|
|
 |
Νέες απαρχές
|
|
|
|
|
|
|
Η Μεγάλη Έκρηξη συνήθως θεωρείται ως η απαρχή των πάντων ―του χρόνου συμπεριλαμβανομένου―, οπότε τα ερωτήματα σχετικά με το τι συνέβη πριν από αυτή είναι άνευ νοήματος. Τελευταία, όμως, πληθαίνουν οι εξωτικές θεωρίες που προτείνουν την ύπαρξη μιας εποχής πριν από την Μεγάλη Έκρηξη. Από τις θεωρίες υποδηλώνεται ότι ενδεχομένως να υπάρχουν υπολείμματα της εν λόγω εποχής, τα οποία η επόμενη γενιά τηλεσκοπίων θα μπορούσε να τα ανιχνεύσει.
Σύμφωνα με το συμβατικό σκεπτικό της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης, το Σύμπαν αναδύθηκε από ένα σημείο άπειρης ενέργειας και πυκνότητας, μια χωροχρονική ανωμαλία καταρρέουν οι νόμοι της φυσικής. Το Σύμπαν στη συνέχεια υπέστη μια «πληθωριστική διαστολή» ―κατά τις πρώτες στιγμές διαστελλόταν με ταχύτητα πολύ μεγαλύτερη από αυτή του φωτός. «Διαπλατύνοντας» τον Κόσμο σχεδόν ομοιόμορφα, η πληθωριστική θεωρία επέλυσε μια πλειάδα γρίφων, όπως το γιατί ο χωρόχρονος είναι «επίπεδος» και το φως διαδίδεται συνήθως σε ευθείες και όχι στρεβλωμένες γραμμές ―ήτοι, ο πληθωρισμός εξομάλυνε τις «καμπύλες» του πρώιμου Σύμπαντος. Οι ρυτιδώσεις δε οι οποίες εμφανίστηκαν κατά την πληθωριστική φάση διαστολής του Σύμπαντος μπορούν να εξηγήσουν το γενικό πρότυπο, ή τη δομή, των γαλαξιών που παρατηρούμε σήμερα.
Παρατηρήσεις της ακτινοβολίας του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου ―η κατάλοιπη θερμότητα της Μεγάλης Έκρηξης― έχουν επαληθεύσει αρκετές γενικές προβλέψεις του πληθωριστικού μοντέλου. Όμως, ο πληθωρισμός θα έπρεπε να είχε προκαλέσει ισχυρά βαρυτικά κύματα, τα οποία με τη σειρά τους θα έπρεπε να είχαν «παραμορφώσει» την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία με τρόπους που θα μπορούσαν να ανιχνευθούν. Ωστόσο, τα τηλεσκόπια δεν έχουν παρατηρήσει ακόμη τέτοιες παραμορφώσεις, με συνέπεια να αποκλείωνται αρκετά πληθωριστικά μοντέλα. Επιπρόσθετα, οι επικριτές ισχυρίζονται πως οι θεωρίες που υπόκεινται στην ιδέα του πληθωρισμού υποδηλώνουν ότι ο πληθωρισμός αποτελεί μια αιώνια διαδικασία• προβλέπουν ότι παράγει έναν άπειρο αριθμό «φυσαλίδων» χώρου με διαφορετικές ιδιότητες, κάτι όμως που απαιτεί περισσότερο πολύπλοκες θεωρίες οι οποίες να εξηγούν γιατί ζούμε σε μια φυσαλίδα με την επιπεδότητα και τη δομή που παρατηρούμε.
Τα τελευταία 15 χρόνια, εμφανίστηκαν ενδιαφέρουσες θεωρίες οι οποίες προϋπέθεταν την ύπαρξη μιας εποχής πριν από την Μεγάλη Έκρηξη, κατά την οποία το Σύμπαν μας υπέστη συστολή ακολουθούμενη από μια «αναπήδηση». Οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι το «εκπυρωτικό» σενάριο (από την εκπύρωση, όρο δανεισμένο από την κοσμολογία του Ηράκλειτου και των Στωικών, η οποία αναφέρεται στην καταστροφή του Κόσμου διά της μεταβολής των πάντων σε πυρ και την εξ αυτού αναγέννησή του), που προτάθηκε το 2001, θα μπορούσε να παραγάγει επιτυχώς τη δομή του σημερινού επίπεδου Σύμπαντος καθώς και τα λοιπά χαρακτηριστικά του. Το κυκλικό μοντέλο, που το 2002 προέκυψε από το εκπυρωτικό μοντέλο, εξηγεί και την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας, η οποία θεωρείται υπεύθυνη για την, επί του παρόντος, επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος [βλ. Gabriele Veneziano, «Ο μύθος της αρχής του Χρόνου», Scientific American - Ελληνική Έκδοση, Ιούλιος 2004].
Ωστόσο, τούτα τα μοντέλα αναπήδησης δεν έχουν πείσει πολλούς θεωρητικούς. Τα εν λόγω σενάρια προϋποθέτουν ότι ρυτιδώσεις πριν από την Μεγάλη Έκρηξη διήλθαν επιτυχώς το τρομακτικό φραγμό μιας ανωμαλίας, εκκινώντας τη δόμηση του τωρινού Σύμπαντος, μια ιδέα «για την οποία οι περισσότεροι κοσμολόγοι διατηρούν σημαντικές επιφυλάξεις», όπως παραδέχεται ο Paul Steinhardt, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, ο οποίος μαζί με τον Neil Turok, θεωρητικό φυσικό του Πανεπιστημίου του Καίμπριτζ, συνεισέφερε στην ανάπτυξη των εκπυρωτικών και κυκλικών μοντέλων. Επιπλέον, τα μοντέλα ήταν αρχικά διατυπωμένα με όρους της θεωρίας χορδών, την οποία πολλοί επιστήμονες περιφρονούν, καθότι αξιώνει την ύπαρξη πρόσθετων διαστάσεων, πέρα από αυτές του χώρου και του χρόνου.
Παρ’ όλα αυτά, τους τελευταίους μήνες παρατηρήθηκε μια «έκρηξη» νέων μοντέλων αναπήδησης. Κατά εντυπωσιακό τρόπο, τα μοντέλα αυτά εμφανίστηκαν με πολλές διαφορετικές μορφές, κάποια εκ των οποίων μάλιστα παρακάμπτουν την ιδέα της αρχικής ανωμαλίας, ενώ κανένα δεν απαιτεί την ύπαρξη διαστάσεων πέρα από αυτές του χώρου και του χρόνου. «Επικρατεί μεγάλος σκεπτικισμός σε ό,τι αφορά την αναπήδηση, ενδεχομένως εξαιτίας της θεωρίας χορδών», παραδέχεται ο Steinhardt. «Τούτα τα νέα αποτελέσματα χρησιμοποιούν πιο οικεία φυσική και πιθανότατα θα πείσουν περισσότερους κοσμολόγους ―ακόμα και αυτούς που δεν θέλουν να παραδεχτούν την ύπαρξη πρόσθετων διαστάσεων― ότι υπάρχουν ρεαλιστικές εναλλακτικές προτάσεις στον πληθωρισμό».
Για παράδειγμα, δύο από τα μοντέλα, προκειμένου να αποφύγουν την ανωμαλία της Μεγάλης Έκρηξης, προτείνουν ότι ουσιαστικά το προηγούμενο Σύμπαν δεν κατέρρευσε σε ένα σημείο εξαιτίας κάποιας ισχυρής ώθησης. Η εν λόγω δύναμη προέρχεται από ένα «συμπύκνωμα-φάντασμα», ένα ρευστό εξωτικών σωματιδίων το οποίο θεωρητικά μπορεί να ασκήσει περισσότερη πίεση ακόμα και από την σκοτεινή ενέργεια. Τα παραπάνω σενάρια προήλθαν ανεξάρτητα από τον θεωρητικό φυσικό Burt Ovrut, του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνιας, και τους συναδέλφους του, και τον κοσμολόγο Paolo Creminelli, του Διεθνούς Κέντρου Abdus Salam για την Θεωρητική Φυσική, σε συνεργασία με τον Leonardo Senatore, κοσμολόγο του Πανεπιστημίου Harvard.
Ένας άλλος τρόπος αποφυγής της ανωμαλίας θα μπορούσε να είναι η ενδογενής φύση του χωροχρόνου. Βασιζόμενος στην κβαντική βαρύτητα βρόχων ―μια εναλλακτική θεωρία αυτής των χορδών―, ο Martin Bojowald, θεωρητικός φυσικός του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνιας, υπολογίζει ότι, στις εξαιρετικά μικροσκοπικές κλίμακες, ο χωρόχρονος μπορεί να γίνει ελκτικός, αποτρέπόντας την κατάρρευσή του. Συνέπεια της υπόθεσής του αποτελεί αυτό που αποκαλεί «κοσμική λήθη», βάσει της οποίας το Σύμπαν μετά την Μεγάλη Έκρηξη ξεχνά κάποιες από τις προηγούμενες ιδιότητές του και αποκτά νέες, ανεξάρτητες από όσες διέθετε προηγουμένως.
Τα νέα μοντέλα αναπήδησης καταλήγουν σε «μεταεκρηξιακά» (ή «μετά Μεγάλη Έκρηξη») βαρυτικά κύματα, πολύ ασθενέστερα από αυτά που παράγει ο πληθωρισμός ―κατά 50 τάξεις μεγέθους. Εάν τα περισσότερο ευαίσθητα μελλοντικά τηλεσκόπια ―το Planck Surveyor, λόγου χάρη― αποτύχουν να εντοπίσουν τις παραμορφώσεις στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο που υποτίθεται ότι δημιούργησαν ο πληθωρισμός και τα βαρυτικά κύματά του, τότε αυτά τα «μηδενικά» αποτελέσματα θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την ιδέα μιας εποχής πριν από την Μεγάλη Έκρηξη. «Επί του παρόντος, νομίζω ότι είναι δίκαιο να πούμε ότι ο πληθωρισμός είναι πιο πειστικός», διατείνεται ο Creminelli, και συνεχίζει: «Στο τέλος, βέβαια, αυτός που θα αποφασίσει μεταξύ των εναλλακτικών λύσεων θα είναι τα πειραματικά δεδομένα».
|
|
|
|
|
|
