Διάστημα

Έας πλήρης ορισμός αναφέρει ότι διάστημα είναι ότι βρίσκεται έξω από την ατμόσφαιρα της Γης και συγχρόνως μέχρι τα όρια του ηλιακού μας συστήματος .
Σύμφωνα με την κλασική φυσική το Διάστημα είναι το αμετάβλητο πλαίσιο μέσα στο οποίο εξελίσσονται τα φαινόμενα. Σύμφωνα με την άποψη αυτή, το Διάστημα (κενό) υπάρχει ανεξάρτητα από τα φαινόμενα που συντελούνται μέσα σε αυτό και αποτελεί ένα σύστημα αναφοράς στο οποίο μπορούν να ανάγονται όλα ανεξαιρέτως φαινόμενα.

Με τον όρο διάστημα (space) ή πιο επιστημονικά εξώτερο διάστημα (οuter space), περιγράφεται ο αχανής χώρος όπου κινούνται τα ουράνια σώματα και, ακριβέστερα, οι σχετικά κενές περιοχές μεταξύ των ουρανίων σωμάτων, πέρα από αυτά και τις ατμόσφαιρές τους.[1]
Σε αντίθεση με τη συνήθη αντίληψη, το διάστημα δεν είναι εντελώς άδειο, δηλαδή ένα τέλειο κενό, αλλά εμφανίζει περιεκτικότητα (πολύ μικρήςπυκνότητας) σε σωματίδια, κυρίως πλάσματος υδρογόνου, ενώ περιέχει ακόμα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (φωτόνια), καθώς και τα πολύ μικρής μάζας νετρίνα. Μακροσκοπικά, σε αυτό περιέχονται επίσης γαλαξίες και νεφελώματα. Σύμφωνα με νεότερες θεωρίες, οι γαλαξίες και τα νεφελώματα αποτελούν μόλις το 5% της πραγματικής μάζας του σύμπαντος• το υπόλοιπο 95% αποτελείται, σύμφωνα με τις θεωρίες αυτές, από σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια, οι οποίες ωστόσο μέχρι σήμερα δεν έχουν παρατηρηθεί και η ύπαρξή τους δεν έχει επιβεβαιωθεί.
Οι ανθρώπινες δραστηριότητες που σχετίζονται με τη μελέτη των ουράνιων σωμάτων και των ιδιοτήτων του διαστήματος, κυρίως του δικού μας Ηλιακού συστήματος, με την αποστολή επανδρωμένων ή μη αποστολών στο διάστημα, περιγράφονται με το γενικό όρο εξερεύνηση του διαστήματος.

Πυκνότητα
Το εξώτερο διάστημα είναι η καλύτερη φυσική προσέγγιση του τέλειου κενού (perfect vacuum). Πρακτικώς, δεν παρουσιάζει τριβή ή γενικότερα κάποια αντίσταση στην κίνηση, επιτρέποντας έτσι στους αστέρες, πλανήτες και δορυφόρους να διατηρούν ανεμπόδιστα τις τροχιές τους.
Ωστόσο, ακόμα και στα βάθη του διαγαλαξιακού διαστήματος, υπάρχουν λίγα διάσπαρτα άτομα υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο[2] ή σύμφωνα με κάποιες θεωρίες μόλις 1 άτομο υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο. Για να γίνει αντιληπτό το μέγεθος των τιμών αυτών, ενδεικτικώς σημειώνεται ότι η ατμόσφαιρα που αναπνέουμε, στην επιφάνεια της θάλασσας, περιέχει 1025 μόρια ανά κυβικό μέτρο. Η πυκνότητα του διαστήματος είναι τόσο ελάχιστη, ώστε ακόμα και η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ταξιδεύει για τεράστιες αποστάσεις χωρίς να συναντήσει αντίσταση και χωρίς να εκτραπεί. Ενδεικτικώς, η ελεύθερη και ανεμπόδιστη διαδρομή για ένα φωτόνιο που ταξιδεύει στο διαγαλαξιακό διάστημα, φτάνει τα 1023 χιλιόμετρα ή 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός.
Όρια έναρξης του διαστήματος
Δεν υπάρχει σαφές όριο ανάμεσα στην ατμόσφαιρα της Γης και στο διάστημα. Αυτό οφείλεται στο ότι η πυκνότητα της ατμόσφαιρας μειώνεται σταδιακά με την αύξηση του ύψους από την επιφάνεια και στα πολύ μεγάλα ύψη πλέον απομένουν λίγα διάσπαρτα μόρια ύλης, τα οποία βαθμιαία αναμιγνύονται με την ροή των σωματιδίων που είναι γνωστή ως Ηλιακός άνεμος. Επομένως, η μετάβαση γίνεται βαθμιαία και δεν υπάρχει εμφανής διαχωρισμός – πιο απλά, δεν υπάρχει εμφανές όριο όπου «λήγει» η ατμόσφαιρα και αρχίζει το διάστημα.
Περιοχές του διαστήματος
Όπως προαναφέρθηκε, το διάστημα δεν είναι εντελώς άδειο (δηλαδή ένα τέλειο κενό), αλλά εμφανίζει μία ελάχιστη περιεκτικότητα σε σωματίδια. Μάλιστα παρουσιάζει και ροές σωματιδίων, γνωστές ως διαστημικοί «άνεμοι», οι οποίοι και καθορίζουν τις περιοχές του διαστήματος. Στις περιοχές αυτές, κυριαρχεί ένα είδος τέτοιων ανέμων, έως τα όριά τους, όπου δίνουν τη θέση τους σε κάποιο άλλο είδος. Το λεγόμενο «Γεωδιάστημα» ξεκινάει από τα ανώτερα στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας (το επίσημο όριο έναρξής του είναι η Ιονόσφαιρα) και φτάνει έως τα εξωτερικά άκρα του γήινου μαγνητικού πεδίου, όπου δίνει τη θέση του στον Ηλιακό άνεμο του διαπλανητικού διαστήματος. Το διαπλανητικό διάστημα φτάνει έως την Ηλιόπαυση, όπου δίνει τη θέση του στους ανέμους του διαστρικού διαστήματος. Το διαστρικό διάστημα φτάνει έως τις εξωτερικές παρυφές του Γαλαξία, όπου και χάνεται μέσα στην διαγαλαξιακή άβυσσο.

Γεωδιάστημα

To Νότιο Σέλας, όπως φωτογραφήθηκε από τοΔιαστημικό Λεωφορείο Ντισκάβερι τον Μάιο του 1991 – ύψος τροχιάς: 260 χιλιόμετρα.
Ως Γεωδιάστημα (Geospace) ορίζεται η περιοχή του διαστήματος κοντά στη Γη. Το Γεωδιάστημα περιλαμβάνει τα ανώτερα στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας, όπως και την Ιονόσφαιρα και την Μαγνητόσφαιρα. Επίσης, οι ζώνες αντινοβολίας Van Allen βρίσκονται μέσα στο Γεωδιάστημα.
Αν και το Γεωδιάστημα γενικώς πληρεί τα κριτήρια ορισμού του διαστήματος, η πυκνότητα στα ανώτερα στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας, δηλαδή στις πρώτες εκατοντάδες χιλιόμετρα πάνω από την γραμμή Kármán (σε ύψος 100 χιλιόμετρα), είναι ακόμα ικανή να προκαλέσει αξιοσημείωτη αντίσταση στους τεχνητούς δορυφόρους. Όσοι περιφέρονται σε τέτοιες τροχιές, πρέπει να ενεργοποιούν τα συστήματα προώθησής τους κάθε λίγες μέρες, προκειμένου να διατηρήσουν την τροχιά τους σε σταθερό ύψος.
Στο Γεωδιάστημα υπάρχουν ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια, σε χαμηλές πυκνότητες, η κίνηση των οποίων καθορίζεται από το γήινο μαγνητικό πεδίο. Κατά τη διάρκεια ισχυρών μαγνητικών καταιγίδων, τα σωματίδια αυτά αλληλεπιδρούν με τα σωματίδια του Ηλιακού ανέμου. Αυτή η αλληλεπίδραση, λόγω του βομβαρδισμού των υψηλών ατμοσφαιρικών στρωμάτων από ηλεκτρόνια που προέρχονται από ρεύματα φορτισμένων σωματιδίων από τον Ήλιο, προκαλεί το εντυπωσιακό φαινόμενο που είναι γνωστό ως Σέλας.

