Αρχική Διάστημα Από τον Πληθωρισμό στις Υπερχορδές: Το Άλφα και το Ωμέγα της Μεγάλης...

Από τον Πληθωρισμό στις Υπερχορδές: Το Άλφα και το Ωμέγα της Μεγάλης Έκρηξης

Συνέντευξη/συζήτηση της Αγγελικής Γυπάκη με τον κ. Διονύση Σιμόπουλο για το βιβλίο του «Η ΑΝΟΙΞΗ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ»
0
Simopoulos b

Πώς δημιουργήθηκε το σύμπαν; Από τι αποτελείται; Ποια είναι η φύση του, η εξέλιξη και η ηλικία του; Πώς αντιλαμβάνονται την Μεγάλη έκρηξη οι σύγχρονοι επιστήμονες; Τι υπήρχε πριν από αυτήν; Τι είναι η σκοτεινή ύλη που περιβάλλει τα άστρα; Πόσα σύμπαντα υπάρχουν;

Αυτά και πολλά άλλα ερωτήματα απασχολούν την ανθρώπινη νόηση χιλιάδες χρόνια τώρα, στην αέναη προσπάθεια της ανθρωπότητας να κατανοήσει το μυστήριο της ύπαρξη της, το λόγο και την αιτία, την αφετηρία και το μέλλον της.

SimopoulosΑπαντήσεις σε αυτά τα δύσκολα ερωτήματα επιχειρεί στο τελευταίο του βιβλίο- υπό τον τίτλο «Η Άνοιξη του Σύμπαντος»- ο διακεκριμένος αστροφυσικός και επίτιμος Διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου κος Διονύσης Σιμόπουλος.

Στόχος της νέας αυτής, αξιόλογης συγγραφικής του προσπάθειας, είναι -όπως μας λέει- να μεταφέρει με έναν περιεκτικό και όσο γίνεται πιο κατανοητό τρόπο τις σημαντικές ανακαλύψεις και ιδέες της σύγχρονης επιστήμης για την γέννηση και την εξέλιξη του Σύμπαντος. Του ενός ή και των… πολλαπλών συμπάντων, που η σύγχρονη επιστημονική σκέψη  επαναπροσεγγίζει, δικαιώνοντας την κλασσική Ελληνική σκέψη καθώς επαναφέρει περίπου 2.500 χρόνια μετά τις ιδέες του Πλάτωνα, του Παρμενίδη αλλά και τις απόψεις των προσωκρατικών φιλοσόφων όπως του Αναξίμανδρου, του Δημόκριτου, του Αναξαγόρα , του Διογένη του Απολλωνιάτη σύμφωνα με τις οποίες το Σύμπαν αποτελείται από ένα μεγάλο αριθμό ανεξάρτητων μεταξύ τους κόσμων που είτε συνυπάρχουν είτε υπήρξαν είτε θα υπάρξουν στο μέλλον και που πάντως δεν γίνονται αντιληπτοί από τις φυσικές αισθήσεις.

  1. Το νέο σας βιβλίο «Η Άνοιξη του Σύμπαντος» περιλαμβάνεται σε μια νέα σειρά των Εκδόσεων Μεταίχμιο. Πως ξεκινήσατε να γράφετε κι εσείς σ’ αυτή τη σειρά των βιβλίων;

Μέχρι πριν από μερικά χρόνια είχα γράψει συνολικά 28 βιβλία που τώρα πλέον έχουν εξαντληθεί. Κι έτσι είχα αποφασίσει να μην ασχοληθώ άλλο. Με την παρότρυνση όμως των φίλων Γιάννη Μπασκόζου και Νώντα Παπαγεωργίου (από τις Εκδόσεις Μεταίχμιο), πείστηκα να γράψω το πρώτο βιβλίο αυτής της σειράς που είχε τίτλο «Είμαστε Αστρόσκονη». Η θερμή υποδοχή του από το κοινό με έκανε να αλλάξω γνώμη και να συνεχίσω το γράψιμο. Γι’ αυτό το δεύτερο αυτό βιβλίο της σειράς, γραμμένο μ’ έναν απλό και κατανοητό τρόπο για το ευρύ κοινό, αποφασίστηκε να περιλαμβάνει, σύντομα αλλά περιεκτικά, τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις και ιδέες μας για την γέννηση και την εξέλιξη του Σύμπαντος και πως αυτές διαμορφώθηκαν τα τελευταία χρόνια. Γιατί το Σύμπαν, και όλα όσα εμπεριέχει, δεν είναι σταθερό, αιώνιο και αμετάβλητο, αλλά αντίθετα εξελίσσεται συνεχώς από τότε που γεννήθηκε πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Φυσικά κι αυτό είναι ένα εκλαϊκευτικό βιβλίο που δεν είναι δυνατόν να απαντήσει σε όλες τις πιθανές ερωτήσεις που μπορούν να διαμορφωθούν στο μυαλό των αναγνωστών του. Κάτι τέτοιο θα απαιτούσε εκατοντάδες ακόμη σελίδες που θα το έκανε απρόσιτο στους περισσότερους αναγνώστες.

