Τελικά έγινε ή δεν έγινε η Μεγάλη Εκρηξη?

Τις τελευταίες μέρες έχω διαβάσει πολλά άρθρα στον Ελληνικό και ξένο τύπο που ισχυρίζονται ότι η θεωρία της μεγάλης έκρηξης (Big Bang) είναι υπό αμφισβήτηση (δες εδώ). Η αμφισβήτηση βασίζεται σ’ ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε πριν μερικές μέρες στην επιστημονική επιθεώρηση Physical Letters B αλλά η αλήθεια είναι κάπως διαφορετική.

Το Μπίγκ Μπανγκ παρουσιάζεται συχνά ως κάποιου είδους έκρηξης που συνέβη πριν 13.7 δισεκατομμύρια χρόνια ξεκινώντας από ένα σημείο, αλλά στην πραγματικότητα προϋποθέτει απλώς ότι το σύμπαν ήταν εξαιρετικά θερμό και πυκνό στα αρχικά του στάδια. Το μαθηματικό μοντέλο κάνει ορισμένες προβλέψεις , όπως την ύπαρξη της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου , ότι το σύμπαν διαστέλλεται , την αφθονία των στοιχείων, κλπ. Όλες αυτές συμφωνούν με τις παρατηρήσεις με μεγάλη ακρίβεια. Η Μεγάλη Έκρηξη είναι μια ισχυρή επιστημονική θεωρία που δεν θα φύγει εύκολα, κι αυτή η νέα εργασία δεν περιέχει τίποτα που να αμφισβητεί την εγκυρότητά της.

Η ιστορία του σύμπαντος από τη Μεγάλη Έκρηξη έως σήμερα (πηγή NASA/WMAP Team)

Αυτό δε σημαίνει ότι δεν υπάρχουν αναπάντητα ερωτήματα σχετικά με το big bang. Για παράδειγμα, τα απλά μοντέλα δείχνουν ότι αν πάτε αρκετά μακριά πίσω στο χρόνο, υπάρχει μία στιγμή όπου ολόκληρο το σύμπαν ήταν μία απείρως πυκνή μοναδικότητα. Αυτή η μοναδικότητα σηματοδοτεί το χρόνο μηδέν για το σύμπαν. Όπως πολλοί από εσάς πιθανώς να γνωρίζετε, οι μοναδικότητες είναι μαθηματικά προβληματικές, και τείνουν να προκαλούν πολλές συζητήσεις στην επιστημονική κοινότητα. Εκεί ακριβώς στέκεται και η εν λόγω εργασία.

Η εργασία παρουσιάζει ένα μοντέλο για το Big Bang χωρίς την ανάγκη αρχικής μοναδικότητας. Αυτό επιτυγχάνεται κάνοντας μία δεύτερη ανάγνωση ενός αποτελέσματος της γενικής σχετικότητας γνωστό ως εξίσωση Raychaudhuri. Βασικά η εξίσωση αυτή περιγράφει πως ο όγκος της ύλης μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου, έτσι είναι ένας πολύ καλός τρόπος για τον εντοπισμό φυσικών ανωμαλιών όπως είναι οι μοναδικότητες στο μοντέλο σας. Αλλά αντί να χρησιμοποιούν την κλασική εξίσωση Raychaudhuri, οι συγγραφείς χρησιμοποιούν μια παραλλαγή με λίγες κβαντικές “ρυθμίσεις”. Η προσέγγιση αυτή συχνά ονομάζεται ημι-κλασική, επειδή χρησιμοποιεί ορισμένες πτυχές της κβαντικής θεωρίας, αλλά δεν είναι ένα πλήρες κβαντικό μοντέλο βαρύτητας (που δεν έχουμε σήμερα).

Αυτό που οι συγγραφείς δείχνουν είναι ότι με αυτό το τροποποιημένο μοντέλο Raychaudhuri εξαλείφετε η αρχική μοναδικότητα του big bang. Προβλέπει επίσης με ακρίβεια τη κοσμολογική σταθερά, η οποία είναι ένας προτεινόμενος μηχανισμός για τη σκοτεινή ενέργεια. Το μοντέλο τους είναι πολύ βασικό, αλλά αυτό το πρώτο αποτέλεσμα δείχνει ότι αυτού το είδους η προσέγγιση θα μπορούσε να λειτουργήσει. Η συνέπειές της είναι ότι με την κατάργηση της μοναδικότητας, το μοντέλο προβλέπει ότι το σύμπαν δεν είχε αρχή. Υπήρχε πάντα ως ένα είδος κβαντικού δυναμικού πριν από την “κατάρρευση” του στην υπέρθερμη και υπέρπυκνη κατάσταση που ονομάζουμε Μεγάλη Έκρηξη. Δυστυχώς, πολλά άρθρα συγχέουν την απουσία της μοναδικότητας με το ότι δεν έγινε ποτέ το Big Bang.

Αν και πρόκειται για μία πολλή ενδιαφέρουσα μελέτη καλό θα είναι να σημειώσουμε ότι είναι σε πολύ βασική μορφή ακόμη ως μία αρχική προσέγγιση της έννοιας. Η ιδέα της αντικατάστασης της αρχικής μοναδικότητας με μία αιώνια ιστορία δεν είναι καινούργια αφού προκύπτει κι από πληθωριστικά συμπαντικά μοντέλα της κοσμολογίας.  Όμως κανένα από αυτά δεν αμφισβήτησε την θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης ως ένα καθιερωμένο επιστημονικό γεγονός.

Πηγή: https://briankoberlein.com/2015/02/10/beginning/

Μετάφραση/ Προσαρμογή

Βιβλιογραφια

Ahmed Farag Alia & Saurya Das. Cosmology from quantum potential. Phys. Let. B. 741, 276–279. (2015)