Πώς έγινε το σύμπαν;
Είναι ίσως το μεγαλύτερο Μεγάλο Μυστήριο και η ρίζα όλων των άλλων. Τα μεγαλύτερα ερωτήματα της ανθρωπότητας - Πώς ξεκίνησε η ζωή; Τι είναι η συνείδηση; Τι είναι η σκοτεινή ύλη, η σκοτεινή ενέργεια, η βαρύτητα; - προέρχονται από αυτό.
"Όλα τα άλλα μυστήρια βρίσκονται στα κατάντη της εν λόγω ερώτησης", δήλωσε η Ann Druyan, συγγραφέας και χήρα του αστρονόμου Carl Sagan. "Είναι σημαντικό για μένα γιατί είμαι άνθρωπος και δεν μου αρέσει να μην το γνωρίζω".
Ακόμα κι όταν οι θεωρίες που προσπαθούν να λύσουν αυτό το μυστήριο γίνονται όλο και πιο περίπλοκες, οι επιστήμονες στοιχειοθετούνται από τη πιθανότητα ότι μερικοί από τους πιο κρίσιμους δεσμούς στην αλυσίδα λογικής τους είναι λάθος.
Θεμελιώδη μυστήρια
Σύμφωνα με το πρότυπο μοντέλο Big Bang, το σύμπαν γεννήθηκε κατά τη διάρκεια μιας περιόδου πληθωρισμού που ξεκίνησε περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Όπως ένα ταχέως αναπτυσσόμενο μπαλόνι, διογκώθηκε από μέγεθος μικρότερο από ένα ηλεκτρόνιο σε σχεδόν το σημερινό του μέγεθος μέσα σε ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου.
Αρχικά, το σύμπαν διαπέρασε μόνο την ενέργεια. Κάποια από αυτή την ενέργεια συσσωματώθηκαν σε σωματίδια, τα οποία συναρμολογήθηκαν σε άτομα φωτός όπως το υδρογόνο και το ήλιο. Αυτά τα άτομα συσσωματώθηκαν πρώτα στους γαλαξίες, στη συνέχεια αστέρια, μέσα στους φλόγες του οποίου όλα τα άλλα στοιχεία ήταν σφυρηλατημένα.
Αυτή είναι η γενικά συμφωνημένη εικόνα της προέλευσης του σύμπαντος όπως απεικονίζεται από τους επιστήμονες. Είναι ένα ισχυρό μοντέλο που εξηγεί πολλά από τα πράγματα που βλέπουν οι επιστήμονες όταν κοιτάζουν στον ουρανό, όπως η αξιοσημείωτη ομαλότητα του χωροχρόνου σε μεγάλες κλίμακες και η ομοιόμορφη κατανομή γαλαξιών στις αντίθετες πλευρές του σύμπαντος.
Αλλά υπάρχουν πράγματα για αυτή την ιστορία που κάνουν κάποιους επιστήμονες ανήσυχους. Για αρχάριους, η ιδέα ότι το σύμπαν υπέστη μια περίοδο ταχείας αύξησης του πληθωρισμού νωρίς στην ιστορία του δεν μπορεί να δοκιμαστεί άμεσα και βασίζεται στην ύπαρξη μιας μυστηριώδους μορφής ενέργειας στην αρχή του σύμπαντος που έχει εξαφανιστεί εδώ και πολύ καιρό.
«Ο πληθωρισμός είναι μια εξαιρετικά ισχυρή θεωρία και παρόλα αυτά δεν έχουμε ιδέα τι προκάλεσε τον πληθωρισμό ή αν είναι ακόμη και η σωστή θεωρία, αν και λειτουργεί πολύ καλά», δήλωσε ο Eric Agol, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον.
Για μερικούς επιστήμονες, ο πληθωρισμός είναι μια υπερβολική προσθήκη στο μοντέλο του Big Bang, μια αναγκαία πολυπλοκότητα που προσαρτάται για να καταστεί συμβατή με τις παρατηρήσεις. Αυτό δεν θα ήταν η τελευταία προσθήκη.
