Τα πρώτα στοιχεία για την θεωρία χορδών;

Άρθρο, Φεβρουάριος 2005

Στο τεύχος του Δεκεμβρίου του περιοδικού NewScientist υπάρχει ένα άρθρο με θέμα "Τα πρώτα στοιχεία για την θεωρία χορδών ;". Και για το ερώτημα που θέτει βασίζεται σε δύο διαφορετικές ανωμαλίες που παρατηρήθηκαν από τους αστρονόμους. Μάλιστα σύμφωνα με το συντάκτη του άρθρου, Marcus Chown, η θεωρία χορδών είναι η καλύτερη ελπίδα που έχουμε για να κατανοήσουμε πως δουλεύει το Σύμπαν. 

Η πρώτη παρατήρηση, στην οποία βασίστηκε ο Marcus Chown για να διατυπώσει το ερώτημα του, ονομάζεται CSL-1 και αναφέρθηκε για πρώτη φορά  σχεδόν πριν δύο χρόνια. Σε αυτήν εμφανίζονται δύο σχεδόν όμοιοι γαλαξίες ακριβώς δίπλα ο ένας στον άλλο, αλλά οι συντάκτες αυτής της ανακάλυψης (μια ρωσο-ιταλική ομάδα αστρονόμων που διευθύνεται από τον Mikhail Sazhin) πιστεύουν ότι υπάρχει κάποια διαγαλαξιακή κοσμική χορδή που παράγει δύο εικόνες ενός και μόνου γαλαξία με τη βοήθεια της βαρύτητας. Η ομάδα αυτή παρατήρησε τις δύο εικόνες αυτού του γαλαξία, που βρίσκεται σε απόσταση 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός,  να βρίσκονται πολύ κοντά η μία στην άλλη, μόλις 2 δεύτερα.

Η δεύτερη παρατήρηση που αναφέρθηκε από τον Marcus Chown δεν έχει καμία σχέση πραγματικά με την πρώτη (παρότι αυτό προτείνει ο συντάκτης του NewScientist). Πρόκειται για έναν ιδιότροπο κβάζαρ, που ονομάζεται Q0957+561A,B που στην πραγματικότητα λειτουργεί σαν βαρυτικός φακός.

Για το ζευγάρι των κβάζαρ,  έχουν παρατηρηθεί μερικές μεταβολές στη φωτεινότητα, περίπου, κατά  4%, γι αυτό και έχει προταθεί ότι αυτό οφείλεται σε μια κοντινή κοσμική χορδή (μέσα στο γαλαξία μας, κάπου 10.000 έτη φωτός) που κινείται στην ευθεία που συνδέει εμάς με το ζευγάρι των κβάζαρ.

Αλλά τι είναι οι κοσμικές χορδές;

Το 1976 ο φυσικός T.W.Kibble του Imperial College of Science, διατύπωσε την άποψη ότι κατά τη διάρκεια των πρώτων φάσεων του σύμπαντος, η αλληλεπίδραση μεταξύ περιοχών κενού με διαφορετικά ενεργειακά περιεχόμενα δημιούργησε χορδές απειροστού πλάτους και μήκους της τάξης κοσμικών αποστάσεων. Τις ονόμασαν δε κοσμικές χορδές. Μπορούμε αυτές να τις φανταστούμε σαν λεπτούς σωλήνες κενού πολύ μεγάλης ενέργειας, που ταξιδεύουν με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός, καμπυλώνοντας δε τον χώρο.

Ένα εκατοστό μιας τέτοιας χορδής υπολογίζεται να ζυγίζει περί τα 4*10¹² κιλά. Σαν αποτέλεσμα αυτής της τρομερής πυκνότητας είναι να δημιουργεί μεγάλα βαρυτικά πεδία, που αναγκάζουν τις χορδές σχήματος βρόχου να ταλαντώνονται με ταχύτητες κοντά με αυτήν του φωτός. Οι ταλαντώσεις αυτές, σύμφωνα με τον δημιουργό της θεωρίας, δημιουργούν βαρυτικά κύματα που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός.

