Σταυρόπουλος Άκης: Το πρώτο ρήγμα στη θεωρία της Σχετικότητας !

Το πρώτο ρήγμα στη θεωρία της Σχετικότητας !

12:44 π.μ. | Αναρτήθηκε από Σταυρόπουλος Άκης | Επεξεργασία ανάρτησης

Πριν από μία εβδομάδα μια ομάδα φυσικών που εργάζονται στο CERN της Γενεύης έκαναν μια εντυπωσιακή ανακοίνωση που αναστάτωσε τη διεθνή επιστημονική κοινότητα!

Ο επικεφαλής της ομάδας, καθηγητής Ντάριο Αουτιέρο (Dario Autiero), περιέγραψε λεπτομερώς πώς ο ίδιος και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν έκπληκτοι πριν από έξι μήνες ότι τα νετρίνα μπορούν να κινούνται λίγο ταχύτερα από το φως.
Μόλις ολοκληρώθηκε η πολυαναμενόμενη παρουσίαση των λεπτομερειών και των δεδομένων του πειράματος το λόγο πήρε πρώτος ο βραβευμένος με Νόμπελ Φυσικής Σάμιουελ Τινγκ (Samuel Ting), ο οποίος, αφού εκθείασε το μεθοδολογικά άμεμπτο πείραμα, δήλωσε ρητά ότι ο ίδιος δεν έχει τίποτα να αντιτείνει στα άκρως ανατρεπτικά συμπεράσματα, υπό τον όρο βέβαια ότι θα επιβεβαιωθούν και από άλλα ανάλογα πειράματα. Παρόμοιες ήταν και οι αντιδράσεις των επιφανών φυσικών που έλεγξαν με μεγάλη κριτική διάθεση τα νέα πειραματικά δεδομένα.
Γιατί όμως η ανακάλυψη υποατομικών σωματιδίων, τα οποία, ενώ διαθέτουν κάποια ελάχιστη μάζα, μπορούν τα ταξιδεύουν ταχύτερα από το φως, θεωρείται τόσο απροσδόκητη και αποτελεί σοβαρή απειλή για τη θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν;
Από όταν διατυπώθηκε η θεωρία της Σχετικότητας μέχρι σήμερα, η μη υπέρβαση της ταχύτητας του φωτός αποτελούσε το βασικό και απαράβατο αξίωμα της σύγχρονης φυσικής. Στο σχετικιστικό Σύμπαν, όπου κανένα απόλυτο σύστημα αναφοράς δεν υπάρχει, η μόνη απόλυτη και ανυπέρβλητη συμπαντική σταθερά ήταν η ταχύτητα του φωτός. Σύμφωνα με την ειδική Σχετικότητα, αν ένα υλικό σώμα μπορούσε να ταξιδεύει με ταχύτητα ίση ή μεγαλύτερη του φωτός, τότε αφ' ενός θα αποκτούσε άπειρη μάζα και αφ' ετέρου θα παραβιάζονταν η χρονική αλληλουχία και ο ντετερμινισμός των φυσικών νόμων. Και μέχρι πριν από μία εβδομάδα τίποτα δεν φαινόταν να διαψεύδει αυτό το θεμελιώδες αξίωμα.
Αρχίζουμε λοιπόν να κατανοούμε γιατί θεωρήθηκαν τόσο ανατρεπτικά τα αποτελέσματα του πειράματος CNGS (Cern Neutrino to Gran Sasso), η αποστολή δηλαδή χιλιάδων δεσμίδων νετρίνων από τον επιταχυντή του CERN στη Γενεύη προς τον ισχυρό ανιχνευτή OPERA στο Gran Sasso της Ιταλίας.

Μήπως έκανε λάθος ο Αϊνστάιν;

Γράφει ο ΣΠΥΡΟΣ ΜΑΝΟΥΣΕΛΗΣ

Αν η ακρίβεια των μετρήσεων του OPERA επιβεβαιωθεί και από άλλα πειράματα (που ήδη έχουν προγραμματιστεί στις ΗΠΑ και την Ιαπωνία), ποιες συνέπειες θα έχει αυτό για τη θεωρία της Σχετικότητας και το κυρίαρχο μοντέλο εξήγησης της σύγχρονης Φυσικής;

