Θεωρίες για την προέλευση και την εξέλιξη του Σύμπαντος

29 08 2009

Το σύμπαν μοιάζει με ένα βιβλίο ανοιχτό μόνο στη σημερινή σελίδα. Ποιός μπορεί να είναι ο συγγραφέας του είναι ένα γεγονός που συζητείται εδώ και χιλιάδες χρόνια, αλλά δεν θα τον γνωρίσουμε ποτέ.   Κανείς επίσης δεν θα ανοίξει τις πρώτες του σελίδες για να κατανοήσει τις αρχικές του φράσεις. Ολόκληρη η αφήγηση του βιβλίου του σύμπαντος θα πρέπει να αναπλαστεί από τη δράση αντικειμένων που αποτελούν το σύμπαν, αλλά και τους τόπους της δράσης που είναι σήμερα ορατοί. Εδώ όμως και 40 χρόνια οι φυσικοί επιστήμονες έχουν συντάξει μια ιστορία, το Καθιερωμένο Μοντέλο του big bang, που περιγράφει, σε μια ενιαία πλοκή, όλα τα συμβάντα των τελευταίων 13,7 δισεκατομμυρίων ετών. Υπάρχουν όμως κρυμμένα ζητήματα: Δεν ξέρουν τι συνέβη στην αρχή του big bang, δεν ξέρουν γιατί η πλοκή αυτή είναι κατανοητή και δεν καταλαβαίνουν γιατί υπάρχουν όντα στον Κόσμο που θέλουν να κατανοήσουν την ιστορία του βιβλίου.

Φυσικά ο καθένας μας έχει ακούσει για το Καθιερωμένο Μοντέλο, αλλά είναι βέβαιο ότι όλοι εν συνεχεία ρωτούν «Και τι προκάλεσε το big bang;» Και όλα τελειώνουν εκεί, επειδή κανένας δεν είναι ακόμα βέβαιος τι ανάγκασε πραγματικά να συμβεί η Μεγάλη Έκρηξη.

Εδώ θα προσπαθήσουμε να ερευνήσουμε όλες τις τρέχουσες επιστημονικές θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν πώς δημιουργήθηκε ο Κόσμος. Αρχικά υπάρχουν δύο θεωρίες που είναι άμεσες ερμηνείες άλλων θεωριών, οι οποίες όμως δεν έχουν αποδειχθεί ακόμα,  εν συνεχεία υπάρχουν θεωρίες που προτείνονται ανεξάρτητα από τους θεωρητικούς φυσικούς. Θα προσπαθήσουμε να αναφέρουμε όλες τις θεωρίες και να σας αφήσουμε να αποφασίσετε εσείς ποιός είναι ο πιο εύλογος τρόπος  που γεννήθηκε το σύμπαν. Φυσικά υπάρχει και η κλασσική θεωρία του  Big Bang

  • 1η Θεωρία: Δεν υπήρξε ποτέ καμία αρχή του Κόσμου και δεν θα υπάρξει κανένα τέλος του. Είναι τόσο παλιά αυτή η θεωρία όσο και οι άνθρωποι. Η εξελιγμένη της μορφή είναι η Κβαντική Θεωρία Βρόχων (LQG) που προτάθηκε από τους Martin Bojowald, Ashtekar και άλλους. Δεν υπάρχει ακόμη καμία απόδειξη της. 

  •  Δεν υπήρξε ποτέ καμία αρχή του Κόσμου και δεν θα υπάρξει ποτέ κανένα τέλος του. Μεταξύ των βαθύτερων φιλοσοφικών ζητημάτων στη σύγχρονη φυσική είναι για την προέλευση και το σχηματισμού του σύμπαντος. Οι προηγούμενες προσπάθειες να     διατυπωθεί μια απάντηση που να λαμβάνει υπόψη τις υπάρχουσες θεωρίες και τις παρατηρήσεις έχουν αποτύχει λόγω των εμποδίων που τίθενται από τη βαρύτητα. Όμως ένα νέο μοντέλο που έχει δει το φως της δημοσιότητας, η κβαντική βαρύτητα βρόχων, συγχωνεύει με επιτυχία τις τρέχουσες ιδέες, και έτσι μπορεί να επιτρέψει στους φυσικούς να υπερνικήσουν τις δυσκολίες συγχώνευσης της βαρύτητας στο κβαντικό πλαίσιο.
  • Εάν ο Κόσμος υπήρχε από πάντα, τότε το θέμα της αρχής του είναι χωρίς νόημα. Εντούτοις, οι φυσικοί συμφωνούν σχεδόν ομόφωνα ότι η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης  είναι σωστή. Γι αυτό και αναζητούν μια εξήγηση για αυτήν την αρχή.Πριν δύο χρόνια προτάθηκε από το Martin Bojowald, του Ινστιτούτου Max Planck για τη Φυσική της Βαρύτητας, μια νέα θεωρία που κάνει χρήση της Κβαντικής Βαρύτητας Βρόχων (LQG). Η κβαντική βαρύτητα βρόχων είναι μια προσπάθεια να ενοποιηθούν οι δύο πιο πετυχημένες θεωρίες του εικοστού αιώνα: η θεωρία της σχετικότητας του Einstein και η επανάσταση της κβαντικής μηχανικής. Οι δύο θεωρίες είναι πλήρως ασυμβίβαστες, όμως και οι δύο έχουν αποδειχθεί πειραματικά. Η κβαντική βαρύτητα βρόχων προσπαθεί να εφαρμόσει την ενοποίηση αρχίζοντας από τη σχετικότητα και προσπαθώντας να την προσθέσει στην κβαντομηχανική φύση των πραγμάτων. Και κατέληξε να περιγράφει το χωροχρόνο ως ένα άθροισμα αφάνταστα μικροσκοπικών βρόχων, που είναι πάρα πολύ μικροί για να τους δούμε και να τους ανιχνεύσουμε ποτέ. Ο Martin Bojowald με τη θεωρία του έδειξε πώς θα είχε δημιουργηθεί ο Κόσμος μας εάν είναι σωστή η θεωρία LQG.

    Ένα πράγμα με το οποίο οι περισσότερες θεωρίες για την ενοποίηση της σχετικότητας με την κβαντομηχανική συμφωνούν είναι ότι υπάρχει ένα ελάχιστο όριο στη μέτρηση του χώρου και του χρόνου. Αυτό σημαίνει ότι κατά την διάρκεια του big bang, ο χώρος δεν θα ήταν δυνατόν να είναι απείρως μικρό επειδή υπάρχει ένα σαφές όριο στη διάσταση του. Ο Bojowald λοιπόν εκμεταλλεύεται αυτήν την ιδέα και συμπέρανε ότι το σύμπαν δεν είχε ποτέ καμιά αρχή.

    Και δίνει το εξής παράδειγμα για να το εξηγήσει. Φανταστείτε ένα μπαλόνι που το φουσκώνετε και γίνεται έτσι μια τέλεια σφαίρα, και έπειτα την ξεφουσκώνετε. Εάν το μπαλόνι γίνει πολύ μικρό και συνεχίσετε να το ξεφουσκώνεται, τότε θα γυρίσει το μέσα έξω και το μπαλόνι θα ξαναφουσκώσει, με όλα τα σημεία του που ήταν αρχικά στο εσωτερικό του τώρα να είναι στο εξωτερικό του. Με άλλα λόγια, τα αντικείμενα αντιστρέφονται.

    Ο Bojowald εξηγεί ότι το ίδιο πράγμα ισχύει και για το σύμπαν. Δεν είχε καμία αρχή και ήταν απείρως μεγάλο. Κάποια στιγμή άρχισε να γίνεται ολοένα και πιο μικρό μέχρι, μετά από ένα άπειρο χρονικό διάστημα, υπήρξε μια «Μεγάλη Σύνθλιψη», ακριβώς όπως με το μπαλόνι. Το αριστερό και το δεξιό αντιστράφηκαν και έγινε τότε η Μεγάλη Έκρηξη, που επεκτάθηκε πάλι για να παραγάγει τον Κόσμο που ξέρουμε σήμερα. Η γεωμετρία αυτού του Κόσμου ονομάζεται «χωρόχρονος de Sitter», από τον ολλανδό αστρονόμο Willem de Sitter.

    Τώρα είναι δικαιολογημένο να σκεφτεί κάποιος, η αντιστροφή από τα αριστερά προς τα δεξιά κάνει πραγματικά κάποια διαφορά; Και η απάντηση είναι ότι κατά ένα μεγάλο μέρος, όχι. Αλλά υπάρχουν μερικές εξαιρέσεις, και αυτό οφείλεται στις παραβιάσεις της συμμετρίας CP. Αυτή η παραβίαση εμπλέκει ορισμένες ιδιότητες των νετρίνων και των καονίων. Κατά συνέπεια, η Μεγάλη Έκρηξη θα είχε αφήσει σημάδια όταν αντιστράφηκαν αυτές οι ιδιότητες.

    Ένα πλεονέκτημα αυτής της θεωρίας για την προέλευση του σύμπαντος είναι ότι εξηγεί συστηματικά τη θεωρία του πληθωρισμού, που προτάθηκε αρχικά από το φυσικό Alan Guth. Αυτή η θεωρία δηλώνει ότι αμέσως μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν υποβλήθηκε σε μια περίοδο εξαιρετικά γρήγορης επέκτασης. Η θεωρία του Bojowald εξηγεί αυτή την γρήγορη διαστολή λόγω της φύσης του χώρου που προβλέπει η κβαντική βαρύτητα βρόχων (LQG). Στο μοντέλο της LQG, ο χώρος είναι κοκκώδης και με βρόχους. Το γεγονός αυτό θα απέτρεπε στον Κόσμο να επεκταθεί ομαλά, και έτσι θα επεκτεινόταν με σύντομες μεγάλες εκρήξεις, ακριβώς όπως ο πληθωρισμός λέει ότι έγινε.

    Το 2006 ο Abhay Ashtekar υποστήριξε επίσης ότι σύμφωνα με την κβαντική βαρύτητα βρόχων,  αποφεύγεται η ιδιομορφία της Μεγάλης Έκρηξης. Αυτό που βρήκε ήταν ότι πριν το Big Bang υπήρχε ένα άλλο σύμπαν που κατάρρευσε. Δεδομένου ότι η βαρύτητα γίνεται απωθητική κοντά στην πυκνότητα Planck σύμφωνα με τις προσομοιώσεις τους, το γεγονός αυτό οδήγησε σε μια «Μεγάλη Αναπήδηση» (η κατάρρευση ρου προηγούμενου σύμπαντος οδήγησε στην Έκρηξη του νέου) και τη γέννηση του σημερινού Κόσμου.

    Η ίδια θεωρία του Bojowald μπορεί επίσης να εξηγήσει και τι συμβαίνει στην καρδιά των μαύρων οπών, δεδομένου ότι οι μαύρες τρύπες έχουν επίσης μια «ιδιομορφία» – το σημείο στο οποίο συμβατικά θεωρείται ότι η ύλη είναι απείρως μικρή και πυκνή, ακριβώς όπως έχει περιγραφεί ότι συνέβαινε στη Μεγάλη Έκρηξη. Εάν χρησιμοποιήσετε το ίδιο μοντέλο με τις μαύρες τρύπες, διαπιστώνετε ότι επίσης «επαναδιογκώνονται» από την άλλη πλευρά, αναδυόμενες σε κάτι που μπορεί να περιγραφεί μόνο ως ένας άλλος Κόσμος. Εάν θα μπορούσατε να πλοηγηθείτε μέσω του ενός σύμπαντος, πιθανώς θα βγαίνατε από μια μαύρη τρύπα σε αυτήν την εναλλακτική πραγματικότητα – και αυτές οι δομές ονομάζονται γενικά ως «λευκές τρύπες».

    Μήπως υπάρχουν αποδείξεις για αυτήν την θεωρία;

    Προς το παρόν δεν υπάρχει τίποτα, αλλά η NASA προγραμματίζει να προωθήσει ένα νέο τηλεσκόπιο τέλος του 2007,  το GLAST, για την έρευνα ακτίνων γάμμα. Αυτό το τηλεσκόπιο θα παρακολουθήσει φωτόνια ακτίνων γάμμα από πολύ μεγάλες αποστάσεις. Κι αυτό το πείραμα το έχει προτείνει ο Giovanni Amelino-Camelia του Χάρβαρντ. Εάν η κβαντική βαρύτητα βρόχων είναι σωστή, τότε αυτά τα φωτόνια θα έχουν ακολουθήσει διαφορετικές διαδρομές στον χώρο γιατί ο χωροχρόνος έχει ‘βρόχους’ , άρα θα φτάνουν με διαφορετική ταυτότητα στη Γη έστω κι αν ξεκίνησαν με το ίδιο χρώμα. Το παρατηρητήριο GLAST πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει αυτήν την επίδραση. Μέχρι ενός ορισμένου βαθμού, το κβαντικό διάστημα μπορεί να θεωρηθεί ως ανάλογο με ένα κρύσταλλο, το οποίο, μέσω της ατομικής δομής του, αλλάζει τη διάδοση του φωτός σε σχέση με τη διάδοση που θα είχε το φως μέσα στο κενό.

