“The Big Bang theory”: Αλήθεια ή μύθος; (βίντεο)
ΦΥΣΙΚΗ
Posted by Youmagazine Staff
Έχετε σκεφτεί ότι η Μεγάλη Έκρηξη μπορεί να μην έγινε ποτέ; Από πού προήλθε τότε το σύμπαν; Μήπως προέκυψε από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα;
Μια νέα θεωρία υποστηρίζει ότι το σύμπαν γεννήθηκε από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Τουλάχιστον αυτό εξηγεί πού πήγαν εκείνα τα κλειδιά που κάποτε χάσατε. Image: Supplied
ν
ΑΝ ΘΕΛΟΥΜΕ να είμαστε ειλικρινείς, όλα όσα μας λένε οι κοσμολόγοι και οι αστροφυσικοί είναι υποθέσεις. Κανείς δεν γνωρίζει ποια είναι η πραγματικότητα. Επομένως, όλα όσα ξέρουμε για το σύμπαν μπορεί να είναι λάθος.
Οι κοσμολόγοι υποθέτουν τώρα ότι το σύμπαν που γνωρίζουμε δημιουργήθηκε από ένα γιγαντιαίο άστρο κατέρρευσε και έγινε μαύρη τρύπα. Αυτή η θεωρία εξηγεί γιατί βλέπουμε το σύμπαν να επεκτείνεται προς όλες τις κατευθύνσεις.
Αντίθετα, η Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang) υποστηρίζει ότι το σύμπαν δημιουργήθηκε από ένα μόνο σημείο, όπου υπήρχε μια υπερβολικά πυκνή και θερμή κατάσταση. Και, σύμφωνα με τη Θεωρία της Σχετικότητας, το σύμπαν προέκυψε κατόπιν μιας μαθηματικής ανωμαλίας στο σημείο αυτό.
Ωστόσο, παρά τα χρόνια των ερευνών, κανείς δεν ξέρει ακόμη τι προκάλεσε αυτή την έκρηξη.
Εκτός από αυτό, η Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης –που αποτελεί τη βάση του Στάνταρντ Μοντέλου της Σωματιδιακής Φυσικής– αποτυγχάνει να εξηγήσει γιατί το σύμπαν έχει μια «σχεδόν εντελώς ομοιόμορφη θερμοκρασία».
Παρ’ ότι το σύμπαν γεννήθηκε πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, «το χρονικό αυτό διάστημα δεν είναι αρκετό για να φθάσει σε σημείο ισορροπίας της θερμοκρασίας» εξηγούν οι ερευνητές στο επιστημονικό περιοδικό Nature.
ν
ΤΟ ΑΚΑΤΑΣΤΑΤΟ ΣΥΜΠΑΝ
Οι αστροφυσικοί του Perimeter Institute for Theoretical Physics στο Γουότερλου, στο Οντάριο του Καναδά, κυκλοφόρησαν ένα paper, το οποίο συζητά μια προηγούμενη θεωρία, από τη Γερμανία, που υποστήριζε ότι το σύμπαν είναι μια τρισδιάστατη «μεμβράνη» η οποία αιωρείται μέσα σε ένα τετραδιάστατο «ακατάστατο σύμπαν».
Ο όρος «ακατάστατο σύμπαν» (bulk universe) προέρχεται από τη Θεωρία των Χορδών, ένα από τα πιο περίπλοκα μοντέλα της φυσικής. Η θεωρία αυτή υποστηρίζει ότι το διάστημα είναι ένα επίπεδο με άπειρες διαστάσεις, μέσα στο οποίο επιπλέουν άλλα επίπεδα απείρων διαστάσεων.
Για να το κάνουμε κάπως πιο συγκεκριμένο, θα μπορούσαμε να πούμε ότι υπάρχουν 11 διαστάσεις και ότι ο δικός μας τετραδιάστατος κόσμος είναι δεσμευμένος σε μια υπερ-μεμβράνη του πλήρους σύμπαντος των τεσσάρων χωροχρονικών διαστάσεων.
Οι αστροφυσικοί του Perimeter Institute υποστηρίζουν πως αν το «ακατάστατο σύμπαν» περιέχει τετραδιάστατα άστρα, κάποιο από αυτά θα μπορούσε να καταρρεύσει, δημιουργώντας μια υπερ-γιγάντια μαύρη τρύπα με τον ίδιο τρόπο που τα άστρα στο σύμπαν μας, όταν φτάσουν στο τέλος της ζωής τους, μετατρέπονται σε σουπερνόβα (υπερκαινοφανείς αστέρες) και καταρρέουν κάτω από τη δύναμη της ίδιας τους της βαρύτητας.
Τότε συμβαίνουν δύο πράγματα: η θερμοπυρηνική έκρηξη εκτινάσσει μεγάλο μέρος του αστρικού υλικού με μεγάλη δύναμη και ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις, ενώ ο πυρήνας του άστρου καταρρέει δημιουργώντας μια μαύρη τρύπα.
Ως γνωστόν, τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας.
Το καθοριστικό χαρακτηριστικό μιας μαύρης τρύπας είναι η εμφάνιση ενός «ορίζοντα γεγονότων».