Θέσαμε αυτό το ερώτημα στον καθηγητή Χρήστο Τουραμάνη, διαπρεπή Ελληνα φυσικό που από χρόνια πρωταγωνιστεί στην έρευνα των νετρίνων. Το πιο πρόσφατο πείραμά του είναι το περίφημο Τ2Κ στην Ιαπωνία.
Να τι μας δήλωσε για τις πρόσφατες εξελίξεις στην έρευνα των νετρίνων: «Το αποτέλεσμα του OPERA ήταν τελείως απρόσμενο και εντυπωσιακό. Για να γίνει όμως αποδεκτή μια τόσο σημαντική παρατήρηση πρέπει να επιβεβαιωθεί από πολλές ανεξάρτητες μετρήσεις. Το πείραμά μου στην Ιαπωνία, το Τ2Κ, και το πείραμα MINOS στις ΗΠΑ θα πραγματοποιήσουν σύντομα μετρήσεις της ταχύτητας των νετρίνων, αλλά για να επιτύχουμε την απαιτούμενη ακρίβεια θα πάρει κάποιο χρόνο. Παράλληλα η ηγεσία του CERN συζητά τρόπους για να ελεγχθεί το παρόν αποτέλεσμα από ανεξάρτητους ειδικούς σε συνεργασία με το πρόγραμμα OPERA.
Εάν οι μετρήσεις που ανακοινώθηκαν είναι σωστές, πρόκειται για πραγματική επανάσταση στον τρόπο που κατανοούσαμε μέχρι σήμερα τον κόσμο μας: θα πρέπει να εγκαταλείψουμε οριστικά την αντίληψη ότι ζούμε σε έναν τετραδιάστατο χωρόχρονο όπου η θεωρία της Σχετικότητας έχει απόλυτη ισχύ για κάθε σώμα και κάθε φαινόμενο. Η Σχετικότητα θα γίνει απλώς μια καλή προσέγγιση στο πλαίσιο μιας μεγαλύτερης θεωρίας με ευρύτερη ισχύ, κατά τον ίδιο τρόπο που η κλασική μηχανική είναι μια καλή προσέγγιση της Σχετικότητας στην καθημερινή μας ζωή (με την εξαίρεση του GPS).
Επίσης θα αλλάξει ριζικά η κατανόηση του κόσμου σε επίπεδο στοιχειωδών σωματιδίων, καθώς το παρόν αποτέλεσμα «δείχνει» την ύπαρξη έξτρα διαστάσεων (πέρα από τις 4 του «κανονικού» μας χωροχρόνου) ή νέων πεδίων (αλληλεπιδράσεων). Η Νέα Φυσική που αναζητούμε στο Μεγάλο Αδρονικό Επιταχυντή (LHC) ίσως τελικά να μη βρίσκεται εκεί αλλά στα νετρίνα! Δεκαετίες πειραμάτων θα απαιτηθούν για να εξερευνήσουμε τη νέα πτυχή του κόσμου που ανοίγεται μπροστά μας, για να επιβεβαιώσουμε τις λεπτομέρειές της και για να μετρήσουμε τις παραμέτρους της. Η κατάσταση που διαμορφώνεται σήμερα στη φυσική θυμίζει τον πρώτο Ευρωπαίο που πέρασε τις Ηράκλειες στήλες και ανοίχτηκε στον Ατλαντικό...».

Η πολυδάπανη επιστημονική έρευνα σε περιόδους οικονομικής ύφεσης

Γράφει ο ΣΠΥΡΟΣ ΜΑΝΟΥΣΕΛΗΣ

Πώς δικαιολογείται και νομιμοποιείται η χρηματοδότηση τέτοιων πολυδάπανων πειραμάτων σε περιόδους μεγάλης οικονομικής κρίσης; Θέσαμε αυτό το επίκαιρο ερώτημα σε δύο διεθνούς φήμης φυσικούς που εμπλέκονται ενεργά στο ερευνητικό πρόγραμμα OPERA: τον Ελληνα Σταύρο Κατσανέβα, αστροσωματιδιακό φυσικό και υπεύθυνο έρευνας για την αστροσωματιδιακή Φυσική και την Κοσμολογία στο Εθνικό Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων της Γαλλίας· και την Ιταλίδα Λουτσία Βοτάνο (L. Votano), πυρηνικό φυσικό, γενική διευθύντρια του Εθνικού Ινστιτούτου Gran Sasso της Ιταλίας, όπου βρίσκεται ο πανίσχυρος ανιχνευτής OPERA.