Διαπλανητικό διάστημα
Ως διαπλανητικό διάστημα (interplanetary space) ή μεσοπλανητικό, ορίζεται το διάστημα γύρω από τον Ήλιο και τους πλανήτες. Τα εξωτερικά όριά του, καθορίζονται από τον Ηλιακό άνεμο, μία διαρκή ροή φορτισμένων σωματιδίων από τον Ήλιο, που δημιουργεί μία εξαιρετικά αραιή ατμόσφαιρα, την Ηλιόσφαιρα. Η πυκνότητα του Ηλιακού ανέμου υπολογίζεται στα 5 – 10 πρωτόνια ανά κυβικό εκατοστό και η ταχύτητα του ανέμου στα 350 – 400 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο,[4] αν και πολύ σπάνια μπορεί να φτάσει ακόμα και τα 800 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, όταν ο Ήλιος παρουσιάζει έντονη δραστηριότητα.
Το διαπλανητικό διάστημα φτάνει έως την Ηλιόπαυση, όπου δίνει τη θέση του στους ανέμους του διαστρικού διαστήματος, με αποτέλεσμα η Ηλιόπαυση να θεωρείται και το όριο λήξης τουΗλιακού συστήματος. Η απόσταση όπου βρίσκεται η Ηλιόπαυση δεν είναι γνωστή μέχρι σήμερα, και μάλλον δεν είναι σταθερή, αλλά μεταβάλλεται ανάλογα με το επίπεδο δραστηριότητας του Ηλιακού ανέμου και τις τοπικές πυκνόνητες του διαστρικού διαστήματος.[5]
Από το 1995, ανακαλύπτονται διαρκώς εξωηλιακοί πλανήτες και αυτό σημαίνει ότι ο ίδιος ορισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλα παρόμοια εξωηλιακά πλανητικά συστήματα, γύρω από αστέρες.
Διαστρικό διάστημα
Διαστρικό διάστημα (interstellar space) ή μεσοαστρικό, είναι το διάστημα μέσα σε έναν γαλαξία, το οποίο δεν καταλαμβάνεται από αστέρες και τα πλανητικά τους συστήματα. Περιέχει διαστημική σκόνη και συντρίμμια, διάφορα ιόντα, υποατομικά σωματίδια, κοσμική ακτινοβολία, καθώς και ποσότητες διαστημικών αερίων. Κάποιες περιοχές του διαστρικού διαστήματος εμφανίζουν υψηλή πυκνότητα αερίων και σκόνης, σχηματίζοντας τα νεφελώματα, όπου και δημιουργούνται νέοι αστέρες. Επίσης, μέσα στο διαστρικό διάστημα παρατηρούνται αστρικοί άνεμοι, αντίστοιχοι με τον Ηλιακό άνεμο.

