Όχι τόσο παλιό το Σύμπαν αλλά με παράξενες ιδιότητες

Από σελίδα του ABCNews, 25 Μαίου 2002

Για να υπολογίσουν την ηλικία του σύμπαντος, αστρονόμοι παρατήρησαν παλλόμενα άστρα, τους Κηφείδες, τα μεταβλητά άστρα που ενώ φωτίζουν ξαφνικά με ένταση, ύστερα από λίγες ημέρες σβήνουν σιγά-σιγά. Μετά από στενή παρακολούθηση τους, το σύμπαν φαίνεται να είναι μικρότερο περίπου κατά ένα δισεκατομμύριο έτη από ό,τι πιστευόταν.

Σύμφωνα με τους τελευταίους υπολογισμούς, το σύμπαν φαίνεται μόλις 13.4 δισεκατομμυρίων ετών.

Ο Charles Lineweaver, ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στην Αυστραλία, έγραψε στο περιοδικό Science, ότι βρήκε την ηλικία του σύμπαντος ότι είναι 13.4 δισεκατομμύρια έτη, με συν ή πλην 1.6 δισεκατομμύρια έτη.

Πιό αρχικοί υπολογισμοί ανέβαζαν την ηλικία του σύμπαντος σε περίπου 14.5 δισεκατομμύρια έτη, και τουλάχιστον ένας ειδικός την ανέβαζε ακόμη περισσότερο.

Οι υπολογισμοί του  Lineweaver απεικονίζουν τις τελευταίες αστρονομικές παρατηρήσεις που φτιάχνουν ένα Σύμπαν  με λιγώτερη μάζα  — με όχι και τόση βαρυτική μάζα για να σταματήσει την διαστολή του — και που ωθούνται προς απομάκρυνση μεγάλα τμήματα του, γαλαξίες και σμήνη, από μια μυστηριώδη απωθητική δύναμη.

Πρόκειται για μια παράξενη δύναμη. Οι υπολογισμοί έφεραν το 70% του Σύμπαντος να αποτελείται από την περίφημη ενέργεια του κενού ή σκοτεινή ενέργεια του κενού ή κοσμολογική σταθερά Λ. Η κοσμολογική σταθερά Λ δεν έχει αποδειχθεί και μελετηθεί επαρκώς, αλλά ο Einstein την χρησιμοποίησε στην εξίσωση του Friedmann ως ένα παράγοντα για να δημιουργήσει ένα σταθερό Σύμπαν.

Ο Lineweaver έχει χρησιμοποιήσει για τους προηγούμενους υπολογισμούς του, μετρήσεις της κοσμικής ακτινοβολίας, από το διαστημικό παρατηρητήριο Cosmic Background Explorer (COBE), για να υπολογίσει τις παραπάνω ιδιότητες του σύμπαντος.

Αλλά πρόσφατα μια άλλη ομάδα, αυτή του Readhead, που χρηματοδοτήθηκε από το Τεχνολογικό Ίδρυμα της Μασαχουσέτης (MIT) και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστήμης, μέτρησε μικροσκοπικές παραλλαγές στην εξασθενημένη μεταλαμπή του Big Bang,   χρησιμοποιώντας μια ακολουθία 13 ηλεκτρονικά συνδεμένων ραδιο-τηλεσκοπίων επάνω σε ένα απομακρυσμένο οροπέδιο στην έρημο της Χιλής. Η έρευνα αυτή υπολογίζει την ηλικία του σύμπαντος σε 13.6 συν ή πλην 0.2 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο κόσμος όμως δεν αντιλαμβάνεται, ότι οι μετρήσεις αυτές είναι απίστευτης ακρίβειας, λέει ο Dr. Lineweaver.

Τα δεδομένα αυτά από την ομάδα του Readhead, επιβεβαιώνουν κι ένα άλλο στοιχείο. Πως το σύμπαν είναι επίπεδο και ενισχύει τη θεωρία που υποστηρίζει, πως μετά το Big Bang το σύμπαν επεκτάθηκε με μεγάλη ταχύτητα (Θεωρία πληθωρισμού). Ακόμα και τώρα το σύμπαν συνεχίζει να επεκτείνεται όλο και πιο γρήγορα με τους γαλαξίες να απομακρύνονται όλο και περισσότερο. Η παρουσία τόσης μεγάλης ποσότητας "κενής ενέργειας" σημαίνει ότι το σύμπαν δεν θα σταματήσει την διαστολή. 'Ισως λοιπόν οι μελλοντικοί αστρονόμοι να μην μπορούν να δουν μακρυνούς γαλαξίες εκτός του δικού μας, λόγω αυτής της επέκτασης των γαλαξιών.

Μια άλλη ομάδα 27 αστρονόμων αυτή την εποχή θριαμβολόγησε για τα αποτελέσματα μιας έρευνας, που κράτησε οκτώ έτη με τη βοήθεια του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble, όπου αποδείχθηκε πόσο γρήγορα διαστέλλεται το σύμπαν.

Έτσι όλα μαζί, τα ευρήματα των επιστημονικών ομάδων βοηθούν να ταιριάξει η ιστορία του Κόσμου σε μια πιο συνεπή εικόνα.

Διαστολή του Σύμπαντος

Ο αστρονόμος Edwin Hubble, για τον οποίο το διαστημικό Τηλεσκόπιο φέρει το όνομα του, ανακάλυψε το 1929 πως το Σύμπαν επεκτείνεται. Αυτό υπονοεί ότι όλη η ύλη στο Σύμπαν ήταν συγκεντρωμένη κάποτε σε ένα μικρό σημείο, εκτινασσόμενη προς τα έξω στην Μεγάλη Έκρηξη που σημάδεψε την Αρχή του Σύμπαντος.

Για ένα υπολογισμό πόσο καιρό πριν ήταν το Big Bang, οι αστρονόμοι μετρούν πόσο γρήγορα επεκτείνεται το Σύμπαν. Ενώ η ανακάλυψη του Hubble ήταν επαναστατική, οι παρατηρήσεις του ήταν λάθος. Οι παρατηρήσεις του έδειξαν πως το σύμπαν διαστελλόταν τόσο γρήγορα που γεννήθηκε μόνο δύο δισεκατομμύρια έτη πριν, όταν οι γεωλόγοι είχαν ήδη ανακαλύψει πετρώματα στη Γη με ηλικία περισσότερο από 4 δισ. έτη.

Αργότερα καλύτεροι υπολογισμοί και παρατηρήσεις τοποθέτησαν την ηλικία του σύμπαντος ανάμεσα στα 10 και 20 δισεκατομμύρια έτη. Κάποιες πρόσφατες παρατηρήσεις έδειξαν ότι η απάντηση ήταν πιο κοντά στα 10 δισεκατομμύρια, το οποίο δημιούργησε ένα παράδοξο: κάποια άστρα είναι γηραιότερα από 10 δισ. έτη,  σαν να είναι τα παιδιά μεγαλύτερα από τη μητέρα τους.

Αρκετά παλιό

Σε μια press conference στις 25 Μαίου 2002, η ομάδα των αστρονόμων που καθοδηγείται από την Wendy Freedman των Παρατηρητηρίων στο Ινστιτούτο Carnegie της Washington, είπε ότι οι παρατηρήσεις τους για τα παλλόμενα άστρα αποκαλύπτουν μια γρήγορη μεν, αλλά όχι και τόσο δε, διαστολή του σύμπαντος, ανταποκρινόμενη σε μια ηλικία 12 δισεκατομμυρίων ετών.

Η μέτρηση του ρυθμού της διαστολής από την ομάδα είναι με μια ακρίβεια 10% και βρίσκεται σε συμφωνία με άλλες μετρήσεις.  Αλλά αυτή η αποτίμηση γρήγορα αναγγέλθηκε από τον Allan Sandage, ένα διάσημο αστρονόμο και επικεφαλής των Παρατηρητηρίων του Carnegie στην Pasadena., που έψαχνε για τη σταθερά του Hubble από το 1968.

“Αν η NASA έδωσε την ενττύπωση πως το πρόβλημα λύθηκε, τότε εμείς το αμφισβητούμε”, είπε ο Sandage. “Αυτοί, της NASA, έχουν ανακοινώσει ένα τελικό νούμερο και δεν έχουν δίκαιο”.

Με την βοήθεια των αυθεντικών παρατηρήσεων του Hubble, η ομάδα του Freedman παρατήρησε για ένα ιδιαίτερο τύπο άστρων που είναι γνωστοί σαν Κηφείδες, που η λάμψη τους μεταβάλλεται μέσα σε μια περίοδο λίγων ημερών.

Περισσότερες αβεβαιότητες

Εκτός από την διαστολή του σύμπαντος, η ηλικία του επίσης εξαρτάται από την ποσότητα της μάζας και την ισχύ μιας φαινομενικής απωθητικής δύναμης που εμφανίζεται να επιταχύνει την διαστολή.

Για τον υπολογισμό των 12 δισεκατομμυρίων ετών, από την ομάδα του Freedman, δεν λήφθηκε υπόψιν στους υπολογισμούς η απωθητική δύναμη, που είναι γνωστή σαν Κοσμολογική Σταθερά Λ. Εάν συμπεριληφθεί, τότε η ηλικία πλησιάζει πιο κοντά στον υπολογισμό του Lineweaver, 13.4 δισεκατομμύρια έτη.

Πάντως, η ομάδα του Sandage, χρησιμοποιώντας επίσης το Διαστημικό Παρατηρητήριο Hubble, έχει μετρήσει τις αποστάσεις από εννέα εκρηκτικά supernova, και μετά επιβεβαίωσε αυτές τις αποστάσεις με τη μέθοδο των μετρήσεων με Κηφείδες. Ο Sandage συμφωνεί ότι αυτή η μέθοδος είναι πιο ακριβής και δείχνει ένα πιο αργό κινούμενο Σύμπαν, ανταποκρινόμενο σε μια ηλικία μεταξύ 14 και 18 δισεκατομμυρίων ετών.