Έκτακτη είδηση
Αυτό το περιεχόμενο δεν είναι διαθέσιμο στην περιοχή σας

Ήχοι από τη Μεγάλη Έκρηξη

euronews_icons_loading
Ήχοι από τη Μεγάλη Έκρηξη
Από Euronews
Μέγεθος Κειμένου Aa Aa

Πλησιάζουμε περισσότερο από ποτέ στην κατανόηση της προέλευσης του σύμπαντος. Για πρώτη φορά αφαιρούμε το πέπλο που καλύπτει τη Μεγάλη Έκρηξη. Τι καταλαβαίνουμε λοιπόν για τη γέννηση του κόσμου;

Μια πρόσφατη ανακοίνωση της ομάδας BICEP 2 ή Απεικόνισης Υποβάθρου της Κοσμικής Εξωγαλαξιακής Πόλωσης (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) τάραξε τα νερά της κοσμολογίας. Το κέντρο στο Νότιο Πόλο εντόπισε ίχνη αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων.

Αυτή η ανακάλυψη αποτελεί μεγάλη είδηση για όσους ασχολούνται με τη Μεγάλη Έκρηξη, αφού ενδέχεται να επιβεβαιώσει τη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού.

Όπως μας εξηγεί ο Πολ ΜακΝαμάρα, επιστήμων του πρότζεκτ LISA, «το BICEP2 εντόπισε την υπογραφή αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων. Για μένα, αυτή είναι μια από τις μεγάλες αναπάντητες ερωτήσεις ολόκληρης της επιστήμης. Συνέβη ο πληθωρισμός; Και αν ναι, προήλθαν τα κύματα από αυτόν; Η απάντηση φαίνεται να είναι καταφατική».

Τα βαρυτικά κύματα είναι ένα είδος κυματισμού στο χωροχρόνο. Ο Αϊνστάιν πίστευε πως υπήρχαν και τα ευρήματα στο Νότιο Πόλο πιθανότατα τον επιβεβαιώνουν.

Η ανακοίνωση έγινε λίγους μόλις μήνες πριν τη δημοσιοποίηση των στοιχείων πόλωσης από τον δορυφόρο Πλανκ της ESA.

«Η ανακοίνωση του BICEP2 ήταν μια έκπληξη, όχι μόνο στις ομάδες του Πλανκ, αλλά και για όλους τους εργαζόμενους. Έκπληξη λόγω της υψηλής ισχύος του σήματος που εντοπίστηκε», μας λέει ο Γιαν Τάουμπερ, επιστήμονας του Πλανκ στην ESA.

Το ερώτημα είναι αν τα βαρυτικά κύματα προήλθαν από την απαρχή του σύμπαντος, δηλαδή την περίοδο του πληθωρισμού, ή από κάπου αλλού.

Κάποιοι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι το BICEP2 παραπλανήθηκε από παρεμβολές όπως γαλαξιακή σκόνη. Σύμφωνα με τον Τάουμπερ, «κάθε πείραμα επιδιώκει την πρωτιά. Υπό την έννοια αυτή, ήταν λίγο απογοητευτικό, διότι, αν – και τονίζω το αν – αν οι μετρήσεις του BICEP επιβεβαιωθούν, τότε θα πρέπει να μπορέσουμε να το μετρήσουμε και να κάνουμε την ανακάλυψη πρώτοι. Είπα ‘αν’, γιατί υπάρχουν κάποια σημαντικά ερωτηματικά για τις μετρήσεις του BICEP που πρέπει να απαντηθούν».

Οι κοσμολόγοι ενθουσιάστηκαν, διότι τα βαρυτικά κύματα θα φωτίσουν νέες πτυχές του σύμπαντος. Οι επιστήμονες στο Ευρωπαϊκό Βαρυτικό Αστεροσκοπείο στην Πίζα προσπαθούν με το μετρητή παρεμβολών VIRGO να εντοπίσουν τέτοια κύματα. Ο Φεντερίκο Φερίνι, διευθυντής του, μας ξεναγεί: «Βρισκόμαστε κοντά στην τριών χιλιομέτρων σήραγγα. Έχουμε δύο αλληλοτέμνουσες σήραγγες. Σε κάθε μία από αυτές υπάρχει μια ακτίνα φωτός που πηγαίνει από το κεντρικό κτήριο στον τελικό πύργο. Εκεί το φως αντανακλάται και επιστρέφει στο κεντρικό κτήριο. Ο σκοπός μιας τόσο μεγάλης υποδομής είναι ο εντοπισμός ενός βαρυτικού κύματος».

Θεωρητικά, ένα κύμα που διαπερνά τη Γη θα τέντωνε τις σήραγγες, αλλάζοντας το χρόνο που χρειάζεται το φως για την πορεία του μεταξύ των κατόπτρων. Κι αυτό μπορεί να ανιχνευθεί.

Ο επικεφαλής του προγράμματος VIRGO Τζιοβάνι Λοσούρντο μας εξηγεί: «Αυτός είναι ο πυρήνας του ανιχνευτή. Το σημείο όπου οι ακτίνες ανασυνδυάζονται και εντοπίζονται ακριβώς εκεί. Άρα αυτό είναι το μέρος όπου πραγματικά βλέπουμε αν ένα βαρυτικό κύμα έχει εμφανιστεί στον ανιχνευτή μας. Δεν είναι κάτι πολύ μεγάλο. Για την ακρίβεια, η διαστολή είναι μικροσκοπική. Είναι περίπου το ένα χιλιοστό του μεγέθους ενός πρωτονίου».

Η μελέτη του σύμπαντος με τα βαρυτικά κύματα θα φέρει έναν πλούτο νέων στοιχείων. Έχοντας δημιουργηθεί από συγκρούσεις ή μαύρες τρύπες, αυτά τα κύματα διαφέρουν από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Είναι ο ήχος στην εικόνα μας από το σύμπαν.

Ο Ζαν-Υβ Βινέ, εκπρόσωπος του προγράμματος VIRGO, τονίζει πως «οι συχνότητες των συνενώσεων στα συμπαγή άστρα βρίσκονται στην πραγματικότητα εντός του ακουστικού μας εύρους. Αυτό θα πει ότι μπορούμε να τις ακούσουμε. Γι’ αυτό, όταν βρούμε και καταγράψουμε σήματα, μπορούμε να τα ακούσουμε».

Όμως για να παραχθεί ήχος, τα κάτοπτρα πρέπει να παραμείνουν τελείως ακίνητα. Στο δυναμικό γήινο περιβάλλον, αυτό δεν είναι τόσο εύκολο. Σύμφωνα με τον Βινέ, «αναζητούμε δόνηση στο χώρο, όχι στη γη. Γι’ αυτό απομονώνουμε τα μέρη με έναν μετρητή παρεμβολών». Όπως λέει ο Φερίνι, «προσπαθούμε να αντιμετωπίσουμε θερμικές διακυμάνσεις, σεισμικούς θορύβους. Προφανώς, και φορτηγά ή τρένα – είναι η κατ’ εξοχήν δουλειά του διευθυντή»!

Η αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων είναι ένας τρόπος να αποφύγουμε το θορυβώδες γήινο περιβάλλον. Η αποστολή LISA της ESA, η οποία θα εκτοξευθεί σε 20 χρόνια, θα διασπείρει κάτοπτρα για να βελτιώσει την ευαισθησία των μετρήσεων.

Ο Πολ ΜακΝαμάρα αναφέρει: «Τα αρχικά LISA σημαίνουν Διαστημική Κεραία Λέιζερ Μετρητή Παρεμβολών. Είναι μια ομάδα τριών δορυφόρων με απόσταση μεταξύ τους περίπου ένα εκατομμυρίου χιλιομέτρων. Μετρούμε την απόσταση μεταξύ δύο από τους βραχίονες, όπως γίνεται στο έδαφος. Συγκρίνοντας τα μήκη, μετρούμε το σήμα των βαρυτικών κυμάτων».

Οι δορυφόροι, οι οποίοι συνδέονται με μια ακτίνα λέιζερ, θα ακολουθήσουν τη Γη σε υπολογισμένη απόσταση για να εξισορροπήσουν τη βαρύτητα.

«Όταν εκτοξευθεί και λειτουργήσει η LISA θα είναι ό,τι μεγαλύτερο έχει φτιάξει ο άνθρωπος, υπό την έννοια ότι το ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα είναι σχεδόν 2,5 φορές η απόσταση μέχρι τη Σελήνη. Και η σχετική απόσταση μεταξύ των δορυφόρων μετράται σε μερικά πικόμετρα, δηλαδή σχεδόν το ένα εκατοστό του μεγέθους ενός ατόμου, μέσα στο ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα», μας λέει ο ΜακΝαμάρα.

Μια αποστολή ανίχνευσης θα βελτιώσει το σχέδιο του χρόνου, ενώ για το 2034 έχει προγραμματιστεί ένα πλήρες αστεροσκοπείο για τη LISA. Θα ακούσουμε την κοσμική συμφωνία – από τον παλμό των αστέρων νετρονίων μέχρι τους πρώτους ήχους της Μεγάλης Έκρηξης.

«Κάθε φορά που στρέφουμε όργανα προς τον ουρανό, βλέπουμε στοιχεία εντελώς άχρηστα σε πρώτη φάση. Αυτά όμως δίνουν τροφή στην επιστήμη. Και η επιστήμη είναι χρήσιμη. Καταλαβαίνουμε πώς λειτουργεί το σύμπαν, γι’ αυτό κάνουμε ό,τι κάνουμε», λέει ο Βινέ.

Κι όπως προσθέτει ο ΜακΝαμάρα, «μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε βαρυτικά κύματα για να καταλάβουμε το πρώιμο κομμάτι του σύμπαντος; Είναι ένα από τα μεγάλα ερωτήματα και είναι ο λόγος που ενθουσιαζόμαστε για τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα».