|
|
|
Σωματίδια φάντασμα μεταφέρουν τη σφραγίδα του πρώιμου σύμπαντοςΠηγή: New Scientist, Απρίλιος 2006 |
|
Κάποιες βίαιες εκρήξεις σωματιδίων που μόλις αλληλεπιδρούν με την ύλη θα μπορούσαν να μας δώσουν μια καλύτερη ιδέα για το πως ήταν το σύμπαν λίγες στιγμές μόνο μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη. Πρόσφατα η NASA μας έδωσε μια πλημμύρα νέων στοιχείων, από το δορυφόρο WMAP, με λεπτομέρειες για το Κοσμικό Μικροκυματικό Υπόβαθρο (CMB) - την ακτινοβολία που προέρχεται από σχεδόν 400.000 χρόνια μετά από το big bang. Η CMB αποτελείται από τα φωτόνια εκείνα που έχουν ταξιδέψει κατά κύριο λόγο ανεμπόδιστα από την εποχή που ο Κόσμος έγινε διαφανής στην ακτινοβολία. Πριν από αυτό το χρονικό σημείο, ο Κόσμος ήταν μια αδιαφανής σούπα ηλεκτρονίων και πρωτονίων, που δεν είχαν ακόμα ψυχθεί αρκετά για να ενωθούν ώστε να σχηματίσουν τα πρώτα άτομα του υδρογόνου. Έτσι, αυτή η 'κοσμική σούπα' μπλόκαρε και σκέδαζε οποιαδήποτε ακτινοβολία, αποκρύπτοντας έτσι τις πληροφορίες που περιλαμβάνονταν σε αυτήν. Τώρα όμως ο Leo Stodoisky του Ιδρύματος Max Planck για τη Φυσική στο Μόναχο και ο Joseph Silk από το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, λένε ότι πρέπει να είναι δυνατόν να φανεί τι συνέβη κατά τη διάρκεια της αδιαφανούς εποχής του Κόσμου. Οι ερευνητές λένε ότι βίαιες συγκρούσεις των εξωτικών και πολύ βαρέων σωματιδίων που υπήρξαν στο 'καζάνι' του νεαρού σύμπαντος, θα μπορούσαν να έχουν παραγάγει κάποια 'ομοβροντία' σωματιδίων με ασθενείς αλληλεπιδράσεις, όπως είναι τα νετρίνα και τα γκραβιτόνια - το υποτιθέμενο σωματίδιο φορέας της βαρύτητας. Αυτά θα μπορούσαν έπειτα να έχουν ενεργήσει ως αγγελιοφόροι, φέρνοντας σε μας τις πληροφορίες από τις προηγούμενες εποχές στο παρόν και ουσιαστικά άθικτες. Γενικά, όσο πιο ασθενής είναι η αλληλεπίδραση ενός σωματιδίου με την ύλη και την ακτινοβολία, τόσο πιο πίσω χρονικά αυτό μπορεί να προέρχεται, χωρίς να έχει καθόλου σκεδαστεί ή να μπλοκαριστεί. "Σε γενικές γραμμές, θα ήταν δυνατόν να δούμε τα πολύ πρώιμα γεγονότα εάν οι εκρήξεις αυτές υπάρχουν", αναφέρει ο Stodoisky. "Και θα ήταν πολύ σημαντικό αν είμαστε σε θέση να εξετάσουμε τι συνέβαινε στις πολύ αρχικές εποχές άμεσα, δεδομένου ότι οτιδήποτε άλλο κάνουμε είμαστε καθαρώς επαγωγικοί και όχι πάντα πειστικοί". Ο Stodolsky λέει ότι τα νετρίνα θα μας επέτρεπαν να εξετάσουμε τον Κόσμο μερικά δευτερόλεπτα ή και χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη, ενώ μέχρι τώρα άγνωστα σωματίδια, όπως είναι τα γκραβιτόνια ή βαρυτόνια θα μπορούν να μας πάνε στο κατώφλι της δημιουργίας, όταν το σύμπαν επεκτεινόταν με ένα τρελά γρήγορο ρυθμό, κατά τη διάρκεια μιας φάσης, που λέγεται πληθωρισμός. Άλλοι κοσμολόγοι εντυπωσιάζονται αλλά είναι προσεκτικοί. "Είναι