  1. Παλαιότερα έχετε αναφερθεί σ’ εκείνους που σας βοήθησαν όλα αυτά τα χρόνια στην διαμόρφωση των ιδεών σας. Μπορείτε να μας πείτε εάν με την πάροδο του χρόνου έχουν αλλάξει και οι εκάστοτε συμπαραστάτες σας;

Όχι βέβαια! Οι βάσεις άλλωστε των σημερινών μου έργων είναι αποτέλεσμα όλων όσων διαμόρφωσαν την όλη μου σημερινή υπόσταση. Γι’ αυτό άλλωστε υποστηρίζω ότι για τη συγγραφή αυτού του βιβλίου, αλλά και των 29 άλλων που προηγήθηκαν, οφείλω θερμές ευχαριστίες πρώτα απ’ όλα στην οικογένειά μου, στους γονείς, τις αδελφές και τα παιδιά μου, αλλά κυρίως στη γυναίκα μου την Κάρεν που με στηρίζει αγόγκιχτα εδώ και πάνω από 50 χρόνια.

Ιδιαίτερη μάλιστα μνεία οφείλω να αποδώσω επίσης και στον καθηγητή μου Φυσικής στο Γυμνάσιο, τον Γιώργο Πέρπερα, ο οποίος στα πρώτα μου βήματα μου άνοιξε τα μάτια στους νόμους που επικρατούν στη Φύση και που συνεχίζει να με στηρίζει οποτεδήποτε συναντιόμαστε. Και φυσικά δεν μπορώ να ξεχάσω επίσης και τον αείμνηστο καθηγητή μου στην Αστροφυσική στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Λουϊζιάνα τον Ray Grenchik (1922-2000) που μου άνοιξε την πόρτα μιας καριέρας που διαρκεί πάνω από μισόν αιώνα. Μιας καριέρας που ξεκίνησε μεν στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1967 αλλά υποστηρίχτηκε κυρίως, και για πάνω από τέσσερις δεκαετίες, στην θητεία μου ως διευθυντού του Ευγενιδείου Πλανηταρίου.

  1. Έχετε επίσης αναφερθεί επανειλημμένα ότι βοηθηθήκατε ουσιαστικά και από την επαφή σας με το ευρύ κοινό στις διάφορες ομιλίες σας. Τι είδους βοήθεια ήταν αυτή;

Πράγματι οι ακροατές μου στις διάφορες ομιλίες μου σε ολόκληρη τη χώρα με τις ερωτήσεις τους διαμορφώνουν, χωρίς υπερβολή, το περιεχόμενο των βιβλίων μου. Επίσης σ’ όλες αυτές τις ομιλίες ανακάλυψα ότι για να μπορώ να επικοινωνήσω καλύτερα και πληρέστερα μ’ αυτούς θα έπρεπε να μιλώ με όρους και παραδείγματα που να μπορούν να κατανοήσουν με ευκολία. Κι έτσι όλα αυτά τα χρόνια, και για κάθε θέμα που διαπραγματευόμουνα, συγκέντρωνα τα παραδείγματα εκείνα που φαίνονταν ότι είχαν κατά καιρούς την μεγαλύτερη απήχηση στο ακροατήριό μου. Αλλά ευχαριστίες δεν οφείλω μόνο στο ευρύ κοινό, αλλά επίσης και σ’ εσάς τους δημοσιογράφους οι οποίοι στις συνεντεύξεις και στις συζητήσεις μας με βοηθήσατε και συνεχίζετε να με βοηθάτε να διαμορφώσω κατανοητές (ελπίζω) απαντήσεις σε δυσκολονόητες έννοιες. Χωρίς την επιμονή και υπομονή σας οι απαντήσεις μου θα ήσαν τελείως επιφανειακές και ίσως περισσότερο δυσνόητες.

  1. Για το περιεχόμενο και την δομή αυτών των βιβλίων είχατε μήπως την ευκαιρία να συζητήσετε και με μερικούς συναδέλφους σας;

Αυτό είναι αυτονόητο. Γιατί όσο κι αν ο συγγραφέας νομίζει ότι έχει διαμορφώσει σωστά τις περιρρέουσες γνώσεις της επιστημονικής κοινότητας, εντούτοις σε έννοιες ιδιαίτερα πολύπλοκες πάντα υπεισέρχονται παρανοήσεις και πάντα χρειάζεσαι ένα «δεύτερο» μάτι για να δει που υστερούν οι επεξηγήσεις σου. Ειδικά για την «Άνοιξη του Σύμπαντος» οφείλω ιδιαίτερες ευχαριστίες στον φίλο Δημήτρη Νανόπουλο, Ακαδημαϊκό και διακεκριμένο καθηγητή του Πανεπιστημίου Texas A&M στο Χιούστον, που στήριξε την προσπάθεια παρουσίασης του βιβλίου στο κοινό της Πάτρας.

