Παρά τον εντυπωσιακό όγκο γνώσης που έχει συγκεντρώσει η επιστήμη για την κοσμική ιστορία, από τη γέννηση του Σύμπαντος μέχρι την εξέλιξη των άστρων, των γαλαξιών και της ζωής, ορισμένα από τα βαθύτερα μυστήρια παραμένουν άλυτα.
Η σύγχρονη κοσμολογία έχει καταφέρει να χτίσει ένα συνεκτικό αφήγημα, συμβατό με τους θεμελιώδεις φυσικούς νόμους. Όμως, ανάμεσα στα δεδομένα, τις παρατηρήσεις και τις θεωρίες, παραμένουν εννέα μεγάλα χάσματα.
Αυτά τα ερωτήματα όχι μόνο δεν έχουν απαντηθεί, αλλά ενδέχεται να απαιτούν εντελώς νέα φυσική για να κατανοηθούν:
1. Τι προκάλεσε -ή προηγήθηκε- της κοσμικής πληθωριστικής περιόδου;
Η περίοδος του «κοσμικού πληθωρισμού», μια αστραπιαία διαστολή του Σύμπαντος πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang) όπως την αντιλαμβανόμαστε σήμερα, εξηγεί πολλά: τη γεωμετρική ομαλότητα του Σύμπαντος, την ομοιομορφία της κοσμικής ακτινοβολίας, τις αρχικές ανωμαλίες ύλης.
Όμως δεν γνωρίζουμε τι την προκάλεσε. Ο πληθωρισμός δεν είναι η αρχή, είναι αυτό που συνέβη πριν από την αρχή που βλέπουμε.
Η αρχή του Σύμπαντος: Η κοσμογονία έγινε σε... εκατομμυριοχιλιοστά του δευτερολέπτου!
2. Ποια "μορφή" πληθωρισμού συνέβη;
Υπάρχουν δεκάδες θεωρητικά μοντέλα πληθωρισμού, αλλά δεν γνωρίζουμε ποιο (ή αν κάποιο) εξηγεί τη δική μας κοσμική ιστορία.
Μελλοντικές παρατηρήσεις -κυρίως η αναζήτηση πρωτογενών βαρυτικών κυμάτων, η ακριβής μέτρηση της «επιπεδότητας» του Σύμπαντος και ο εντοπισμός τυχόν «μη-Γκαουσιανών» μοτίβων στην κοσμική ακτινοβολία- ίσως να δώσουν την απάντηση.
3. Πώς προέκυψε η κυριαρχία της ύλης;
Αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η θεωρία προβλέπει ότι ύλη και αντιύλη θα έπρεπε να έχουν παραχθεί σε ίσες ποσότητες. Κι όμως, το Σύμπαν μας είναι γεμάτο ύλη - η αντιύλη σχεδόν απουσιάζει.
Αφού η ύλη αποτελείται από άτομα, γιατί είναι στερεή; Η κβαντική φυσική το εξηγεί
Η διαδικασία που επέτρεψε αυτήν την «ασυμμετρία», γνωστή ως βαρυογένεση, παραμένει πλήρως άγνωστη.
4. Τι είναι η σκοτεινή ύλη;
Όλες οι αστροφυσικές ενδείξεις, από τις κινήσεις των γαλαξιών έως τη δομή του Σύμπαντος, δείχνουν ότι η σκοτεινή ύλη είναι πραγματική.
Και όμως: δεν έχουμε ταυτοποιήσει τη φύση της.
Δεν αλληλεπιδρά με το φως, δεν ανιχνεύεται άμεσα και εκατοντάδες πειράματα έχουν αποτύχει να τη συλλάβουν.
H Σκοτεινή Ύλη ίσως προϋπήρχε του Big Bang
5. Πότε και πώς εμφανίστηκαν τα πρώτα άστρα;
Η εποχή των πρώτων άστρων, των λεγόμενων "Population III", παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα χαμένα κεφάλαια στην κοσμική ιστορία.
Ξέρουμε ότι ήταν τεράστια, καυτά, σύντομα στη ζωή τους και υπεύθυνα για τα πρώτα βαρέα στοιχεία.
Αλλά κανένα δεν έχει ακόμη εντοπιστεί.
Αστρογένεση: Νέοι ορίζοντες στην έρευνα, με τη συμβολή του ΑΠΘ
6. Πόσο μόνοι είμαστε πραγματικά στο Σύμπαν;
Η μεγαλύτερη ίσως υπαρξιακή ερώτηση της επιστήμης παραμένει αναπάντητη.
Ακόμη δεν γνωρίζουμε:
- Πότε και πού εμφανίστηκε για πρώτη φορά η ζωή στο Σύμπαν,
- πόσο συχνή μπορεί να είναι,
- αν υπάρχουν άλλοι πλανήτες με πολύπλοκη ή νοήμονα ζωή.
Οι ενδείξεις που διαθέτουμε σήμερα είναι ελάχιστες.
Άκαρπη η έρευνα σε 10,3 εκατ. άστρα. Δεν βρέθηκε εξωγήινος πολιτισμός
7. Πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη;
Παρότι η βιολογία και η εξελικτική θεωρία έχουν χαρτογραφήσει πλήρως την εξέλιξη της ζωής, η αρχή της, η αβιογένεση, εξακολουθεί να διαφεύγει.
Δεν έχουμε ακόμη απάντηση στο πώς ένα σύνολο μορίων κατάφερε να μετατραπεί σε ένα αυτοαναπαραγόμενο, ζωντανό σύστημα.
Πέντε αναπάντητα ερωτήματα για την προέλευση της ζωής
8. Ποια είναι η φύση της σκοτεινής ενέργειας;
Η σκοτεινή ενέργεια αποτελεί το 70% του Σύμπαντος και επιταχύνει τη διαστολή του.
Μπορεί να είναι η «κοσμολογική σταθερά» του Αϊνστάιν, μπορεί να είναι κάτι δυναμικό, μπορεί να είναι μια άγνωστη μορφή πεδίου.
Αλλά κανείς δεν γνωρίζει από πού προέρχεται και γιατί υπάρχει.
Η ακριβέστερη μέχρι σήμερα εκτίμηση για σκοτεινή ενέργεια, σκοτεινή ύλη και επέκταση του σύμπαντος
9. Ποια είναι η τελική μοίρα του Σύμπαντος;
Θα:
- παγώσει σε έναν θερμικό θάνατο;
- καταρρεύσει σε ένα Μεγάλο Σύνθλιψη;
- διαλυθεί σε ένα Μεγάλο Σχίσιμο;
- ή θα αναγεννηθεί σε έναν νέο κοσμικό κύκλο;
Η απάντηση εξαρτάται σχεδόν εξ ολοκλήρου από τη σκοτεινή ενέργεια, που παραμένει μυστήριο.
Σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια το 96% του σύμπαντος
Ένα Σύμπαν γεμάτο γνώση... και άγνοια
Παρά την τεράστια επιστημονική πρόοδο, τα θεμελιώδη αυτά εννέα κενά αποδεικνύουν ότι η κοσμολογία βρίσκεται ακόμη σε μια πρώιμη φάση κατανόησης.
Έχουμε σχηματίσει ένα καταπληκτικό πορτρέτο του Σύμπαντος, αλλά τα πιο κρίσιμα κομμάτια του παζλ λείπουν ακόμη.
Η μεγαλύτερη βιβλιοθήκη απαντήσεων βρίσκεται ακόμη στα άστρα και περιμένει να διαβαστεί.
Α.Ν
