Η μεγαλύτερη νύχτα του χρόνου: Χειμερινό ηλιοστάσιο

Την Τετάρτη το μεσημέρι 21 Δεκεμβρίου, στις 12:44 ώρα Ελλάδος, ξεκινά και τυπικά (αστρονομικά) ο φετινός χειμώνας στο βόρειο ημισφαίριο, όπου ανήκει και η Ελλάδα, καθώς ο Ήλιος θα φθάσει στο χειμερινό ηλιοστάσιο.

Η αποψινή και η αυριανή βραδιά θα είναι και οι μεγαλύτερες του έτους σε διάρκεια. Αντίστροφα, στο νότιο ημισφαίριο θα αρχίσει το καλοκαίρι, με τη διάρκεια της μέρας στο αποκορύφωμά της.

Όταν ο Ήλιος φτάνει στο φθινοπωρινό ισημερινό σημείο του το Σεπτέμβριο, υπάρχει περίπου ίση μέρα και νύχτα, αλλά στη συνέχεια σταδιακά αυξάνεται η νύχτα σε βάρος της μέρας. Όταν ο Ήλιος περάσει το νοτιότερο σημείο της τροχιάς του, το χειμερινό ηλιοστάσιο, αρχίζει και πάλι να σκαρφαλώνει κάθε μέρα όλο και πιο ψηλά στον ουρανό, με αποτέλεσμα η ημέρα να κερδίζει ξανά το χαμένο «έδαφος», εωσότου στην εαρινή ισημερία το φως και το σκοτάδι έχουν πάλι σχεδόν ίση διάρκεια.

Ο Ήλιος λατρεύτηκε από τους αρχαίους σαν θεός και σχεδόν όλοι οι αρχαίοι λαοί καθιέρωσαν προς τιμή του διάφορες γιορτές, από τους Σκανδιναβούς και Ιρανούς έως τους Μάγια και τους Ίνκας. Σχεδόν παντού, οι μεγαλύτερες γιορτές γίνονταν κατά την εποχή του χειμερινού ηλιοστασίου, που εθεωρείτο η γιορτή της γέννησης του Ήλιου, που σηματοδοτούσε και την έναρξη του νέου έτους. Προϊστορικά μνημεία όπως το Στόουνχετζ στη Βρετανία πιστεύεται ότι σχετίζονταν με την καταγραφή των κινήσεων του Ήλιου στον ουρανό.

Κεντρική σημασία για τους Ρωμαίους είχε η γιορτή του «αήττητου Ηλίου» στις 25 Δεκεμβρίου, όταν εορταζόταν ότι ο Ήλιος άρχιζε και πάλι να ανεβαίνει στον ουρανό και έτσι να μεγαλώνουν οι ημέρες. Οι πρώτοι χριστιανοί στη Ρώμη, που κατέφευγαν κρυφά στις κατακόμβες τους, αποφάσισαν να γιορτάζουν τη γέννηση του Χριστού την ίδια ημερομηνία, στις 25 Δεκεμβρίου, όταν οι Ρωμαίοι ασχολούνταν με τις δικές τους γιορτές των Σατουρναλίων.

Το χειμερινό ηλιοστάσιο δεν «πέφτει» πάντα την ίδια ημερομηνία από ημερολογιακής πλευράς, αλλά κυμαίνεται μεταξύ της 20ής και της 23ης Δεκεμβρίου, με πιο πιθανές ημερομηνίες την 21η και την 22α. Την τελευταία φορά που το χειμερινό ηλιοστάσιο έπεσε στις 23 Δεκεμβρίου ήταν το 1903 και δεν θα ξανασυμβεί πριν το 2303. Οι ημερολογιακές αυτές διακυμάνσεις οφείλονται στο Γρηγοριανό Ημερολόγιο.

Συγκεκριμένα, το χειμερινό ηλιοστάσιο δεν συμβαίνει πια στις 25 Δεκεμβρίου, όπως στην εποχή του Χριστού, αλλά λίγο νωρίτερα, επειδή αντικαταστάθηκε το παλαιότερο Ιουλιανό Ημερολόγιο, που είχε εισάγει ο Ιούλιος Καίσαρ από το 44 π.Χ. και το οποίο είχε θεσπίσει το χειμερινό ηλιοστάσιο στις 25 Δεκεμβρίου, αλλά έχανε μία ημέρα κάθε 128 χρόνια. Το 1582, ο Πάπας Γρηγόριος ΙΓ' εισήγαγε ένα νέο ημερολόγιο, που πήρε το όνομά του (Γρηγοριανό) και το οποίο χάνει μόνο μία ημέρα στα 4.000 χρόνια.