Θέλω επίσης να ευχαριστήσω και τους φίλους Άγγελο Αγγελόπουλο, ομότιμο καθηγητή Αστροφυσικής ΕΚΠΑ, Σταύρο Αυγολούπη, ομότιμο καθηγητή Αστροφυσικής του ΑΠΘ, Αλέξη Δεληβοριά, επιστημονικό σύμβουλο του Ευγενιδείου Πλανηταρίου, Στράτο Θεοδοσίου, πρόεδρο της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών και ομότιμο καθηγητή Αστροφυσικής του ΕΚΠΑ, Κώστα Κόκκοτα, καθηγητή Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Τούμπινγκεν, Ξενοφώντα Μουσά, ομότιμο καθηγητή Αστροφυσικής στο ΕΚΠΑ, Μανώλη Πλειώνη, διευθυντή του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και καθηγητή Κοσμολογίας στο ΑΠΘ, και Νίκο Τράκα, καθηγητή Σωματιδιακής Φυσικής του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, που διάβασαν το αρχικό χειρόγραφο του βιβλίου και μου έδωσαν χρήσιμες συμβουλές για το τελικό του περιεχόμενο. Φυσικά οποιεσδήποτε παραλείψεις ή παρανοήσεις που μπορεί να παρέμειναν οφείλονται αποκλειστικά και μόνο σ’ εμένα.

  1. Ας πάμε τώρα στο περιεχόμενο του βιβλίου σας, που περιγράφει την γέννηση και την εξέλιξη του Σύμπαντος. Ποια είναι η επικρατέστερη αντίληψη που έχουμε σήμερα;

UNIVERSE 03Σήμερα, χάρη σ’ έναν πραγματικό χείμαρρο αστρονομικών παρατηρήσεων, οι οποίες στην μεγάλη τους πλειοψηφία ήταν απρόβλεπτες, επικράτησε μια στοιχειώδης αλλά βασική εικόνα για τη δημιουργία και την εξέλιξη του Σύμπαντος με μια «Μεγάλη Έκρηξη». Με τον όρο Μεγάλη Έκρηξη οι σύγχρονοι επιστήμονες εννοούν μια «απείρως» γρήγορη και απότομη διαστολή του Σύμπαντος από ένα μέγεθος «απείρως» μικρό και κάτω από συνθήκες θερμότητας τεραστίων διαστάσεων. Η γέννηση δηλαδή και η μετέπειτα εξέλιξη του Σύμπαντος είναι κατά κάποιον τρόπο το «ξεδίπλωμα» του χρόνου και του χώρου από μια κατάσταση «άπειρης» πυκνότητας και θερμότητας σε μια κρύα και τεράστια σε μέγεθος σημερινή ύπαρξη. Η «Μεγάλη Έκρηξη» δηλαδή των κοσμολόγων δεν ήταν παρά μια «έκρηξη» του ίδιου του χώρου, μια τεραστίων δηλαδή διαστάσεων διαστολή του.

Οι γαλαξίες δηλαδή του Σύμπαντος δεν απομακρύνονται μέσα σ’ ένα άπειρο και αδειανό χώρο, αλλά αντίθετα η διαστολή αυτή του Σύμπαντος δημιουργεί αυτόν τούτον τον χώρο. Ο χώρος δηλαδή οφείλεται στο «ξεχείλωμά» του που συμπαρασύρει μαζί του και τους γαλαξίες, ενώ η «έκρηξη» έγινε συγχρόνως σ’ όλα τα σημεία του με αποτέλεσμα να μην υπάρχει σήμερα κάποιο συγκεκριμένο κέντρο στο Σύμπαν αφού το κέντρο βρίσκεται «παντού». Τι σημαίνει αυτό; Ότι δεν είναι οι γαλαξίες  που κινούνται αλλά ο μεταξύ τους χώρος που μεγαλώνει που «ξεχειλώνει». Κι ενώ  το υλικό δεν μπορεί να τρέξει με μεγαλύτερη ταχύτητα από την ταχύτητα του φωτός, αυτό δεν ευσταθεί για τον χώρο. Ο χώρος  μπορεί να διαστέλλεται πολύ ταχύτερα και από την ταχύτητα ακόμη του φωτός.

  1. Μπορείτε να μας περιγράψετε το πως φτάσαμε σ’ αυτή την σύγχρονή αντίληψη για την εξελικτική πορεία του Σύμπαντος;

Φυσικά δεν ήταν κάτι το εύκολο και χρειάστηκαν δεκαετίες για να φτάσουμε μέχρις εδώ. Για να γίνει κατανοητή όλη αυτή η αλληλουχία των γεγονότων και η εξελικτική πορεία του Σύμπαντος από την γέννησή του και μέχρι σήμερα αναγκαστήκαμε πρώτα απ’ όλα να κοιτάξουμε με προσοχή το εσωτερικό του ατόμου. Να περιγράψουμε με λεπτομέρεια τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης, (που ίσως αποδειχτεί ότι μπορεί να είναι πέντε!), να αναγνωρίσουμε την αναγκαιότητα της ύπαρξης ένδεκα διαστάσεων στο Σύμπαν (αντί των τεσσάρων που γνωρίζουμε σήμερα), και για να εξαλείψουμε την ύπαρξη μιας «ανώμαλης ιδιομορφίας» με άπειρη θερμότητα και πυκνότητα στην πρώτη απειροελάχιστη εκείνη στιγμή της γένεσης, οδηγηθήκαμε στη διερεύνηση της εκτίμησης ότι το Σύμπαν δημιουργήθηκε μέσω δύσκολα κατανοήσιμων, ακόμη και για τη σύγχρονη επιστήμη, κβαντικών διαδικασιών πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

