Ο χωρόχρονος θα μπορούσε να έχει προεξοχές στο μέγεθος του σύμπαντος, τις γνωστές κοσμικές χορδές που το διατρέχουν σε όλη την έκταση του, όμως δεν έχουν ακόμη βρεθεί. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι αυτές έσπασαν σε ένα κουβάρι από μικρότερες χορδές σαν μαστίγια αλλά και χάντρες, αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Τα καλά νέα είναι ότι το γεγονός αυτό θα έχει δημιουργήσει βαρυτικά κύματα που μπορούν να ανιχνευτούν στη Γη.
Αριστερά: Κοσμικές χορδές στην αυγή του σύμπαντος μπορεί να έχουν κοπεί και να φτιάχνουν ‘χάντρες’ σε όλο το Σύμπαν
Πολλές θεωρίες προβλέπουν την ύπαρξη των κοσμικών χορδών. Οι τοπολογικές ατέλειες του χωροχρόνου, οι οποίες μπορεί να είναι μεγαλύτερες από το παρατηρήσιμο σύμπαν, θα πρέπει να έχουν δημιουργηθεί όταν ο Κόσμος ψύχθηκε μετά από το καυτό ξεκίνημα του. Το αποτύπωμα αυτής της εξαιρετικά μεγάλης βαρύτητας αναμενόταν να τα δούμε στο πλαίσιο των κοσμικών μικροκυμάτων – την ακτινοβολία που απέμεινε από την Μεγάλη Έκρηξη – είτε ως βαρυτικούς φακούς που κάμπτουν το φως που έρχεται από πολύ μακριά μέχρι εδώ. Πειστικά στοιχεία, όμως, δεν έχουμε δει ακόμα για αυτές τις κοσμικές χορδές.
Σύμφωνα με τον Ben Shlaer (Πανεπιστήμιο του Ταφτ στη Μασαχουσέτη) αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στο γεγονός ότι οι χορδές ήταν ασταθείς και έσπασαν σε ολοένα μικρότερα κομμάτια αμέσως μετά το σχηματισμό των κοσμικών χορδών. Οι πρώτες χορδές θα μπορούσαν να ήταν γιγάντιοι κλειστοί βρόχοι ή εξαιρετικά μεγάλα κομμάτια που να τερμάτιζαν σε ‘χάντρες’. Οι χάντρες αυτές θα ήταν τα λεγόμενα μονόπολα – σαν να ήταν ένας απομονωμένος πόλος ενός μαγνήτη.
Καθώς οι κοσμικές χορδές έσπασαν, η ανάλυση της ομάδας του Ben Shlaer δείχνει ότι τα κομμένα άκρα τους θα ήταν τελειώσει με περισσότερα μονόπολα, οδηγώντας τελικά σε ένα σύμπαν γεμάτο κατακερματισμένες χορδές με ‘χάντρες’ στα άκρα τους. Σε ένα βρεφικό σύμπαν, αυτές οι χορδές υψηλής τάσης θα είχαν απλωθεί σαν μαστίγια τριγύρω, επιταχύνοντας τις χάντρες σε σχετικιστικές ταχύτητες. Αυτές λοιπόν θα έχουν δημιουργήσει στενές δέσμες βαρυτικών κυμάτων, που θα μπορούσαν να ταξιδεύουν μέσα στο χωρόχρονο.
“Είναι πιθανό ότι αν περιμένετε αρκετό χρόνο μία από αυτές τις στενές ριπές βαρυτικών κυμάτων θα χτυπήσει τη Γη, και έτσι θα ανιχνευτούν από τους ανιχνευτές των βαρυτικών κυμάτων”, πιστεύει ο Shlaer
Η θεωρία ως γνωστόν μας λέει ότι οι πρώτες κοσμικές χορδές ήταν ασταθείς και διαιρέθηκαν σε μικρά κομμάτια καλυμμένα από μονόπολα.
Οι ανιχνευτές των βαρυτικών κυμάτων είναι ο Laser Interferometer Gravitational Observatory (LIGO), που τώρα είναι σε φάση αναβάθμισης, καθώς επίσης και ο μελλοντικός ανιχνευτής στο διάστημα Laser Interferometer Space Antenna (LISA). Το δυνατό φάσμα συχνοτήτων των βαρυτικών κυμάτων είναι εξαιρετικά μεγάλο, αυξάνοντας έτσι την ελπίδα ανίχνευσης των κοσμικών χορδών, λέει ο θεωρητικός φυσικός Henry Tye στο Πανεπιστήμιο Κορνέλ της Νέας Υόρκης.
————————————————————————————————————————————
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 χιλιόγραμμα. 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). Πριν από λίγο καιρό αστρονόμοι θεώρησαν ότι έχουν ανακαλύψει κάτι εκπληκτικό, μια τεράστια κοσμική χορδή μήκους 100 αστρονομικών μονάδων.
Τελευταία μια ομάδα αστρονόμων με την καθοδήγηση του Ρώσου Mikhail 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 σκεπτικιστές που λένε ότι δεν υπάρχουν κοσμικές χορδές. Δεν υπάρχει κανένα αποδεικτικό στοιχείο ακόμα πιστεύουν που να δείχνει ότι υπάρχει η κοσμική υπερχορδή.
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.
Τι είναι τα μονόπολα
Ο Μεγάλες Ενοποιημένες Θεωρίες (GUT), προβλέπουν την ύπαρξη μονοπόλων . Τα μονόπολα των Μεγάλων Ενοποιημένων Θεωριών έχουν πολύ διαφορετικές ιδιότητες από ένα μαγνητικό μονόπολο Dirac - η πιο αξιοσημείωτη διαφορά είναι ότι η μάζα τους θα μπορούσε να είναι 1016 φορές της μάζας ενός μαγνητικού μονοπόλου Dirac.
Αυτή η τεράστια μάζα σημαίνει ότι τα μονόπολα των Μεγάλων Ενοποιημένων Θεωριών θα μπορούσαν να έχουν παραχθεί μόνο κατά τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης. Αν έχει συμβεί αυτό, τότε είναι πολύ πιθανό να υπάρχει κάποιο υψηλότερο νόημα στην κβάντωση του ηλεκτρικού και του μαγνητικού φορτίου. Στη φυσική, τα μυστήρια δημιουργούν μυστήρια.
Εξ’ αιτίας της μεγάλης μάζας αυτής θα ήταν εξαιρετικά δύσκολο με οποιονδήποτε επιταχυντή να επιτύχουμε ενέργειες του πολύ-πολύ πρώιμου σύμπαντος.
Αν δε υπάρχουν τα μονόπολα, θα είναι ελάχιστα και διάσπαρτα στο σύμπαν, μάλιστα τα μαγνητικά πεδία του μεσοαστρικού χώρου θα ήταν ασθενέστερα αν υπήρχαν σε μεγάλες συγκεντρώσεις.
Ο ιδρυτής του πληθωριστικού μοντέλου, Alan Guth, προβληματίσθηκε ιδιαίτερα με την απουσία τους και συμπέρανε ότι η συνολική τους μάζα θα αντιστοιχούσε σε εκατομμύρια φορές περισσότερη σκοτεινή ύλη από όση υπάρχει σήμερα. Επίσης σύμφωνα με το μοντέλο αυτό, η απότομη διόγκωση εξηγεί και την φαινομενική απουσία τους.
Σχετικά άρθρα
1. Τι είναι οι Κοσμικές Χορδές;
2. Κοσμικές χορδές και άλλες τοπολογικές ατέλειες
3. Τα πρώτα στοιχεία για την θεωρία χορδών;
Leave a Comment