Σκοτεινή ύλη, σκοτεινή ενέργεια, μαύρες τρύπες
ΝΤΑΒΙΝΤ ΕΛΜΠΑΖ (DAVID ELBAZ)
Η πρόοδος της αστρονομίας μέσα στον 20ό αιώνα σημείωσε τεράστια άλματα: επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος, Μεγάλη Έκρηξη, µαύρες τρύπες, υπερκαινοφανείς αστέρες και τόσα άλλα. Ωστόσο, η αόρατη σκοτεινή ύλη, που είναι αναγκαία για να εξηγήσουμε την κίνηση των γαλαξιών, η αόρατη σκοτεινή ενέργεια, που είναι αναγκαία για να δικαιολογήσουμε την επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος, αλλά και οι µαύρες τρύπες, που εξαφανίζουν τη συνήθη ύλη όπως ο ταχυδακτυλουργός εξαφανίζει έναν λαγό μέσα στο καπέλο του, διαμορφώνουν την εικόνα ενός σύμπαντος που αδυνατούμε να το συλλάβουμε, γιατί δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε ολοένα και μεγαλύτερο τµήµα του.
Ρίχνοντας φως σε ό,τι προσφυώς ονομάζεται το μαύρο τρίγωνο της άγνοιάς µας, ο συγγραφέας προσπαθεί να εντοπίσει τις προκαταλήψεις που µας κρύβουν ένα τόσο μεγάλο μέρος του σύμπαντος, αναλύοντας μια σειρά από πιθανές αυταπάτες. Υπάρχει, πράγματι, έλλειμμα ύλης στο σύµπαν; Ενδέχεται οι παρατηρήσεις µας να είναι εσφαλμένες; Άραγε βλέπουμε τριδιάστατα ένα διδιάστατο ολογραφικό σύµπαν; Ή μήπως ζούμε μέσα σε μια μαύρη τρύπα συμπαντικών διαστάσεων, σε μια φυσαλίδα-σύµπαν ή σ’ ένα σύµπαν-νησί;
Σε τούτο το ιδιαίτερα εύληπτο βιβλίο, ο κορυφαίος αστροφυσικός Νταβίντ Ελμπάζ εξετάζει υπό ένα ολότελα διαφορετικό πρίσμα τα θεμελιώδη ερωτήματα που απασχολούν τη σύγχρονη κοσμολογία.
Απόσπασμα από την εισαγωγή του βιβλίου:
Θα αρχίσουμε την εξερεύνησή μας από όσα ήδη γνωρίζουμε για το σύμπαν. Σε αντίθεση με την εικόνα που έχουμε ότι ο ουράνιος θόλος παραμένει αμετάβλητος, στην πραγματικότητα το σύμπαν αλλάζει με ιλιγγιώδη ταχύτητα: άστρα και γαλαξίες πεθαίνουν, ενώ μαύρες τρύπες «τρέφονται» με διαστρική ύλη.
Ο αστρονόμος ταξιδεύει στο σύμπαν με τη σκέψη του, αποκωδικοποιώντας τη γλώσσα του φωτός που συλλαμβάνουν τα τηλεσκόπια. Το φως μάς δίνει πληροφορίες για τα άστρα που το εκπέμπουν, αλλά και για τα αόρατα άστρα που το απορροφούν.
Τα χρώματα μιας φωτεινής πηγής μάς δίνουν πληροφορίες τόσο για τη φύση της όσο και για την κίνησή της στο Διάστημα. Η μελέτη αυτών των σχεδόν αδιόρατων αλλαγών του κόσμου αποκαλύπτει ένα τριδιάστατο σύμπαν.
Η ημέρα και η νύχτα
Την ημέρα, οι ζωοδότρες ακτίνες του Ήλιου κατακλύζουν με φως τον ουράνιο θόλο. Όταν νυχτώνει, το σύμπαν ανακτά το πλεονέκτημα. Το μυστήριο του σύμπαντος πηγάζει από το σκοτάδι της νύχτας: όταν το βλέμμα μου βυθίζεται στο σκοτάδι ανάμεσα σε δύο άστρα, για ποιον λόγο δεν βλέπω ένα μακρινό άστρο;
Σε ένα άπειρο σύμπαν που είναι γεμάτο με άστρα, σε όποια κατεύθυνση κι αν έστρεφα το βλέμμα μου θα έπρεπε να βλέπω ένα φωτεινό
άστρο. Καθώς δεχόμαστε φως απ’ όλες τις κατευθύνσεις, το φως της μέρας θα έπρεπε να δεσπόζει ακόμη και όταν γυρνάμε την πλάτη μας στον Ήλιο.
Τον 17ο αιώνα, η σκέψη αυτή οδήγησε τον Γιοχάννες Κέπλερ να υποθέσει ότι το σύμπαν είναι πεπερασμένο. Δύο αιώνες αργότερα, ο Βίλχελμ Όλμπερς φαντάστηκε ότι υπάρχει μια αόρατη απορροφητική ύλη που γεμίζει τον χώρο ανάμεσα στα άστρα, προκειμένου να εξηγήσει το σκοτάδι της νύχτας. Καθώς, όμως, η ύλη αυτή θα δεχόταν την ακτινοβολία των άστρων, θα θερμαινόταν και θα μετατρεπόταν με τη σειρά της σε πηγή φωτός.
Το αίνιγμα του σκοταδιού της νύχτας ―ή το παράδοξο του Όλμπερς, όπως είναι γνωστό― είναι ένα από τα κλειδιά για την κατανόηση της φύσης του σύμπαντος.
Όχι μόνο η αστροφυσική, αλλά και η φυσική οφείλουν πολλά στη νύχτα. Η πρώτη μαθηματική διατύπωση των νόμων που διέπουν τις αλλαγές στον κόσμο έγινε από τον Νεύτωνα για τη βαρύτητα. Στη συνέχεια, με βάση το νευτώνειο παράδειγμα διατυπώθηκαν και άλλοι νόμοι για τις φυσικές δυνάμεις που γεννούν την κίνηση και συμμετέχουν στον μετασχηματισμό του κόσμου.
Ο νυχτερινός ουρανός ―με τις λευκές του νότες πάνω σε μια μαύρη παρτιτούρα― υπενθυμίζει στον αστρονόμο τη σχέση ανάμεσα στις γνώσεις που έχουμε αποκτήσει και στις γνώσεις που μας απομένουν να ανακαλύψουμε. Σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό απ’ ό,τι στο παρελθόν, η νύχτα υπενθυμίζει σήμερα στα ανθρώπινα όντα τον άπειρο δρόμο που τους απομένει να διασχίσουν. Ο σοφός έχει μάθει ότι το ερώτημα είναι πιο σημαντικό από την
απάντηση.
Ακόμη κι όταν μεγαλώνουμε, ψηλώνουμε και, τελικά, συρρικνωνόμαστε από τα γηρατειά, ο ουρανός μάς φαίνεται ότι παραμένει πάντα ίδιος. Μπροστά στην απεραντοσύνη του το μέγεθός μας έχει ελάχιστη σημασία, όπως εξάλλου και οι γνώσεις μας. Μερικές φορές, πάλι, το ξεχνάμε, και η αιωνιότητα μας φαίνεται πολύ κοντά, αρνούμενη το αιχμηρό βέλος του χρόνου που κυλάει.
Ωστόσο, ακόμη κι αν παραβλέψουμε την προφανή αιωνιότητα των χώρων που είναι απείρως μεγάλοι, ο χρόνος μάς επιβάλλεται μέσα από το σκοτάδι της νύχτας!
Ο συγγραφέας Έντγκαρ Άλλαν Πόε είχε εξηγήσει την προέλευση της σκοτεινής νύχτας, δηλώνοντας ότι «η απόσταση του αοράτου βάθους είναι τόσο μεγάλη, ώστε το φως δεν έχει τον χρόνο να τη διασχίσει». Ενάμιση χρόνο προτού βυθιστεί στο αιώνιο σκοτάδι, ο Πόε συνέλαβε διαισθητικά την προέλευση της νύχτας στο πεζό ποίημά του Eureka – An Essay for the Material and Spiritual Universe (1848).
Ναι, κάθε κατεύθυνση μπορεί να τείνει προς ένα άστρο, όμως το φως αυτού του άστρου που ταξιδεύει με 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο θα φτάσει σε εμάς έπειτα από πολλά χρόνια… Επομένως, ο Πόε υπέθετε εμμέσως ότι τα άστρα δεν ακτινοβολούν αιωνίως
και ότι υπήρξε μια αρχή στο σύμπαν! Το σκοτάδι της νύχτας αντικατοπτρίζει τη μακρά νύχτα που δέσποζε στο σύμπαν πριν από τη γέννηση του πρώτου άστρου.
Το φως του πιο μακρινού άστρου φτάνει σ’ εμάς, τη στιγμή που διαβάζετε αυτή τη φράση, ύστερα από ένα ταξίδι 13,8 δισεκατομμυρίων ετών δίχως να έχει συναντήσει το παραμικρό εμπόδιο στη διαδρομή του. Ο χρόνος που κύλησε ώσπου να φτάσει σ’ εμάς ανάγεται σε μια εποχή στην
οποία δεν υπήρχε κανένα άστρο στο σύμπαν…
Παρότι η εξήγηση του Πόε είναι επιστημονικά έγκυρη, λείπει μια σημαντική λεπτομέρεια: τη νύχτα, τα μάτια μας αντιλαμβάνονται μόνο το ορατό φως των άστρων· όμως, υπάρχει και μια άλλη μορφή φωτός, που είναι αόρατη στα μάτια μας! Πριν από τη γέννηση του
πρώτου άστρου, η ύλη γέμιζε το σύμπαν με τη μορφή διάχυτων αερίων ― ένα ζεστό πλάσμα που η θερμοκρασία του ήταν 3.000 βαθμοί πάνω από το απόλυτο μηδέν.
Η διαστολή του σύμπαντος που ξεκίνησε με τη Μεγάλη Έκρηξη διαστέλλει επίσης το φως
που εκπέμπεται από το μακρινό κοσμικό πλάσμα, καθιστώντας το αόρατο στα μάτια μας τα οποία είναι προσαρμοσμένα στο λεγόμενο ορατό φως ― αυτό που αποτελεί το 90% της ακτινοβολίας του Ήλιου. Καθώς έχουμε γεννηθεί στη Γη που τη λούζει το λευκό φως του Ήλιου, είμαστε τυφλοί στα αόρατα μηνύματα των πρώτων αιώνων του σύμπαντος. Ευτυχώς, τα τηλεσκόπια και οι δορυφόροι μάς βοηθούν να διορθώσουμε το μειονέκτημά μας και
να μπορέσουμε να δούμε την αόρατη ακτινοβολία της νύχτας.
