|
Ο Στήβεν Χώκινγκ έχει καταλήξει σε μια νέα ιδέα για να εξηγήσει
γιατί το Big Bang της δημιουργίας οδήγησε στο απέραντο σύμπαν που
βλέπουμε σήμερα.
Η νέα θεωρία πιστεύει ότι οι αρχικές εκτιμήσεις της διαστολής κατά το Big Bang
είναι λάθος.
Οι αστρονόμοι μπορούν να συμπεράνουν ότι το πρώιμο σύμπαν επεκτάθηκε
με ένα ρυθμό που δεν χωράει στο μυαλό του ανθρώπου, επειδή περιοχές του
σύμπαντος που απέχουν τεράστιες αποστάσεις έχουν παρόμοιες θερμοκρασίες
στο μικροκυματικό κοσμικό υπόβαθρο.
Έχουν λοιπόν προτείνει μια διαδικασία ταχείας διαστολής των γειτονικών
περιοχών, με παρεμφερείς κοσμικές ιδιότητες, για να εξηγήσουν αυτή την
εκρηκτική ανάπτυξη, που ονομάζουν τον πληθωρισμό.
Όμως αυτή η θεωρία μας άφησε ένα βαθύτερο μυστήριο: γιατί ο πληθωρισμός
έχει παρουσιαστεί στο
πρώτο μέρος;
Έχει λοιπόν προταθεί μια απάντηση γι αυτό το ζήτημα από τον Στήβεν Χώκινγκ
του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ και τον Thomas Hertog του Εργαστηρίου Αστροσωματιδιακής
Κοσμολογίας στο Παρίσι.
Ο Hawking είναι πιο γνωστός για τις προσπάθειές του να
συνδυάσει την κβαντική θεωρία του πολύ μικρού, την
βαρύτητα και την θεωρία του πολύ μεγάλου, τη Γενική Σχετικότητα, σε μια νέα θεωρία,
που ονομάζεται κβαντική βαρύτητα.
 Η κβαντομηχανική είναι πλημμυρισμένη με περίεργες ιδέες και μπορεί να ρίξει νέο
φως στον πληθωρισμό, ο οποίος άρχισε όταν το ίδιο το σύμπαν
είχε περίπου το μέγεθος ενός ατόμου.
Με την κβαντική θεωρία, όταν ένα σωματίδιο του φωτός ταξιδεύει από το Α
στο Β, δεν κάνει μία διαδρομή αλλά ταυτόχρονα εξερευνά κάθε δυνατή
διαδρομή από το Α έως το Β, με τις
κατευθείαν διαδρομές να χρησιμοποιούνται πιο πολύ.
Αριστερά: η άμεση διαδρομή είναι μία από τις πολλές δυνατές
διαδρομές
Το γεγονός αυτό - της δυνατότητας πολλών διαδρομών - ονομάζεται άθροισμα πιθανών ιστοριών και οι Hawking - Hertog προτείνουν το ίδιο πράγμα
και για τον Κόσμο.
Σε αυτή την θεωρία, το πρώιμο σύμπαν μπορεί να περιγραφεί από ένα
μαθηματικό αντικείμενο - την κυματοσυνάρτηση - και, όπως το φωτόνιο δεν
κάνει μία διαδρομή από το Α έως το Β, έτσι και η ομάδα πρότεινε πριν από δύο χρόνια
ότι δεν υπάρχει μια μοναδική καταγωγή του Κόσμου: αντίθετα
η κυματοσυνάρτηση του σύμπαντος αγκάλιασε ένα μεγάλο πλήθος μέσων για να αναπτυχθεί.
Αυτό τι σημαίνει στην πραγματικότητα: αυτοί υποστήριξαν ότι το σύμπαν άρχισε
με κάθε τρόπο που μπορεί να φανταστεί κανείς (και ίσως και κάποιες που δεν
γίνεται). Από αυτή την αφθονία των απαρχών του σύμπαντος, σαν ένα μείγμα
των πιθανών δημιουργιών του Θεού, η συντριπτική πλειοψηφία των συμπάντων
βρεφών εξασθένησε οπότε άφησαν τη θέση τους στο ώριμο Σύμπαν που
βλέπουμε σήμερα.
Όμως, όπως κάθε νέα ιδέα, υπήρχαν προβλήματα. Οι δύο καθηγητές διαπίστωσαν ότι δεν μπορούσαν να εξηγήσουν την ταχύτατη
διαστολή ή πληθωρισμός του σύμπαντος, αποδείξεις της οποίας έχουν μείνει γύρω μας στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, στην
πραγματικότητα το τελευταίο είναι η ηχώ του big bang, ένα κατάλοιπο της δημιουργίας
που
μπορεί να μετρηθεί με πειράματα είτε με μετεωρολογικά μπαλόνια είτε με
διαστημικούς ανιχνευτές.
