- Ο ΠΟΛΕΜΟΣ ΤΩΝ ΣΥΜΠΑΝΤΩΝ

Δεν πρόκειται για παραλλαγή του τίτλου του γνωστού μυθιστορήματος του G. Wells, αλλά για μια διαμάχη που ξέσπασε στα τέλη της δεκαετίας του ’40 σχετικά με την προέλευση του Σύμπαντος, και στην οποία πρωταγωνίστησαν δύο διακεκριμένοι Βρετανοί καθηγητές του πανεπιστημίου του Καίμπριτζ, ο αστρονόμος Fred Hoyle (1915 – 2001) και ο αστροφυσικός Martin Ryle (1918 – 1984).

George Lemaitre

H προσπάθεια να εξηγηθεί η προέλευση του Σύμπαντος και ταυτόχρονα να προβλεφθεί η εξέλιξή του, και μάλιστα με μια «ανατρεπτική» θεωρία, ξεκίνησε από μια αναπάντεχη πηγή.

Ήταν το 1927, όταν ο Βέλγος Ρωμαιοκαθολικός ιερέας αλλά και καθηγητής Φυσικής, Αστρονόμος και Μαθηματικός George Lemaitre (1894 – 1966) υπέθεσε ότι το Σύμπαν ξεκίνησε από ένα «κοσμικό αυγό», το οποίο επεκτάθηκε ραγδαία και κατέληξε στο γνωστό σήμερα Σύμπαν.

Λίγο νωρίτερα, στα μέσα της δεκετίας του ’20 ο Edwin Hubble (1889 – 1953), είχε διαπιστώσει την απομάκρυνση των γαλαξιών μεταξύ τους και μάλιστα με ταχύτητα ανάλογη της μεταξύ τους απόστασης (ενώ το 1998 ανακαλύφθηκε ότι η απομάκρυνση αυτή ήταν και επιταχυνόμενη).

George Gamov (ή Gamow, στα Αγγλικά)

Στα μέσα της δεκαετίας του ‘40, ο ρωσικής καταγωγής κοσμολόγος George Gamov (1904 – 1968) ο οποίος έζησε το δεύτερο μισό της ζωής του στις ΗΠΑ, βασισμένος στις απόψεις του Lemaitre υπολόγισε θεωρητικά την ποσότητα του υδρογόνου και το ηλίου στο Σύμπαν, ξεκινώντας από μία υπέρθερμη και υπέρπυκνη «αρχή».

Τα αποτελέσματα των υπολογισμών του για τα δύο αυτά αρχικά στοιχεία αποδείχθηκαν αργότερα σωστοί, αν και δεν κατόρθωσε να εξηγήσει την προέλευση των βαρύτερων στοιχείων.

«Το διάστημα δεν είναι και τόσο μακριά. Μιας ώρας δρόμος με το αυτοκίνητο, κατ’ ευθείαν επάνω» Fred Hoyle.

Εδώ μπαίνει στο «παιχνίδι» ο Hoyle, ένας επιστήμονας με συχνά ριζοσπαστικές απόψεις, o οποίος  προχώρησε την εργασία του Gamov ένα βήμα παραπέρα με την εξήγηση της δημιουργίας του άνθρακα και των βαρύτερων στοιχείων μέσα στα άστρα.

Παράλληλα εξήγησε τον διασκορπισμό των υλικών αυτών στο Διάστημα όταν τα άστρα έφταναν στο τέλος της ζωής τους με μια ισχυρή έκρηξη, παρέχοντας έτσι την ύλη από την οποία δημιουργήθηκαν στη συνέχεια τα διάφορα πλανητικά συστήματα.

Όμως ο Hoyle (μαζί με τους Bondi και Gold) υποστήριζε επίσης ότι το Σύμπαν παρέμενε λίγο – πολύ στατικό, και ενώ νέα ύλη δημιουργείται συνεχώς στα όριά του ταυτόχρονα καταστρέφεται σε άλλα σημεία του Σύμπαντος, ώστε συνολικά η πυκνότητά του να διατηρείται ομοιόμορφη.

Έτσι δικαιολογούσε το γεγονός ότι το Σύμπαν έμενε στατικό και ταυτόχρονα διαστέλλονταν, όπως είχε ήδη αποδειχτεί την εποχή εκείνη.

Στον Hoyle μάλιστα οφείλεται και ο όρος «Big Bang – Μεγάλη Έκρηξη», όταν το 1950 τη χρησιμοποίησε προφανώς με ειρωνική διάθεση για την αντίπαλη θεωρία, αλλά ο όρος άρεσε και επικράτησε, με αποτέλεσμα τελικά να τη διαφημίσει και να την κάνει γνωστή στο ευρύ κοινό.

Ωστόσο, για τη θεωρία του Big Bang προοδευτικά άρχισαν να υπάρχουν και ισχυρότερες ενδείξεις για την ορθότητά της, με πρώτη σημαντική τέτοια ένδειξη την εργασία του Martin Ryle, ο οποίος χρησιμοποίησε το 1946 ειδικευμένα στην ανίχνευση μικροκυματικής ακτινοβολίας ραδιοτηλεσκόπια για να κάνει ακριβείς μετρήσεις των θέσεων των διαφόρων κοντινών και μακρυνών γαλαξιών, με συνέπεια να διαπιστώσει ότι η κατανομή τους στο Σύμπαν δεν ήταν ομοιογενής.

