2η θεωρία για την προέλευση και την εξέλιξη του Σύμπαντος

Άρθρο, Μάρτιος 2007

2η Θεωρία: Η θεωρία των βρανών εμπνέει την εικόνα του εκπυρωτικού ή κυκλικού Σύμπαντος

Ας υπενθυμίσουμε ότι η κβαντική βαρύτητα βρόχων είναι μια θεωρία που άρχισε με τη σχετικότητα και προσπάθησε να ενσωματώσει την κβαντομηχανική κατόπιν. Αλλά υπάρχει και μια άλλη θεωρία που προσπαθεί να ενοποιήσει τη σχετικότητα με την κβαντική θεωρία, όμως αυτή άρχισε ανάποδα. Ξεκίνησε με την κβαντομηχανική και προσθέτει έπειτα σχετικιστικά αποτελέσματα στις εξισώσεις. Είναι η γνωστή Μ-θεωρία ή υπερ-βαρυτική θεωρία χορδών, ή απλά θεωρία χορδών.

Η θεωρία χορδών προτείνει ότι κάθε θεμελιώδες σωματίδιο του Κόσμου δεν είναι στην πραγματικότητα ένα πολύ μικροσκοπικό σημειακό σωματίδιο, όπως υπαγορεύει η συμβατική κβαντική θεωρία. Η θεωρία χορδών περιγράφει τα σωματίδια σαν παλλόμενες χορδές. Η θεωρία λέει ότι όλες αυτές οι "χορδές" - που αποτελούνται απλά από καθαρή ενέργεια και είναι πάρα πολύ μικρές για να τις ανιχνεύσουμε - δονούνται, ακριβώς όπως οι χορδές σε ένα βιολί. Και με τον ίδιο τρόπο που οι διαφορετικές δονήσεις των χορδών του βιολιού καθορίζουν ποια μουσική νότα παράγεται, έτσι και οι διαφορετικοί τρόποι που μια θεμελιώδης χορδή μπορεί να δονείται καθορίζουν ποιο υποατομικό σωματίδιο παράγεται. Αυτή η μουσική σύνδεση με τη φυσική έχει οδηγήσει πολλούς επιστήμονες να θεωρούν ότι η θεωρία χορδών είναι μια "κομψή" θεωρία. Και αυτή η κομψότητα είναι η αιτία που η θεωρία χορδών ένα τόσο δημοφιλή σήμερα. Υπολογίζεται ότι οι θεωρητικοί των χορδών ξεπερνούν σε αριθμό αυτών που ασχολούνται με την κβαντική βαρύτητα βρόχων με μια αναλογία δέκα έως ένα.

Εν πάση περιπτώσει, η θεωρία χορδών ήδη μετράει σχεδόν μισό αιώνα ζωής, ενώ μία από τις πιο σημαντικές μορφές της εμφανίστηκε το 1995 με το θεωρητικό Edward Witten. Ο τελευταίος πρότεινε ότι τα θεμελιώδη σωματίδια όχι μόνο πρέπει να είναι μονοδιάστατες χορδές, αλλά μπορούν επίσης και να είναι δισδιάστατα επίπεδα. Και συνέχισε ότι μπορεί να είναι επίσης και τρισδιάστατα πολύεδρα. Πιθανώς να νομίζετε ότι θα σταματούσε στις τρεις διαστάσεις, αλλά κάνετε λάθος. Ο Witten υποστήριξε ότι οι θεμελιώδεις χορδές θα μπορούσαν να έχουν και ένδεκα διαστάσεις.

Στην πραγματικότητα, οι θεωρητικοί των χορδών κρατούσαν στο νου τους μια θεωρία που έλεγε ότι ο Κόσμος έχει τουλάχιστον δέκα διαστάσεις (ή είκοσι έξι, σύμφωνα με μερικές ερμηνείες), κι έτσι δεν τους βρήκε απροετοίμαστους. Ο Witten απλά πρότεινε ότι όχι μόνο ο Κόσμος ήταν πολυδιάστατος, αλλά όλες οι στοιχειώδεις οντότητες. Οι ιδέες του ανακοινώθηκαν σαν η πιο μεγάλη ανακάλυψη που είχε γίνει ποτέ στη θεωρία χορδών. Κι έτσι φυσικά η θεωρία δεν θα μπορούσε να ονομάζεται πια θεωρία χορδών, δεδομένου ότι δεν ήταν μόνο μια θεωρία για τις χορδές.

