Εκκεντρικές Κοσμολογικές Θεωρίες

Εκκεντρικές Κοσμολογικές Θεωρίες

Σήμερα η περισσότερο παραδεκτή Κοσμολογική Θεωρία είαι το Καθιερωμένο Κοσμολογικό Πρότυπο. Αυτό, στηρίζεται στην Θεωρία του Big Bang και συμπληρώνεται από την θεωρία του πληθωρισμού. Ωστόσο οι αδυναμίες του στην "ενσωμάτωση" των νέων αστρονομικών δεδομένων δίνουν τροφή στην παραγωγή μίας σειράς νέων εκκεντρικών πολλές φορές, θεωριών που διεκδικούν την θέση του.

Γενικά
Υπάρχουν όμως, θεωρίες στην Κοσμολογία που είτε είναι δύσκολο να αποδειχθούν είτε είναι έξω από την καθιερωμένη λογική. Πάντως αξίζει κάποιος να τις γνωρίζει, γιατί ίσως κάποια από αυτές γίνει η κυρίαρχη αυριανή θεωρία στον χώρο της Κοσμολογίας.

Θεωρία των Συγκρουόμενων Βρανών
Θα μπορούσε το δικό μας Σύμπαν να είναι μια βράνη που επιπλέει σε διάστημα πολλών διαστάσεων, συγκρουόμενη επανειλημμένα με ένα γειτονικό Σύμπαν;

Σύμφωνα με μία παραλλαγή της Θεωρίας Χορδών, που λέγεται Κόσμος των Βρανών, υπάρχουν και άλλες επιπλέον διαστάσεις του Χώρου, και ενώ η Βαρύτητα μπορεί να φτάσει σε αυτές, είμαστε περιορισμένοι στο Σύμπαν-βράνη μας με τις τρεις διαστάσεις μόνο.

Ο Neil Turok του πανεπιστημίου του Καίμπριτζ και ο Paul Steinhardt του πανεπιστημίου του Princeton στο Νιου Τζέρσεϋ, έχουν αναπτύξει μια θεωρία για το πώς η Μεγάλη Έκρηξη θα μπορούσε να έχει προκύψει όταν το Σύμπαν μας συγκρούστηκε βίαια με ένα άλλο. Αυτές οι συγκρούσεις επαναλαμβάνονται, παράγοντας ένα νέο Big Bang κάθε τόσο. Επιπλέον, αν το μοντέλο του κυκλικού Σύμπαντος είναι σωστό, τότε ο Κόσμος θα μπορούσε να είναι αθάνατος.

Θεωρία Πολλαπλών Κόσμων
Όταν η Ύλη συμπιέζεται σε ακραίες πυκνότητες στο κέντρο μιας Μαύρης Τρύπας, τότε μπορεί να αναπηδά προς τα πίσω και να δημιουργήσει ένα νέο Βρεφικό Σύμπαν.

Οι Φυσικοί Νόμοι στο Κόσμο-βρέφος μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς, και τυχαία, από εκείνους που ισχύουν στον γονικό Κόσμο. Έτσι, είναι δυνατόν οι Κόσμοι να υφίστανται εξέλιξη.

Αυτή την θεωρία την προτείνει ο Lee Smolin του Ιδρύματος Perimeter στο Βατερλώ του Καναδά. Σύμπαντα όμως που παράγουν πολλές μαύρες τρύπες έχουν και πολλούς απογόνους, έτσι τελικά αυτά έρχονται να εξουσιάσουν τον πληθυσμό του Πολυσύμπαντος. Εάν εμείς ζούμε σε έναν τυπικό Σύμπαν (δηλ. ένα Κόσμο), τότε αυτό οφείλει να έχει Φυσικούς Νόμους και Φυσικές Σταθερές που να βελτιστοποιούν την παραγωγή των μαύρων οπών.

Θεωρία του Υπέρρευστου Χωρόχρονου
Μία από τις πιο εξωτικές νέες θεωρίες της Κοσμολογίας είναι ότι ο Χωρόχρονος είναι στην πραγματικότητα μια υπέρρευστη ουσία, που ρέει με μηδενική τριβή.

Επιπλέον, άν το Σύμπαν περιστρέφεται, τότε ο υπέρρευστος Χωρόχρονος θα σκεδάζεται με δίνες, σύμφωνα με τους φυσικούς Poawel Mazur, του πανεπιστημίου της Νότιας Καρολίνας, και George Chapline, στο Εργαστήριο Lawrence Livermore, στην Καλιφόρνια.