    Άλλα στοιχεία θα μπορούσαν να προέλθουν από τις παρατηρήσεις των λευκών οπών. Εάν η θεωρία του Bojowald είναι σωστή, θα μπορούσαμε να δούμε ύλη να ξεπηδάει από κοσμικές δομές που μοιάζουν με τις μαύρες τρύπες – δηλ. τις άλλες άκρες των μαύρων οπών από άλλα σύμπαντα. Μέχρι τώρα, καμία τέτοια οντότητα δεν έχει παρατηρηθεί σε αυτόν τον Κόσμο, αλλά προφανώς αυτό δεν σημαίνει ότι η θεωρία κάνει λάθος. Οι λευκές τρύπες μπορούν να είναι απλώς πέρα από το εύρος των τηλεσκοπίων μας. 

     

    leesmolin5

  • Η ακτινοβολία από μακρινές κοσμικές εκρήξεις που ονομάζονται εκρήξεις ακτίνων γ είναι πιθανόν να προσφέρει έναν τρόπο για να ελεγχθεί η ορθότητα της κβαντικής βαρύτητας βρόχων.Τέτοιες εκρήξεις ακτίνων γ σημειώνονται σε αποστάσεις δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη και συνοδεύονται από την εκπομπή τεράστιων ποσοτήτων ακτίνων γ εντός συντομότατου χρονικού διαστήματος.
    Σύμφωνα με την κβαντική βαρύτητα βρόχων, το κάθε φωτόνιο καταλαμβάνει ανά πάσα στιγμή ένα σύνολο συνδεδεμένων μεταξύ τους γραμμών καθώς κινείται δια μέσου του δικτύου σπιν το οποίο είναι ο ίδιος ο χώρος (στην πραγματικότητα, πρόκειται για ένα πολύ μεγάλο πλήθος γραμμών, όχι μόνο για τις πέντε που φαίνονται στην εικόνα).

    Σύμφωνα με την κβαντική βαρύτητα βρόχων, η διακριτή φύση του χώρου θα έχει ως αποτέλεσμα οι ακτίνες γ με υψηλότερη ενέργεια να ταξιδεύουν ελαφρώς ταχύτερα από εκείνες με χαμηλότερη.

    Η διαφορά ταχύτητας είναι μικροσκοπική, αλλά τα αποτελέσματα της συσσωρεύονται σταθερά κατά το ταξίδι των ακτίνων γ, οι οποίες διανύουν δισεκατομμύρια έτη φωτός.

    Έτσι, εάν παρατηρηθεί ότι οι ακτίνες γ μιας έκρηξης φτάνουν στη Γη σε χρόνους που διαφέρουν ελαφρώς, ανάλογα με την ενέργεια τους, το γεγονός αυτό θα συνιστούσε ένδειξη υπέρ της κβαντικής βαρύτητας βρόχων.

  • 2η Θεωρία: Η εκπυρωτική θεωρία προτάθηκε το 2001 από τον Neil Turok και δεν υπάρχει καμία απόδειξη που να την επαληθεύει.

  •  Η θεωρία των βρανών εμπνέει την εικόνα του εκπυρωτικού ή κυκλικού Σύμπαντος

  • Ας υπενθυμίσουμε ότι η κβαντική βαρύτητα βρόχων είναι μια θεωρία που άρχισε με τη σχετικότητα και προσπάθησε να ενσωματώσει την κβαντομηχανική κατόπιν. Αλλά υπάρχει και μια άλλη θεωρία που προσπαθεί να ενοποιήσει τη σχετικότητα με την κβαντική θεωρία, όμως αυτή άρχισε ανάποδα. Ξεκίνησε με την κβαντομηχανική και προσθέτει έπειτα σχετικιστικά αποτελέσματα στις εξισώσεις. Είναι η γνωστή Μ-θεωρία ή υπερ-βαρυτική θεωρία χορδών, ή απλά θεωρία χορδών.Η θεωρία χορδών προτείνει ότι κάθε θεμελιώδες σωματίδιο του Κόσμου δεν είναι στην πραγματικότητα ένα πολύ μικροσκοπικό σημειακό σωματίδιο, όπως υπαγορεύει η συμβατική κβαντική θεωρία. Η θεωρία χορδών περιγράφει τα σωματίδια σαν παλλόμενες χορδές. Η θεωρία λέει ότι όλες αυτές οι «χορδές» – που αποτελούνται απλά από καθαρή ενέργεια και είναι πάρα πολύ μικρές για να τις ανιχνεύσουμε – δονούνται, ακριβώς όπως οι χορδές σε ένα βιολί. Και με τον ίδιο τρόπο που οι διαφορετικές δονήσεις των χορδών του βιολιού καθορίζουν ποια μουσική νότα παράγεται, έτσι και οι διαφορετικοί τρόποι που μια θεμελιώδης χορδή μπορεί να δονείται καθορίζουν ποιο υποατομικό σωματίδιο παράγεται. Αυτή η μουσική σύνδεση με τη φυσική έχει οδηγήσει πολλούς επιστήμονες να θεωρούν ότι η θεωρία χορδών είναι μια «κομψή» θεωρία. Και αυτή η κομψότητα είναι η αιτία που η θεωρία χορδών ένα τόσο δημοφιλή σήμερα. Υπολογίζεται ότι οι θεωρητικοί των χορδών ξεπερνούν σε αριθμό αυτών που ασχολούνται με την κβαντική βαρύτητα βρόχων με μια αναλογία δέκα έως ένα.

    Εν πάση περιπτώσει, η θεωρία χορδών ήδη μετράει σχεδόν μισό αιώνα ζωής, ενώ μία από τις πιο σημαντικές μορφές της εμφανίστηκε το 1995 με το θεωρητικό Edward Witten. Ο τελευταίος πρότεινε ότι τα θεμελιώδη σωματίδια όχι μόνο πρέπει να είναι μονοδιάστατες χορδές, αλλά μπορούν επίσης και να είναι δισδιάστατα επίπεδα. Και συνέχισε ότι μπορεί να είναι επίσης και τρισδιάστατα πολύεδρα. Πιθανώς να νομίζετε ότι θα σταματούσε στις τρεις διαστάσεις, αλλά κάνετε λάθος. Ο Witten υποστήριξε ότι οι θεμελιώδεις χορδές θα μπορούσαν να έχουν και ένδεκα διαστάσεις.

    Στην πραγματικότητα, οι θεωρητικοί των χορδών κρατούσαν στο νου τους μια θεωρία που έλεγε ότι ο Κόσμος έχει τουλάχιστον δέκα διαστάσεις (ή είκοσι έξι, σύμφωνα με μερικές ερμηνείες), κι έτσι δεν τους βρήκε απροετοίμαστους. Ο Witten απλά πρότεινε ότι όχι μόνο ο Κόσμος ήταν πολυδιάστατος, αλλά όλες οι στοιχειώδεις οντότητες. Οι ιδέες του ανακοινώθηκαν σαν η πιο μεγάλη ανακάλυψη που είχε γίνει ποτέ στη θεωρία χορδών. Κι έτσι φυσικά η θεωρία δεν θα μπορούσε να ονομάζεται πια θεωρία χορδών, δεδομένου ότι δεν ήταν μόνο μια θεωρία για τις χορδές.

    Πολλοί θεωρητικοί χορδών αναγνώρισαν ότι αυτές οι πολυδιάστατες οντότητες θα μπορούσαν να ονομαστούν «μεμβράνες», γι αυτό θέλησαν να ονομάσουν τη θεωρία του Witten θεωρία μεμβρανών. Εντούτοις, άλλοι θεωρητικοί σκέφτηκαν ότι ήταν τόσο επαναστατική ιδέα που πρέπει να ονομαστεί «μαγική» θεωρία ή «μητέρα» όλων των θεωριών. Συζητήθηκε, επίσης, να ονομαστεί θεωρία πινάκων (matrix) ή ακόμα και «μυστήρια», επειδή κανένας δεν μπορούσε να την εξηγήσει αρκετά. Εν πάση περιπτώσει, για να ικανοποιηθούν όλοι αυτοί οι φυσικοί την λένε Μ-θεωρία.

    Το κυκλικό σύμπαν

    Κι ύστερα ήρθε ο Neil Turok, του πανεπιστημίου του Καίμπριτζ στη Μεγάλη Βρετανία, με τον Paul Steinhardt, του πανεπιστημίου Princeton στο Νιου Τζέρσεϋ, για να μας πει κάτι εκπληκτικό όσο και η εργασία του Witten, ή ίσως και πιο πολύ ακόμα. Ο Witten είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι εάν ο Κόσμος θα μπορούσε να έχει τόσες πολλές διαστάσεις, γιατί δεν θα μπορούσαν και οι χορδές; Ο Turok από την άλλη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι εάν οι χορδές θα μπορούσαν να είναι μεμβράνες, γιατί δεν θα μπορούσε και ο Κόσμος;

    Τελικά χτίστηκε ένα μοντέλο προέλευσης του Κόσμου με βάση την Μ-θεωρία στην οποία ο Κόσμος θεωρείται σαν μια μεμβράνη. Ο Turok εν συνεχεία έκοψε τη λέξη μεμβράνη σε βράνη. Στην ουσία η θεωρία του πιστεύει ότι ένα σύμπαν – που παίρνει τη μορφή μιας βράνης – υπάρχει μέσα σε ένα πολυδιάστατο υπερχώρο, όπου εκεί μέσα υπάρχουν και άλλες βράνες. Οι τελευταίες αντιπροσωπεύουν άλλα σύμπαντα που υπάρχουν παράλληλα με το δικό μας σύμπαν χωρίς να υπάρχει καμιά επαφή τους. Με άλλα λόγια υπάρχουν παράλληλα σύμπαντα κι όταν δύο από αυτές τις βράνες συγκρούονται, τότε ξεκινάει μια Μεγάλη Έκρηξη ή ένα big bang.

    Και αντί να δουλέψουν με τις 11 διαστάσεις (όπως υπονοούνται από τη θεωρία Μ), οι ερευνητές έχουν εστιάσει την προσοχή τους σε βράνες των 5 διαστάσεων. Σε αυτό το μοντέλο, οι άλλες 6 διαστάσεις συστρέφονται ισχυρά και μπορούν να αγνοηθούν. Ορισμένες βράνες που υπάρχουν σε αυτό τον αφηρημένο πενταδιάστατο χώρο μπορούν να αντιπροσωπευθούν με άπειρης έκτασης, παράλληλα επίπεδα και φαίνονται ότι έχουν μια στενή αντιστοίχιση με τον Κόσμο μας.

    Οι άλλοι κόσμοι-βράνες είναι δυνητικά σύμπαντα που επιπλέουν στην πέμπτη διάσταση. Αυτές όμως οι βράνες παραμένουν αόρατες επειδή τα σωματίδια και το φως δεν μπορούν να ταξιδέψουν μέσω της πέμπτης διάστασης. Εντούτοις, η βαρύτητα είναι η μόνη δύναμη που μπορεί κινηθεί μέσα από την πέμπτη διάσταση, κι έτσι οι συγκρούσεις  είναι πιθανές μεταξύ των βρανών.

  • Στο εκπυρωτικό σενάριο, η πέμπτη διάσταση είναι πεπερασμένη στο μέγεθος και συνορεύει σε κάθε της πλευρά με μία τρισδιάστατη βράνη. Μία από αυτές τις συνοριακές βράνες ήταν η επιφάνεια που προοριζόταν να γίνει το δικό μας Σύμπαν, ενώ η άλλη συνοριακή βράνη αντιπροσωπεύει ένα άλλο σύμπαν.

    Τα κινούμενα σώματα έχουν ενέργεια μόνο εξ’ αιτίας της κίνησής τους. Συνεπώς, λόγω της γρήγορης προσέγγισης των βρανών υπάρχει τεράστια κινητική ενέργεια κατά μήκος της 5ης διάστασης. Όταν συγκρούονται δύο βράνες, η διατήρηση της ενέργειας εξασφαλίζει ότι αυτή η ενέργεια πηγαίνει στο τεσσάρων διαστάσεων εσωτερικό τους. Και αυτή η ενέργεια αναγκάζει τις βράνες να επεκτείνονται βίαια. Εν τέλει δημιουργείται μια τεράστια έκρηξη του χώρου, η γνωστή μας Μεγάλη Έκρηξη. Μετά τη σύγκρουση των δύο βρανών η κινητική ενέργεια τους μετασχηματίζεται σε κουάρκ, ηλεκτρόνια, φωτόνια κλπ.

    Το 1905, ο Αϊνστάιν ανακάλυψε ότι η μάζα είναι μια μορφή ενέργειας. Συνεπώς, όχι μόνο μπορεί η μάζα να μετατραπεί σε άλλες μορφές ενέργειας, αλλά κι άλλες μορφές ενέργειας μπορούν να μετατραπούν σε μάζα. Έτσι, η ενέργεια της σύγκρουσης των βρανών καταλήγει όχι μόνο στην εκπληκτική διαστολή του κενού διαστήματος αλλά και στη δημιουργία της ύλης – ένα καυτό πυροτέχνημα – μια θερμή βολίδα – θεμελιωδών σωματιδίων. Αυτό δημιουργεί και την καυτή Μεγάλη Έκρηξη.

