Ο Αστροφάγος και η μάζα των νετρίνων

Ο «Αστροφάγος» (Astrophage) είναι ένας φανταστικός εξωγήινος μονοκύτταρος οργανισμός που εμφανίζεται στο βιβλίο (και ταινία) επιστημονικής φαντασίας με τίτλο «Αποστολή Χαίρε Μαρία (Project Hail Mary)» του Andy Weir. Ο Αστροφάγος επιβιώνει καταναλώνοντας το φως των άστρων μειώνοντας τη φωτεινότητά τους, κινούμενος μεταξύ ηλιακών συστημάτων. Σύμφωνα με το βιβλίο η εμφάνιση και η δραστηριότητά του στο πλανητικό μας σύστημα απειλούν τη ζωή στην Γη, καθώς μειώνει την ηλιακή ενέργεια που φτάνει στον πλανήτη, προκαλώντας μια νέα εποχή παγετώνων. Ο Αστροφάγος, αφού απορροφήσει και αποθηκεύσει την ηλιακή ενέργεια, στη συνέχεια καταφέρνει να την μετατρέψει σε ύλη … δημουργώντας νετρίνα στο εσωτερικό του. Για να ταξιδέψει στο διάστημα χρησιμοποιεί την ενέργεια που προκύπτει από την εξαύλωση των νετρίνων(*). Η ενέργεια αυτή εκπέμπεται από το κύτταρό του με την μορφή εστιασμένου υπέρυθρου φωτός που του δίνει ώθηση!

Παραβλέποντας ερωτήματα, όπως για παράδειγμα, «πώς ο Αστροφάγος μετατρέπει σε ύλη (νετρίνα) το φως των άστρων που καταναλώνει», «πώς γίνεται να αποθηκευθούν τα νετρίνα στο εσωτερικό του», «πώς καταφέρνει να ελέγξει το πότε θα αρχίσει η εξαΰλωση των νετρίνων» και πολλά άλλα … ας δούμε αν μπορούμε να εκτιμήσουμε την μάζα των νετρίνων από το μήκος κύματος της ακτινοβολίας που εκπέμπει ο Αστροφάγος για την προώθησή του.

Η εξαΰλωση των νετρίνων, σύμφωνα με το μυθιστόρημα, δημιουργεί υπέρυθρη ακτινοβολία με μήκος κύματος 25,984 μm, γνωστή στο βιβλίο ως «Γραμμή Πέτροβα» προς τιμήν του φανταστικού χαρακτήρα που την ανακάλυψε, της Ρωσίδας αστρονόμου Irina Petrova.

Η Irina Petrova, σύμφωνα με το μυθιστόρημα, είναι η πρώτη επιστήμονας στην Γη που παρατηρεί και αποδεικνύει ότι η συνολική ενέργεια και φωτεινότητα του Ήλιου μειώνεται με ταχύ ρυθμό. Ψάχνοντας να βρει πού πάει όλη αυτή η χαμένη ενέργεια, αναλύει τα φάσματα εκπομπής γύρω από τον Ήλιο και ανακαλύπτει στο διάστημα μια εξαιρετικά αμυδρή, αλλά σταθερή υπέρυθρη ακτινοβολία με μήκος κύματος ακριβώς στα 25,984 μm. Το πιο παράξενο στην ανακάλυψή της ήταν ότι παρατηρούσε την εκπομπή αυτής της «γραμμής» υπέρυθρης ακτινοβολίας στην περιοχή του πλανητικού μας συστήματος μεταξύ του Ήλιου και της Αφροδίτης. Όπως αποδείχθηκε αργότερα στο μυθιστόρημα, αυτή η «γραμμή» που παρατήρησε η Petrova δεν ήταν τίποτα άλλο από το συλλογικό καυσαέριο τρισεκατομμυρίων μικροοργανισμών, των Αστροφάγων. Αυτοί οι μικροοργανισμοί ταξίδευαν μαζικά από τον Ήλιο (όπου μάζευαν ενέργεια) προς την Αφροδίτη (όπου έβρισκαν το διοξείδιο του άνθρακα που χρειάζονταν για να αναπαραχθούν), εκπέμποντας αυτό το υπέρυθρο φως για να προωθηθούν.

Μέχρι πριν μερικές δεκαετίες οι φυσικοί πίστευαν ότι τα νετρίνα δεν έχουν καθόλου μάζα. Το γεγονός ότι τα νετρίνα έχουν μάζα προέκυψε από την ανακάλυψη των ταλαντώσεών τους το 1998 – μια αλλαγή της «γεύσης» τους, που είναι δυνατή μόνο εφόσον η μάζα τους δεν είναι μηδενική. Σύμφωνα με τις τελευταίες μετρήσεις του πειράματος KATRIN η μάζα του νετρίνου δεν υπερβαίνει τα 0,45 ηλεκτρονιοβόλτ (eV) ή 8,02 \cdot 10^{-37} \text{ kg}. Χρησιμοποιώντας το μήκος κύματος Petrova \lambda  = 25,984 \cdot 10^{-6} m, από τις σχέσεις E=mc^2 και E=hc/\lambda, προκύπτει ότι η μάζα των νετρίνων που εξαϋλώνονται είναι m = \frac{h}{\lambda \cdot c}=8,5 \cdot 10^{-38} \text {kg}=0,047 \, \text{eV}(**). H τιμή λοιπόν που επέλεξε ο Andy Weir για την μάζα των νετρίνων στο βιβλίο του είναι δέκα φορές μικρότερη από το άνω όριο που έθεσε το πείραμα KATRIN.

(*) Στο βιβλίο τα νετρίνα στον Αστροφάγο θεωρούνται ως σωματίδια Majorana, δηλαδή ότι είναι ταυτόχρονα και το αντισωματίδιο του εαυτού τους.
(**) Η «γραμμή Petrova» είναι ακριβώς το μήκος κύματος Compton του νετρίνου που χρησιμοποιεί ο Αστροφάγος (λ=h/mc).

διαβάστε περισσότερες σχετικές λεπτομέρειες:
1. How accurate is the science in Project Hail Mary? – https://www.scientificamerican.com/article/how-accurate-is-the-science-in-project-hail-mary/
2. What ‘Project Hail Mary’ gets right – and wrong – about astrophysics, according to an astrophysicist – https://www.planetary.org/planetary-radio/book-club-andy-weir
3. Andy Weir and Project Hail Mary – https://news.northeastern.edu/2026/03/19/project-hail-mary-accuracy-astrophysics

δείτε την ταινία: ΑΠΟΣΤΟΛΗ ΧΑΙΡΕ ΜΑΡΙΑ (Project Hail Mary) 



Κατηγορίες:ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑ, ΣΙΝΕΜΑ

Ετικέτες: , , , ,

Σχολιάστε

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.