Από πού προερχόμαστε; είμαστε το προϊόν αρχέγονων κβαντικών διακυμάνσεων ..

Γιατί είμαστε εδώ; Από πού προερχόμαστε; Σύμφωνα με τους Boshongo, ένα λαό της κεντρικής Αφρικής, πριν από μας υπήρχε μόνο σκοτάδι, νερό και ο μεγάλος θεός Bumba. Μια μέρα που ο Bumba είχε πόνο στο στομάχι και από τον εμετό του προήλθε ο Ήλιος. Ο Ήλιος εξάτμισε κάποια ποσότητα νερού και εμφανίστηκε έτσι η Γη. Όμως ο Bumba μετά έκανε και πάλι εμετό και έτσι δημιουργήθηκε η Σελήνη, τα άστρα και στη συνέχεια η λεοπάρδαλη, ο κροκόδειλος, η χελώνα και στο τέλος τέλος ο άνθρωπος.

Αυτός ο μύθος περί Δημιουργίας, όπως και πολλοί άλλοι, προσπαθεί να απαντήσει σε τέτοιου είδους ερωτήματα, που ακόμα ρωτάμε. Ευτυχώς, όμως σήμερα έχουμε ένα εργαλείο για να δώσουμε τις κατάλληλες απαντήσεις: την επιστήμη.

Η πρώτη επιστημονική απόδειξη για την εμφάνιση της ζωής ήρθε πριν από περίπου 80 χρόνια, όταν ο Edwin Hubble άρχισε τις παρατηρήσεις του στη δεκαετία του 1920, με το τηλεσκόπιο των 100 ιντσών, στο όρος Wilson στο Los Angeles.

Με έκπληξη ο Hubble διαπίστωσε ότι σχεδόν όλοι οι γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς. Επιπλέον, όσο πιο μακρινοί είναι οι γαλαξίες, τόσο πιο γρήγορα απομακρύνονται. Η διαστολή του σύμπαντος ήταν μια από τις πιο σπουδαίες επιστημονικές ανακαλύψεις όλων των εποχών.

Αυτό το εύρημα μετασχημάτισε το δημόσιο  διάλογο σχετικά με το αν το σύμπαν είχε ένα ξεκίνημα. Αν οι γαλαξίες απομακρύνονται μεταξύ τους τώρα, τότε αυτοί θα έπρεπε να ήταν πιο κοντά στο παρελθόν. Αν η ταχύτητά τους ήταν σταθερή τότε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια όλοι τους θα βρίσκονταν στο ίδιο σημείο. Ήταν αυτό το σημείο η απαρχή του σύμπαντος; Εκείνη την εποχή πολλοί επιστήμονες δυσφορούσαν με την ιδέα ότι το σύμπαν είχε μια αρχή, διότι αυτό υπονοούσε την κατάρρευση της φυσικής.

Θα έπρεπε κάποιος να επικαλεστεί ένα εξωτερικό παράγοντα, που για ευκολία μπορεί κανείς να τον ονομάσει Θεό, για να εξηγήσει το πώς ξεκίνησε το σύμπαν. Γι αυτό οι επιστήμονες προτίμησαν να λένε ότι το σύμπαν διαστέλλεται μεν στον παρόντα χρόνο, αλλά δεν είχε δε καμιά αρχή. Ίσως η πιο γνωστή θεωρία τότε ήταν η θεωρία της σταθερής κατάστασης, που προτάθηκε το 1948.

Σύμφωνα με τη θεωρία της σταθερής κατάστασης το σύμπαν υπήρχε από πάντα και ήταν το ίδιο σε όλες τις χρονικές στιγμές. Αυτή η τελευταία ιδιότητα είχε το μεγάλο πλεονέκτημα ότι θα μπορούσε να ελεγχθεί, μια κρίσιμη παράμετρος για την επιστημονική μέθοδο. Και γι αυτό αυτή η θεωρία διαπιστώθηκε ελλιπής.

Παρατηρητικά δεδομένα που επιβεβαίωναν την ιδέα ότι το σύμπαν είχε μια πολύ πυκνή αρχή εμφανίστηκαν τον Οκτώβριο του 1965, με την ανακάλυψη της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου σε όλο το διάστημα. Η μόνη λογική ερμηνεία της ήταν ότι αυτή η ακτινοβολία υποβάθρου είναι ότι απέμεινε από μια αρχέγονη θερμή και πυκνή κατάσταση. Καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, η ακτινοβολία ολοένα ψύχεται για να καταλήξει στα κατάλοιπα επίπεδα που βλέπουμε σήμερα.

Η θεωρία δικαιολογεί πολύ καλά αυτή την άποψη. Με τον Roger Penrose δείξαμε ότι αν η γενική θεωρία της σχετικότητας είναι ορθή, τότε θα υπάρχει μια ιδιομορφία, ένα σημείο με άπειρη πυκνότητα και χωροχρονική καμπυλότητα, εκεί όπου ο χρόνος έχει μια αρχή.

Το σύμπαν ξεκίνησε με τη Μεγάλη Έκρηξη, διαστελλόμενο με ολοένα πιο γρήγορη ταχύτητα (ακόμα και πιο γρήγορα από το φως). Αυτό το στάδιο ονομάζεται πληθωρισμός, ενώ αποδεικνύεται ότι ο πληθωρισμός στο αρχέγονο σύμπαν ήταν πάρα πολύ γρήγορος: το σύμπαν διπλασίασε το μέγεθός του πολλές φορές μέσα ένα πολύ μικρό κλάσμα δευτερολέπτου.

Ο πληθωρισμός έκανε το σύμπαν πολύ μεγάλο, πολύ ομοιόμορφο και επίπεδο. Ωστόσο, δεν ήταν εντελώς ομογενές: υπήρξαν μικροσκοπικές διακυμάνσεις από τόπο σε τόπο. Οι διακυμάνσεις αυτές οφείλονται σε μικρές διαφορές στη θερμοκρασία του αρχέγονου σύμπαντος, τις οποίες μπορούμε να δούμε στο Μικροκυματικό Κοσμικό Υπόβαθρο.

Οι διακυμάνσεις σημαίνουν ότι ορισμένες περιοχές θα επεκτάθηκαν λιγότερο γρήγορα. Οι βραδύτερες περιοχές σταμάτησαν να διαστέλλονται και κατέρρευσαν πάλι για να σχηματίσουν τους γαλαξίες και τα άστρα. Και στη συνέχεια τα ηλιακά συστήματα.

Εμείς οφείλουμε την ύπαρξή μας σ’ αυτές τις διακυμάνσεις. Αν το αρχέγονο σύμπαν ήταν εντελώς ομοιόμορφο, δεν θα υπήρχαν τα άστρα και συνεπώς η ζωή δεν θα μπορούσε να αναπτυχθεί.

Παρόλα αυτά υπάρχουν πολλά ακόμη μυστήρια που δεν κατανοούμε. Είμαστε όμως πολύ κοντά στην απάντηση των πανάρχαιων ερωτήσεων. Από πού προερχόμαστε; Και είμαστε τα μόνα όντα στο σύμπαν που μπορούν να θέσουν αυτές τις ερωτήσεις;

Άρθρο του Stephen Hawking στο New Scientist

http://www.physics4u.gr