Κάτι εμποδίζει το Σύμπαν να αναπτυχθεί – Τι προβληματίζει τους επιστήμονες

 

Αν μπορούσαμε να δούμε το σύμπαν απ’ έξω (τώρα είμαστε μέσα, αποτελούμε τμήμα του) τότε θα βλέπαμε ότι οι γαλαξίες μοιάζουν με τον αφρό που κάνει η θάλασσα. Όπως μεγάλα κομμάτια αφρού, μένουν κολλημένα στην επιφάνεια του θαλασσινού νερού, έτσι και οι γαλαξίες, μοιάζουν να έχουν κολλήσει σε έναν προαιώνιο ωκεανό. Δεν έχουν συγκεκριμένο σχήμα. Ωστόσο λάμπουν από το φως των αστεριών. Είναι σαν ένας ιστός από λαμπερούς αφρούς που έχουν ενωθεί σε ακανόνιστα σχήματα. Ανάμεσα τους υπάρχουν σκοτεινά σημεία. Μαύρες τρύπες. Η καλύτερα, για να μην μπερδευόμαστε, ανάμεσά τους υπάρχουν μελανά κενά.

Χρειάστηκαν αιώνες για να δημιουργηθεί το σύμπαν. Η Μεγάλη Έκρηξη σκόρπισε στον χώρο τεράστιες ποσότητες από λευκά, καυτά σωματίδια. Και αυτά, έτσι όπως ήταν καυτά και με την βοήθεια της βαρύτητας «συνενώθηκαν». Έτσι σχηματίστηκαν οι γαλαξίες. Αλλά χρειάστηκαν δισεκατομμύρια χρόνια για να γίνει.

Δισεκατομμύρια χρόνια είναι πάρα πολλά. Αλλά οι φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν θέλουν αυτό χρονικό διάστημα να το μικρύνουν ακόμα περισσότερο. Ο Νατ Μινχ Νκγουγιέν, ο Ντράγκαν Χούτερερ και ο Γιουβέι Ουέν θεωρούν ότι αν το κάνουν θα καταφέρουν να λύσουν ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της επιστήμης. Πώς δημιουργήθηκε ο κόσμος; Δεν θέλουν να επιταχύνουν την διαδικασία και να καταγράψουν τις κινήσεις των αστεριών και της συμπαντικής ύλης για να δουν πώς σχηματίστηκαν οι γαλαξίες.

Όπως αναφέρει το science alert, παρατηρούν ότι όσο περνούν τα χρόνια, το σύμπαν διαστέλλεται. Και μάλιστα με ρυθμό συνεχώς αυξανόμενο. Υπάρχει κάτι που κάνει το τίποτα να μεγαλώνει. Χώρος υπάρχει. Τα κενά ανάμεσα στους γαλαξίες. Ε, λοιπόν αυτά γίνονται μεγαλύτερα. Και επειδή δεν ξέρουμε τι κρύβεται πίσω από αυτήν την ανάπτυξη, τι είδους δύναμη είναι αυτή, την αποκαλούμε σκοτεινή ενέργεια.

Ο Νγκουγιέν είναι ο επικεφαλής της έρευνας που κάνουν οι τρεις φυσικοί για το πώς αναπτύσσεται σε δομές μεγάλης κλίμακας το σύμπαν. Και όπως λέει, «αν η βαρύτητα δρα σαν ενισχυτής των διαταράξεων που υφίσταται η ύλη για να αναπτυχθεί σε δομή μεγάλης κλίμακας, τότε η σκοτεινή ενέργεια δρα σαν αμορτισέρ που αποσβένει αυτές τις διαταραχές και επιβραδύνει την ανάπτυξη της δομής».  «Εξετάζοντας τον τρόπο με τον οποίο η κοσμική δομή συσσωρεύεται, συνενώνεται και αναπτύσσεται, μπορούμε να προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τη φύση της βαρύτητας και της σκοτεινής ενέργειας», λέει.