ΒΟΗΘΗΤΙΚΑ B 10Παρ’ όλα αυτά δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι όσο πιο πίσω στον χρόνο πηγαίνουμε οι γνώσεις μας γίνονται όλο και πιο αβέβαιες μέχρις ότου στον χρόνο του Πλανκ, όπως λέγεται, στον απειροελάχιστο χρόνο του 10^-43 του πρώτου δευτερολέπτου, τα πάντα καταρρέουν γιατί απλούστατα δεν έχουμε ακόμη κατορθώσει να παντρέψουμε τη Γενική Σχετικότητα με την Κβαντομηχανική. Εκτός αυτού υπάρχουν ακόμη αρκετά ερωτηματικά στις λεπτομέρειές της θεωρίας που χρειάζεται να διευκρινιστούν. Παρ’ όλα αυτά δεν πιστεύω ότι θα υπάρξει ποτέ μια «Θεωρία των Πάντων» που να είναι πλήρως διαμορφωμένη και γι’ αυτό η αναζήτηση των απαντήσεων στις ερωτήσεις του ανθρώπου για το Σύμπαν θα μοιάζει όντως με ένα ταξίδι χωρίς τέλος.

  1. Αν κατάλαβα λοιπόν καλά, αυτό που πραγματεύεται το βιβλίο σας είναι το θέμα για το οποίο ο Jim Peebles έλαβε φέτος το ήμισυ του Βραβείου Νόμπελ Φυσικής 2019!

Ακριβώς, αλλά τελείως τυχαία, γιατί το βιβλίο μου εκδόθηκε ένα χρόνο νωρίτερα, τον Δεκέμβριο του 2018. Το βιβλίο δηλαδή προσπαθεί να απαντήσει σε ένα από τα βασικά ερωτήματα που δημιουργούνται στο μυαλό κάθε ανθρώπου, για το πώς γεννήθηκε κι εξελίχτηκε το Σύμπαν. Πρόκειται για την βάση της σύγχρονης επιστήμης της Κοσμολογίας η οποία εξετάζει την περιεκτικότητα της ύλης και της ενέργειας στο Σύμπαν, την μορφή και την δομή που έχει, την ηλικία και την ιστορία του καθώς και την μελλοντική του εξέλιξη. Σ’ αυτού του είδους τα ερωτήματα οι επιστήμονες προσπαθούν να δώσουν απαντήσεις με τη βοήθεια των τεράστιων ατομικών επιταχυντών αλλά και με τις παρατηρήσεις των γιγάντιων τηλεσκοπίων στη Γη και στο Διάστημα.

UNIVERSE 14Τα τελευταία, μάλιστα, είκοσι χρόνια είδαμε την ανάπτυξη της αστροφυσικής και της κοσμολογίας κυριολεκτικά να καλπάζει καθώς οι γνώσεις μας προόδευαν όλο και πιο πολύ. Έτσι, σήμερα έχουμε οδηγηθεί στην διαπίστωση ότι όλα τα άστρα, τα νεφελώματα και οι γαλαξίες που υπάρχουν αποτελούν το 5% μόνο των συστατικών του Σύμπαντος. Ανακαλύψαμε επίσης ότι διάχυτα στο Σύμπαν περιλαμβάνονται κι άλλα υλικά που είναι προς το παρόν «αόρατα» αν και η επίδραση που έχουν στην κανονική ύλη είναι μετρήσιμη. Η «σκοτεινή ύλη» (όπως ονομάζεται) που υπάρχει με κάποια μορφή αποτελεί το 27% περίπου των συστατικών του Σύμπαντος αν και δεν μπορούμε μέχρι τώρα να προσδιορίσουμε από τι αποτελείται.

  1. Απ’ ό,τι μου λέτε όμως  υπάρχει και πάλι ένα τεράστιο κενό, αφού 5% και 27% μας κάνουν 32%! Που βρίσκονται λοιπόν τα υπόλοιπα 2/3 των συστατικών του Σύμπαντος;

Πάρα πολύ καλή παρατήρηση. Γιατί, πράγματι ακόμη κι αν στην ύλη που βλέπουμε προσθέσουμε κι όλα τα υλικά της «σκοτεινής ύλης» πάλι φαίνεται ότι χρειαζόμαστε μια διπλάσια επί πλέον ποσότητα «υλικών» ή «ενέργειας» (αφού ύλη και ενέργεια αποτελούν δύο όψεις του ιδίου πράγματος) για να εξηγηθούν οι παρατηρήσεις των κοσμολόγων που μας λένε ότι το Σύμπαν στο οποίο ζούμε είναι ένα «επίπεδο» Σύμπαν. Ένα Σύμπαν του οποίου η χωροχρονική διαστολή φαίνεται ότι δεν πρόκειται να σταματήσει ποτέ.

new pie chartsΓιατί οι μετρήσεις που έγιναν εδώ και 20 περίπου χρόνια μας δείχνουν ότι η διαστολή του Σύμπαντος όχι μόνο δεν επιβραδύνεται λόγω της βαρύτητας των υλικών που περιλαμβάνει (ορατή και σκοτεινή ύλη) αλλά αντίθετα επιταχύνεται από τότε που το Σύμπαν είχε το ήμισυ της ηλικίας που έχει σήμερα. Γι’ αυτό όλο και πιο πολλοί κοσμολόγοι αντιμετωπίζουν σήμερα την επιτάχυνση αυτή σαν μια πέμπτη δύναμη, ένα απωθητικό είδος «αντιβαρύτητας», που είναι συνδεδεμένη με την ενεργειακή πυκνότητα του κενού και η οποία προβλέπεται από την σύγχρονη θεωρία πεδίων.

