Ιδιοφυώς

ΚΑΤΑΣΤΡΕΦΕΤΑΙ ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ. ΠΩΣ; ΘΑ ΑΝΑΓΕΝΝΗΘΕΙ;

Universe distruction article

Εισαγωγή

Το Σύμπαν δημιουργήθηκε πριν από 13,8 δισ. Έτη, κατά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang), όταν άρχισε να επεκτείνεται από μια αρχική φάση ψηλής πυκνότητας και ψηλής θερμοκρασίας. Νέες κοσμολογικές μελέτες υπολογίζουν την ηλικία του περίπου 500 εκατ. έτη πιο πίσω. Tο Σύμπαν από τη γένεσή του διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Είναι επιστημονικά δεκτό ότι η διαστολή προκαλείται απ’ τη σκοτεινή ενέργεια.

Το τέλος του Σύμπαντος – Τρεις θεωρίες

1η θεωρία ή «Θεωρία της Μεγάλης Ψύξης»

Η επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος οδηγεί σταδιακά στην ψύξη του. Οι γαλαξίες θα απομακρύνονται ο ένας από τον άλλον, όλο και περισσότερο. Έτσι θα παγώσουν και θα σβήσουν, το δε Σύμπαν θα μετατραπεί σε ένα απόλυτα σκοτεινό και ψυχρό κόσμο.

2η θεωρία ή «Θεωρία της Μεγάλης Σχάσης»

Η διαστολή θα τεντώνει το Σύμπαν, με αποτέλεσμα τελικά το τέντωνα, λόγω της διαστολής να το διαρρήξει, να το «σκίσει» και να το καταστρέψει.

3η θεωρία ή «Θεωρία της Μεγάλης Σύνθλιψης»

Σε κάποια στιγμή η διαστολή θα σταματήσει και η βαρύτητα θα υποχρεώσει το Σύμπαν να καταρρεύσει και να αυτοκαταστραφεί, δημιουργώντας ταυτόχρονα τις συνθήκες για την εκδήλωση μιας νέας Μεγάλης Έκρηξης που θ’ αναγεννήσει ένα καινούργιο Σύμπαν.

Η επικρατέστερη θεωρία

 Νέες ενδείξεις για την εξέλιξη της σκοτεινής ενέργειας ενισχύουν τη θεωρία της Μεγάλης Σύνθλιψης. Οι ενδείξεις αυτές στηρίζονται σε μεγάλου βάθους χάρτες του Σύμπαντος με χρήση δεδομένων που συλλέχθηκαν από το Φασματοσκοπικό Όργανο Σκοτεινής Ενέργειας (DESI). Πιο συγκεκριμένα, το Όργανο διαθέτει 5.000 ρομποτικά μάτια που συλλέγουν φως από εκατομμύρια γαλαξίες οι οποίοι καλύπτουν το ένα τρίτο του ουρανού. Το φως αυτό στη συνέχεια αναλύεται σε ένα φάσμα χρωμάτων, και επιτρέπουν στους επιστήμονες να μετρήσουν τη διαστολή του Σύμπαντος σε δισεκατομμύρια χρόνια. Μετρούν μια αλλαγή στο μήκος κύματος του φωτός που ονομάζεται «μετατόπιση ερυθρού».

Το σπουδαίο θέμα είναι ότι τα αποτελέσματα συνηγορούν στο ότι «με την πάροδο του χρόνου η επίδραση της σκοτεινής ενέργειας φθίνει», που σημαίνει ότι εξελίσσεται μεν αλλά δεν είναι καταλυτική ώστε να οδηγεί στις άλλες δύο θεωρίες. Δηλαδή, η σκοτεινή ενέργεια τελικά είναι μεταβαλλόμενη και όχι σταθερή.

Η ανακάλυψη της μεταβαλλόμενης σκοτεινής ενέργειας –  εξίσου επαναστατική όσο και  η ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος – θα επιβεβαιωθεί με αναλύσεις δεδομένων που ακολουθούν… κι έτσι θα ξέρουμε τη μοίρα του Σύμπαντος!

Δηλαδή, αν ισχύει η 3η θεωρία, τότε το Σύμπαν θα μοιάσει με την ανακύκλωση ζωής στον πλανήτη όπου με την καταστροφή του σπόρου αναδημιουργείται το νέο φυτό.

