Ένα άστρο νετρονίων στην καρδιά του Ήλιου….

…η λανθασμένη υπόθεση Λαντάου

…Τα γεγονότα συνέβησαν στη Σοβιετική Ένωση κατά τη δεκαετία του 1930, στο απόγειο της σταλινικής τρομοκρατίας. Μέσα σε λίγα χρόνια, περισσότερα από επτά εκατομμύρια άτομα συνελήφθησαν και τρία περίπου εκατομμύρια εκτελέστηκαν.

Οι εκκαθαρίσεις εξόντωσαν ένα μεγάλο μέρος της σοβιετικής διανόησης καθώς και ολόκληρες ομάδες επιστημονικής έρευνας. Σε ένα τέτοιο κλίμα, ακόμη και ένας λαμπρός φυσικός σαν τονΛαντάου (Landau) δεν ήταν ασφαλής. Παρά τη νεαρή του ηλικία του, ο Λεβ Νταβίντοβιτς Λαντάου ήταν ο καλύτερος θεωρητικός φυσικός της εποχής του (και, σύμφωνα με πολλούς ειδικούς, ένας από τους δέκα καλύτερους του 20ου αιώνα). Διαισθανόμενος τον κίνδυνο, ο νεαρός φυσικός σκέφθηκε ότι θα μπορούσε να σωθεί, αν κατόρθωνε να τραβήξει την προσοχή του κοινού με μια ανακάλυψη που θα δημιουργούσε αίσθηση.
Λίγα χρόνια νωρίτερα, αμέσως μετά την ανακάλυψη του νετρονίου, που έγινε το 1932, ο Λαντάου διατύπωσε την ιδέα των “άστρων νετρονίων”, αντικειμένων με εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα και πολύ μικρό μέγεθος. Η πυκνότητα ενός τέτοιου άστρου είναι εκατοντάδες τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού, η ακτίνα του περίπου δέκα χιλιόμετρα και η βαρύτητα στην επιφάνειά του δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη βαρύτητα της Γης.

Ο Λαντάου σκέφθηκε να χρησιμοποιήσει την ιδέα αυτή για να εξηγήσει την πηγή ενέργειας του Ήλιου και των συνηθισμένων άστρων….Είναι αλήθεια ότι, κατά τη δεκαετία του 1920, ο Βρετανός αστρονόμος Arthur Eddington είχε υποστηρίξει πως η τεράστια ενέργεια που απελευθερώνεται από το άστρο μας έχει πυρηνική προέλευση. Ωστόσο, η ακριβής σειρά των πυρηνικών αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του Ήλιου διαλευκάνθηκε μόλις το 1938 από τον Αλσατό φυσικό Hans Bethe, που είχε καταφύγει στις ΗΠΑ. Στις αρχές, όμως, της δεκαετίας του 1930, το ερώτημα παρέμενε ακόμη ανοιχτό.
Ο Λαντάου φαντάστηκε ότι στην καρδιά του Ήλιου υπάρχει ένα μικρό άστρο νετρονίων. Κάτω από την πανίσχυρη έλξη του βαρυτικού πεδίου του, τα εσωτερικά στρώματα του Ήλιου πέφτουν προς τα μέσα με ταχύτητα που μπορεί να φτάσει το ένα τέταρτο της ταχύτητας του φωτός. Τη στιγμή που συντρίβονται πάνω στη σκληρή επιφάνεια του νετρονιακού αντικειμένου, η κινητική ενέργειά τους μετατρέπεται σε θερμότητα, που “σηκώνει” το βάρος των ανώτερων στρωμάτων του Ήλιου πριν ακτινοβοληθεί, τελικά, από την επιφάνειά του. Αυτή η διεργασία μετατρέπει 10% περίπου της ύλης σε ενέργεια, έχει δηλαδή τριάντα φορές μεγαλύτερη απόδοση από τις αντιδράσεις θερμοπυρηνικής σύντηξης του υδρογόνου. Αυτή η ασυνήθιστα μεγάλη απόδοση της μετατροπής ύλης σε ενέργεια θα επέτρεπε στον ήλιο να λάμπει επί δισεκατομμύρια χρόνια. Με άλλα λόγια, η ενέργεια του Ήλιου θα είχε βαρυτική προέλευση, όπως ακριβώς η ενέργεια των υδροηλεκτρικών εργοστασίων που τροφοδοτούνται από τις υδατοπτώσεις.
Ο Λαντάου έστειλε το άρθρο του στον επιφανή Δανό φυσικό Niels Bohr ζητώντας του να το υποβάλλει στο έγκριτο βρετανικό περιοδικό Nature. Φρόντισε επίσης ώστε οι εκδότες της επίσημης σοβιετικής εφημερίδας Ιζβέστια να ζητήσουν κάποια σχόλια από τον Bohr. Αν και βρέθηκε σε δύσκολη θέση, ο Bohr απάντησε αμέσως ότι το άρθρο του φαινόταν εξαιρετικά ενδιαφέρον και πρωτότυπο, και μια εβδομάδα αργότερα, η απάντησή του δημοσιευόταν σε ένα εγκωμιαστικό άρθρο της Ισβέστια για τον Λαντάου. Ωστόσο, παρά τη θεαματική προβολή του, ο Λαντάου δεν απέφυγε αυτό που φοβόταν. Λίγους μήνες αργότερα, φυλακίστηκε με την κατηγορία της κατασκοπίας, στην πραγματικότητα όμως λόγω της κριτικής του προς την κυβέρνηση της Σοβιετικής Ένωσης. Χρειάστηκε η άμεση παρέμβαση του Πιοτρ Καπίτσα, του καλύτερου Σοβιετικού πειραματικού φυσικού της εποχής του, απευθείας στον Στάλιν, για να ελευθερωθεί ο ο Λαντάου έναν χρόνο αργότερα. Λίγα χρόνια πριν, ο Καπίτσα είχε ανακαλύψει στο εργαστήριό του το φαινόμενο της υπερρευστότητας, δηλαδή της πλήρους απουσίας εσωτερικής τριβής που χαρακτηρίζει μερικά υγρά σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Για να επιτύχει την απελευθέρωση Λαντάου, ο Καπίτσα τόνισε ότι ο νεαρός φυσικός ήταν ο μόνος Σοβιετικός επιστήμονας που είχε την ικανότητα να εξηγήσει το μυστήριο αυτής της παράδοξης ιδιότητας και να αποδείξει, έτσι, την υπεροχή της σοβιετικής επιστήμης. Ο Λαντάου ελευθερώθηκε και, χάρη στη συμβολή του, λίγα χρόνια αργότερα, στην κατανόηση της υπερρευστότητας, τιμήθηκε με το βραβείο Νομπέλ φυσικής το 1962…………
πηγή: Νίκος Πράντζος “Η περιπέτεια του μέλλοντος, Σενάρια και προοπτικές του ανθρώπου στο Σύμπαν“, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης

Ο Νίκος Πράντζος είναι αστροφυσικός κάτοχος Doctorat d’ Etat στην πυρηνική αστροφυσική του Πανεπιστημίου Paris 7. Είναι ερευνητής στο Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών της Γαλλίας (CNRS) και από το 1986 εργάζεται στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Παρισιού πάνω σε θέματα αστρικής και γαλαξιακής εξέλιξης και αστρονομίας ακτίνων γ.  Διδάσκει στο μεταπτυχιακό τμήμα Αστροφυσικής του Πανεπιστημίου Paris 6. Για την ερευνητική του δραστηριότητα του απονεμήθηκε το βραβείο της γαλλικής Αστρονομικής Ένωσης το 1994. Έχει δημοσιεύσει τέσσερα βιβλία εκλαίκευσης της αστρονομίας στα γαλλικά, που έχουν μεταφραστεί σε πολλές γλώσσες και έχουν αποσπάσει τιμητικές διακρίσεις. Η γαλλική έκδοση του βιβλίου “Η περιπέτεια του μέλλοντος” τιμήθηκε με το βραβείο “Jean Rostand” το 1999.   Για το σύνολο του εκλαϊκευτικού του έργου τιμήθηκε το 2004 από το Γαλλικό Κοινοβούλιο.