπιστημιακή» οικογένεια – ο πατέρας του ήταν καθηγητής νομικής ενώ ο παππούς και ο προπάππος του καθηγητές θεολογίας– και αυτή την παράδοση συνέχισε και ο νεαρός Μαξιμιλιανός –ή απλώς Μαξ, όπως ο ίδιος υπέγραφε– στρεφόμενος όμως προς τις φυσικές επιστήμες παρά τις αντίθετες συμβουλές πανεπιστημιακού καθηγητή φυσικής –γνωστού της οικογένειάς του– ότι «τίποτε ενδιαφέρον δεν έμενε πλέον να ανακαλυφθεί σ’ αυτή την επιστήμη»! Στην πραγματικότητα το μόνο δίλημμα για τον νεαρό Πλανκ ήταν μεταξύ φυσικής και μουσικής, στην οποία φαίνεται να είχε ένα ξεχωριστό χάρισμα. Έπαιζε πιάνο, τσέλο και αρμόνιο ενώ συνέθετε επίσης τραγούδια και όπερες.
Η μεγάλη του αγάπη στη φυσική ήταν η κλασική θερμοδυναμική ενώ δεν έκρυβε την απέχθειά του προς τη στατιστική μηχανική και την κινητική θεωρία των αερίων που βασιζόταν στην ατομική δομή της ύλης. Ξεκίνησε να ασχολείται με τη θερμική ακτινοβολία των σωμάτων το 1894, όταν οι ηλεκτρικές εταιρείες άρχισαν να ενδιαφέρονται ενεργά για λαμπτήρες μέγιστης απόδοσης σε φως για δεδομένη ισχύ. Πρότεινε τον εμπειρικό τύπο που φέρει το όνομά του το 1899, ενώ λίγο μετά –Οκτώβριος του 1900– ήρθε η ανακοίνωση για την υπόθεση του φωτεινού κβάντου. Ότι δηλαδή η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία –άρα και το φως– δεν έχει τον συνεχή χαρακτήρα που προέβλεπε η κλασική φυσική, αλλά αποτελείται από μικροσκοπικά αδιαίρετα «πακέτα» ενέργειας, ή κβάντα. Αυτά που αποκαλούμε σήμερα φωτόνια. Μια υπόθεση την οποία ο ίδιος ο Πλανκ χαρακτήρισε ως μια «πράξη απελπισίας» αντίθετη με όλες τις μέχρι τότε απόψεις και πεποιθήσεις του για τη φυσική. Γι’ αυτό και αφιέρωσε ένα μεγάλο μέρος από τη μετέπειτα ζωή του για να εξηγήσει το «καταραμένο κβάντο» με καθαρά κλασικούς όρους. Εν τούτοις το κβάντο θα παραμείνει στη φυσική ως μία από τις θεμελιωδέστερες ανακαλύψεις όλων των εποχών. Και ο Πλανκ θα τιμηθεί γι’ αυτό με το βραβείο Νομπέλ του 1918.
Αν και άνθρωπος συντηρητικών αρχών χωρίς ισχυρές πολιτικές πεποιθήσεις, δεν μπόρεσε να μείνει αδιάφορος στην «εισβολή» των ναζί στον ακαδημαϊκό χώρο και ιδιαίτερα στην προσπάθεια ναζιστών συναδέλφων του όπως του Σταρκ (του γνωστού από το ομώνυμο φαινόμενο) να επανιδρύσουν τη φυσική σε φυλετικές βάσεις! Να θεμελιώσουν τη Φυσική των Αρείων! Ο Σταρκ κατηγόρησε τον Πλανκ, τον Ζόμερφελντ και τον Χάιζενμπεργκ ως «λευκούς εβραίους» διότι δίδασκαν τυπικές εβραϊκές θεωρίες όπως τη… θεωρία της σχετικότητας! Υποκινήθηκε μάλιστα και σχετική έρευνα από το… αρμόδιο «ναζιστικό γραφείο για την επιστήμη» το οποίο μελέτησε σε…βάθος την καταγωγή του Πλανκ και απέδειξε ότι ήταν εβραίος κατά το 1/16!
Οι αλλεπάλληλες απώλειες αγαπητών προσώπων ήταν το κύριο χαρακτηριστικό της προσωπικής ζωής του Μαξ Πλανκ. Ο μεγαλύτερος γιος του σκοτώθηκε στον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο, ο δεύτερος πέθανε στα χέρια της Γκεστάπο ανακρινόμενος για συμμετοχή στο αποτυχόν πραξικόπημα κατά του Χίτλερ, ενώ έχασε επίσης πολύ νωρίς τη γυναίκα του και τις δύο κόρες του στη διάρκεια της εγκυμοσύνης τους.
Μετά τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο η γερμανική κυβέρνηση ίδρυσε προς τιμήν του το Ίδρυμα (ή Εταιρεία) Μαξ Πλανκ το οποίο καλύπτει ένα ευρύ φάσμα επιστημών και θεωρείται ένα από τα σημαντικότερα ερευνητικά ιδρύματα στον κόσμο με 17 βραβεία Νομπέλ στο ενεργητικό του.

Από το “δάσκαλό” μου, Στέφανο Τραχανά, απόσπασμα από το βιβλίο του “Μεγάλη Επιστήμη – ενδιαφέρουσες ζωές”