    Συγχρόνως, μια εξέλιξη του μοντέλου αυτού δέχεται ότι όταν μία από τις συνοριακές βράνες κινείται αργά αλλά σταθερά προς την άλλη, συρρικνώνει την πέμπτη διάσταση. Τέλος, όταν οι δύο αυτές βράνες αγγίζουν η μία την άλλη, η πέμπτη διάσταση καταρρέει εντελώς, ένα γεγονός που οι ερευνητές αποκαλούν Μεγάλη Σύνθλιψη.

    Οι δύο συνοριακές βράνες που συγκρούστηκαν αναπηδούν προς αντίθετες κατευθύνσεις και αρχίζουν να απομακρύνονται, αναδημιουργώντας την πέμπτη διάσταση. Αυτή η αναπήδηση σηματοδοτεί και την αρχή της διαστολής του Σύμπαντός μας. 

    Λόγω των κβαντικών φαινομένων, που καθιστούν τα όρια μεταξύ των βρανών ελαφρώς ανώμαλο, μερικά μέρη της βράνης μας θα είχαν συγκρουστεί ελαφρά νωρίτερα ή λίγο αργότερα από κάποια άλλα μέρη. Αυτό θα δημιουργούσε τις μικροσκοπικές διαφορές θερμοκρασίας μέσα στη βράνη μας, όπως αυτές που προβλέπει και η κλασσική θεωρία του Big Bang. Αυτές οι μικροδιαφορές γίνονται οι σπόροι για το σχηματισμό γαλαξιών. Η σύγκρουση αναγκάζει επίσης την βράνη να διαστέλλεται, εξηγώντας έτσι και την επέκταση του σύμπαντος που παρατηρούμε σήμερα.

    Επίσης, βλέπουμε να γίνεται μια αέναη μετάβαση από την Μεγάλη Σύνθλιψη στη Μεγάλη Έκρηξη, γιατί οι βράνες απομακρύνονται και μετά πλησιάζουν η μία την άλλη. Με λίγα λόγια έχουμε μια αέναη επανάληψη της Μεγάλης Έκρηξης και της Μεγάλης Σύνθλιψης γι αυτό και θεωρείται Κυκλικό Σύμπαν. 

    Η παραγωγή ενός σύμπαντος στην εκπυρωτική θεωρία απαιτεί υπομονή. Επειδή η ελκτική δύναμη μεταξύ των βρανών είναι πολύ μικρή, κινούνται με έναν ρυθμό χελώνας, και παίρνει πολλά δισεκατομμύρια χρόνια για να εμφανιστεί μια σύγκρουση. Στην πραγματικότητα η νέα θεωρία αντικαθιστά την πολύ σύντομη εκθετική διαστολή στο πληθωριστικό μοντέλο, με μια πολύ μακροχρόνια περίοδο πριν από τη σύγκρουση. Αλλά η Φύση δίνει κι ένα δώρο: η σύγκρουση που περιγράφεται από την εκπυρωτική θεωρία όχι μόνο παράγει την κοσμική δομή, αλλά δημιουργεί επίσης και τις γνωστές οικογένειες των κουάρκ και των άλλων θεμελιωδών σωματιδίων.

    Αυτή η ιδέα ονομάζεται εκπυρωτικό μοντέλο, μια λέξη που προέρχεται από τους αρχαίους στωικούς φιλοσόφους οι οποίοι σκέφτηκαν ότι ο Κόσμος ξαναγεννιόταν κάθε τόσο μέσα σε μια πύρινη σφαίρα. Μια διαδικασία που την ονόμασαν οι φιλόσοφοι ‘εκπύρωσις’. Ο Αναξίμανδρος ανέφερε σχετικά ότι: «ο κόσμος αναδύθηκε από μια μακροχρόνια σχεδόν σταθερή κατάσταση».

    Η αντίθετη άποψη – του πληθωρισμού – βασίζεται στην άποψη του φιλόσοφου Παρμενίδη: «ο κόσμος έχει αλλάξει από τότε που αναδύθηκε», εννοώντας ότι διαστέλλεται και εξελίσσεται συνεχώς.

    Η ομορφιά του μοντέλου αυτού πρώτον οφείλεται στην απλότητα του και δεύτερον ότι μπορεί να υπολογίσουμε το φάσμα των στοιχειωδών σωματιδίων, ένα αποτέλεσμα παραπλήσιο με τον πραγματικό Κόσμο μας.

    Ο πληθωρισμός λύνει κοσμολογικά προβλήματα

    Το σενάριο αυτό, που προτάθηκε από τους Khoury, Ovrut, Steinhardt και Turok μόλις το 2001, είναι ελκυστικό επειδή αντικαθιστά τον κοσμικό πληθωρισμό με μια θεωρία που επιτυγχάνει πολλές από τις ίδιες επιτυχίες του πληθωρισμού σε ένα πλαίσιο που φαίνεται συμβατό με τη θεωρία χορδών.

    Το πρόβλημα με την ιδέα αυτοί, λένε όσοι της κάνουν κριτική, είναι ότι δεν εξηγεί τη θεωρία του πληθωρισμού, όπως κάνει η θεωρία της κβαντικής βαρύτητας βρόχων. Αλλά το εκπυρωτικό μοντέλο αντικαθιστά την πληθωριστική θεωρία με τις δικές του λύσεις στα προβλήματα που ο πληθωρισμός πάει να επιλύσει στο Καθιερωμένο Μοντέλο της Μεγάλης ‘Εκρηξης.

    Ο πληθωρισμός έλυνε μια σειρά προβλήματα, όπως το πρόβλημα του ορίζοντα ή της ομοιογένειας και της επιπεδότητας.

    Α! Το πρόβλημα του ορίζοντα:

    Αφού κανένα σήμα δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από το φως, δύο περιοχές του σύμπαντος μπορούν να ‘επικοινωνήσουν’ με φωτεινά σήματα, και να αποκαταστήσουν συνθήκες ισορροπίας όσον αφορά τη θερμοκρασία και την πυκνότητα τους, μόνο αν η μία βρίσκεται μέσα στον ορίζοντα της άλλης. Έτσι, για παράδειγμα, σε μια περιοχή του σύμπαντος που βρίσκεται στα όρια του σημερινού ορίζοντα ενός γήινου παρατηρητή αναμένεται ότι θα επικρατούν πολύ διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης από αυτές που υπάρχουν στην περιοχή του σύμπαντος κοντά στη Γη. Κι’ αυτό διότι οι δύο περιοχές στις πρώτες φάσεις της κοσμικής εξέλιξης, όταν η θερμοκρασία και η πίεση του σύμπαντος έπαιρναν τις τελικές τιμές τους, δεν είχαν τη δυνατότητα να «επικοινωνήσουν» εφόσον η μία βρισκόταν έξω από τον ορίζοντα της άλλης. Με άλλα λογία, πολύ απομακρυσμένες μεταξύ τους περιοχές, που στο παρελθόν, όταν ο ορίζοντας ήταν μικρότερος, δεν μπορούσαν να «επικοινωνήσουν» με φωτεινά σήματα, αναμένεται να εμφανίζουν ανομοιογένεια πυκνότητας και θερμοκρασίας.

    Τα στοιχεία όμως των παρατηρήσεων δείχνουν ακριβώς το αντίθετο. Στις μεγαλύτερες παρατηρησιακά δυνατές κλίμακες αποστάσεων, η θερμοκρασία και η πυκνότητα του σύμπαντος παρουσιάζουν εξαιρετική ομοιογένεια. Αυτό, που είναι γνωστό ως πρόβλημα του ορίζοντα, κι αποτελεί έναν από τους δυσκολότερους σύγχρονους κοσμολογικούς γρίφους.

    Ο πληθωρισμός λύνει αυτό το πρόβλημα επειδή στις πρώτες πρώτες στιγμές του σύμπαντος, όλα τα μέρη του χώρου ήταν πολύ κοντά το ένα με το άλλο, προτού διαχωριστούν με ταχύτητα πολύ μεγαλύτερη του φωτός, κι έτσι δεν είχαν το χρόνο να εξελιχθούν σε τίποτα σημαντικά διαφορετικό από ό,τι ήταν όσο ήταν κοντά.

    Η εκπυρωτική θεωρία έλυσε αυτό το πρόβλημα (χωρίς να επικαλείται την φάση του πληθωρισμού), επειδή όπως εξηγεί το big bang δεν εμφανίζεται σε ένα ειδικό σημείο, εμφανίζεται σε κάθε σημείο πάνω στη βράνη, υπό τον όρο ότι συγκρούονται οι βράνες πρόσωπο με πρόσωπο. Επομένως κάθε τμήμα της βράνης έχει υποβληθεί στην ίδια επεξεργασία και δεν υπάρχει κανένας λόγος οι διαφορετικές θέσεις να φαίνονται πολύ διαφορετικές.

    Β! το πρόβλημα της επιπεδότητας

    Αφετέρου, υπάρχει κι ένα δεύτερο κοσμολογικό πρόβλημα που σχετίζεται με την κατανομή της μάζας και της ενεργείας στο σύμπαν. Τα στοιχεία αποδεικνύουν ότι η πυκνότητα της ύλης-ενέργείας του σύμπαντος είναι πολύ κοντά στην κρίσιμη τιμή. Η κρίσιμη τιμή είναι αυτή που δείχνει αν το σύμπαν θα είναι ανοικτό και συνεχώς διαστελλόμενο ή ένα κλειστό σύμπαν το οποίο περνά από μία φάση διαστολής, στη συνεχεία συστέλλεται και τελικά «καταρρέει» σε μία ανωμαλία. Αυτό δημιουργεί δυσκολίες στους κοσμολόγους αφού σε ένα σύμπαν που περιέχει τις γνωστές μορφές ύλης και ενεργείας (κανονική ύλη, σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια), η όποια αρχική απόκλιση από την κρίσιμη τιμή της πυκνότητας αυξάνεται εκθετικά καθώς περνά ο χρόνος. Το σύμπαν μας διαστέλλεται εδώ και 14 δισεκατομμύρια χρόνια, πράγμα που σημαίνει ότι εφόσον η σημερινή τιμή της πυκνότητας είναι πολύ κοντά στην κρίσιμη τιμή η αρχική τιμή θα πρέπει να ήταν απίστευτα κοντά στην κρίσιμη τιμή. Αυτή η κοσμική σύμπτωση, που αναφέρεται ως πρόβλημα της επιπεδότητας του σύμπαντος, αποτελεί πρόβλημα για τους κοσμολόγους αφού δεν μπορούν να την αιτιολογήσουν.

    Από την άλλη οι κοσμολόγοι βλέπουν ότι το σύμπαν φαίνεται επίπεδο, μην εξυπηρετώντας κανέναν συγκεκριμένο σκοπό. Η λέξη «επίπεδο» από αυτή την άποψη δεν σημαίνει δισδιάστατο και ομαλό σύμπαν. Σημαίνει ότι το σύμπαν δεν περιέχει καμία σημαντική καμπύλη ή κανένα κυματισμό, ούτε κάμπτεται γύρω από τον εαυτό του (δεν μοιάζει σαν σέλα ή δεν είναι σαν μια σφαίρα).

    Το γεγονός ότι φαίνεται επίπεδο, φυσικά, δεν είναι απόδειξη ότι είναι στην πραγματικότητα και επίπεδο. Μερικές θεωρίες πράγματι προβλέπουν ότι οφείλουν να υπάρχουν «κυματισμοί» στον χωροχρονικό ιστό, αλλά δεν είναι και πολύ ευδιάκριτοι. Εάν το σύμπαν είναι στην πραγματικότητα σφαιρικό, δεν μπορεί να είναι επίπεδο, και θα μπορούσε επομένως να έχει μαγνητικούς πόλους, ακριβώς όπως η Γη. Επίσης δεν έχει εξηγηθεί το γεγονός ότι τέτοια «μονόπολα», όπως λέγονται, δεν έχουν παρατηρηθεί.

    Ο πληθωρισμός εξηγεί πολύ καλά και το τελευταίο πρόβλημα, επειδή η πολύ γρήγορη διαστολή εξαφάνισε οποιαδήποτε μεγάλα κυρτά διαστήματα (τα έκανε σχετικά επίπεδα), ενώ η απεραντοσύνη του χώρου, που προβλέπεται από τον πληθωρισμό, εξασφαλίζει ότι εάν το σύμπαν έχει μονόπολα, δεν υπάρχει πιθανότητα να είναι κάποιο από αυτά κοντά σε μας.

    Όμως και η εκπυρωτική θεωρία έχει τα επιχειρήματα της για να εξηγήσει αυτό το πρόβλημα. Επειδή οι συγκρουόμενες βράνες είναι επίπεδες, το προκύπτον σύμπαν είναι πιθανό να είναι κι αυτό επίπεδο, και επειδή δεν υπάρχει καμία ανωμαλία (ιδιομορφία) με άπειρη θερμοκρασία και πυκνότητα, το σύμπαν θα ήταν πάρα πολύ ψυχρό (μόνο εκατό δισεκατομμύρια βαθμοί αντί για πολλά τρισεκατομμύρια) για να έχει δικά του μονόπολα.