Ιδού τι μας απάντησαν.
Σταύρος Κατσανέβας: «Υπάρχουν τουλάχιστον δύο διαφορετικές αλλά συμπληρωματικές απαντήσεις στο επίκαιρο ερώτημά σας. Μια πρώτη απάντηση είναι ότι αυτές οι πολυδάπανες (αλλά και πολυάνθρωπες) διεθνείς συνεργασίες παράγουν, όχι μόνο γνώση, αλλά και πρωτοπόρα τεχνολογία.
»Στην περίπτωση του ερευνητικού προγράμματος OPERA δημιουργήθηκαν ανιχνευτές σωματιδίων που ήδη χρησιμοποιούνται για γεωφυσικές εφαρμογές, ταχύτατες μηχανές ψηφιοποίησης φωτογραφιών μεγάλης ακριβείας, αλλά και ένα πρωτοποριακό υπολογιστικό σύστημα λήψης και επεξεργασίας δεδομένων. Μάλιστα, ο σχεδιασμός και η μερική κατασκευή αυτού του τεράστιου υπολογιστικού δικτύου ήταν η προσωπική συμβολή μου στο OPERA, πριν αναλάβω τις τωρινές μου ευθύνες.
»Η δεύτερη απάντηση είναι ότι οι χρονικότητες της επιστήμης είναι ανεξάρτητες από τις χρονικότητες της οικονομικής δραστηριότητας. Αν ανατρέξει κανείς στις ημερομηνίες θα διαπιστώσει ότι οι μεγάλες θωρητικές και πειραματικές καινοτομίες στη φυσική του εικοστού αιώνα, όπως η Κβαντομηχανική, η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, η διαστολή του Σύμπαντος, η ανίχνευση του νετρονίου, η πρόβλεψη του νετρίνου κ.λπ., πραγματοποιήθηκαν γύρω στο 1920-1930, δηλαδή την εποχή της προηγούμενης μεγάλης οικονομικής κρίσης.
»Αντίθετα λοιπόν με το βραχυπρόθεσμο χρόνο δράσης των χρηματιστών, των μάνατζερ και των πολιτικών, ο χρόνος δράσης της επιστήμης είναι μακροπρόθεσμος και ίσως γι' αυτό στους μη ενημερωμένους πολίτες να φαίνεται απελπιστικά αργός».
Λουτσία Βοτάνο: «Είναι γενικώς παραδεκτό ότι η επιστημονική έρευνα αποτελεί πλέον μία από τις κινητήριες δυνάμεις της κοινωνικής, πολιτισμικής και οικονομικής ανάπτυξης ενός έθνους. Ενας από τους πρωταρχικούς στόχους της Ε.Ε. είναι να επενδύει ολοένα και περισσότερο στη γνώση, δηλαδή στην εκπαίδευση και την έρευνα. Δυστυχώς, απέχουμε ακόμη πολύ από την επίτευξη αυτών των στόχων. Σε περιόδους οικονομικής κρίσης μάλιστα, αντί να περικόπτουμε τη χρηματοδότηση της βασικής έρευνας, είναι ακόμη πιο επιτακτική η ανάγκη να επενδύουμε σε αυτήν.
»Στις παλαιότερες αγροτικές κοινωνίες οι παππούδες μας γνώριζαν καλά ότι σε δύσκολες περιόδους οικονομικής ύφεσης έπρεπε να περιορίζουν όλες τις δαπάνες τους, εκτός από εκείνες που αφορούσαν την αγορά των σπόρων που θα τους εξασφάλιζαν τη γεωργική σοδειά του επόμενου έτους και άρα ήταν το μοναδικό όπλο για να αντιμετωπίσουν την κρίση. Για την ανάπτυξη των σύγχρονων κοινωνιών η εκπαίδευση και η επιστημονική έρευνα αποτελούν τους "σπόρους" τους, συνεπώς όλα τα άλλα μπορούν να περικοπούν εκτός από αυτά.
»Επιπλέον, οφείλουμε να χρηματοδοτούμε, όχι μόνο την εφαρμοσμένη έρευνα, αλλά και τη βασική, και μάλιστα κυρίως αυτήν. Γιατί μόνο μέσω της βασικής έρευνας επιτυγχάνεται ουσιαστική πρόοδος της ανθρώπινης γνώσης. Εξάλλου, η εφαρμοσμένη έρευνα μοιραίως χάνει όλη της τη δυναμική και παύει να αναπτύσσεται όταν δεν τροφοδοτείται από τη βασική έρευνα».

enet.gr