Πίνακας Ερωτήσεων

1. Τι είναι η σκοτεινή ύλη;
2. Πως ξεκίνησε την ύπαρξή του το Σύμπαν;
3. Ενοποιημένες θεωρίες. Πως ταιριάζει η βαρύτητα μέσα στη μεγάλη εικόνα;

Τι είναι η σκοτεινή ύλη;

Φαίνεται πως υπάρχει ένα μυστηριώδες περίβλημα αόρατης ύλης στους γαλαξίες, το οποίο συνήθως αναφέρεται με τον όρο σκοτεινή ύλη. Οι επιστήμονες συνάγουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης από την παρατήρηση της βαρυτικής της έλξης, η οποία προκαλεί στα άστρα των εξωτερικών περιοχών ενός γαλαξία ταχύτερη περιφορά απ’ ότι αναμενόταν αν υπήρχε μόνον η συνηθισμένη ύλη. Μια άλλη ένδειξη είναι ότι βλέπουμε τους γαλαξίες στο δικό μας τοπικό σμήνος να κινούνται ο ένας προς τον άλλο.

Ο γαλαξίας της Ανδρομέδας- περίπου 2,2 εκατομμύρια έτη φωτός από το δικό μας γαλαξία- έρχεται προς το μέρος μας με ταχύτητα περίπου 200.000 μιλίων την ώρα. Αυτή η κίνηση μπορεί να εξηγηθεί μόνο με βαρυτική έλξη, ακόμη και αν η μάζα που παρατηρούμε δεν είναι αρκετά μεγάλη για να ασκήσει μια τέτοια έλξη. Συνεπώς πρέπει να υπάρχει μια μεγάλη ποσότητα αθέατης μάζας που να δικαιολογεί αυτή την έλξη. Η μάζα αυτή που πρέπει να βρίσκεται στο χώρο μεταξύ των δύο γαλαξιών εκτιμάται ότι είναι περίπου 10 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του γαλαξία μας.

Οι αστρονόμοι δεν γνωρίζουν από τι αποτελείται η σκοτεινή ύλη η οποία εικάζεται ότι αποτελεί το 90% έως 99% της μάζας του Σύμπαντος. Οι μαύρες τρύπες και τα αναρίθμητα νετρίνα αν βέβαια τα τελευταία έχουν μάζα, είναι δύο πιθανές εξηγήσεις. Η σκοτεινή ύλη πρέπει να έχει παίξει κάποιο σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό των γαλαξιών κατά την εξέλιξη του Σύμπαντος. Η ύπαρξή της θα είναι επίσης αποφασιστική για τη μοίρα του Σύμπαντος γιατί αυτή εξαρτάται από την ολική μάζα του Σύμπαντος. Αν δηλαδή η βαρυτική έλξη είναι αρκετά ισχυρή ώστε να υπερνικήσει την διαστολή του Σύμπαντος και να οδηγήσει σε μια φάση συστολής του ή αν η διαστολή του Σύμπαντος θα διαρκέσει για πάντα.

Πως ξεκίνησε την ύπαρξή του το Σύμπαν;

Ο Stephen Hawking λέει στον πρόλογο του βιβλίου The Cosmos Explained: « Κατά το Big Bang, άρχισαν να υπάρχουν το Σύμπαν και ο Χρόνος ο ίδιος, συνεπώς αυτό είναι η πρώτη αιτία. Αν μπορούσαμε να καταλάβουμε το Big Bang, θα ξέραμε γιατί το Σύμπαν είναι έτσι όπως είναι.
Συνηθίσαμε να πιστεύουμε ότι δεν μπορούμε να εφαρμόσουμε τους επιστημονικούς νόμους για τη στιγμή της έναρξης του Σύμπαντος και πράγματι βέβηλο να αποπειραθούμε. Οι πρόσφατες εξελίξεις όμως στην ενοποίηση των δύο μεγάλων θεωριών του εικοστού αιώνα, την θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Einstein και της Κβαντικής Θεωρίας μας ενθάρρυναν να πιστέψουμε ότι είναι δυνατόν να βρούμε νόμους που θα ισχύουν ακόμα και κατά τη δημιουργία του Σύμπαντος. Στην περίπτωση αυτή, κάθε τι στο Σύμπαν θα μπορούσε να καθοριστεί από τους νόμους της επιστήμης. Έτσι λοιπόν, αν κατανοήσουμε αυτούς τους νόμους, θα είμαστε κατά κάποιο τρόπο κυρίαρχοι του Σύμπαντος»

Αν και είναι αβέβαιο αν μπορεί ο άνθρωπος να κατασκευάσει μια τέτοια θεωρία στο κοντινό μέλλον, είναι περισσότερο αμφίβολο αν μια τέτοια θεωρία θα μας βοηθήσει να γίνουμε κυρίαρχοι του Σύμπαντος όπως σχολιάζει ο Stephen Hawking. Η θεωρία θα μπορούσε επίσης να μην έχει καμιά πρακτική αξία. Είναι πολύ δύσκολο να εκτιμήσεις την αξία μιας θεωρίας που δεν έχει ακόμη διατυπωθεί, μαθαίνουμε όμως από τις μεγάλες φυσικές θεωρίες του 20ου αιώνα ότι η πολυπλοκότητα και η αφαίρεση όλο και μεγαλώνουν ενώ η σαφήνειά τους και η πρακτική αξία τους μάλλον μικραίνουν. Έτσι λοιπόν από μια πραγματιστική σκοπιά μπορούμε να αναρωτηθούμε τι πρακτική ωφέλεια θα φέρει μια τέτοια θεωρία.

Από μια ενοποιημένη φυσική θεωρία μπορούμε να περιμένουμε μια πιο πλήρη εικόνα της ύλης, του χώρου, και του χρόνου και μια καλύτερη κατανόηση της απαρχής του Σύμπαντος.
Μπορεί να ικανοποιεί την περιέργειά μας κάποια μεγάλα φιλοσοφικά ερωτήματα. Κάθε πρακτική αξία όμως πέρα απ’ αυτό είναι μάλλον αβέβαιη.

Ενοποιημένες θεωρίες. Πως ταιριάζει η βαρύτητα μέσα στη μεγάλη εικόνα;