    Κι αν κάποιος ρωτήσει: καλά και πού βρέθηκαν αυτές οι βράνες; Η θεωρία λέει ότι υπήρχαν από πάντα και ότι αυτές οι συγκρούσεις που προκαλούν τις Μεγάλες Εκρήξεις συνεχίζονται για πάντα. Λόγω αυτού του κύκλου των συγκρούσεων, η θεωρία αναφέρεται μερικές φορές και ως «κυκλική» θεωρία.

    Διαφορές των δύο θεωριών

    Στη θεωρία του πληθωρισμού το σύμπαν αρχίζει με σχεδόν άπειρη θερμοκρασία και υπόκειται σε πολύ σύντομη υπερφωτεινή διαστολή. Στο εκπυρωτικό σενάριο όλη η εξέλιξη έγινε σε ενέργειες  της τάξης Planck, ήταν πολύ αργή που κράτησε πολύ χρόνο.

    Υπάρχουν αποδεικτικά στοιχεία για αυτήν την θεωρία;

    Εάν είναι σωστή αυτή η κυκλική έκδοση της αιτίας για το big bang, τότε ο πληθωρισμός δεν χρειάζεται και έτσι όλες οι θεωρίες που γεννήθηκαν από τον πληθωρισμό είναι, επίσης, περιττές.

    Οι όποιες αποδείξεις περιλαμβάνουν την ιδέα των κυμάτων βαρύτητας – που είναι κυματισμοί του χωρόχρονου. Τα κύματα βαρύτητας, ένα χαρακτηριστικό του σύμπαντος που προβλέπεται από τη Γενική Σχετικότητα, θα ελάμβαναν μια διαφορετική μορφή στο καθιερωμένο μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης και στο Εκπυρωτικό Μοντέλο. Η θεωρία του Big Bang συν τον πληθωρισμό προβλέπει ότι τα κύματα βαρύτητας μπορούν να έχουν εξαιρετικά μεγάλα μήκη κύματος, ενώ σε έναν κυκλικό σύμπαν δεν προβλέπεται τέτοια κύματα.

    Τα κύματα βαρύτητας μεγάλου μήκους κύματος θα άφηναν ένα διακριτικό δακτυλικό αποτύπωμα στο Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων, και αυτό μπορεί σε λίγα χρόνια να ανιχνευτεί.

    Σε μια άλλη παραλλαγή της θεωρίας, εντούτοις, δεν συγκρούονται μεταξύ τους δύο βράνες, αλλά μια βράνη γεννά μια άλλη βράνη, που συγκρούεται έπειτα με την άλλη. Σε αυτήν την έκδοση της θεωρίας,  θα υπήρχαν κανονικά κύματα βαρύτητας.

    Υπάρχουν προσπάθειες που είναι εν εξελίξει για να μετρήσουν και να καθιερώσουν τα κύματα της βαρύτητας, αλλά θα χρειαστούν πιθανώς αρκετά χρόνια για να συγκεντρωθούν χρήσιμα στοιχεία. Ο δορυφόρος Planck που σχεδιάζεται να προωθηθεί από την Ευρωπαϊκή Διαστημική Αντιπροσωπεία μπορεί να βοηθήσει ώστε να κριθούν αυτά τα ζητήματα.

    Επίσης, η Διαστημική Κεραία με Συμβολόμετρο Λέιζερ (LISA), που πρέπει να πετάξει μεταξύ του 2010 και του 2015, σύμφωνα με τις προβλέψεις πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει τα κύματα βαρύτητας. Αλλά μέχρι τώρα δεν υπάρχουν συγκεκριμένα στοιχεία (όπως και με την 1η θεωρία Δεν υπήρξε ποτέ καμία αρχή του Κόσμου και δεν θα υπάρξει ποτέ κανένα τέλος του).


    Εάν το σενάριο αυτό είναι σωστό, τότε η επόμενη εξέλιξη του σύμπαντος μας είναι λίγο πολύ η ίδια όπως γίνεται αποδεκτή από όλους. Καθώς ο χώρος της βράνης μας εξερράγη και μεγάλωσε, η διαστολή έψυξε γρήγορα την πύρινη βολίδα της Μεγάλης Έκρηξης. Τελικά, όταν ήταν αρκετά ψυχρή, σχηματίστηκαν οι γαλαξίες και τα αστέρια από τα παγωμένα συντρίμμια. Και, μια ημέρα, μετά από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, μια ομάδα φυσικών στον τρίτο πλανήτη ενός μη σημαντικού άστρου σε έναν μη αξιοπρόσεκτο γαλαξία είχε την ιδέα ότι μια σύγκρουση μεταξύ κάποιων ιδιαίτερων οντοτήτων, των λεγόμενων βρανών, επιτέλους δίνει μια εξήγηση για όλα αυτά που βλέπουμε γύρω μας.


    Πριν περίπου 2.300 χρόνια ο φιλόσοφος Ζήνων ο Κιτιεύς από την Κύπρο, ιδρυτής της σχολής των Στωικών, είχε δώσει μιαν αρκετά διαφορετική εξήγηση για την κοσμογονία:«Κατά συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα το Σύμπαν ολόκληρο εκπυρώνεται και ανασυντίθεται εκ νέου».

    Μια ανακύκλωση, δηλαδή, με εκπύρωση. Από αυτή την ιδέα οι θεμελιωτές της θεωρίας του ανακυκλούμενου Σύμπαντος βάφτισαν το ανασυσταθέν Σύμπαν «εκπυρωτικό». Στη θεωρία τους διαβλέπουν όντως μια αέναη αλυσίδα αναγεννήσεων, όμοια με αυτήν που διαπίστωσε μαθηματικά ο Ashtekar, από σύμπαντα που πορεύονται άχρι θανάτου και ανασταίνονται διαστελλόμενα, για να ξαναρχίσει ο κύκλος της ζωής τους

  • 3η Θεωρία: Το σύμπαν χωρίστηκε στα δύο. Προτάθηκε από τον Cumrun Vafa το 1994 και προκύπτει από έμμεσα συμπεράσματα της αποστολής WMAP.

  • Το σύμπαν χωρίζεται στα δύοΑυτή η θεωρία προέρχεται επίσης από την Μ-θεωρία, αλλά κατά παράξενο τρόπο είναι πολύ διαφορετική. Η ιδέα από την οποία προέρχεται είναι ότι ο Κόσμος είχε κάποτε 10 διαστάσεις, αλλά αυτός ο δέκα-διαστατικός Κόσμος ήταν πολύ ασταθής, επειδή είχε ένα είδος «τάσης» παρόμοιας με αυτήν που έχει ένα τεντωμένο ελατήριο ή ένα ελαστικό φύλλο. Κατά συνέπεια, το αρχικό σύμπαν χωρίστηκε σε δύο Κόσμους: ο ένας έχει έξι διαστάσεις και ο άλλος τέσσερις. Ο Κόσμος των τεσσάρων διαστάσεων είναι ο δικός μας (τρεις διαστάσεις του χώρου κι μία του χρόνου), που παρήγαγε ύλη, τους γαλαξίες και τα άστρα, ενώ συνεχίζει να διαστέλλεται. Έτσι στην πραγματικότητα το big bang ήταν ο διαχωρισμός ενός σύμπαντος 10 διαστάσεων.

    universe_splitΑυτή η διαδικασία λέγεται ότι συνέβη μέσα σε χρόνο 10-43 δευτερολέπτων μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Ο έξι διαστάσεων αδελφός μας Κόσμος, εν τω μεταξύ, κατέρρευσε χωρίς να παράγει καθόλου ύλη. Από εκείνη την ημέρα, οι έξι διαστάσεις παραμένουν τυλιγμένες πάνω σε μια «σφαίρα» όχι μεγαλύτερη από 10-32 εκατοστά σε διάμετρο.

    Αριστερά: Το σύμπαν ξεκίνησε σαν μια απείρως μικρή οντότητα 10 διαστάσεων που άρχισε στον χρόνο μηδέν να διαστέλλεται. Όταν έφτασε σε ένα ορισμένο μέγεθος, διασπάστηκε σε δύο μέρη, ένα με έξι διαστάσεις και ένα με τις τέσσερις γνωστές μας  διαστάσεις. Το πρώτο τμήμα των έξι διαστάσεων σταμάτησε να αυξάνεται. Το δεύτερο τμήμα (ο Κόσμος μας) συνεχίζει να διαστέλλεται.

    Αυτή η θεωρία διατυπώθηκε από αρκετούς θεωρητικούς φυσικούς, συμπεριλαμβανομένων και των L. Dixon, J. Harvey και του Edward Witten του πανεπιστημίου Princeton και του Ιρανού Cumrun Vafa καθηγητή στο Χάρβαρντ. Σύμφωνα με το Vafa, ο Κόσμος των έξι διαστάσεων είναι με μορφή «στρεβλωμένου τόρου» – με άλλα λόγια, μια μορφή σαν ντόνατς.

    Ο λόγος που αυτή η ιδέα χρησιμοποιεί έναν Κόσμο 10 διαστάσεων που χωρίζεται σε δύο άλλους  Κόσμους, οφείλεται στο γεγονός ότι στις πολλές διαστάσεις, οι τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φυσικής ενοποιούνται με φυσικό τρόπο. Αυτό σημαίνει ότι η δύναμη του ηλεκτρομαγνητισμού, η βαρύτητα μαζί με την ισχυρή και ασθενή πυρηνική δύναμη είναι διαφορετικές εκφράσεις της ίδιας ενιαίας δύναμης. Όταν λοιπόν το σύμπαν των 10 διαστάσεων χωρίζεται, και το σύμπαν των 4 διαστάσεων επεκτείνεται, η βαρύτητα γρήγορα διαχωρίζεται από την ενοποιημένη δύναμη. Μετά από 10-35 δευτερόλεπτα, η ισχυρή πυρηνική δύναμη ανεξαρτοποιείται από την ηλεκτρασθενή. Αυτό το φαινόμενο είναι μια κατάρρευση της Μεγάλης Ενοποιημένης Θεωρίας (GUT), και εμφανίζεται επειδή το σύμπαν έγινε πιο ψυχρό (μόνο 1032 βαθμούς Kelvin). Η τελευταία ηλεκτρασθενής δύναμη χωρίζεται και η ηλεκτρομαγνητική γίνεται ανεξάρτητη από την ασθενή πυρηνική μόλις η θερμοκρασία είναι ακριβώς 1015 βαθμούς Kelvin. Μετά, όλα τα φαινόμενα στο σύμπαν προχωρούν όπως τα ξέρουμε από την συμβατική θεωρία της εξέλιξης του Κόσμου (θεωρία του big bang).

    Υπάρχουν αποδείξεις για αυτήν την θεωρία;

    Τα περισσότερα πράγματα αναφέρονται στη Μ-θεωρία χωρίς να υπάρχει κανένα αποδεικτικό στοιχείο για να τα  υποστηρίξουν, εκτός από το γεγονός ότι φαίνεται να είναι μια πολύ κομψή και ωραία θεωρία. Εάν οι θεωρητικοί των χορδών μπορούν να σκεφτούν πειράματα, όπου τα δεδομένα τους να δείχνουν ότι ταιριάζουν με τη θεωρία τους, τότε θα ήταν μια ισχυρή ένδειξη ότι δεν κάνουν λάθος.

    Εκτός από την κατασκευή γιγαντιαίων επιταχυντών με ενέργειες έξω από τα γνωστά μας πλαίσια, υπάρχουν λίγοι τρόποι να παρατηρηθεί ή να ανιχνευθεί η ύπαρξη των βρανών που  προβλέπει η Μ-θεωρία. Εντούτοις, πρόσφατα στοιχεία (2003) από τον δορυφόρο WMAP της NASA μπορούν να εξηγηθούν ότι προέρχονται από ένα σύμπαν, που έχει μια μορφή που θα μπορούσε να αντιστοιχεί στη μορφή που προτάθηκε από αυτήν την θεωρία. Τα στοιχεία του WMAP είναι ένα διάγραμμα με καυτά και ψυχρά σημεία στο πρώιμο Σύμπαν, όπως ήταν 380.000 χρόνια μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη.