Πολλοί θεωρητικοί χορδών αναγνώρισαν ότι αυτές οι πολυδιάστατες οντότητες θα μπορούσαν να ονομαστούν "μεμβράνες", γι αυτό θέλησαν να ονομάσουν τη θεωρία του Witten θεωρία μεμβρανών. Εντούτοις, άλλοι θεωρητικοί σκέφτηκαν ότι ήταν τόσο επαναστατική ιδέα που πρέπει να ονομαστεί "μαγική" θεωρία ή "μητέρα" όλων των θεωριών. Συζητήθηκε, επίσης, να ονομαστεί θεωρία πινάκων (matrix) ή ακόμα και "μυστήρια", επειδή κανένας δεν μπορούσε να την εξηγήσει αρκετά. Εν πάση περιπτώσει, για να ικανοποιηθούν όλοι αυτοί οι φυσικοί την λένε Μ-θεωρία.

Το κυκλικό σύμπαν

Κι ύστερα ήρθε ο Neil Turok, του πανεπιστημίου του Καίμπριτζ στη Μεγάλη Βρετανία, με τον Paul Steinhardt, του πανεπιστημίου Princeton στο Νιου Τζέρσεϋ, για να μας πει κάτι εκπληκτικό όσο και η εργασία του Witten, ή ίσως και πιο πολύ ακόμα. Ο Witten είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι εάν ο Κόσμος θα μπορούσε να έχει τόσες πολλές διαστάσεις, γιατί δεν θα μπορούσαν και οι χορδές; Ο Turok από την άλλη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι εάν οι χορδές θα μπορούσαν να είναι μεμβράνες, γιατί δεν θα μπορούσε και ο Κόσμος;

Τελικά χτίστηκε ένα μοντέλο προέλευσης του Κόσμου με βάση την Μ-θεωρία στην οποία ο Κόσμος θεωρείται σαν μια μεμβράνη. Ο Turok εν συνεχεία έκοψε τη λέξη μεμβράνη σε βράνη. Στην ουσία η θεωρία του πιστεύει ότι ένα σύμπαν - που παίρνει τη μορφή μιας βράνης - υπάρχει μέσα σε ένα πολυδιάστατο υπερχώρο, όπου εκεί μέσα υπάρχουν και άλλες βράνες. Οι τελευταίες αντιπροσωπεύουν άλλα σύμπαντα που υπάρχουν παράλληλα με το δικό μας σύμπαν χωρίς να υπάρχει καμιά επαφή τους. Με άλλα λόγια υπάρχουν παράλληλα σύμπαντα κι όταν δύο από αυτές τις βράνες συγκρούονται, τότε ξεκινάει μια Μεγάλη Έκρηξη ή ένα big bang.

Και αντί να δουλέψουν με τις 11 διαστάσεις (όπως υπονοούνται από τη θεωρία Μ), οι ερευνητές έχουν εστιάσει την προσοχή τους σε βράνες των 5 διαστάσεων. Σε αυτό το μοντέλο, οι άλλες 6 διαστάσεις συστρέφονται ισχυρά και μπορούν να αγνοηθούν. Ορισμένες βράνες που υπάρχουν σε αυτό τον αφηρημένο πενταδιάστατο χώρο μπορούν να αντιπροσωπευθούν με άπειρης έκτασης, παράλληλα επίπεδα και φαίνονται ότι έχουν μια στενή αντιστοίχιση με τον Κόσμο μας.

Οι άλλοι κόσμοι-βράνες είναι δυνητικά σύμπαντα που επιπλέουν στην πέμπτη διάσταση. Αυτές όμως οι βράνες παραμένουν αόρατες επειδή τα σωματίδια και το φως δεν μπορούν να ταξιδέψουν μέσω της πέμπτης διάστασης. Εντούτοις, η βαρύτητα είναι η μόνη δύναμη που μπορεί κινηθεί μέσα από την πέμπτη διάσταση, κι έτσι οι συγκρούσεις  είναι πιθανές μεταξύ των βρανών.

