Νόμπελ για την κοσμική παγωμάρα και μοναξιά
Από την εποχή του Νεύτωνα μέχρι πριν από μία δεκαετία οι φυσικοί ήταν απολύτως βέβαιοι ότι η δύναμη της βαρύτητας είναι η ελκτική δύναμη που διαμορφώνει και συγκρατεί σε τάξη όλα ανεξαιρέτως τα υλικά αντικείμενα του Σύμπαντος.
Χάρη στις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις η Σελήνη παραμένει σε τροχιά γύρω από τη Γη και η Γη γύρω από τον Ηλιο. Και επειδή υπάρχει αυτή η μυστηριώδης ελκτική δύναμη, τα ηλιακά συστήματα συγκροτούν τους γαλαξίες, αυτοί με τη σειρά τους τα σμήνη γαλαξιών κ.ο.κ.
Αυτή η εύρυθμη και άκρως καθησυχαστική εικόνα του Σύμπαντος έμελλε να ανατραπεί οριστικά το 1998 από τις απρόσμενες αστρονομικές παρατηρήσεις και κυρίως από τις ακριβείς μετρήσεις που πραγματοποίησαν δύο πρωτοποριακές ομάδες αστροφυσικών. Την πρώτη ερευνητική ομάδα διηύθυνε ο ήδη διάσημος αστροφυσικός Σολ Πέρλμουτερ (Saul Perlmutter) του Πανεπιστημίου Μπέρκλι των ΗΠΑ, ενώ η δεύτερη ομάδα ήταν μια διεθνής συνεργασία μεταξύ του Αυστραλού Μπράιαν Σμιτ (Β. Ρ. Schmidt) με τον Αμερικανό Ανταμ Ρις (Adam G. Riess).
Ούτε λίγο ούτε πολύ, αυτοί οι ερευνητές κατέληξαν, ανεξάρτητα οι μεν από τους δε, στο άκρως ανησυχητικό συμπέρασμα ότι το Σύμπαν διαστέλλεται συνεχώς και μάλιστα με επιταχυνόμενους ρυθμούς! Και γι' αυτήν ακριβώς την ανατρεπτική ανακάλυψή τους τιμήθηκαν, πριν από τέσσερις μέρες, από τη Σουηδική Ακαδημία Επιστημών με την υψηλότερη επιστημονική διάκριση: το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για το 2011.
Συχνά η απονομή των βραβείων Νόμπελ δημιουργεί βάσιμες υποψίες ή και εύλογες αντιρρήσεις για τη μεροληψία ή τη συντηρητικότητα που επιδεικνύει σε ορισμένες επιλογές της η υπεύθυνη για την απονομή των βραβείων επιτροπή. Φέτος ωστόσο αυτό δεν ισχύει, αφού όλοι αναγνωρίζουν σήμερα ότι τα ρηξικέλευθα αποτελέσματα αυτών των ερευνών κυριολεκτικά ανέτρεψαν το σκηνικό στη σύγχρονη κοσμολογία. Θα επιχειρήσουμε να εξηγήσουμε το γιατί.
Ο συμπαντικός επιταχυντής
Στα τέλη του εικοστού αιώνα οι αστροφυσικοί ήταν πεπεισμένοι ότι απ' τη στιγμή που σχηματίστηκε -εξαιτίας μιας μυστηριώδους Μεγάλης Εκρηξης- το Σύμπαν διαστέλλεται και επεκτείνεται συνεχώς. Οπως υπέθεταν τότε, όλη η αναγκαία προωθητική δύναμη γι' αυτή τη διαστολή θα έπρεπε να αναζητηθεί στο πλεόνασμα ενέργειας που δημιούργησε αυτή η γενεσιουργός έκρηξη.
