Τι βρίσκεται πέρα από το παρατηρήσιμο σύμπαν Hubble

Λίγες θεωρίες πληρούν τις προϋποθέσεις για την περίφημη ερώτηση που τέθηκε στον Niels Bohr, από όσο η τρέχουσα θεωρία του Big Bang για την προέλευση του Σύμπαντος: Ρώτησαν λοιπόν τον Niels Bohr, κάποτε: “Συμφωνούμε όλοι ότι η θεωρία σας είναι τρελή. Το ερώτημα που μας χωρίζει είναι το κατά πόσον αυτή είναι τόσο τρελή ώστε να έχει μια ευκαιρία να είναι σωστή.
 
"Τελευταία υπάρχει ένα ολοένα αυξανόμενο σύνολο δεδομένων και θεωριών που ζητούν απάντηση στο αν το Σύμπαν μπορεί να είχε ξεκινήσει με ένα Big Bang, πριν 13, 75 δισεκατομμύρια χρόνια.
 
Αρκετοί κορυφαίοι κοσμολόγοι, όπως ο Sean Carroll του Caltech και ο Neil Turok του Cambridge αντιτίθενται στο επικρατέστερο μοντέλο του «Big Bang» και πιστεύουν πως στο μέλλον θα δούμε πράγματα, που θα μας κάνουν να αναρωτιόμαστε πώς πιστεύαμε ένα γεγονός (δηλαδή τη Μεγάλη Έκρηξη), ενώ είχε διαψευσθεί από τόσα πολλά στοιχεία;.

Η προέλευση του Big Bang (δηλαδή, η κατάσταση εκείνης της "ύπαρξης", η οποία οδήγησε στην Μεγάλη Έκρηξη) είναι από μαθηματική σκοπιά μια σκοτεινή κατάσταση — μια "ανωμαλία" μηδενικού όγκου που περιείχε άπειρη πυκνότητα και άπειρη ενέργεια. Το γιατί αυτή υπήρχε αυτή η ανωμαλία ή ιδιομορφία, το πώς ξεκίνησε, και γιατί εξερράγη έχει οδηγήσει πολλούς επιστήμονες να αμφισβητήσουν και να προκαλούν ακόμα και τα ίδια θεμέλια της θεωρίας του Big Bang.


Προβλήματα στη θεωρία του Big Bang

Έχει επισημανθεί ότι η επιταχυνόμενη διαστολή περιορίζεται στις πιο απομακρυσμένες περιοχές του γνωστού σύμπαντος και δεν είναι συμβατή με ένα σύμπαν εκρηκτικής προέλευσης, αλλά, αντίθετα, είναι ένδειξη μιας ελκτικής δύναμης — ένα “σύμπαν μέσα σε μια μαύρη τρύπα” της οποίας η υπερ-βαρύτητα επηρεάζει την ερυθρή μετατόπιση και την φωτοβολία — δημιουργώντας έτσι την ψευδαίσθηση ενός σύμπαντος το οποίο επιταχύνεται, καθώς αυτό απομακρύνεται μακριά, όταν αντί τα αστέρια να πλησιάζουν προς την μαύρη τρύπα επιταχύνονται ολοένα και πιο γρήγορα προς την καταδίκη τους.

Άλλοι επιστήμονες παρατηρούν ότι και η ερμηνεία των ερυθρών μετατοπίσεων, όπως υποστηρίζει η θεωρία του Big Bang, παρουσιάζει ελλείψεις και μη αξιοπιστία. Ορισμένοι πιστεύουν ότι υπάρχουν λίγα στοιχεία που να υποστηρίζουν την πεποίθηση ότι από τις μετατοπίσεις προς το ερυθρό μπορούμε να μετρήσουμε σίγουρα την απόσταση ή τον χρόνο. Επειδή αυτά είναι πολύ μεταβλητά και επηρεάζονται από τόσους πολλούς παράγοντες, που οι εκτιμήσεις της ηλικίας, του χρόνου, και της απόστασης μπορεί να διαφέρουν έως και 3 δισεκατομμύρια χρόνια ακόμα, αν κάνουμε μετρήσεις του ίδιου άστρου εντός λίγων μόλις χρόνων.

