Η Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης - Τα βασικά στοιχεία
Η Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης αφορά τις αρχικές στιγμές του Σύμπαντος. Διάφορες ανακαλύψεις στην αστρονομία και στην φυσική καταδείχνουν, σχεδόν πέρα από κάθε αμφιβολία, ότι το σύμπαν στο οποίο υπάρχουμε είχε μια συγκεκριμένη αρχή. Πριν από εκείνη την στιγμή υπήρχε μόνο "τίποτα", και μετά "κάτι": το σύμπαν. Η θεωρία της μεγάλης έκρηξης αφορά το τι έγινε κατά την διάρκεια αλλά και αμέσως μετά από αυτήν την καθοριστική στιγμή της γέννησής του.
Σύμφωνα με αυτήν την θεωρία το σύμπαν μας αναδύθηκε σε ύπαρξη αρχικά σαν μία βαρυτική ανωμαλία, μιά "μοναδικότητα" πριν από περίπου 13.7 δισεκατομμύρια χρόνια. Το τι ήταν αυτή η αρχική ανωμαλία και από πού ήρθε δεν γνωρίζουμε ακόμη. Οι βαρυτικές ανωμαλίες αποτελούν περιπτώσεις που ξεπερνούν τα σύγχρονα μοντέλα φυσικής. Υποθέτουμε όμως ότι υπάρχουν μέσα στην καρδιά μιας μαύρης τρύπας. Οι Μαύρες Τρύπες είναι περιοχές ισχυρών βαρυτικών πεδίων. Η πίεση μέσα τους είναι τόσο μεγάλη ώστε η ύλη τους συμπιέζεται σε σχεδόν άπειρη πυκνότητα (μιά πραγματικά ασύλληπτη κατάσταση). Αυτές οι περιοχές άπειρης πυκνότητας καλούνται "βαρυτικές μοναδικότητες" και τις παρομοιάζουμε με ένα σχίσμα στο χωροχρονικό καμβά. Θεωρούμε ότι το σύμπαν μας ξεκίνησε από ένα απειροελάχιστα μικρό αλλά απείρως θερμό, απείρως πυκνό "κάτι" - μιά μοναδικότητα. Δεν ξέρουμε ούτε από πού ήρθε ούτε γιατί εμφανίστηκε.
Aμέσως μόλις εμφανίστηκε αυτή η αρχική ανωμαλία άρχισε να "φουσκώνει" (γι' αυτό την ονομάζουμε μεγάλη έκρηξη), να διαστέλλεται και να ψύχεται ώστε από κάτι πολύ μικρό και καυτό να γίνει τελικά το τωρινό σύμπαν. Ακόμη και σήμερα συνεχίζει να διαστέλλεται και να ψύχεται με εμάς να υπάρχουμε μέσα του: ζωντανά δημιουργήματά του που τώρα αναρωτιούνται για την προέλευση του δημιουργού!
Οι πυλώνες της θεωρίας
Παραθέτουμε τώρα τις βασικές παρατηρήσεις που θεμελιώνουν τη θεωρία.
- Πρώτα απ' όλα, είμαστε αρκετά σίγουροι ότι το σύμπαν είχε μιά αρχή. Αυτό επειδή παρατηρούμε ότι τα πάντα μέσα του (άστρα, γαλαξίες κ.τλ.) ακολουθούν τον δικό τους 'κύκλο ζωής', καθετί έχει την ηλικία του. Αυτό υπονοεί κάποια αρχή, μια στιγμή όπου γενήθηκαν όλα.
- Η πρώτη όμως συνταρακτική ανακάλυψη ήταν εκείνη της αμοιβαίας απομάκρυνσης των γαλαξιών και μάλιστα με ταχύτητες ανάλογες με την μεταξύ τους απόσταση. Αυτό το φαινόμενο που αποκαλούμε 'Νόμος του Χαμπλ', πήρε το όνομά του από τον Έντγουιν Χαμπλ (1889-1953) ο οποίος το πρωτο-ανακάλυψε το 1929. Αυτή η παρατήρηση υποστηρίζει την θεωρία της διαστολής του σύμπαντος και επί πλέον υπονοεί ότι το σύμπαν είταν αρχικά συμπυκνομένο σε μια μικρή περιοχή του διαστήματος. Για να το κατανοήσουμε αυτό καλύτερα ας φανταστούμε την έκρηξη μιάς βόμβας. Τα θραύσματα που θα φύγουν αρχικά με μεγαλύτερη ταχύτητα αργότερα θα είναι αυτά που θα είναι πιο μακρυά από το σημείο της έκρηξης. Επίσης όλα τα θραύσματα θα απομακρύνονται το ένα από το άλλο όσο περνάει η ώρα. Αυτό ακριβώς βλέπουμε να συμβαίνει και με τους γαλαξίες ώστε εάν 'παίζαμε' την ταινία ανάποδα να τους βλέπαμε να ξεκινούν από ένα σημείο.
- Η δεύτερη μεγάλη ανακάλυψη προκύπτει από το γεγονός ότι εάν το σύμπαν ήταν καυτό στην γέννησή του τότε θα πρέπει να υπάρχουν ακόμη μέσα του κάποια υπόλοιπα αυτής της θερμότητας. Το 1965, δύο ερευνητές, ο Άρνο Πενζίας και ο Ρόμπερτ Γουίλσον ανακάλυψαν τυχαία, καθώς προσπαθούσαν να βελτιώσουν όργανα τηλεπικοινωνιών με μικροκύματα στα εργαστήρια Μπελλ, μια ακτινοβολία μικροκυμάτων η οποία ήταν διάχυτη στο σύμπαν και ερχόταν από κάθε κατεύθυνση. Η ακτινοβολία ονομάστηκε Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων (ή CBM από τα αγγλικά αρχικά του Cosmic Background Radiation). Αυτή η ακτινοβολία ήταν εκείνο που έψαχναν οι κοσμολόγοι, ο απόηχος της αρχικής έκρηξης.
- Η τελευταία παρατήρηση έχει να κάνει με την αναλογία των ελαφρών στοιχείων, όπως Υδρογόνο και Ήλιο, μέσα στο σύμπαν. Οι υπολογισμοί των σχετικών αναλογιών τους για την δεδομένη ηλικία του σύμπαντος συμπίπτουν ακριβώς με τις πειραματικές μετρήσεις.
Είναι όμως η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης η μόνη πιθανή θεωρία;
Η απάντηση είναι όχι, είναι όμως η πιο δημοφιλής και επικρατέστερη θεωρία. Όπως το θέτει και ο γνωστός αστροφυσικός G. Ellis "Ας μην ξεχνάμε ότι υπάρχουν αρκετά μοντέλα που είναι συμβατά με τις παρατηρήσεις μας...για παράδειγμα, μπορώ να φτιάξω ένα σφαιρικό μοντέλο του σύμπαντος με την Γη στο κέντρο του που να μην μπορείς να αποδείξεις ότι είναι λάθος...παρά μόνο με φιλοσοφικούς λογισμούς. Κατά την γνώμη μου δεν υπάρχει τίποτα το κακό σε αυτό, το να διαλέγει δηλαδή κανείς το τελικό μοντέλο του βασισμένος πάνω σε φιλοσοφικά κριτήρια. Απλώς αρκετοί κοσμολόγοι προσπαθούν να το κρύψουν".
Συνήθεις παρανοήσεις γύρω από την θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης
Μιά από τις παρανοήσεις γύρω από την θεωρία είναι το ότι έχουμε τη τάση να φανταζόμαστε μια τεράστια έκρηξη με την κοινή έννοια. Οι ειδικοί όμως υποστηρίζουν ότι δεν έγινε καμμιά έκρηξη γιατί αυτή προυποθέτει την ύπαρξη 'χώρου'. Αυτό που συνέβη ήταν περισσότερο μιά έκρηξη του χωρο-χρονικού καμβά η οποία συνεχίζεται ακόμη και σήμερα, ο χωρός και ο χρόνος δηλαδή αναδιπλώθηκαν μαζί με όλα τα άλλα περιεχόμενα του σύμπαντος.