Η σημερινή ανακοίνωση για την ανακάλυψη των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων που διαπερνούν τον χωροχρόνο, χαιρετίστηκε ήδη ως ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά επιτεύγματα των τελευταίων δεκαετιών.
- Τελικά επιβεβαιώθηκαν οι φήμες!
Πρόκειται για το «αποτύπωμα» που άφησε η κατακλυσμική επέκταση του σύμπαντος (ο λεγόμενος «πληθωρισμός» του), αμέσως μετά τη δημιουργία του με τη...
«Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ).
Ένα τηλεσκόπιο μελέτης της κοσμικής ακτινοβολίας μικροκυμάτων, το BICEP (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), το οποίο βρίσκεται στο Νότιο Πόλο και αποτελεί αμερικανο-ευρωπαϊκή επιστημονική συνεργασία, ανακάλυψε βαρυτικά κύματα στο σύμπαν, που προέρχονται από την πρώτη στιγμή της δημιουργίας του.
Το γεγονός, που αποτελεί επιστέγασμα πολυετών ερευνητικών προσπαθειών, θεωρείται κοσμοϊστορικής σημασίας για τη Φυσική και την Κοσμολογία, καθώς ρίχνει περισσότερο φως στο μυστήριο της βαρύτητας και στις απαρχές δημιουργίας του σύμπαντος κατά την «Μεγάλη Έκρηξη» - ενώ παρεμπιπτόντως, για μια ακόμη φορά, επιβεβαιώνει τη Γενική Θεωρία Σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Η σχετική ανακοίνωση από επιστημονική ομάδα με επικεφαλής τον Τζον Κόβακς, έγινε σε συνέντευξη Τύπου στο Κέντρο Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, σύμφωνα με το BBC, το "Science" και το "Nature" και ήλθε να επιβεβαιώσει τις φήμες που κυκλοφορούσαν τις τελευταίες μέρες.
Όπως συνέβη και με την ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς, είναι πιθανότατο ότι η ανακάλυψη θα οδηγήσει σε ένα ακόμη βραβείο Νόμπελ - εφόσον η διεθνής επιστημονική κοινότητα θεωρήσει όντως πειστική την ανακάλυψη.
Η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων που αποτελούν τον «απόηχο» του κοσμογονικού «Μπιγκ Μπανγκ», έρχεται να συμπληρώσει την ήδη γνωστή «κοσμική (θερμική) ακτινοβολία υποβάθρου», επιβεβαιώνοντας έτσι την κυρίαρχη θεωρία ότι το σύμπαν, αμέσως μετά τη γέννησή του πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, μέσα σε απειροελάχιστα κλάσματα του δευτερολέπτου γνώρισε μια ταχύτατη επέκταση σε μέγεθος (τη λεγόμενη «εποχή του πληθωρισμού»), γεγονός που, μεταξύ άλλων, εξηγεί γιατί φαίνεται σήμερα ιδιαίτερα ομοιόμορφο από την μια άκρη του έως την άλλη.
Αυτή η - έως τώρα αναπόδεικτη - «θεωρία του πληθωρισμού» πρόβλεπε ότι η ανστραπιαία συμπαντική διόγκωση άφησε το βαρυτικό «αποτύπωμά» της στο χωροχρόνο (τα λεγόμενα «βαρυτικά κύματα υποβάθρου»), κάτι που τώρα φαίνεται πως επιβεβαιώνεται και συνεπώς ουσιαστικά αποδεικνύει την εν λόγω θεωρία-κλειδί. Οι φυσικοί θεωρούν ότι μόνο ο «πληθωρισμός» ήταν σε θέση να ενισχύσει τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα σε σημείο που να γίνονται αντιληπτά μέχρι σήμερα και να ανιχνεύονται στο μήκος κύματος των μικροκυμάτων.
Τα βαρυτικά κύματα συνιστούν αδιόρατους κυματισμούς στον ιστό του χωροχρόνου, που μεταφέρουν ενέργεια μέσω του διαστήματος, κάπως σαν τα κύματα ενός ωκεανού. Εκτός από τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα, τέτοια κύματα, σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν, μπορούν να παραχθούν επίσης στο σύμπαν από σώματα πολύ μεγάλης μάζας, όπως μαύρες τρύπες και άστρα νετρονίων. Αυτά προκαλούν παραμορφώσεις στην καμπυλότητα του χωροχρόνου, με συνέπεια την αδιόρατη μεταβολή στις διαστάσεις μεγάλων αντικειμένων, όπως φαίνονται από τη Γη.
Στο μικροσκόπιο της επιστημονικής κοινότητας
Τα στοιχεία που ανακοίνωσαν οι επιστήμονες του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, μετά από τριετή εξονυχιστική μελέτη τους για την αποφυγή λάθους, θα πρέπει να επιβεβαιωθούν και από άλλους ερευνητές, αλλά η διάχυτη εντύπωση της επιστημονικής κοινότητας είναι ότι είναι αξιόπιστα.