    Ο Frank Steiner στο πανεπιστήμιο Ulm στη Γερμανία επισήμανε ότι εάν το σύμπαν είναι πράγματι με τη μορφή ενός μεσαιωνικού κέρατου ή σαν μια χοάνη – παρόμοιου από πολλές απόψεις με την ιδέα του στρεβλωμένου τόρου (orbifold) – τότε τα στοιχεία του WMAP εξηγούνται καθαρά και απλά. Το διάγραμμα του WMAP έχει δύο ενδιαφέρουσες ιδιότητες: περιοχές πολύ καυτού ή πολύ ψυχρού διαστήματος ποτέ δεν απέχουν πάνω από εξήντα μοίρες. Αφετέρου, οι περιοχές με ίδια θερμοκρασία εμφανίζονται όλες να είναι κατά προσέγγιση ελλειπτικές – όχι τέλειες στρογγυλές. Εάν το σύμπαν ήταν «επίπεδο», τότε οι περιοχές οφείλουν να είναι κυκλικές. Γι αυτό κι ένα σύμπαν σε σχήμα κέρατου ταιριάζει τέλεια με αυτά τα κριτήρια.

    hornshapeuniverse

  •  

  • Στο μοντέλο αυτό, που λέγεται τοπολογία Picard, , το σύμπαν καμπυλώνεται με έναν παράξενο τρόπο. Το ένα άκρο του είναι απείρως μακρύ -που δεν μπορεί να παρατηρηθεί- αλλά τόσο στενό που έχει έναν πεπερασμένο όγκο. Στο άλλο άκρο, η χοάνη φλέγεται, αλλά όχι για πάντα – εάν θα μπορούσατε να πετάξετε προς το φλεγόμενο άκρο με ένα  διαστημόπλοιο, σε μερικά σημεία θα βρισκόσαστε πίσω από την άλλη πλευρά του κέρατου (δείτε και το σχήμα του σύμπαντος σύμφωνα με την τοπολογία Picard).

  •  
  •  
  • Ο Frank Steiner υποστηρίζει δηλαδή ότι οι πρόσφατες παρατηρήσεις υπαινίσσονται ότι το σύμπαν διαστέλλεται προς ένα σχήμα που μοιάζει με μια μακριά χοάνη, με έναν στενό λαιμό στο ένα άκρο και πιο ανοικτό το άλλο άκρο. Αυτό το σχήμα δείχνει ότι το διάστημα είναι πεπερασμένο και εξελίσσεται με έναν ασυνήθιστο τρόπο.Η υιοθέτηση ενός τέτοιου προφανώς εξωτικού μοντέλου θα μπορούσε να εξηγήσει δύο μυστήριες παρατηρήσεις. Η πρώτη είναι το μοντέλο αυτό – σχήμα των καυτών και ψυχρών σημείων στην Μικροκυματική Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου (CMBR) – εξασθενίζει στις μεγαλύτερες κλίμακες: δεν υπάρχει καμία καθαρή καυτή ή ψυχρή φυσαλίδα σε περιοχή διαμέτρου περίπου 60 μοίρες.

    Αυτά τα μοντέλα του σύμπαντος – σαν χοάνη – προτάθηκαν στη δεκαετία του ’90 για να ταιριάζουν με μια παρόμοια ανωμαλία που φάνηκε και από το δορυφόρο COBE

    Ό τωρινός όγκος του σύμπαντος, σύμφωνα με το μοντέλο τους, είναι σχεδόν 1032 κυβικά έτη φωτός. Στο πολύ απώτατο παρελθόν, όταν ο Κόσμος ήταν ηλικίας μόνο 380.000 ετών, το μέγεθος αυτό θα ήταν κλάσμα αυτού του μεγέθους, πολύ μικρό για να επιτρέψει μεγάλες διακυμάνσεις.

  • 4η Θεωρία: Το σύμπαν φτιάχτηκε εκ του μηδενός. Υπάρχουν πολλοί που υποστηρίζουν τη θεωρία από το 1925, που αναπτύχθηκε η κβαντική θεωρία. Αποδείξεις υπάρχουν στην κβαντική θεωρία (πχ στο πείραμα της διπλής σχισμής).

  •  Το σύμπαν φτιάχτηκε εκ του μηδενός ή από το κενόΕίναι μια θεωρία που προέρχεται εξ ολοκλήρου από ιδέες της κβαντομηχανικής. Οι υπερασπιστές της έχουν οδηγηθεί στο συμπέρασμα ότι υποατομικά θεμελιώδη σωματίδια έχουν τη δυνατότητα να δημιουργηθούν από το τίποτα. Με άλλα λόγια, θα μπορούσατε να δημιουργήσετε ένα κενό (ένα χώρο που δεν περιέχει καμιά ύλη) και μέσα σε αυτό θα μπορούσαν να δημιουργηθούν αυθόρμητα σωματίδια.

    Υπάρχουν 1085 σωματίδια στην περιοχή του ορατού σύμπαντος. Από πού όμως προήλθαν όλα αυτά; Η απάντηση είναι ότι, στην κβαντική θεωρία, τα σωματίδια μπορούν να δημιουργηθούν από την ενέργεια υπό μορφή ζευγών σωματίων/αντισωματίων. Και τώρα η ερώτηση γίνεται ως εξής: μα από πού προήλθε αυτή η ενέργεια; Η απάντηση είναι ότι η συνολική ενέργεια στο σύμπαν είναι ακριβώς μηδέν.

    Η ύλη στο σύμπαν φτιάχνεται από θετική ενέργεια, εντούτοις, όλη η ύλη ελκύεται από τη βαρύτητα. Δύο κομμάτια ύλης που είναι το ένα κοντά στο άλλο έχουν λιγότερη ενέργεια από τα ίδια κομμάτια που είναι μακριά το ένα από το άλλο, επειδή πρέπει να δαπανήσουμε ενέργεια για να τα χωρίσουμε, εξ αιτίας της ελκτικής δύναμης της βαρύτητας. Κατά συνέπεια, από μία άποψη, το βαρυτικό πεδίο έχει αρνητική ενέργεια. Στην περίπτωση ενός σύμπαντος που είναι σχεδόν ομοιόμορφο στο χώρο, αποδεικνύεται ότι αυτή η αρνητική ενέργεια βαρύτητας αντισταθμίζει ακριβώς τη θετική ενέργεια που αντιπροσωπεύεται από την ύλη. Έτσι η συνολική ενέργεια του σύμπαντος είναι μηδέν!

    Αλλά υπάρχει και η δυνατότητα της δημιουργία της ύλης από μια κατάσταση μηδενικής ενέργειας. Αυτή προκύπτει επειδή η ενέργεια μπορεί να είναι και θετική και αρνητική. Η κινητική ενέργεια ή η ενέργεια της μάζας είναι πάντα θετική, αλλά η ενέργεια της έλξης, από τη βαρύτητα ή τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, είναι αρνητική.

    Είναι γνωστό ότι το βαρυτικό πεδίο στην πραγματικότητα είναι μια κύρτωση του χώρου – ή ένας κυρτός χώρος. Η ενέργεια που ‘κλειδώνεται’ σε μια κύρτωση του χώρου μπορεί να μετατραπεί σε σωμάτια και αντισωμάτια της ύλης. Το γεγονός αυτό εμφανίζεται, παραδείγματος χάριν, κοντά σε μια μαύρη τρύπα, και πιθανώς ήταν και η σημαντικότερη πηγή σωματιδίων κατά το big bang. Κατά συνέπεια, η ύλη εμφανίζεται αυθόρμητα από το κενό διάστημα. Η ερώτηση που προκύπτει έπειτα είναι αν η Αρχέγονη Έκρηξη κατείχε ενέργεια, ή είναι ολόκληρο το σύμπαν σε κατάσταση μηδενικής ενέργειας, με την ενέργεια όλης της μάζας να αντισταθμίζεται από την αρνητική ενέργεια της βαρύτητας έλξης;

    Οι αστρονόμοι μπορούν να μετρήσουν τις μάζες των γαλαξιών, τη μέση απόσταση που τους χωρίζει και τις ταχύτητες που απομακρύνονται. Αν βάλουμε αυτούς τους αριθμούς σε έναν τύπο, τότε παράγεται μια ποσότητα που μερικοί φυσικοί έχουν ερμηνεύσει ως τη συνολική ενέργεια του σύμπαντος. Το αποτέλεσμα που βγαίνει είναι ότι η συνολική ενέργεια του σύμπαντος είναι μηδέν με την ακρίβεια που παρατηρούμε. Η αιτία για αυτό το ξεχωριστό αποτέλεσμα ήταν από καιρό μια πηγή γρίφου για τους κοσμολόγους. Κάποιοι έχουν προτείνει ότι υπάρχει μια βαθιά κοσμική αρχή σε ισχύ, που απαιτεί το σύμπαν να έχει ακριβώς μηδενική ενέργεια. Εάν αυτό το τελευταίο είναι γεγονός, τότε το σύμπαν μπορεί να αναδυθεί χωρίς να απαιτείται καθόλου κάποια εισαγωγή ύλης ή ενέργειας.

    Μόλις δεχτούμε τη μεταβλητότητα της ύλης και τη νέα άποψη για το κενό, μπορούμε να σκεφτούμε και την προέλευση του μεγαλύτερου γεγονότος που ξέρουμε – του σύμπαντος. Ίσως το ίδιο το σύμπαν γεννήθηκε από το τίποτα – από μια γιγαντιαία διακύμανση του κενού την οποία ξέρουμε σήμερα ως Μεγάλη Έκρηξη. Είναι εντυπωσιακό ότι οι νόμοι της σύγχρονης φυσικής επιτρέπουν αυτήν την δυνατότητα.

    Στη γενική σχετικότητα, ο χωρόχρονος μπορεί να είναι άδειος από ύλη ή ακτινοβολία, αλλά να περιέχει ενέργεια που αποθηκεύεται στην κυρτότητά του. Χωρίς καμιά αιτία, τυχαίες κβαντικές διακυμάνσεις σε ένα επίπεδο, κενό, συνηθισμένο χωρόχρονο μπορεί να παραγάγουν τοπικές περιοχές με θετική ή αρνητική κυρτότητα. Το γεγονός ονομάζεται «χωροχρονικός αφρός» και οι περιοχές αυτές λέγονται «φυσαλίδες του ψευδοκενού«. Οπουδήποτε η κυρτότητα είναι θετική μια φυσαλίδα του ψευδοκενού, σύμφωνα με τις εξισώσεις του Αϊνστάιν, θα διογκωθεί εκθετικά. Σε 10-42 δευτερόλεπτα η φυσαλίδα θα επεκταθεί στο μέγεθος ενός πρωτονίου και η ενέργεια μέσα σε αυτήν θα είναι επαρκής για να παραγάγει τη μάζα όλου του σύμπαντος.

    Οι φυσαλίδες αρχίζουν χωρίς ύλη, ακτινοβολία, ή πεδία δυνάμεων και μέγιστη εντροπία. Περιέχουν ενέργεια λόγω της κυρτότητας τους, και είναι έτσι ένα «ψευδοκενό.» Καθώς διαστέλλονται, η ενέργεια μέσα τους αυξάνεται εκθετικά. Αυτό δεν παραβιάζει την διατήρηση της ενέργειας δεδομένου ότι το ψευδοκενό έχει μια αρνητική πίεση,  κι έτσι η διαστελλόμενη φυσαλίδα λειτουργεί από μόνη της. Όλα αυτά προκύπτουν φυσικά από τις εξισώσεις που ο Αϊνστάιν έγραψε το 1916.

    Καθώς η φυσαλίδα-σύμπαν επεκτείνεται, εμφανίζεται ένα είδος τριβής με την οποία η ενέργεια μετατρέπεται σε σωματίδια. Έπειτα η θερμοκρασία μειώνεται και  εμφανίζεται μια σειρά αυθόρμητων διαδικασιών στις οποίες σπάει η συμμετρία, όπως σε έναν μαγνήτη που ψύχεται κάτω από το σημείο Κιουρί και εμφανίζεται μια βασικά τυχαία δομή των σωματιδίων και των δυνάμεων. Ο πληθωρισμός σταματά και κινούμαστε πια στην γνωστή μας Μεγάλη Έκρηξη.

    Οι πρόσφατες εντυπωσιακές θεωρητικές έρευνες φυσικών, όπως ο Steven Weinberg του Χάρβαρντ και Ya. Β. Zel’dovich στη Μόσχα, προτείνουν ότι το σύμπαν ξεκίνησε ως τέλειο κενό και ότι όλα τα σωματίδια του υλικού κόσμου δημιουργήθηκαν από την διαστολή του χώρου. Κατά αυτόν τον τρόπο ξέρουμε τώρα από πού προήλθε η ύλη και η ακτινοβολία στον κόσμο.

    Αυτή τη θεωρία της προέλευσης του Κόσμου την υποστηρίζουν πολλοί κβαντικοί φυσικοί, και μπορεί να εξηγηθεί εξ ολοκλήρου με τη γνώση που ήδη έχουμε από την κβαντομηχανική, ενώ δεν χρειαζόμαστε καμία πρόσθετη θεωρητική εργασία ή απόδειξη. Εντούτοις, έχει επικριθεί από πολλούς. Ο J. Richard Gott, καθηγητής της αστροφυσικής στο πανεπιστήμιο του Princeton, καθώς επίσης και ένας συνάδελφος του, ο Li-Xin Li, έχουν υποστηρίξει ότι, θεωρητικά αυτή η, η έννοια του «τίποτα» δεν υπάρχει στην πραγματικότητα. Γιατί υπάρχει μια κβαντική κατάσταση, της υπέρθεσης, η οποία έρχεται σε αντίθεση με την ιδέα ότι ο Κόσμος άρχισε από το Τίποτα και εξελίχθηκε από την ενέργεια που ελευθέρωσαν δύο εικονικά σωματίδια που εξαϋλώθηκαν.

