Αν κοιτάξετε γύρω από το διάστημα, θα παρατηρήσετε πολλά πράγματα - οι πλανήτες, τα αστέρια, τα φεγγάρια, ακόμη και ο ίδιος ο γαλαξίας - έχουν ένα κοινό πράγμα: γυρίζουν. Έτσι, είναι και το σύμπαν;
Αυτό το μυστήριο είναι αυτό που οι κοσμολόγοι έχουν μελετήσει έντονα, επειδή είναι αυτό που μπορεί να μας πει για τη θεμελιώδη φύση του σύμπαντος.
"Είναι ένα πολύ αφηρημένο ερώτημα, όπως είναι και το μεγαλύτερο μέρος της κοσμολογίας, αλλά εκείνοι από εμάς που μελετάμε την κοσμολογία πιστεύουμε ότι είναι ένας τρόπος για να μελετήσουμε τη θεμελιώδη φυσική", δήλωσε ο Tess Jaffe, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Maryland και βοηθός ερευνητής στο Goddard Space της NASA Κέντρο πτήσης. "Υπάρχουν ορισμένα πράγματα που δεν μπορούμε να δοκιμάσουμε σε ένα εργαστήριο στη Γη, γι 'αυτό χρησιμοποιούμε το σύμπαν και τη γεωμετρία του σύμπαντος, κάτι που θα μπορούσε να μας πει κάτι σχετικά με τη θεμελιώδη φυσική".
Οι επιστήμονες, στη σκέψη για τη θεμελιώδη φύση του σύμπαντος, ξεκίνησαν υποθέτοντας ότι το σύμπαν δεν περιστρέφεται και είναι ισοτροπικό, που σημαίνει ότι μοιάζει το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτή η υπόθεση είναι σύμφωνη με τις εξισώσεις του Αϊνστάιν, αλλά δεν απαιτείται από αυτούς. Από αυτή τη σκέψη, οι επιστήμονες έχτισαν ένα πρότυπο κοσμολογικού μοντέλου που περιγράφει το σύμπαν.
"Αυτό είναι πραγματικά κωδικοποιημένο στον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιούμε τους υπολογισμούς μας, τον τρόπο με τον οποίο αναλύουμε τα δεδομένα μας, με τον τρόπο που κάνουμε πολλά πράγματα", δήλωσε η Daniela Saadeh, ερευνητής στη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Nottingham στο Ηνωμένο Βασίλειο, είπε στη Live Science. "Αλλά πρέπει να το δοκιμάσετε. Δεν μπορείτε μόνο να ελπίζετε για το καλύτερο."
Για να δούμε αν αυτές οι υποθέσεις σχετικά με το σύμπαν και τη θεμελιώδη φυσική του ήταν σωστές, οι επιστήμονες συγκέντρωσαν παρατηρήσεις για να δοκιμάσουν τα μοντέλα τους. Συγκεκριμένα, χρησιμοποίησαν το φως από το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, ή το CMB για λίγο. Αυτό το φως είναι το παλαιότερο που μπορούμε να παρατηρήσουμε - που εκπέμπεται μόλις 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη - και είναι ένας θησαυρός πληροφοριών για κοσμολόγους που μελετούν το σύμπαν.
Το CMB φαίνεται σχεδόν ταυτόσημο προς κάθε κατεύθυνση, αλλά υπάρχουν ελάχιστες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του, μόνο ένα χιλιοστό του ενός βαθμού, που έχουν επηρεαστεί από την ιστορία, το περιεχόμενο και τη γεωμετρία του σύμπαντος. Μελετώντας αυτές τις διαφορές, οι επιστήμονες μπορούν να δουν αν το σύμπαν έχει στρεβλωθεί με οποιονδήποτε τρόπο, πράγμα που υποδηλώνει περιστροφή ή επέκταση που αυξάνεται προς μία κατεύθυνση περισσότερο από την άλλη. Οι μετρήσεις της πόλωσης του φωτός - ουσιαστικά ο προσανατολισμός του - μπορούν παρομοίως να παρέχουν πληροφορίες για τη γεωμετρία του σύμπαντος.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το φως CMB δεν δείχνει στοιχεία ότι το σύμπαν περιστρέφεται. Επιπλέον, η πιθανότητα ότι το σύμπαν είναι ισότροπο είναι 120.000 έως 1, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχει σημασία ποια κατεύθυνση βλέπετε, σύμφωνα με μια μελέτη του 2016 στο περιοδικό Physical Review Letters του Saadeh και του Stephen Feeney, ενός αστροφυσικιστή στο Imperial College Λονδίνο. Μια άλλη μελέτη έδειξε 95% πιθανότητα ότι το σύμπαν είναι ομοιογενές - σημαίνει ότι είναι το ίδιο παντού σε μεγάλες κλίμακες.
Όλες αυτές οι μελέτες υποδηλώνουν ότι το σύμπαν είναι σε μεγάλο βαθμό ομοιόμορφο και δεν περιστρέφεται. Το συμπέρασμα αυτό δεν είναι πιθανό να αλλάξει. Οι μελλοντικές μετρήσεις της πόλωσης του CMB μπορεί να βελτιωθούν τις επόμενες δεκαετίες, αλλά τα νέα δεδομένα είναι απίθανο να αμφισβητήσουν τα προηγούμενα ευρήματα.
"Έχουμε χαρακτηρίσει το σήμα που υπάρχει, μέχρι που δεν έχει καμία περαιτέρω πληροφορία για εμάς", δήλωσε ο Jaffe στο Live Science. "Δεν νομίζω ότι αυτό θα είχε μεγάλο αντίκτυπο στο ζήτημα της περιστροφής, ακριβώς επειδή η εναλλαγή είναι το σήμα που θα περίμενε κανείς να βλέπει σε πολύ μεγάλες κλίμακες και αυτό έχει εξουδετερωθεί λίγο ή πολύ από τα δεδομένα που έχουμε ήδη έχω."
Ενώ το αποτέλεσμα που το σύμπαν δεν περιστρέφεται είναι αναμφισβήτητα ανακούφιση για τους κοσμολόγους που είχαν στηρίξει τα μοντέλα τους σε αυτή την υπόθεση, μας δίνει επίσης μια ενδιαφέρουσα προοπτική για τη θέση μας στο σύμπαν.
"Ξεκινήσαμε πραγματικά ως άνθρωποι από αυτή την ιδέα ότι είμαστε το κέντρο του σύμπαντος", δήλωσε ο Saadeh. "Νομίζω ότι είναι πραγματικά συναρπαστικό πόσο μικροσκοπικά και ασήμαντα είμαστε."
