ΚΟΣΜΟΣ

H σκοτεινή ενέργεια και το μέλλον του σύμπαντος

Εάν οι υποστηρικτές της θεωρίας της αέναης επέκτασης έχουν δίκιο, το ορατό σε μας σύμπαν, έκτασης 14 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, δεν είναι παρά μικροσκοπικό τμήμα του εκτεταμένου -και αόρατου σ’ εμάς- σύμπαντος. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, η δική μας μικρή «γειτονιά» του σύμπαντος μοιάζει γεωμετρικά επίπεδη, όπως μοιάζει και η επιφάνεια μπαλονιού εάν την κοιτάξουμε από πολύ κοντά. H παρατήρηση του τηλεσκοπίου ΚΟΜΠΕ, όμως, τον Απρίλιο του 1992, πρόσφερε νέες διαστάσεις στην επιστημονική ερμηνεία, καθώς από την ακτινοβολία αυτή προέρχονται, σύμφωνα με τη θεωρία της διαστολής, οι μεγάλες αστρικές μάζες.

Σαν συνάντηση με το Θεό

«Εάν κάποιος είναι θρησκευόμενος, η εμπειρία αυτή είναι ταυτόσημη με μία συνάντηση με το Θεό», αναφέρει ο Φυσικός Τζορτζ Σμουτ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. Οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι με τις καταγραφές του τηλεσκοπίου ΚΟΜΠΕ η κοσμολογία περνά από το στάδιο των θεωριών για το σύμπαν σε εκείνο των απτών αποδείξεων βάσει δεδομένων. Ενα χρόνο αργότερα, αστροναύτες διόρθωσαν τη «μυωπία», που είχε… στραβώσει το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, προσφέροντας στον επιστημονικό κόσμο ένα ακόμη πολύτιμο όργανο παρατήρησης.

Το 1998, δύο ανταγωνιστικές ομάδες αστρονόμων εξέπληξαν τον επιστημονικό κόσμο, συγκλίνοντας στη διαπίστωση ότι η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται υπό την επιρροή μιας μυστηριώδους αρνητικής βαρύτητας, που μοιάζει ενσωματωμένη στο ίδιο το σύμπαν και θυμίζει πολύ την απορριφθείσα κοσμολογική σταθερά του Αϊνστάιν. Το φαινόμενο έλαβε την ονομασία «Σκοτεινή Ενέργεια». Εάν η σκοτεινή ενέργεια όντως υφίσταται και η επιτάχυνση της επέκτασης συνεχισθεί, οι γαλαξίες θα απομακρυνθούν τόσο, που δεν θα είναι πια ορατοί μεταξύ τους. Το σύμπαν θα γινόταν έτσι κρύο και άδειο, καθώς η συνεχιζόμενη επιτάχυνση θα απαιτούσε ολοένα και περισσότερη ενέργεια.

Η ανακάλυψη της σκοτεινής ενέργειας αιφνιδίασε τους επιστήμονες. Καμία από τις δύο ερευνητικές ομάδες δεν περίμενε να διαπιστώσει ότι η συμπαντική επέκταση επιταχύνεται. Και οι δύο ομάδες χρησιμοποίησαν συστοιχίες τηλεσκοπίων, το Χαμπλ, ακόμη και το Ιντερνετ, για να ανακαλύψουν και να μελετήσουν ορισμένα εκρηγνυόμενα άστρα, τα σουπερνόβα, και να τα αξιοποιήσουν ως αστρικούς ραδιοφάρους. Οι εκρήξεις αυτές, κύκνεια άσματα γιγάντιων αστέρων, είναι τόσο ισχυρές που είναι ορατές από ολόκληρο το σύμπαν.

