Το ίδιο το σύμπαν. Το πώς γίνεται να συμβαίνει είναι λίγο περίπλοκο και γι αυτό ας ξεκινήσουμε από την αρχή, την Μεγάλη Έκρηξη. Πριν από περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια, δημιουργήθηκε το σύμπαν και από τότε διαστέλλεται προς κάθε κατεύθυνση, γεγονός που απέδειξε πρώτος ο αστρονόμος Ε. Hubble αναλύοντας το φως απομακρυσμένων γαλαξιών [βλέπε το σχετικό άρθρο: Ο νόμος του Χάμπλ (Hubble)].
Σύμφωνα με το νόμο του Χάμπλ, όσο πιο μακριά βρίσκεται ένας γαλαξίας τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα απομάκρυνσής του.
Δεν υπάρχει όριο στο πόσο γρήγορα μπορεί το σύμπαν να διαστέλλεται. Το σύμπαν μπορεί να επεκτείνεται και με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός. Αυτό δεν αντιφάσκει με την θεωρία της Σχετικότητας του Einstein, σύμφωνα με τη οποία κανένα σώμα δεν μπορεί να κινηθεί με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός. Δεν κινείται κάποιο αντικείμενο με «υπερφωτεινή» ταχύτητα, αλλά αυτό που συμβαίνει είναι ότι ο ίδιος χώρος από μόνος του τεντώνει με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός, γεγονός που δεν απαγορεύει η θεωρία της Σχετικότητας. Φανταστείτε το σύμπαν σαν ένα σταφιδόψωμο που διαστέλλεται. Οι σταφίδες-γαλαξίες θα απομακρύνονται μεταξύ τους καθώς το σταφιδόψωμο θα φουσκώνει.
Μερικοί γαλαξίες είναι ήδη τόσο μακριά από μας και απομακρύνονται τόσο γρήγορα που το φως τους δεν θα φτάσει ποτέ στη Γη.
Είναι σαν να τρέχουμε έναν αγώνα δρόμου και ο δρόμος να μεγαλώνει πιο γρήγορα απ’ ότι μπορούμε εμείς να τρέξουμε. Τότε δεν θα φτάσουμε ποτέ στον τερματισμό….
popsci.com
Το όνομα του πιο μακρινού γαλαξία είναι z8_GND_5296. Ο γαλαξίας αυτός έχει περίπου 1 δισεκατομμύριο φορές τη μάζα του ήλιου και διαθέτει δύο ασυνήθιστα χαρακτηριστικά, τα οποία έκαναν αυτόν ορατό ενώ άλλους όχι.
ΔΙΟΝΥΣΗΣ Π. ΣΙΜΟΠΟΥΛΟΣ*
Πριν από ένα χρόνο, τον Οκτώβριο του 2013, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χαμπλ κατέγραψε τον πιο απόμακρο γαλαξία του οποίου το φως (ή καλύτερα η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία) ξεκίνησε πριν από 13,1 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει μόλις τώρα στα τηλεσκόπιά μας. Πρόκειται για ένα αντικείμενο που καταγράφηκε όπως ήταν όταν το Σύμπαν είχε ηλικία 700 περίπου εκατομμυρίων ετών, στις αρχές δηλαδή της εξελικτικής του πορείας. Κι αυτό δεν είναι παρά ένα μόνο παράδειγμα από τα άπειρα όσα μάθαμε τα τελευταία μερικά χρόνια με τη βοήθεια των επίγειων και διαστημικών μας τηλεσκοπίων. Για την επόμενη δεκαετία ετοιμάζονται ήδη ακόμη πιο μεγάλα τηλεσκόπια όπως είναι το ευρωπαϊκό τηλεσκόπιο Ε-ΕLT, με διάμετρο κατόπτρου 39 μέτρων και εμβαδόν έξι στρεμμάτων, ίσο με σχεδόν 16 γήπεδα του μπάσκετ! Ενα τόσο γιγάντιο τηλεσκόπιο θα έχει την ικανότητα να ξεχωρίζει δύο πυγολαμπίδες σε απόσταση 200.000 χιλιομέτρων. Θα μπορεί δηλαδή να διακρίνει αντικείμενα πέντε τρισεκατομμύρια φορές πιο αμυδρά από το πιο αμυδρό άστρο που βλέπουμε με γυμνό μάτι!
