Πόσα μπορούμε όντως να γνωρίζουμε για το Σύμπαν πέρα από τον Γαλαξία μας;
Με το τηλεσκόπιο Χαμπλ μπορούμε να δούμε αντικείμενα στο διάστημα
μέχρι και 13 δις έτη φωτός μακριά.
Αλλά ακόμα δεν πήραμε απαντήσεις σε όλες τις ερωτήσεις μας.
Eρωτήσεις όπως: «Από τι αποτελείται το Σύμπαν μας;»
«Ποια στοιχεία είναι τα πιο άφθονα;»
«Υπάρχουν στο διάστημα άγνωστες καταστάσεις τις ύλης;»
«Υπάρχουν άστρα και γαλαξίες από αντιύλη;»
Μερικές από τις ερωτήσεις
δεν μπορούν να απαντηθούν μόνο από οπτικές εικόνες,
αλλά πώς θα ήταν εάν είχαμε αγγελιαφόρους να μας φέρνουν δεδομένα
από μακρινά σημεία του διαστήματος,
πέρα από την εμβέλεια δορυφόρων ή εξερευνητών;
Έχουμε, κατά κάποιον τρόπο,
και αυτοί οι «διαστημικοί αγγελιαφόροι» ονομάζονται κοσμικές ακτίνες.
Οι κοσμικές ακτίνες πρωτοανακαλύφθηκαν το 1912 από τον Βίκτωρ Χες,
όταν αποφάσισε να μελετήσει στο ατμοσφαιρικό επίπεδο
τις διακυμάνσεις της ακτινοβολίας,
η οποία θεωρούνταν ότι πηγάζει από το φλοιό της Γης.
Παίρνοντας μετρήσεις πάνω σε ένα αερόστατο κατά τη διάρκεια μιας έκλειψης,
ο Χες επέδειξε και ότι η ακτινοβολία στην πραγματικότητα αυξανόταν
σε μεγαλύτερα υψόμετρα,
και ότι ο ήλιος δεν μπορεί να είναι η πηγή της.
Το εντυπωσιακό συμπέρασμα ήταν πως αυτή δεν προερχόταν
από κανένα σημείο της γήινης ατμόσφαιρας, αλλά από το μακρινό διάστημα.
Το Σύμπαν μας αποτελείται από πολλά αστρονομικά αντικείμενα.
Δισεκατομμύρια αστέρια κάθε μεγέθους, μαύρες τρύπες, ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες,
αστεροειδείς, πλανήτες και άλλα.
Κατά τη διάρκεια βίαιων γεγονότων,
όπως η έκρηξη ενός μεγάλου άστρου σε υπερκαινοφανή,
δισεκατομμύρια σωματίδια εκτοξεύονται στο διάστημα.
Αν και ονομάζονται ακτίνες,
οι κοσμικές ακτίνες αποτελούνται από υψηλοενεργειακά σωματίδια,
και όχι από φωτόνια, τα οποία αποτελούν τις ακτίνες φωτός.
Αν και το φως από μια έκρηξη ταξιδεύει σε ευθεία
με τη διάσημη σταθερή του ταχύτητα,
τα σωματίδια παγιδεύονται σε ασυνήθιστες τροχιές
από μαγνητικά κρουστικά κύματα που παράγονται από την έκρηξη.
Πηγαίνοντας μπρος και πίσω σε αυτές τις μαγνητικές δυναμικές γραμμές,
επιταχύνονται σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός,
πριν δραπετεύσουν.
Υπάρχουν πολλές κοσμικές ακτίνες στο διάστημα,
και κάποια σωματίδια ταξιδεύουν για δισεκατομμύρια χρόνια
προτού φτάσουν στη Γη.
Όταν εισέρχονται στην ατμόσφαιρά μας, συγκρούονται με τα μόρια εκεί,
παράγοντας δευτερογενείς κοσμικές ακτίνες-
ελαφρύτερα σωματίδια με μικρότερη ενέργεια από την αρχική.
Τα περισσότερα από αυτά απορροφώνται στην ατμόσφαιρα,
αλλά κάποια καταφέρνουν να φτάσουν στο έδαφος,
διαπερνώντας ακόμα και το σώμα μας.
Στο επίπεδο της θάλασσας, αυτή η ακτινοβολία είναι σχετικά χαμηλή.
Αλλά άνθρωποι που περνάνε πολύ χρόνο σε υψηλότερα υψόμετρα,
όπως τα μέλη αεροπορικών πληρωμάτων, είναι εκτεθειμένοι πολύ περισσότερο.
Αυτό που κάνει τις κοσμικές ακτίνες χρήσιμες ως αγγελιαφόρους
είναι ότι φέρουν τα ίχνη των πηγών τους.
Μελετώντας τη συχνότητα εμφάνισης διάφορων σωματιδίων,
οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν τη σχετική αφθονία των στοιχείων,
όπως το υδρογόνο και το ήλιο, μέσα στο Σύμπαν.
Αλλά οι κοσμικές ακτίνες μπορούν να δώσουν ακόμα πιο εντυπωσιακές πληροφορίες
για τη δομή του ίδιου του Σύμπαντος.
Ένα πείραμα, το οποίο ονομάζεται Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο, ή AMS,
πρόσφατα τοποθετήθηκε στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό,
περιέχοντας αρκετούς ανιχνευτές που μπορούν να μετρήσουν χωριστά
την ταχύτητα, την ακτινοβολία, τη μάζα και την ενέργεια μιας κοσμικής ακτίνας,
καθώς και εάν το σωματίδιο είναι ύλη ή αντιύλη.
Αν και δεν μπορούμε να τις ξεχωρίσουμε μεταξύ τους,
τα αντίθετα φορτία τους τούς δίνουν τη δυνατότητα
να ανιχνευτούν με τη βοήθεια ενός μαγνήτη.
Το Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο καταγράφει 50 εκατομμύρια σωματίδια ημερησίως,
με πληροφορίες για το κάθε σωματίδιο να στέλνονται σε πραγματικό χρόνο
από το διαστημικό σταθμό στο κέντρο ελέγχου του AMS στο CERN.
Στους επόμενους μήνες και χρόνια,
αναμένεται να δώσει εντυπωσιακές αλλά και χρήσιμες πληροφορίες για την αντιύλη,
την πιθανή ύπαρξη της σκοτεινής ύλης,
αλλά και πιθανούς τρόπους να μετριάσουμε τις επιπτώσεις
των κοσμικών ακτίνων στα διαστημικά ταξίδια.
Όσο περιμένουμε για νέες ανακαλύψεις, κοιτάξτε τον ουρανό μια ξάστερη βραδιά,
και ίσως δείτε τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό,
όπου το Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο
λαμβάνει τους μικροσκοπικούς αγγελιαφόρους που κουβαλούν διαστημικά μυστικά.