Δευτέρα, 20 Φεβρουαρίου 2017

Οι διαστημικοί κόμβοι είναι ένα αίνιγμα για τους κοσμολόγους

view_universe
Ένα δύσκολο πρόβλημα που επηρεάζει το πώς βλέπουμε το σύμπαν έχει προκαλέσει σύγχυση στους κοσμολόγους.

Η δομή του Σύμπαντος, φαίνεται να έχει λιγότερους κόμβους από ό,τι ορισμένες θεωρίες προβλέπουν, λένε ερευνητές.

Θεωρίες του αρχέγονου σύμπαντος προβλέπουν την ύπαρξη κόμβων στον ιστό του χώρου γνωστούς ως "κοσμικές υφές".

Οι κόμβοι κανονικά θα έπρεπε να αναγνωριστούν μελετώντας την μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB), την εξασθενημένη λάμψη του Big Bang. Αλλά η πρώτη πλήρης έρευνα που έγινε από τους επιστήμονες δεν έδωσε κανένα σημάδι των χωρικών αυτών κόμβων.

Οι κοσμικές αυτές υφές λέγεται ότι είναι το αποτέλεσμα των ατελειών στη δομή του σύμπαντος καθώς ψύχεται.

Θα πρέπει μάλιστα να αλληλεπιδρούν με το φως που προέρχεται από την CMB και να έχουν αφήσει ένα σύνολο χαρακτηριστικών καυτών και ψυχρών σημείων.

Η προηγούμενη έρευνα που δημοσιεύθηκε το 2007, άφησε να εννοηθεί το ενδεχόμενο να υπάρχει μια τέτοια κοσμική υφή. Όμως η νέα και μεγαλύτερη μελέτη, χρησιμοποιώντας δεδομένα από το διαστημικό σκάφος Wilkinson MAP της NASA, απέτυχε να επιβεβαιώσει αυτό το αποτέλεσμα.

Ο επικεφαλής επιστήμονας της έρευνας Stephen Feeney, από το Πανεπιστημιακό Κολλέγιο του Λονδίνου, είπε: "Αν είχαν παρατηρηθεί αυτές οι υφές (κόμβοι), θα μας έδιναν πολύτιμες πληροφορίες για τον τρόπο που λειτουργεί η φύση σε τρομερές ενέργειες, ρίχνοντας έτσι φως στην ενοποίηση των φυσικών δυνάμεων.

"Οι δελεαστικές υποδείξεις που βρέθηκαν σε μια προηγούμενη έρευνα – μικρής κλίμακας – σήμαινε ότι θα ήταν εξαιρετικά σημαντικό να πραγματοποιήσουμε αυτή την ανάλυση όλου του ουρανού."

Οι κόμβοι

Τις στιγμές μετά τη μεγάλη έκρηξη, το Σύμπαν άρχισε να «κάθεται» στη δομή που παρατηρούμε σήμερα, η οποία σύμφωνα με υπάρχουσες θεωρίες περιέχει κόμβους και συγκεκριμένες υφές, όπως ένα ύφασμα. Το νεαρό Σύμπαν, ήταν ένα αφάνταστα πυκνό και θερμό μέρος, στο οποίο οι νόμοι της Φυσικής ήταν πολύ διαφορετικοί από αυτούς που γνωρίζουμε σήμερα. Οι μεταβολές στο πυκνό αυτό μέσο κλάσματα του δευτερολέπτου μετά την έκρηξη, σήμερα αποτυπώνονται στις μικρομεταβολές της θερμοκρασίας της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Σε μια διαδικασία που θυμίζει το να εξάγει κανείς συμπεράσματα για το πώς παρασκευάστηκε ένα δείπνο, από το να μελετάει την κατανομή θερμότητας στην κουζίνα, πολύ αργότερα από τη στιγμή που έκλεισαν τα ηλεκτρικά μάτια, έτσι και το διαστημόπλοιο WMAP προσπαθεί να αποτυπώσει ένα χάρτη του πρώιμου Σύμπαντος, στηριζόμενο στην εναπομένουσα «ζέστη» από την εποχή εκείνη. Από τα στοιχεία αυτά, προέκυψε η ιδέα του «πληθωρισμού», μια πολύ σύντομης περιόδου στην οποία το Σύμπαν μεγάλωσε εκθετικά, αλλά και εμπεδώθηκε η ιδέα της σκοτεινής ύλης, κάτι στο οποίο οι περισσότεροι αστροφυσικοί σήμερα συμφωνούν.

Παραμένει ανοιχτό όμως το ερώτημα του πώς απλώθηκε ο ιστός του Σύμπαντος τις πρώτες στιγμές. Φαίνεται ότι καθώς το Σύμπαν πάγωνε, παρουσίασε ομοιότητες με το πάγωμα ενός υγρού. Ο Stephen Feeney το παρομοιάζει με τη δημιουργία ενός κρυστάλλου. «Αν παγώσεις ένα υγρό πολύ αργά, ένας κρύσταλλος θα αρχίσει να δημιουργείται, με το ίδιο ακριβώς μοτίβο να επαναλαμβάνεται παντού», υποστηρίζει. «Όταν όμως το υγρό παγώνει γρήγορα, δημιουργούνται ατέλειες στο μοτίβο. Κάποιες θεωρίες υποστηρίζουν πως αυτό δε διαφέρει για το ίδιο το Σύμπαν. Αν το υγρό παγώσει πολύ γρήγορα, το μοτίβο θα είναι ίδιο μόνο σε κοντινές, μικρές περιοχές, ενώ σε διαφορετικές περιοχές θα διαφέρει, δημιουργώντας ελαττώματα στον κρύσταλλο, όπως κόμπους και συγκεκριμένες υφές», προσθέτει.

Θεωρίες που ευελπιστούν να οδηγήσουν στην ενοποίηση των θεμελιωδών δυνάμεων, να λύσουν δηλαδή το μεγαλύτερο πρόβλημα της σύγχρονης φυσικής, προϋποθέτουν την ύπαρξη τέτοιων κόμβων στη δομή του Σύμπαντος. Η λάμψη την οποία λαμβάνουμε όμως, σύμφωνα με τα στοιχεία που παίρνουμε από το WMAP δε φαίνεται να ευνοεί την ύπαρξη πολλών τέτοιων υφών στο Σύμπαν. Οι επιστήμονες αναμένουν και τα πιο λεπτομερή στοιχεία από το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck της ευρωπαϊκής υπηρεσίας διαστήματος που εκτοξεύτηκε το 2009 πριν καταλήξουν σε ασφαλές συμπέρασμα.

Το μέλος της ερευνητικής ομάδας Matt Johnson, από το Ινστιτούτο Perimeter στον Καναδά, λέει: "Αν και δεν υπάρχουν στοιχεία για αυτά τα αντικείμενα στα δεδομένα του δορυφόρου WMAP, αυτή δεν είναι και η τελευταία λέξη: μέσα σε λίγους μήνες θα έχουμε πρόσβαση σε πολύ καλύτερα στοιχεία από τον δορυφόρο Planck. Είτε λοιπόν θα βρούμε υφές στα δεδομένα του Planck ή θα γίνει ένας κι άλλος περιορισμός στις θεωρίες που τις παράγουν, έτσι μόνο ο χρόνος θα δείξει!"