Ζούμε σε μια γιγάντια κοσμική φυσαλίδα;

Πηγή: SPACE.com, 30 Σεπτεμβρίου 2008

Αν η έννοια της σκοτεινής ενέργειας ακούγεται απίθανη, ετοιμαστείτε για μια ακόμη πιο αλλόκοτη υπόδειξη. Η Γη μπορεί να είναι παγιδευμένη σε μια ανώμαλη φυσαλίδα του χωροχρόνου που είναι ιδιαίτερα άδεια από ύλη. Οι επιστήμονες πιστεύουν πως αυτή η υπόθεση θα μπορούσε να είναι η αιτία για την φαινομενική επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος, για την οποία σήμερα η καλύτερη εξήγηση είναι η σκοτεινή ενέργεια.

Εικόνα του παρατηρητηρίου ακτίνων-Χ Chandra που δείχνει το νεότερο κατάλοιπο σουπερνόβα  στον Γαλαξία μας, το Cassiopeia A ή Cas A για συντομία

Η σκοτεινή ενέργεια είναι η ονομασία που δίνεται στην υποθετική δύναμη που αναγκάζει το σύμπαν να επιταχύνει την διαστολή του με ένα διαρκώς αυξανόμενο ρυθμό. Σύμφωνα με την κυριαρχούσα σήμερα αντίληψη, το 74% του σύμπαντος αποτελείται από σκοτεινή ενέργεια, το 21% από σκοτεινή ύλη και μόλις το 5% από την κανονική ύλη.

Μέχρι τώρα, δεν υπήρξε σωστός τρόπος να επιλέξει κάποιος μεταξύ της εξήγησης της σκοτεινής ενέργειας ή του κενού, αλλά μια νέα μελέτη σκιαγραφεί μια πιθανή δοκιμή του σενάριου της φυσαλίδας.

Αν βρισκόμασταν σε μια ασυνήθιστα αραιή περιοχή του σύμπαντος, τότε τα πράγματα θα μπορούσαν να μοιάζουν διαφορετικά από ό,τι είναι στην πραγματικότητα και δεν θα υπήρχε ανάγκη να στηρίζονται οι φυσικοί στη λύση της σκοτεινής ενέργειας για ορισμένες αστρονομικές παρατηρήσεις.

"Αν ζούσαμε σε μια περιοχή με πολύ μικρή πυκνότητα, σε ένα τεράστιο κενό, τότε ο ίδιος ο χωρόχρονος δεν θα επιταχυνόταν", είπε ο ερευνητής Timothy Clifton στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. "Τότε τα πράγματα μπορεί να μας φαίνονται μακρύτερα ό,τι είναι στην πραγματικότητα, πράγμα που καταργεί την ανάγκη της σκοτεινής ενέργειας ως ερμηνευτικού εργαλείου για τις αστρονομικές παρατηρήσεις που έχουν διαπιστώσει συνεχή διαστολή του σύμπαντος."

Για πρώτη φορά οι επιστήμονες ανακάλυψαν την επιταχυνόμενη διαστολή, όταν είδαν ότι ορισμένοι αστέρες τύπου σουπερνόβα απομακρύνονταν από τη Γη ταχύτερα από ό,τι θα αναμενόταν. Ο τύπος Ιa των σουπερνόβα αποτελεί ιδιαίτερα χρήσιμο δείκτη, γιατί οι εκρήξεις τους πάντα έχουν την ίδια εγγενή φωτεινότητα. Εφόσον το φως γίνεται πιο αδύναμο, όσο μακρύτερα ταξιδεύει, αυτό σημαίνει ότι όταν η έκρηξη σουπερνόβα φαίνεται αμυδρή σε μας, είναι πολύ μακριά, ενώ όταν φαίνεται πιο φωτεινή, είναι κοντύτερα.

Όμως αν ζούσαμε σε μια περιοχή του σύμπαντος όπου υπάρχει λιγότερη ύλη από το κανονικό, τότε ο χωρόχρονος γύρω μας - μέσα στην αραιή "φούσκα" μας - θα ήταν διαφορετικός από το χωρόχρονο έξω από αυτήν στο υπόλοιπο σύμπαν, γιατί η ύλη στρεβλώνει διαφορετικά το χωρόχρονο ανάλογα με το μέγεθος της. Έτσι, το φως που ταξιδεύει προς εμάς από ένα σουπερνόβα έξω από τη "φούσκα" μας, θα φαινόταν αχνότερο γιατί θα αποκλίνει περισσότερο από ό,τι θα περιμέναμε να συμβεί μέσα στη "φούσκα" μας. ΄

