Οι εικόνες που προσφέρει το υπερσύγχρονο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι εκπληκτικές, όμως προκαλούν σύγχυση στους επιστήμονες καθώς για κάποιους φαίνεται να ανατρέπουν όσα γνώριζαν μέχρι σήμερα.

Γράφει ο Φυσικός, Eric J. Lerner: «Σε όλους όσους τις βλέπουν, οι νέες εικόνες του σύμπαντος από το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) προκαλούν δέος. Αλλά για τους περισσότερους επαγγελματίες αστρονόμους και κοσμολόγους, είναι επίσης εξαιρετικά αναπάντεχες -δεν δείχνουν καθόλου αυτό που προβλεπόταν από τη θεωρία. Στα αμέτρητα τεχνικά αστρονομικά έγγραφα και μελέτες που δημοσιεύτηκαν στο διαδίκτυο από τις 12 Ιουλίου, οι συγγραφείς αναφέρουν επανειλημμένως ότι οι εικόνες δείχνουν εκπληκτικά πολλούς γαλαξίες, γαλαξίες που είναι εξαιρετικά ομαλοί, απίστευτα μικροί και εκπληκτικά παλιοί. Είναι γεμάτες εκπλήξεις και όχι απαραίτητα ευχάριστες. Ο τίτλος μιας εφημερίδας ξεκινά με το επιφώνημα: «Πανικός!»

Γιατί οι εικόνες του James Webb προκάλεσαν πανικό στους κοσμολόγους; Και ποιες προβλέψεις στη θεωρία αντικρούουν; Τα έγγραφα δεν λένε στην πραγματικότητα. Η αλήθεια που δεν αναφέρουν τα έγγραφα είναι ότι οι εικόνες του JWST είναι κατάφωρα και επανειλημμένα αντικρουόμενες με την υπόθεση του , ότι δηλαδή το σύμπαν ξεκίνησε πριν από 14 δισεκατομμύρια χρόνια σε μια απίστευτα καυτή, πυκνή κατάσταση και από τότε διαστέλλεται.

Δεδομένου ότι η συντριπτική πλειοψηφία των κοσμολόγων και θεωρητικών φυσικών υπερασπίζονται αυτή την υπόθεση για δεκαετίες ως αναμφισβήτητη αλήθεια, τα νέα δεδομένα έχουν προκαλέσει πανικό σε πολλούς από αυτούς. “Αυτή τη στιγμή βρίσκομαι να είμαι ξύπνια στις τρεις το πρωί” λέει η Alison Kirkpatrick, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Κάνσας στο Λόρενς, “και αναρωτιέμαι αν όλα όσα έχω κάνει είναι λάθος”.

Αν και συνήθως δεν ακούγαμε τον θόρυβο, υπάρχει μία δυσαρέσκεια με το Καθιερωμένο Πρότυπο ή το Καθιερωμένο Μοντέλο από τότε που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Ζωρζ Λεμαίτρ πριν από σχεδόν έναν αιώνα και το οποίο ξεκινά με τη Μεγάλη Έκρηξη. Κανείς όμως δεν περίμενε ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα… συνείσφερε στη συζήτηση.

Ο Eric J. Lerner βεβαίως είναι ο συγγραφέας ενός βιβλίου με τον τίτλο «The Never Happened» (1992) και αν και είναι άμεσα ενδιαφερόμενος, εντούτοις δεν σημαίνει ότι είναι λάθος σε όσα ισχυρίζεται. Ο φυσικός και συγγραφές θα μιλήσει στο φεστιβάλ «HowTheLightGetsIn» που θα πραγματοποιηθεί στις 17-18 Σεπτεμβρίου στο Λονδίνο, στην Αγγλία και χρηματοδοτείται από το Ινστιτούτο Τέχνης και Ιδεών (IAI). Ο Eric J. Lerner θα συμμετέχει στη συζήτηση «Cosmology and the Big Bust».

Η συζήτηση, στην οποία συμμετέχουν πέρα από τον Eric J. Lerner, ο φιλόσοφος της επιστήμης Bjørn Ekeberg και ο αστροφυσικός από το Πανεπιστήμιο του Yale, Priyamvada Natarajan περιγράφεται ως εξής:

«Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης εξαρτάται αποφασιστικά από την υπόθεση του «πληθωρισμού» ότι στην αρχή το σύμπαν επεκτάθηκε πολλές τάξεις μεγέθους ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός. Αλλά τα πειράματα απέτυχαν να αποδείξουν στοιχεία για τον κοσμικό πληθωρισμό και από την αρχή της, η θεωρία ήταν κατακλυσμένη από βαθιές απορίες και παζλ. Τώρα, ένας από αυτούς που τη διατύπωσαν, ο Paul Steinhardt καταγγέλλει τη θεωρία ως εσφαλμένη και «επιστημονικά ανούσια».

Άραγε πρέπει να εγκαταλείψουμε τη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού και να αναζητήσουμε μια ριζική εναλλακτική; Μπορούν εναλλακτικές θεωρίες όπως η Μεγάλη Αναπήδηση ή η εγκατάλειψη της ταχύτητας του φωτός να προσφέρουν μια λύση; Ή μήπως τέτοιες εναλλακτικές αποτελούν απλώς «τσιρότα» για να αποφευχθεί το πιο ριζοσπαστικό συμπέρασμα ότι είναι καιρός να εγκαταλείψουμε εντελώς τη Μεγάλη Έκρηξη;

Παρακάτω, ακολουθεί μια συζήτηση για αυτό το θέμα από το περσινό φεστιβάλ (τότε ωστόσο δεν υπήρχαν τα νέα δεδομένα από το James Webb) στην οποία συμμετέχουν η θεωρητική φυσικός Sabine Hossenfelder, συγγραφέας του Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray μαζί με τον Bjørn Ekeberg και τον σωματιδιακό φυσικό Sam Henry.

Οπότε ναι, πρόκειται για ένα σοβαρό θέμα συζήτησης που απασχολεί πολύ τους επιστήμονες μας. Ο πειραματικός φυσικός, Rob Sheldon προτείνει μία λύση:

Σύμφωνα με την τρέχουσα θεωρία, η εποχή της νουκλεοσύνθεσης της Μεγάλης Έκρηξης παρήγαγε 75% Υδρογόνο και 25% Ήλιο (κατά βάρος) και λίγη ποσότητα λιθίου αλλά όχι πολλά άλλα. Στη συνέχεια, μετά από 300 χιλιάδες χρόνια, το σύμπαν ψύχθηκε αρκετά ώστε να παράγει άτομα και η βαρυτική έλξη ξεκίνησε να δημιουργεί αργά, αργά αστέρια. Τα πρώτα ήταν αρκετά μεγάλα για να εκραγούν και τα ωστικά κύματα που στάλθηκαν μέσω του αερίου υδρογόνου προκάλεσαν τη δημιουργία θυλάκων που άρχισαν να δημιουργούν αστέρια.

Παρόλα αυτά, χρειάστηκαν ακόμα 500 εκατομμύρια χρόνια για να αποκτήσουμε αρκετά αστέρια για έναν γαλαξία. Όσο πιο νωρίς ωστόσο σχηματίζεται ένας γαλαξίας, τόσο πιο πίσω στο χρόνο και τόσο πιο μακριά βρίσκεται σήμερα από τους αστρονόμους, και όσο πιο μακριά βρίσκεται τόσο πιο γρήγορα απομακρύνεται από εμάς. Αυτή η κίνηση προκαλεί μετατόπιση του φωτός στο φάσμα του ερυθρού. Και είναι τόσο ισχυρή αυτή η σχέση, που οι αστρονόμοι αντικαθιστούν τον «χρόνο» με τη «ερυθρά μετατόπιση» (είναι η παρατηρούμενη αλλαγή στο χρώμα του εκπεμπόμενου φωτός από ένα αστέρι ή άλλο ουράνιο σώμα καθώς αυτό απομακρύνεται από τη Γη).