Σύμφωνα με αυτή την «εξήγηση», όλα ανεξαιρέτως τα ουράνια σώματα και οι γαλαξίες θα συνεχίσουν να απομακρύνονται μεταξύ τους μέχρι να εξαντλήσουν αυτό το αρχικό ενεργειακό «πλεόνασμα», οπότε και θα αρχίσουν να επιβραδύνονται: η συμπαντική διαστολή που δημιούργησε η Μεγάλη Εκρηξη (Big Bang) θα έπρεπε κάποτε να αντιστραφεί λόγω της βαρύτητας και σταδιακά να οδηγήσει στη συμπαντική συστολή, η οποία τελικά ίσως οδηγούσε στη Μεγάλη Σύνθλιψη (Big Crush). Αυτό ακριβώς το πολύ λογικό, εύτακτο και κατά βάθος στατικό μοντέλο εξήγησης ανετράπη από τα νέα και εντελώς απροσδόκητα παρατηρησιακά δεδομένα που ήρθαν στο φως χάρη στις έρευνες των αστροφυσικών που βραβεύτηκαν φέτος.
Πράγματι, κατά τη δεκαετία του 1990 δύο ανεξάρτητες ομάδες ερευνητών, αφ' ενός του Σολ Πέρλμουτερ και αφ' ετέρου των Μπράιαν Σμιτ και Ανταμ Ρις, επιχείρησαν να χαρτογραφήσουν το ορατό μας Σύμπαν μελετώντας με ισχυρότατα τηλεσκόπια δεκάδες απόμακρους σουπερνόβα, δηλαδή υπερκαινοφανείς αστέρες.
Οι σουπερνόβα είναι μεγάλα αστέρια που επειδή έχουν εξαντλήσει τα υλικά και ενεργειακά τους αποθέματα τελειώνουν την αστρική ζωή τους με μια γιγάντια έκρηξη. Μια επιθανάτια έκρηξη τόσο εκθαμβωτική ώστε μπορεί να φωτίζει τον ουράνιο θόλο σαν ένας γαλαξίας, γι' αυτό και οι σουπερνόβα ονομάζονται «φάροι» του Σύμπαντος.
Οι τρεις αστροφυσικοί που μοιράστηκαν το φετινό βραβείο Νόμπελ S. Perlmutter Β. Schmidt Α. G. Riess Οι τρεις αστροφυσικοί που μοιράστηκαν το φετινό βραβείο Νόμπελ S. Perlmutter Β. Schmidt Α. G. Riess Για τις ανάγκες της χαρτογράφησης του Κόσμου οι ερευνητές επέλεξαν να μελετήσουν μια ειδική κατηγορία μακρινών υπερκαινοφανών αστέρων, τους λεγόμενους σουπερνόβα «τύπου Ia». Αυτό που διαφοροποιεί αυτόν τον τύπο υπερκαινοφανών από τους άλλους είναι ότι ενώ διαθέτουν μάζα περίπου ίση με αυτή του Ηλιου μας, οι διαστάσεις τους είναι ίσες με αυτές της Γης. Επιπλέον, αυτοί οι «υπερσυμπιεσμένοι» σουπερνόβα βρίσκονται σε απίστευτα μεγάλες αποστάσεις από τη Γη.
Αναλύοντας λοιπόν τη συμπεριφορά πενήντα και πλέον τέτοιων υπερκαινοφανών αστέρων διαπίστωσαν, προς μεγάλη τους έκπληξη, ότι οι εκρήξεις τους, αν και μεγαλειώδεις, ήταν πολύ λιγότερο φωτεινές απ' όσο περίμεναν. Η μόνη λογική εξήγηση για τη μειωμένη φωτεινότητά τους ήταν ότι οφείλεται στην αύξηση της απόστασής τους από εμάς: το φως από τις εκρήξεις των σουπερνόβα ήταν πολύ ασθενέστερο επειδή το Σύμπαν συνολικά επιταχύνεται και μάλιστα με ρυθμούς πολύ ταχύτερους απ' ό,τι προέβλεπαν τότε.