Ο ακριβής ρυθμός διαστολής, γνωστός ως σταθερά Hubble (H0), δεν είναι καθόλου σαφής. Μετρώντας τον τρόπο με τον οποίο κάποια είδη αστέρων εκρήγνυνται και αποσύρονται σε τεράστιες αποστάσεις, μπορεί να προκύψει μια επιτάχυνση 74 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο ανά megparsec (ένα εκατομμύριο parsec). Αλλά ούτε αυτή η μέτρηση κατά τους ειδικούς μπορεί να είναι απολύτως ακριβής. Κάποιες άλλες μετρήσεις δίνουν επιτάχυνση 67 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Η διαφορά, τα επτά χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο, είναι κάτι που δεν μπορεί να αγνοήσει κανείς, θεωρώντας την ως κάποιο ασήμαντο σφάλμα.

Οι τρεις φυσικοί (Nguyen, Huterer και Wen) προσεγγίζουν διαφορετικά το μοντέλο της επίπεδης Κοσμολογίας (την συμφωνία ΛCDM, που θέλει το σχήμα του σύμπαντος να είναι επίπεδο). Θεωρούν ότι αυτό το μοντέλο ίσως είναι πηγή λανθασμένων παραδοχών.

Αν η Κοσμολογία ήταν μια παρτίδα σκάκι, αυτή θα ήταν η σκακιέρα και τα πιόνια, τα οποία θα είχαν τοποθετηθεί στα τετράγωνα με βάση την γενική θεωρία της σχετικότητας και θα μετακινούνταν από την ώθηση της σκοτεινής ενέργειας, ενώ θα ευθυγραμμίζονται από τις βαρυτικές επιρροές της σκοτεινής ύλης.

Τώρα, αν μείνουμε στο σκάκι, μπορούμε να δούμε πώς άρχισε το παιγνίδι, δηλαδή πώς σχηματίστηκε ο κόσμος. Σε χρονική στιγμή που διαρκεί όσο ένα πετάρισμα των βλεφάρων, γίνεται η έκρηξη και αρχίζουν να καταρρέουν τα αστέρια. Φτάνουμε έτσι στον σχηματισμό των γαλαξιών και την τελική ανάδειξή τους σε γιγαντιαία, διασυνδεδεμένα σπειρώματα.

Αν για κάποιο λόγο αυτή η διαδικασία παρεκκλίνει από αυτό που προβλέπει το μοντέλο της συμφωνίας, εμποδίζοντας την ανάπτυξη της δομής μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος, η ένταση μεταξύ των διαφορετικών μετρήσεων της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος θα εξαφανιζόταν.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό μετρήσεων που αφορούσαν διακυμάνσεις στον κοσμικό ιστό, γεγονότα που οφείλονται στην βαρύτητα και λεπτομέρειες στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο για να καταλήξουν σε ένα στατιστικά πειστικό συμπέρασμα ότι ο κοσμικός ιστός μεγαλώνει πιο αργά από ό,τι προβλέπει το μοντέλο της επίπεδης Κοσμολογίας, (της συμφωνίας ΛCDM).

«Η διαφορά σε αυτούς τους ρυθμούς ανάπτυξης που ενδεχομένως ανακαλύψαμε γίνεται πιο εμφανής όσο πλησιάζουμε στο σήμερα», λέει ο Nguyen. «Αυτοί οι διαφορετικοί ανιχνευτές μεμονωμένα και συλλογικά υποδεικνύουν μια καταστολή της ανάπτυξης του Σύμπαντος. Είτε μας διαφεύγουν κάποια συστηματικά σφάλματα σε κάθε έναν από αυτούς τους ανιχνευτές, είτε μας διαφεύγει κάποια νέος, όψιμος νόμος της φυσικής στο καθιερωμένο μας μοντέλο», λέει ο ίδιος.

Αν και δεν υπάρχουν προφανείς «υποψήφιοι» για το τι θα μπορούσε να είναι αυτό που φρενάρει την ανάπτυξη του κοσμικού ιστού, οι μελλοντικές μετρήσεις της δομής μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος θα μπορούσαν τουλάχιστον να υποδείξουν αν υπάρχει ανάγκη περαιτέρω διερεύνησης της ιδέας.

Το Σύμπαν χρειάστηκε 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια για να είναι τόσο καλό. Μπορούμε να περιμένουμε μερικά ακόμη χρόνια για να ανακαλύψουμε τα υπόλοιπα μυστικά του.

Αυτή η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters.