Τι σταμάτησε το Σύμπαν από τη Μεγάλη Σύνθλιψη;

Μία ομάδα ερευνητών του πανεπιστημίου King's College του Λονδίνου, συνδύασε τα αποτελέσματα από το πρόσφατο πείραμα BICEP2 με τις ιδιότητες του σωματιδίου Χιγκς. Σύμφωνα με την έρευνά τους υπάρχει ένα... μικρό πρόβλημα στη θεωρία, καθώς ο παραπάνω συνδυασμός οδηγεί σε ένα Σύμπαν που κατέρρευσε αμέσως μετά τη δημιουργία του.
Αμέσως μετά τη Μέγάλη Έκρηξη, το Σύμπαν θεωρείται πως πέρασε στη πληθωριστική φάση της εξέλιξής του, μία σύντομη δηλαδή περίοδο κατά την οποία επεκτάθηκε εκθετικά. Εάν και οι λεπτομέρειες της θεωρίας του κοσμικού πληθωρισμού δεν είναι ακόμη απολύτως γνωστές, το συγκεκριμένο μοντέλο εξηγεί με πολύ κομψό τρόπο τη μορφή που έχει το Σύμπαν σήμερα και εν απουσία άλλων πειστικών εξηγήσεων παραμένει η μόνη αξιόλογη πρόταση που έχουν στα χέρια τους οι κοσμολόγοι για τις πρώτες στιγμές που ακολούθησαν τη δημιουργία του Σύμπαντος.
Τον περασμένο Μάρτιο μάλιστα, οι επιστήμονες είχαν και την πρώτη πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας του κοσμικού πληθωρισμού, μέσω της ανακάλυψης στην ακτινοβολία από τη Μεγάλη Έκρηξη μίας πόλωσης που σχετίζεται με την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων, κάτι που αποτελεί πρόβλεψη του πληθωρισμού. Εάν και η αξιοπιστία των συμπερασμάτων του πειράματος BICEP2 το οποίο έκανε την ανακάλυψη έχει κλονιστεί τις τελευταίες ημέρες, τα στοιχεία από το ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Πλανκ αναμένεται να φωτίσουν την υπόθεση εντός των ερχόμενων μηνών.
Στη νέα έρευνα του πανεπιστημίου King's ωστόσο, οι ερευνητές αναρωτήθηκαν τι σημαίνουν οι παρατηρήσεις από το BICEP2 για τη σταθερότητα του Σύμπαντος. Για να το επιτύχουν αυτό, συνδύασαν τα αποτελέσματα του BICEP2 με τη σωματιδιακή φυσική και συγκεκριμένα με τις ιδιότητες του μποζονίου Χιγκς, του σωματιδίου μέσω του οποίου τα υπόλοιπα σωματίδια αποκτούν μάζα και το οποίο ανακαλύφθηκε πειραματικά στο CERN το 2012.

KINGS COLLEGE LONDON /ROBERT HOGAN

Στη νέα έρευνα του πανεπιστημίου King's ωστόσο, οι ερευνητές αναρωτήθηκαν τι σημαίνουν οι παρατηρήσεις από το BICEP2 για τη σταθερότητα του Σύμπαντος. Για να το επιτύχουν αυτό, συνδύασαν τα αποτελέσματα του BICEP2 με τη σωματιδιακή φυσική και συγκεκριμένα με τις ιδιότητες του μποζονίου Χιγκς, του σωματιδίου μέσω του οποίου τα υπόλοιπα σωματίδια αποκτούν μάζα και το οποίο ανακαλύφθηκε πειραματικά στο CERN το 2012.

Οι λεπτομερείς μετρήσεις του μποζονίου Χιγκς, έχουν δείξει πως το Σύμπαν έχει “καθίσει” σε μία κοιλάδα του δυναμικού του πεδίου Χιγκς, σε ένα σημείο δηλαδή με τη λιγότερη δυνατή ενέργεια. Το σημεία αυτό  όμως είναι αυτό που στα μαθηματικά αποκαλείται τοπικό ελάχιστο, καθώς υπάρχει και άλλη κοιλάδα στο δυναμικό και μάλιστα πολύ πιο βαθιά. Αυτό που δεν αφήνει το Σύμπαν να κυλήσει προς τη διπλανή κοιλάδα, είναι ένα ψηλό εμπόδιο, το οποίο θα μπορούσε να υπερκεραστεί μόνο εάν υπήρχε διαθέσιμη μία μεγάλη ποσότητα ενέργειας.

Το πρόβλημα είναι πως σύμφωνα με τα αποτελέσματα του BICEP2, κατά τη διάρκεια του πληθωρισμού το Σύμπαν θα λάμβανε ικανές ποσότητας ενέργειας ώστε να το σπρώξουν προς τη διπλανή βαθιά κοιλάδα, μέσα σε κλάσματα ενός δευτερολέπτου. Εάν συνέβαινε κάτι τέτοιο, τότε μέσα σε ελάχιστο χρόνο το Σύμπαν θα κατέρρεε σε αυτό που λέμε Μεγάλη Σύνθλιψη.

“Κάτι τέτοιο είναι μια απαράδεκτη πρόβλεψη της θεωρίας καθώς εάν συνέβαινε δε θα ήμασταν εδώ για να το συζητάμε”, είπε σχετικά ο ερευνητής του KCL Ρόμπερτ Χόγκαν, που ηγήθηκε της έρευνας που παρουσιάστηκε στο συνέδριο αστρονομίας της βρετανικής Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρίας
Ίσως αυτό να σημαίνει πως τα αποτελέσματα του BICEP2 να περιέχουν κάποιο λάθος, αλλά εάν όχι τότε “θα πρέπει να υπάρχει κάποιο ενδιαφέρον νέο σωματίδιο, πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο” σύμφωνα με τους ερευνητές, το οποίο να εξηγεί αυτή τη συμπεριφορά.
tanea.gr