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble μπορούσε να δει μόνο το ορατό φως. Επομένως, όλοι αυτοί οι πρώτοι, γερασμένοι γαλαξίες ήταν τόσο μετατοπισμένοι στο ερυθρό που ήταν «ορατοί» μόνο στο υπέρυθρο, εκεί δηλαδή που διαπρέπει το τηλεσκόπιο James Webb. Έτσι, ένας από τους στόχους του τηλεσκοπίου James Webb ήταν να δει τους πρώτους γαλαξίες, και πράγματι, βλέπουνε πολλούς.

Timeline_portrait.jpg

Τι σημαίνει λοιπόν το παραπάνω για το Καθιερωμένο Πρότυπο; Οι θεωρητικοί φυσικοί έχουν μια απάντηση. Πολλή συσσωρευμένη σκοτεινή ύλη έκανε το αέριο Υδρογόνο να συσσωρευτεί νωρίς. Κάτι που οδηγεί στο ερώτημα, «γιατί η σκοτεινή ύλη δεν είναι συσσωρευμένη τώρα;».

O Eric J. Lerner λέει: «….τα πρώτα αστέρια δεν δημιουργήθηκαν από υδρογόνο, αλλά ήταν φτιαγμένα από πάγο. Η Μεγάλη Έκρηξη συνέθεσε άφθονα άτομα άνθρακα και οξυγόνου (C και O) που συνδυάστηκαν με άτομα υδρογόνου (H) για να σχηματίσουν H20, CO2, CH4 κ.λπ. Αυτά τα αέρια πάγωσαν σχετικά νωρίς στο χρονικό πλαίσιο του σύμπαντος, οπότε η συσσώρευση δεν ήταν βαρυτική αλλά φυσικοχημική, όπως για παράδειγμα είναι ο σχηματισμός των νιφάδων χιονιού. Έτσι, δεν χρειάστηκε να περιμένουμε 500 εκατομμύρια χρόνια για να συσσωρευτούν οι νιφάδες χιονιού, αυτό συνέβη πολύ γρήγορα μόλις το σύμπαν ψύχθηκε κάτω από το σημείο πήξης. Ως εκ τούτου, το James Webb βλέπει πολλούς γαλαξίες με ερυθρά μετατόπιση από το πρώιμο σύμπαν». Η σχετική μελέτη για το παραπάνω βρίσκεται σε αυτόν τον σύνδεσμο.

Το παραπάνω, είναι μια πιθανή λύση. Και γνωρίζουμε ότι κάτι είναι επιστήμη όταν πάντα θέτει προκλήσεις. Οπότε θα μπορούσε το σύμπαν να υπήρχε από πάντα; Το πρόβλημα είναι ότι αν το σύμπαν υπήρχε για άπειρο χρονικό διάστημα, οτιδήποτε θα μπορούσε να συμβεί, θα πρέπει να έχει ήδη συμβεί άπειρες φορές, συμπεριλαμβανομένου και του ότι δεν υπάρχουμε και δεν υπήρξαμε ποτέ. Αλλά ξέρουμε ότι υπάρχουμε!

Όπως έχει επισημάνει ο Robert J. Marks, όταν κάνεις παιχνίδια με το άπειρο καταλήγεις σύντομα σε παραλογισμό. Για να κάνουμε επιστήμη, πρέπει να δεχτούμε ότι ορισμένα γεγονότα είναι πραγματικά και όχι αμοιβαίως αντιφατικά. Μπορούμε λοιπόν να υποθέσουμε ότι το σύμπαν πράγματι άρχισε κάποια στιγμή να υπάρχει. Απλώς τώρα, είμαστε λιγότερο σίγουροι για το πως ακριβώς συνέβη αυτό.

Αρχική δημοσίευση