Οι δίνες αυτές μπορεί να έχουν δημιουργήσει δομές όπως οι Γαλαξίες. Ο Mazur προτείνει ότι το Σύμπαν μας μπορεί να έχει γεννηθεί μέσα σε έναν καταρρέοντα αστέρα, όπου ο συνδυασμός της αστρικής Ύλης και του υπέρρευστου Χώρου μπόρεσε να γεννήσει την Σκοτεινή Ενέργεια, την απωστική επίδραση που επιταχύνει την διαστολή του Σύμπαντος.

Ανθρωπική Αρχή
Γιατί το Σύμπαν έχει τις ιδιότητες που είναι οι πιο κατάλληλες για να επιτρέψουν την εμφάνιση της ζωής;

Αν ήταν κατασκευασμένο πολύ πρόχειρα, με λίγες φυσικές σταθερές, θα κατέληγε χωρίς αστέρες ή ύλη, ή η ύπαρξή του θα διαρκούσε ένα απειροελάχιστο χρόνο.

Μια απάντηση είναι η Ανθρωπική Αρχή: ο κόσμος που βλέπουμε πρέπει να είναι φιλόξενος, αλλιώς δεν επρόκειτο να είμαστε εδώ για να τον παρατηρήσουμε.

Πρόσφατα η ιδέα αυτή κέρδισε κάποιους πόντους, επειδή η θεωρία του πληθωρισμού προτείνει ότι μπορεί να υπάρξει ένα άπειρο πλήθος Κόσμων, ενώ η Θεωρία Χορδών υπαινίσσεται ότι οι Κόσμοι αυτοί μπορεί να έχουν ένα σχεδόν άπειρο εύρος διαφορετικών ιδιοτήτων και φυσικών νόμων.

Αλλά, πολλοί κοσμολόγοι απορρίπτουν την ανθρωπική αρχή ως φιλοσοφία και μη-επιστήμη, επειδή δεν κάνει καμία ελέγξιμη πρόβλεψη.

Θεωρίες Τροποποιημένης Βαρύτητας
Η βαρύτητα αρκεί για να δικαιολογηθεί η Σκοτεινή Ύλη Η Σκοτεινή Ύλη μπορεί να μην είναι στην πραγματικότητα μια "οντότητα". Θα μπορούσε, απλώς, να είναι ένα παραπλανητικό όνομα για την περίεργη συμπεριφορά της βαρύτητας.

Υπάρχουν αρκετές τέτοιες θεωρίες. Μία από τις δημοφιλέστερες ονομάζεται MOND (Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική) και προτείνει ότι η Βαρύτητα δεν εξασθενίζει τόσο γρήγορα σε μακρινές αποστάσεις, όσο προβλέπουν οι τρέχουσες θεωρίες.

Αυτή η επιπρόσθετη βαρύτητα μπορεί να παίζει το ρόλο της Σκοτεινής Ύλης, διατηρώντας σε συνοχή τους Γαλαξίες και τα Γαλαξιακά Σμήνη που, αλλιώς, θα διασπειρόταν. Μια νέα διατύπωση της MOND, σύμφωνη με τη Σχετικότητα, έχει αναζωπυρώσει το ενδιαφέρον για την υπόθεση αυτή, αν και μπορεί να μην ταιριάζει με το σχήμα των σημείων της Μικροκυματικής Ακρινοβολίας Υποβάθρου.

Θεωρία του Συμπυκνώματος-Φαντάσματος
Τρία μυστήρια της σύγχρονης κοσμολογίας θα μπορούσαν να τυλιχτούν μαζί σε μια φανταστική παρουσία. Μια ομάδα φυσικών - αφού έκανε μια προσαρμογή στις εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας του Einstein, βρήκε μια παράξενη ουσία που αναδύεται από τη νέα θεωρία τους, το Συμπύκνωμα- Φάντασμα (ghost condensate).

Στην αρχή μπόρεσε να δημιουργήσει μια τεράστια απωθητική βαρύτητα που οδήγησε στον κοσμικό πληθωρισμό μετά την Μεγάλη Έκρηξη, ενώ αργότερα μπόρεσε να παραγάγει περισσότερο 'ήρεμη' επιτάχυνση, κάτι που αποδίδεται σήμερα στην Σκοτεινή Ενέργεια.

Επιπλέον, εάν αυτή η 'ολισθηρή' ουσία συγκεντρωθεί τοπικά, θα μπορούσε να σχηματίσει τη Σκοτεινή Ύλη.

Θεωρία του Μικρού Σύμπαντος
Το μοτίβο των σημείων στο κοσμικό υπόβαθρο των μικροκυμάτων έχει μια ύποπτη ανεπάρκεια: υπάρχουν εκπληκτικά λίγα μεγάλα σημεία. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι το Σύμπαν είναι μικρό, τόσο μικρό που, όταν παραγόταν το υπόβαθρο των μικροκυμάτων, δεν θα μπορούσε να κρατήσει εκείνες τις μεγάλες σταγόνες.

Σε αυτή την περίπτωση, ο χώρος θα έπρεπε να τυλίγεται κατά κάποιο τρόπο γύρω του. Ενδεχομένως η πιο περίεργη πρόταση είναι ότι το Σύμπαν έχει ένα σχήμα όμοιο με χοάνη, με ένα στενό άκρο από τη μια και μια δεύτερη άκρη σαν το κουδούνι μιας σάλπιγγας.

Η έντονη κυρτότητα του διαστήματος εκείνη την εποχή, σε αυτό το μοντέλο, θα ανάγκαζε τις στρογγυλές μεγάλες σταγόνες να σχηματίσουν μικρές ελλείψεις όπως αυτές που παρατηρούνται σήμερα στο μοτίβο του κοσμικού υποβάθρου.

Θεωρία του Υπερταχέος Φωτός
Γιατί οι αντίθετες πλευρές του Σύμπαντος ομοιάζουν, φαίνονται δηλαδή ίδιες; Είναι ένας γρίφος επειδή τα άκρα του σημερινού ορατού κόσμου δεν πρέπει ποτέ να είχαν έρθει σε επαφή. Ακόμη και στις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν αυτές οι περιοχές ήταν πολύ πιο κοντά, δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για το φως, ή οτιδήποτε άλλο, να ταξιδεύσει από το ένα άκρο στο άλλο.

Δεν υπήρχε ικανός χρόνος ώστε η θερμοκρασία και η πυκνότητα να αποκτήσουν ομοιόμορφες τιμές παντού στο Σύμπαν. Και όμως είναι ίδιες παντού.

Μια λύση υπάρχει: το φως να είχε κινηθεί πολύ γρηγορότερα. Αλλά αν δεχθούμε ότι τι το φως ταξίδευσε τότε πιο γρήγορα από ότι κινείται σήμερα, αυτό θα μπορούσε να σημάνει μια ριζική επανεξέταση της Θεωρίας της Σχετικότητας.

Θεωρία των Άγονων Νετρίνων
Η Σκοτεινή Ύλη μπορεί να αποτελείται από τα πιο αδιόρατα σωματίδια που υπάρχουν, τα άγονα νετρίνα.

Αυτά είναι οι υποθετικοί βαρύτεροι εξαδέλφοι των συνηθισμένων νετρίνων και θα μπορούσαν να αλληλεπιδρούσαν με την υπόλοιπη Ύλη μόνο μέσω της Βαρύτητας (και ουσιαστικά θα είναι αδύνατον να τα ανιχνεύσουμε).

Αλλά αυτά μπορεί να έχουν τις σωστές ιδιότητες για να αποτελέσουν την "θερμή" Σκοτεινή Ύλη, και να κινούνται περίπου με ταχύτητες μερικών χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο.

Πιστεύεται ότι αυτά τα άγονα νετρίνα διαμορφώνουν τις τεράστιες συγκεντρώσεις της σκοτεινής ύλης, όπως χαρτογραφήθηκαν από τις πρόσφατες παρατηρήσεις.

Τα άγονα νετρίνα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν στον σχηματισμό των αστέρων και των μαύρων οπών στο πρώιμο Σύμπαν, και συγχρόνως να δώσουν τα αναγκαία 'λακτίσματα' για να περιστρέφονται ταχύτατα οι Νετρονικοί Αστέρες γύρω από το Γαλαξία μας.

Θεωρία της Εικονικής Πραγματικότητας
Ίσως ο Κόσμος μας δεν είναι πραγματικός αλλά εικονικός (όπως αυτός που παρίσταται στις οθόνες των υπολογιστών).

Ο φιλόσοφος του Πανεπιστημίου Yale, Nick Bostrum, έχει υποστηρίξει ότι ζούμε πιθανώς μέσα σε μια προσομοίωση υπολογιστών. Υποθέτοντας είναι είναι δυνατό να προσομοιωθεί η συνείδηση, τότε πιθανώς οι μελλοντικοί Πολιτισμοί θα την δοκίμαζαν, πιθανώς πολλές φορές.

Τα περισσότερα αντιληπτά Σύμπαντα θα ήταν προσομοιούμενα - έτσι οι περισσότερες πιθανότητες είναι εμείς τώρα να είμαστε ένα από αυτά.

Σε αυτή την περίπτωση, ίσως όλες αυτές οι κοσμολογικές παραδοξότητες, όπως η Σκοτεινή Ύλη και η Σκοτεινή Ενέργεια είναι απλά 'μπαλώματα', που επικολλώνται, για να καλύψουν τις πρώιμες ασυνέπειες, στην προσομοίωσή μας.

Ιστογραφία

 * Physics4u