Αν και το «Big Bang» παρουσιάζεται συχνά σαν να είναι αποδεδειγμένο γεγονός, υπάρχει μια πληθώρα στοιχείων, συμπεριλαμβανομένων και πρόσφατων αποκαλύψεων από τις διάφορες διαστημικές αποστολές και άλλα ευρήματα στην θεμελιώδη φυσική, που ενδεχομένως να μας λένε μια διαφορετική ιστορία.

Μεγάλα Τείχη

Ένα από τα πρώτα προβλήματα βρέθηκαν στις Μεγάλης Κλίμακας Δομές στο Σύμπαν. Τα τελευταία χρόνια, υπήρξαν μια σειρά από πολύ σοβαρές προκλήσεις για την τρέχουσα θεωρία της κοσμικής εξέλιξης και την πίστη πως το σύμπαν άρχισε μόλις 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Η ύπαρξη αυτών των «υπερσμηνών», «Μεγάλων Τειχών» και «Μεγάλων Ελκυστών», θα μπορούσαν να έχουν οργανωθεί, να βρίσκονται στη σημερινή τους θέση και να έχουν το σημερινό μέγεθος τους μόνο σε ένα σύμπαν που να είναι ηλικίας τουλάχιστον 80 έως 250 δισεκατομμυρίων ετών. Τα μεγαλύτερα υπερσμήνη — για παράδειγμα, η "Κόμη" — επεκτείνεται έως και 320 εκατομμύρια έτη φωτός!

Το 1986, ο Brent Tully του Πανεπιστημίου της Χαβάης ανέφερε ανίχνευση γαλαξιακών υπερσμηνών με μήκος 300 εκατομμύρια έτη φωτός και πάχους 100 εκατομμύρια έτη φωτός. Με τις ταχύτητες που υποτίθεται ότι οι γαλαξίες κινούνται, θα χρειάζονταν 80 δισεκατομμύρια χρόνια για να δημιουργηθεί ένα τέτοιο τεράστιο σύμπλεγμα γαλαξιών.

Το 1989 μια ομάδα με επικεφαλής τους John Huchra και Margaret Geller στο Κέντρο για για την Αστροφυσική του Harvard, ανακάλυψε “Το Μεγάλο Τείχος”, μια σειρά από γαλαξίες που παρατάσσονται έτσι που να δημιουργούν ένα "τείχος" γαλαξιών μήκους 500 εκατομμυρίων ετών φωτός (mly), πλάτους 200 mly, και πάχους 15 mly. Αυτή η υπερδομή θα απαιτούσε τουλάχιστον 100 δισεκατομμύρια χρόνια για να σχηματιστεί.

Μια ομάδα Βρετανών, Αμερικανών και Ούγγρων αστρονόμων έχει αναφέρει ακόμη μεγαλύτερες δομές. Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, το σύμπαν διασχίζεται από τουλάχιστον 13 “Μεγάλη Τείχη”, σαν ποτάμια γαλαξιών μήκους 320 εκατομμύρια έτη φωτός σε μια παρατηρούμενη περιοχή 7 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Βρήκε λοιπόν γαλαξίες να συγκεντρώνονται σε ζώνες που να απέχουν μεταξύ τους απόσταση περίπου 600 εκατομμύρια έτη φωτός. Το μοτίβο από αυτά τα συμπλέγματα (σμήνη) εκτείνεται κατά μήκος σε, περίπου, επτά δισεκατομμύρια έτη φωτός. Αυτό το τεράστιο κέλυφος και το μοτίβο του κενού θα απαιτούσε σχεδόν 150 δισεκατομμύρια χρόνια για να διαμορφωθεί, με βάση την ταχύτητα κίνησής τους, όπως παράγεται από την καθιερωμένη κοσμολογία του Big Bang.

