Το πολυσύμπαν είναι μικρότερο και απλούστερο, σύμφωνα με την τελευταία θεωρία του Χόκινγκ

Δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό φυσικής υψηλών ενεργειών “Journal of High Energy Physics”, η εργασία του διάσημου φυσικομαθηματικού και κοσμολόγου, Στίβεν Χόγκινγκ, που ο ίδιος είχε υποβάλει προς δημοσίευση στην αρχή του έτους, πριν από τον θάνατό του (στις 14 Μαρτίου 2018).

Στο εν λόγω πόνημα αναπτύσσεται η τελική θεωρία του Χόκινγκ για την προέλευση του σύμπαντος. Πρόκειται για επιστημονική εργασία η οποία βασίζεται στη θεωρία των χορδών και είναι αποτέλεσμα της συνεργασίας του κορυφαίου επιστήμονα με  τον καθηγητή Τόμας Χέρτογκ του βελγικού Καθολικού Πανεπιστημίου της Λουβέν.

Όπως αναφέρεται στη συγκεκριμένη εργασία, το σύμπαν είναι πεπερασμένο και απλούστερο από όσο υποστηρίζουν οι περισσότερες θεωρίες για τη «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ).

Μια πρώτη παρουσίαση της θεωρίας είχε γίνει από τον Χέρτογκ πέρυσι τον Ιούλιο, σε συνέδριο στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, με αφορμή τα 75α γενέθλια του Χόκινγκ.

Πολλές σύγχρονες θεωρίες υποστηρίζουν ότι το σύμπαν μας  δημιουργήθηκε από μια σύντομη πληθωριστική «έκρηξη», η οποία ακολούθησε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου μετά το «Μπιγκ Μπανγκ», ωθώντας το νεογέννητο σύμπαν να διασταλεί απότομα.

Σύμφωνα με μια διαδεδομένη πεποίθηση, μόλις αρχίσει ο κοσμικός πληθωρισμός, υπάρχουν περιοχές όπου δεν σταματά ποτέ. Ωστόσο, το παρατηρήσιμο μέρος του σύμπαντός μας είναι απλώς μια περιοχή όπου ο πληθωρισμός έχει σταματήσει. Αυτό είναι πιθανό να οδηγεί στη δημιουργία διαφορετικών συμπάντων, τα οποία ενδέχεται να λειτουργούν με διαφορετικούς νόμους. Συμπερασματικά προκύπτει ότι, όλα τα σύμπαντα μαζί συνθέτουν ένα πολυσύμπαν.

Στην τελευταία εργασία του, την οποία ανέπτυξε μαζί με τον Χέρτογκ, ο Χόκινγκ αμφισβητεί τη θεωρία του αιώνιου πληθωρισμού, χωρίς ωστόσο να αρνείται την ύπαρξη του πολυσύμπαντος. Η διαφορά είναι ότι κατά τον ίδιο τα πράγματα είναι πολύ πιο απλά, εφόσον υποστηρίζει ότι όλα τα σύμπαντα έχουν ίδιους φυσικούς νόμους με το δικό μας.

«Το πρόβλημα με τη συνήθη θεωρία του αέναου πληθωρισμού είναι πως υποθέτει ότι υπάρχει στο υπόβαθρο ένα σύμπαν που εξελίσσεται σύμφωνα με τη γενική θεωρία σχετικότητας του Αϊνστάιν, ενώ αντιμετωπίζει τις κβαντικές επιδράσεις ως μικρές διακυμάνσεις γύρω από αυτό. Όμως η δυναμική του αέναου πληθωρισμού καταργεί τη διάκριση ανάμεσα στην κλασσική και στην κβαντική φυσική, με συνέπεια η θεωρία του Αϊνστάιν να παύει να ισχύει στον αέναο πληθωρισμό», αναφέρει ο Χέρτογκ.

«Το σύμπαν μας, στις μεγαλύτερες κλίμακες, είναι λογικά ομαλό και πεπερασμένο, συνεπώς δεν αποτελεί μια μορφοκλασματική δομή (φράκταλ)», υποστηρίζουν Χόκινγκ και Χέρτογκ. Σύμφωνα με τη νέα θεωρία των δύο επιστημόνων, ο αέναος πληθωρισμός είναι μια άχρονη κατάσταση πάνω σε μια επιφάνεια του χώρου στην αρχή του χρόνου.

«Δεν καταλήγουμε σε ένα μοναδικό σύμπαν, αλλά τα ευρήματά μας παραπέμπουν σε μια σημαντική μείωση του πολυσύμπαντος, σε μια πολύ μικρότερη γκάμα πιθανών συμπάντων», είχε επισημάνει ο Χόκινγκ προτού πεθάνει. Σύμφωνα με τον ίδιο, η νέα θεωρία είναι πιο εύκολο να επιβεβαιωθεί με αστροφυσικές και αστρονομικές παρατηρήσεις.

Επόμενος στόχος του Χέρτογκ είναι να μελετήσει -σε μικρότερες κλίμακες- τις συνέπειες της νέας θεωρίας, μέσα στα όρια παρατήρησης των διαστημικών τηλεσκοπίων. Ο ίδιος πιστεύει ότι το θεωρητικό μοντέλο που ανέπτυξε μαζί με τον Χόκινγκ είναι δυνατό να επιβεβαιωθεί από τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα (ρυτιδώσεις του χωροχρόνου) που προκλήθηκαν κατά την έξοδο από τον αέναο πληθωρισμό.

Το ζήτημα είναι ότι, η επέκταση του σύμπαντός μας από τη γέννησή του μέχρι σήμερα θα συνεπάγεται, πιθανόν, ότι αυτά τα βαρυτικά κύματα θα έχουν πλέον πολύ μεγάλα μήκη και ως εκ τούτου θα είναι αδύνατο να ανιχνευθούν από τους υπάρχοντες επίγειους ανιχνευτές LIGO. Ωστόσο ίσως είναι δυνατό να εντοπισθούν στο μέλλον από το ευρωπαϊκό διαστημικό παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων LISA.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ

Φωτογραφία: Joel Ryan/Invision/AP, Αρχείο

Δείτε εδώ τη δημοσίευση της εργασίας