|
|
|
Και η άποψη για το δωδεκάεδρο Σύμπαν πως ταιριάζει με
όλα αυτά;
|
1o, 2o, 3o, 4o, 5o |
Οι επιστήμονες έχουν διερευνήσει πολλές δυνατότητες για το σχήμα του κόσμου και εάν έχει ή όχι όρια. Πρόσφατα μια ομάδα κοσμολόγων, αστρονόμων και μαθηματικών πρότεινε ότι ο κόσμος μας μοιάζει με μια μπάλα ποδοσφαίρου στην οποία τα κοσμικά πεντάγωνα που την αποτελούν σχηματίζουν ένα κατηγορηματικά πεπερασμένο Σύμπαν. Η δομή αυτή μπορεί επίσης να παρομοιαστεί με μια αίθουσα με περίπλοκο σύστημα καθρεφτών οι οποίοι γεννούν πολλαπλά είδωλα μιας μοναδικής πραγματικότητας. Η παράξενη αυτή γεωμετρία έχει προταθεί παλιότερα. Αυτό που είναι καινούργιο είναι το αν ταιριάζει αυτή η πρόταση με τα τελευταία δεδομένα. Τα δεδομένα αυτά όπως είναι γνωστό αναφέρονται στην ανισοτροπία της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου, όπως μετρήθηκε από τον δορυφόρο (WMAP). Οι επιστήμονες που ενεπλάκησαν στην έρευνα λένε ότι επιτέλους τα τωρινά αποτελέσματα βρίσκονται στα όρια που θα μας επιτρέψουν ν' αποφασίσουμε αν το σύμπαν είναι άπειρο ή πεπερασμένο. Να θυμίσουμε στο σημείο αυτό ότι πεπερασμένο σημαίνει ότι η επιφάνεια της υπερσφαίρας που την παρομοιάζουμε με μπάλα ποδοσφαίρου έχει πεπερασμένο εμβαδόν. Η επιφάνεια αυτή δεν είναι δισδιάστατη όπως την παρομοιάζουμε αλλά τρισδιάστατη, και αυτή η επιφάνεια ακριβώς είναι το σύμπαν μας. Ένα άπειρο ή ανοιχτό όπως λέμε Σύμπαν, προϋποθέτει μια απεριόριστη ποσότητα ύλης. Αντίθετα μια πεπερασμένη ποσότητα ύλης γεννά και ένα κλειστό Σύμπαν. Επιστροφή στο σημείο απ' όπου ξεκινήσαμε Η καινούργια ιδέα περιλαμβάνει "κομμάτια του χώρου με τις απέναντι πλευρές τους συγκολλημένες μαζί". Ένα αντικείμενο που γλιστράει έξω από τη μία πλευρά του ενός μπλοκ θα βρεθεί άμεσα ακριβώς μέσα από μια πλευρά του απέναντι μπλοκ. Φαντασθείτε ένα φύλο χαρτιού τετραδίου, με την αριστερή και δεξιά πλευρά του τυλιγμένες τη μια προς την άλλη ώστε να σχηματίζεται ένας κύλινδρος. Υποθέστε ότι είσαστε τόσο μικροσκοπικοί και δισδιάστατοι ώστε κυκλοφορείτε πάνω στο χαρτί. Ξεκινάτε από το σημείο όπου είναι κολλημένες οι δύο πλευρές και βαδίζετε δυτικά πάνω σε μια ευθεία γραμμή όπως την αντιλαμβάνεστε εσείς. Ας πούμε πάνω σε μια γραμμή του φύλλου αυτού από χαρτί. Χωρίς να συμβεί τίποτα ιδιαίτερο κατά τη διαδρομή σας, με μεγάλη σας έκπληξη θα βρεθείτε ξανά στο σημείο της αναχώρησής σας. Όπως έχουμε δει στα προηγούμενα μέρη του άρθρου αυτό είναι χαρακτηριστικό κάθε υπερσφαίρας Riemann με θετική καμπυλότητα.
