Το Σύμπαν: Ο νέος άξονας του κακού

Πηγή: Independent (Marcus Chown), 1 Φεβρουαρίου 2006

Νομίζαμε ότι τα ξέραμε όλα για τη Μεγάλη Έκρηξη - αλλά ένα κενό στην κοσμική μεταλαμπή (την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου) απειλεί τις απόψεις μας. 

Από το 1965, όταν δύο ερευνητές στα εργαστήρια Bell στο Νιου Τζέρσευ έπεσαν τυχαία πάνω της, οι αστρονόμοι ξέρουν ότι το Σύμπαν μας διηγείται την ιστορία του με την αμυδρή "μεταλαμπή" της Μεγάλης Έκρηξης (ότι απέμεινε δηλαδή από αυτήν) της αρχέγονης πύρινης βολίδας.

Τελευταία κάτι απροσδόκητο έχει φανεί σε αυτή τη μεταλαμπή - ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα που ονομάστηκε "ο άξονας του κακού". Μερικοί νομίζουν ότι προκαλείται από τη βαρύτητα μιας τεράστιας συγκέντρωσης 100.000 γαλαξιών στην κοσμική γειτονιά μας. Άλλοι λένε ότι αυτό μας λέει ότι υπάρχει κάποιο λάθος με την εικόνα που έχουμε για το big bang του Σύμπαντος.

Ο άξονας του κακού είναι η μεγαλύτερη έκπληξη που μας ήρθε από το διαστημόπλοιο Ανισοτροπίας των Μικροκυμάτων Wilkinson της NASA (WMAP). Αυτό είχε πετάξει στις 30 Ιουνίου 2001, και έφτασε σε ένα σημείο 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα πέρα από τη γη στην επέκταση της γραμμής που ενώνει τον πλανήτη μας με τον ήλιο, μετρώντας τη θερμοκρασία της μεταλαμπής της Μεγάλης Έκρηξης, γνωστή ως "Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου". Για να καταλάβουμε ακριβώς πώς το WMAP τη βρήκε απαιτείται μια μικρή αναφορά στις τεχνικές λεπτομέρειες της ακτινοβολίας υποβάθρου.

Αυτή φαίνεται να προέρχεται από κάθε κατεύθυνση του ουρανού ενώ η μέση θερμοκρασία της είναι μείον 270 C. Η βασική σπουδαιότητα της είναι οι λεπτές παραλλαγές στη θερμοκρασία από τμήμα σε τμήμα του ουρανού - υπάρχουν δε τα "καυτά σημεία", που είναι ελάχιστα θερμότερα από το μέσον όρο, και τα "ψυχρά σημεία" που είναι ομοίως ελάχιστα πιο ψυχρά από το μέσον όρο.

Αυτά τα σημεία προκύπτουν επειδή η ύλη στην πύρινη βολίδα της Μεγάλης Έκρηξης ήταν ελαφρώς άμορφη. (Ένα τμήμα της έγινε και το σπίτι μας - ο Γαλαξίας).

Τα καυτά σημεία και τα ψυχρά σημεία στη μεταλαμπή της Μεγάλης Έκρηξης απαντώνται σε όλα τα μεγέθη. Παραδείγματος χάριν, υπάρχουν μεγάλες κηλίδες που τεντώνονται πέρα από ένα μεγάλο μέρος του ουρανού και, μικρότερα σημεία που ενσωματώνονται σε αυτές.

Για να τα κατανοήσουν όλα αυτά, οι αστρονόμοι επιθυμούν να διαχωρίσουν το χάρτη των θερμοκρασιών του ουρανού σε εύχρηστα μεγάλα τμήματα που ονομάζουν "πολλαπλούς πόλους". Το απλούστερο είναι το "δίπολο" - που έχει ένα τεράστιο καυτό σημείο και ένα τεράστιο ψυχρό σημείο. Δεν έχει καμία σχέση με τη Μεγάλη Έκρηξη. Μάλλον, προκαλείται από την κίνηση του Γαλαξία, ο οποίος κινείται στο διάστημα με μια ταχύτητα εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα. Η κίνηση αυτή κάνει τη μεταλαμπή της Μεγάλης Έκρηξης να εμφανιστεί πιο θερμή στην κατεύθυνση που ο Γαλαξίας κινείται, και πιο ψυχρός στην αντίθετη κατεύθυνση.