ΚΑΤΑΣΤΡΕΦΕΤΑΙ Η ΓΗ. ΠΩΣ; ΣΩΖΕΤΑΙ;

Εισαγωγή

Ο πλανήτης γη αναπόδραστα καταστρέφεται. Οι ρύποι έχουν δημιουργήσει πυκνή ομπρέλα στην ατμόσφαιρα, που παγιδεύει το φως του ηλίου με αποτέλεσμα το φαινόμενο του θερμοκηπίου, Ανέρχεται επικίνδυνα η μέση θερμοκρασία του πλανήτη, προκαλούνται εύκολα πυρκαγιές, ξηραίνεται η γη, επιτείνεται η βιαιότητα καιρικών φαινομένων (με καύσωνες το καλοκαίρι και με κυκλώνες κ.ά. τον χειμώνα), στην Αφρική θα παρατηρούνται θερμοκρασίες 70+ βαθμών, μαζικές μεταναστεύσεις προς τα βόρεια.

Οι παγετώνες των πόλων θα λιώνουν συνεχώς και δεν επανασχηματίζονται, η δε άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα «καταπίνει» παράκτια εδάφη και θα απειλεί παράκτιες πόλεις σε βαθμό που πολλοί πληθυσμοί θα χρειάζονται μετακίνηση.

Το Πρωτόκολλο του Κιότο

Το Πρωτόκολλο του Κιότο του 1990 ήταν ο μόνος «οδικός χάρτη», με τα αναγκαία  βήματα για τη μακροπρόθεσμη αντιμετώπιση της αλλαγής του κλίματος, λόγω των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Δεσμεύτηκαν κράτη να ελαττώσουν τις εκπομπές την πρώτη περίοδο ανάληψης υποχρεώσεων (2008-2012) κατά ένα συγκεκριμένο στόχο, σε σχέση με τις εκπομπές του 1990 (ή του 1995 για ορισμένα αέρια). Σχεδόν όλες οι χώρες υπέγραψαν το Πρωτόκολλο αλλά μόνο η Ε.Ε. έχει σχέδιο εφαρμογής.

Το φυσικό αέριο και τα ΑΠΕ βοηθούν αλλά λίγο

Το φυσικό αέριο εκπέμπει λιγότερους ρύπους αλλά δεν συνιστά λύση. Τα φωτοβολταϊκά ηλίου και οι άλλες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ΑΠΕ, βοηθούν αλλά δεν μπορούν να καλύψουν πλήρως τις ενεργειακές ανάγκες ενός πληθυσμού που συνεχώς αυξάνει.

Χρειάζεται μια ριζοσπαστική επιστημονική λύση, αλλιώς ο πλανήτης καταστρέφεται. Η πιο ευφάνταστη ιδέα είναι να δημιουργηθεί στη γη ένας μικρός τεχνητός ήλιος, δηλαδή ένα μείζον φιλόδοξο σχέδιο για παραγωγή ενέργειας, με τον ίδιο τρόπο που παράγεται στον ήλιο και συγκεκριμένα με σύντηξη υδρογόνου με μια πολύπλοκη μηχανή όπως ανέφερε ο επιστήμων Laban Coblentz. Το ζητούμενο είναι να αποδείξει η Ομάδα επιστημόνων τη δυνατότητα αξιοποίησης της πυρηνικής σύντηξης – της ίδιας αντίδρασης που τροφοδοτεί τον Ήλιο και τα αστέρια – σε βιομηχανική κλίμακα επί γης.

Κατασκευή θαλάμου μαγνητικού περιορισμού

Είναι γι’ αυτό που αποφασίστηκε να κατασκευαστεί στη νότια Γαλλία ο μεγαλύτερος θάλαμος μαγνητικού περιορισμού στον κόσμο, η Tokamak, για την παραγωγή καθαρής ενέργειας. Η συμφωνία για το έργο του Διεθνούς Θερμοπυρηνικού Πειραματικού Αντιδραστήρα (ITER) υπογράφηκε στη Γαλλία το 2006 από τις ΗΠΑ, την ΕΕ, τη Ρωσία, την Κίνα, την Ινδία και τη Νότια Κορέα, ενώ σήμερα συνεργάζονται 35 χώρες. Όταν ολοκληρωθεί ο αντιδραστήρας θα ζυγίζει 23.000 τόνους και θα αντέχει σε θερμοκρασίες έως και 150 εκατομ. °C. Θα πρόκειται για ένα τιτάνιο υπερεθνικό εργαστήριο.

Πυρηνική σύντηξη και πώς λύνεται το ενεργειακό πρόβλημα της γης

Κατά την πυρηνική σύντηξη, δύο ελαφροί ατομικοί πυρήνες συντήκονται για να σχηματίσουν έναν ενιαίο πυρήνα βαρύτερο. Κατά τη σύντηξη αυτή απελευθερώνεται μια τεράστια ποσότητα ενέργειας.

Στην περίπτωση του Ήλιου, τα άτομα υδρογόνου που συντήκονται στον πυρήνα του συγχωνεύονται από την τεράστια βαρυτική πίεση.

Στη Γη διερευνώνται δύο κύριες μέθοδοι για την παραγωγή ενέργειας μέσω σύντηξης.

1η Μέθοδος σύντηξης – βομβαρδισμός δευτερίου και τριτίου με λέιζερ

Λαμβάνεται  ένα πάρα πολύ μικρό κομμάτι από δύο μορφές υδρογόνου: το δευτέριο και το τρίτιο. Αυτά βάλλονται/ πυροβολούνται με ακτίνες λέιζερ. Έτσι, συνθλίβεται η  πίεση, και τότε αν προστεθεί εξωγενής θερμότητα προκύπτει μια έκρηξη ενέργειας,

E = mc²   (τύπος του Αϊνστάιν)

c = η ταχύτητα του φωτός στο κενό = σχεδόν 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο

δηλαδή μια μικρή μάζα (m) παρέχει μια φοβερά μεγάλη ποσότητα ενέργειας (Ε), στο του τετραγώνου των 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο (ταχύτητα του φωτός c).

2η Μέθοδος σύντηξηςΣύντηξη με μαγνητικό περιορισμό

Ο τομέας ερευνά τη φυσική των τοκαμάκ εδώ και περίπου 70 χρόνια, από τότε που τα πρώτα πειράματα σχεδιάστηκαν στη Ρωσία στις δεκαετίες του 1940 και του ’50. Σε ένα πολύ μεγάλο θάλαμο, 800 m³, τοποθετείται μια πολύ μικρή ποσότητα καυσίμου -2 έως 3 g καυσίμου, δηλαδή δευτέριου και τρίτιου – και θερμαίνεται στα 150 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου – μέσω διαφόρων συστημάτων θέρμανσης. Στη θερμοκρασία αυτή η ταχύτητα αυτών των σωματιδίων είναι τόσο υψηλή ώστε αντί να απωθούνται μεταξύ τους με το θετικό τους φορτίο, ενώνονται και συντήκονται. Και όταν συντήκονται, εκπέμπουν ένα σωματίδιο άλφα και ένα νετρόνιο.

1η Σημείωση Το δευτέριο ή υδρογόνο-2 (σύμβολο D ή ²H,  γνωστό ως βαρύ υδρογόνο) είναι το ένα από δύο (2) σταθερά ισότοπα του υδρογόνου. Η αφθονία του στους ωκεανούς της Γης είναι περίπου 1 άτομο δευτερίου ανά 6.420 άτομα υδρογόνου-1 (που ονομάζεται και «πρώτιο»). Ο πυρήνας του δευτερίου, που ονομάζεται «δευτερόνιο», περιέχει ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο, ενώ αυτος του κανονικού υδρογόνου (πρώτιου) δεν περιέχει νετρόνιο. Το δευτέριο καταστρέφεται στο εσωτερικό των άστρων ταχύτερα απ’ ό,τι παράγεται, και επειδή άλλες φυσικές διεργασίες παράγουν μόνο ασήμαντες (σχετικά) ποσότητες δευτερίου, θεωρείται ότι σχεδόν όλο το δευτέριο που βρίσκεται στη φύση παράχθηκε από τη Μεγάλη Έκρηξη, πριν περίπου 13,8 δισεκατ. χρόνια.

 2η Σημείωση  Το τρίτιο ή υδρογόνο-3 (σύμβολο T ή ³H, γνωστό ως υπερβαρύ υδρογόνο) είναι ένα ραδιενεργό ισότοπο του υδρογόνου. Ο πυρήνας του τρίτιου (ή «τριτόνιου»), περιέχει ένα (1) πρωτόνιο και δύο (2) νετρόνια. Το τρίτιο είναι πολύ σπάνιο στη Γη, όπου ιχνοποσότητες του ισοτόπου σχηματίζονται κατά την επίδραση κοσμικής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα του πλανήτη.