Το δωδεκάεδρο που πρότεινε ο Jean-Pierre Luminet του παρατηρητήριου του Παρισιού, αντιμετωπίζει το Σύμπαν σαν δωδεκάεδρο - ένα σύνθετο σχήμα που αποτελείται από 12 πενταγωνικά σχήματα - με τις αντίθετες συνδεδεμένες κατά ζεύγη, σαν τις αντίθετες πλευρές του χαρτιού που συζητήσαμε παραπάνω. Ένας ταξιδιώτης που βγαίνει από το δωδεκάεδρο από τη μια πενταγωνική του πλευρά επιστρέφει σ' αυτό από την αντίθετη πενταγωνική πλευρά. Πολλαπλά είδωλα Αν η πρόσφατη θεωρία είναι σωστή - και χρειάζεται βέβαια πρόσθετη δουλειά για να επιβεβαιωθεί - τότε το φως θα ταξιδεύει πάνω στις ίδιες διαδρομές όπως κι εσείς που βαδίζατε πάνω στον χάρτινο κύλινδρο. Αυτό σημαίνει ότι οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να βρουν πολλαπλά είδωλα ενός και του ιδίου αντικειμένου στο χώρο. Σκεφθείτε λόγου χάριν ότι καθώς βρίσκεστε πάνω στο χαρτί, κοιτάζετε ανατολικά και δυτικά και βλέπετε ότι και από τις δύο κατευθύνσεις έρχεται φως προερχόμενο από το ίδιο αντικείμενο που βρίσκεται στην πιο απομακρυσμένη πλευρά του κυλίνδρου.
Η ιδέα αυτή έχει συνέπειες για τα διαστημικά ταξίδια του μέλλοντος, ή τουλάχιστον για τις ακραίες εκδοχές τους. Μιλώντας υποθετικά, θα μπορούσατε να κάνετε ένα ταξίδι, ταξιδεύοντας σε ευθεία γραμμή και να επιστρέψετε ξανά στο σημείο εκκίνησης. Θα χρειαζόταν βέβαια πάρα πολύ μεγάλος χρόνος για κάτι τέτοιο. Χωρίς όρια Οι διαταραχές στην πυκνότητα της μικροκυματικής ακτινοβολίας είναι στην ουσία ταλαντώσεις στο χώρο. Όπως λοιπόν οι ταλαντώσεις σε μια καμπάνα δεν μπορούν να είναι μεγαλύτερου μήκους κύματος από την ίδια την καμπάνα, έτσι και οι διαταραχές της πυκνότητας στο χώρο δεν μπορούν να είναι μεγαλύτερες από τον ίδιο τον χώρο. Αν το Σύμπαν ήταν γεωμετρικά επίπεδο αλλά άπειρο, θα έπρεπε να ανιχνεύονται διαταραχές και με οσοδήποτε μεγάλα μήκη κύματος. Τα δεδομένα όμως του WMAP έθεταν όρια στα παρατηρούμενα μήκη κύματος, που δεν ήταν συμβιβαστά με την αντίληψη του επίπεδου άπειρου σύμπαντος. Για καθέναν λοιπόν που δεν νοιώθει άνετα με την ιδέα ενός άπειρου
σύμπαντος, το νέο μοντέλο του δωδεκάεδρου φέρνει σαφώς μια ανακούφιση. Υπαινίσσεται όπως
είδαμε, ότι ζούμε σ' ένα μικρό κλειστό σύμπαν. Ας θυμηθούμε ότι στηριζόμαστε μόνο στις παρατηρήσεις μας και όχι στη φαντασία μας, και οι παρατηρήσεις μας όλες γίνονται επάνω στην τρισδιάστατη σφαιρική υπερεπιφάνεια του σύμπαντος. Έτσι δεν έχει νόημα η φράση "πέρα από αυτό." Σημείωση: Αυτό το άρθρο εντάσσεται σε μια σειρά που στόχο έχει εφαρμογές στη φυσική και την κοσμολογία. |
1o, 2o, 3o, 4o, 5o |