Δημιουργώντας ένα Εκπυρωτικό Σύμπαν

Στο εκπυρωτικό σενάριο, η πέμπτη διάσταση είναι πεπερασμένη στο μέγεθος και συνορεύει σε κάθε της πλευρά με μία τρισδιάστατη βράνη. Μία από αυτές τις συνοριακές βράνες ήταν η επιφάνεια που προοριζόταν να γίνει το δικό μας Σύμπαν, ενώ η άλλη συνοριακή βράνη αντιπροσωπεύει ένα άλλο σύμπαν.

Τα κινούμενα σώματα έχουν ενέργεια μόνο εξ' αιτίας της κίνησής τους. Συνεπώς, λόγω της γρήγορης προσέγγισης των βρανών υπάρχει τεράστια κινητική ενέργεια κατά μήκος της 5ης διάστασης. Όταν συγκρούονται δύο βράνες, η διατήρηση της ενέργειας εξασφαλίζει ότι αυτή η ενέργεια πηγαίνει στο τεσσάρων διαστάσεων εσωτερικό τους. Και αυτή η ενέργεια αναγκάζει τις βράνες να επεκτείνονται βίαια. Εν τέλει δημιουργείται μια τεράστια έκρηξη του χώρου, η γνωστή μας Μεγάλη Έκρηξη. Μετά τη σύγκρουση των δύο βρανών η κινητική ενέργεια τους μετασχηματίζεται σε κουάρκ, ηλεκτρόνια, φωτόνια κλπ.

Το 1905, ο Αϊνστάιν ανακάλυψε ότι η μάζα είναι μια μορφή ενέργειας. Συνεπώς, όχι μόνο μπορεί η μάζα να μετατραπεί σε άλλες μορφές ενέργειας, αλλά κι άλλες μορφές ενέργειας μπορούν να μετατραπούν σε μάζα. Έτσι, η ενέργεια της σύγκρουσης των βρανών καταλήγει όχι μόνο στην εκπληκτική διαστολή του κενού διαστήματος αλλά και στη δημιουργία της ύλης - ένα καυτό πυροτέχνημα - μια θερμή βολίδα - θεμελιωδών σωματιδίων. Αυτό δημιουργεί και την καυτή Μεγάλη Έκρηξη.

Συγχρόνως, μια εξέλιξη του μοντέλου αυτού δέχεται ότι όταν μία από τις συνοριακές βράνες κινείται αργά αλλά σταθερά προς την άλλη, συρρικνώνει την πέμπτη διάσταση. Τέλος, όταν οι δύο αυτές βράνες αγγίζουν η μία την άλλη, η πέμπτη διάσταση καταρρέει εντελώς, ένα γεγονός που οι ερευνητές αποκαλούν Μεγάλη Σύνθλιψη.

Οι δύο συνοριακές βράνες που συγκρούστηκαν αναπηδούν προς αντίθετες κατευθύνσεις και αρχίζουν να απομακρύνονται, αναδημιουργώντας την πέμπτη διάσταση. Αυτή η αναπήδηση σηματοδοτεί και την αρχή της διαστολής του Σύμπαντός μας. 

Λόγω των κβαντικών φαινομένων, που καθιστούν τα όρια μεταξύ των βρανών ελαφρώς ανώμαλο, μερικά μέρη της βράνης μας θα είχαν συγκρουστεί ελαφρά νωρίτερα ή λίγο αργότερα από κάποια άλλα μέρη. Αυτό θα δημιουργούσε τις μικροσκοπικές διαφορές θερμοκρασίας μέσα στη βράνη μας, όπως αυτές που προβλέπει και η κλασσική θεωρία του Big Bang. Αυτές οι μικροδιαφορές γίνονται οι σπόροι για το σχηματισμό γαλαξιών. Η σύγκρουση αναγκάζει επίσης την βράνη να διαστέλλεται, εξηγώντας έτσι και την επέκταση του σύμπαντος που παρατηρούμε σήμερα.

Επίσης, βλέπουμε να γίνεται μια αέναη μετάβαση από την Μεγάλη Σύνθλιψη στη Μεγάλη Έκρηξη, γιατί οι βράνες απομακρύνονται και μετά πλησιάζουν η μία την άλλη. Με λίγα λόγια έχουμε μια αέναη επανάληψη της Μεγάλης Έκρηξης και της Μεγάλης Σύνθλιψης γι αυτό και θεωρείται Κυκλικό Σύμπαν. 

