Είναι επικίνδυνος ο φούρνος μικροκυμάτων;

Είναι επικίνδυνος ο φούρνος μικροκυμάτων;

Έχει διαπιστωθεί ότι ο φόβος του πληθυσμού για τις ραδιοσυχνότητες των κινητών τηλεφώνων και κεραιών έχει γενικευθεί και στραφεί κατά οποιασδήποτε συσκευής η οποία είναι πιθανόν να εκληφθεί ως “πηγή ακτινοβολίας”. Ο φόβος αυτός περιλαμβάνει και τους φούρνους μικροκυμάτων (ΦΜΚ). Ήδη εδώ και πολλά χρόνια, πολλοί άνθρωποι ταυτίζουν την ακτινοβολία διαρροής από τον ΦΜΚ με την ραδιενέργεια, την πρόκληση σοβαρών βλαβών στην υγεία ακόμη και τον καρκίνο. Πολλοί είναι επίσης εκείνοι οι οποίοι πιστεύουν ότι, είτε ο ΦΜΚ, είτε το τρόφιμο, είτε και τα δύο, μετατρέπονται σε ραδιενεργά ή έστω η ακτινοβολία παραμένει “ζωντανή” στο εσωτερικό του τροφίμου….

Ο φόβος αυτός επεκτείνεται πέραν των οικιακών καταναλωτών και στους επαγγελματίες μαζικής εστίασης, καθώς χρησιμοποιούν τους φούρνους μικροκυμάτων ΦΜΚ σε πολύωρη καθημερινή βάση. Οι τελευταίοι ήταν εκείνοι οι οποίοι έθεσαν επιτακτικά το ζήτημα της κατασκευής ασφαλών συσκευών και τον συχνό τακτικό έλεγχό τους.

Ποια είναι η βασική σύνθεση και λειτουργία του ΦΜΚ;

Ο ΦΜΚ διαθέτει κατ’αρχήν, μία ισχυρή πηγή παραγωγής υψηλού δυναμικού η οποία παράγει και διοχετεύει ηλεκτρική ενέργεια σε μία λυχνία magnetron. Η magnetron είναι ένας υψηλής τεχνολογίας “μεταλλάκτης”, ο οποίος με την σειρά του μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε ηλεκτρομαγνητική (Η/Μ) χαμηλής ενέργειας ακτινοβολία (τα λεγόμενα μικροκύματα). Τα τελευταία, μέσω μίας ειδικής μικρής κεραίας (κυματοδηγός) οδηγούνται στο εσωτερικό του ΦΜΚ. Εκεί, ανακλώνται σε μία περιστρεφόμενη έλικα, διασκορπίζονται και ανακλώνται επί των τοιχωμάτων του ΦΜΚ και το τρόφιμο θερμαίνεται περιμετρικά. Ο θάλαμος είναι επενδυμένος με μεταλλικά τοιχώματα και μεταλλικό πλέγμα (στο υάλινο παράθυρο παρατήρησης) τα οποία εμποδίζουν την διαρροή της ακτινοβολίας (ο λεγόμενος “κλωβός Faraday”) έξω από τον ΦΜΚ.

Τι ακτινοβολία χρησιμοποιεί ο ΦΜΚ; Έχουν βάση οι φόβοι των χρηστών;

Οι μικροκυματικές συχνότητες οι οποίες χρησιμοποιούνται στους ΦΜΚ επιλέγονται με βάση τρεις περιορισμούς: α) επιστημονικούς (ικανοποιητική και ακίνδυνη θέρμανση για τον χρήστη), β) νομικούς (συχνότητες οι οποίες δεν διατίθενται για επικοινωνία και γ) οικονομικούς (χαμηλό κόστος κατασκευής συσκευής για την συγκεκριμένη συχνότητα). Για οικιακή χρήση, η συχνότητα των 2,45 GHz είναι αυτή η οποία ικανοποιεί απόλυτα και τις τρεις συνθήκες.      

Είναι σημαντικό να γίνουν κατανοητά τα εξής μεγέθη: Η ορατή ακτινοβολία, π.χ. το φως του ήλιου, είναι κατά προσέγγιση:

1.      10 – 60 φορές ισχυρότερη της (υπέρυθρης) θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπει το σώμα μας,

2.      80.000 – 140.000 φορές ισχυρότερη της ακτινοβολίας των κεραιών κινητής τηλεφωνίας,

3.      180.000 – 310.000 φορές ισχυρότερη της ακτινοβολίας του ΦΜΚ και

4.      250.000 με 750.000 φορές ισχυρότερη της ακτινοβολίας του κινητού τηλεφώνου.

Τα στοιχεία αυτά απαντούν κατ’αρχήν στο ερώτημα “εάν η ακτινοβολία του ΦΜΚ είναι επικίνδυνη;”. Όχι μόνο είναι εξαιρετικά χαμηλή η ενέργεια αυτής της ακτινοβολίας, αλλά επιπλέον είναι παγιδευμένη μέσα στον ΦΜΚ. Είναι θεωρητικά και πρακτικά εντελώς αδύνατον, να προκαλέσει την οποιαδήποτε βιολογική βλάβη, πόσο μάλλον καρκίνο ακόμη και εάν έχει τεράστια διαρροή ο ΦΜΚ και εκτίθεται σε αυτήν ο χρήστης. Γιατί; Εάν το φως του ήλιου με ενέργεια εκατοντάδες χιλιάδες (!) φορές υψηλότερη του ΦΜΚ προκαλούσε καρκίνο, απλά σήμερα δεν θα συζητούσαμε…

Σε προηγούμενα σημειώματα έχει αναλυθεί επίσης ότι “η ραδιενέργεια είναι ιδιότητα μόνο ορισμένων χημικών στοιχείων, δεν εκπέμπεται και στην καθημερινή ζωή τα αντικείμενα τα οποία εκτίθενται σε οποιαδήποτε ακτινοβολία δεν μετατρέπονται σε ραδιενεργά, συμπεριλαμβανομένου και του ΦΜΚ”. Επίσης η ακτινοβολία δεν παραμένει στο τρόφιμο. Είναι σαν να αναρωτιέστε, αν μετά την ηλιοθεραπεία σας, παραμένει η ακτινοβολία του ήλιου μέσα στο σώμα σας και λάμπετε εσείς σαν πυγολαμπίδα…

Προκύπτει όμως ένα νέο ερώτημα από την προηγούμενη απάντηση: Τόσο χαμηλή ενέργεια, πως δημιουργεί αυτήν την υψηλή θερμότητα που ψήνει ή ζεσταίνει το φαγητό σε λίγα λεπτά; Η απάντηση ευρίσκεται στην πολύ μεγάλη πυκνότητα ισχύος του ΦΜΚ. Τα ραδιοκύματα που εκπέμπει το κινητό τηλέφωνο έχουν ενέργεια 4 – 7 μeV (το μeVείναι μονάδα μέτρησης της ενέργειας της Η/Μ ακτινοβολίας). Τα μικροκύματα που εκπέμπει ο ΦΜΚ έχουν σχεδόν την ίδια ενέργεια, 10 μeV. Η τελική ισχύς του ΦΜΚ η οποία φτάνει τελικά στον θάλαμο και στο τρόφιμο είναι της τάξης των 700 Watts. Η μέση ισχύς του κινητού τηλεφώνου, κατά την λειτουργία του, είναι της τάξης των 100 – 250 mWatts (ένα δέκατο έως ένα τέταρτο του Watt), ανάλογα με την τεχνολογία τους.