μια ενδιαφέρουσα ιδέα, αλλά πιθανώς πολλές δεκαετίες πριν από την εφαρμογή της", λέει ο Brian Schmidt από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας στην Καμπέρα. "Τα ασθενώς αλληλεπιδρώντας σωματίδια είναι δύσκολο να ανιχνευθούν - το μέσο νετρίνο ταξιδεύει μέσα από τη Γη - και η παρατήρηση πίσω χρονικά, στις πιο πρόωρες εποχές, χρειάζεται ένα σωματίδιο να αλληλεπιδρά ακόμα πιο ασθενώς, όπως είναι το γκραβιτόνιο. Και χρειαζόμαστε ανιχνευτές στο μέγεθος των ηλιακών συστημάτων." Ο Stodolsky αναγνωρίζει ότι δεν υπάρχει κανένα άμεσο στοιχείο για τις εκρήξεις των νετρίνων και γκραβιτονίων και ότι είναι δύσκολο, τουλάχιστον προς το παρόν, να σκεφτεί τα πρακτικά πειράματα για να ανιχνευθούν. "Εάν ανακαλυφθούν οι μέθοδοι ανίχνευσης για τέτοια σωματίδια, και οι εκρήξεις πράγματι υπάρχουν, τότε ανοίγονται φανταστικά νέα σύνορα", λέει. | |||
|
Τα νετρίνα, τα πανταχού παρόντα στοιχειώδη αόρατα σωματίδια, είναι μια πηγή γοητείας από τότε που ο διακεκριμένος θεωρητικός φυσικός Βολφγκαγκ Πάουλι πρότεινε την παρουσία τους το 1930. Τα σώματα μας βομβαρδίζονται συνεχώς από τα νετρίνα που διέρχονται ελεύθερα από μέσα μας χωρίς να μας ειδοποιούν. Κάθε δευτερόλεπτο, περίπου 1014 νετρίνα από τον ήλιο και 103 νετρίνα, που δημιουργούνται από τις κοσμικές ακτίνες στη γήινη ατμόσφαιρα, περνούν δια μέσου του καθενός μας. Ενώ μέσα σε κάθε έναν από μας βρίσκονται σε κάθε στιγμή περίπου 107 νετρίνα, λείψανα της Μεγάλης Έκρηξης. Δηλαδή μέσα σε 10 δευτερόλεπτα από σας πέρασαν 200 τρισεκατομμύρια νετρίνα κατά προσέγγιση, που προέρχονται από τον ήλιο, τις κοσμικές ακτίνες και από τις απόμακρες σουπερνόβες. Δεν έχουν κανένα ηλεκτρικό φορτίο κι έτσι δεν υπόκεινται στις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις. Και δεν αισθάνονται την ισχυρή πυρηνική δύναμη, η οποία βοηθάει τα πρωτόνια και νετρόνια να δεσμεύονται μαζί στους πυρήνες. Έχουν ελάχιστη μάζα και αισθάνονται μόνο την ασθενή πυρηνική δύναμη. Δημιουργούνται δε όταν μέσα στους πυρήνες γίνεται η διάσπαση βήτα - όταν δηλαδή τα νετρόνια μετατρέπονται σε πρωτόνια. Κατ' αρχάς τα νετρίνα αλληλεπιδρούν, αν και μόνο ασθενώς και πολύ σπάνια. Αν και ένα νετρίνο από τον ήλιο θα έπρεπε να ταξιδέψει, κατά μέσον όρο, μέσω μιας πλάκας μολύβδου πάχους περισσότερο από 1 έτος φωτός προτού να αλληλεπιδράσει με κάποιο άτομο, η εκπληκτικά υψηλή ηλιακή ροή νετρίνων κάνει δυνατό να παρατηρήσουμε τον ήλιο με τη βοήθεια των νετρίνων. Επίσης, τα νετρίνα με πολύ υψηλές ενέργειες αλληλεπιδρούν με την ύλη συχνότερα, κάνοντας έτσι ευκολότερο να τα παρατηρήσουμε και αυτό εν συνεχεία επιτρέπει την ανίχνευση των νετρίνων που δημιουργούνται από τις κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας, που προσκρούουν πάνω στην ατμόσφαιρα. |
|||
|