Διαγαλαξιακό διάστημα
Διαγαλαξιακό διάστημα (intergalactic space) ή μεσογαλαξιακό, είναι το διάστημα ανάμεσα σε γαλαξίες. Γενικώς άδειο από διαστημική σκόνη και συντρίμμια, το διαγαλαξιακό διάστημα είναι η καλύτερη φυσική προσέγγιση του τέλειου κενού. Μερικές θεωρίες τοποθετούν την μέση πυκνότητα του σύμπαντος ως το ισοδύναμο του ενός ατόμου υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο.[7][8] Ωστόσο, η πυκνότητα του σύμπαντος δεν είναι ομοιόμορφη, καθώς κυμαίνεται από μία σχετικά υψηλή πυκνότητα στους γαλαξίες (και εξαιρετικά υψηλές πυκνότητες σε δομές στο εσωτερικό τους, όπως πλανήτες, αστέρες και μαύρες τρύπες), έως συνθήκες τεράστιων κενών, με πυκνότητες πολύ χαμηλότερες από τον μέσο όρο του σύμπαντος. Η θερμοκρασία του υπολογίζεται σε μόλις 2,73 °Κ (−270,4 °C ή −454,8 °F).
Ειδικότερα μέσα σε μεγάλα σμήνη γαλαξιών, όπως το Σμήνος της Παρθένου, το κοντινότερο σε εμάς μεγάλο σμήνος γαλαξιών (50 έως 65 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά), το διαγαλαξιακό διάστημα καταλαμβάνεται από ένα ιδιαίτερα αραιό υλικό μέσο, το πλάσμα,[9] ανιχνεύσιμο από εκπομπές ακτίνων Χ. Το πλάσμα αυτό ονομάζεται διαγαλαξιακό μέσο (intergalactic medium / IGM) και αποτελείται κυρίως από ιονισμένο υδρογόνο – επομένως περιέχει ίσο αριθμό ελεύθερων πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Η πυκνότητα του IGM θεωρείται ότι κυμαίνεται από 10 έως 100 φορές μεγαλύτερη από την μέση πυκνότητα του σύμπαντος, δηλαδή 10 έως 100 άτομα υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο, αλλά μπορεί να φτάσει ακόμα και τα 1.000 άτομα μέσα σε τεράστια σμήνη.

Τα φαινόμενα
Υπερκαινοφανείς αστέρες

Ο όρος υπερκαινοφανείς αστέρες ή σουπερνόβα (supernova) αναφέρεται σε διάφορους τύπους εκρήξεων που συμβαίνουν στο τέλος της ζωής των αστέρων κατά τις οποίες παράγουν εξαιρετικά φωτεινά αντικείμενα, αποτελούμενα από πλάσμα, (ιονισμένη ύλη) και των οποίων η αρχική φωτεινότητά τους στη συνέχεια αδυνατίζει μέχρι του σημείου της αφάνειας μέσα σε λίγους μήνες.

Το μέγεθος είναι το πάν
Πιθανόν η πιο σημαντική ιδιότητα που καθορίζει τη μοίρα ενός αστεριού είναι η μάζα του.Τα αστέρια με παρόμοια μάζα σαν το δικό μας Ήλιο πεθαίνουν χωρίς καμιά αναστάτωση: καίνε το ήλιο σε άνθρακα και οξυγόνο, μετά ελευθερώνουν τα εξωτερικά τους στρώματα σαν πλανητικά νεφελώματα και μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια ο πυρήνας κρυώνει για να σχηματίσει ένα λευκό νάνο.
Τα μεγαλύτερης μάζας αστέρια έχουν μικρότερο χρόνο ζωής και περισσότερο βίαιο πεπρωμένο. Ενώ ένα αστέρι του μεγέθους του Ήλιου μας μπορεί να ζήσει για δισεκατομμύρια χρόνια, αστέρια που έχουν οκτώ έως δέκα φορές τη μάζα του Ήλιου μας ζουν μόνο εκατομμύρια χρόνια γιατί τους τελειώνουν γρήγορα τα καύσιμα. Όταν αυτό συμβαίνει, η ισορροπία μεταξύ δύο βασικών δυνάμεων χάνεται: η βαρύτητα, η οποία τείνει να συμπιέζει την ύλη των αστεριών και η πίεση της ακτινοβολίας η οποία παράγεται από τις πυρηνικές αντιδράσεις στο πυρήνα και τείνει να διαστέλλει το αστέρι. Ο πυρήνας συμπιέζεται για να σχηματίσει ένα αστέρι νετρονίων και τα εξωτερικά στρώματα του αστεριού καταρρέουν (πέφτουν προς τα μέσα) και κατόπιν αναπηδούν από τον πολύ πυκνό πυρήνα σε μια γιγαντιαία έκρηξη: έναν τύπου ΙΙ σουπερνόβα.