Η παραγωγή ενός σύμπαντος στην εκπυρωτική θεωρία απαιτεί υπομονή. Επειδή η ελκτική δύναμη μεταξύ των βρανών είναι πολύ μικρή, κινούνται με έναν ρυθμό χελώνας, και παίρνει πολλά δισεκατομμύρια χρόνια για να εμφανιστεί μια σύγκρουση. Στην πραγματικότητα η νέα θεωρία αντικαθιστά την πολύ σύντομη εκθετική διαστολή στο πληθωριστικό μοντέλο, με μια πολύ μακροχρόνια περίοδο πριν από τη σύγκρουση. Αλλά η Φύση δίνει κι ένα δώρο: η σύγκρουση που περιγράφεται από την εκπυρωτική θεωρία όχι μόνο παράγει την κοσμική δομή, αλλά δημιουργεί επίσης και τις γνωστές οικογένειες των κουάρκ και των άλλων θεμελιωδών σωματιδίων.

Αυτή η ιδέα ονομάζεται εκπυρωτικό μοντέλο, μια λέξη που προέρχεται από τους αρχαίους στωικούς φιλοσόφους οι οποίοι σκέφτηκαν ότι ο Κόσμος ξαναγεννιόταν κάθε τόσο μέσα σε μια πύρινη σφαίρα. Μια διαδικασία που την ονόμασαν οι φιλόσοφοι 'εκπύρωσις'. Ο Αναξίμανδρος ανέφερε σχετικά ότι: "ο κόσμος αναδύθηκε από μια μακροχρόνια σχεδόν σταθερή κατάσταση".

Η αντίθετη άποψη - του πληθωρισμού - βασίζεται στην άποψη του φιλόσοφου Παρμενίδη: "ο κόσμος έχει αλλάξει από τότε που αναδύθηκε", εννοώντας ότι διαστέλλεται και εξελίσσεται συνεχώς.

Η ομορφιά του μοντέλου αυτού πρώτον οφείλεται στην απλότητα του και δεύτερον ότι μπορεί να υπολογίσουμε το φάσμα των στοιχειωδών σωματιδίων, ένα αποτέλεσμα παραπλήσιο με τον πραγματικό Κόσμο μας.

Ο πληθωρισμός λύνει κοσμολογικά προβλήματα

Το σενάριο αυτό, που προτάθηκε από τους Khoury, Ovrut, Steinhardt και Turok μόλις το 2001, είναι ελκυστικό επειδή αντικαθιστά τον κοσμικό πληθωρισμό με μια θεωρία που επιτυγχάνει πολλές από τις ίδιες επιτυχίες του πληθωρισμού σε ένα πλαίσιο που φαίνεται συμβατό με τη θεωρία χορδών.

Το πρόβλημα με την ιδέα αυτοί, λένε όσοι της κάνουν κριτική, είναι ότι δεν εξηγεί τη θεωρία του πληθωρισμού, όπως κάνει η θεωρία της κβαντικής βαρύτητας βρόχων. Αλλά το εκπυρωτικό μοντέλο αντικαθιστά την πληθωριστική θεωρία με τις δικές του λύσεις στα προβλήματα που ο πληθωρισμός πάει να επιλύσει στο Καθιερωμένο Μοντέλο της Μεγάλης 'Εκρηξης.

Ο πληθωρισμός έλυνε μια σειρά προβλήματα, όπως το πρόβλημα του ορίζοντα ή της ομοιογένειας και της επιπεδότητας.

Α! Το πρόβλημα του ορίζοντα:

Αφού κανένα σήμα δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από το φως, δύο περιοχές του σύμπαντος μπορούν να 'επικοινωνήσουν' με φωτεινά σήματα, και να αποκαταστήσουν συνθήκες ισορροπίας όσον αφορά τη θερμοκρασία και την πυκνότητα τους, μόνο αν η μία βρίσκεται μέσα στον ορίζοντα της άλλης. Έτσι, για παράδειγμα, σε μια περιοχή του σύμπαντος που βρίσκεται στα όρια του σημερινού ορίζοντα ενός γήινου παρατηρητή αναμένεται ότι θα επικρατούν πολύ διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης από αυτές που υπάρχουν στην περιοχή του σύμπαντος κοντά στη Γη. Κι' αυτό διότι οι δύο περιοχές στις πρώτες φάσεις της κοσμικής εξέλιξης, όταν η θερμοκρασία και η πίεση του σύμπαντος έπαιρναν τις τελικές τιμές τους, δεν είχαν τη δυνατότητα να «επικοινωνήσουν» εφόσον η μία βρισκόταν έξω από τον ορίζοντα της άλλης. Με άλλα λογία, πολύ απομακρυσμένες μεταξύ τους περιοχές, που στο παρελθόν, όταν ο ορίζοντας ήταν μικρότερος, δεν μπορούσαν να «επικοινωνήσουν» με φωτεινά σήματα, αναμένεται να εμφανίζουν ανομοιογένεια πυκνότητας και θερμοκρασίας.

Τα στοιχεία όμως των παρατηρήσεων δείχνουν ακριβώς το αντίθετο. Στις μεγαλύτερες παρατηρησιακά δυνατές κλίμακες αποστάσεων, η θερμοκρασία και η πυκνότητα του σύμπαντος παρουσιάζουν εξαιρετική ομοιογένεια. Αυτό, που είναι γνωστό ως πρόβλημα του ορίζοντα, κι αποτελεί έναν από τους δυσκολότερους σύγχρονους κοσμολογικούς γρίφους.

Ο πληθωρισμός λύνει αυτό το πρόβλημα επειδή στις πρώτες πρώτες στιγμές του σύμπαντος, όλα τα μέρη του χώρου ήταν πολύ κοντά το ένα με το άλλο, προτού διαχωριστούν με ταχύτητα πολύ μεγαλύτερη του φωτός, κι έτσι δεν είχαν το χρόνο να εξελιχθούν σε τίποτα σημαντικά διαφορετικό από ό,τι ήταν όσο ήταν κοντά.

Η εκπυρωτική θεωρία έλυσε αυτό το πρόβλημα (χωρίς να επικαλείται την φάση του πληθωρισμού), επειδή όπως εξηγεί το big bang δεν εμφανίζεται σε ένα ειδικό σημείο, εμφανίζεται σε κάθε σημείο πάνω στη βράνη, υπό τον όρο ότι συγκρούονται οι βράνες πρόσωπο με πρόσωπο. Επομένως κάθε τμήμα της βράνης έχει υποβληθεί στην ίδια επεξεργασία και δεν υπάρχει κανένας λόγος οι διαφορετικές θέσεις να φαίνονται πολύ διαφορετικές.

Β! το πρόβλημα της επιπεδότητας

Αφετέρου, υπάρχει κι ένα δεύτερο κοσμολογικό πρόβλημα που σχετίζεται με την κατανομή της μάζας και της ενεργείας στο σύμπαν. Τα στοιχεία αποδεικνύουν ότι η πυκνότητα της ύλης-ενέργείας του σύμπαντος είναι πολύ κοντά στην κρίσιμη τιμή. Η κρίσιμη τιμή είναι αυτή που δείχνει αν το σύμπαν θα είναι ανοικτό και συνεχώς διαστελλόμενο ή ένα κλειστό σύμπαν το οποίο περνά από μία φάση διαστολής, στη συνεχεία συστέλλεται και τελικά «καταρρέει» σε μία ανωμαλία. Αυτό δημιουργεί δυσκολίες στους κοσμολόγους αφού σε ένα σύμπαν που περιέχει τις γνωστές μορφές ύλης και ενεργείας (κανονική ύλη, σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια), η όποια αρχική απόκλιση από την κρίσιμη τιμή της πυκνότητας αυξάνεται εκθετικά καθώς περνά ο χρόνος. Το σύμπαν μας διαστέλλεται εδώ και 14 δισεκατομμύρια χρόνια, πράγμα που σημαίνει ότι εφόσον η σημερινή τιμή της πυκνότητας είναι πολύ κοντά στην κρίσιμη τιμή η αρχική τιμή θα πρέπει να ήταν απίστευτα κοντά στην κρίσιμη τιμή. Αυτή η κοσμική σύμπτωση, που αναφέρεται ως πρόβλημα της επιπεδότητας του σύμπαντος, αποτελεί πρόβλημα για τους κοσμολόγους αφού δεν μπορούν να την αιτιολογήσουν.