Ο Martin Ryle, εμπρός από τη πρώτη συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων που κατασκευάστηκαν ειδικά για την ανίχνευση της μικροκυματικής ακτινοβολίας από το Διάστημα.

Ο Ryle ήταν ένας μάλλον οξύθυμος αλλά και εσωστρεφής χαρακτήρας, που για τον λόγο αυτό απέφευγε τις επιστημονικές αντιπαραθέσεις με τον εξωστρεφή Hoyle (χωρίς όμως να τα καταφέρνει πάντα), κάτι που ο δεύτερος έμοιζε να το επιδιώκει.

Πάντως το επιστημονικό έργο του Ryle αναγνωρίστηκε με το παραπάνω στην εποχή του (κάτι που δεν συμβαίνει με όλους τους επιστήμονες), με αποτέλεσμα το 1952 να εκλεγεί μέλος της Βασιλικής Ακαδημίας, το 1966 να λάβει τον τίτλο του Ιππότη (Sir), ενώ το 1974 μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής με τον Α. Hewish.

To 1955 o Ryle είχε ήδη συγκεντρώσει αρκετά στοιχεία από τις παρατηρήσεις του, ώστε να καταφέρει ένα σοβαρό πλήγμα στην θεωρία του Στατικού Σύμπαντος.

Ακόμα και ο Πάπας Πίος XII ανακοίνωσε ότι το Big Bang ήταν σε αρμονία με τη χριστιανική διδασκαλία, σύμφωνα με την οποία το Σύμπαν ήταν έργο ενός παντοδύναμου Δημιουργού.

Επάνω: Οι Penzias (πρώτο πλάνο) και Wilson, εμπρός από το ραδιοτηλεσκόπιο των εργαστηρίων Bell με το οποίο έκαναν την ανακάλυψή τους, όταν βεβαιώθηκαν ότι η αιτία του «ηλεκτρονικού θορύβου» που λάμβαναν δεν ήταν οι κουτσουλιές των περιστεριών!

Κάτω: Οι διαδοχικές εικόνες της πυκνότητας της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου, καθώς τα μέσα παρατήρησης εξελίσσονται. Παρότι οι διαφορές στο χρώμα φαίνονται εντυπωσιακές, στην πραγματικότητα η μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας που αντιπροσωπεύουν γύρω από τη μέση θερμοκρασία των 2.7 βαθμών Kelvin, είναι της τάξης των μερικών εκατοστών του βαθμού. Η κόκκινη ζώνη αντιστοιχεί στην ακτινοβολία του Γαλαξία μας.

Η οριστική καταδίκη όμως της θεωρίας του Στατικού Σύμπαντος ήλθε το 1964 με την ανακάλυψη της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου από τους A. Penzias και R. Wilson, κάτι που τους απέφερε το Νόμπελ Φυσικής το 1978.

Η ακτινοβολία αυτή είχε προβλεφθεί από το 1948 από τον Gamov σαν κατάλοιπο της αρχικής ισχυρής ακτινοβολίας του Big Bang, λαμβάνοντας υπόψη και την εξασθένισή της σαν συνέπεια της διαστολής του Σύμπαντος.

Μάλιστα, όπως ανέφερε ο ίδιος ο Wilson, η συνεισφορά του στην οριστική κατάρριψη της θεωρίας του Στατικού Σύμπαντος του δημιούργησε ανάμικτα συναισθήματα, καθώς είχε σπουδάσει κοσμολογία με τον Hoyle και φιλοσοφικά έβρισκε την ιδέα του Στατικού Σύμπαντος ελκυστική!.

Η σημερινή εικόνα που έχουμε από την κατανομή της ύλης στο Σύμπαν, μπορεί να την εξηγήσει σε ποσοστό κάτι λιγότερο από 4%! Οι υπόλοιπες μορφές (υπόψη ότι η ενέργεια ισοδυναμεί με ύλη, κοσμολογικά) παραμένουν «σκοτεινές», δηλαδή άγνωστες. H Σκοτεινή Ύλη (Dark Matter) δρά βαρυτικά δίνοντας συνοχή στους γαλαξίες, ενώ η Σκοτεινή Ενέργεια (Dark Energy) δρά "αντιβαρυτικά" ωθώντας τους γαλαξίες να απομακρυνθούν μεταξύ τους.

Τελικά, από το 1966 το Big Bang καθιερώθηκε σαν το αποδεκτό μοντέλο για τη γέννηση του Σύμπαντος, και μέχρι το τέλος της δεκαετίας εκείνης είχε εδραιωθεί πλήρως στους επιστημονικούς κύκλους.

Το 1983, ένα χρόνο πριν τον θάνατό του, ζητήθηκε από τον Ryle να προτείνει θέματα για ένα συνέδριο σχετικά με την Επιστήμη και την Ειρήνη.

Ο Ryle, που στο τέλος της σταδιοδρομίας του είχε αφοσιωθεί στην επισήμανση των κινδύνων από τη μη ορθολογιστική χρήση της επιστήμης (και ειδικότερα της πυρηνικής ενέργειας), απάντησε με μια επιστολή η οποία κατέληγε:

«Η εξυπνάδα μας έχει αυξηθεί υπέρμετρα, αλλά όχι και η σοφία μας».

Γ. Μεταξάς