Για περισσότερα από 50 χρόνια, η θεωρία της "Μεγάλης Έκρηξης" (Big Bang) αποτελεί το κυρίαρχο επιστημονικό μοντέλο για την προέλευση του Σύμπαντος. Παρ’ όλα αυτά, εξακολουθούν να κυκλοφορούν αρκετές παρανοήσεις για το τι ακριβώς συνέβη στα πρώτα στάδια της κοσμικής ιστορίας.
Σήμερα, με τη βοήθεια παρατηρήσεων από το τηλεσκόπιο James Webb και πλήθος κοσμολογικών δεδομένων, μπορούμε να καταρρίψουμε πέντε από τους πιο διαδεδομένους μύθους.
Μύθος 1: Mια «κοσμική βόμβα» που εξερράγη στο κενό
Η πιο διαδεδομένη εικόνα της Μεγάλης Έκρηξης είναι αυτή ενός τεράστιου εκρηκτικού γεγονότος που εξακτίνωσε την ύλη προς όλες τις κατευθύνσεις από ένα κεντρικό σημείο. Όμως, η επιστήμη λέει κάτι διαφορετικό. Η Μεγάλη Έκρηξη δεν ήταν έκρηξη μέσα στον χώρο – ήταν η ίδια η διαστολή του χώρου.
Οι γαλαξίες δεν απομακρύνονται επειδή κινούνται μέσα στο Σύμπαν, αλλά επειδή το ίδιο το διάστημα μεταξύ τους διαστέλλεται. Όπως οι σταφίδες σε ένα φουσκωμένο ζυμάρι φαίνεται να απομακρύνονται, χωρίς να κινούνται μέσα στη μάζα, έτσι και οι γαλαξίες παρασύρονται από τη διαστολή του ίδιου του χωροχρόνου.
Δεν υπήρξε, λοιπόν, κάποια αρχική «έκρηξη» στον συνήθη φυσικό χώρο, αλλά ένα στάδιο έντονης διαστολής του ίδιου του Σύμπαντος, σύμφωνα με τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Μύθος 2: Συνέβη σε ένα συγκεκριμένο σημείο του χώρου
Εάν όλα απομακρύνονται από εμάς, τότε ίσως φαντάζει λογικό να πιστεύει κανείς ότι κάποτε όλα ξεκίνησαν από το ίδιο σημείο. Όμως αυτό προϋποθέτει πως το Σύμπαν έχει ένα κέντρο – κάτι που δεν ισχύει.
Η Μεγάλη Έκρηξη δεν έγινε σε κάποιο συγκεκριμένο «σημείο», αλλά συνέβη παντού ταυτόχρονα. Το Σύμπαν, στην ευρεία του κλίμακα, είναι ομοιογενές και ισότροπο: μοιάζει το ίδιο από όπου κι αν το παρατηρήσεις. Δεν υπάρχει κάποια «προνομιακή» τοποθεσία, ούτε κάποιος «κοσμικός πυρήνας» από όπου ξεκίνησαν όλα. Ο κάθε παρατηρητής, σε κάθε σημείο του Σύμπαντος, βλέπει τους άλλους γαλαξίες να απομακρύνονται, ακριβώς όπως κι εμείς.
Μύθος 3: Το Σύμπαν ξεκίνησε από ένα σημείο άπειρης πυκνότητας και θερμοκρασίας
Μια παλαιότερη εικόνα της Μεγάλης Έκρηξης υποστήριζε ότι η ύλη και η ενέργεια του Σύμπαντος ήταν κάποτε συμπυκνωμένες σε μια «κοσμική ανωμαλία» – μια άπειρα πυκνή και θερμή κατάσταση, γνωστή ως ιδιομορφία (singularity). Ωστόσο, τα δεδομένα από αποστολές όπως οι COBE, WMAP και Planck έδειξαν πως κάτι τέτοιο δεν ευσταθεί.
Η ακτινοβολία υποβάθρου – το «απομεινάρι» της Μεγάλης Έκρηξης – παρουσιάζει πολύ μικρές διακυμάνσεις θερμοκρασίας (1 προς 30.000), ενώ δεν παρατηρούμε υπολείμματα όπως μαγνητικά μονόπολα, που θα έπρεπε να υπάρχουν σε ένα Σύμπαν με τόσο υψηλές θερμοκρασίες.