    Το κενό στην πιο πάνω θεωρία λειτουργεί σαν μια τράπεζα. Αν κάποιος δεν έχει αρκετά χρήματα, τότε η τράπεζα μπορεί να του δώσει ένα δάνειο, εφ’ όσον το ξεπληρώσετε εντός ενός προσυμφωνημένου χρόνου. Τα θεμελιώδη σωματίδια που αναδύονται από το κενό μπορούν να κάνουν το ίδιο πράγμα. Εάν δεν έχουν καμιά ενέργεια (που σημαίνει ότι ότι δεν υπάρχουν), μπορούν να την δανειστούν, εφ’ όσον την ξεπληρώσουν πολύ γρήγορα.

    Το δύσκολο ζήτημα στην πιο πάνω θεωρία είναι, από πού προήλθε η τράπεζα; Και εκεί στηρίζεται η κριτική της πιο πάνω θεωρίας για την προέλευση του Κόσμου.

    Υπάρχουν αποδεικτικά στοιχεία για αυτήν την θεωρία;

    Οι αποδείξεις για αυτήν την θεωρία, λένε οι εμπνευστές της. είναι οι ίδιες που αποδεικνύουν την αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg και την παρουσία των εικονικών σωματιδίων. Εδώ και πολύ καιρό, έχουν μετρηθεί τα αποτελέσματα των εικονικών σωματιδίων, και πρέπει συχνά να λαμβάνονται υπόψη έτσι ώστε να μην υπάρχουν λάθη στα πειράματα της φυσικής. Οι εξισώσεις που χρησιμοποιούνται για να υπολογίσουν τη φύση των εικονικών σωματιδίων και άλλων κβαντομηχανικών φαινομένων είναι συχνά τόσο ακριβείς, που σπάνια αποτυγχάνουν να εξηγήσουν τα φυσικά φαινόμενα. 

  • 5η Θεωρία: Το Σύμπαν κατασκευάστηκε στο εργαστήριο εξωγήινων πολιτισμών. Προτάθηκε από τον Ed Harrison γύρω στο 2001 και δεν υπάρχει καμία απολύτως απόδειξη.

  • Ο Κόσμος φτιάχτηκε στο εργαστήριο των εξωγήινωνΜην σας παραξενεύει ο φαινομενικά παράλογος τίτλος. Όπως και μερικές από τις υπόλοιπες ‘τρελές’ θεωρίες έχει προταθεί, επίσης, από έναν αξιοσέβαστο επιστήμονα. Τον Ed Harrison, που στο παρελθόν ήταν στο πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης στην Amherst.

    Αυτή η θεωρία χρησιμοποιεί την έννοια των συμπάντων φυσαλίδων, όπου έχει εξελιχθεί κάποιο είδος υπερ-ευφυές. Έχοντας στην κατοχή τους αρκετή ενέργεια, αποφασίζουν να πραγματοποιήσουν το τελευταίο εργαστηριακό πείραμα: τη δημιουργία ενός Κόσμου απόγονου του δικού τους. Και θέλουν να το κάνουν έτσι ώστε το προκύπτων σύμπαν να έχει τις κατάλληλες προδιαγραφές για την ανάπτυξη άλλων μορφών ζωής.

    Η ιδέα αυτή λύνει το πρόβλημα του γιατί ο Κόσμος εμφανίζεται να έχει τόσο τέλειες ιδιότητες για την ύπαρξη της ζωής: επειδή ακριβώς σχεδιάστηκε για αυτό. Ο αστρονόμος Martin Rees, εδώ και καιρό έχει ασχοληθεί με έξι καθολικές σταθερές που τις θεωρεί κρίσιμες για την εξέλιξη ενός Κόσμου όπως ο δικός μας, συμπεριλαμβανομένης και της κρίσιμης πυκνότητας του Κόσμου καθώς και της κοσμολογικής σταθεράς Λ. Το ζήτημα είναι, γιατί αυτοί οι σταθερές έχουν τέτοιες ακριβείς τιμές; Γιατί εάν οι εξωγήινοι θέλησαν τον Κόσμο, τον απόγονο του δικού τους, να τους έχει, τότε αυτό θα ταίριαζε με τη θεωρία. Ο Harrison την ονομάζει «αυτο-κατευθυνμένη επιλογή».

    Ο λόγος που ο Harrison συμπαθεί την ιδέα ότι ο Κόσμος έγινε από τους εξωγήινους είναι επειδή αντιπαθεί τη συμβατική θεωρία του πολυσύμπαντος, το οποίο θα είχε αμέτρητα σύμπαντα χωρίς ζωή και ενδιαφέρουσες δομές. Έτσι, άλλαξε το σενάριο της. Μόλις προέκυψαν οι πρώτες μορφές ζωής, αναπτύσσουν Κόσμους απογόνους τους, που σχεδιάστηκαν ειδικά για την ανάπτυξη της ζωής. Και δεδομένου ότι σχεδιάστηκαν συγκεκριμένα για να εξελιχθεί η ζωή, αυτοί οι Κόσμοι θα αναπτύξουν επίσης τέτοιες μορφές ζωής που να κάνουν άλλους Κόσμους, και έτσι η διαδικασία επαναλαμβάνεται έως ότου εξουσιαστεί το πολυσύμπαν με μορφές ζωής που θα γνωρίζουν πώς να φτιάχνουν άλλους κόσμους. Και έτσι, δεν υπάρχουν απόβλητα σύμπαντα χωρίς ζωή. Με τον ίδιο τρόπο που οι γιοι μπορούν να κληρονομήσουν την επιχείρηση των πατέρων τους, έτσι και οι μορφές αυτές της ζωής κληρονομούν στους κόσμους απογόνους τους τη δυνατότητα της κατασκευής άλλων Κόσμων.

    Μπορεί να αναρωτηθείτε πώς γίνετε τα υπερ-ευφυή όντα να κατορθώνουν να καθορίζουν με ακρίβεια τις ιδιότητες για να δημιουργήσουν νέα ζωή. Λοιπόν, ο Harrison έχει κι εδώ ένα συνοδευτικό σχέδιο. Υπολογίζει ότι οι Κόσμοι απόγονοι μπορούν φυσικά να κληρονομήσουν τις ιδιότητες των γονέων τους, ακριβώς όπως γίνεται στην θεωρία της γενετικής με τους ανθρώπους. Αυτό θα σήμαινε ότι όλοι οι Κόσμοι απόγονοι, που προήλθαν από τους υπερ-ευφυείς εξωγήινους θα είχαν επίσης τις τέλειες ιδιότητες για την ανάπτυξη της ζωής. Εντούτοις, αυτοί όμως οι Κόσμοι δεν θα ήταν εξ ολοκλήρου ίδιοι, επειδή η γενετική επιτρέπει πάντα την «ποικιλότητα». Ο Harrison λέει αυτήν την ιδέα «φυσική επιλογή των Κόσμων».

    Μήπως αναρωτιόσαστε για το πώς αυτά τα ευφυή όντα μπορούν να κατασκευάσουν έναν Κόσμο μέσα από έναν άλλο Κόσμο; Καλή ερώτηση, αλλά αντίθετα από τόσες πολλές καλές ερωτήσεις, ξέρουμε πραγματικά την απάντηση σε αυτή. Θυμάστε τον Alan Guth και τον πληθωριστικό Κόσμο του; Σε αυτήν την εικόνα της εξέλιξης του Κόσμου, το διάστημα ξεκίνησε με μια πυκνότητα 1094 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Εάν κάποιο κομμάτι της ύλης μπορούσε να συμπιεστεί σε μια παρόμοια πυκνότητα, θα σχημάτιζε μια μαύρη τρύπα. Ο Guth λοιπόν προβλέπει ότι όταν σχηματίζονται μαύρες τρύπες, υποβάλλονται επίσης στον υπερπληθωρισμό, αλλά όχι μέσα στον Κόσμο. Αυτές ‘φουσκώνουν στην άλλη πλευρά’, και σχηματίζουν έτσι έναν Κόσμο βρέφος. Εντούτοις, λόγω της αστάθειας του χωροχρόνου στις μαύρες τρύπες, ο σωλήνας με τον οποίο το σύμπαν βρέφος συνδέεται με τον δικό μας σπάζει απότομα, και έτσι το σύμπαν είναι ελεύθερο να διασταλεί και να ψυχθεί ανεξάρτητα, ακριβώς όπως έκανε ο Κόσμος μας. Και σύμφωνα με τον Linde, θα χρειασθείτε μόνο ένα χιλιοστό του ενός γραμμαρίου ύλης για να παραγάγετε αυτό το φαινόμενο (του πληθωρισμού).

    Υπάρχει μια κρυμμένη δυσκολία φυσικά. Για να συρρικνώσετε κάτι στην κρίσιμη πυκνότητα που απαιτείται για το σχηματισμό μιας μαύρης τρύπας, χρειάζεστε ένα τεράστιο ποσό ενέργειας. Ξέρουμε ακόμη και πόση ενέργεια απαιτείται: 1019 δισεκατομμύρια ev, ή ισοδύναμα με 1.602*1010 J, αρκετή ενέργεια για περίπου 3,5 χρόνια ισορροπημένων γευμάτων. Αυτή τη στιγμή, η ανθρώπινη ράτσα προφανώς δεν έχει την ελευθερία τέτοιων τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας.

    Μήπως σκέφτεστε και μια άλλη ερώτηση; Πώς δημιουργήθηκε το πρώτο σύμπαν ; Λοιπόν, δεν μπορούμε να προσποιηθούμε πως έχουμε την απάντηση. Αν είναι για σας βασικό ζήτημα, επιλέξει μια άλλη θεωρία από αυτή τη σειρά των άρθρων.

    Μήπως υπάρχουν στοιχεία για αυτήν την θεωρία;

    Τα μόνα στοιχεία που μπορούν ενδεχομένως να δοθούν για αυτήν την ιδέα είναι το γεγονός ότι υπάρχουμε σε ένα τέτοιο «ακριβές» περιβάλλον. Εκτός από αυτό, ο μόνος τρόπος για να βρούμε κάποια άλλα στοιχεία είναι να προσπαθήσουμε να δημιουργήσουμε έναν άλλο Κόσμο για μας, ή να προσπαθήσουμε να επιστρέψουμε στον γονικό Κόσμο μας, και να συναντήσουμε τους κατασκευαστές μας. Η τελευταία ιδέα είναι πιθανώς και η δυσκολότερη, και θα απαιτούσε τουλάχιστον μια σκουληκότρυπα.

  • 6η Θεωρία: Το Σύμπαν δημιουργήθηκε από μόνο του. Το 1998 ο Richard Gott III δημοσίευσε μια εργασία στην οποία υποστήριξε τη θεωρία αυτή. Ο ίδιος αναφέρει σαν αποδείξεις την διάσπαση του ουρανίου (κι άλλα κβαντικά φαινόμενα με το πέρασμα σήραγγος), καθώς επίσης τη θεωρία χορδών και τους κανόνες για ένα ταξίδι στον χρόνο.

  • Το κενό είναι ένας χώρος χωρίς ύλη, που σημαίνει όμως ότι μπορεί να περιέχει ενέργεια ή μπορούν να αποκτήσουν ενέργεια. Η ενέργεια του κενού χώρου αναφέρεται συχνά και ως Λ, που μερικές φορές λέγεται και «κοσμολογική σταθερά». Έτσι, για να εξηγήσουμε αυτήν την θεωρία, πρέπει να αρχίσουμε με τον κενό χώρο.Ο ρώσος φυσικός Andrei Linde πρότεινε ότι οι κβαντικές διακυμάνσεις (όπως αυτές που συναντήσαμε στην 4η θεωρία) μπορούν να αναγκάσουν να αυξηθεί η ενεργειακή κατάσταση του χώρου ή με άλλα λόγια, να μεγαλώσει το Λ. Ας σημειωθεί ότι η ενεργειακή κατάσταση δεν μειώνεται. Αυτό οφείλεται στους νόμους της θερμοδυναμικής, ένας από τους οποίους δηλώνει ότι πάντα σπαταλάται λίγη ενέργεια σε κάθε διαδικασία. Για να εξηγήσουμε γιατί συμβαίνει αυτό, θα πάρουμε ως παράδειγμα τη θερμότητα. Η θερμότητα είναι απλά οι τυχαίες δονήσεις των σωματιδίων. Μπορείτε να το δείτε αυτό οπτικά όταν βράζει το νερό. Είναι σαφές ότι τα μόρια στο νερό κινούνται πιο έντονα. Αυτή η τυχαία κίνηση των μορίων είναι σαφώς πιο ‘άτακτη’, που στη φυσική μεταφράζεται σε «εντροπία».

