Νέα έρευνα υποδεικνύει ένα επίπεδο και άπειρο Σύμπαν

Τα αποτελέσματα ενός πειράματος κοσμολογίας ππροσδιορίζουν το μέγεθος και το σχήμα του Σύμπαντος, με ακρίβεια της τάξης του 1%. Τα στοιχεία από τις έρευνες αυτές ίσως αποβούν καθοριστικά για την εξακρίβωση της φύσης της σκοτεινής ενέργειας, της μυστηριώδους δύναμης που προκαλεί την επιτάχυνση στη διαστολή του Σύμπαντος.  

Καλλιτεχνική απεικόνιση των νέων μετρήσεων για το μέγεθος του Σύμπαντος. Οι γκρι σφαίρες δείχνουν το μοτίβο των «ακουστικών ταλαντώσεων των Βαρυονίων» (baryon acoustic oscillations) από το πρώιμο Σύμπαν. Οι γαλαξίες σήμερα έχουν μια τάση να ευθυγραμμίζονται με τις σφαίρες. Συγκρίνοντας το μέγεθος των σφαιρών (λευκή γραμμή) με τη προβλεπόμενη τιμή, οι αστρονόμοι μπορούν να προβλέψουν με ακρίβεια της τάξης του 1%, πόσο μακριά είναι οι γαλαξίες. 

Η Φασματοσκοπική Μελέτη Ταλαντώσεων των Βαρυονίων (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey – BOSS) είναι το μεγαλύτερο από τα τέσσερα πειράματα στα πλαίσια της έρευνας Sloan Digital Sky III, η οποία αποσκοπεί στη λεπτομερή καταγραφή του ουρανού του βόρειου ημισφαιρίου. Η ανάλυση των δεδομένων του BOSS περιλαμβάνει φάσματα από 1.277.503 γαλαξίες, 160.000 κβάζαρς και χιλιάδες άλλα αντικείμενα, συγκροτώντας το μεγαλύτερο δείγμα του Γαλαξία που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα με τόση λεπτομέρεια.

Σε συνδυασμό με τα τελευταία δεδομένα από τις μετρήσεις της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, του απόηχου δηλαδή της Μεγάλης Έκρηξης, αλλά και από μετρήσεις διάφορων σουπερνόβα, τα αποτελέσματα από το BOSS συνιστούν πως η σκοτεινή ενέργεια είναι μία μορφή κοσμολογικής σταθεράς, η τιμή της οποία παραμένει αμετάβλητη στο χώρο και στο χρόνο. 

Η κοσμολογική σταθερά είχε εισαχθεί στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας για πρώτη φορά από τον ίδιο τον Αϊνστάιν ως μία εγγενής ιδιότητα του χωροχρόνου, προκειμένου να λειτουργήσει ως ένας αντισταθμιστικός παράγοντας ώστε οι εξισώσεις του να περιγράφουν ένα στατικό Σύμπαν. Όταν μερικά χρόνια αργότερα ανακαλύφθηκε η διαστολή του Σύμπαντος, ο Αϊνστάιν την απέσυρε και παρέμεινε για αρκετές δεκαετίες σε αφάνεια. Τα τελευταία χρόνια έχει επιστρέψει στο προσκήνιο με μία διαφορετική μορφή από την αρχική, ως μία πιθανή εξήγηση στο γρίφο της σκοτεινής ενέργειας.

Το BOSS στοχεύει και στον προσδιορισμό του σχήματος του Σύμπαντος, μία ακόμη παραμέτρου που αποτελεί κλειδί για την κατανόηση της προέλευσης και της εξέλιξής του. Το σχήμα του Σύμπαντος εξαρτάται άμεσα από την κυρτότητα που εμφανίζει, με τους επιστήμονες του πειράματος να απαντούν λιτά "πως το Σύμπαν δε φαίνεται να είναι πολύ κυρτωμένο". Πρόκειται για μία ακόμη ένδειξη πως ίσως το Σύμπαν να είναι τόσο λεπτά ρυθμισμένο ώστε να είναι τελείως επίπεδο, κάτι που με απλά λόγια σημαίνει πως η Ευκλείδια γεωμετρία το περιγράφει ικανοποιητικά.

Οι παρατηρήσεις ενός επίπεδου Σύμπαντος λειτουργούν και υπέρ της θεωρίας του κοσμικού πληθωρισμού, της ιδέας δηλαδή πως το Σύμπαν για ένα πολύ σύντομο διάστημα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη διογκώθηκε με εκθετικό ρυθμό, η οποία μπορεί να εξηγήσει αυτή την απίστευτη σύμπτωση της έλλειψης κυρτότητας.  Ένα στοιχείο που σχετίζεται με το σχήμα του Σύμπαντος είναι και το μέγεθός του, με τους επιστήμονες του BOSS να αναφέρουν πως είναι πιθανό το Σύμπαν να διαστέλλεται για πάντα στο χώρο και να υπάρχει για πάντα στο χρόνο, κάτι που συμβαδίζει με την ιδέα ενός άπειρου Σύμπαντος.

Το πείραμα θα συνεχίσει να λαμβάνει δεδομένα μέχρι και τον Ιούνιο και οι πρώτες δημοσιεύσεις στηρίχτηκαν στα μέχρι στιγμής δεδομένα που αντιστοιχούν στο 90% του τελικού συνόλου. 

physics4u

ΑΠΟΚΑΛΥΨΗ ΤΟ ΕΝΑΤΟ ΚΥΜΑ