Όλα αυτά δείχνουν πως το Σύμπαν δεν έφτασε ποτέ σε άπειρη θερμότητα ή πυκνότητα. Αντίθετα, υπήρξε ένα «όριο» θερμοκρασίας, το οποίο δεν ξεπεράστηκε ποτέ, ακόμη και στα πρώτα στάδια.
Μύθος 4: Το Σύμπαν ξεκίνησε από μια ιδιομορφία
Η πιο σύγχρονη θεωρία που εξηγεί την απαρχή του θερμού Σύμπαντος είναι το κοσμικό πληθωριστικό μοντέλο (cosmic inflation). Σύμφωνα με αυτό, πριν ξεκινήσει η φάση της θερμής διαστολής (αυτό που ονομάζουμε «Μεγάλη Έκρηξη»), το Σύμπαν πέρασε από μια εξαιρετικά ταχεία φάση εκθετικής διαστολής.
Αυτό το πληθωριστικό στάδιο όχι μόνο εξηγεί την ομοιογένεια και επίπεδη γεωμετρία του Σύμπαντος, αλλά και τα μικροσκοπικά κβαντικά σκιρτήματα που «φούσκωσαν» και έγιναν οι σπόροι των γαλαξιών.
Και το σημαντικότερο: το μοντέλο αυτό υποδηλώνει ότι η διαστολή του Σύμπαντος δεν ξεκίνησε από ένα «σημείο μηδέν», καθώς όσο και να ανατρέχουμε στο παρελθόν, η έκταση του Σύμπαντος δεν γίνεται ποτέ μηδενική – απλώς μικραίνει διαρκώς χωρίς να μηδενίζεται.
Αν υπήρχε φάση πριν το πληθωριστικό στάδιο, ενδέχεται να υπήρξε ιδιομορφία. Όμως αυτή η υπόθεση δεν μπορεί να επαληθευτεί παρατηρησιακά. Γνωρίζουμε μόνο ότι το πληθωριστικό Σύμπαν, όπως το περιγράφει η φυσική μας, δεν ξεκινά από κάποιο σημείο άπειρων μεγεθών.
Μύθος 5: Πριν το "Big Bang" δεν υπήρχε τίποτα – ούτε χώρος, ούτε χρόνος, ούτε φυσικοί νόμοι
Αν υπήρχε ιδιομορφία, τότε πράγματι οι φυσικοί νόμοι καταρρέουν. Όμως το πληθωριστικό μοντέλο μας οδηγεί σε ένα πρώιμο Σύμπαν που παραμένει κάτω από τα κρίσιμα όρια, χωρίς να φτάνει ποτέ σε άπειρα μεγέθη ή ασυνέχειες.
Αυτό σημαίνει πως τόσο ο χρόνος, όσο και ο χώρος και οι φυσικοί νόμοι, υπήρχαν και λειτουργούσαν ήδη από την περίοδο του πληθωρισμού. Το ερώτημα είναι αν ο πληθωρισμός διήρκησε για πεπερασμένο ή άπειρο χρονικό διάστημα, αν ήταν σταθερός ή μεταβαλλόμενος, ή ακόμη αν το Σύμπαν έχει κυκλική φύση.
Η αλήθεια είναι πως δεν γνωρίζουμε. Ό,τι υπήρξε πριν από το τελευταίο κλάσμα του δευτερολέπτου του πληθωρισμού έχει «ξεπλυθεί» από την ίδια τη διαστολή, αφήνοντας πίσω του ελάχιστες ενδείξεις.
Οι φιλόσοφοι της αρχαιότητας αναρωτιόντουσαν αν ο χρόνος υπήρχε πάντα, αν ξεκίνησε κάποια στιγμή, ή αν είναι κυκλικός. Σήμερα, ακόμη κι έπειτα από δεκαετίες προόδου, η επιστήμη δεν έχει δώσει οριστική απάντηση.
Η ουσία
Η Μεγάλη Έκρηξη δεν ήταν μια έκρηξη στο κενό, ούτε είχε «κέντρο» ή «σημείο προέλευσης». Δεν ξεκίνησε από άπειρη πυκνότητα και δεν επιβάλλει απαραίτητα την ύπαρξη ιδιομορφίας. Το Σύμπαν έχει πίσω του ένα πληθωριστικό παρελθόν, όπου ήδη υπήρχαν χώρος, χρόνος και νόμοι φυσικής.
Τι υπήρξε πριν από αυτό; Προς το παρόν, παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα αναπάντητα ερωτήματα της επιστήμης.