ν
Ο ορίζοντας γεγονότων (Event horizon) είναι το σημείο στον χωροχρόνο εντός του οποίου τα γεγονότα δεν μπορούν να επηρεάσουν τον παρατηρητή. Image: Supplied
ν
ΟΡΙΖΟΝΤΑΣ ΓΕΓΟΝΟΤΩΝ
Ο «ορίζοντας γεγονότων» είναι το σημείο στον χωροχρόνο εντός του οποίου τα γεγονότα δεν μπορούν να επηρεάσουν τον παρατηρητή, καθώς η βαρύτητα ισοδυναμεί με καμπύλωση του χωροχρόνου. Με απλά λόγια, είναι το «σημείο χωρίς επιστροφή», δηλαδή το σημείο στο οποίο η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο δυνατή, ώστε κάθε διαφυγή να είναι αδύνατη.
Από την άλλη μεριά, βαρυτική μοναδικότητα (gravitational singularity) ονομάζεται η περιοχή στον χωροχρόνο, όπου το βαρυτικό πεδίο ενός ουράνιου σώματος γίνεται άπειρο.
Το πιο κοινό παράδειγμα ενός «ορίζοντα γεγονότων», είναι η μαύρη τρύπα. Στις μαύρες τρύπες δημιουργείται μια σημειακή ιδιομορφία, που σημαίνει ότι υπάρχει περιοχή του χωροχρόνου, άρα του χώρου, στην οποία η ταχύτητα του φωτός είναι μικρότερη της ταχύτητας διαφυγής. Επομένως, αφού η ταχύτητα του φωτός είναι η μεγαλύτερη ταχύτητα του σύμπαντος, αν δεν γίνεται να ξεφύγει το φως, τότε δεν μπορεί να ξεφύγει τίποτε άλλο. Φως το οποίο τυχόν πηγάζει πέρα από τον ορίζοντα, δεν μπορεί να φτάσει ποτέ τον παρατηρητή.
Παρομοίως, οποιοδήποτε αντικείμενο που πλησιάζει τον ορίζοντα από την πλευρά του παρατηρητή, φαίνεται σαν να επιβραδύνεται, να μην μπορεί δηλαδή να περάσει ποτέ τον ορίζοντα και το χρώμα του να μετατοπίζεται προς το ερυθρό, με το πέρας του χρόνου. Το αντικείμενο, ωστόσο, δεν αντιλαμβάνεται οποιαδήποτε επιρροή και στην ουσία περνάει μέσα από τον ορίζοντα σε χρόνο ο οποίος μπορεί να οριστεί.
«Στο σύμπαν μας, όμως, μόνο ένα δισδιάστατο αντικείμενο είναι σε θέση να γίνει ορίζοντας γεγονότων σε μια μαύρη τρύπα» γράφει το Nature. Και εφόσον το σύμπαν είναι ακατάστατο, ο ορίζοντας γεγονότων μιας τεσσάρων διαστάσεων μαύρης τρύπας θα πρέπει να είναι τρισδιάστατος, γνωστός ως «υπερσφαίρα».
ν
Προσομοίωση μιας μαύρης τρύπας συμπεριλαμβανομένου του ορίζοντα γεγονότων. Image: NASA’s Goddard Space Flight Center
ν
ΕΝΑ ΣΥΜΠΑΝ ΓΕΝΝΙΕΤΑΙ
Με άλλα λόγια, εάν ένα άστρο που αιωρείται σε ένα πολυδιάστατο επίπεδο καταρρεύσει και ο πυρήνας του γίνει μαύρη τρύπα, το υπόλοιπο μέρος του άστρου –αυτό που εκτινάσσεται από την έκρηξη με μεγάλη δύναμη και ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις– μπορεί να γεννήσει ένα σύμπαν!
Το γεγονός δε ότι το σύμπαν επεκτείνεται προς όλες τις κατευθύνσεις θα μπορούσε να είναι απλώς ένα σημάδι κοσμικής διαστολής.
Άλλωστε, εδώ και καιρό, κοσμολόγοι έχουν παρατηρήσει ότι το σύμπαν δεν επεκτείνεται απλώς, αλλά επιταχύνεται. Το περίεργο είναι ότι αυτή η επιτάχυνση δεν είναι ομοιόμορφη προς όλες τις κατευθύνσεις. Δηλαδή, το σύμπαν φαίνεται να επεκτείνεται ταχύτερα προς κάποιες κατευθύνσεις σε σχέση με άλλες.
Αυτό το γεγονός κάνει τους φυσικούς να υποψιαστούν ότι η κοσμολογική αρχή της Μεγάλης Έκρηξης μπορεί να είναι λάθος.
Ωστόσο και η νέα θεωρία φαίνεται να έχει κάποιες «τρύπες».
Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) κατέγραψε μικρές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία του σύμπαντος και διαπίστωσε ότι το σύμπαν περιέχει αποτυπώματα της ακτινοβολίας που ταιριάζουν με τις προβλέψεις της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης. Είναι προφανές ότι αυτό δημιουργεί μια απόκλιση στον τομέα της έρευνας των αστροφυσικών.
Συμπέρασμα: όλα όσα γνωρίζουμε σήμερα για το σύμπαν μπορεί να είναι λάθος.
ν
Origins of the Universe 101 | National Geographic
ν
ν
