Θεωρίες φυσικής Κοσμολογία

Μήπως βρίσκεται πολύ κοντά σε μας ένα άλλο σύμπαν

Written by Δ.Μ.

Από τη δεκαετία του 1960, οι αστρονόμοι έχουν επίγνωση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας υποβάθρου που διαποτίζει το σύμπαν. Γνωστή ως το Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων (CMB), αυτή η ακτινοβολία είναι το αρχαιότερο φως στο Σύμπαν και ό, τι έχει απομείνει από το Big Bang. Μέχρι το 2004, οι αστρονόμοι είχαν, επίσης, επίγνωση του γεγονότος ότι μια μεγάλη περιοχή εντός της CMB φαίνεται να είναι ψυχρότερη από το περιβάλλον της.

Share

Από τη δεκαετία του 1960, οι αστρονόμοι έχουν επίγνωση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας υποβάθρου που διαποτίζει το σύμπαν. Γνωστή ως το Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων (CMB), αυτή η ακτινοβολία είναι το αρχαιότερο φως στο Σύμπαν και ό, τι έχει απομείνει από το Big Bang. Μέχρι το 2004, οι αστρονόμοι είχαν, επίσης, επίγνωση του γεγονότος ότι μια μεγάλη περιοχή εντός της CMB φαίνεται να είναι ψυχρότερη από το περιβάλλον της.

parallel-universeΚαλλιτεχνική απεικόνιση παράλληλων συμπάντων

Γνωστή ως η ακτινοβολία «CMB Ψυχρού Σημείου», οι επιστήμονες προβληματίζονται για αυτή την ανωμαλία για χρόνια, με τις εξηγήσεις να κυμαίνονται από μία ειδική περιοχή έως να προκαλείται από ένα υπερ-κενό τμήμα του σύμπαντος . Σύμφωνα με μια νέα μελέτη που διεξήχθη από μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Durham, η παρουσία ενός υπερ-κενού τμήματος έχει αποκλειστεί. Το συμπέρασμα αυτό ανοίγει και πάλι την πόρτα σε πιο εξωτικές εξηγήσεις – όπως η ύπαρξη ενός παράλληλου σύμπαντος!

ColdSpotΗ περιοχή Ψυχρού Σημείου που ανιχνεύθηκε από τον δορυφόρο WMAP

Το Ψυχρό Σημείο (Cold Spot) είναι μία από τις πολλές ανωμαλίες που έχουν μελετήσει οι αστρονόμοι από τότε που δημιουργήθηκαν οι πρώτοι χάρτες της CMB με τη χρήση δεδομένων από το Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Αυτές οι ανωμαλίες είναι περιοχές στην CMB, που πέφτουν κάτω από τη μέση θερμοκρασία του φόντου του περίπου 2,73 βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν (-270.43 ° C). Στην περίπτωση του ψυχρού σημείου, η περιοχή είναι μόλις 0,00015 ° ψυχρότερο από τον περιβάλλοντα χώρο.

CMB-Cold-Spot

Χάρτης του Κοσμικού Υπόβαθρου Μικροκυμάτων (CMB) που δημιουργήθηκε από τον δορυφόρο Planck. Το Ψυχρό Σημείο δείχνεται στο ένθετο, με συντεταγμένες και η διαφορά θερμοκρασίας στην κλίμακα στο κάτω μέρος.

Και όμως, αυτή η διαφορά θερμοκρασίας είναι αρκετή ώστε το σημείο ψυχρού σημείου έχει γίνει κάτι σαν αγκάθι στο ισχίο του προτύπου μοντέλου της κοσμολογίας. Προηγουμένως, η έξυπνη άποψη ήταν ότι το υπερ-κενό σε μια περιοχή του διαστήματος μήκους δισεκατομμυρίων ετών φωτός, οφείλεται σε απουσία γαλαξιών. Για να δοκιμάσουν αυτή τη θεωρία, η ομάδα του Durham πραγματοποίησε μια έρευνα των γαλαξιών στην περιοχή αυτή.

Αυτή η τεχνική, η οποία μετρά το βαθμό στον οποίο μετατοπίζεται το ορατό φως που προέρχεται από ένα αντικείμενο προς το ερυθρό άκρο του φάσματος, υπήρξε η τυπική μέθοδος για τον προσδιορισμό της απόστασης μεταξύ των γαλαξιών  για πάνω από έναν αιώνα. Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα του Durham βασίστηκε σε δεδομένα από το Αγγλο-Αυστραλιανό τηλεσκόπιο για να πραγματοποιήσει μια έρευνα όπου μέτρησαν τις ερυθρές μετατοπίσεις από 7.000 κοντινούς γαλαξίες.

Με βάση αυτό το σύνολο δεδομένων υψηλής πιστότητας, οι ερευνητές δεν βρήκαν καμία απόδειξη ότι το Ψυχρό Σημείο αντιστοιχούσε σε μια σχετική έλλειψη γαλαξιών. Με άλλα λόγια, δεν υπήρχε καμία ένδειξη ότι η περιοχή είναι ένα υπερ-κενό.

