Νέα δεδομένα αναθεωρούν τη μέχρι σήμερα γνώση για το Σύμπαν

19:49 21/3/2013 - Πηγή: Attiki Press

Ο πιο λεπτομερής μέχρι σήμερα χάρτης του σύμπαντος, που προκύπτει από την καταγραφή της λεγόμενης «κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου», έγινε πραγματικότητα χάρη στο επιστημονικό διαστημικό τηλεσκόπιο «Πλανκ» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), όπως ανακοίνωσε σήμερα ο τελευταίος.

Ο χάρτης έρχεται να επιβεβαιώσει το βασικό μοντέλο της κοσμολογίας, τη θεωρία της «Μεγάλης Έκρηξης» (Μπιγκ Μπανγκ) για την καταγωγή και εξέλιξη του σύμπαντος. Ταυτόχρονα, βελτιώνει τις μέχρι σήμερα γνώσεις των επιστημόνων για τη δομή και τη σύνθεση του σύμπαντος (κατανομή ύλης-ενέργειας),

αλλά επίσης για πρώτη φορά αποκαλύπτει τρεις απρόσμενες και μυστηριώδεις ανωμαλίες που αναζητούν εξηγήσεις.

Οι βασικότερες διαπιστώσεις από τις μετρήσεις του τηλεσκοπίου «Πλανκ», το οποίο επεκτείνει το σχετικό έργο των προηγούμενων δορυφόρων COBE και WMAP της NASA, είναι συνοπτικά οι εξής:

* Το σύμπαν έχει ηλικία 13,82 δισεκατομμυρίων ετών, κατά 50 έως 100 εκατ. χρόνια μεγαλύτερη από τις έως τώρα εκτιμήσεις. Η νέα εκτίμηση βασίζεται στην αναθεώρηση του ρυθμού με τον οποίο επεκτείνεται το σύμπαν (γνωστή και ως «σταθερά του Χαμπλ») στα 67,15 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά μεγαπαρσέκ (ένα μεγαπαρσέκ είναι περίπου 3 εκατ. έτη φωτός).

* Το σύμπαν περιέχει περισσότερη ύλη (ορατή και σκοτεινή) και λιγότερη σκοτεινή ενέργεια από ό,τι θεωρούσαν έως τώρα οι επιστήμονες. Η νέα ακριβέστερη εκτίμηση έχει ως εξής: η κανονική ύλη πλανητών, άστρων και γαλαξιών είναι 4,9% (από 4,6%) και η σκοτεινή ύλη 26,8% (από 24%). Συνεπώς συνολικά, η συμπαντική ύλη είναι 31,7%, ενώ η μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια που ευθύνεται για την αέναη διαστολή του σύμπαντος, αποτελεί το 68,3% (από 71,4%).

* Οι νέες μετρήσεις δείχνουν τρεις μυστηριώδεις ανωμαλίες στο σύμπαν: Η πρώτη είναι ότι οι διακυμάνσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου σε πολύ μεγάλες κοσμικές κλίμακες είναι πιο μικρές από αυτές που παρατηρούνται στις μικρότερες κλίμακες του σύμπαντος. Η δεύτερη είναι ότι υπάρχει μια ασυμμετρία των μέσων θερμοκρασιών, με συνέπεια το νότιο ημισφαίριο του ουρανού να είναι ελαφρώς πιο θερμό από το βόρειο, κάτι που έρχεται σε αντίθεση με την κυρίαρχο κοσμολογικό μοντέλο που προβλέπει ότι το σύμπαν είναι ομοιόμορφο. Τέλος, η τρίτη ανωμαλία είναι ο εντοπισμός ενός απρόσμενα μεγάλου κρύου σημείου στον συμπαντικό χάρτη, το οποίο βρίσκεται στην κατεύθυνση του αστερισμού του Ηριδανού. Οι ανωτέρω ανωμαλίες θα αναγκάσουν τους επιστήμονες να αναθεωρήσουν τα θεωρητικά μοντέλα τους, αναζητώντας νέες εξηγήσεις.

Η κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (Cosmic Microwave Background-CMB) αποτελεί κατάλοιπο του αρχαιότερου φωτός, που έλαμψε για πρώτη φορά όταν το σύμπαν ήταν μόλις 380.000 ετών και είχε θερμοκρασία 2.700 βαθμών Κελσίου. Η ακτινοβολία αυτή, που έχει πια θερμοκρασία μόλις 2,7 βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν (-273,15 βαθμοί Κελσίου), είναι ακόμα «αποτυπωμένη» στον ουρανό και περιέχει αδιόρατες θερμικές διακυμάνσεις. Οι διακυμάνσεις αυτές αντιστοιχούν στις περιοχές του σύμπαντος, οι οποίες είχαν ήδη από το πρώιμο σύμπαν ελαφρώς διαφορετική πυκνότητα ύλης/ενέργειας και αποτέλεσαν έτσι τους «σπόρους» για τη δημιουργία των κατοπινών άστρων και γαλαξιών.

Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας, αυτές οι (κβαντικής φύσης) διακυμάνσεις ενυπήρχαν από την πρώτη κιόλας στιγμή της «Μεγάλης Έκρηξης» και μεγεθύνθηκαν, όταν το σύμπαν υπέστη τρομακτικά απότομη διαστολή μέσω της διαδικασίας του «πληθωρισμού». Το τηλεσκόπιο «Πλανκ» δημιούργησε ένα λεπτομερέστερο από ποτέ χάρτη αυτών των διαχρονικών διακυμάνσεων, οι οποίες σήμερα πλέον καταγράφονται στο φάσμα των μικροκυμάτων, καθώς το αρχέγονο φως έχει μετατοπιστεί σταδιακά στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.

Το «Πλανκ», που εκτοξεύτηκε το 2009 και κόστισε 600 εκατ. ευρώ, αποτελεί αντιπροσωπευτικό παράδειγμα υψηλού επιπέδου επιστημονικής εργασίας μεταξύ των ευρωπαϊκών χωρών, οι οποίες συνεισέφεραν στην κατασκευή του και στην ανάλυση των στοιχείων που συνέλεξε. Τα επόμενα κοσμολογικά ευρήματά του θα ανακοινωθούν στην αρχή του 2014.

Κεντρικό ρόλο στην επιστημονική καθοδήγηση και ανάλυση των στοιχείων του «Πλανκ» παίζει ο ελληνικής καταγωγής αστρονόμος Γιώργος Ευσταθίου, διευθυντής του Ινστιτούτου Κοσμολογίας του Πανεπιστημίου Κέμπριτζ στη Βρετανία. «Ο απώτατος στόχος μας είναι να κατασκευάσουμε ένα νέο θεωρητικό μοντέλο που θα προβλέπει και θα συνδέει τις ανωμαλίες. Όμως είναι ακόμα νωρίς. Μέχρι στιγμής, δεν ξέρουμε αν αυτό είναι δυνατό και τι είδους νέα Φυσική θα χρειαστεί. Και αυτό είναι συναρπαστικό», διευκρίνισε ο κ. Ευσταθίου.