Στο tokamak τα φορτισμένα σωματίδια περιορίζονται από ένα μαγνητικό πεδίο, εκτός από τα υψηλής ενέργειας νετρόνια που διαφεύγουν και χτυπούν το τοίχωμα του θαλάμου, μεταφέρουν τη θερμότητά τους και έτσι θερμαίνουν το νερό που τρέχει πίσω από το τοίχωμα. Η ενέργεια θα μπορεί να αξιοποιηθεί από τον παραγόμενο ατμό που κινεί τεράστια τουρμπίνα. Τα πρώτα τοκαμάκ ήταν μικρές, επιτραπέζιες συσκευές, αλλά για να εξασφαλισθεί καθαρή ισχύ σύντηξης χρειάζεται ένας μεγάλος θάλαμος (800 m³).

Τα πλεονεκτήματα της σύντηξης

Τα πυρηνικά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας υπάρχουν από τη δεκαετία του 1950. Σε εκείνα γινόταν αντίδραση της σχάσης, όπου το άτομο διασπάται και απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας. Η σχάση είναι ήδη δοκιμασμένη μέθοδος, με περισσότερους από 400 αντιδραστήρες σχάσης να λειτουργούν σήμερα στον πλανήτη. Ωστόσο η καταστροφική τήξη του αντιδραστήρα 4 στο Τσερνομπίλ απέδειξε ότι τέτοιοι αντιδραστήρες δεν είναι χωρίς κίνδυνο τεράστιων καταστροφών. Επιπλέον, υπάρχει και το κρίσιμο ζήτημα για την ασφαλή διαχείριση τεράστιων ποσοτήτων ραδιενεργών αποβλήτων, που θάβονται βαθιά στο υπέδαφος σε γεωλογικούς αποθεσιοθαλάμους.

Αντίθετα, ο ITER επιβεβαιώνει ότι μια μονάδα σύντηξης παρόμοιας κλίμακας θα παράγει ενέργεια από πολύ μικρότερη ποσότητα, μόλις λίγων γραμμαρίων υδρογόνου. Με μόλις 3 γραμμάρια υλικού σε μια μονάδα σύντηξης, το δευτέριο και το τρίτιο, εξάγεται μη ραδιενεργό ήλιο και ένα νετρόνιο, χωρίς ενεργειακά απόβλητα.

Δυσκολίες στο πρόγραμμα ITER

Οι πυρηνικοί αυτοί αντιδραστήρες για σύντηξη είναι πολύ δύσκολο να κατασκευαστούν, Δύσκολος κι ο τρόπος να επιτευχθεί θερμοκρασία 150 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου. Το εγχείρημα είναι γιγαντιαίο και περίπλοκο. Το αρχικό χρονοδιάγραμμα για πλήρη  λειτουργία μετακινείται από το 2025 στο 2035 (το COVID-19 οδήγησε σε μετατόπιση). Επιπλέον το κόστους του έργου από 5 δισεκ. ευρώ θα ξεπεράσει τα 20 δισεκ. ευρώ. Η ελπίδα είναι να παραμείνει όσο το δυνατόν πιο κοντά στον στόχο του 2035.

Διεθνής συνεργασία και ευχή να προληφθεί η καταστροφή της γης

Οι 35 χώρες που θα συνεργάζονται με 40ετή δέσμευση δεν είναι ιδεολογικά ευθυγραμμισμένες (Κίνα, Ε.Ε., ΗΠΑ, Κορέα) και ίσως υπάρξουν κόντρες ή αψιμαχίες. Η άφθονη παροχή ενέργειας από τη σύντηξη απέχει ακόμη πολύ. Ο ITER παραδέχεται ότι το έργο του αποτελεί τη μακροπρόθεσμη απάντηση στις ενεργειακές ανησυχίες. Η ενέργεια σύντηξης μπορεί να διαδραματίσει άριστο ρόλο… αλλά στο απώτερο μέλλον.

Δρ Ιωσήφ Σ. Ιωσηφίδης
Επίτιμος Αντιπρόεδρος Συνδέσμου Πολιτισμού Ελλάδας Κύπρου
τέως Πρόεδρος Ένωσης Λογοτεχνών Κύπρου