    Η θερμοδυναμική υποστηρίζει ότι ο Κόσμος έχει ένα ενσωματωμένο «θερμοδυναμικό βέλος του χρόνου». Είναι ανάλογο με το βέλος του χρόνου που χρησιμοποιούμε: αναγκαζόμαστε πάντα να ταξιδεύομε στο μέλλον, και ποτέ στο παρελθόν. Το ίδιο πράγμα ισχύει για το θερμοδυναμικό βέλος του χρόνου: ο Κόσμος αναγκάζεται πάντα να κινηθεί προς μια υψηλότερη κατάσταση της εντροπίας (μια πιο άτακτη κατάσταση), και ποτέ σε μια μεγαλύτερη τάξη . Αυτό μπορεί να δειχθεί αρκετά εύκολα με ένα παζλ στερεών σωμάτων. Όταν όλα τα κομμάτια είναι στο κιβώτιο τους σε ένα σωρό, δεν περιμένει κανείς να τα αδειάσει πάνω στο τραπέζι και αμέσως όλα να τακτοποιηθούν όπως πρέπει. Αλλά για να λύσετε το παζλ – να τα βάλετε όλα στη σειρά τους δηλαδή σε μια κατάσταση λιγότερης εντροπίας – πρέπει να ξοδέψετε ενέργεια.

    Έστω λοιπόν ότι έχουμε έναν κενό χώρο, σε σχήμα μικρής σφαίρας και ότι το ενεργειακό περιεχόμενό του (το Λάμδα) είναι ένα τοπίο με λόφους και κοιλάδες. Η σφαίρα βρίσκεται στη χαμηλότερη ενεργειακή κοιλάδα, άρα με μηδενική ενέργεια. Εντούτοις, λόγω των τυχαίων διακυμάνσεων που πραγματοποιούνται – όπως δέχεται η θεωρία του Linde, που λέγεται «χαοτική» ή «αιώνιος πληθωρισμός», η σφαίρα ξαφνικά «πηδά» στον γειτονικό της λόφο. Αυτή η διαδικασία είναι η κβαντική διάνοιξη σήραγγας.

    Όταν το κενό σύμπαν μας αποκτήσει ξαφνικά αυτήν την ενέργεια, αναγκάζεται να υποβληθεί σε μια γρήγορη διαστολή. Είναι η γνωστή θεωρία του πληθωρισμού που τη συναντήσαμε πριν. Έτσι το σύμπαν διογκώνεται και εξελίσσεται από εκεί και πέρα στο Καθιερωμένο Μοντέλο όπως ξέρουμε.

    Όμως στη θεωρία της αυτοδημιουργίας του σύμπαντος, τα γεγονότα δεν σταματούν εκεί. Αυτή η κβαντική διάνοιξη της σήραγγας δεν σταματά απότομα όταν αναδύεται το σύμπαν. Συνεχίζει να λειτουργεί. Η σφαίρα μας πηδά μέχρι ένα βουνό, αναγκάζοντας έτσι ένα μέρος του σύμπαντος να διογκωθεί πολύ γρηγορότερα από το υπόλοιπο. Μετά από μια μικρή χρονική περίοδο υπερπληθωρισμού, το κομμάτι αυτό του σύμπαντος εκρήγνυται μακριά από το σύμπαν και γίνεται ανεξάρτητο. Το σύμπαν έχει στην πραγματικότητα έχει γεννήσει ένα σύμπαν βρέφος, κατά την ορολογία του Stephen Hawking, αν και μερικοί φυσικοί προτιμούν τον όρο «σύμπαν φυσαλίδες». Η διαδικασία επαναλαμβάνεται, και έχουμε τελικά ένα πολυσύμπαν από βρέφη σύμπαντα, που γεννούν στη συνέχεια μίνι-σύμπαντα και λοιπά.

    Ο J. Richard Gott με τον Li-Xin Li είδαν να υπάρχουν προβλήματα με την ιδέα της κβαντικής διάνοιξης σήραγγας, η οποία είναι αποδεκτή γενικά ως την αιτία για τον πληθωρισμό. Και πάλι λένε (όπως και στην 4η θεωρία), το σύμπαν δεν αρχίζει σαν κενό, επειδή έχει μια κβαντική κατάσταση υπέρθεσης. Και επιπροσθέτως, το φαινόμενο της διάνοιξης κβαντικής σήραγγας έχει μόνο ένα «τέλος» σε αυτό: το αποτέλεσμα. Όταν εμφανίζεται συνήθως η κβαντική σήραγγα τότε ένα σωματίδιο αρχίζει κάπου και καταλήγει κάπου αλλού. Εδώ, αρχίζει υποθετικά με το «τίποτα», το οποίο είναι ακόμα τόσο αδέξιο όσο και το αρχικό  ζήτημα «κάτι από το τίποτα».

    Οι δύο πιο πάνω φυσικοί βρήκαν μια πιθανή λύση: το ταξίδι στον χρόνο. Το ταξίδι στον χρόνο είναι μια πολύ δημοφιλής έννοια στα βιβλία επιστημονικής φαντασίας καθώς και σε έργα όπως το X-Fles, έτσι μας κάνει αίσθηση αν χρησιμοποιήσουν ένα τέτοιο παράδειγμα οι Gott και Li-Xin Li στη θεωρία τους.  Στην ταινία sci-fi Back to the Future, ο πρωταγωνιστής γυρίζει στο παρελθόν και συναντά τη μητέρα του προτού να γεννηθεί, και γίνεται ο άντρας της. Δηλαδή ο ίδιος γεννά τον εαυτό του.

    Οι Gott και Li-Xin Li πρότειναν ότι αυτό θα μπορούσε να συμβεί στην πραγματικότητα. Με τον ίδιο τρόπο που το σύμπαν μπορεί να γεννήσει ένα άλλο σύμπαν βρέφος,  γιατί δεν μπορεί να γεννήσει και το ίδιο; Και αυτή είναι η θεωρία τους: το σύμπαν γύρισε πίσω στον χρόνο και ήταν η μητέρα του.

    Μάλλον θα σκέφτεστε ότι είναι μια πολύ περίεργη ιδέα. Ας το κάνουμε λοιπόν πιο φυσικό. Φανταστείτε ότι το σύμπαν είναι σε μορφή μιας σάλπιγγας, που επεκτείνεται στο ένα άκρο του μέχρι το άπειρο. Σε κάποιο σημείο κατά μήκος του σωλήνα της σάλπιγγας, η σφαίρα ανοίγει μια κβαντική σήραγγα (μια ξαφνική αύξηση του Λ), και από εκεί εκβλαστάνει ένας νέος σωλήνας μέσα από το όργανο. Το ίδιο πράγμα συμβαίνει με αυτόν τον σωλήνα, μόνο που αυτή τη φορά ο σωλήνας διπλώνεται γύρω από τον εαυτό του και ενώνεται με το στενό άκρο της αρχικής σάλπιγγας (δηλαδή το επιστόμιο). Στην πραγματικότητα, αυτός ο σωλήνας είναι εξαιρετικά μικρός, αρκετά μικρός για να επικρατήσουν τα κβαντικά αποτελέσματα. Αντιπροσωπεύει επίσης έναν επαναλαμβανόμενο χωρόχρονο. Πάλι εδώ, η βιομηχανία των ταινιών επιστημονικής φαντασίας μας ξεπερνά. Στο φιλμ Groundhog Day βλέπουμε ένα άτομο που δοκιμάζει ανεξήγητα την ίδια μέρα επανειλημμένως. Λοιπόν, θα μπορούσε αυτός να βρισκόταν και στην αρχή του σύμπαντος.

    Οι ίδιοι προτείνουν λοιπόν ότι το σύμπαν προέκυψε από κάτι κι όχι από το τίποτα, και αυτό το κάτι ήταν ο ίδιος ο εαυτό του. Όπως λένε οι δύο επιστήμονες τέτοιο γεγονός είναι δυνατό επειδή η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν επιτρέπει κλειστούς βρόχους του χρόνου, σαν καμπύλες. Άρα, επιτρέπεται και το ταξίδι στο χρόνο.

    Ο Marcus Chown σχολιάζοντας τη θεωρίας τους λέει:

    Πιστεύουν ότι οι νόμοι της φυσικής δεν απαγορεύουν στο σύμπαν να είναι η μητέρα του. Σε μια τέτοια περίπτωση είναι δυνατό ένας κλάδος του χωροχρόνου θα μπορούσε μέσω ενός ατέλειωτου βρόχου να κινηθεί προς τα πίσω για να σχηματίσει τον κύριο κορμό του. Ο χώρος θα ήταν τότε σε έναν βρόχο του χρόνου που θα αναδημιουργούσε μονίμως τον εαυτό του.

    Υπάρχουν άραγε αποδεικτικά στοιχεία για αυτήν την θεωρία;

    Η κβαντική διάνοιξη σήραγγας έχει πάμπολλες αποδείξεις. Η διάσπαση του ουράνιου είναι ένα παράδειγμα, που υπολογίστηκε από τον ρώσο George Gamow το 1928. Όταν διασπάται το ουράνιο, παράγει έναν πυρήνα ηλίου. Η ενέργεια με την οποία ο πυρήνας εκπέμπεται είναι μετρήσιμη, και διαπιστώνουμε ότι είναι αρκετά χαμηλή. Αυτό σημαίνει ότι ο πυρήνας του ηλίου δεν θα μπορούσε να έχει προέλθει από τον πυρήνα του αρχικού ουράνιου, θα πρέπει να έχει προέλθει από μια αρκετή απόσταση μακριά από αυτόν. Με άλλα λόγια, άνοιξε μια κβαντική σήραγγα αυθόρμητα από τον πυρήνα του ουράνιου στον χώρο και βρέθηκε κάπου μακριά.

    Η κβαντική διάνοιξη σήραγγας παρατηρείται τόσο συχνά, στην πραγματικότητα, που λίγα πειράματα φυσικής σήμερα δεν πραγματοποιούνται χωρίς να λάβουν υπόψη τα αποτελέσματα αυτού του φαινομένου.

    Η θεωρία υπερχορδών ταιριάζει αρκετά καλά με αυτό το μοντέλο, επίσης. Η θεωρία χορδών λέει ότι υπάρχουν ένδεκα διαστάσεις στον Κόσμο, οι περισσότερες από τις οποίες είναι διπλωμένες και απίστευτα μικρές, ακριβώς όπως ο κυκλικός σωλήνας Groundhog σε αυτή τη θεωρία.

  • 7η Θεωρία: Η θεωρία περί μεταβολής της ταχύτητας του φωτός, η οποία προτάθηκε από τον Πορτογάλο θεωρητικό João Magueijo γύρω στο 1998. Ο ίδιος λέει ότι αποδείξεις υπάρχουν στις αλλαγές της συχνότητας του φωτός, που μας έρχεται από πολύ μακριά (πχ από τα κβάζαρ) και από διάφορες αποστάσεις, ενώ περνάει μέσα από κοσμικά νέφη αερίων.

  • Η θεωρία της μεταβαλλόμενης ταχύτητας του φωτόςΟι θεωρίες που προβλέπουν μεταβλητή ταχύτητα του φωτός, προτάθηκαν πρώτα από τον John Moffat του πανεπιστημίου του Τορόντο, εξελίχθηκαν τα τελευταία χρόνια από τον João Magueijo του Imperial College, τον John Barrow και τον Andreas Albrecht του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Νταίηβις, ως εναλλακτική λύση αντί για τα πληθωριστικά μοντέλα της κοσμολογίας. Αυτές οι θεωρίες μπορούν να εξηγήσουν τις μεταβολές στην τιμή της ταχύτητας του φωτός C κατά τα αρχικά στάδια του Σύμπαντος.

    Η προέλευση αυτής της θεωρίας είναι αρκετά απλή. Ο Magueijo δεν συμπάθησε τη θεωρία του πληθωρισμού επειδή σήμαινε ότι ένας νέος τύπος σωματιδίου έπρεπε να υπάρχει πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη (big bang): σωματίδια αντι-βαρύτητας. Το γεγονός ότι δεν έχουμε κανένα πειραματικό στοιχείο για αυτά τα σωματίδια είναι σήμερα ένα ανησυχητικό σημάδι για τον πληθωρισμό. Πώς όμως μπορεί μια ολόκληρη οικογένεια σωματιδίων να υπάρχει με σκοπό να προκαλέσει μια γρήγορη διαστολή στον Κόσμο και έπειτα (επειδή μας βολεύει) να εξαφανίζεται;

    Ας υπενθυμίσουμε ότι η θεωρία του πληθωρισμού του Guth δημιουργήθηκε για να λύσει μερικά κρίσιμα ζητήματα στο παρατηρούμενο σύμπαν: το πρόβλημα του ορίζοντα, της επιπεδότητας και του μονόπολου. Ο Magueijo έπρεπε να βρει μια αντίπαλη θεωρία του πληθωρισμού που θα επίσης θα τα έλυνε. Πρότεινε λοιπόν ότι το πρόβλημα του ορίζοντα θα μπορούσε να λυθεί, εάν το φως θα μπορούσε να ταξιδέψει σε μεγάλες αποστάσεις πολύ γρήγορα και με αυτόν τον τρόπο να μεταφέρει «πληροφορίες» σε θέσεις, που σήμερα χωρίζονται από τόσο μεγάλες αποστάσεις και στις οποίες το φως δεν πρόλαβε ποτέ να  φθάσει (οι φυσικοί αναφέρονται συνήθως σε πληροφορίες σαν κάτι συνώνυμο με το φως). Για να συμβεί αυτό, η ταχύτητα του φωτός θα έπρεπε να είναι γρηγορότερη στον πρώιμο Κόσμο από όσο είναι σήμερα.