Από την άλλη οι κοσμολόγοι βλέπουν ότι το σύμπαν φαίνεται επίπεδο, μην εξυπηρετώντας κανέναν συγκεκριμένο σκοπό. Η λέξη "επίπεδο" από αυτή την άποψη δεν σημαίνει δισδιάστατο και ομαλό σύμπαν. Σημαίνει ότι το σύμπαν δεν περιέχει καμία σημαντική καμπύλη ή κανένα κυματισμό, ούτε κάμπτεται γύρω από τον εαυτό του (δεν μοιάζει σαν σέλα ή δεν είναι σαν μια σφαίρα).

Το γεγονός ότι φαίνεται επίπεδο, φυσικά, δεν είναι απόδειξη ότι είναι στην πραγματικότητα και επίπεδο. Μερικές θεωρίες πράγματι προβλέπουν ότι οφείλουν να υπάρχουν "κυματισμοί" στον χωροχρονικό ιστό, αλλά δεν είναι και πολύ ευδιάκριτοι. Εάν το σύμπαν είναι στην πραγματικότητα σφαιρικό, δεν μπορεί να είναι επίπεδο, και θα μπορούσε επομένως να έχει μαγνητικούς πόλους, ακριβώς όπως η Γη. Επίσης δεν έχει εξηγηθεί το γεγονός ότι τέτοια "μονόπολα", όπως λέγονται, δεν έχουν παρατηρηθεί.

Ο πληθωρισμός εξηγεί πολύ καλά και το τελευταίο πρόβλημα, επειδή η πολύ γρήγορη διαστολή εξαφάνισε οποιαδήποτε μεγάλα κυρτά διαστήματα (τα έκανε σχετικά επίπεδα), ενώ η απεραντοσύνη του χώρου, που προβλέπεται από τον πληθωρισμό, εξασφαλίζει ότι εάν το σύμπαν έχει μονόπολα, δεν υπάρχει πιθανότητα να είναι κάποιο από αυτά κοντά σε μας.

Όμως και η εκπυρωτική θεωρία έχει τα επιχειρήματα της για να εξηγήσει αυτό το πρόβλημα. Επειδή οι συγκρουόμενες βράνες είναι επίπεδες, το προκύπτον σύμπαν είναι πιθανό να είναι κι αυτό επίπεδο, και επειδή δεν υπάρχει καμία ανωμαλία (ιδιομορφία) με άπειρη θερμοκρασία και πυκνότητα, το σύμπαν θα ήταν πάρα πολύ ψυχρό (μόνο εκατό δισεκατομμύρια βαθμοί αντί για πολλά τρισεκατομμύρια) για να έχει δικά του μονόπολα.

Κι αν κάποιος ρωτήσει: καλά και πού βρέθηκαν αυτές οι βράνες; Η θεωρία λέει ότι υπήρχαν από πάντα και ότι αυτές οι συγκρούσεις που προκαλούν τις Μεγάλες Εκρήξεις συνεχίζονται για πάντα. Λόγω αυτού του κύκλου των συγκρούσεων, η θεωρία αναφέρεται μερικές φορές και ως "κυκλική" θεωρία.

Διαφορές των δύο θεωριών

Στη θεωρία του πληθωρισμού το σύμπαν αρχίζει με σχεδόν άπειρη θερμοκρασία και υπόκειται σε πολύ σύντομη υπερφωτεινή διαστολή. Στο εκπυρωτικό σενάριο όλη η εξέλιξη έγινε σε ενέργειες  της τάξης Planck, ήταν πολύ αργή που κράτησε πολύ χρόνο.

Υπάρχουν αποδεικτικά στοιχεία για αυτήν την θεωρία;

Εάν είναι σωστή αυτή η κυκλική έκδοση της αιτίας για το big bang, τότε ο πληθωρισμός δεν χρειάζεται και έτσι όλες οι θεωρίες που γεννήθηκαν από τον πληθωρισμό είναι, επίσης, περιττές.