Της έχουν μάλιστα δώσει κι ένα ιδιαίτερα ευφάνταστο όνομα αποκαλώντας την «σκοτεινή ενέργεια», που στην ουσία ίσως είναι μάλλον αυτό που ο Αϊνστάιν ονόμαζε «κοσμολογική σταθερά». Μ’ αυτή την έννοια, λοιπόν, οι κοσμολόγοι υποστηρίζουν ότι η ενέργεια αυτή αποτελεί σήμερα το 68% της υλο-ενέργειας που απαιτείται για να γίνει το Σύμπαν επίπεδο όπως παρατηρείται ότι είναι.

  1. Όταν λέτε ότι το Σύμπαν είναι επίπεδο τι εννοείτε;

Εννοούμε την αναλογία ανάμεσα στην πραγματική και στην «κρίσιμη πυκνότητα» της υλοενέργειας στο Σύμπαν που συμβολίζεται διεθνώς με το γράμμα «Ωμέγα». Σύμφωνα δηλαδή με την Γενική Σχετικότητα ο ρυθμός της διαστολής του Σύμπαντος σχετίζεται με την μέση πυκνότητα της ύλης στο Σύμπαν, η οποία με τη σειρά της δεν καθορίζει μόνο την γεωμετρία του Σύμπαντος αλλά και την εξέλιξή του.

UNIVERSE 13Στη σύγχρονη λοιπόν προσπάθεια της Κοσμολογίας για την διερεύνηση της γέννησης και της εξέλιξης του Σύμπαντος, περιλαμβάνεται και η αναζήτηση του επακριβούς προσδιορισμού του περίφημου αυτού αριθμού. Εάν δηλαδή το Ωμέγα είναι ίσο με την μονάδα, οπότε η παρατηρούμενη πυκνότητα θα είναι ίση με την κρίσιμη πυκνότητα, τότε το Σύμπαν θα συνεχίσει να διαστέλλεται «επ’ άπειρον». Ένα τέτοιο Σύμπαν ονομάζεται «επίπεδο».

  1. Είπατε στην αρχή ότι το Σύμπαν γεννήθηκε με μια Μεγάλη Έκρηξη. Τι μπορεί να υπήρχε άραγε πριν από την Μεγάλη Έκρηξη;

UNIVERSE 03Κανείς δεν μπορεί να ξέρει σήμερα τι υπήρχε πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη γιατί ο χρόνος και ο χώρος δεν είχαν οντότητα. Υπήρχε μόνο ο κοσμικός πυρήνας, ο αρχικός εκείνος «σπόρος» των απεριόριστα μικρών διαστάσεων, που περιέκλειε μέσα του το σπέρμα μιας ολόκληρης οικουμένης είτε πρόκειται για μια πραγματική «μοναδικότητα», μια «ανώμαλη ιδιομορφία» με τεράστια πυκνότητα και θερμότητα, είτε το «τίποτα», είτε τέλος μια ολάκερη αλληλουχία προϋπαρχόντων Συμπάντων όπου το δικό μας Σύμπαν δεν είναι παρά ένα από έναν «άπειρο» αριθμό Συμπάντων.

UNIVERSE 15Τα πάντα, πάντως, που βλέπουμε σήμερα να υφίστανται στο Σύμπαν, ο χρόνος και ο χώρος, η ενέργεια και η ύλη, τα πάντα, για μάς τουλάχιστον, αρχίζουν με την Μεγάλη Έκρηξη. Έτσι δεν έχει κανένα νόημα, προς το παρόν τουλάχιστον, να μιλάει κανείς για γεγονότα που συνέβησαν πριν από την «Ώρα Μηδέν», γιατί πριν απ’ αυτή την στιγμή δεν υπάρχει ροή του χρόνου. Θα ήταν σαν να ρωτούσαμε τι υπάρχει βόρεια από τον Βόρειο Πόλο. Η Ώρα Μηδέν είναι η στιγμή της εκκίνησης από την οποία προέρχονται τα πάντα: και η κανονική ύλη που αποτελεί τα άστρα και τους γαλαξίες, και η επονομαζόμενη «σκοτεινή ύλη», αλλά και η πολύ μεγαλύτερη ποσότητα της «σκοτεινής ενέργειας».

  1. Κι όλη αυτή η ενέργεια, είτε την ονομάσουμε «σκοτεινή ενέργεια» είτε «κοσμολογική σταθερά», και η οποία, όπως είπατε, αποτελεί το 68% των συστατικών του Σύμπαντος από πού προέρχεται ή που βρίσκεται;

Φαίνεται ότι μάλλον προέρχεται από την εμφάνιση «εικονικών σωματιδίων» τα οποία ξεπηδούν από το «τίποτα» και εξαφανίζονται (εξαϋλώνονται) στιγμιαία προτού προφτάσει κάποιος να τα παρατηρήσει. Αυτό, δηλαδή, που ονομάζουμε «τίποτα» είναι το μηδενικό αποτέλεσμα που βγαίνει από το άθροισμα θετικής και αρνητικής ενέργειας που υπάρχει στο «κενό». Σήμερα άλλωστε ελάχιστοι ίσως κοσμολόγοι αμφιβάλλουν για την αυθεντικότητα του σκηνικού της δημιουργίας του Σύμπαντος από μιαν αρχική “Μεγάλη Έκρηξη”.

UNIVERSE 09Γιατί η Θεωρία αυτή, αν και όχι τέλεια, είναι ένα πλήρες, μαθηματικά θεμελιωμένο μοντέλο που δημιουργήθηκε με τη βοήθεια των δύο μεγάλων θεωριών του 20ου αιώνα, της Γενικής Σχετικότητας και της Κβαντομηχανικής και συμπληρώθηκε τα τελευταία χρόνια με τις θεωρίες του Πληθωρισμού και πιο πρόσφατα με την θεωρία των Υπερχορδών. Το μοντέλο μάλιστα αυτό επεξηγεί ικανοποιητικά, κατά την γνώμη μου, πολλές (αν και όχι όλες) από τις παρατηρήσεις και τα πειράματα που έχουν γίνει μέχρι τώρα.

  1. Πληθωρισμός και Υπερχορδές, ακούγονται σαν επιστημονική  φαντασία. Τι ακριβώς περιλαμβάνουν;

Πρόκειται για νέες θεωρίες που βοηθούν στην επεξήγηση των παρατηρήσεών μας. Η Θεωρία του Πληθωρισμού, για παράδειγμα, έχει εξελιχτεί σήμερα με πολλές και διάφορες εκφάνσεις (νέος πληθωρισμός, ανοιχτός πληθωρισμός, χαοτικός πληθωρισμός, κλπ.). Αυτό που υποστηρίζει ένα από τα μοντέλα του Πληθωριστικού Σύμπαντος είναι ότι την εποχή της γένεσης το Σύμπαν αποτελούνταν από 10^506 περιοχές που δεν σχετίζονταν μεταξύ τους.

ΒΟΗΘΗΤΙΚΑ B 12Έτσι το σύγχρονο αυτό μοντέλο της εξέλιξης μας λέει ότι αυτή τη στιγμή ίσως να υπάρχουν 10^506 πιθανά παράλληλα με το δικό μας Σύμπαντα τα όποια είναι αδύνατον να παρατηρηθούν πλέον από εμάς ή να τα επηρεάσουμε ή και να μας επηρεάσουν καθ’ οιονδήποτε τρόπο. Παρ’ όλα αυτά οι τελευταίες ανακοινώσεις από την διαστημοσυσκευή PLANCK επιβεβαιώνουν σχεδόν απόλυτα την απλούστερη από τις διάφορες εκφάνσεις του Πληθωρισμού που έχουν ήδη προταθεί.

Σύμφωνα, με την βασική αυτή ιδέα της Θεωρίας αυτό που συνέβη την απειροελάχιστη στιγμή, από το 10^-36 έως το 10^-32 του πρώτου δευτερολέπτου είναι ότι το Σύμπαν υπέστη πάνω από 100 διπλασιασμούς! Γι’ αυτό άλλωστε και η εκθετική αυτή διαστολή του Σύμπαντος ονομάστηκε «Πληθωρισμός» στη διάρκεια του οποίου το Σύμπαν μεγεθύνθηκε τρισεκατομμύρια-τρισεκατομμυρίων φορές και μέχρι 10^78 φορές και ίσως ακόμη πιο πολύ! Εμφανώς λοιπόν η διαστολή αυτή έγινε με μία ταχύτητα πολλαπλάσια της ταχύτητας του φωτός γιατί απλούστατα η τεράστια αυτή διαστολή αφορούσε τον χώρο και όχι κάτι το υλικό. Κι ενώ τίποτα το υλικό δεν μπορεί να υπερβεί την ταχύτητα του φωτός εν τούτοις αυτό δεν ευσταθεί στην περίπτωση του χώρου ο οποίος μπορεί να διασταλεί, να «ξεχειλώσει» δηλαδή, με απεριόριστη ταχύτητα.

  1. Και η Θεωρία των Υπερχορδών, τι περιλαμβάνει;

Πρόκειται για μια θεωρία της οποίας οι εξισώσεις, φαίνεται ότι περιγράφουν την βαρύτητα και τα βαρυτόνιά της, τα σωματίδια με τα οποία μεταφέρεται η βαρύτητα σε κβαντικό επίπεδο. Κι έτσι ξαφνικά η θεωρία αυτή φάνηκε ότι ήταν στην πραγματικότητα το κλειδί στην όλη προσπάθεια ενοποίησης των τεσσάρων θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων. Στους ένθερμους, τουλάχιστον, υποστηριχτές της φαίνεται ότι η Θεωρία των Υπερχορδών και η σημερινή της μετεξέλιξη με την ονομασία «Θεωρία Μ», διαθέτει μια ομορφιά και κομψότητα που την κάνει ιδιαίτερα ελκυστική.

UNIVERSE 12Σύμφωνα με την Θεωρία αυτή τα σωματίδια της ύλης (τα φερμιόνια) και των δυνάμεων (τα μποζόνια) δεν αντιμετωπίζονται απλώς ως απειροελάχιστα «σημεία» όπως κάναμε έως τώρα, αλλά ως μονοδιάστατες «θηλιές» ή «χορδές» κάθε μία από τις οποίες έχει μήκος 10^-33 εκατοστά (που είναι το μήκος του Πλανκ) αλλά μηδενικό πάχος και πάλλεται με διαφορετικό τρόπο.