Είναι φανερό ότι από πλευράς ισχύος, ένας ΦΜΚ αντιστοιχεί σε μερικές χιλιάδες κινητά τηλέφωνα. Εάν βάλετε αυτά τα χιλιάδες κινητά σε ένα χώρο να εκπέμπουν όλα ταυτόχρονα, αποδίδοντας θερμική ενέργεια και είσαστε παρών, το πιο πιθανό είναι να μην αισθανθείτε καν κάποια αλλαγή θερμότητας στο περιβάλλον. Αυτό διότι μερικές χιλιάδες κινητά τηλέφωνα, αναγκαστικά καταλαμβάνουν μεγάλο χώρο και επίσης εκπέμπουν σε διαφορετικές κατευθύνσεις, σκορπίζοντας την θερμική ενέργεια. Φανταστείτε όμως, μία υψηλή τεχνολογία, η οποία συγκεντρώνει μερικές χιλιάδες κινητά σε έναν χώρο όσο είναι ένα μικροσκοπικό κουτί (στην magnetron) να εκπέμπουν την (έστω πολύ χαμηλή) ακτινοβολία τους και την συνεπαγόμενη (εξ ίσου ελάχιστη) θερμότητά τους υποχρεωτικά, σε ένα λίγο μεγαλύτερο κουτί (τον ΦΜΚ).

Το άθροισμα των χιλιάδων μικροποσοτήτων θερμότητος των κινητών τηλεφώνων οδηγεί στην πολύ υψηλή ποσότητα θερμότητος που παρέχει ο ΦΜΚ!

Πως εμποδίζεται η ακτινοβολία να εξέρχεται από τον ΦΜΚ;

Με την βοήθεια του “κλωβού Faraday” (ονομάστηκε έτσι προς τιμήν του Άγγλου φυσικού Michael Faraday ο οποίος τον εφηύρε, το έτος 1836).Ο κλωβός Faraday είναι ένα κέλυφος (ένα περίβλημα) αποτελούμενο από αγώγιμα μεταλλικά τοιχώματα ή από αγώγιμο μεταλλικό πλέγμα. Για παράδειγμα ένα κλουβί από συρματόπλεγμα μπορεί να θεωρηθεί ως κλωβός Faraday. Ο κλωβός εμποδίζει την Η/Μ ακτινοβολία είτε να εξέλθει (εάν η πηγή ακτινοβολίας είναι εντός), είτε να εισέλθει (πηγή εκτός). Ο λόγος; Με το που φθάνουν τα Η/Μ κύματα στο ηλεκτρικά αγώγιμο μέταλλο του κλωβού, διοχετεύεται η ηλεκτρική ενέργεια τους στο μέταλλο, παγιδεύονται και δεν προχωρούν παραπέρα.

Δύο συνθήκες πρέπει να ικανοποιούνται ταυτόχρονα ώστε ένας κλωβός Faraday να μπορεί να θωρακίσει χώρο έναντι Η/Μ ακτινοβολίας:

1.      Οι οπές του κλωβού να είναι αρκετά μικρότερες σε διάμετρο από ότι το μήκος κύματος της ακτινοβολίας την οποία θέλουν να εμποδίσουν (π.χ. το ένα δέκατο).

2.      Ο αγωγός (το μέταλλο του κλωβού) να είναι αρκετά παχύς ώστε να απορροφά όλη την προσπίπτουσα ακτινοβολία.

Ο κλωβός Faraday δεν έχει την δυνατότητα να θωρακίσει τον χώρο έναντι στατικών ή αργά μεταβαλλόμενων μαγνητικών πεδίων, όπως π.χ. το μαγνητικό πεδίο της Γης (η πυξίδα λειτουργεί στο εσωτερικό του κλωβού). Ο κλωβός έχει πολλές άλλες χρήσεις, όπως π.χ. το να προστατεύει ηλεκτρονικό εξοπλισμό από ηλεκτροστατικές εκφορτώσεις και κεραυνούς. Επίσης οι Μαγνητικοί Τομογράφοι θωρακίζονται με κλωβό Faraday για να μην επηρεάζονται οι ιατρικές εξετάσεις από εξωτερικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία.

Ιδιαιτερότητες του κλωβού του ΦΜΚ

Ο κλωβός του ΦΜΚ δεν έχει τον ρόλο ενός τέλειου κλωβούFaraday. Προστατεύει το ανθρώπινο σώμαμόνο από την μικροκυματική ακτινοβολία. Πράγματι, καθώς η διάμετρος των οπών του πλέγματος του ΦΜΚ είναι πολύ μικρότερη του μήκους κύματος των μικροκυμάτων, η μικροκυματική ακτινοβολία φράζεται. Αντίθετα, ο άνθρωπος έχει την δυνατότητα να δει μέσω των οπών το εσωτερικό του θαλάμου, καθώς τα μήκη κύματος του ορατού φωτός είναι 1500 έως και 2500 φορές μικρότερα από την διάμετρο των οπών και διέρχονται με ευκολία.

Είναι ευρέως διαδεδομένη η άποψη ότι “Γνωρίζουμε ότι το κινητό τηλέφωνο λειτουργεί σε ίδιες περίπου συχνότητες με αυτήν του ΦΜΚ. Συνεπώς, εάν ένα κινητό τοποθετηθεί στο εσωτερικό του θαλάμου (με κλειστή την θύρα και φυσικά σε θέση OFF) και κληθεί από άλλο κινητό τηλέφωνο, δεν θα ενεργοποιηθεί, λόγω του κλωβού Faraday. Εάν όμως ενεργοποιηθεί (κουδουνίζει), αυτό σημαίνει ότι ο κλωβός του ΦΜΚ είναι ελαττωματικός και αναποτελεσματικός”.

