ΔΕΝ ΕΙΧΕ ΠΑΝΤΑ ΣΤΑΘΕΡΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟ ΦΩΣ

Πρόκειται για τον ακρογωνιαίο λίθο της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, με την οποία προστέθηκε στις θεμελιώδεις σταθερές της φυσικής. Ο λόγος για την ταχύτητα του φωτός στο κενό, που ισούται με 300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο και, σύμφωνα με τον διάσημο φυσικό, παραμένει αμετάβλητη για οποιονδήποτε παρατηρητή βρίσκεται ακίνητος ή κινείται χωρίς επιτάχυνση.

Η ταχύτητα του φωτός 299.792.458 μέτρα το δευτερόλεπτο θεωρείται μια από τις μεγάλες θεμελιώδεις σταθερές της σύγχρονης Φυσικής. Oμως μερικοί επιστήμονες, εδώ και χρόνια, υποστηρίζουν κάτι που σίγουρα θα έβγαζε τον Αϊνστάιν από τα ρούχα του: ότι το φως δεν είχε στον αιώνα τον άπαντα την ίδια ταχύτητα με τη σημερινή. Και τώρα, για πρώτη φορά, δηλώνουν ότι η ιδέα τους ωρίμασε σε βαθμό που πλέον να είναι δυνατό να ελεγχθεί πειραματικά.

Ο João Magueijo του Imperial College του Λονδίνου και ο Niayesh Afshordi του Πανεπιστημίου Γουότερλου του Καναδά, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό φυσικής «Physical Review D», υποστηρίζουν ότι η ταχύτητα του φωτός ήταν μεγαλύτερη αμέσως μετά την «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ) που δημιούργησε το σύμπαν. Για την ακρίβεια, σύμφωνα με τους δύο επιστήμονες, το φως διαδιδόταν με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα στο «νεογέννητο» σύμπαν, το οποίο είχε ασύλληπτη πυκνότητα και θερμοκρασία. Στη συνέχεια, όσο μειωνόταν η πυκνότητα και η θερμοκρασία, ελαττωνόταν σταδιακά και η ταχύτητα του φωτός, φθάνοντας τελικά στα 300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Η ιδέα πρωτοεμφανίσθηκε στο τέλος της δεκαετίας του 1990 και έκτοτε αντιμετωπίσθηκε ως μια ενδιαφέρουσα αλλά αναπόδεικτη θεωρία.

Αν και η θεωρία πρωτοδιατυπώθηκε τη δεκαετία του 1990, σε άρθρο που δημοσίευσαν οι δύο επιστήμονες τη Δευτέρα στο περιοδικό Physical Review, περιγράφουν με ποιον τρόπο θα μπορούσε να ελεγχθεί. Κι αυτό γιατί, αν ισχύει, θα πρέπει να ανιχνευθεί μία χαρακτηριστική «υπογραφή» στη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB), δηλαδή στο υπόλειμμα της ακτινοβολίας που εξέπεμπε το σύμπαν περίπου 380.000 χρόνια μετά τη δημιουργία του.

Ένα από τα κίνητρα αμφισβήτησης της «αιώνια» σταθερής ταχύτητας του φωτός, για τους δύο επιστήμονες, ήταν να δώσουν μία εναλλακτική εξήγηση για το γεγονός ότι το σύμπαν είναι «ομογενές και ισότροπο», δηλαδή φαίνεται το ίδιο σε όποια θέση παρατήρησης κι αν βρεθούμε και προς όποια κατεύθυνση και αν παρατηρήσουμε.

Μέχρι σήμερα, για να εξηγηθεί αυτή η ιδιότητα, οι περισσότεροι κοσμολόγοι προτείνουν τη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού, υποστηρίζοντας δηλαδή πως στις πρώτες φάσεις δημιουργίας του, το σύμπαν γνώρισε μία φάση βίαιης και απότομης διαστολής, η οποία κατάφερε να του «χαρίσει» ομοιογένεια, αν και διήρκησε για ένα απειροελάχιστο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, το πρόβλημα με τον κοσμικό πληθωρισμό είναι πως δεν υπάρχει κάποια πειστική απάντηση ούτε για τον μηχανισμό που το προκάλεσε ούτε για τον λόγο που είχει τόσο μικρή διάρκεια.

Από την άλλη πλευρά, αν η υπόθεση των João Magueijo και Niayesh Afshordi  ευσταθεί, και το φως σε εκείνο το στάδιο της κοσμικής δημιουργίας είχε όντως πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα, τότε σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, η διάδοσή του προς όλες τις κατευθύνσεις θα μπορούσε να εξηγήσει την ομοιογένεια του σύμπαντος.

Σε μία τέτοια περίπτωση, όπως προβλέπουν, θα πρέπει οι διακυμάνσεις της πυκνότητας στο πρώιμο σύμπαν να έχουν ένα συγκεκριμένο μοτίβο. Έτσι, προβλέπουν πως το μέγεθος που μετρά αυτές τις διακυμάνσεις, και ονομάζεται φασματικός δείκτης, θα πρέπει να ισούται με 0,96478.

Με το σημερινό επίπεδο ακρίβειας των αστρονομικών παρατηρήσεων, ο φασματικός δείκτης έχει μετρηθεί ίσος περίπου με 0,968. Αν οι πιο ακριβείς μετρήσεις, μέσα στα επόμενα χρόνια, κάνουν την πραγματική τιμή να προσεγγίσει το νούμερο που προβλέπουν οι επιστήμονες, τότε θα ενισχυθεί η θεωρία τους, χωρίς ωστόσο αυτό να σημαίνει πως έχει επαληθευτεί.

Ωστόσο, στην περίπτωση που από την ακριβέστερη μέτρηση του φασματικού δείκτη προκύψει κάποια τιμή που αποκλίνει από την πρόβλεψή τους, τότε η θεωρία θα καταρριφθεί.

physics4u + naftemporiki

Η ΑΠΟΚΑΛΥΨΗ ΤΟΥ ΕΝΑΤΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