Λένε ότι η επιστήμη και η επιστημονική έρευνα μάς απελευθερώνουν από τον εγωκεντρισμό μας. Και είναι αλήθεια γιατί οι αστρονόμοι γνωρίζουμε πολύ καλά πόσο μικροσκοπικός είναι ο πλανήτης μας και πόσο απέραντο είναι το Σύμπαν, και δεν νομίζω να υπάρχει καλύτερος τρόπος για να κατανοήσουμε τη μικρότητα και το εφήμερο της παρουσίας μας στο Σύμπαν. Για σκεφτείτε: αν σμικρύναμε το Ηλιακό μας Σύστημα ένα τρισεκατομμύριο φορές τότε αυτό θα είχε το μέγεθος ενός μεγάλου δωματίου και ο Ηλιος θα είχε το μέγεθος του κεφαλιού μιας καρφίτσας, ενώ το πλησιέστερο σ’ εμάς άστρο (ο άλφα Κενταύρου) θα βρισκόταν σε απόσταση περίπου 42 χιλιομέτρων. Στην ίδια σμίκρυνση ο Γαλαξίας μας θα είχε διάμετρο 1.000.000 χιλιομέτρων, ενώ το πάχος του στο κέντρο θα έφτανε τα 100.000 χιλιόμετρα. Σε όλη του μάλιστα την έκταση ο Γαλαξίας μας θα στολιζόταν από 200 δισεκατομμύρια άστρα, καθένα με μέσο μέγεθος το κεφάλι μιας καρφίτσας σε αποστάσεις περίπου 40 χιλιομέτρων το ένα από το άλλο. Στο Σύμπαν υπάρχουν περίπου ένα τρισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια άστρα. Τόσα άστρα, όσοι είναι και οι κόκκοι της άμμου όλων των ωκεανών της Γης. Και παρ’ όλα αυτά βρίσκουμε ένα δισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια άτομα στην ύλη που περιέχεται μέσα σε μία μόνο δαχτυλήθρα.
Κι όμως, όλοι μας, απασχολημένοι από τις δραστηριότητες της καθημερινής μας ζωής, δεν είμαστε σε θέση να προβλέψουμε το μέλλον των σύγχρονων ανακαλύψεων. Αυτό, άλλωστε, συνέβαινε ανέκαθεν. Όταν η βασίλισσα Βικτωρία της Αγγλίας επισκέφτηκε τον Michael Faraday στο εργαστήριό του και τον ρώτησε σε τι θα χρησίμευαν οι ανακαλύψεις του, ο Faraday της απάντησε: «Σε τι χρησιμεύει, μεγαλειοτάτη, ένα μωρό;». Περίπου 50 χρόνια αργότερα ο J. J. Thomson ανακάλυψε το ηλεκτρόνιο όταν κανείς δεν μπορούσε να φανταστεί (στα πρόθυρα του 20ού αιώνα) με ποιον τρόπο το ηλεκτρόνιο θα μπορούσε να αλλάξει την ανθρωπότητα. Κι όμως, οι ανακαλύψεις των Faraday και Thomson ήταν αυτές που οδήγησαν σε όλες τις μετέπειτα εφαρμογές που βασίζονται στον ηλεκτρισμό!
Γι’ αυτό δεν πρέπει να ξεχνάμε ποτέ όσα μας δίδαξε η ιστορία της επιστήμης, γιατί δεν είμαστε σε θέση να προβλέψουμε τις συνέπειες μιας επιστημονικής ανακάλυψης, αφού κάθε πρόσθετο κομμάτι γνώσης, οσοδήποτε περίεργο, άσχετο ή αφηρημένο κι αν φαίνεται στην αρχή, καταλήγει άμεσα ή έμμεσα, αργά ή γρήγορα, σε κάποια πρακτική εφαρμογή. Αν δεν συνεχίσουμε την ανάπτυξη της επιστήμης και τον εμπλουτισμό των γνώσεών μας, άσχετα με την άμεση χρησιμότητά τους, γρήγορα θα ταφούμε κάτω από το βάρος των προβλημάτων μας, γιατί η επιστήμη του σήμερα είναι η λύση του αύριο.