Η άποψη αυτή είναι σχετικά λανθασμένη. Δεν αποτελεί εμπεριστατωμένο και έγκυρο τεστ καθώς: α) H θωράκιση έχει σχεδιαστεί με βασικό σκοπό την μείωση της μικροκυματικής ακτινοβολίας διαρροής σε επίπεδα ισχύος μη- επικίνδυνα (χαμηλότερα των 5 mW/cm2) και όχι μηδενικά. Το σήμα του κινητού τηλεφώνου έχει χαμηλότερη ισχύ από τα 5 mW/cm2 και συνήθως διέρχεται. β) Η ισχύς του σήματος της κινητής τηλεφωνίας δεν έχει ούτε ελεγχόμενη, ούτε σταθερή τιμή, με αποτέλεσμα να επηρεάζεται η αξιοπιστία του τεστ. γ) Το κινητό τηλέφωνο είναι σχεδιασμένο με τρόπο ώστε να λειτουργεί ως ραδιοφωνικός δέκτης. Συνεπώς, είναι πολύ περισσότερο ευαίσθητο στην ακτινοβολία, σε σχέση με το ανθρώπινο σώμα. δ) Οποιοσδήποτε θάλαμος ΦΜΚ ο οποίος θα ήταν σε θέση να εμποδίσει με βεβαιότητα ένα κινητό τηλέφωνο να λειτουργήσει (άρα μειώνει υπέρ το δέον την ακτινοβολία), θα απαιτούσε πολύ μεγάλο πάχος μετάλλου του κλωβού Faraday, πάχος το οποίο συνήθως δεν υφίσταται στους οικιακούς φούρνους.

Στο δεύτερο και τελευταίο σημείωμα θα αναλυθεί ο τρόπος με τον οποίο θερμαίνει ο ΦΜΚ τις τροφές καθώς και οι δυσκολίες οι οποίες  παρουσιάζονται σε ορισμένες από αυτές ώστε να θερμανθούν ικανοποιητικά. Επίσης τα μέτρα ασφαλείας τα οποία πρέπει να λαμβάνει ο χρήστης και τους ελέγχους τους οποίους πρέπει να πραγματοποιεί.

Για να θερμανθεί ένα τρόφιμο (υγρό ή στερεό) θα πρέπει να θερμανθούν τα συστατικά του ή έστω κάποια από αυτά και να μεταδώσουν την θερμότητα στα υπόλοιπα.

Πως ακριβώς θερμαίνει το τρόφιμο ο ΦΜΚ;

Όλα τα μόρια αποτελούνται από άτομα και όλα τα άτομα έχουν θετικό (πρωτόνια) και αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο (ηλεκτρόνια). Σε πολλά είδη μορίων, η κατανομή στον χώρο αυτών των φορτίων είναι ασύμμετρη: η μία πλευρά του μορίου είναι ελαφρώς θετική και η άλλη ελαφρώς αρνητική. Αυτή η ασυμμετρία προσδίδει μία ιδιότητα στα μόρια, τα κάνει να συμπεριφέρονται ως “ηλεκτρικά δίπολα”.Τι σημαίνει αυτό; Όταν εκτεθούν σε ακτινοβολία μικροκυμάτων (MWακτινοβολία) δονούνται, ταλαντώνονται και περιστρέφονται. Με άλλα λόγια θερμαίνονται. Αντίθετα, όσο περισσότερο συμμετρική είναι η κατανομή των φορτίων τους ή όσο πιο γερά συνδεδεμένα είναι μεταξύ τους, τόσο πιο ανίσχυρη είναι η ακτινοβολία να τα περιστρέψει. Αυτές τις ιδιότητες εκμεταλλευόμαστε στον ΦΜΚ. Τα μόρια τα οποία είναι τα καταλληλότερα για περιστροφή όταν εκτεθούν σε μικροκύματα είναι τα μόρια του νερού: είναι χαλαρά συνδεδεμένα μεταξύ τους και περιστρέφονται πολύ εύκολα. Η περιστροφή σημαίνει παροχή ενέργειας από την ακτινοβολία στα μόρια του νερού και από το νερό σε ολόκληρο το τρόφιμο.

Το τελικό και μοναδικό αποτέλεσμα της μικροκυματικής έκθεσης του τροφίμου στο εσωτερικό του ΦΜΚ είναι η θέρμανσή του καθώς όλες οι τροφές περιέχουν μόρια νερού, σε διάφορες συγκεντρώσεις, ανεξάρτητα από το πόσο ξηρές φαίνονται σε πρώτη ματιά. Όσο πιο υδαρές ένα τρόφιμο, τόσο απορροφά πιο εύκολα θερμότητα από τον ΦΜΚ!

Το τρόφιμο προφανώς δεν μετατρέπεται σε ραδιενεργό, δεν προκαλεί καρκίνο, δεν παραμένει η ακτινοβολία μέσα του! Όσο διαρκεί η έκθεσή του στα μικροκύματα, τόσο “χορεύει”, “ιδρώνει” και θερμαίνεται. Μόλις σταματήσει η έκθεση, σταματούν τα πάντα και μένει η ζέστη…

Σημειώνεται ότι όλες οι τροφές διαφοροποιούνται όταν θερμανθούν σημαντικά, είτε με συμβατικό τρόπο, είτε σε ΦΜΚ (μειώνεται σε μικρό βαθμό η διατροφική τους αξία). Η διαφοροποίηση αυτή διαφέρει ελαφρά μεταξύ των διαφόρων μεθόδων θέρμανσης, χωρίς όμως να υπάρχει η παραμικρή ένδειξη βλαπτικών επιδράσεων στην υγεία.

Βάθος διείσδυσης ακτινοβολίας

Μία ευρέως διαδεδομένη αλλά λανθασμένη αντίληψη είναι ότι ο ΦΜΚ θερμαίνει τα τρόφιμα από μέσα (από το κέντρο) προς τα έξω (συχνά, όταν δοκιμάζουμε με το χέρι μας εάν ζεστάθηκε το φαγητό, διαπιστώνουμε ότι είναι κρύο από έξω και ζεστό από μέσα). Η “εξαπάτηση” συμβαίνει όταν ένα υγρό στρώμα ευρίσκεται κάτω από ένα περισσότερο ξηρό στρώμα του τροφίμου. Η απορρόφηση ενέργειας στο εσωτερικό υπερβαίνει αυτής του εξωτερικού. Το ίδιο φαινόμενο παρατηρείται και για άλλους λόγους οι οποίοι σχετίζονται με τις θερμικές ιδιότητες των στρωμάτων του τροφίμου. Παρ’όλα αυτά, όπου το τρόφιμο είναι ομοιογενές στο εσωτερικό του και με ομαλή σχετικά εξωτερική δομή, η MW ακτινοβολία απορροφάται εξ’ίσου στα εξωτερικά και στα εσωτερικά στρώματα.Ανάλογα με την περιεκτικότητα σε νερό, η MWακτινοβολία διεισδύει σε βάθος λίγων εκατοστών στο τρόφιμο, σε αντίθεση με το ψήσιμο (υπέρυθρος ακτινοβολία) ή την συμβατική θέρμανση, μέθοδοι οι οποίες εναποθέτουν θερμότητα στην επιφάνεια του τροφίμου.