Το δεύτερο απλούστερο μεγάλο κομμάτι της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου είναι το "τετράπολο". Αυτό είναι όπως το δίπολο, αλλά αποτελείται από δύο θερμές περιοχές και δύο ψυχρές περιοχές. Έπειτα είναι το "οκτάπολο", που αποτελείται από τρεις θερμές περιοχές και τρεις ψυχρές περιοχές.

Τα απλούστερα μεγάλα τμήματα με πολλούς πόλους της ακτινοβολίας αυτής αντιστοιχούν στις μεγαλύτερες κηλίδες, τα δε πιο σύνθετα στις μικρότερες κηλίδες.

Εάν η καθιερωμένη εικόνα του big bang είναι σωστή, οι κηλίδες αυτές καθώς και οι 'φακίδες' πρέπει να διασκορπίζονται τυχαία στον ουρανό. "Η μεγάλη όμως έκπληξη ήταν ότι αυτές δεν είναι", λέει ο Chris Vale του πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϋ. "Οι κηλίδες σαν τετράπολα και οκτάπολα ευθυγραμμίζονται η μία με την άλλη - κατά μήκος του άξονα του κακού."

Κανένας δεν ξέρει το γιατί. Αυτό σημαίνει ή ότι μπορεί  όλες οι προηγούμενες απόψεις μας για τη Μεγάλη Έκρηξη να είναι λάθος, ή είναι κάτι λιγότερο προκλητικό και πιο απλό;

Οι απόψεις κλίνουν προς το τελευταίο. Ο Vale σημειώνει ότι η κατεύθυνση των διπόλων είναι κάθετη στην κατεύθυνση του άξονα του κακού. Ας υπενθυμίσουμε ότι η κατεύθυνση των διπόλων δεν έχει καμία σχέση με τη Μεγάλη Έκρηξη, όπως η κατεύθυνση του άξονα, έτσι οι θέσεις τους δεν πρέπει να σχετίζονται. "Αυτό το γεγονός δείχνει μια απροσδόκητη σύνδεση", λέει ο Vale.

Σύμφωνα με τον Vale, εάν υπάρχει μια γιγαντιαία συγκέντρωση της μάζας στην τοπική γειτονιά μας, η τεράστια βαρύτητά της θα μπορούσε να παραμορφώσει το κοσμικό υπόβαθρο. Το φαινόμενο είναι γνωστό ως "βαρυτικός εστιασμός". Θα μπορούσε να αναγκάσει το μεγάλο καυτό σημείο του διπόλου να "ξεχειλίσει" στα μικρότερα καυτά σημεία. "Το καυτό σημείο του διπόλου είναι αρκετές φορές θερμότερο από το τεράπολο", αναφέρει ο Vale. "Έτσι δεν είναι απαραίτητο να ξεχειλίσει πολύ για να εξηγήσει τον άξονα του κακού." Ο Vale ισχυρίζεται ότι ο καλύτερος υποψήφιος για αυτή την τοπική συγκέντρωση της μάζας είναι το "Σούπερσμήνος Shapley" στην κοσμική γειτονιά μας, το οποίο περιέχει 100.000 γαλαξίες. Δεν είναι ορατό με το γυμνό μάτι, παρότι καλύπτει τουλάχιστον 1.000 φορές το φαινόμενο μέγεθος του γεμάτου φεγγαριού.

Άλλοι αστρονόμοι, όπως ο Gary Hinshaw του κέντρου διαστημικής πτήσης Goddard και ειδικός επιστήμονας του WMAP, νομίζουν ότι το μοντέλο του Vale παράγει μια καλή αντιστοιχία αυτού που βλέπουμε και για αυτό είναι αξιοπρόσεκτο.

