Η σκοτεινή ενέργεια μπορεί να μας κάνει κομμάτια

Πηγή: space.com, 30 Δεκεμβρίου 2008

Μια νέα και κάπως δυσοίωνη θεωρία έχει ξεπροβάλλει για το μακροπρόθεσμο μέλλον του σύμπαντος. Ονομάζεται το Μεγάλο Σχίσμα (Big Rip), και προβλέπει ότι το σώμα μας κυριολεκτικά θα γίνει κομμάτια.

Ο πρωτοπόρος της θεωρίας αυτής Robert Caldwell φυσικός του Κολεγίου Dartmouth την ονομάζει μια 'πολύ φανταστική πιθανότητα', αλλά ο ίδιος και οι συνεργάτες του δεν μπορούν να δουν πώς μπορεί να αποφευχθεί εάν συνεχιστεί η σημερινή επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος.

Η κεντρική ιδέα είναι κάπως έτσι: το σύμπαν, ωθούμενο από την μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια' ή απωστική βαρύτητα, συνεχώς διαστέλλεται. Και οι πιο μακρινοί γαλαξίες απομακρύνονται όλο και περισσότερο από εμάς.

Το Μεγάλο Σχίσμα είναι μια φανταστική πιθανότητα;

Όμως επειδή ο ρυθμός της διαστολής συνεχώς αυξάνεται η ταχύτητα της επέκτασης γίνεται ανεξέλεγκτα μεγάλη, πάνω από την ταχύτητα του φωτός, και τελικά τα τμήματα από τα οποία αποτελείται το σύμπαν κυριολεκτικά σχίζονται ή διαλύονται. Με μια λέξη, οι γαλαξίες, τα άστρα, οι πλανήτες όπως και εμείς οι ίδιοι διασκορπιζόμαστε στο διάστημα.

Βέβαια δεν είναι ανάγκη να πανικοβληθούμε αμέσως, εφόσον αυτή η τρομερή αλληλουχία των γεγονότων δεν θα γίνει αισθητή για άλλα 20 δισεκατομμύρια χρόνια.

Στο σημείο αυτό όλοι οι γαλαξίες πέρα από τον δικό μας θα ταξιδεύουν πολύ ταχύτερα από το φως, οπότε θα είναι αόρατοι για μας. Το γεγονός αυτό δεν αποτελεί παραβίαση της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Επειδή οι γαλαξίες δεν κινούνται μέσα στο χώρο αλλά ο ίδιος ο χώρος, μπορεί να επεκτείνεται με ταχύτητα πάνω από αυτή του φωτός. Τότε θα βλέπουμε μόνο τον δικό μας Γαλαξία.

Ακολούθως και ο Γαλαξίας μας θα αρχίσει να σχίζεται, και σε αυτό το σημείο έχουμε μόνο 60 εκατομμύρια χρόνια καιρό. Πολύ πριν από αυτό το γεγονός, βεβαίως, άλλα γεγονότα θα έχουν καταστρέψει τον Ήλιο μας και τους πλανήτες. Αλλά φανταστείτε ένα μέρος της ανθρωπότητας μπορεί να κατοικεί σε πλανήτες άλλων αστρικών συστημάτων.

Δεξιά: Η ενέργεια φάντασμα (όπως την έχει ονομάσει ο Robert Caldwell) διαλύει τη Γη, τους πλανήτες και τον Ήλιο μας

Τέλος, όταν θα έχουν απομείνει τρεις μόνο μήνες, οι πλανήτες και όλα τα άστρα θα εκραγούν. "Θα απομείνουν περίπου 30 λεπτά μέχρι να διαλυθούν τα άτομα και οι πυρήνες τους, λέει ο Caldwell, "αλλά δεν είναι το μέγεθος του χρόνου. Δεν είμαστε σίγουροι τι πρόκειται να συμβεί μετά από αυτό. Αν το βλέπαμε, θα φαινόταν σαν να τελειώνει ο χρόνος."

Ωστόσο, ίσως μπορεί να υπάρξει ένας πιο χαρούμενος τρόπος για να εξετάσουμε αυτό το θέμα. Κάθε φορά που εμφανίζεται μια νέα επιστημονική διαπίστωση ή φυσική θεωρία, το ένστικτο μας ρωτά αν υπάρχει μια πρακτική χρήση της. Οι γνώσεις είναι πραγματικά χρήσιμες μόνο όταν εφαρμόζονται.

Η απωθητική σκοτεινή ενέργεια, παρόλο που δεν γνωρίζουμε τίποτα σχετικά με την αιτία που την προκαλεί, είναι το 73 τοις εκατό του συνόλου της ενέργειας στο σύμπαν. Υπάρχει παντού σε όλα τα κενά του διαστήματος.

Μια μέρα ίσως μπορεί να μάθουμε πώς να την εκμεταλλευτούμε για τη δική μας χρήση. Μπορεί να αποδειχθεί το πιο τέλειο μέσο πρόωσης των διαστημοπλοίων. Ανακαλύπτοντας πώς θα το πετύχουμε μπορεί να είναι ένα από τα προβλήματα που θα αντιμετωπίσουμε τον 21ο αιώνα.

Η έρευνα για το τι είναι η σκοτεινή ενέργεια αναπτύχθηκε όταν ο Robert Caldwell εισήγαγε πριν από εννέα χρόνια την έννοια της «ενέργειας φάντασμα». Κατά αυτόν η σκοτεινή ενέργεια δεν παράγει απλώς μια σταθερής πυκνότητας ενέργεια που δημιουργεί αρνητική πίεση - όπως προδιέγραφε η κοσμολογική σταθερά - αλλά η πυκνότητά της αυξάνεται διαρκώς ώσπου να γίνει άπειρη.

Υπάρχουν τρεις διαφορετικές υποθέσεις για τη σκοτεινή ενέργεια, που εκφράζονται από την τιμή του λόγου της πίεσης προς την πυκνότητα της σκοτεινής ενέργειας, τη λεγόμενη παράμετρο w. Αν η w αποδειχθεί ίση με -1, τότε θα είχαμε να κάνουμε με κοσμολογική σταθερά (σταθερή στον χρόνο και χώρο). Αν είναι μεγαλύτερη από -1, θα κυριαρχεί η πεμπτουσία (που αλλάζει ανάλογα με τον χρόνο και χώρο). Αν είναι η w μικρότερη από -1, τότε η ενέργεια φάντασμα απεργάζεται το τέλος μας. Όπως ισχυρίζεται ο Caldwell οι μετρήσεις από τα δεδομένα των σουπερνόβα και άλλων κοσμολογικών πειραμάτων οδηγούν σε μια τιμή του w μεταξύ -0,8 και -1,25.

Η θεωρία του Caldwell έχει αφετηρία ένα πείραμά του, μαζί με τους Marc Kamionkowski και Nevin Weinberg του Caltech, που προσομοιώνουν σε υπολογιστή το πώς μια σφαίρα από ύλη καταπίπτει υπό το βάρος της ώστε να σχηματίσει γαλαξία. Παίζοντας με την παράμετρο w στα υπολογιστικά μοντέλα διαπίστωσαν ότι σε ορισμένες περιπτώσεις η σφαίρα, αντί να καταρρεύσει, φούσκωνε μέχρι να διαρραγεί και να εκραγεί. Αυτό ήταν που τους έκανε να σκεφθούνε για πρώτη φορά ότι κάτι πραγματικά ασυνήθιστο συνέβαινε.