Πρακτικές Εφαρμογές, Παραδείγματα

Άδειος θάλαμος. Η ενέργεια ανακλάται μεταξύ λυχνίας και θαλάμου και υπερφορτώνεται η λυχνία.

Κατεψυγμένα τρόφιμα. Τα μόρια τους έχουν πολύ μικρότερη δυνατότητα περιστροφής από ότι τα ίδια μόρια σε υγρή μορφή, γι’αυτό και συχνά θερμαίνονται ανισότροπα και αναποτελεσματικά.

Τρόφιμα ξηρά ή ελάχιστα ενυδατωμένα. Απαιτούν περισσότερο χρόνο θέρμανσης καθώς δεν υπάρχουν μόρια – φορείς εύκολα περιστρεφόμενα, ώστε να μεταβιβαστεί ενέργεια από την ακτινοβολία MW στο τρόφιμο.

Σάκχαρα και λίπη. Σε έλαια ή σε τροφές πολύ πλούσιες σε λιπαρά (π.χ. μπέικον), διάφορα σύνθετα φυσικά φαινόμενα προκαλούν άνοδο της θερμοκρασίας πολύ υψηλότερη του σημείου βρασμού του νερού. Αντίθετα, η θερμοκρασία σε τροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό και χαμηλή σε έλαια, σπανίως υπερβαίνει το σημείο βρασμού του νερού.

Αλουμινόχαρτο. Συχνά τα fast food κάνουν διανομή κατ’οίκον φαγητών σε αλουμινένιες συσκευασίες. Επίσης και οι χρήστες τυλίγουν συχνά  με αλουμινόχαρτο το τρόφιμο για θέρμανση. Καθώς τοαλουμινόχαρτο είναι αρκετά παχύ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ΦΜΚ για να προστατευθούν από υπερθέρμανση ορισμένα τμήματα του τροφίμου. Συνίσταται να καλύπτει όχι περισσότερο από το 25 % της επιφανείας του τροφίμου και να είναι προσεκτικά απλωμένο, χωρίς πτυχές, ώστε να αποκλειστεί ο κίνδυνος δημιουργίας σπινθήρων.Και στις δύο περιπτώσεις θα πρέπει είτε να ερωτάται ο πωλητής εάν η συσκευασία αυτή είναι κατάλληλη για ΦΜΚ, είτε να διερευνάται εάν είναι χαραγμένο ή καταγεγραμμένο στην συσκευασία. Κατ’ελάχιστον, δεν θα πρέπει να εφάπτονται των τοιχωμάτων του ΦΜΚ, καθώς είναι δυνατόν να προκληθεί σπινθήρας.

Μεταλλικά μαγειρικά σκεύη. Ανακλούν την ακτινοβολία MW και εμποδίζουν σε μεγάλο βαθμό την θέρμανση του τροφίμου (θερμαίνεται μόνο από την ανοικτή άνω πλευρά του δοχείου). Εάν δίνουν την αίσθηση του θερμού, οφείλεται στην επαφή τους με το θερμό τρόφιμο.

Συσκευασίες με μεταλλική διακόσμηση. Δίσκοι / πιάτα / κύπελλα με μεταλλική διακόσμηση δεν θα πρέπει να χρησιμοποιούνται. Είναι δυνατόν να προκαλέσουν ηλεκτρική εκκένωση.

Μεταλλικά τοιχώματα του ΦΜΚ. Ανακλούν πλήρως την ακτινοβολία και δεν θερμαίνονται.

Αιχμηρά μεταλλικά άκρα. Οποιοδήποτε αντικείμενο περιέχει αιχμηρό μεταλλικό άκροή σε μορφή σύρματος, μπορεί να προκαλέσει ηλεκτρικό τόξο (σπινθήρα) όταν ευρεθεί στο εσωτερικό πεδίου MW: π.χ. μαχαιροπίρουνα, τσαλακωμένο αλουμινόχαρτο (αν και ορισμένα είδη αλουμινόχαρτου είναι ασφαλή), σφιγκτήρες με μεταλλικά νήματα κ.α. Η πρόσπτωση MW σε ομαλά μεταλλικά αντικείμενα χωρίς αιχμηρές άκρες (π.χ. κουτάλια ή ρηχά τηγάνια και κατσαρόλες) συνήθως δεν προκαλούν σπινθήρα.

Υάλινα και ορισμένα πλαστικά μαγειρικά σκεύη. Τα μόριά τους δεν περιστρέφονται όταν εκτίθενται στην MW ακτινοβολία, η οποία απλώς τα διαπερνά.

Πλαστικά δοχεία. Για ορισμένα, υπάρχει κίνδυνος θραύσης ή ρευστοποίησης τμήματος του δοχείου, λόγω υπερθέρμανσης από το τρόφιμο και ταυτόχρονα μόλυνση της τροφής από την συσκευασία. Καθώς είναι δύσκολο να καθοριστεί η σύνθεση και η αντοχή του πλαστικού, μόνο από την όψη του, συνίσταται η αποφυγή χρήσης οποιουδήποτε πλαστικού δοχείου ή πλαστικού φύλλου περιτυλίγματος σε ΦΜΚ, εκτός και εάν δηλώνεται σαφώς το αντίθετο στις οδηγίες χρήσης του.

Όρια έκθεσης σε ακτινοβολία διαρροής του ΦΜΚ και βιολογικές βλάβες

Υπενθυμίζεται ότι σύμφωνα με του Εθνικούς και Διεθνείς Οργανισμούς το Όριο Έκθεσης για τον χρήστη σε απόσταση 5 cm από τον ΦΜΚ πρέπει να είναι ίσο με 5 mW/cm2 (υποχρέωση του κατασκευαστή, συνήθως επιτυγχάνονται πολύ χαμηλότερες τιμές). Αυτά τα όρια είναι εξαιρετικά χαμηλά και πολύ μακριά από τα επίπεδα έκθεσης τα οποία θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως επιβλαβή για την ανθρώπινη υγεία.Μόνο εάν ο ΦΜΚ είχε διαρροή 45 φορές υψηλότερη της επιτρεπομένης(σε ότι αφορά το κεφάλι του χρήστη που είναι ευαίσθητο) ή 110 φορές υψηλότερη για τα χέρια (είναι πολύ περισσότερο ακτινοάντοχα από το υπόλοιπο σώμα) θα απορροφούσε ο χρήστης δόση κοντά στα επιτρεπτά όρια. Στην τελευταία περίπτωση, η θερμοκρασία απλώς θα αυξανόταν τοπικά 1,0 με 1,5 °C, χωρίς πάλι αξιόλογες βιολογικές επιπτώσεις!).