Ο Ruari Mackenzie – μεταδιδακτορικός φοιτητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου του Durham λέει : .

«Τα κενά που έχουμε εντοπίσει δεν μπορούν να εξηγήσουν το Ψυχρό Σημείο κάτω από την καθιερωμένη κοσμολογία. Υπάρχει η πιθανότητα ότι ένα ορισμένο μη καθιερωμένο μοντέλο θα μπορούσε να προταθεί για τη σύνδεση αυτών των δύο στο μέλλον, αλλά τα δεδομένα μας φέρνουν ισχυρά εμπόδια σε οποιαδήποτε προσπάθεια να το κάνουμε αυτό.»

Τίθεται όμως το ερώτημα: αν το Ψυχρό Σημείο δεν είναι το αποτέλεσμα ενός κενού ή μια σχετική έλλειψη γαλαξιών, τι είναι αυτό που το προκαλεί;

Μία από τις πιο εξωτικές εξηγήσεις τονίζουν ότι το Ψυχρό  Σημείο μπορεί να οφείλεται σε κάτι που υπάρχει έξω από το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας. Ο Tom Shanks, καθηγητής Φυσικής στο Durham και συν-συγγραφέας της μελέτης, εξήγησε:

«Ίσως η πιο ενδιαφέρουσα από αυτές είναι ότι το Ψυχρό Σημείο προκλήθηκε από μια σύγκρουση μεταξύ του σύμπαντος μας και ενός άλλου Σύμπαντος φυσαλίδας. Αν γίνει πιο λεπτομερής η ανάλυση των δεδομένων της CMB και αποδειχθεί ότι αυτό συμβαίνει, τότε το Ψυχρό Σημείο θα μπορούσε να θεωρηθεί ως η πρώτη ένδειξη για το πολυσύμπαν – και μπορεί να υπάρχουν δισεκατομμύρια άλλων συμπάντων, όπως το δικό μας”

Η θεωρία του Πολυσύμπαντος , που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον φιλόσοφο και ψυχολόγο William James, δηλώνει ότι μπορεί να υπάρχουν πολλαπλά ή ακόμα και άπειρος αριθμός συμπάντων, που υπάρχουν παράλληλα με το δικό μας. Ανάμεσα σε αυτά τα σύμπαντα υπάρχει το σύνολο της ύπαρξης και όλα τα κοσμολογικά φαινόμενα – δηλαδή χώρος, χρόνος, ύλη, ενέργεια, και το σύνολο των φυσικών νόμων που τα συνδέουν.

Ότι συχνά αντιμετωπίζεται ως μία φιλοσοφική έννοια, η θεωρία προέκυψε εν μέρει από τη μελέτη των κοσμολογικών δυνάμεων όπως οι μαύρες τρύπες και τα προβλήματα που προκύπτουν από την Θεωρία του Bing Bang.. Επιπλέον, έχουν προταθεί παραλλαγές στη θεωρία του Πολυσύμπαντος σαν πιθανές λύσεις σε θεωρίες που υπερβαίνουν το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής – όπως η Θεωρία Χορδών και η Μ-θεωρία.

Μια άλλη παραλλαγή – η ερμηνεία Πολλών Κόσμων- επίσης προσφέρεται ως μια πιθανή ανάλυση για την κυματοσυνάρτηση των υποατομικών σωματιδίων. Ουσιαστικά, αναφέρει ότι όλες οι πιθανές εκβάσεις στην κβαντομηχανική υπάρχουν σε εναλλακτικά σύμπαντα, και πραγματικά δεν υπάρχει κανένα γεγονός όπως η «κατάρρευση της κυματοσυνάρτηση». Θα μπορούσε να υποστηριχθεί ότι ένα εναλλακτικό ή παράλληλο Σύμπαν είναι πολύ κοντά στο δικό μας, και ως εκ τούτου υπεύθυνο για τις ανωμαλίες που βλέπουμε στην CMB;

Αν και αυτές οι εξηγήσεις είναι σίγουρα συναρπαστικές, αν και ίσως λίγο φανταστικές, η ομάδα του Durham δεν είναι διατεθειμένη να αποκλείσει ότι το Ψυχρό Σημείο θα μπορούσε να οφείλεται σε διακυμάνσεις,  που μπορεί να εξηγηθεί από το Καθιερωμένο Μοντέλο της κοσμολογίας. Αυτή τη στιγμή, το μόνο πράγμα που μπορούμε να πούμε οριστικά ότι το Ψυχρό Σημείο δεν μπορεί να εξηγηθεί από κάτι τόσο απλό, όπως ένα υπερ-κενό τμήμα του σύμπαντος και την απουσία των γαλαξιών.

Τα αποτελέσματα της μελέτης τους θα δημοσιευθούν στο Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας (MNRAS)..

Πηγή

About the author

Δ.Μ.

Share