|
|
|
Η διαστολή του Σύμπαντος μπορεί να οφείλεται σε "διαρροή" της βαρύτηταςΆρθρο, Μάρτιος 2005 |
|
Η σκοτεινή ενέργεια μπορεί να μην είναι υπεύθυνη για την κοσμική επιτάχυνση του σύμπαντος, λέει ο φυσικός Georgi Dvali του πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης. Ο Dvali προτείνει να αποδοθεί η επιτάχυνση του σύμπαντος στην τροποποίηση του νόμου της βαρύτητας όταν μιλάμε για πολύ μεγάλες αποστάσεις. Η τροποποίηση αυτή προέρχεται από τις επιπλέον διαστάσεις του χώρου μέσα στις οποίες διαφεύγει η βαρύτητα. "Η επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος μπορεί να είναι ένα παράθυρο προς μια ευκαιρία κατανόησης των πιο θεμελιωδών χαρακτηριστικών της βαρύτητας, και μπορεί να σηματοδοτεί την τροποποίηση των συνηθισμένων νόμων της βαρύτητας στις πολύ μεγάλες αποστάσεις" λέει ο Dvali, ο οποίος παρουσίασε τη δουλειά του στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Εταιρίας για την προώθηση της επιστήμης. Μερικοί φυσικοί έχουν σκεφτεί ότι επειδή οι νόμοι της φυσικής υπαγορεύουν την γέννηση της βαρύτητας από την ύλη και την ενέργεια, συνεπώς και οι βαρυτικές μεταβολές στο σύμπαν οφείλονται στην ύλη και την ενέργεια. Αυτή η ιδέα αποτελεί τη θεωρητική βάση για την σκοτεινή ενέργεια, την οποία μερικοί θεωρούν σαν μη ανιχνεύσιμη ύλη ή ενέργεια. Δεν υπάρχουν όμως ανεξάρτητοι πειραματικοί έλεγχοι για την πιστοποίηση της ύπαρξης μιας τέτοιας ουσίας, πράγμα που ανοίγει τις πόρτες και για εναλλακτικές εξηγήσεις. Η εργασία του Dvali ξεκίνησε από την θεωρία χορδών, η οποία προβλέπει ότι το σύμπαν έχει επιπλέον διαστάσεις στις οποίες μπορεί να διαρρέει η βαρύτητα. Αυτή η "διαρροή" θα άλλαζε τη μορφή του χωροχρονικού συνεχούς και θα επιτάχυνε την κοσμική διαστολή. Ο Dvali μαζί με τους συεργάτες του στο πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης Gregory Gabadadze και Massimo Porrati, προτείνουν ότι αυτές οι επιπλέον διαστάσεις είναι ακριβώς όμοιες με τις τρεις διαστάσεις που συναντάμε στην καθημερινή ζωή. Επιπρόσθετα, τα γκραβιτόνια που εκπέμπουν τα άστρα και τα άλλα αντικείμενα στην επιφάνεια του 3-διάστατου σύμπαντος, μπορούν να διαφύγουν στις επιπλέον διαστάσεις αν διασχίσουν κάποιες κρίσιμες αποστάσεις. "Τα γκραβιτόνια συμπεριφέρονται σαν τον ήχο επί ενός μεταλλικού φύλου" λέει ο Dvali. "Αν χτυπήσουμε το μεταλλικό φύλο με ένα σφυρί δημιουργείται ένα ηχητικό κύμα, που διαδίδεται πάνω στην επιφάνεια του φύλου. Αλλά η διάδοση του ήχου δεν είναι ακριβώς 2-διάστατη, καθώς μέρος της ενέργειας χάνεται στον αέρα που περιβάλλει το φύλο. Κοντά στο σφυρί, η απώλεια ενέργειας είναι μικρή, αλλά μακρύτερα γίνεται πολύ σημαντικότερη." Ο Dvali πιστεύει ότι αυτή η διαρροή έχει μια βαθιά επίπτωση για τη βαρυτική δύναμη μεταξύ αντικειμένων που απέχουν περισσότερο από την κρίσιμη απόσταση. Ειδικότερα, η θεωρία της τροποποιημένης βαρύτητας έχει μια χαρακτηριστική κλίμακα μεγέθους περίπου 15 δισ. έτη φωτός. Πέρα από αυτή την απόσταση διαπιστώνουμε την επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος, κι έτσι από κοσμολογικές παρατηρήσεις το μέγεθος αυτό καθορίζεται ως το μέγεθος του παρατηρήσιμου σύμπαντος. Ακόμα και αν η κλίμακα αυτή είναι τεράστια, τα ίχνη της τροποποίησης της βαρύτητας είναι ανιχνεύσιμα σε πολύ μικρότερες αποστάσεις. "Αυτή είναι και η κρίσιμη διαφορά μεταξύ της σκοτεινής ενέργειας και
της υπόθεσης της τροποποιημένης βαρύτητας, αφού με την σκοτεινή ενέργεια
δεν προβλέπεται καμιά παρατηρήσιμη απόκλιση σε μικρές αποστάσεις," λέει
ο Dvali. "Τα δυνάμει γκραβιτόνια εκμεταλλεύονται κάθε δυνατή διαδρομή
μεταξύ των αντικειμένων, και η διαφυγή τους ανοίγει ένα τεράστιο αριθμό
διαδρομών στο χώρο των πολλών διαστάσεων, οι οποίες επιφέρουν μια
μεταβολή στο νόμο της βαρύτητας. Ο Dvali λέει ότι η επίδραση της
τροποποιημένης βαρύτητας είναι δυνατόν να ανιχνευθεί με πειράματα
διαφορετικά από αυτά που εκτελούνται στις τεράστιες αποστάσεις των
κοσμολογικών παρατηρήσεων. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το πείραμα της
μέτρησης της σεληνιακής τροχιάς με μια εξαιρετικής ακρίβειας δέσμη
λέιζερ που θα ανακλάται στη σελήνη και θα ανιχνεύεται στη γη. Η δέσμη θα
ανακλάται από κάτοπτρα που τοποθετήθηκαν από τους αστροναύτες στην
επιφάνεια της σελήνης. |