Είναι, άλλωστε, στη φύση του ανθρώπου να θέλει να μάθει, ή όπως έγραφε ο Αριστοτέλης: «Φύσει του ειδέναι ορέγεται ο άνθρωπος». Απ’ όλα τα όντα πάνω στη Γη, μόνο εμείς διερωτόμαστε τι κάνει τον Ήλιο να λάμπει, γιατί το ουράνιο τόξο ακολουθεί την καταιγίδα, με ποιον τρόπο τα πουλιά πετάνε. Μόνο εμείς διερωτόμαστε τι κρύβεται πίσω από τον επόμενο λόφο ή πέρα από την απέραντη θάλασσα. Κι έχουμε πάντα αναρριχηθεί στον λόφο, κι έχουμε πάντα διασχίσει τον ωκεανό. Ισως, κάτι βαθιά χαραγμένο στη γενετική μας δομή να είναι αυτό που μας ωθεί να μάθουμε το τι είμαστε και από πού προήλθαμε. Που μας ωθεί στην περιπέτεια της εξερεύνησης. Γιατί είμαστε προικισμένοι με την ικανότητα να σκεφτόμαστε, να αισθανόμαστε και να διερωτόμαστε. Είναι η μοίρα μας, και ίσως ο σκοπός μας, να αναπτυσσόμαστε και να προοδεύουμε καθώς επιδιώκουμε να μάθουμε και να δώσουμε έννοια και σημασία στο Σύμπαν στο οποίο ανήκουμε, σε μία ατέρμονη ίσως προσπάθεια ερευνών. Γι’ αυτό άλλωστε και ο σημερινός άνθρωπος, στην προσπάθειά του να κατανοήσει το Σύμπαν, δεν αντικρίζει εκεί έξω έναν εχθρικό και άδειο κόσμο. Βλέπει, αντίθετα, την υπόσχεση ενός πανέμορφου ταξιδιού προς την Ιθάκη των γνώσεων. Ενός Ταξιδιού Χωρίς Τέλος.
* Ο κ. Διονύσης Π. Σιμόπουλος είναι επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου.
www.kathimerini.gr
Εφόσον το φως χρειάζεται χρόνο για να φτάσει σε μας από μακρινές αποστάσεις, όσο πιο μακριά κοιτάμε τόσο πιο πολύ πίσω βλέπουμε στο χρόνο. Πέρα από τους πιο μακρινούς γαλαξίες, βλέπουμε έναν αδιαφανή τοίχο από πλάσμα υδρογόνου που ακτινοβολεί, μια ακτινοβολία που χρειάστηκε 14 δισεκατομμύρια χρόνια να φτάσει σε μας. Αυτό συμβαίνει διότι το ίδιο υδρογόνο που σήμερα γεμίζει το διάστημα ήταν τόσο θερμό ώστε να είναι σε μορφή πλάσματος πριν από 14 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν το Σύμπαν μας είχε ηλικία μόνο 400,000 χρόνια
«…Έχουμε πλέον ωθήσει το σύνορο της γνώσης μας 14 δισεκατομμύρια χρόνια πίσω στο παρελθόν, σε μια εποχή όπου ολόκληρο το Σύμπαν μας ήταν ένας φλεγόμενος αντιδραστήρας θερμής σύντηξης. Όταν λέω ότι πιστεύω στην υπόθεση της Μεγάλης Έκρηξης, εννοώ ότι είμαι πεπεισμένος γι’ αυτήν αλλά τίποτε παραπάνω.
Η Υπόθεση της Μεγάλης Έκρηξης: Ό,τι μπορούμε να παρατηρήσουμε ήταν κάποτε θερμότερο από τον πυρήνα του Ήλιου, και διαστελλόταν τόσο γρήγορα ώστε να διπλασιάσει το μέγεθός του μέσα σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.
Πρόκειται σίγουρα για μια αρκετά μεγάλη έκρηξη ώστε να μπορούμε να την αποκαλούμε Μεγάλη, με κεφαλαίο Μ. Προσέξτε, ωστόσο, ότι ο ορισμός μου είναι αρκετά συντηρητικός και δεν λέει απολύτως τίποτε για το τι συνέβαινε πριν από αυτήν. Για παράδειγμα, από την υπόθεση δεν προκύπτει ότι εκείνη τη στιγμή το Σύμπαν μας είχε την ηλικία ενός δευτερολέπτου, ή ότι ήταν για πάντα απείρως πυκνό ή ότι προήλθε από κάποιο είδος ανωμαλίας όπου καταρρέουν τα μαθηματικά μας.
Το ερώτημα Διαθέτουμε ενδείξεις υπέρ της ύπαρξης του σημείου ανωμαλίας (ιδιομορφία) της Μεγάλης Έκρηξης; έχει μια πολύ απλή απάντηση: Όχι!
Δίχως άλλο, αν επεκτείνουμε τις εξισώσεις του Φρίντμαν όσο το δυνατόν πίσω στο χρόνο, αυτές καταρρέουν σε μια ανωμαλία άπειρης πυκνότητας ένα περίπου δευτερόλεπτο πριν από τη πυρηνοσύνθεση της Μεγάλης Έκρηξης – όμως, σύμφωνα με τη θεωρία της κβαντικής μηχανικής η συγκεκριμένη επέκταση καταρρέει πριν φτάσουμε στην ανωμαλία. Νομίζω πως είναι σημαντικό να διακρίνουμε ανάμεσα σε αυτό για το οποίο διαθέτουμε βάσιμες ενδείξεις και σ’ εκείνο που παραμένει άκρως υποθετικό. Και η αλήθεια είναι πως μολονότι διαθέτουμε ορισμένες συναρπαστικές θεωρίες και νύξεις για το τι συνέβη νωρίτερα, στην πραγματικότητα δεν γνωρίζουμε, προς το παρόν τουλάχιστον, τίποτε. Αυτό είναι το σύνορο της τωρινής γνώσης μας. Για την ακρίβεια, δεν γνωρίζουμε ακόμη μετά βεβαιότητας αν το Σύμπαν μας είχε αρχή, ή αν πριν από τη πυρηνοσύνθεση της Μεγάλης Έκρηξης έζησε μια ολόκληρη αιωνιότητα κάνοντας πράγματα που δεν κατανοούμε.
Κοντολογίς, έχουμε σήμερα επεκτείνει το σύνορο της γνώσης μας πολύ πίσω στον χρόνο, αποκαλύπτοντας την κοσμική ιστορία που προσπάθησα να σκιαγραφήσω στην εικόνα που ακολουθεί.
Aν και ξέρουμε ελάχιστα για την αρχή του σύμπαντος, γνωρίζουμε πολύ καλά το τι έγινε στη συνέχεια κατά τα επόμενα 14 δισεκατομμύρια έτη. Καθώς το σύμπαν μας διαστελλόταν και ψυχόταν, τα κουάρκ ενώθηκαν σχηματίζοντας πρωτόνια (πυρήνες Υδρογόνου) και νετρόνια, τα οποία με τη σειρά τους συντήχθηκαν σε πυρήνες Ηλίου. Στη συνέχεια αυτοί οι πυρήνες σχημάτισαν άτομα συλλαμβάνοντας ηλεκτρόνια, και η βαρύτητα συγκέντρωσε αυτά τα άτομα στους γαλαξίες, τα άστρα και τους πλανήτες που παρατηρούμε σήμερα
Ένα εκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ο χώρος κατακλυζόταν από ένα σχεδόν ομοιόμορφο διαφανές αέριο. Αν ξετυλίγαμε την κοσμική ιστορία αντιστρόφως στον χρόνο, θα βλέπαμε το αέριο να γίνεται σταδιακά θερμότερο και τα άτομα να συγκρούονται μεταξύ τους όλο και πιο έντονα, έως ότου αρχίσουν να διασπώνται σε ατομικούς πυρήνες και ελεύθερα ηλεκτρόνια – δηλαδή, σε πλάσμα. Έπειτα θα βλέπαμε τα άτομα ηλίου να συγκρούονται και να διασπώνται σε πρωτόνια και νετρόνια τα οποία, στη συνέχεια, επίσης θα συγκρούονταν και θα διασπώνταν στα δομικά συστατικά τους, τα κουάρκ. Κατόπιν θα διασχίζαμε το σύνορο της γνώσης μας και θα εισερχόμασταν στην επικράτεια της επιστημονικής εικασίας…»
Απόσπασμα από το βιβλίο του Max Tegmark, «ΤΟ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ ΜΑΣ«, Εκδόσεις Τραυλός