Σ’ αυτή τη θεώρηση η ύλη και οι δυνάμεις ενοποιούνται σε μία και μοναδική φυσική ύπαρξη, αυτή των χορδών, και διαφοροποιούνται μόνο όσον αφορά τις «νότες» που παίζει κάθε χορδή. Μ’ αυτόν τον τρόπο η θεωρία των χορδών έχει την δυνατότητα να ενώσει την Κβαντική Μηχανική με την Σχετικότητα κάτω όμως από μία κατάσταση «υπερσυμμετρίας». Αν η θεωρία αυτή αληθεύει, ζούμε σ’ ένα Σύμπαν περισσότερων διαστάσεων απ’ όσες μέχρι τώρα αντιλαμβανόμαστε.

  1. Περισσότερων διαστάσεων πέρα δηλαδή από τις τέσσερις που γνωρίζουμε;

Ακριβώς γιατί σύμφωνα με την θεωρία των χορδών την στιγμή της γέννησης του Σύμπαντος υπήρχαν ελεύθερες δέκα διαστάσεις, οι έξη από τις οποίες «διπλώθηκαν» ή «συμπαγοποιήθηκαν» στο εσωτερικό τους «καταπίνοντας» κατά κάποιον τρόπο τον ίδιο τους τον εαυτό. Που βρίσκονται άραγε αυτές οι μυστηριώδεις επί πλέον διαστάσεις; Μπορούμε άραγε να τις δούμε ή να ταξιδέψουμε μέσα σ’ αυτές; Η απάντηση είναι αρνητική γιατί οι «αόρατες» πρόσθετες διαστάσεις βρίσκονται «διπλωμένες» σε κάθε γεωμετρικό σημείο του τετραδιάστατου χωροχρονικού συνεχούς που είναι κατανοητό από τις αισθήσεις μας.

UNIVERSE 16Κάθε γεωμετρικό σημείο του χώρου είναι στην πραγματικότητα και μια υπερσφαίρα έξη διαστάσεων είτε τόσο μικρή ώστε ακόμη και ένα πρωτόνιο να είναι συγκριτικά τεράστιο είτε τόσο τεράστια όσο και ολάκερο το Σύμπαν. Στο εσωτερικό της υπερσφαίρας αυτής το Σύμπαν υπάρχει στην απόλυτη απλότητά του, με ένα μόνο είδος σωματιδίων και μία μόνο δύναμη. Ακριβώς όπως συνέβαινε τη στιγμή της γέννησης του Σύμπαντος. Η διάσπαση όμως της υπερσφαίρας αυτής θα απαιτούσε τόση ενέργεια όση κι αυτή που επικρατούσε τη στιγμή της γέννησης του Σύμπαντος! Πάντως μη νομίζετε ότι η χρήση περισσοτέρων διαστάσεων είναι κάτι το καινούργιο στη φυσική αφού έγινε για πρώτη φορά το 1919.

  1. Κι όλη αυτή η θεωρία που και πως μας βοηθάει στο να αντιληφθούμε καλύτερα το Σύμπαν;

UNIVERSE 02Μας βοηθάει στο να αντιληφθούμε κατά πόσο το Σύμπαν είναι «κλειστό», «ανοιχτό» ή «επίπεδο». Και η απάντηση σ’ αυτό το ερώτημα βρίσκεται όπως είπαμε στην πυκνότητά του, ενώ τα αποτελέσματα των τελευταίων ερευνών μας λένε ότι ζούμε πραγματικά σ’ ένα «επίπεδο» Σύμπαν, ένα Σύμπαν όπου το Ωμέγα πλησιάζει πάρα πολύ κοντά στη μονάδα, αφού η πυκνότητα που παρατηρείται είναι ίση με την κρίσιμη πυκνότητα. Το συμπέρασμα αυτό βγαίνει επειδή έχουμε ήδη διαπιστώσει ότι εάν το Ωμέγα ήταν ακριβώς ίσο με τη μονάδα, σε μια οποιαδήποτε στιγμή κατά το παρελθόν, τότε θα παραμείνει το ίδιο για πάντα.

Διαφορετικά με την πάροδο των δισεκατομμυρίων ετών το Ωμέγα θα έπρεπε να είναι σήμερα είτε μηδέν είτε άπειρο. Επί πλέον με τους πάνω από 100 διπλασιασμούς που προβλέπεται ότι υπέστη το Σύμπαν στην περίοδο της εκθετικής του διαστολής (στην εποχή δηλαδή του «Πληθωρισμού») στα πρώτα τρισεκατομμυριοστά του πρώτου δευτερολέπτου της γέννησής του, οποιαδήποτε κι αν ήταν η τιμή του Ωμέγα (μικρή ή μεγάλη) πριν από τον Πληθωρισμό, μετά απ’ αυτόν η τιμή του θα έτεινε οπωσδήποτε να φτάσει «απείρως» κοντά στη μονάδα.

