Μήπως το νεαρό σύμπαν έχει ενδείξεις για τον χρόνο πριν το Big Bang ?

Το καλοκαίρι του 2011, μια ομάδα φυσικών μελετώντας τη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB), το φως που εκπέμφθηκε όταν το Σύμπαν ήταν μόλις 380.000 ετών, ισχυρίστηκε ότι η εικόνα που έχουμε για το πρώιμο σύμπαν μπορεί να περιέχει την υπογραφή μιας εποχής πριν το Big Bang. Η ανακάλυψή τους μπορεί να βοηθήσει ώστε να εξηγήσει γιατί βιώνουμε τον χρόνο να κινείται σε ευθεία γραμμή, από το χθες στο αύριο

Το παραπάνω "Κοσμικό Μάτι" είναι η εικόνα που δείχνει το σχηματισμό νέων γαλαξιών στο πολύ πρώιμο Σύμπαν. Χρησιμοποιώντας την βαρύτητα από έναν γαλαξία που βρίσκεται στο προσκήνιο ως ένα κοσμικό φακό, η ομάδα ήταν σε θέση να δει ένα νεαρό γαλαξία που σχηματίζει νεαρά άστρα στο μακρινό Σύμπαν ή μόνο δύο δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Dan Stark, του Caltech, λένε ότι τα ευρήματά τους δείχνουν για πρώτη φορά πώς μπορεί να εξελιχθεί ένας μακρινός γαλαξίας σε ένα όπως ο Γαλαξίας μας.

Η CMB είναι η ακτινοβολία λείψανο που βρίσκεται παντού μέσα στο Σύμπαν και θεωρείται ως η πιο πειστική απόδειξη για το ίδιο το Big Bang. Αν και αυτό το μικροκυματικό υπόβαθρο είναι συνήθως ομαλό, ο δορυφόρος Cobe το 1992 ανακάλυψε μικρές διακυμάνσεις, που πιστεύεται ότι είναι οι σπόροι από τους οποίους δημιουργήθηκαν τα σμήνη των γαλαξιών που βλέπουμε σήμερα στο Σύμπαν.

Ο Adrienne Erickcek, από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας (Caltech), και οι συνεργάτες του πιστεύουν ότι αυτές οι διακυμάνσεις περιέχουν ενδείξεις ότι το Σύμπαν μας "φούσκωσε" από ένα προηγούμενο. Τα δεδομένα τους προέρχονται από διαστημικό σκάφος Wilkinson MAP της NASA (WMAP), το οποίο έχει μελετήσει την CMB από την εκτόξευση του το 2001.

Το μοντέλο τους προτείνει ότι θα μπορούσαν να δημιουργηθούν νέα σύμπαντα  αυθόρμητα από ένα φαινομενικά κενό χώρο. Από το εσωτερικό του μητρικού σύμπαντος, τούτο το γεγονός θα είναι ένα εκπληκτικό θέαμα.

Περιγράφοντας την δουλειά της ομάδας, ο γνωστός Sean Carroll εξήγησε ότι «ένα σύμπαν θα μπορούσε να σχηματιστεί ακόμα και μέσα σε αυτό το δωμάτιο και ποτέ δεν θα το ξέρουμε".

Η έμπνευση για τη θεωρία τους δεν αποτελεί απλώς μια εξήγηση για το Big Bang του Κόσμου μας, που αναπτύχθηκε πριν 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά βρίσκεται σε μια προσπάθεια τους να εξηγήσουν ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της φυσικής – γιατί ο χρόνος φαίνεται να κινείται προς μία μόνο κατεύθυνση. 

Οι νόμοι που κυβερνούν τη φυσική σε μικροσκοπική κλίμακα είναι πλήρως αναστρέψιμοι, και ακόμη, όπως σχολίασε ο Carroll, «κανείς δεν μπερδεύεται για το ποιό είναι το χθες και ποιό είναι το αύριο.» Και πρόσθεσε: «Κάθε φορά που σπας ένα αυγό ή χύνεται ένα ποτήρι νερό κάτι μαθαίνουμε για το Big Bang»

Οι φυσικοί έχουν από καιρό κατηγορηθεί για αυτή την μονόδρομη κίνηση, γνωστή ως το «βέλος του χρόνου», σε ένα φυσικό νόμο γνωστό ως δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, ο οποίος επιμένει ότι η κίνηση συστημάτων με την πάροδο του χρόνου οδηγεί από την τάξη στην αταξία.

Ο κανόνας αυτός είναι τόσο θεμελιώδης στη φυσική που ο πρωτοπόρος αστρονόμος Arthur Eddington επέμεινε ότι «αν η θεωρία σας βρεθεί να μην είναι σύμφωνη με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, τότε δεν μπορώ να σας δώσω καμία ελπίδα. Δεν θα είναι σωστή και θα καταρρεύσει μέσα στην βαθύτερη ανυποληψία».

Ο δεύτερος νόμος δεν μπορεί να περάσει απαρατήρητος, όμως ο Carroll τόνισε ότι εξαρτάται από μια σημαντική υπόθεση – ότι το σύμπαν ξεκίνησε τη ζωή του μέσα σε μια κατάσταση τάξης.

Στην παρουσίαση που έκανε ο αστρονόμος του Caltech εξήγησε ότι με τη δημιουργία ενός Big Bang από το ψυχρό διάστημα ενός προηγούμενου σύμπαντος, το νέο σύμπαν ξεκινά τη ζωή του μέσα σε μια τέτοια κατάσταση τάξης. 

Η φαινομενική κατεύθυνση του χρόνου – και το γεγονός ότι είναι δύσκολο να συναρμολογηθεί ένα σπασμένο αυγό – είναι η συνέπεια αυτού του γεγονότος.

Πολλά μένει να γίνουν στη νέα θεωρία: πρώτη προτεραιότητα των ερευνητών θα είναι να υπολογίσουν τις πιθανότητες να εμφανιστεί ένα νέο σύμπαν από ένα προηγούμενο. 

Εν τω μεταξύ, η ομάδα έχει στραφεί στα αποτελέσματα του WMAP. Λεπτομερείς μετρήσεις που έγιναν από αυτό τον δορυφόρο έχουν δείξει ότι οι διακυμάνσεις στην ακτινοβολία υποβάθρου είναι περίπου 10% ισχυρότερες από τη μία πλευρά του ουρανού από αυτές στο άλλο.

Ο Carroll παραδέχθηκε ότι τούτο το γεγονός θα μπορούσε να είναι απλώς μια σύμπτωση, αλλά επεσήμανε ότι μια φυσική εξήγηση για αυτήν τη διαφορά θα ίσχυε μόνο αν αντιπροσώπευε μια δομή που κληρονόμησε από το γονικό του σύμπαν.

Εν τω μεταξύ, ο ίδιος προτρέπει τους κοσμολόγους να διευρύνουν τους ορίζοντές τους: "Είμαστε εκπαιδευμένοι να λέμε ότι δεν υπήρχε χρόνος πριν από το Big Bang, όταν πρέπει να πούμε ότι δεν γνωρίζουμε αν υπήρχε οτιδήποτε – ή αν υπήρχε, τι ήταν αυτό"

Εάν η εργασία της ομάδας του Caltech είναι σωστή, μπορεί να έχουμε ήδη την πρώτη πληροφορία για το τι υπήρχε πριν από το δικό μας Σύμπαν.

Πηγή: BBC

physics4u.gr