Αθερμικές επιδράσεις. Ορισμένοι ερευνητές, αποτυγχάνοντας να αποδείξουν ότι οι συνήθεις “θερμικές επιπτώσεις” στον οργανισμό είναι επιβλαβείς, ισχυρίστηκαν ότι υπάρχουν και “μη-θερμικές επιπτώσεις” οι οποίες είναι επιβλαβείς. Ο συλλογισμός τους είναι απλός έως απλοϊκός: θεωρούν ότι η MWακτινοβολία επηρεάζει στον ανθρώπινο οργανισμό την κίνηση ιόντων στα υγρά,  την εκροή ιόντων ασβεστίου, την κίνηση του ηλεκτρικού ρεύματος δια μέσου της μεμβράνης, δημιουργεί ελεύθερες ρίζες, προκαλεί συντονισμό ολόκληρων βιολογικών συστημάτων, κ.α. με αποτέλεσμα την εμφάνιση καρκίνου στο στομάχι από φαγητά που θερμάνθηκαν σε ΦΜΚ, βραχυκύκλωμα ηλεκτρικών παλμών στον εγκέφαλο, απώλεια μνήμης, συγκέντρωσης, συναισθηματική αστάθεια, κ.α.

Εκτός από την μη-επιστημονική στήριξη και αοριστία των υποθέσεων αυτών, υπάρχουν 3 σαφή στοιχεία τα οποία απορρίπτουν ολοκληρωτικά αυτήν την υπόθεση:

α) Δεν εκπληρώνονται ορισμένες απαραίτητες βιοφυσικές συνθήκες για τον συντονισμό του DNA ή άλλων οργανικών μορίων, όταν εκτεθούν σε MWακτινοβολία.

β) Οι ερευνητές εφάρμοσαν τρομακτικές εντάσεις, 100πλάσιες των συνηθισμένων (κάποιος είχε βάλει εξαιρετικά ισχυρή πηγή μικροκυμάτων, για πολλές ημέρες στο εσωτερικό κυψέλης, για να αποδείξει ότι οι μέλισσες …ζαλίζονται) και

γ) τα πειραματικά στοιχεία τα οποία παρουσίασαν όλοι οι παραπάνω ερευνητές ήταν ελλιπή, είτε ποτέ, μα ποτέ σε ολόκληρη την υφήλιο, δεν κατέστη δυνατόν να αναπαραχθούν ανεξάρτητα από άλλες ερευνητικές ομάδες, είτε δημοσιεύτηκαν στην ιστοσελίδα του ερευνητή και όχι σε επιστημονικά περιοδικά με κριτές.

Οι μόνες μη-θερμικές επιπτώσεις οι οποίες είναι γνωστές από δεκαετίες και αναμενόμενες, αφορούν αποκλειστικά στις εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες από 0 έως 100kHz (πολύ χαμηλότερες από τις μικροκυματικές συχνότητες) όπου τα αντίστοιχα όρια έχουν διαμορφωθεί για την προστασία από παροδικές διεγέρσεις του νευρικού και του μυϊκού συστήματος. Για παράδειγμα,σε εξαιρετικά ισχυρό (σε ισχύ) μαγνητικό πεδίο,ένα άτομο μπορεί να εμφανίσει μεταλλική αίσθηση στη γλώσσα του. Τα συμπτώματα αυτά σταματούν εντελώς, μόλις αποχωρήσει από το πεδίο. Επίσης, άνθρωποι οι οποίοι ισχυρίζονται ότι μπορούν να αισθανθούν την ύπαρξη του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου γνωστοί και ως ακτινοευαίσθητοι, αποτυγχάνουν πλήρως σε πειράματα κατά τα οποία δεν γνωρίζουν αν η πηγή που τους εκθέτει είναι ενεργοποιημένη ή κλειστή.

Οι επιστήμονες και οι ενώσεις τους συμπεραίνουν ότι:

“τα επίπεδα της MW ακτινοβολίας διαρροής από ΦΜΚ οι οποίοι λειτουργούν υπό καλές συνθήκες είναι εξαιρετικά χαμηλά και δεν παρουσιάζουν κανένα κίνδυνο για την υγεία των χρηστών”

Γενικότερα, μακρόχρονες μελέτες επί πειραματόζωων δεν διεπίστωσαν οποιαδήποτε μορφή καρκινογένεσης λόγω έκθεσης σε μικροκυματική ακτινοβολία 2.45 GHz ακόμη και έκθεση για όλη την ζωή του πειραματόζωου!Επίσης, δεν υπάρχει καμία αναφορά, μελέτη ή δημοσίευση περί εμφάνισης προβλημάτων εγκυμοσύνης (π.χ. ασθένειες γενετικές ή μορφολογικές του εμβρύου): ακόμα και εάν υπάρχει διαρροή, η συχνότητα των 2,45 GHzτου ΦΜΚ, δεν είναι ικανή να διασχίσει τους ιστούς και να βλάψει το έμβρυο.

Μια ματιά στις κλινικές εφαρμογές αποσαφηνίζει πλήρως το τοπίο. Χωρίς “Κλωβό Faraday” και με άμεση έκθεση, το αίμα μεταγγίσεων συχνά θερμαίνεται ταχύτατα από την θερμοκρασία διατήρησης (4-6°C) στους 35°C, όταν είναι άμεσα αναγκαίο. Ανακουφιστικές συνεδρίες, μείωση πόνου, αρθρίτιδα, κ.α. αντιμετωπίζονται με συσκευές μικροκυμάτων. Ο γράφων, το μακρινό 1980, συμμετείχε στην ομάδα του Καθηγητή J.P. Morucciστην Μονάδα INSERM της Τουλούζης στην Γαλλία. Ερευνάτο εάν σε εξωσωματικές εγχειρήσεις καρδιάς το αίμα που κυκλοφορούσε μεταξύ του εξωτερικού μοτέρ (που είχε τον ρόλο της καρδιάς) και του σώματος, μπορούσε να διατηρηθεί στους 36,5°C εκθέτοντάς το σε μικροκύματα. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε πολύ υψηλότερες δόσεις ακτινοβολίας από τις απαιτούμενες και μελετήθηκαν ενδελεχώς ένα – ένα τα συστατικά του αίματος. Δεν υπήρξε καμμία παρενέργεια θερμική, αθερμική και παρά πολλοί άνθρωποι οφείλουν την ζωή τους ….και στα μικροκύματα.

Ασφάλεια, Έλεγχοι και Οδηγίες

Ασφάλεια. Άμεση μικροκυματική έκθεση γενικώς είναι αδύνατη, καθώς η εκπεμπόμενη MW ακτινοβολία στον ΦΜΚ παραμένει εγκλωβισμένη στο εσωτερικό του λόγω των μεταλλικών τοιχωμάτων τα οποία λειτουργούν ως κλωβός Faraday. Επιπλέον, οι ΦΜΚ είναι εξοπλισμένοι με αρκετά συστήματα ασφάλισης της θύρας, τα οποία διακόπτουν την παροχή ισχύος από την magnetron, εάν η θύρα είναι ανοικτή ή όχι ερμητικά κλειστή. Συστηματικοί έλεγχοι της ακτινοβολίας διαρροής του ΦΜΚ δεν κρίνονται απαραίτητοι. Οι ΦΜΚ πρέπει να ελέγχονται για την ακτινοβολία διαρροής μετά από επισκευή ή λόγω υποψίας ύπαρξης βλάβης.

Έλεγχοι. Η επιφάνεια της θύρας δενπρέπει να έχει φθορές ή άλλα ελαττώματα, πρέπει να εφαρμόζει σταθερά και με ασφάλεια και να ανοίγει ή κλείνει απαλά χωρίς πίεση. Οι αρμοί (μεντεσέδες) της θύρας εισόδου να είναι σε καλή κατάσταση, ο θάλαμος να είναι καθαρός και ιδιαίτερα οι άκρες και εσωτερικά τα γείσα να μην καλύπτονται με τροφές ή καμένο υλικό. Δεν πρέπει να υπάρχει διάβρωση στους αρμούς και στο εσωτερικό του θαλάμου.

Οδηγίες. Ακολουθείτε προσεκτικά τις οδηγίες του κατασκευαστή.Ποτέ να μην ‘μαστορεύετε’ ή να απενεργοποιείτε τα συστήματος ασφαλείας της συσκευής. Μην χρησιμοποιείτε ποτέ τον ΦΜΚ χωρίς τον δίσκο περιστροφής. Μην θέτετε ποτέ τον ΦΜΚ χωρίς ‘φορτίο’ στο εσωτερικό του. Να πλένετε την κοιλότητα, την θύρα εισόδου και τις αρθρώσεις με νερό και μαλακό απορρυπαντικό σε τακτά διαστήματα (όχι αποξεστικά σφουγγαράκια καθαρισμού). Προσέχετε τα παιδιά όταν χειρίζεστε ΦΜΚ. Η θερμοκρασία της τροφής συχνά είναι πολύ υψηλή με κίνδυνοτην πρόκληση εγκαυμάτων.Η υπερθέρμανση ενός υγρού είναι δυνατόν να το οδηγήσει σε θερμοκρασία υψηλότερη της θερμοκρασίας βρασμού χωρίς εμφανή βρασμό με κίνδυνο να διασκορπιστεί απότομα εάν ανακινηθεί ή κτυπηθεί. Υπάρχει πάντα πιθανότητα, το τρόφιμο να έχει θερμανθεί ανομοιόμορφα στον ΦΜΚ. Είναι σημαντικό να διατίθεται αρκετός χρόνος ώστε η θερμότητα να διαχέεται σε ολόκληρο το τρόφιμο πριν την κατανάλωσή του.

Κώστας Κάππας, καθηγητής Ιατρικής Φυσικής – Ακτινοφυσικής του 

ΠΩΣ Η ΓΗ ΕΞΕΛΙΞΕ ΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΟ

Λίγα ζώα άνω των πενήντα κιλών άντεξαν τον όλεθρο της Ύστερης Κρητιδικής, πριν από 65 περίπου εκατομμύρια χρόνια. Το σύννεφο σκόνης έφερε σκοτάδι και κρύο στην επιφάνεια της Γης για μήνες. Οι δεινόσαυροι πάγωσαν και λιμοκτόνησαν.  Κάποια μικρά πλάσματα όμως, κατέφυγαν στη γη. Όταν πρόβαλαν, διαπίστωσαν ότι τα τέρατα που τα κυνηγούσαν είχαν εξαφανιστεί. Η Γη γινόταν ο πλανήτης των θηλαστικών.

Καλλιτεχνική απεικόνιση της γεωγραφίας του χώρου της Μεσογείου, όταν ήταν ξηρή και δεν επικοινωνούσε με τον Ατλαντικό. Στη ένθετη εικόνα φαίνεται η μετανάστευση θηλαστικών (π.χ. τρωκτικών, καμηλών) από την Αφρική προς την Ιβηρία.

Η λεκάνη της Μεσογείου πριν από 5,5 εκατομμύρια χρόνια ήταν έρημος, όπου δεν φύτρωνε τίποτα. Δυόμισι εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα άμμος και αλάτι. Πολύ πιο αφιλόξενη από κάθε σημερινό περιβάλλον της Γης. Η θερμοκρασία την ημέρα ήταν τόση, που έψηνες ψωμί. Η στάθμη της θάλασσας ήταν 1,6 χιλιόμετρα ψηλότερα, ενώ η ατμοσφαιρική πίεση ήταν 50% μεγαλύτερη απ’ ό,τι έχουμε συνηθίσει. Δύσκολα φανταζόμαστε πιο αφιλόξενο μέρος στον πλανήτη. Κι όμως, έτσι ήταν η Μεσόγειος προτού γίνει θάλασσα.

Το φυσικό φράγμα στο δυτικό άκρο της λεκάνης κάποια στιγμή υποχώρησε, πιθανόν λόγω σεισμών, και ξεκίνησε ο κατακλυσμός. Τα χειμαρρώδη νερά εισέβαλαν με ρυθμό 40.000 φορές μεγαλύτερο από τους καταρράκτες του Νιαγάρα και μετέτρεψαν την αχανή έρημο στη Μεσόγειο θάλασσα σε λιγότερο από ένα χρόνο. Δεν υπήρχαν ακόμη άνθρωποι να δουν αυτή την τεράστια πλημμύρα ούτε και να θαυμάσουν την ομορφιά που δημιούργησε.

Εν τω μεταξύ, στην άλλη άκρη της Γης ένας πλατύς δίαυλος χώριζε την Βόρεια και τη Νότια Αμερική. Τα ρεύματα του ωκεανού περνούσαν από τον Ατλαντικό στον Ειρηνικό ωκεανό. Οι τεκτονικές δυνάμεις όμως, ένωσαν σταδιακά τις δύο ηπείρους, έκλεισαν το δίαυλο και δημιούργησαν τον ισθμό του Παναμά. Αναδιοργανώθηκε έτσι το παγκόσμιο μοτίβο των ρευμάτων των ωκεανών, πράγμα, που επηρέασε το κλίμα παγκοσμίως.

Στην Αφρική, τα πυκνά δάση μειώθηκαν σημαντικά. Κάποια είδη, που είχαν εξελιχθεί να ζουν στα δέντρα, εξαφανίστηκαν. Εκείνα όμως, που μπόρεσαν να επιβιώσουν στις αντίξοες συνθήκες άντεξαν και εξελίχθηκαν.

Οι χιμπατζήδες περπατούν στα δύο πόδια με ευλυγισία και μπορούν να περιστρέψουν το πάνω μέρος του κορμιού τους, όπως κι οι άνθρωποι.  Τα ανθρώπινα γονιδιώματα είναι περισσότερο από 98% ίδια  με αυτά του χιμπατζή, αλλά υπάρχουν μερικές σύντομες ακολουθίες του DNA,  που έχουν αλλάξει σημαντικά στους ανθρώπους δεδομένου, ότι τα δύο είδη ξεχώρισαν πριν από πέντε περίπου εκατομμύρια χρόνια.

Κάποτε, οι πρόγονοί μας κρύβονταν στο υπέδαφος, για να αποφύγουν τους θηρευτές, που ελλόχευαν στην επιφάνεια. Όταν εξαφανίστηκαν όμως οι δεινόσαυροι, βγήκαν στην επιφάνεια. Με το πέρασμα του χρόνου άρχισαν να ζουν στα κλαδιά των δέντρων. Απέκτησαν αντιτακτό αντίχειρα, για να κρέμονται στα κλαδιά και να διασχίζουν την κομοστέγη, που κάλυπτε όλες τους τις ανάγκες. Μπορούσαν επίσης να περπατούν και όρθιοι, αλλά για μικρές μόνο αποστάσεις. Με τόσα δέντρα τριγύρω δεν χρειαζόταν να πάνε πολύ μακριά.

Μετά όμως, που το κλίμα ψυχράθηκε, τα δέντρα λιγόστεψαν και ξεφύτρωσαν μεγάλα λιβάδια. Οι πρόγονοί μας αναγκάστηκαν να τα διασχίσουν, για να βρουν τροφή. Τώρα, χρειάζονταν εντελώς διαφορετικές ικανότητες για να επιβιώσουν στη σαβάνα. Τον παλιό καιρό, κάθονταν στα κλαδιά κι έβλεπαν τα αιλουροειδή από ασφαλή απόσταση. Τώρα όμως, βρίσκονταν στο ίδιο επικίνδυνο μέρος μαζί τους. Επιβίωσαν όσοι μπορούσαν να διανύσουν μεγάλες αποστάσεις στα πίσω πόδια και να τρέχουν όποτε χρειαζόταν.

Άλλαξε έτσι το πώς έβλεπαν τον κόσμο. Τα χέρια τους δεν συνδέονταν πια με το περπάτημα. Ήταν ελεύθεροι να συλλέγουν την τροφή, να μαζεύουν ξύλα και κόκαλα, που θα τα χρησιμοποιούσαν σαν όπλα κι εργαλεία.

Μια αλλαγή στην τοπογραφία ενός μικρού και μακρινού μέρους ανακατεύθυνε τα ωκεάνια ρεύματα. Η Αφρική έγινε πιο κρύα και ξηρή. Τα περισσότερα δέντρα δεν άντεξαν το νέο κλίμα. Τα πρωτεύοντα θηλαστικά, που ζούσαν εκεί έπρεπε να βρουν καινούριο σπίτι.

Λούπου Μαρία Πηγή

ΕΚΡΗΞΗ ΔΥΟ ΣΟΥΠΕΡΝΟΒΑ ΠΙΣΩ ΑΠΟ ΜΑΖΙΚΗ ΕΞΑΦΑΝΙΣΗ ΕΙΔΩΝ ΣΤΗ ΓΗ;

Παρόλο που βρίσκονταν σε απόσταση 300 εκατομμυρίων ετών φωτός, δύο υπερκαινοφανείς αστέρες επηρέασαν με τον «θάνατό» τους την εξέλιξη της ζωής στη Γη, παίζοντας ενδεχομένως ρόλο και σε μία από τις μαζικές εξαφανίσεις ειδών, η οποία συνέβη πριν από 2,59 εκατομμύρια χρόνια.

Οι εκρήξεις του ζεύγους σουπερνόβα «βομβάρδισαν»  με ακτινοβολία τη Γη, με συνέπεια να προκαλέσουν τον μαζικό αφανισμό των ειδών που ζούσαν τότε.

Αυτό υποστηρίζει μία διεθνής ομάδα αστροφυσικών, με επικεφαλής επιστήμονες από το πανεπιστήμιο του Κάνσας, σε άρθρο της στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι εκρήξεις του ζεύγους σουπερνόβα «βομβάρδισαν»  με ακτινοβολία τη Γη, με συνέπεια να προκαλέσουν τον μαζικό αφανισμό των ειδών που ζούσαν τότε.

Το άρθρο επεκτείνει ουσιαστικά την έρευνα που δημοσίευσαν άλλοι επιστήμονες τον περασμένο Απρίλιο, οι οποίοι βασίσθηκαν σε μελέτες ισοτόπου του σιδήρου για να επιβεβαιώσουν ότι ο πλανήτης μας εκείνο το χρονικό διάστημα επηρεάσθηκε από τις εκρήξεις δύο υπερκαινοφανών αστέρων. Έτσι, μέσω ενός μοντέλου σε υπολογιστή, επιχειρεί να διαπιστώσει τις συνέπειες για το γήινο οικοσύστημα.

Παρόλο που οι δύο σουπερνόβα βρίσκονταν σε μεγάλη απόσταση, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι επιπτώσεις κάθε άλλο παρά αμελητέες ήταν.

Μάλιστα, σύμφωνα με τους ίδιους, λόγω των εκρήξεων ο νυχτερινός ουρανός θα πρέπει να έπαιρνε για μερικές εβδομάδες ένα αρκετά έντονο γαλάζιο φως, διαταράσσοντας τον ύπνο των ζώων.

Ωστόσο, η πιο σημαντική επίδραση προήλθε από την ακτινοβολία. Κι αυτό γιατί κάθε πλάσμα που ζούσε στη στεριά ή σε μικρό βάθος στους ωκεανούς θα πρέπει να δέχθηκε δόση που ισοδυναμεί με μία αξονική τομογραφία κάθε έτος.

Η έκρηξη του πρώτου σουπερνόβα εκτιμάται πως έγινε πριν από 1,7-3,2 εκατ. χρόνια, ενώ του δεύτερου πριν από 6,5-8,7 εκατ. χρόνια. Λόγω της απόστασής τους από τη Γη, η ακτινοβολία έφτασε στον πλανήτη μας πριν από 1,7 έως 8,7 εκατ. χρόνια.

Από την ακτινοβολία που αναπέμφθηκε, οι σημαντικότερες συνέπειες για τα έμβιους οργανισμούς προήλθαν από τα σωματίδια υψηλής ενέργειας που έφτασαν στη Γη – όπως για παράδειγμα τα μιόνια, με την ακτινοβολία που οφειλόταν σε αυτά να 20πλασιάζεται εκείνο το χρονικό διάστημα.

Με αυτό τον τρόπο, αυξήθηκε κατά πολύ για τα μεγάλα ζωικά είδη, όπως για τον πρόγονο του ανθρώπου Homo erectus, η πιθανότητα εμφάνισης καρκίνου και μεταλλάξεων. Παρ’ όλα αυτά, η πιθανή σύνδεση των εκρήξεων με τη μαζική εξαφάνιση ειδών στη Γη, η οποία συνέβη ανάμεσα στο τέλος της Πλειόκαινου Εποχής και στην έναρξη της Πλειστόκαινου, σχετίζεται με την επίδραση στο κλίμα του πλανήτη.

Ο λόγος είναι ότι, όπως έδειξε η έρευνα, τα σωματίδια υψηλής ταχύτητας διασπούσαν σε μεγάλη κλίμακα τα μόρια αερίων που καταλάμβαναν το κατώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας, δηλαδή την τροπόσφαιρα.

Μάλιστα, η επίδρασή τους ήταν 8 φορές ισχυρότερη από αυτήν που προκαλεί η κανονική ροή σωματιδίων που καταλήγει στη Γη από το διάστημα.

Με αυτό τον τρόπο, με βάση τους επιστήμονες, θα πρέπει να αυξήθηκε η δημιουργία κεραυνών, γεγονός που ενδεχομένως συνδέεται με την αλλαγή του κλίματος που συνέβαινε εκείνη την εποχή. Μία αλλαγή που εκδηλώθηκε με παρατεταμένες ξηρασίες στην Αφρική, τη μετατροπή μεγάλων εκτάσεων δάσους σε σαβάνα, αλλά και την έναρξη ενός κύκλου παγετωνικών περιόδων, για την οποία δεν είναι ακόμη σαφές η αιτία που την προκάλεσε.

MARS 2020 ROVER: ΤΟ ΝΕΟ ΡΟΜΠΟΤ ΤΗΣ NASA ΓΙΑ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ ΖΩΗΣ ΣΤΟΝ ΑΡΗ

1. 21/07/2016
2. MARS 2020 ROVER: ΤΟ ΝΕΟ ΡΟΜΠΟΤ ΤΗΣ NASA ΓΙΑ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ ΖΩΗΣ ΣΤΟΝ ΑΡΗ
3. Έτοιμη είναι η NASA να οριστικοποιήσει τα σχέδια και να προχωρήσει στην κατασκευή του επόμενου ρομποτικού οχήματος εξερεύνησης που θα αναζητήσει ίχνη ζωής στον Άρη. Έχοντας προσωρινό όνομα Mars 2020, το ρομπότ αναμένεται να εκτοξευθεί από τη Γη τον Αύγουστο του 2020, ώστε να προσεδαφισθεί στον Κόκκινο Πλανήτη τον Φεβρουάριο του 2021.
4. 
5. Στόχος της αμερικανικής υπηρεσίας διαστήματος είναι το Mars 2020 να παραμείνει σε λειτουργία για τουλάχιστον δύο χρόνια στον Άρη.
6. Ως μοντέλο για τη σχεδίαση του ρομπότ, η NASA επέλεξε το  Curiosity,το οποίο  βρίσκεται στον Άρη από το 2012. Όχι τυχαία αφού, αν και από το Curiosity δεν έλειψαν οι βλάβες κατά τη διάρκεια της αποστολής του, έχει καταφέρει να παραμείνει σε λειτουργία περισσότερο από όσο αναμενόταν αρχικά.
7. 
8. Ωστόσο, το νέο όχημα θα είναι εξοπλισμένο με καλύτερες κάμερες και μικρόφωνα. Επίσης, θα διαθέτει ένα πιο εξελιγμένο μηχάνημα για τη λήψη δειγμάτων από το υπέδαφος, όπως επίσης και ένα ραντάρ με το οποίο θα μπορεί να «δει» σε βάθος μερικών μέτρων κάτω από την επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη.
9. Με δεδομένο πως η πρωταρχική αποστολή του Mars 2020 θα είναι η αναζήτηση ενδείξεων ζωής, θα διαθέτει επίσης συστήματα για την ανάλυση οργανικών υλικών. Επίσης, θα είναι εφοδιασμένο με μία συσκευή για τη δοκιμή δημιουργίας οξυγόνου, ώστε να ελέγξει κατά πόσο μία μελλοντική αποικία στον Άρη θα μπορούσε να παράγει το αέριο επιτόπου.
10. Εκτός από τις αναλύσεις για «ίχνη» μικροοργανισμών που εξακολουθούν να ζουν στον Κόκκινο Πλανήτη, το ρομπότ θα επιστρατεύσει επίσης τα όργανά του για να ψάξει για ενδείξεις μορφών ζωής που ενδεχομένως «φιλοξενούσε» ο Άρης στο παρελθόν.
11. Παράλληλα, το Mars 2020 θα συλλέξει δείγματα τα οποία πιθανόν στο μέλλον να μεταφερθούν στη Γη, όπου οι επιστήμονες θα μπορούν να τα εξετάσουν με μεγαλύτερη λεπτομέρεια.
12. «Το Mars 2020 είναι το πρώτο βήμα μίας ενδεχόμενης σειράς μελλοντικών αποστολών, με σκοπό να καταλήξουν στη Γη δείγματα από το έδαφος και τα πετρώματα του Άρη», σημειώνει ο Γκόντφρεϊ Γιόντερ, από τη Διεύθυνση Επιστημονικών Αποστολών της αμερικανικής υπηρεσίας διαστήματος.
13. Ο Γιόντερ προσθέτει ότι το Mars 2020 αποτελεί ένα σημαντικό ορόσημο στην προσπάθεια της NASA να απαντήσει στο ερώτημα κατά πόσο υπήρξε ποτέ ζωή στον Άρη. Επίσης, θα φέρει ένα βήμα πιο κοντά την αποστολή αστροναυτών στον Κόκκινο Πλανήτη. 
14. Το κόστος του ρομπότ εκτιμάται στα 1,9 δισ. δολάρια, δηλαδή θα είναι μικρότερο από τα 2,5 δισ. δολάρια που στοίχισε το Curiosity. Ένα μεγάλο ποσό εξοικονομήθηκε από το γεγονός ότι τα σχέδια του ρομπότ βασίζονται στο Curiosity, με συνέπεια να περιορισθεί το κόστος ανάπτυξης και κατασκευής διάφορων τμημάτων του.

• Πηγή

H ΛΙΖΑ ΠΟΥ ΛΕΓΑΜΕ ΠΡΙΝ

ΣΥΜΠΟΝΙΑ Ή ΚΑΛΟΣΥΝΗ; ΤΙΠΟΤΑ ΑΠΟ ΤΑ ΔΥΟ!!! ΕΙΝΑΙ Η ΛΙΖΑ!!!!

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 ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΚΝ ΤΑ ΒΑΡΥΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. Η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

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.