Μια τέτοια ερμηνεία όμως για την παρουσία της Γης σε μια ειδική 'φούσκα' από κενό, αντιβαίνει την καθιερωμένη επί σχεδόν 450 χρόνια Αρχή του Κοπέρνικου, ότι δεν ζούμε σε καμία ειδική περιοχή του Κόσμου, μια αρχή που συνέβαλε στην αντικατάσταση του γεωκεντρικού από το ηλιοκεντρικό αστρονομικό μοντέλο. Το τωρινό κυρίαρχο κοσμολογικό μοντέλο βασίζεται στην ιδέα ότι η Γη βρίσκεται σε μια τυπική, χωρίς κάτι το ιδιαίτερο, περιοχή του σύμπαντος. Οποιαδήποτε θεωρία ότι μπορεί η Γη να βρίσκεται σε μια ειδική περιοχή και σε συνθήκες που δεν επικρατούν κατ’ ανάγκη οι ίδιες και στο υπόλοιπο σύμπαν, βρίσκει αντίθετους πολλούς επιστήμονες. Αφήστε που από τότε, οι περισσότερες θεωρίες πρέπει να περάσουν την Κοπερνίκεια δοκιμή. Αν κάποιες θεωρίες απαιτούν ο πλανήτης μας να είναι σε μια μοναδική θέση, τότε αυτές είναι απίθανο να είναι αληθινές.

"Η ιδέα ότι ζούμε σε ένα κενό σημαίνει ότι αποδεχόμαστε ότι ζούμε σε μια ιδιαίτερη θέση. Και το Στάνταρτ Κοσμολογικό Μοντέλο βασίζεται στην ιδέα ότι ζούμε σε μια τυπική θέση μέσα στο σύμπαν. Αυτό όμως για το κενό θα ερχόταν σε αντίφαση με την Κοπερνίκεια Αρχή", λέει ο Clifton.

Οι ερευνητές της Οξφόρδης αισιοδοξούν ότι τα επόμενα χρόνια θα ξεκαθαρίσει τι ισχύει: σκοτεινή ενέργεια ή κενό-φούσκα (ή κάτι άλλο...). Το 2014 ή 2015 προγραμματίζεται μια αποστολή της NASA με τίτλο "Joint Dark Energy Mission", ένας δορυφόρος που θα εκτοξευθεί για να μετρήσει επακριβώς τη διαστολή του σύμπαντος παρατηρώντας περίπου 2.300 σουπερνόβες. Οι ερευνητές αυτοί θεωρούν ότι η παρατήρηση ενός τόσο μεγάλου αριθμού σουπερνόβα θα μας επιτρέψει να διακρίνουμε αν τα αντικείμενα στο διάστημα πράγματι απομακρύνονται από εμάς ή αν το φως τους απλώς στρεβλώνεται διαφορετικά σε ένα κενό.
 

Η νέα μελέτη δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters.

Ο Κοπέρνικος άλλαξε την αιώνια πεποίθηση του κόσμου ότι η Γη ήταν το κέντρο του σύμπαντος, και του πρόσφερε την εντελώς διαφορετική άποψη. Ότι η Γη είναι σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο.

Από τότε το γεγονός αυτό έχει γενικευτεί σαν Κοπερνίκεια Αρχή  ή Αρχή της μετριότητας: Η Γη μας είναι ένας τυπικός πλανήτης που κινείται γύρω από ένα τυπικό άστρο (ο Ήλιος μας) ενός τυπικού γαλαξία. Η φράση αυτή (Κοπερνίκεια Αρχή) προέρχεται από τον αμερικανό αστροφυσικό Richard Gott, που θέλησε να πει πως τα πράγματα συνήθως δεν έχουν κάτι το ιδιαίτερο.

Μαζί με την Γη, όμως, η Κοπερνίκεια Αρχή κατέστησε σαφές ότι και η ανθρωπότητα δεν βρίσκεται στο κέντρο του σύμπαντος. Γι αυτό και οι επιστήμονες υποστηρίζουν - εφαρμόζοντας την παραπάνω Αρχή - της ύπαρξης εξωγήινης ζωής. Γιατί αφού δεν υπάρχει τίποτε ξεχωριστό στις αστρονομικές, γεωλογικές, φυσικές και χημικές συνθήκες της Γης, (όπως το ξέρουμε από τις πρόσφατες παρατηρήσεις των εξωπλανητών), τότε δεν θα πρέπει να υπάρχει και τίποτε ξεχωριστό ή μοναδικό που να αφορά τη ζωή πάνω της..