Εντούτοις, άλλοι φυσικοί αναρωτιούνται εάν ο άξονας του κακού απαιτεί να ξανασκεφτούμε τις ιδέες μας για το Σύμπαν. Σε αυτούς τους φυσικούς περιλαμβάνεται ο Joao Magueijo του Αυτοκρατορικού Κολέγιου στο Λονδίνο, που έπλασε και τον όρο "ο άξονας του κακού". Σύμφωνα με τον Magueijo, μπορεί να υπάρχει κάποιο σοβαρό λάθος στα πρότυπα της Μεγάλης Έκρηξης.

Τα μοντέλα της Μεγάλης Έκρηξης βγαίνουν από τη θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν. Ο μόνος τρόπος που οι θεωρητικοί μπορούν να εφαρμόσουν την περίπλοκη θεωρία του στο Σύμπαν είναι να κάνουν δύο απλές υποθέσεις. Η μία είναι ότι το σύμπαν είναι κατά προσέγγιση το ίδιο σε όλο το χώρο, και η άλλη είναι ότι  κατά προσέγγιση είναι το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις.

Αλλά εάν το Σύμπαν είναι το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις, όπως ισχυρίζονται τα μοντέλα της Μεγάλης Έκρηξης, αυτό σημαίνει ότι τα καυτά σημεία και τα ψυχρά σημεία στην μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου ή μεταλαμπή του big bang  πρέπει να βρίσκονται τυχαία στον ουρανό - δεν πρέπει δηλαδή να έχουν καμία προτιμητέα κατεύθυνση. Το γεγονός ότι ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του άξονα του κακού οδηγεί το Magueijo να προτείνει ότι ίσως οι υποθέσεις πίσω από τα μοντέλα του big bang κάνουν λάθος. Με άλλα λόγια, το Σύμπαν δεν είναι το ίδιο προς όλες τις θέσεις ή τις κατευθύνσεις, αλλά έχει μια ειδική κατεύθυνση.

Σύμφωνα λοιπόν με τον Magueijo, υπάρχουν διάφοροι λόγοι που το σύμπαν θα μπορούσε να έχει μια ειδική κατεύθυνση. Ο ένας λόγος είναι εάν ζούμε σε έναν "πεπλατυσμένο σύμπαν". Αυτό είναι ένα σύμπαν στο οποίο ο χώρος είναι άπειρος σε δύο κατευθύνσεις αλλά στην άλλη έχει περίπου μήκος μόνο 20 δισεκατομμύρια έτη φωτός -  η διάμετρος του αισθητού κόσμου.

Ο άλλος λόγος είναι ότι ζούμε σε ένα τοροειδές σύμπαν, σαν ένα γιγαντιαίο ντόνατς. Και τέλος άλλος ένας λόγος για αυτή την ειδική κατεύθυνση είναι ότι το Σύμπαν περιστρέφεται αλλά πώς μπόρεσε μια τέτοια παράξενη κατάσταση να έχει προκύψει; "Αυτή είναι και η μεγάλη ερώτηση", συμπληρώνει ο Magueijo.

Τόσο που περιπλέκει τα πράγματα ο άξονας του κακού που ο κύριος ερευνητής του WMAP, Chuck Bennett, έχει λάβει μια επιχορήγηση για να εξετάσει σε μια πενταετία ξανά τα στοιχεία του WMAP. Ελπίζουν να διερευνήσουν τις πιθανότητες να κάνουν λάθος τα όργανα του  WMAP ή ότι κάτι άλλο πήγε στραβά. "Δεν υπάρχει ζήτημα ότι κάτι ασυνήθιστο συμβαίνει", λέει ο Bennett.

Θα πρέπει λοιπόν να περιμένουμε για να δούμε αν η μελέτη αποκαλύψει είτε ότι ο άξονας του κακού μπορεί να είναι ένας κοσμικός αντικατοπτρισμός, ή ότι δείχνει πως το μοντέλο του big bang έχει σοβαρό πρόβλημα.