Μόλις πριν από έναν αιώνα, οι επιστήμονες ανά τον κόσμο προσπαθούσαν να καταλάβουν την γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, που εκ πρώτης φαινόταν παράλογη, αλλά τα μαθηματικά της ήταν απολύτως σωστά. Δημοσιεύθηκε το 1915 και έγινε σύντομα ευρέως αποδεκτή, υποθέτοντας πως το Σύμπαν είναι στατικό. Εν ολίγοις, ο Αϊνστάιν πίστευε ότι το μέγεθος και το σχήμα του σύμπαντος σήμερα ήταν, λίγο πολύ, το ίδιο μέγεθος και σχήμα που είχε πάντα και πως το κέντρο του Σύμπαντος ήταν κάπου στη μέση του.
Όμως, όταν οι αστρονόμοι μελέτησαν τον νυχτερινό ουρανό σε μακρινούς γαλαξίες, με τα ισχυρότερα τηλεσκόπια της εποχής τους, είδαν πως η θεωρία του Αϊνστάιν στην πραγματικότητα έλεγε το ακριβώς αντίθετο. Η γενική θεωρία της σχετικότητας θα μπορούσε επίσης να υποστηρίξει και ένα διαστελλόμενο σύμπαν, με τα ίδια ακριβώς μαθηματικά. Έτσι, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την γενική σχετικότητα και δημιούργησαν νέα μοντέλα που έδειξαν ότι το σύμπαν ήταν, στην πραγματικότητα, δυναμικό και εξελισσόμενο.
Η κατανόηση ενός διαρκώς επεκτεινόμενου σύμπαντος μπορεί να είναι τρομακτική και μέρος της πρόκλησης είναι το να παρακάμψουμε τη φυσική μας διαίσθηση για το πως λειτουργούν τα πράγματα. Για παράδειγμα, είναι τρομερά δύσκολο να φανταστεί κανείς πως μια τόσο μεγάλη δομή όπως το Σύμπαν, δεν έχει καθόλου κέντρο. Όμως, τα μαθηματικά και η φυσική λένε ακριβώς αυτό!
Για να το κατανοήσουμε θα πρέπει να ορίσουμε τι σημαίνει ο όρος διαστολή. Στη Γη, διαστολή λέμε όταν κάνει μεγαλώνει. Όταν έρχεται όμως στη διαστολή του Σύμπαντος, ισχύει το ίδιο, αλλά λίγο διαφορετικά. Διαστολή μπορεί να σημαίνει πως όλα απομακρύνονται από εμάς και είναι αυτό ακριβώς που συμβαίνει με το Σύμπαν. Στρέψτε ένα τηλεσκόπιο σε μακρινούς γαλαξίες και όλοι φαίνονται να απομακρύνονται από εμάς, αλλά και μεταξύ τους! Την ίδια στιγμή, όσο πιο μακριά βρίσκονται αυτοί οι γαλαξίες, τόσο πιο γρήγορα φαίνεται να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο. Αυτό σημαίνει πως ότι υπάρχει στο σύμπαν, απομακρύνεται από ΟΛΑ τα άλλα, ταυτόχρονα!
Η Μεγάλη Έκρηξη δεν ήταν ένα μόνο σημείο
Αυτή η ιδέα είναι λεπτή αλλά κρίσιμη. Είναι εύκολο να σκεφτούμε τη δημιουργία του σύμπαντος σαν να εκρήγνυνται πυροτεχνήματα: Ξεκινήστε με μια Μεγάλη Έκρηξη και στη συνέχεια όλοι οι γαλαξίες στο σύμπαν πετούν προς όλες τις κατευθύνσεις από κάποιο κεντρικό σημείο.
Όμως αυτή η αναλογία δεν είναι σωστή. Η διαστολή του Σύμπαντος δεν ξεκίνησε από ένα σημείο, αλλά αυτή η εικασία υπονοεί πως οι γαλαξίες είναι αυτοί που κινούνται και όχι το σημείο της μεγάλης έκρηξης, κάτι που δεν είναι απολύτως ακριβές.
Το πρόβλημα συνήθως έχει να κάνει με το ότι στο μυαλό μας, ο χώρος προϋπήρχε, όμως πριν την Μεγάλη Έκρηξη δεν υπήρχε ούτε ο χώρος, αλλά ούτε και ο χρόνος!
Έτσι λοιπόν, δεν είναι τόσο οι γαλαξίες που απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο. Είναι ο χώρος μεταξύ των γαλαξιών, το ίδιο “ύφασμα” του σύμπαντος, που διαστέλλεται συνεχώς, με την πάροδο του χρόνου. Με άλλα λόγια, δεν είναι στην πραγματικότητα οι ίδιοι οι γαλαξίες που κινούνται μέσα στο σύμπαν. Είναι περισσότερο ότι το ίδιο το σύμπαν τους μεταφέρει πιο μακριά καθώς διαστέλλεται.
Ο καλύτερος τρόπος για να το κατανοήσουμε αυτό, είναι με ένα ανάλογο. Έτσι λοιπόν θα πρέπει να πάρουμε ένα μπαλόνι και να κολλήσουμε στην επιφάνειά του μερικές κουκκίδες από χαρτί. Καθώς φυσάτε αέρα μέσα στο μπαλόνι, αυτό διαστέλλεται. Επειδή οι κουκκίδες είναι κολλημένες στην επιφάνεια του μπαλονιού, απομακρύνονται περισσότερο μεταξύ τους. Αν και μπορεί να φαίνεται ότι κινούνται, οι κουκκίδες στην πραγματικότητα παραμένουν ακριβώς εκεί που τις βάζετε και η απόσταση μεταξύ τους μεγαλώνει απλώς λόγω της διαστολής του μπαλονιού.
Τώρα σκεφτείτε πως οι κουκκίδες αυτές είναι γαλαξίες και πως ίδιο το μπαλόνι είναι το ύφασμα του Σύμπαντος. Κάπως έτσι αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε πως διαστέλλεται το σύμπαν! Όμως αυτό το ανάλογο, αν και ιδιαίτερα αποδοτικό για να κάνουμε την αρχή, δεν αποδίδει όλες τις λεπτομέρειες της διαστολή του Σύμπαντος εντελώς σωστά.
Υπάρχει και μια άλλη διάσταση
Σε κάθε ανάλογο θα πρέπει να αναγνωρίσουμε και τους περιορισμούς του. Ορισμένα ελαττώματα είναι προφανή: Ένα μπαλόνι είναι αρκετά μικρό για να χωράει στο χέρι σας, όχι το σύμπαν. Ένα άλλο ελάττωμα είναι πιο ανεπαίσθητο. Το μπαλόνι έχει δύο μέρη: την επιφάνεια από λατέξ και το εσωτερικό του γεμάτο αέρα.
Στα μαθηματικά, αυτά τα δύο μέρη του μπαλονιού θα περιγράφοντας διαφορετικά. Η επιφάνια του μπαλονιού είναι δισδιάστατη, όταν κινούμαστε πάνω σε αυτό μπροστά, πίσω, δεξιά και αριστερά. Όμως δε θα μπορούσαμε να κινηθούμε ούτε προς τα πάνω, ούτε προς τα κάτω, χωρίς να φύγουμε από την επιφάνειά του.
Μπορεί να ακούγεται σαν να ονομάζουμε τέσσερις κατευθύνσεις εδώ – εμπρός, πίσω, αριστερά και δεξιά – αλλά αυτές είναι απλώς κινήσεις κατά μήκος δύο βασικών διαδρομών: από πλευρά σε πλευρά και από εμπρός προς τα πίσω. Αυτό είναι που κάνει την επιφάνεια δισδιάστατη: μήκος και πλάτος.
Το εσωτερικό του μπαλονιού από την άλλη είναι τρισδιάστατο και μας επιτρέπει να κινούμαστε ελεύθερα προς όποια κατεύθυνση επιθυμούμε. Αυτό όμως είναι το σημείο που δημιουργείται η σύγχυση. Αυτό που θεωρούμε ως το κέντρο του μπαλονιού είναι ένα σημείο κάπου στο εσωτερικό του, στον γεμάτο αέρα χώρο κάτω από την επιφάνεια.
Σε αυτό το ανάλογο όμως, το Σύμπαν είναι η επιφάνεια του μπαλονιού μοιάζει περισσότερο με την επιφάνεια του μπαλονιού. Το εσωτερικό του μπαλονιού δεν μπορεί να αποτελεί ανάλογο του σύμπαντος, οπότε δε πρέπει να το χρησιμοποιούμε σαν μέρος της αναλογίας. Μόνο η επιφάνεια έχει σημασία.
Έτσι, το να ρωτάμε «Πού είναι το κέντρο του σύμπαντος;» είναι κάπως σαν να ρωτάμε «Πού είναι το κέντρο της επιφάνειας του μπαλονιού;» Απλώς δεν υπάρχει. Θα μπορούσατε να ταξιδέψετε κατά μήκος της επιφάνειας του μπαλονιού προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, για όσο θέλετε, και ποτέ δεν θα φτάνατε σε ένα μέρος που θα μπορούσατε να το ονομάσετε κέντρο του, επειδή δεν θα φεύγατε ποτέ από την επιφάνεια.
Δεν υπάρχει κέντρο του σύμπαντος
Όπως λοιπόν δε μπορούμε να βρούμε το κέντρο στην επιφάνεια ενός μπαλονιού, έτσι λοιπόν και στο Σύμπαν, δεν υπάρχει κέντρο.
Ένας από τους λόγους για τους οποίους αυτό μπορεί να είναι τόσο δύσκολο να κατανοηθεί είναι ο τρόπος με τον οποίο η γλώσσα των μαθηματικών περιγράφει το σύμπαν. Η επιφάνεια του μπαλονιού έχει δύο διαστάσεις και το εσωτερικό του έχει τρεις. Αλλά το σύμπαν υπάρχει σε τέσσερις διαστάσεις. Επειδή δεν πρόκειται μόνο για το πώς κινούνται τα πράγματα στο χώρο, αλλά και για το πώς κινούνται στο χρόνο.
Στο μυαλό μας, ο χώρος και ο χρόνος είναι δύο ξεχωριστά πράγματα, όμως στο Σύμπαν είναι συνδεδεμένα σε ένα ενιαίο ύφασμα, που ονομάζεται χωροχρόνος. Αυτή η ενοποίηση αλλάζει ριζικά τον τρόπο που λειτουργεί το Σύμπαν, σε σχέση με αυτό που περιμένει το μυαλό μας.
Όταν αναζητούμε το κέντρο του Σύμπαντος, ερχόμαστε αντιμέτωποι με τα όρια της διαίσθησής μας. Η απάντηση όμως πως δεν υπάρχει κέντρο, είναι μια γεύση από το πόσο παράξενο και όμορφο είναι το Σύμπαν, μέρος του οποίου είμαστε και εμείς!
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/.