Οι δύο ομάδες, έπειτα από εκτεταμένες έρευνες, κατέληξαν σχεδόν ταυτόχρονα στο ίδιο συμπέρασμα: H διαστολή του σύμπαντος δεν επιβραδύνεται, αλλά αντίθετα επιταχύνεται. Τα δεδομένα των ερευνών έφεραν και πάλι στο επιστημονικό προσκήνιο τη θεωρία της κοσμολογικής σταθεράς του Αϊνστάιν. Παρά την απόρριψη της θεωρίας από τον ίδιο τον Αϊνστάιν, η σταθερά έλαβε πίστωση ζωής, χάρη στις διαπιστώσεις της Κβαντικής Φυσικής. O Αϊνστάιν είχε, άλλωστε, απορρίψει την τυχαία φύση της Κβαντικής, λέγοντας ότι «ο Θεός δεν παίζει ζάρια».

Σύμφωνα, όμως, με την αρχή της απροσδιοριστίας, πυλώνα της Κβαντικής θεωρίας, το Διάστημα δεν είναι κενό, αλλά σφύζει με την ενέργεια σωματιδίων, τα οποία δανείζονται ενέργεια από τον περιβάλλοντα χώρο. H ενέργεια αυτή του κενού μπορεί να απωθεί ή να προσελκύει, ακριβώς όπως και η κοσμολογική σταθερά του Αϊνστάιν. Τα θεμελιώδη αυτά ερωτήματα δεν θα βρουν απάντηση, όσο δεν έχει επιτευχθεί η τελική ενοποίηση της Φυσικής, με την παρουσίαση θεωρίας, η οποία θα συνδυάζει τη σχετικότητα με το σχήμα του σύμπαντος και το κβαντικό χάος που συναντάται μέσα σε αυτό.

Η θεωρία των χορδών

Μια τέτοια θεωρία «κβαντικής βαρύτητας» είναι αναγκαία για την περιγραφή των πρώτων στιγμών του σύμπαντος, όταν αυτό ήταν τόσο μικρό που ακόμη και ο χώρος, όπως και ο χρόνος, ήταν διακοπτόμενοι και ασαφείς. O επιστημονικός κόσμος εναπέθεσε έτσι τις ελπίδες του στη Θεωρία των Χορδών, η οποία υποστηρίζει ότι τα αρχέγονα σωματίδια είναι μικροσκοπικές χορδές, δονούμενες στο Διάστημα, το οποίο διαθέτει 10 ή 11 διαστάσεις. Κάθε είδος σωματιδίου αντιστοιχεί με διαφορετική νότα στη χορδή.

Η θεωρία των χορδών φιλοδοξεί να ερμηνεύσει όλες τις δυνάμεις της Φύσης. Ακόμη, όμως, και οι υποστηρικτές της ομολογούν ότι οι εξισώσεις τους δεν είναι παρά προσεγγίσεις ακόμη άγνωστης θεωρίας, ενώ η πειραματική έρευνα αποκλείεται, καθώς η «φυσική των χορδών» ισχύει μόνο για φορτία ενέργειας, τα οποία οι σημερινοί επιταχυντές σωματιδίων δεν έχουν τη δυνατότητα να παράγουν.

Οσο για το μέλλον του σύμπαντος, ποτέ δεν θα εξασφαλίσουμε συγκεκριμένη απάντηση στα ερωτήματά μας. «Είναι σαν να ρωτάμε εάν υπάρχει Θεός», λέει ο καθηγητής του Πανεπιστημίου Πρίνστον, Κιθ Σάνταγκ. H πρόβλεψη του μέλλοντος, σύμφωνα με το δρα Σάνταγκ, απαιτεί πίστη στην ικανότητα των απλών μαθηματικών μοντέλων να περιγράψουν το σύμπαν: «Δεν νομίζω ότι αντιλαμβανόμαστε πραγματικά τις λειτουργίες του σύμπαντος. Παρόλα αυτά, δεν έχουμε δικαίωμα να μεμψιμοιρούμε, καθώς ζούμε σε εκπληκτική ιστορική περίοδο. H επιστήμη της Φυσικής οδεύει σαφώς προς μία μεγάλη σύνθεση. H ζωή μου δεν θα μπορούσε να είναι πιο συναρπαστική».