Μαύρη τρύπα

Μαύρη τρύπα είναι μια συγκέντρωση μάζας σημαντικά μεγάλης ώστε η δύναμη της βαρύτητας να μην επιτρέπει σε οτιδήποτε να ξεφεύγει από αυτή, παρά μόνο μέσω κβαντικής συμπεριφοράς. Το βαρυτικό πεδίο είναι τόσο δυνατό, ώστε η ταχύτητα διαφυγής κοντά του ξεπερνά την ταχύτητα του φωτός. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ότι τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα της μαύρης τρύπας, εξ ου και η λέξη «μαύρη». Δεν αναφέρεται σε τρύπα με τη συνήθη έννοια (οπή), αλλά σε μια περιοχή του χώρου, από την οποία τίποτα δεν μπορεί να επιστρέψει.
Μία «μαύρη τρύπα» είναι το σημείο εκείνο του διαστήματος, όπου κάποτε υπήρχε ο πυρήνας ενός γιγάντιου άστρου, ένας πυρήνας που περιείχε περισσότερα υλικά από δυόμισι ηλιακές μάζες και ο οποίος στην τελική φάση της εξέλιξης του άστρου έχασε την πάλη του ενάντια στη βαρύτητα, με αποτέλεσμα τα υλικά του να καταρρεύσουν και να συμπιεστούν περισσότερο ακόμα και από τα υλικά ενός αστέρα νετρονίων.
Αν μπορούσαμε να συμπιέσουμε τη Γη μας ολόκληρη στο μέγεθος ενός κερασιού, θα την είχαμε μετατρέψει σε μία «μαύρη τρύπα». Παρομοίως, αν συμπυκνώναμε τον Ήλιο σε μια ακτίνα τριών χιλιομέτρων (στα 4 εκατομμυριοστά του τωρινού του μεγέθους), θα είχε μετατραπεί σε μαύρη τρύπα. Φυσικά, δεν υπάρχει καμία γνωστή διαδικασία που θα μπορούσε να μετατρέψει τη Γη ή ακόμα και τον Ήλιο, σε «μαύρη τρύπα»

Τα Νέα Του Διαστήματος
Κατοικήσιμος πλανήτης ανακαλύφθηκε πρόσφατα

Έναν πλανήτη εκτός ηλιακού συστήματος με δυνατότητα ανάπτυξης ζωής ανακάλυψαν πρόσφατα οι αστρονόμοι. Ο πλανήτης, περιστρέφεται γύρω από ένα κόκκινο νάνο με την ονομασία Gliese 581. Η θέση του σε αυτό το αστρικό σύστημα συνεπάγεται ότι οι θερμοκρασίες στην επιφάνειά του επιτρέπουν την ανάπτυξη ζωής.
Επιστήμονες με βάση τις ΗΠΑ ανακάλυψαν τον πλανήτη πραγματοποιώντας ακριβείς μετρήσεις για πάνω από μία δεκαετία, με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Keck στη Χαβάη. Ο καινούριος πλανήτης, Gliese 581g, είναι ο πρώτος κατοικήσιμος που ανακαλύφθηκε στη ζώνη Goldilock, όπου οι θερμοκρασίες είναι είτε πολύ υψηλές είτε πολύ χαμηλές για την ύπαρξη ζωής.
Στην περιοχή, σύμφωνα με την ομάδα των επιστημόνων, εικάζεται ότι υπάρχουν πλανήτες με αντίστοιχες ιδιότητες, οι οποίοι δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμα. Ωστόσο, ο Gliese 581 απέχει 200 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη γη, γεγονός που καθιστά την παρατήρηση ολόκληρου του συστήματος δυσχερή.