Πρόσφατα, σε μια δημοσίευση στο Physical Review Letters οι δύο τους μαζί με
τον James Hartle
του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στην Αγία Βαρβάρα (Santa Barbara),
αναγνώρισαν οτι οι προηγούμενες εκτιμήσεις τους για τον πληθωρισμό ήταν λάθος, γιατί δεν είχε
μελετηθεί πλήρως η σχέση μεταξύ, αφενός, των θεωρητικών προβλέψεων και,
αφετέρου, των παρατηρήσεις μας από την ηχώ του big bang.
Στην αρχή, διαπίστωσαν ότι η πιο πιθανή ιστορία του Σύμπαντος είχε υποστεί
μόνο "λίγο πληθωρισμό, κατά την έναρξη, σε αντίθεση με τις
παρατηρήσεις", λέει ο James Hertog. Τώρα, μετά από μια διόρθωση για να
ληφθούν υπόψη πως τα δεδομένα που έχουμε για τον πληθωρισμό βασίζονται μόνο
σε ένα περιορισμένο όγκο του σύμπαντος, θα διαπιστώσετε
ότι η κυματοσυνάρτηση όντως προβλέπει μια μακρά περίοδος του
πληθωρισμού.
"Αυτή η πρόταση, με στάθμιση του όγκου, μπορεί να εξηγήσει γιατί το σύμπαν
'φούσκωσε'," λέει ο Hawking. Λαμβάνοντας υπόψη ότι
έχουμε κάπως μια τοπικιστική άποψη του Σύμπαντος, η ομάδα κατέληξε σε μια
ριζικά νέα άποψη της κοσμολογίας.
Τα περισσότερα μοντέλα του σύμπαντος ξεκινούν από κάτω προς τα πάνω, δηλαδή
εκκινούν από σαφώς καθορισμένες αρχικές συνθήκες του Big Bang και πάνε
μπροστά. Ωστόσο, οι Hawking και Hertog λένε ότι δεν γνωρίζουμε και δεν μπορούμε
να γνωρίζουμε τις αρχικές συνθήκες που υπήρχαν στις αρχές του σύμπαντος.
Αντιθέτως, εμείς ξέρουμε μόνο την τελική κατάσταση - αυτό που είμαστε
τώρα.
Η ιδέα τους είναι, επομένως, να ξεκινήσουμε με τις συνθήκες που
παρατηρούμε σήμερα - όπως και το γεγονός ότι σε μεγάλες κλίμακες δεν
χρειάζεται να υιοθετήσουμε κβαντικές γνώσεις για να εξηγήσουμε πώς το σύμπαν συμπεριφέρεται
κλασικά, - και να δουλέψουμε πίσω στο χρόνο για
να καθορίσουμε με τι θα έμοιαζαν οι αρχικές συνθήκες.
Με τον τρόπο αυτό, υποστηρίζουν το σύμπαν δεν θα έχει μόνο μια μοναδική αρχή
και ιστορία αλλά και μια πληθώρα διαφορετικών ιστοριών και ότι θα έχει βιώσει όλα
αυτά.
Η νέα θεωρία είναι επίσης ελκυστική γιατί συμπίπτει και με τις θεωρίας
χορδών - η πιο δημοφιλής υποψήφια θεωρία για μια «θεωρία των πάντων».
Η θεωρία χορδών επιτρέπει την ύπαρξη "αφάνταστα πολλών διαφορετικών τύπων
Κόσμων εκτός από τον δικό μας," αλλά δεν παρέχει κριτήριο επιλογής μεταξύ
αυτών και ως εκ τούτου δεν δίνει καμιά εξήγηση για ποιο λόγο το σύμπαν μας είναι,
αυτό που είναι ", αναφέρει ο Hertog.
"Για αυτό, χρειάζεται μια θεωρία της κυματοσυνάρτησης του σύμπαντος."
Και τώρα ο κόσμος της κοσμολογία έχει βρει μια τέτοια. Το επόμενο βήμα είναι να βρούμε
συγκεκριμένες προβλέψεις που μπορούν να θέσουν σε δοκιμασία το μοντέλο, για να
επικυρώσουμε τη νέα αυτή άποψη για του πώς ξεκίνησε ο Κόσμος.
|
