Μια ομάδα επιστημόνων έχει μια νέα και αρκετά τολμηρή πρόταση για να εξηγήσει το από που προήλθε η Μεγάλη Έκρηξη. Σύμφωνα με τη νέα θεωρία το Σύμπαν μπορεί να δημιουργήθηκε μέσα σε μια κολοσσιαία μαύρη τρύπα, που βρίσκεται σε ένα μεγαλύτερη μητρικό Σύμπαν.
Η θεωρία της Μεγάλη Έκρηξης, σε συνδυασμό με τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, έχουν καταφέρει μέχρι στιγμής να εξηγήσουν σε μεγάλο βαθμό όλα όσα συμβαίνουν στο Σύμπαν, όπως του κοσμικού υποβάθρου μικροκυμάτων, της τεράστιας δομής του σύμπαντος, που δείχνει την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος. Σε αυτό περιλαμβάνεται όμως και η σκοτεινή ενέργεια, που για αρκετούς αυτό αποτελεί πρόβλημα.
Το μεγάλο πρόβλημα με την σκοτεινή ενέργεια, είναι η φύση της ίδιας της σκοτεινή ενέργειας και της σκοτεινής ύλης. Ακόμα δεν έχουμε καταφέρει να την εντοπίσουμε και να την μελετήσουμε, όμως μπορούμε να δούμε τα φαινόμενα που προκαλεί η ύπαρξή της.
«Οι περισσότεροι επιστήμονες έχουν απαντήσει προτείνοντας είτε μια μυστηριώδη νέα μορφή ενέργειας που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια είτε τροποποιώντας τους νόμους της Φυσικής. Αλλά αυτά είναι δραστικά βήματα» δήλωσε στο ο Enrique Gaztañaga καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Πόρτσμουθ.
Ο Γκαστανιάγκα λέει ότι αυτός και οι συνάδελφοί του αναρωτήθηκαν αν μια απλούστερη εξήγηση θα μπορούσε να επαρκέσει. «[Η μελέτη μας] ξεκίνησε με ένα απλό αλλά βαθυστόχαστο ερώτημα: Γιατί επιταχύνεται η διαστολή του σύμπαντος;» είπε. «Ολόκληρο το παρατηρήσιμο σύμπαν μας βρίσκεται μέσα στη δική του βαρυτική ακτίνα, που σημαίνει ότι από έξω, θα φαινόταν σαν μαύρη τρύπα. Αυτό οδήγησε σε μια ριζοσπαστική ιδέα: Τι θα γινόταν αν το σύμπαν σχηματιζόταν με τον ίδιο τρόπο που ένα αστέρι καταρρέει σε μαύρη τρύπα;»
Μέχρι στιγμής πιστεύουμε πως το σύμπαν ξεκίνησε σαν ένα εξαιρετικά θερμό και πυκνό σημείο, γνωστό ως μοναδικότητα. Αυτό το σημείο υπέστη υπερταχεία διαστολή μέσα σε κλάσματα του δευτερολέπτου, σε μια τεράστια έκρηξη, την γνωστή Μεγάλη Έκρηξη. «Αν γυρίσουμε πίσω αυτή τη διαστολή χρησιμοποιώντας γνωστούς φυσικούς νόμους, τελικά φτάνουμε σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας – μια μοναδικότητα – όπου ο χώρος, ο χρόνος και η ύλη φαίνεται να ξεκινούν», δήλωσε ο Gaztañaga . «Επειδή η φυσική καταρρέει σε αυτό το σημείο, έχει συχνά ερμηνευτεί ως γεγονός δημιουργίας: η αρχή των πάντων».
Η νέα μελέτη διερευνά την ιδέα πως το ίδιο το σύμπαν μπορεί να μην ξεκίνησε σε μια μοναδικότητα, αλλά να προέκυψε από την κατάρρευση ενός τεράστιου νέφους ύλης, δημιουργώντας ένα άλλο σύμπαν.
Για να διερευνήσει η ομάδα την εικασία, δημιούργησε προσομοιώσεις, αναζητώντας μια λύση που θα μπορούσε να εξηγήσει τις βασικές ασυνέπειες στις τρέχουσες κοσμολογικές θεωρίες. Απροσδόκητα όμως, διαπίστωσε πως υπάρχει ήδη μια ακριβής και αναλυτική λύση, που περιγράφει τις θεμελιώσεις αρχές αυτής της διαδικασίας.
«Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, αυτή η κατάρρευση δεν καταλήγει σε μια μοναδικότητα — αντίθετα, αναπηδά και αρχίζει να επεκτείνεται ξανά», είπε ο Gaztañaga. «Αυτή η αναπήδηση μιμείται αυτό που ονομάζουμε Μεγάλη Έκρηξη».
Στο παρελθόν είχε προταθεί ξανά το σενάριο της αναπήδησης, όμως το νέο μοντέλο ξεχωρίσει, επειδή βασίζεται αποκλειστικά σε γνωστούς νόμους της φυσικής και αποφεύγει την χρήση υποθετικών σωματιδίων ή δυνάμεων. Πρακτικά, περιγράφει μια καθαρά βαρυτική κατάρρευση, που συμβαίνει μέσα σε μια μαύρη τρύπα.
Η κατάρα του Τουταγχαμόν επιστρέφει για να σκοτώσει τον καρκίνο!
«Στην κβαντομηχανική, δύο πανομοιότυπα σωματίδια (όπως ηλεκτρόνια ή νετρόνια) δεν μπορούν να βρίσκονται στην ίδια κατάσταση — δεν μπορούν να βρίσκονται ακριβώς στο ίδιο σημείο την ίδια στιγμή», εξήγησε ο Gaztañaga. «Αυτή η αρχή δημιουργεί ένα είδος πίεσης — που ονομάζεται πίεση εκφυλισμού — που αντιστέκεται στη συμπίεση. Είναι αυτό που εμποδίζει τους πυρήνες των ετοιμοθάνατων άστρων να καταρρέουν ασταμάτητα και είναι αυτό που μπορεί να προκαλέσει μια έκρηξη σουπερνόβα . Στο μοντέλο μας, είναι το ίδιο κβαντικό φαινόμενο που σταματά την κατάρρευση του σύμπαντος και το προκαλεί να αναπηδήσει».
Και κάπου εδώ έρχεται το πεδίο Higgs, ένα υποατομικό κβαντικό πεδίο που είναι υπεύθυνο για την απόκτηση μάζας στα σωματίδια, όπως επιβεβαιώνεται από πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων. Σε πολύ πυκνά και υψηλής ενέργειας περιβάλλοντα, τα κβαντικά φαινόμενα αποκτούν μεγάλη σημασία. Εάν η βαρύτητα αλληλεπιδράσει με το πεδίο Higgs υπό κατάλληλες συνθήκες, μπορεί να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται η ίδια η βαρύτητα. Έτσι, η αλληλεπίδραση μεταξύ της βαρύτητας και του πεδίου Higgs, μπορεί να μετατραπεί σε αποστική δύναμη σε εξαιρετικά υψηλές πυκνότητες ενέργειας, κάτι που θα αντισταθμίσει τη βαρυτική κατάρρευση. Έτσι, αντί να καταρρεύσει σε μια μοναδικότητα (singularity), το Σύμπαν μπορεί να αναπηδήσει, μετατρέποντας αυτή την τεράστια συστολή σε μια τεράστια διαστολή.
«Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει τις υψηλές πυκνότητες που παρατηρούνται στα δεδομένα κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου και να υποδηλώνει ότι μια βαρυτική αναπήδηση θα μπορούσε φυσικά να συνδέσει τη βαρύτητα με την κβαντομηχανική, χωρίς να χρειάζονται νέες θεωρίες», λέει ο Sravan Kumar, επισκέπτης ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Πόρτσμουθ.
Όλα αυτά σημαίνουν πως η τεράστια συγκέντρωση ύλης και ενέργειας σε ένα μοναδικό σημείο, όπως το κέντρο μιας μαύρης τρύπας, μπορεί να προκαλέσει την αντίστροφη διαδικασία μέσω της αναπήδησης, δημιουργώντας μιας ταχεία διαστολή, παρόμοια με την Μεγάλη Έκρηξη. Όλα αυτά φαίνεται να συμβαίνουν με βάση τους νόμους της φυσικής που ήδη γνωρίζουμε, χωρίς την ανάγκη θέσπισης νέων υποθετικών νόμων και σωματιδίων, κάτι που κάνει αυτή τη θεωρεία αρκετά όμορφη.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review D.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