  1. Και μία ακόμη ερώτηση: Αφού ήδη η ηλικία του Σύμπαντος φτάνει, όπως είπατε, τα 14 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια, εσείς γιατί στο βιβλίο σας αναφέρεστε στην «Άνοιξη του Σύμπαντος»;

Γιατί απλούστατα το σημερινό Σύμπαν βρίσκεται ακόμη στη νεανική του ηλικία. Γιατί εμείς σήμερα ζούμε όντως στην «Άνοιξη του Σύμπαντος», με τα τρισεκατομμύρια άστρα που λάμπουν στο Σύμπαν, αν και όλα τους θα σβήσουν κάποια στιγμή στο άμεσο μέλλον. Κι άλλα νέα άστρα θα δημιουργηθούν στους σπειροειδείς βραχίονες των γαλαξιών και για ένα διάστημα θα λάμψουν κι αυτά όπως κι όσα άλλα προηγήθηκαν. Όμως κι αυτά κάποτε θα πεθάνουν. Κάποτε, κάποια μέρα, το αέριο υδρογόνο που υπάρχει διάχυτο στο Σύμπαν θα εξαντληθεί και η γέννηση νέων άστρων θα σταματήσει.

UNIVERSE 07Το κοσμικό ρολόι αν και χτυπάει αργά, χτυπάει αμετάκλητα, και το γεγονός ότι όλα τα άστρα σήμερα λάμπουν σημαίνει ότι κάποτε όλα τα άστρα θα πεθάνουν. Θα πεθάνουν ακριβώς επειδή λάμπουν. Σήμερα, ο Γαλαξίας μας βρίσκεται στην άνοιξη της ζωής του, μιαν άνοιξη γεμάτη με τη δόξα και το μεγαλείο των λευκών και γαλάζιων άστρων σαν τον Σείριο και τον Βέγα, αλλά και άστρων σαν τον Ήλιο μας. Η ενήλικη όμως ιστορία του Σύμπαντος απέχει πολύ από το σήμερα και υπολογίζεται ότι θα φτάσει σε τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων χρόνια, όταν τα άστρα αυτά θα πάψουν να υπάρχουν.

  1. Έχουμε άραγε την δυνατότητα να υπολογίσουμε ποιο και πως θα είναι το μέλλον του Σύμπαντος;

Θα είναι μια ιστορία φωτισμένη από τα μικρά μόνο κόκκινα και υπέρυθρα άστρα, που είναι σχεδόν αόρατα στα μάτια μας. Και πάλι όμως θα πρόκειται για ένα όμορφο Σύμπαν για τα πλάσματα που θα το κατοικούν τότε. Πλάσματα που θα έχουν προσαρμοστεί στο ίδιο αλλά ταυτόχρονα κι ένα διαφορετικό με το δικό μας Σύμπαν. Αυτού του είδους τα «Πλάσματα» θα μετρούν το χρόνο πίσω τους, όχι με τα εκατομμύρια χρόνια των γεωλογικών μας εποχών, ούτε με τα δισεκατομμύρια χρόνια της ζωής ενός άστρου, αλλά με χρόνια της τάξης των τρισεκατομμυρίων.

Και τότε θα έχουν αρκετό χρόνο στη διάθεσή τους, στους ατέλειωτους αιώνες τους, για να ερευνήσουν και να μάθουν την ιστορία της βιογραφίας του Σύμπαντος. Δεν θα είναι σαν θεοί, γιατί το μυαλό μας δεν θα μπορούσε να φανταστεί την ύπαρξη τέτοιων θεών που θα μπορούσαν να κατέχουν τη δύναμη που εκείνοι θα έχουν. Παρ’ όλα αυτά, όμως, θα μας ζηλεύουν! Θα μας ζηλεύουν γιατί γνωρίσαμε το Σύμπαν όταν ήταν ακόμη μωρό. Θα μας ζηλεύουν επειδή εμείς σήμερα ζούμε πράγματι στην Άνοιξη του Σύμπαντος!

 ***

INFO:
«Η ΑΝΟΙΞΗ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ» ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΠΡΟΛΟΓΟΣ: Επισκόπηση του Σύμπαντος

ΠΡΩΤΟ ΜΕΡΟΣ: «Αυτός ο Κόσμος ο Μικρός ο Μέγας…»

  1. Από τον Μύθο στην Επιστήμη
  2. Η Εξέλιξη των Σύγχρονων Απόψεων
  3. Νεύτων, Σχετικότητα και Κβαντομηχανική
  4. Στο Εσωτερικό του Ατόμου

ΔΕΥΤΕΡΟ ΜΕΡΟΣ. Η Αποκάλυψη του Σύμπαντος

  1. Το Καθιερωμένο Πρότυπο και οι Υπερχορδές
  2. CERN και Higgs
  3. Το «Σκοτεινό» Σύμπαν
  4. Η Γεωμετρία και το Μέγεθος του Σύμπαντος

A 02

ΤΡΙΤΟ ΜΕΡΟΣ: Γέννηση και Εξέλιξη του Σύμπαντος

  1. Μεγάλη Έκρηξη, Πληθωρισμός και Παράλληλα Σύμπαντα
  2. Τα Πρώτα 600 Δευτερόλεπτα
  3. Ακτινοβολία Υποβάθρου και τα Πρώτα Άστρα
  4. Γαλαξίες και Κβάζαρ

ΕΠΙΛΟΓΟΣ: Το Μέλλον του Σύμπαντος

***

Άρθρα του κ.Σιμόπουλου

 

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Please enter your comment!
Please enter your name here