    Η κοσμολογία δέχεται ότι το φως έπρεπε να διαδίδεται τουλάχιστον εξήντα φορές γρηγορότερα στο απόμακρο παρελθόν, ώστε να προλάβαινε να ταξιδέψει ή να έφερνε σε ‘επαφή’ δύο απόμακρα σημεία του σύμπαντος, ώστε να έχουν την ίδια μορφή αργότερα.

    Η άποψη αυτή προκαλεί σοκ και φρίκη στην κοινότητα της φυσικής. Η θεωρία του Αλβέρτου Αϊνστάιν της σχετικότητας κατηγορηματικά δηλώνει ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή: περίπου 299 792.458 km/s, τίποτα περισσότερο και τίποτα λιγότερο. Ο Magueijo υποστηρίζει ότι δεν επιδιώκει να έρθει σε αντίθεση με οτιδήποτε μας λέει η σχετικότητα (που έχει αποδειχθεί πειραματικά), αλλά να επεκτείνει τη θεωρία.

    Η διαπίστωση ότι η ταχύτητα του φωτός C μεταβάλλεται, θα είχε βαθιές συνέπειες για τη φυσική. Για παράδειγμα, η αρχή της ισοδυναμίας, ένας από τους θεμέλιους λίθους της Σχετικότητας, λέει ότι σε συστήματα αναφοράς που εκτελούν ελεύθερη πτώση, τα συμπεράσματα για οποιοδήποτε πείραμα δεν εμπλέκει την βαρύτητα, είναι ανεξάρτητα από το πότε και πού εκτελέστηκε το πείραμα.  Έτσι, μεταβολές στην τιμή της C θα συνιστούσαν παραβίαση της αρχής της ισοδυναμίας. 

    Η θεωρία του, που λέγεται Μεταβαλλόμενη Ταχύτητα του Φωτός (VSL), μπορεί να λύσει το πρόβλημα της επιπεδότητας. Κι αυτό γιατί ο Magueijo βρήκε με μαθηματική απόδειξη ότι υπάρχει σχέση μεταξύ της ταχύτητας του φωτός και της κοσμολογικής σταθεράς Λ! Και μάλιστα ήταν μια πολύ κομψή σχέση: εάν η ταχύτητα του φωτός μειώνεται, η Λ επίσης μειώνεται. Στην μαθηματική ορολογία, λέμε ότι η ταχύτητα του φωτός είναι κατευθείαν ανάλογη προς το ενεργειακό περιεχόμενο του κενού χώρου.

    Έτσι, η ταχύτητα του φωτός ήταν η γρηγορότερη στην αρχή του Κόσμου, και η Λ (σύμφωνα με τη θεωρία) δεν ήταν μηδέν. Όταν η ταχύτητα του φωτός άρχισε να μειώνεται, η ενέργεια του κενού όπως καθορίζεται από τη Λ επίσης μειώθηκε, δηλ. η ενέργεια χάθηκε. Εντούτοις, λόγω της αρχής της διατήρησης της ενέργειας και της μάζας, η ενέργεια δεν μπορεί ούτε να δημιουργηθεί εκ του μηδενός ούτε να καταστραφεί, μπορεί μόνο να αλλάξει από τη μια μορφή στην άλλη. Έτσι, όταν η ενέργεια χάνεται από την κοσμολογική σταθερά Λ, δεν μπορεί να χαθεί αλλά πρέπει να μετατραπεί σε μια άλλη μορφή. Έτσι μετατράπηκε σε ακτινοβολία, ύλη, θερμότητα, φως και όλες τις άλλες μορφές ενέργειας που ξέρουμε. Σε τέτοια συγκέντρωση, αυτή η έκρηξη της ενέργειας θα προκαλούσε αναμφισβήτητα μια μάλλον μεγάλη έκρηξη: σε αυτήν την περίπτωση, την ίδια τη Μεγάλη Έκρηξη ή το big bang όπως αλλιώς λέγεται.

    Επειδή η ταχύτητα του φωτός έχει τον έλεγχο της ενέργειας στον κόσμο, ο Magueijo υποστηρίζει ότι μπορεί να διατηρήσει τον Κόσμο γενικά «επίπεδο», εξισώνοντας τις τυχόν αποκλίσεις στην ενέργεια του κενού οποιαδήποτε στιγμή. Κατά συνέπεια, λύνεται και το πρόβλημα της επιπεδότητας, και τα επίπεδα σύμπαντα δεν μπορούν να παραγάγουν τυχόν μονόπολα.

    Μήπως υπάρχουν αποδείξεις για αυτήν την θεωρία;

    Για κάτι που φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση με ένα βασικό σημείο στη θεωρία του Αϊνστάιν, μια παγκοσμίως αποδεκτή άποψη για τη φυσική, η θεωρία VSL έχει μια εκπληκτική ποσότητα αποδεικτικών στοιχείων για να υποστηριχθεί. Το φως έρχεται από τα πιο μακρινά μέρη του σύμπαντος, από πηγές σαν τα κβάζαρ που απέχουν δισεκατομμύρια έτη φωτός. Το φως αυτό έχει ξεκινήσει από στιγμές που το σύμπαν ήταν πολύ νεαρό και έτσι μπορεί να μας πει κάτι για την ταχύτητα του στο νεαρό σύμπαν. Όταν το φως από τα κβάζαρ, περίπου, δέκα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά περνά μέσω νεφελωμάτων αερίου στο διάστημα, συγκρούεται με τα ηλεκτρόνια, και ως εκ τούτου υφίσταται μετρήσιμες αλλαγές. Έχει διαπιστωθεί ότι αυτές οι αλλαγές είναι διαφορετικές από το μακρινό και παλαιότερο φως, σε σχέση με το φως από τις πηγές πιο κοντά σε μας. Ο Magueijo θεωρεί αρκετά σημαντικό αποδεικτικό στοιχείο ότι οι ιδιότητες του φωτός ήταν πολύ διαφορετικές στο παρελθόν.

     

    Η σταθερά λεπτοδομής α

    Συγκεκριμένα τα νέφη του αερίου μεταξύ της Γης και των κβάζαρ απορροφούν εκλεκτικά από αυτό το φως συγκεκριμένα μήκη κύματος και παράγουν τις φασματικές γραμμές. Το διάστημα των γραμμών απορρόφησης εξαρτάται από έναν από τους πιο θεμελιώδεις αριθμούς της φύσης: τη σταθερά λεπτής υφής ή λεπτοδομής, που συμβολίζεται με το άλφα α.

    Η σταθερά άλφα είναι κάτι που χτίζεται στον ίδιο το σκελετό του Σύμπαντος. Είναι ένας αδιάστατος αριθμός, η αναλογία μεταξύ τεσσάρων φυσικών σταθερών: τη ταχύτητα του φωτός, της κβαντικής ενεργειακής σταθεράς, του φορτίου του ηλεκτρονίου και του π. Αριθμητικά ισούται με α=(1/4πε0)e2/hc=1/137.036. Άρα μια μεταβολή της ταχύτητας του φωτός μεταβάλει και τη σταθερά α. Σήμερα γνωρίζουμε ότι αυτή η σταθερά είναι μια σταθερά συζεύξεως, που μετρά την ισχύ της αλληλεπιδράσεως μεταξύ ενός φορτισμένου ηλεκτρικά σωματιδίου και του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

    Στα φάσματα πολλών ατόμων, αυτό που χονδρικά φαίνεται να είναι μια γραμμή, όταν το παρατηρήσουμε πιο προσεχτικά αποδεικνύεται ότι είναι δύο ή περισσότερες γραμμές που βρίσκονται η μία πολύ κοντά στην άλλη. Ο λόγος της αποστάσεως μεταξύ των γραμμών λεπτής υφής προς την απόσταση μεταξύ των γραμμών του χονδρικού φάσματος, είναι ανάλογος με το τετράγωνο της σταθεράς α.   Αν λοιπόν η ταχύτητα του φωτός στα πρώτα στάδια του σύμπαντος ήταν μεγαλύτερη και η σταθερά α θα ήταν διαφορετική τότε και αυτό θα φαίνεται στα φάσματα του φωτός που μας έρχεται από τα κβάζαρ.

    Το 2002 ο αστροφυσικός John Webb, του Πανεπιστημίου της Νότιας Νέας Ουαλίας στην Αυστραλία, αναλύοντας το φως που προέρχεται από απόμακρα κβάζαρ είδε ότι η θεμελιώδης φυσική σταθερά α μπορεί να έχει ελαφρώς αυξηθεί κατά τη διάρκεια των προηγούμενων έξι δισεκατομμυρίων ετών. Η σταθερά λεπτής υφής α,  μπορεί να ήταν μικρότερη στους πρώιμους χρόνους του Σύμπαντος περίπου κατά ένα μέρος προς 105 .

    Αν τελικά τα αποτελέσματα με τα κβάζαρ επιβεβαιωθούν, οι ιδέες μας για το χώρο και το χρόνο είναι σίγουρο ότι θα υποστούν ριζικές αλλαγές. Ποιός ξέρει πώς όλη αυτή η ιστορία θ’ αλλάξει τη θεμελιώδη κατανόησή μας για το Σύμπαν;

  • 8η Θεωρία: Η Θεία Πρόνοια είναι η θεωρία που ξεκίνησε από το Μωϋσή και υπάρχει εδώ και 4.000 χρόνια. Οι αποδείξεις βρίσκονται στα Ιερά Κείμενα.

  • Όταν όλα τα προηγούμενα αποτύχουν να εξηγήσουν τη δημιουργία του Κόσμου, τότε δεν μπορούμε να αποκλείσουμε τη δυνατότητα ο Κόσμος να έχει δημιουργηθεί από ένα υπέρτατο Ον,  όπως έχει προβλεφτεί εκατοντάδες χρόνια πριν στη Βίβλο και άλλα ιερά κείμενα: το Θεό. Φυσικά, από μια επιστημονική σκοπιά, η 5η θεωρία (ο Κόσμος φτιάχτηκε στα εργαστήρια εξωγήινων) μοιάζει με αυτή, κι έτσι δεν υπάρχει καμία ανάγκη να ξοδευτεί τόσο πολύ χρόνος για να τη συζητήσουμε.Ο Θεός δεν χρειάζεται καμία επιστημονική εξήγηση. Εάν υπάρχει, είναι πάνω από τον χρόνο και το χώρο, που υπάρχει σε έναν υψηλότερο «Κόσμο» (που συμβατικά ονομάζεται «ουρανός») και που είναι ακατανόητος στους ανθρώπους προτού φθάσουν εκεί πάνω. Και το ταξίδι αυτό στον ουρανό θα μπορούσε να είναι ο μόνος τρόπος για να αποδειχθεί η θεωρία αυτή.

    Στατιστικά, 4.5 δισεκατομμύρια άνθρωποι από ένα πληθυσμό 6 δισεκατομμυρίων είναι θρησκευόμενοι, και ως εκ τούτου, πιστεύουν σε κάποιο Θεό. Βέβαια δεν ομοφωνούν για τις ιδιότητες Του, αλλά εν τούτοις αποτελούν την πλειοψηφία. Αλλά μια παραδοσιακή πεποίθηση λέει ότι όταν μια άποψη την πιστεύει η πλειοψηφία του κόσμου είναι και σωστή. Και μάλιστα – κατά περίεργο τρόπο – δεν έρχεται σε αντίθεση με οτιδήποτε έχει ειπωθεί στις προηγούμενες θεωρίες. Έτσι ο Θεός δεν είναι έξω από τις καθιερωμένες εξηγήσεις.

Υπάρχουν κι άλλες θεωρίες, αλλά οι παραπάνω 8 θεωρούνται οι κύριες θεωρίες. Θα εξετάσουμε τα αποδεικτικά στοιχεία της κάθε μίας θεωρίας, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της. Τι θα πιστέψετε στο τέλος είναι δικιά σας υπόθεση.

Υπάρχουν κι άλλα ζητήματα. Το σύμπαν είχε ποτέ αρχή ή αυτό υπάρχει για πάντα, δηλαδή είναι αιώνιο. Αυτό το θεμελιώδες ζήτημα ήταν το κύριο θέμα στην αρχαία φιλοσοφία αλλά και της φιλοσοφίας κατά την Αναγέννηση. Στη σύγχρονη κοσμολογία το ζήτημα αυτό ήταν η αιτία της διαμάχης μεταξύ των υπερασπιστών της Μεγάλης Έκρηξης και της σταθεράς κατάστασης πριν πολλές δεκαετίες. Τελευταία γίνονται νέες προσπάθειες ώστε να εξηγηθεί η Μεγάλη Έκρηξη μέσα σε ένα κβαντικό κοσμολογικό πλαίσιο.

Πηγή: http://www.physics4u.gr/articles/2007/theories_universe.html

Advertisements

Ενέργειες

Information

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s




Αρέσει σε %d bloggers: