ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ Διάτρητη η πληθωριστική θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης»

ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ

Διάτρητη η πληθωριστική θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης»

Ασύμβατη με τα πειραματικά δεδομένα από τον δορυφόρο Πλανκ. Προβλέπει τα πάντα, άρα τίποτα. Οταν η επιστήμη εισβάλλει στο χώρο της φιλοσοφίας το ιδεαλιστικό «καπέλο» τη μετατρέπει σε θεολογία

Σε άρθρο τους στο επιστημονικό περιοδικό «Scientific American», τρεις κορυφαίοι επιστήμονες, η Ανα Ιτζας, του Κέντρου Θεωρητικής Φυσικής του πανεπιστημίου Πρίνστον, ο κάτοχος της έδρας Αλμπερτ Αϊνστάιν του ίδιου πανεπιστημίου, Πολ Στάινχαρντ και ο Αβραάμ Λόεμπ, πρόεδρος του τμήματος αστρονομίας του πανεπιστημίου Χάρβαρντ, παίρνοντας υπόψη και τα νέα δεδομένα που έδωσε ο δορυφόρος Πλανκ του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), αμφισβητούν την εδώ και 35 χρόνια καθιερωμένη θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης», τόσο με την πληθωριστική της εκδοχή, όσο και γενικότερα. Να σημειωθεί ότι ο Στάινχαρντ, είχε συμβάλει σημαντικά στην ανάπτυξη της πληθωριστικής θεωρίας της «Μεγάλης Εκρηξης».
Η θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης » («Big Bang») είναι μια κοσμολογική θεωρία που διατυπώθηκε για να εξηγήσει πώς προέκυψε η σημερινή όψη του ορατού σύμπαντος. Οπως κάθε φυσική θεωρία πρέπει να στηρίζεται στους φυσικούς νόμους, στη φυσική πραγματικότητα. Ομως, η θεωρία αυτή πάσχει εξαρχής, καθώς δέχεται ως αρχή του παρατηρούμενου σήμερα σύμπαντος μια σημειακή ανωμαλία μηδαμινού μεγέθους και άπειρης πυκνότητας. Πρόκειται για θεωρητικό κατασκεύασμα το οποίο δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ και πουθενά στη φύση και στο οποίο εξ ορισμού δεν ισχύουν οι φυσικοί νόμοι. Πέρα από κάθε επιστημονικό δεδομένο είναι και η αντίληψη για ύπαρξη του χώρου και του χρόνου σε μια σφαίρα, έξω από την οποία, σύμφωνα με τη θεωρία, επίσης δεν ίσχυαν - και δεν ισχύουν - οι φυσικοί νόμοι. Οπως ήταν αναμενόμενο, σε συνθήκες κυριαρχίας της αστικής τάξης και της ιδεολογίας της, η θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης» στρεβλώθηκε, παίρνοντας μορφή θεολογίας. Η «αρχή», που υποθέτει, παρουσιάζεται ως η στιγμή της Δημιουργίας, ενώ η προέκταση της θεωρίας στο χρόνο από ορισμένους επιστήμονες καταλήγει στο θάνατο του σύμπαντος, στην κατάργηση της κίνησης της ύλης.

Χρησμός

Οι τρεις επιστήμονες υπενθυμίζουν στο άρθρο τους ότι στη διεθνή συνέντευξη Τύπου που είχε δώσει ο ESA το 2013 για να ανακοινώσει τα αποτελέσματα από την επεξεργασία των παρατηρήσεων του δορυφόρου Πλανκ, είχε υποστηρίξει ότι τα δεδομένα επιβεβαιώνουν πλήρως τις προβλέψεις των απλούστερων πληθωριστικών μοντέλων. Στην πραγματικότητα, συνέβαινε το αντίθετο και μάλιστα οι μετρήσεις αναδείκνυαν ακόμη περισσότερο τις θεμελιώδεις αδυναμίες της θεωρίας της «Μεγάλης Εκρηξης». Τα δεδομένα που συνέλεξε ο δορυφόρος Πλανκ στα χρόνια που μεσολάβησαν, ενίσχυσαν περαιτέρω την αμφισβήτηση της θεωρίας. Κατά τους Ιτζας, Στάινχαρντ και Λόεμπ, οι κοσμολόγοι στην πλειοψηφία τους αγνόησαν τα νέα στοιχεία, θεωρώντας εξ ορισμού ορθή την πληθωριστική θεωρία, επειδή προσφέρει τάχα τη μόνη απλή εξήγηση για τα παρατηρούμενα χαρακτηριστικά του (σ.σ. ορατού) σύμπαντος.
Ας υποθέσουμε, λένε, ότι κάποιο μαντείο μας είχε πει με βεβαιότητα ότι η πληθωριστική θεωρία ισχύει. Τότε θα περίμενε κανείς αυτή η θεωρία να μας εξηγεί πολλά από αυτά που παρατήρησε η διαστημική αποστολή Πλανκ. Καταρχάς, θα πρέπει να υπήρξε ένα μικροσκοπικό τμήμα χώρου γεμάτο με μια εξωτική μορφή Ενέργειας με απωθητική δράση, που να οδήγησε στην απότομη διόγκωση του σύμπαντος (όλες οι γνωστές στη φυσική μορφές Ενέργειας έχουν ελκτική δράση). Αυτή η πληθωριστική Ενέργεια είναι πλήρως υποθετική και δεν υπάρχει καμία απόδειξη για την ύπαρξή της. Επιστήμονες έχουν κάνει εκατοντάδες διαφορετικές προτάσεις για τη φύση της και κάθε πρόταση οδηγεί σε διαφορετικούς ρυθμούς διόγκωσης (πληθωρισμού). Είναι σαφές ότι η πληθωριστική θεωρία δεν είναι ακριβής θεωρία, αλλά ένα εξαιρετικά ευέλικτο πλαίσιο που περικλείει πολλές πιθανότητες.

Διά πάσαν νόσον

Αλλά, αν ο χρησμός του μαντείου ήταν αληθής για όλα τα μοντέλα, ανεξάρτητα από τον τύπο πληθωριστικής Ενέργειας, τότε με βάση την κβαντική φυσική η θερμοκρασία και η πυκνότητα της ύλης στο σύμπαν μετά την πληθωριστική φάση, θα έπρεπε να είχε διακυμάνσεις ανάλογες με τις διακυμάνσεις κατανομής που θα είχε η πληθωριστική Ενέργεια, τη στιγμή που μετατράπηκε σε κανονική ύλη και ακτινοβολία. Αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα να υπάρχουν άλλα σημεία με υψηλότερη και άλλα με χαμηλότερη κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων υποβάθρου (CMB) (βλ. κειμενολεζάντα). Μοιάζει μια καλή αρχή για πειραματικό έλεγχο, αν και κάπως ακαθόριστη. Θα μπορούσαμε να προβλέψουμε τον αριθμό και τη διάταξη των γαλαξιών στο χώρο; Την ποσότητα της ύλης και Ενέργειας (σ.σ. ύλης και πάλι), που υπάρχει στο σύμπαν; Η απάντηση είναι όχι. Η πληθωριστική θεωρία είναι τόσο ευέλικτη, που είναι δυνατό οποιοδήποτε αποτέλεσμα. Μήπως η θεωρία αυτή μάς λέει γιατί συνέβη η «Μεγάλη Εκρηξη» ή πώς προέκυψε ο μικροσκοπικός αρχικός χώρος που διογκώθηκε στο σύμπαν που παρατηρούμε σήμερα; Η απάντηση είναι και πάλι όχι.
Ακόμη κι αν ξέραμε κάπως ότι η πληθωριστική θεωρία ισχύει, δεν θα μπορούσαμε να προβλέψουμε πολλά για τα θερμά και ψυχρά σημεία που παρατήρησε ο δορυφόρος Πλανκ. Ο χάρτης του Πλανκ, όπως και προηγούμενοι ανάλογοι για τη CMB, δείχνουν ότι το μοτίβο θερμών και ψυχρών σημείων είναι σχεδόν το ίδιο όσο και αν «ζουμάρουμε» τα δεδομένα, μια ιδιότητα που επιστημονικά ονομάζεται «αναλλοίωτο κλίμακας». Η απόκλιση των λεπτομερέστερων δεδομένων του Πλανκ από το αναλλοίωτο κλίμακας είναι λίγες μονάδες επί τοις εκατό και η μέση διακύμανση θερμοκρασίας μεταξύ των διαφόρων σημείων είναι περίπου 0,01%. Οι οπαδοί της πληθωριστικής θεωρίας λένε ότι μπορεί να προβλέψει ένα μοτίβο με τέτοιες ιδιότητες. Κρύβουν, όμως, ότι μπορεί να προβλέψει και πολλά άλλα μοτίβα, όπου υπάρχει μεγάλη απόκλιση από το αναλλοίωτο κλίμακας και η διακύμανση θερμοκρασιών απέχει πολύ περισσότερο από την παρατηρούμενη. Αρα οι παρατηρήσεις του Πλανκ δεν επιβεβαιώνουν τη θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης».

Αιώνιο παλλόμενο σύμπαν

Αν όμως ίσχυε η θεωρία αυτή, τότε στις παρατηρήσεις του Πλανκ θα έπρεπε να εντοπίζονται και στρεβλώσεις του χωροχρόνου, που προήλθαν από τις κβαντικές διακυμάνσεις της πληθωριστικής Ενέργειας και θα εμφανίζονταν ως βαρυτικά κύματα, που θα διέτρεχαν το σύμπαν. Αν και οι επιστήμονες πρόσφατα εντόπισαν βαρυτικά κύματα προερχόμενα από συνένωση μαύρων τρυπών, τα προβλεπόμενα από την πληθωριστική θεωρία βαρυτικά κύματα δεν εντοπίστηκαν, ούτε από τον δορυφόρο COBE το 1992, ούτε από τον Πλανκ, ούτε από το πείραμα BICEP2 στο Νότιο Πόλο. Η απάντηση σ' αυτό, των υποστηρικτών της πληθωριστικής θεωρίας, ήταν νέα θεωρητικά «μπαλώματα», που απαιτούν πολύ συγκεκριμένες αρχικές συνθήκες, σχεδόν κατά παραγγελία. Τελικά, η πληθωριστική θεωρία δεν προσφέρει μια απλή ερμηνεία των αστρονομικών παρατηρήσεων.
Στο άρθρο των τριών επιστημόνων εντοπίζεται πλειάδα άλλων αδυναμιών της πληθωριστικής θεωρίας, που εστιάζονται στο γεγονός ότι προβλέπει σύμπαντα που μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές ιδιότητες από το παρατηρούμενο σύμπαν. Ομως μια καλή επιστημονική θεωρία υποτίθεται ότι εξηγεί γιατί συμβαίνει εκείνο που συμβαίνει και δεν συμβαίνει κάτι άλλο. Εκτιμούν ότι υπάρχουν δύο λογικές πιθανότητες. Είτε το σύμπαν είχε μια αρχή, που ονομάζουμε «Μεγάλη Εκρηξη», είτε υπήρχε πάντα και αυτό που αποκαλούμε «Μεγάλη Εκρηξη» είναι στην πραγματικότητα «Μεγάλη Αναπήδηση», μια μετάβαση από κάποια προηγούμενη κοσμολογική φάση στη σημερινή φάση του εκτατικού σύμπαντος. Αν και οι περισσότεροι κοσμολόγοι υποθέτουν έκρηξη, δεν υπάρχει καμία απόδειξη - απολύτως καμία - για το αν το γεγονός που συνέβη πριν 13,7 δισ. χρόνια ήταν έκρηξη ή αναπήδηση. Μια αναπήδηση, σε αντίθεση με την έκρηξη, δεν απαιτεί καμία παρεπόμενη πληθωριστική περίοδο για το σχηματισμό ενός σύμπαντος όπως το παρατηρούμενο. Επιπλέον, στο παλλόμενο σύμπαν ισχύει συνεχώς η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν και το σύμπαν μπορεί να αρχίσει να διαστέλλεται και πάλι πριν η συστολή το οδηγήσει σε μέγεθος, που να κυριαρχούν τα κβαντικά φαινόμενα.

Αποκαλυπτήρια

Θα περίμενε κανείς να ξεκινήσει μια ζωηρή επιστημονική αντιπαράθεση και προσπάθεια ελέγχου κατά το δυνατό των εναλλακτικών θεωριών. Ομως, η πληθωριστική θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης» δεν μπορεί να ελεγχθεί με βάση την επιστημονική μέθοδο. Αλλάζοντας ελαφρώς τις αρχικές συνθήκες και κάποιες άλλες παραμέτρους μπορεί να προκύψει οποιοδήποτε αποτέλεσμα. Κανένα πείραμα δεν μπορεί να την αποδείξει ούτε αληθή, ούτε ψευδή. Μερικοί επιστήμονες που, για ιδεολογικούς λόγους, επιμένουν σε αυτήν, έφτασαν να προτείνουν την απόρριψη μιας βασικής πλευράς της επιστημονικής μεθόδου: της συμφωνίας της θεωρίας με την πράξη! Αποκαλυπτήρια...
Μια κοσμολογική θεωρία μπορεί να «μπαλώνεται» πάλι και πάλι, ώστε να αποφεύγει τις περί του αντιθέτου παρατηρήσεις. Ετσι όμως, χάνει διαρκώς σε ερμηνευτική ισχύ, μέχρι του σημείου που παύει να έχει οποιαδήποτε αξία. Η ερμηνευτική ισχύς μιας θεωρίας είναι ανάλογη με το μέγεθος του συνόλου των πιθανοτήτων που εξαιρεί. Μια θεωρία που προβλέπει τα πάντα, που δεν εξαιρεί τίποτα, δεν προβλέπει τίποτα, έχει μηδενική ερμηνευτική ισχύ.
Η προσπάθεια να διαμορφωθούν επιστημονικές θεωρίες για την προέλευση της ίδιας της φυσικής πραγματικότητας, όπου εξ ορισμού η επιστήμη της φυσικής (και όλες οι επιστήμες) δεν έχει εφαρμογή, μπορεί να οδηγήσει σε παραδοξότητες, αντιεπιστημονικές παραδοχές και τελικά να ανοίξει το δρόμο για προβολή θεολογικών αξιωμάτων στη φυσική πραγματικότητα. Το πεπερασμένο του χώρου ή του χρόνου, η ανυπαρξία κίνησης της ύλης δεν έχουν επιβεβαιωθεί ποτέ και σε κανέναν τομέα της αντικειμενικής πραγματικότητας. Η αυθαίρετη παραδοχή τους ως γεγονός και τελικά η κατάργηση των φυσικών νόμων στο όνομα των ίδιων των φυσικών νόμων, είναι μη επιλύσιμη αντίφαση και δεν έχει να κάνει με την επιστήμη. Η ύπαρξη της φυσικής πραγματικότητας είναι αντικείμενο κοσμοθεωρίας όχι επιστήμης.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»