Στην επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος το Νόμπελ Φυσικής 2011

Ήταν μεγάλη έκπληξη: τα σώματα που βρίσκονται πιο μακριά απομακρύνονται από τη Γη πιο γρήγορα  (Φωτογραφία:  NASA/ESA ) 

 

Στοκχόλμη

Με το Νόμπελ Φυσικής 2011 τιμώνται οι τρεις επιστήμονες που έδειξαν ότι το Σύμπαν όχι απλώς συνεχίζει να διογκώνεται, αλλά διαστέλλεται όλο και ταχύτερα.

Πρόκειται για τους Σολ Περλμάτερ και Ανταμ Ρις από τις ΗΠΑ και τον Μπράιαν Σμιντ από την Αυστραλία.

Το ερευνητικό τρίο εξέτασε σουπερνόβα -γερασμένα άστρα που εκρήγνυνται καθώς φτάνουν στο τέλος της ζωής τους- και διαπίστωσε ότι τα ουράνια σώματα που βρίσκονται πιο μακριά από τη Γη απομακρύνονται και πιο γρήγορα.

Η ανακάλυψή τους, που δημοσιεύτηκε το 1998, εξέπληξε ακόμα και τους ίδιους τους ερευνητές και γέννησε ένα μυστήριο που παραμένει σήμερα αναπάντητο -ίσως το σημαντικότερο ερώτημα της σύγχρονης κοσμολογίας:

Τι προκαλεί αυτή την επιτάχυνση της διαστολής;

Οι φυσικοί πιστεύουν σήμερα ότι το φαινόμενο οφείλεται στη «σκοτεινή ενέργεια», μια μυστηριώδη δύναμη που δρα αντίθετα με τη βαρύτητα και κάνει τους γαλαξίες να απωθούνται.

Αν και η φύση της είναι εντελώς άγνωστη, όλα δείχνουν ότι αυτή η σκοτεινή ενέργεια γεμίζει τον κόσμο: εκτιμάται ότι αντιστοιχεί στα τρία τέταρτα της συνολικής υλοενέργειας του Σύμπαντος.

Ο Σολ Περλμάτερ (αριστερά), σήμερα καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ, κερδίζει το μισό του βραβείου των 10 εκατομμυρίων σουηδικών κορονών (1,34 εκατ. ευρώ). Το υπόλοιπο μισό μοιράζονται ο καθηγητής Σμιντ του Αυστραλιανού Εθνικού Πανεπιστημίου και ο καθηγητής Ρις του Τζον Χόπκινς.

«Αισθάνομαι όπως όταν γεννήθηκαν τα παιδιά μου» δήλωσε ο Δρ Σμιντ, ο οποίος μίλησε στη Σουηδική Ακαδημία Επιστημών σε σύνδεση από την Αυστραλία. «Μου έχουν κοπεί τα πόδια, νιώθω ενθουσιασμένος και ελαφρώς έκπληκτος. Το τελευταίο μισάωρο ήταν πολύ συναρπαστικό» είπε.

Τι λένε τα άστρα για τον Αϊνστάιν

Η αρχή έγινε το 1988, όταν ξεκίνησαν οι έρευνες του Σολ Περλμάτερ. Η δεύτερη μελέτη ξεκίνησε το 1994 με επικεφαλής τον Μπράιαν Σμιντ (δεξιά) και συνεργάτη τον Άνταμ Ρις (κάτω).

Οι τρεις φυσικοί ξεκίνησαν να μελετούν τα πιο μακρινά σουπερνόβα με αρχικό στόχο να δείξουν ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιβραδύνεται.

Μελέτησαν μια κατηγορία σουπερνόβα που ονομάζεται Ia και αντιστοιχεί σε πυκνά άστρα, τα οποία έχουν περίπου τη μάζα του Ήλιου, συμπυκνωμένη όμως στον όγκο της Γης.

Οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι τα πιο μακρινά σουπερνόβα παρουσιάζουν υψηλότερη «ερυθρή μετατόπιση» -το χρώμα τους φαίνεται να αποκλίνει προς το κόκκινο λόγω της μεγάλης ταχύτητας με την οποία απομακρύνονται από τη Γη (φαινόμενο Ντόπλερ).

Το γεγονός ότι τα σουπερνόβα αυτά είχαν ερυθρή μετατόπιση μεγαλύτερη από το αναμενόμενο οδηγούσε μόνο σε ένα ανησυχητικό συμπέρασμα: η Γη φαίνεται να απομακρύνεται πιο γρήγορα από τα αντικείμενα που βρίσκονται πιο μακριά.

Με άλλα λόγια, το Σύμπαν διαστέλλεται με ολοένα αυξανόμενη ταχύτητα.

Όμως οι πρώτες ενδείξεις για τη συνεχιζόμενη διόγκωση του Σύμπαντος είχαν έρθει όχι από αστρονομικές παρατηρήσεις αλλά από θεωρητικούς υπολογισμούς.

Το 1915, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν διατύπωσε τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, η οποία προέβλεπε ότι το Σύμπαν δεν είναι στατικό -πρέπει είτε να διογκώνεται είτε να συρρικνώνεται.

Ο μεγάλος φυσικός δεν ένιωθε άνετα με την ιδέα ότι το Σύμπαν δεν παραμένει σταθερό, γι΄αυτό και εισήγαγε στις εξισώσεις του την έννοια της κοσμολογικής σταθεράς (Λ), ενός παράγοντα που δρα αντίθετα με τη βαρύτητα και την εμποδίζει να συρρικνώσει το Σύμπαν.

Αργότερα, όμως, όταν ήρθαν οι πρώτες παρατηρήσεις για τη διαστολή του Σύμπαντος, ο Άλμπερτ χαρακτήρισε την κοσμολογική σταθερά ως τη «μεγαλύτερη γκάφα του».

Τελικά, όμως, φαίνεται ότι ο ίδιος είχε άδικο για αυτή τη «γκάφα», αφού οι μετέπειτα παρατηρήσεις έδειξαν ότι το Σύμπαν πρέπει να έχει μια κοσμολογική σταθερά με θετική τιμή, προκειμένου να εξηγηθεί η επιταχυνόμενη διαστολή.

Έκτοτε, η κοσμολογική σταθερά συγκεντρώνει νέο ερευνητικό ενδιαφέρον.