Η ύπαρξή τους δικαιολογεί κατά τους φυσικούς και την ακανόνιστη κατανομή της μάζας στο σύμπαν, όπως και η κύρια αιτία του σχηματισμού των σμηνών των γαλαξιών. Επίσης, μπορούν οι κοσμικές αυτές χορδές να δημιουργήσουν φαινόμενα βαρυτικών φακών.

Οι θεωρίες των κοσμικών χορδών λένε ότι δημιουργήθηκαν αμέσως μετά από τον πληθωρισμό (από το αυτόματο σπάσιμο της βαθμίδας), και ότι αυτά που ισχυρίζεται η ομάδα του Sazhin δίνουν πειραματική επιβεβαίωση αυτής της άποψης. Πριν από λίγο καιρό αστρονόμοι θεώρησαν ότι έχουν ανακαλύψει κάτι εκπληκτικό, μια τεράστια κοσμική χορδή μήκους 100 αστρονομικών μονάδων.

Η ομάδα του Sazhin

Τώρα τελευταία η ομάδα αυτών των αστρονόμων με την καθοδήγηση του Sazhin πιστεύει ότι ανακάλυψε φαινόμενα βαρυτικών φακών που αποδεικνύουν την ύπαρξη κοσμικών χορδών. Βρήκαν 11 ζεύγη εικόνων του αντικειμένου CSL-1 πολύ κοντά μεταξύ τους, αλλά ενώ ένας γαλαξίας παράγει μόνο 2 εικόνες κατά μέσον όρο, η θεωρία των κοσμικών χορδών δέχεται ότι παράγει έναν αριθμό μεταξύ 9 και 200 ζευγών. Και ο αριθμός 11 που βρήκε η ομάδα είναι μέσα σε αυτό το διάστημα.

Υπάρχουν όμως πολλές αντιρρήσεις αστρονόμων (σκεπτικιστές) για την άποψη ότι υπάρχουν κοσμικές χορδές. Δεν υπάρχει κανένα αποδεικτικό στοιχείο ακόμα ότι υπάρχει αυτή η κοσμική υπερχορδή - που ίσως είναι μια ετεροτική τύπου ΙΙ χορδή - που υπαινίσσονται οι συντάκτες της εργασίας αυτής.

• Συνήθως ένας βαρυτικός φακός παράγει περιττό αριθμό εικόνων, ενώ αυτοί ανακάλυψαν άρτιο αριθμό εικόνων.

• Οι εικόνες στην περίπτωση των πραγματικών βαρυτικών φακών διαφέρουν μεταξύ τους, οι εικόνες όμως που βρήκαν οι αστρονόμοι αυτοί είναι όμοιες

• Επιπλέον η ρωσο-ιταλική ομάδα δεν έχει ανακαλύψει ακόμα το γαλαξία που λειτουργεί σαν βαρυτικός φακός.

• Οι εικόνες που ανακάλυψε η ομάδα αυτή δεν είναι παραμορφωμένες. Το γεγονός αυτό είναι ασυνήθιστο γιατί το φαινόμενο του βαρυτικού φακού παράγει παραμορφωμένες εικόνες.

• Είναι ενδιαφέρον ότι η ομάδα που διευθύνεται από τον Mikhail Sazhin, δεν έχει δώσει μέχρι σήμερα τις συντεταγμένες του αντικειμένου και τις κρατάει κρυφές γιατί δεν θέλει κανένας άλλος να το παρατηρήσει.

• Ο αριθμός των 11 ζευγών που ανακάλυψαν οι αστρονόμοι είναι απλώς τυχαία ζεύγη γαλαξιών, που συμβαίνει να είναι όμοια μεταξύ τους.

Αλλά υπάρχει και μια άλλη αντίφαση του συντάκτη του NewScientist. Γιατί στην περίπτωση του CSL-1, το γεγονός ότι υπάρχουν μόνο δύο εικόνες εκλαμβάνεται ως αποδεικτικό στοιχείο ότι οφείλεται σε μια κοσμική χορδή (και το υποστηρίζει ότι μόνο τα σημειακά αντικείμενα παράγουν περιττούς αριθμούς εικόνων), ενώ για το Q0957+561A,B υπάρχουν μόνο δύο εικόνες, αλλά οφείλεται σε έναν ενδιάμεσο γαλαξία, κι όχι σε μια χορδή.