«Έχω δει την έρευνα, τα επιχειρήματα είναι πειστικά και οι εμπλεκόμενοι επιστήμονες είναι ανάμεσα στους πιο προσεκτικούς και συντηρητικούς ανθρώπους που γνωρίζω», δήλωσε ο καθηγητής Μαρκ Καμιονόφσκι του Πανεπιστημίου Τζον Χόπκινς.
Η «θεωρία του πληθωρισμού» εμφανίστηκε στις αρχές της δεκαετίας του '80 και αποτελεί συμπλήρωμα των κενών της αρχικής θεωρίας της «Μεγάλης Έκρηξης», του θεμέλιου λίθου της σύγχρονης κοσμολογίας.
Η θεωρία προέβλεπε ότι η εκρηκτική διαστολή του σύμπαντος αμέσως μετά τη γέννησή του, άφησε «ίχνη» με τη μορφή κυμάτων βαρυτικής ενέργειας, τα οποία μπορούν να γίνουν αντιληπτά στο αρχαιότερο φως του σύμπαντος, στην «κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου». Και αυτό ακριβώς φαίνεται πως εντόπισε για πρώτη φορά το ερευνητικό πρόγραμμα BICEP 2, με το ομώνυμο ραδιοτηλεσκόπιο στον Σταθμό Αμούδσεν-Σκοτ στην Ανταρκτική, σε υψόμετρο 2.800 μέτρων.
Η ανίχνευση γίνεται αισθητή ως μια διακριτή πόλωση αυτής της ακτινοβολίας (με ένα μοτίβο σαν «μπούκλες») και μόνο τα βαρυτικά κύματα θεωρείται ότι είναι δυνατό να παράγουν αυτό το «αποτύπωμα». Μάλιστα, το «σήμα» που ανιχνεύτηκε είναι πολύ πιο ισχυρό απ' ό,τι ήλπιζαν ή θεωρούσαν πιθανό οι περισσότεροι επιστήμονες - αν αναλογιστεί κανείς ότι έρχεται από τις απαρχές του χωροχρόνου, πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
«Η ανίχνευση αυτού του σήματος ήταν ένας από τους πιο σημαντικούς στόχους στη σημερινή κοσμολογία. Πολλοί άνθρωποι εργάστηκαν για να φθάσουμε σε αυτό το σημείο» δήλωσε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, καθηγητής Τζον Κόβακς του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ. «Ο Νότιος Πόλος είναι το κοντινότερο που μπορεί να φθάσει κανείς στο διάστημα, παραμένοντας στο έδαφος. Είναι ένα από τα πιο κρύα, ξηρά και καθαρά μέρη στη Γη, τέλειο για παρατηρήσεις αχνών μικροκυμάτων από το Μπιγκ Μπανγκ», πρόσθεσε.
Επειδή ο «πληθωρισμός» είναι κβαντικό φαινόμενο, αλλά ταυτόχρονα γεννά τα βαρυτικά κύματα, η ανακάλυψη (εφόσον επιβεβαιωθεί οριστικά) είναι συμβατή με την ελπίδα μιας «Μεγάλης Θεωρίας του Παντός», η οποία θα αποκαλύπτει την κβαντική φύση και της βαρύτητας και, έτσι, θα την κατατάσσει μαζί με τις άλλες τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης, επιτέλους για πρώτη φορά ενοποιώντας τη Θεωρία Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν με την Κβαντομηχανική - κάτι άπιαστο μέχρι σήμερα.
Άλλες ερευνητικές ομάδες πάντως, όπως η ανταγωνιστική ερευνητική ομάδα POLARBEAR, θα επιδιώξουν τώρα να διασταυρώσουν την «έμμεση» ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων μέσω του αποτύπωματός τους στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου. Το επόμενο βήμα -και η πραγματική απόδειξη για την ύπαρξή τους- θα είναι η άμεση ανίχνευση αυτών των κυμάτων μέσω άλλων πειραμάτων που ήδη βρίσκονται σε εξέλιξη. Πάντως, ο Αϊνστάιν, ο οποίος είχε προβλέψει την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων περίπου πριν από 100 χρόνια, θεωρούσε ότι θα ήσαν πολύ αδύναμα σήμερα πια για να εντοπιστούν απευθείας.
Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, η βαρύτητα είναι η μυστηριώδης δύναμη με την οποία η μάζα καμπυλώνει τον χώρο γύρω της. Όμως κατακλυσμικά γεγονότα, όπως ο αρχέγονος «πληθωρισμός» ή, αργότερα, οι συγκρούσεις μαύρων οπών ή αστέρων νετρονίων μπορούν -σαν τα σεισμικά κύματα- να απλωθούν στα πέρατα του σύμπαντος. Αντίθετα όμως με τα κύματα των σεισμών, τα βαρυτικά κύματα ταξιδεύουν στο κενό και με την ταχύτητα του φωτός, συμπιέζοντας συνεχώς τον χώρο γύρω τους, και αυτό αφήνει ένα χαρακτηριστικό αποτύπωμα στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου.