"Έχουμε μάθει επίσης ότι πρέπει να υπάρχει σκοτεινή ύλη στο σύμπαν και τώρα σκοτεινή ενέργεια", δήλωσε ο Paul Steinhardt, θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Princeton. "Έτσι, ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί το μοντέλο σήμερα λέτε:" Εντάξει, παίρνετε κάποιο Big Bang, παίρνετε κάποιο πληθωρισμό, συντονίζετε ότι έχετε τις παρακάτω ιδιότητες, τότε προσθέτετε μια ορισμένη ποσότητα σκοτεινής ύλης και σκοτεινής ενέργειας ". Αυτά τα πράγματα δεν συνδέονται με μια συνεκτική θεωρία. "
Οι ανησυχίες του Steinhardt ότι οι κοσμολόγοι ενεργούν περισσότερο ως μηχανικοί από τους επιστήμονες. Αν μια παρατήρηση δεν ταιριάζει με το τρέχον μοντέλο, επισυνάπτουν ένα άλλο στοιχείο ή ένα tinker με τα υπάρχοντα για να ταιριάζει. Τα εξαρτήματα δεν είναι συνδεδεμένα και δεν υπάρχει κανένας λόγος να τα προσθέσετε εκτός από τις παρατηρήσεις. Είναι σαν να προσπαθείτε να διορθώσετε ένα παλιό αυτοκίνητο προσθέτοντας νέα εξαρτήματα από νεότερα μοντέλα αλλά διαφορετικά. Τα ανταλλακτικά αυτά μπορεί να λειτουργούν βραχυπρόθεσμα, αλλά τελικά, χρειάζεστε ένα νέο αυτοκίνητο.
Ένα αιώνιο σύμπαν
Τα τελευταία χρόνια, ο Steinhardt συνεργάζεται με την Άννα Ιτζά, θεωρητικό φυσικό στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, με μια ριζοσπαστική εναλλακτική λύση στο πρότυπο μοντέλο Big Bang.
Σύμφωνα με την ιδέα τους, που ονομάζεται αναπήδηση κοσμολογίας, το σύμπαν γεννήθηκε όχι μόνο μία φορά, αλλά πιθανώς πολλές φορές σε ατελείωτους κύκλους συστολής και επέκτασης. Η θεωρία αντικαθιστά το "μεγάλο κτύπημα" με μια "μεγάλη αναπήδηση", η οποία συνδέει ομαλά τις περιόδους συστολής και επέκτασης του σύμπαντος και λύνει πολλά από τα ζητήματα που πλήττουν τη θεωρία του πληθωρισμού.
Το ζευγάρι ισχυρίζεται ότι η εξπυροτική ή η «κυκλική» θεωρία τους θα εξηγούσε όχι μόνο τον πληθωρισμό αλλά και άλλα κοσμικά μυστήρια, συμπεριλαμβανομένης της σκοτεινής ύλης, της σκοτεινής ενέργειας και γιατί το σύμπαν φαίνεται να επεκτείνεται σε έναν συνεχώς επιταχυνόμενο κλιπ.
Ενώ αμφισβητούμενος, αναπηδώντας κοσμολογία εγείρει την πιθανότητα ότι το σύμπαν είναι αιώνιο και αυτοανανεώνεται. Είναι μια προοπτική ίσως ακόμα πιο εμπνευσμένη από ένα σύμπαν με μια ξεκάθαρη αρχή και τέλος, γιατί θα σήμαινε ότι τα αστέρια στον ουρανό, ακόμα και τα παλαιότερα, είναι σαν τις μικρές φωτιές στο μεγάλο σχέδιο των πραγμάτων.
«Θα ήθελα να ελπίζω ότι η προσπάθεια που η κοινωνία εισπνέει στην επιστημονική έρευνα μας φέρνει πιο κοντά στις θεμελιώδεις αλήθειες και όχι απλώς ένας τρόπος για να κάνουμε χρήσιμα εργαλεία», δήλωσε ο αστρονόμος California Massey του Ινστιτούτου Τεχνολογίας. "Αλλά είμαι εξίσου τρομοκρατημένος να διαπιστώσω ότι όλα όσα γνωρίζω είναι λάθος, και κρυφά ελπίζω ότι δεν το κάνω."
Αυτό το άρθρο ενημερώθηκε στις 27 Ιουνίου 2019 από τον ζωοεπιστήμονα Tim Childers.