Πηγή: Newsit

Η ταχύτητα του φωτός και η σχετικότητα: Carl Sagan

Η ταχύτητα του φωτός: Από το Γαλιλαίο στο Fizeαu

Μόλις πριν λίγες μέρες αναπτύχθηκε η θεωρία ότι το φως δεν είχε πάντα την ίδια ταχύτητα (299.792.458 μέτρα το δευτερόλεπτο ή περίπου 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο). Αυτή τη θεωρία για την ταχύτητα του φωτός υποστηρίζουν εδώ και κάποια χρόνια ορισμένοι επιστήμονες, αμφισβητώντας έτσι τη θεωρία του Αϊνστάιν.

Ο Ζοάο Μαγκουέγιο του Imperial College του Λονδίνου και ο Νιαγές Αφσορντί του Πανεπιστημίου Γουότερλου του Καναδά, υποστηρίζουν ότι η ταχύτητα του φωτός ήταν ακόμα μεγαλύτερη από αυτή που υπολογίζουμε, αμέσως μετά από την «Μεγάλη Έκρηξη» που δημιούργησε το σύμπαν. Τώρα μάλιστα εκτιμούν ότι η θεωρία τους ωρίμασε και μπορούν να την παρουσιάσουν επίσημα.

Η ιδέα βέβαια, περί μη σταθερής ταχύτητας του φωτός, δεν είναι καινούρια, αλλά πρωτοεμφανίσθηκε στο τέλος της δεκαετίας του 1990, χωρίς ωστόσο να υιοθετηθεί από το σύνολο της επιστημονικής κοινότητας.

Μελετώντας την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, το κατάλοιπο της ακτινοβολίας που εκπέμφθηκε μετά το «Μπιγκ Μπανγκ» και η οποία ουσιαστικά αποτελεί ένα αποτύπωμα αυτού που συνέβη στο πρώιμο σύμπαν, οι δύο επιστήμονες ελπίζουν ότι τώρα έχουν τις απαραίτητες «ενδείξεις» για να υποστηρίξουν τη θεωρία τους. Και αυτό γιατί, αν η ταχύτητα του φωτός ήταν μεγαλύτερη από ό,τι, σήμερα, αμέσως μετά από τη στιγμή που δημιουργήθηκε το σύμπαν, τότε αυτό θα είναι αποτυπωμένο μέχρι σήμερα στην μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου.

«Αν επαληθευθεί η θεωρία μας, αυτό θα σημαίνει ότι οι νόμοι της φύσης δεν ήσαν πάντοτε οι ίδιοι με τους σημερινούς», δήλωσαν οι επιστήμονες, που πιστεύουν ότι μέσα σε εύρος πέντε ετών, θα φανεί αν τα όσα υποστηρίζουν είναι σωστά ή όχι.

Τι είναι η ταχύτητα του φωτός

Η ταχύτητα του φωτός είναι η ταχύτητα με την οποία το φως διαδίδεται στο κενό ή σε άλλα μέσα. Η ταχύτητα του φωτός στο κενό που συμβολίζεται συνήθως με c, είναι 299.792.458 m/s (μέτρα το δευτερόλεπτο) σε μονάδες SI, δηλαδή κατά προσέγγιση 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο ή σε επιστημονική μορφή 3·108m/s. Η ταχύτητα του φωτός στο «κενό» θεωρείται η μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να αναπτυχθεί, όχι μόνο από το φως αλλά και από τα υπόλοιπα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, άλλες μορφές μετάδοσης ενέργειας και από την ύλη. Η ταχύτητα αυτή είναι τόσο μεγάλη, ώστε αν ένας παρατηρητής κινούταν γύρω από τον ισημερινό της γης με αυτή την ταχύτητα θα ολοκλήρωνε το γύρω του κόσμου σε 13 εκατοστά του δευτερολέπτου. Άλλο παράδειγμα είναι ότι το φως του ήλιου φτάνει στη γη μετά από 8 λεπτά, αφότου εκπεμφθεί από την επιφάνειά του.