Το "Μεγάλο Τείχος Sloan" των γαλαξιών που εντοπίστηκαν από την έρευνα Sloan Digital, θεωρείται ως η μεγαλύτερη δομή που παρατηρήθηκε ποτέ στο Σύμπαν. Έχει μήκος 1.360 εκατομμύρια έτη φωτός ή 80% περισσότερο από το Μεγάλο Τείχος που ανακαλύφθηκε από τους Geller και Huchra. Ξεκινά περίπου από το κεφάλι της Ύδρας έως τα πόδια της Παρθένου. Θα πρέπει να χρειάστηκαν τουλάχιστον 250 δισεκατομμύρια χρόνια για να σχηματιστεί.

Κι άλλα προβλήματα

Έπειτα, υπάρχει το πρόβλημα της βαρύτητας. Το Σύμπαν με μήκος Hubble, το οποίο αποτελείται από τα αστέρια και τους γαλαξίες που μπορούν να παρατηρηθούν με την τρέχουσα τεχνολογία, φαίνεται να είναι οργανωμένο σε σμήνη γαλαξιών που χωρίζονται από μια συλλογή από γιγάντιες φυσαλίδες, όπως τα κενά. Τα Μεγάλα Τείχη είναι πολύ μεγάλα και ογκώδη για να έχουν σχηματιστεί από την αμοιβαία βαρυτική έλξη των μεμονωμένων γαλαξιών του.

Με βάση την κοσμολογική αρχή, που είναι ένας από τους ακρογωνιαίους λίθους του μοντέλου του Big Bang, οι κοσμολόγοι προέβλεπαν ότι η κατανομή της ύλης θα είναι ομοιογενής σε όλο το σύμπαν, υπονοώντας έτσι ότι η κατανομή των γαλαξιών θα είναι ουσιαστικά ομοιόμορφη. Δεν θα υπήρχαν σμήνη γαλαξιών μεγάλης κλίμακας ή μεγάλα κενά στο χώρο. Όμως, αντίθετα με ότι πρεσβεύει η θεωρία του «Big Bang», βρισκόμαστε σε ένα πολύ «άμορφο» σύμπαν.

Πολλοί από τους μεγαλύτερους φυσικούς στον κόσμο πιστεύουν ότι μπαίνουμε σε μια «χρυσή εποχή» των κοσμολογικών ανακαλύψεων. Οι αστρονόμοι που εργάζονται για την αποστολή WMAP εξέπληξαν την επιστημονική κοινότητα με την ανακοίνωσή τους ότι η πρώτη γενιά άστρων στο σύμπαν γεννήθηκε μόλις μετά από 200 εκατομμύρια χρόνια από το Big Bang, την έναρξη του σύμπαντος.

Η ηλικία του σύμπαντος σταθερά έχει σπρωχθεί προς τα πίσω στο χρόνο, από τα 2 στα 8 δισεκατομμύρια χρόνια αφού οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η Γη ήταν 4,6 δισεκατομμυρίων χρονών, ενώ τώρα οι εκτιμήσεις είναι για 13.750 εκατομμύρια χρόνια.

Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο νέας γενιάς James Webb, διάδοχος του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, με δεκαπλάσια ισχύ συγκέντρωσης του φωτός, που πρόκειται να πετάξει το 2014, μπορεί να ανιχνεύσει όλο και πιο μακρινούς γαλαξίες. Ομοίως, ραδιοτηλεσκόπια με υπερ-υψηλή ανάλυση, όπως το Atacama Large Millimeter Array (ALMA) στη Χιλή, που πρόκειται να τεθεί σε λειτουργία το 2012, θα ανιχνεύσει ακόμα πιο βαθιά μέσα στο σύμπαν, και πιθανώς να πιέσει προς τα πίσω την έναρξη του υποθετικού Big Bang, καθώς θα ανιχνεύει ακόμα πιο μακρινούς γαλαξίες.
Δημοσίευση σχολίου