Σ. Χόκινγκ: Το μέλλον της ανθρωπότητας βρίσκεται στο διάστημα

Η ανθρωπότητα πρέπει να εγκαταλείψει τη Γη και να αποικήσει άλλους πλανήτες, αλλιώς αντιμετωπίζει σοβαρό κίνδυνο εξαφάνισης από μια μεγάλη γκάμα τρομερών απειλών, προειδοποίησε ο διάσημος φυσικομαθηματικός Στέφεν Χόκινγκ.
«Η ανθρώπινη φυλή δεν πρέπει να έχει όλα τα αυγά της σε ένα καλάθι – ή σε ένα πλανήτη», ανέφερε ο επιφανής βρετανός επιστήμονας, που πάντως δήλωσε ότι παραμένει αισιόδοξος, μιλώντας στην ιστοσελίδα του φόρουμ «Big Think».
Ο Χόκινγκ κάλεσε την ανθρωπότητα να μην είναι εσωστρεφής και, αντίθετα, να εξαπλωθεί στο διάστημα τους επόμενους δύο αιώνες, καθώς απειλείται η ίδια η ύπαρξή της. «Εισερχόμαστε σε μια ολοένα πιο επικίνδυνη περίοδο της ιστορίας μας. Ο πληθυσμός μας και η χρήση των πεπερασμένων φυσικών πόρων του πλανήτη μας αυξάνονται εκθετικά, παράλληλα με την τεχνική ικανότητά μας να αλλάζουμε το περιβάλλον προς το καλό ή το κακό», τόνισε και εκτίμησε ότι δύσκολα η ανθρωπότητα θα αποφύγει κάποια καταστροφή τα επόμενα 100 χρόνια, πολύ περισσότερο τα επόμενα 1.000 ή 1 εκατ. χρόνια.
«Αν θέλουμε να επιβιώσουμε πέρα από τον επόμενο αιώνα, το μέλλον μας βρίσκεται στο διάστημα», είπε ο Χόκινγκ και πρόσθεσε ότι, γι” αυτό το λόγο, τάσσεται υπέρ των επανδρωμένων με ανθρώπους διαστημικών πτήσεων και όχι μόνο υπέρ των ρομποτικών αποστολών. Επεσήμανε επίσης ότι «ο γενετικός μας κώδικας περιέχει εγωιστικά και επιθετικά ένστικτα, που στο παρελθόν αποτέλεσαν πλεονέκτημα για την επιβίωσή μας».
Οι εκτιμήσεις του διάσημου αστροφυσικού, συγγραφέα του «Μια σύντομη ιστορία του χρόνου», έρχονται μετά την πρόσφατη προειδοποίησή του στο Discovery Channel ότι η ανθρωπότητα καλά θα κάνει να αποφύγει με κάθε τρόπο τις επαφές με εξωγήινους πολιτισμούς, γιατί αλλιώς ρισκάρει καταστροφικές συνέπειες. Όπως είπε, εφόσον η ανθρωπότητα παραμένει το μόνο έξυπνο είδος στο γαλαξία μας και φροντίσει να μην αυτοκαταστραφεί, θα πρέπει να θεωρείται ασφαλής.

Σύνδεσμοι:
1) http://el.wikipedia.org/wiki/Πύλη:Διάστημα
2) http://el.wikipedia.org/wiki/Διάστημα
3) http://el.wikipedia.org/wiki/Μαύρη_τρύπα
4) http://el.wikipedia.org/wiki/Υπερκαινοφανείς_αστέρες
5) http://www.scienceinschool.org/print/417
6) http://tvxs.gr/news/sci-tech/κατοικήσιμος-πλανήτης-ανακαλύφθηκε-πρόσφατα
7) http://tvxs.gr/news/sci-tech/σ-χόκινγκ-το-μέλλον-της-ανθρωπότητας-βρίσκεται-στο-διάστημα

Λάζαρος Στράντζαλης

Γ΄ Υγείας & Πρόνοιας