Η ταχύτητα του φωτός δεν είναι σταθερή, αλλά εξαρτάται από το μέσο μέσα στο οποίο γίνεται η διάδοση. Συγκεκριμένα, όταν το φως διαδίδεται σε κάποιο υλικό (όπως το γυαλί ή ο αέρας), η ταχύτητά του εξαρτάται από τον δείκτη διάθλασης του συγκεκριμένου υλικού· όσο μεγαλύτερος είναι ο δείκτης διάθλασης, τόσο πιο μικρή είναι η ταχύτητα του φωτός μέσα στο υλικό. Η ταχύτητα του φωτός σε άλλα υλικά είναι κατά κανόνα μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός στο κενό, ο δείκτης διάθλασης του κενού είναι 1 και στα υπόλοιπα υλικά μεγαλύτερος του ένα. Λόγω της αλλαγής της ταχύτητάς του καθώς μεταβαίνει από ένα μέσο σε άλλο με διαφορετικό δείκτη διάθλασης παρατηρείται το φαινόμενο της διάθλασης, γιατί ισχύει ο νόμος της συντομότερης διαδρομής του φωτός.

Ταχύτητα του φωτός: Η ιστορία

O πρώτος που λέγεται ότι προσπάθησε να μετρήσει την ταχύτητα του φωτός ήταν ο Γαλιλαίος το 1638. Η ιδέα του ήταν μάλλον χονδροειδής. Δύο μαθητές του στέκονταν το βράδυ σε δύο γειτονικούς λόφους, κρατώντας ο καθένας από 1 καλυμμένο φανάρι. Ο πρώτος ξεσκέπαζε το φανάρι του και άρχισε να μετράει το χρόνο. Ο δεύτερος ξεσκέπαζε το δικό του φανάρι μόλις έβλεπε το φως του φαναριού του πρώτου. Ο πρώτος σταματούσε το χρόνο μόλις έβλεπε το φως του φαναριού του δεύτερου. Φυσικά με τα χρονόμετρα της εποχής εκείνης δεν ήταν δυνατό να μετρηθεί ένα χρονικό διάστημα 10 εκατομμυριοστών του δευτερολέπτου, όσος δηλαδή ήταν ο χρόνος που χρειαζόταν το φως για να διανύσει στις δύο κατευθύνσεις την απόσταση του ενάμιση χιλιομέτρου που χώριζε τους δύο λόφους.

Το 1666 έγινε για πρώτη φορά η μέτρηση της ταχύτητας του φωτός, αν και με κάποια ανακρίβεια, απ΄το Δανό αστρονόμο Ole Roemer. O Roemer υπολόγισε την περίοδο των δορυφόρων του Δία, σκεπτόμενος ότι οι περίοδοι αυτοί θα έπρεπε πριν από οτιδήποτε άλλο να είναι σταθερές. Αλλά όταν έκανε τις πρώτες μετρήσεις του, ανακάλυψε ότι οι περίοδοι αυτές δεν ήταν σταθερές. Για την ιστορία ο Roemer μέτρησε την ταχύτητα της τάξης των 310.000 km/s.

Στα 1725 ο James Bradley χρησιμοποίησε μια μέθοδο, που λεγόταν Αστρική Διαταραχή. Αυτή η μέθοδος δέχεται ότι η γωνία, μέσα στην οποία το φως από κάποιο μακρινό αστέρα φτάνει στη γη διαφέρει, ανάλογα με τη θέση που έχει η γη εξαιτίας της τροχιάς της. Υπάρχει δηλαδή διαφορά, αν η γη πλησιάζει ή απομακρύνεται απ΄τον αστέρα.

Η μέθοδος του Γάλλου Fizeau αφορούσε το χρόνο που χρειαζόταν ένα σήμα φωτός να φτάσει ένα μακρινό καθρέφτη και να επιστρέψει. Ο Fizeau χρησιμοποίησε έναν περιστρεφόμενο τροχό, ο οποίος σε περιοδικά χρονικά διαστήματα άφηνε το φως να διέλθει μέσα από το τηλεσκόπιο του. Ο καθρέφτης του απείχε περίπου 9 χιλιόμετρα από αυτόν και η περίοδος στο τηλεσκόπιο του ήταν 60 ms.

Πηγή

Εικόνες: Google images