Τα πάντα διαλύονται στο κενό;
Βλέπουμε λοιπόν ότι ενώ η αρχική αθώα επιθυμία αυτών των ερευνητών ήταν να χαρτογραφήσουν τον ορατό κόσμο, τελικά, και παρά τη θέλησή τους, κατέληξαν στην απόρριψη του κυρίαρχου μέχρι τότε κοσμολογικού μοντέλου εξήγησης της δυναμική του Σύμπαντος! Το γεγονός, μάλιστα, ότι η έρευνά τους δέχτηκε φέτος την ύψιστη επιστημονική επιβράβευση, αποδεικνύει περίτρανα πως ήδη αναγνωρίζεται ως μια θεμελιώδης ανακάλυψη με ασύλληπτες, όπως θα δούμε, κοσμολογικές αλλά και γνωσιολογικές συνέπειες.
Αν αυτές οι μετρήσεις είναι σωστές (και δεν υπάρχει η παραμικρή ένδειξη για το αντίθετο!), τότε θα πρέπει να εξηγήσουμε το ανεξήγητο: πώς είναι δυνατόν το Σύμπαν να διαστέλλεται όλο και πιο γρήγορα αν η μοναδική δρώσα δύναμη είναι η βαρύτητα, που, όπως γνωρίζουμε, είναι δύναμη ελκτική; Γιατί σύμπασα η ύλη του Κόσμου μας διαστέλλεται με επιταχυνόμενους ρυθμούς και φαίνεται να διαλύεται στο κενό, αντί να συστέλλεται και να συγκεντρώνεται από τις αμοιβαίες βαρυτικές αλληλεπιδράσεις;
Η επικρατέστερη αλλά κάθε άλλο παρά προφανής απάντηση των φυσικών είναι ότι το Σύμπαν αποτελείται από 73% «σκοτεινή ενέργεια» και από 23% «σκοτεινή ύλη», για τη φύση και τη λειτουργία των οποίων δεν γνωρίζουμε σχεδόν τίποτα! Εκτός βέβαια από το ότι συνδιαμορφώνουν και καθορίζουν το παρόν και το μέλλον του υπόλοιπου 4% του ορατού μας Κόσμου. Με άλλα λόγια, για τη σύγχρονη φυσική το 96% του Σύμπαντος παραμένει σήμερα ένα δυσεπίλυτο αίνιγμα. Αυτό συνεπάγεται ότι η σκοτεινή και η ορατή ύλη μαζί, δηλαδή η συνολική μάζα του Σύμπαντος καθώς και οι βαρυτικές ελκτικές δυνάμεις που αυτή η μάζα αναπτύσσει, δεν είναι πλέον σε θέση να συγκρατήσουν, πόσω δε μάλλον να εξηγήσουν, την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.
Από τις μέχρι σήμερα παρατηρήσεις, αλλά και από θεωρητικές αναγκαιότητες, προέκυψε η ανάγκη να αποδεχθούμε την ύπαρξη και τη δράση στο Σύμπαν μιας παντελώς άγνωστης αλλά πολύ ισχυρής «αντιβαρυτικής δύναμης», η οποία το ωθεί αναπόδραστα να «δραπετεύει» και να διαλύεται στο κενό. Και επειδή οι επιστήμονες αγνοούν τόσο τη φύση όσο και την προέλευση αυτής της άγνωστης μορφής ενέργειας, την αποκαλούν «σκοτεινή ενέργεια» ή «ενέργεια του κενού».
Ωστόσο, από αυτές τις εξελίξεις στη σύγχρονη φυσική (και όχι μόνο!) προκύπτει ακόμη ένα πιο βασανιστικό ερώτημα: είναι άραγε αλήθεια, όπως με περισσή ευκολία λέγεται συχνά, ότι η αύξηση των γνώσεών μας οδηγεί κατ' ανάγκη στη μείωση της άγνοιάς μας;
Μήπως η αναμφισβήτητη αύξηση των επιστημονικών μας γνώσεων, εκτός από τις ασύλληπτες τεχνολογικές εφαρμογές που συνεπάγεται, μας οδηγεί εν τέλει στη συνειδητοποίηση της άγνοιάς μας; Κι αν αυτό το απαισιόδοξο συμπέρασμα δεν ικανοποιεί τις αυταπάτες μας περί της παντοδυναμίας του ανθρώπινου πνεύματος... τόσο το χειρότερο για τις αυταπάτες μας.