Οι όποιες αποδείξεις περιλαμβάνουν την ιδέα των κυμάτων βαρύτητας - που είναι κυματισμοί του χωρόχρονου. Τα κύματα βαρύτητας, ένα χαρακτηριστικό του σύμπαντος που προβλέπεται από τη Γενική Σχετικότητα, θα ελάμβαναν μια διαφορετική μορφή στο καθιερωμένο μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης και στο Εκπυρωτικό Μοντέλο. Η θεωρία του Big Bang συν τον πληθωρισμό προβλέπει ότι τα κύματα βαρύτητας μπορούν να έχουν εξαιρετικά μεγάλα μήκη κύματος, ενώ σε έναν κυκλικό σύμπαν δεν προβλέπεται τέτοια κύματα.

Τα κύματα βαρύτητας μεγάλου μήκους κύματος θα άφηναν ένα διακριτικό δακτυλικό αποτύπωμα στο Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων, και αυτό μπορεί σε λίγα χρόνια να ανιχνευτεί.

Σε μια άλλη παραλλαγή της θεωρίας, εντούτοις, δεν συγκρούονται μεταξύ τους δύο βράνες, αλλά μια βράνη γεννά μια άλλη βράνη, που συγκρούεται έπειτα με την άλλη. Σε αυτήν την έκδοση της θεωρίας,  θα υπήρχαν κανονικά κύματα βαρύτητας.

Υπάρχουν προσπάθειες που είναι εν εξελίξει για να μετρήσουν και να καθιερώσουν τα κύματα της βαρύτητας, αλλά θα χρειαστούν πιθανώς αρκετά χρόνια για να συγκεντρωθούν χρήσιμα στοιχεία. Ο δορυφόρος Planck που σχεδιάζεται να προωθηθεί από την Ευρωπαϊκή Διαστημική Αντιπροσωπεία μπορεί να βοηθήσει ώστε να κριθούν αυτά τα ζητήματα.

Επίσης, η Διαστημική Κεραία με Συμβολόμετρο Λέιζερ (LISA), που πρέπει να πετάξει μεταξύ του 2010 και του 2015, σύμφωνα με τις προβλέψεις πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει τα κύματα βαρύτητας. Αλλά μέχρι τώρα δεν υπάρχουν συγκεκριμένα στοιχεία (όπως και με την 1η θεωρία Δεν υπήρξε ποτέ καμία αρχή του Κόσμου και δεν θα υπάρξει ποτέ κανένα τέλος του).

Εάν το σενάριο αυτό είναι σωστό, τότε η επόμενη εξέλιξη του σύμπαντος μας είναι λίγο πολύ η ίδια όπως γίνεται αποδεκτή από όλους. Καθώς ο χώρος της βράνης μας εξερράγη και μεγάλωσε, η διαστολή έψυξε γρήγορα την πύρινη βολίδα της Μεγάλης Έκρηξης. Τελικά, όταν ήταν αρκετά ψυχρή, σχηματίστηκαν οι γαλαξίες και τα αστέρια από τα παγωμένα συντρίμμια. Και, μια ημέρα, μετά από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, μια ομάδα φυσικών στον τρίτο πλανήτη ενός μη σημαντικού άστρου σε έναν μη αξιοπρόσεκτο γαλαξία είχε την ιδέα ότι μια σύγκρουση μεταξύ κάποιων ιδιαίτερων οντοτήτων, των λεγόμενων βρανών, επιτέλους δίνει μια εξήγηση για όλα αυτά που βλέπουμε γύρω μας.

Πριν περίπου 2.300 χρόνια ο φιλόσοφος Ζήνων ο Κιτιεύς από την Κύπρο, ιδρυτής της σχολής των Στωικών, είχε δώσει μιαν αρκετά διαφορετική εξήγηση για την κοσμογονία:

«Κατά συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα το Σύμπαν ολόκληρο εκπυρώνεται και ανασυντίθεται εκ νέου».

Μια ανακύκλωση, δηλαδή, με εκπύρωση. Από αυτή την ιδέα οι θεμελιωτές της θεωρίας του ανακυκλούμενου Σύμπαντος βάφτισαν το ανασυσταθέν Σύμπαν «εκπυρωτικό». Στη θεωρία τους διαβλέπουν όντως μια αέναη αλυσίδα αναγεννήσεων, όμοια με αυτήν που διαπίστωσε μαθηματικά ο Ashtekar, από σύμπαντα που πορεύονται άχρι θανάτου και ανασταίνονται διαστελλόμενα, για να ξαναρχίσει ο κύκλος της ζωής τους

Home