Τρίτη, 26 Ιουλίου 2011

SUPERLUMINOCITY ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΕΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ! Νο 1.

Το ξέρατε ότι παρατηρούμε γαλαξίες που απομακρύνονται από εμάς με ταχύτητες μεγαλύτερες από την ταχύτητα του φωτός? (διάβασα και αν κατάλαβα):

FOTO CREDITS: ASTROFARMA


Με απλά λόγια: το φως είναι το γρηγορότερο πράγμα στο σύμπαν. Έστω ότι κάποια στιγμή (τώρα) βρισκόμαστε σε ένα σημείο του σύμπαντος Α. Το μέλλον μας βαδίζει πάνω στη γραμμή ΑΜ (το παρελθόν μας βάδισε τη γραμμή ΠΑ). Το φως που παράγουμε (και οποιοδήποτε ηλεκτρομαγνητικό μήνυμα) μπορεί να απομακρυνθεί από το δικό μας σημείο με την πάροδο του χρόνου και αφού έχει πεπερασμένη (όχι άπειρη) ταχύτητα μόνο κατά ένα συγκεκριμένο διάστημα. Αυτός ο χώρος όπου μπορεί να κινηθεί το φως μας αποτελεί ένα κώνο με κορυφή το «τώρα» (Α). Αυτός είναι ο μελλοντικός κώνος φωτός μας (κόκκινος) (ο συμμετρικός του προς το παρελθόν είναι ο παρελθοντικός κώνος φωτός (μπλε).

Θεωρητικά, οτιδήποτε βρισκόταν έξω από τον παρελθοντικό κώνο φωτός μας δεν μας έχει επηρεάσει (δεν έχει φτάσει ως εμάς!). Κάτι μπορεί να μας επηρεάσει στο μέλλον αν ο δικός του κώνος φωτός (πράσινο) τμήσει το μελλοντικό μας κώνο φωτός. Η επιφάνεια του κώνου φωτός λέγεται «ορίζοντας γεγονότων» γιατί είναι αδύνατο να παρατηρήσουμε οποιοδήποτε γεγονός που συμβαίνει έξω από αυτό τον ορίζοντα.


Ας δούμε και 2 νέες έννοιες: η σφαίρα του Χαμπλ και ο ορίζοντας σωματιδίων.
Η σταθερά του Χαμπλ μετράει το ρυθμό απομάκρυνσης των γαλαξιών, οπότε το αντίστροφό της είναι ο χρόνος Χαμπλ (πόσο χρόνο πήρε αυτή η «απομάκρυνση»).
Υπάρχει μια απόσταση που το φως μπορεί να ταξιδέψει στο χρόνο Χαμπλ και αυτή η απόσταση ορίζει τη σφαίρα Χαμπλ. Η σφαίρα Χαμπλ δηλαδή είναι μια σφαίρα γύρω από κάθε παρατηρητή κάθε στιγμή με ακτίνα την απόσταση που μπορεί να διανύσει το φως στο χρόνο Χαμπλ! Αυτή η σφαίρα προφανώς μεγαλώνει με το χρόνο, άλλες φορές μπορεί να μεγαλώσει πολύ απότομα (όπως στην πληθωριστική φάση διαστολής) και άλλοτε μπορεί να συρρικνωθεί. Η αύξηση της σφαίρας του Χαμπλ μας επιτρέπει να παρατηρούμε αντικείμενα που απομακρύνονται από εμάς με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός!

Έστω ένας γαλαξίας πολύ μακριά από εμάς που απομακρύνεται (όχι από δικιά του κίνηση, αλλά λόγω της διαστολής του σύμπαντος) με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός. Το φως του αρχικά δεν μπορεί να μας προσεγγίσει. Καθώς όμως αυξάνεται η δική μας σφαίρα Χαμπλ, αν τα φωτόνια του γαλαξία εισέλθουν στη σφαίρα Χαμπλ, μπορούν τελικά να μας προσεγγίσουν.

Ακόμη και έτσι όμως δεν μπορούμε να δούμε όλο το σύμπαν ούτε όλο το παρελθόν του σύμπαντος. Γιατί υπάρχει ο «κοσμολογικός ορίζοντας». Αυτός σημαδεύει το μέγεθος του για εμάς παρατηρήσιμου σύμπαντος. Είναι η μέγιστη απόσταση από την οποία μπορούμε να συλλέξουμε πληροφορία σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή. Ο κοσμολογικός ορίζοντας μπορεί να είναι μεγαλύτερος από τον ορίζοντα γεγονότων επειδή παρότι δε μπορούμε να δούμε γεγονότα που συμβαίνουν πέρα από τον δικό μας ορίζοντα γεγονότων, μπορούμε όμως να δούμε αντικείμενα που βρίσκονται πέρα από αυτό τον ορίζοντα αφού το φως τους (που εκπέμφθηκε πολύ νωρίτερα) μπορεί να φτάσει σε μας αν «παγιδευτεί» στη δική μας σφαίρα Χαμπλ. ). Ουσιαστικά ο δικός μας ορίζοντας σωματιδίων είναι η μικροκυματική κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου που έχει ερυθρή μετατόπιση z~1000 επειδή δεν μπορούμε να  δούμε τίποτα πίσω από την επιφάνεια εκείνης της σκέδασης.

Δεν υπάρχουν σχόλια: