21/10/20

Το πρώτο μικροδευτερόλεπτο


Άρθρο του Διονύση Π. Σιμόπουλου, Επίτιμου Διευθυντή Νέου Ψηφιακού Πλανηταρίου, Ιδρύματος Ευγενίδου https://www.eef.edu.gr/el/arthra/to-proto-mikrodeyterolepto/

Στα έγκατα της Γης, οι ερευνητές του αμερικανικού εργαστηρίου σωματιδιακής φυσικής του Μπρουκχέβεν της Νέας Υόρκης, πριν από μερικά χρόνια πέτυχαν να δημιουργήσουν στιγμιαία την θερμοκρασία που επικρατούσε στη διάρκεια των πρώτων μικροδευτερολέπτων της γέννησης του Σύμπαντος. Η μελέτη των δεδομένων του πειράματος μάς αποκάλυψε ότι κάτι λείπει από τα μοντέλα που έχουμε διαμορφώσει για την εξέλιξη του Σύμπαντος και για τα στοιχειώδη σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους και ότι κάτι πολύ σημαντικό μας διαφεύγει στην προσπάθειά μας να συμπληρώσουμε τα κενά που έχουμε.

Το πείραμα που έγινε τότε αφορούσε την μελέτη της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, μιας από τις τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις της φύσης, στις οποίες περιλαμβάνονται επίσης η βαρύτητα, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη και η ασθενής πυρηνική δύναμη. Η θερμοκρασία που επετεύχθη ήταν δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από την θερμοκρασία που επικρατεί στο εσωτερικό των θερμότερων άστρων στο Σύμπαν. Στην θερμοκρασία αυτή οι ατομικοί πυρήνες διασπώνται σε τέτοιο μεγάλο βαθμό ώστε να δημιουργείται μια «σούπα» των πιο βασικών υποατομικών σωματιδίων που ονομάζεται «πλάσμα κουάρκ-γλοιονίων». Η συμπεριφορά της «σούπας» αυτής μας αποκαλύπτει τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρθηκε η ισχυρή πυρηνική δύναμη στην αρχέγονη εκείνη εποχή πριν από σχεδόν 14 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν το Σύμπαν γεννήθηκε με μια «Μεγάλη Έκρηξη».

Φυσικά με τον όρο «Μεγάλη Έκρηξη» μην φανταστείτε κάτι σαν την έκρηξη ενός δυνατού βαρελότου! Η «Μεγάλη Έκρηξη» των κοσμολόγων δεν έχει καμιά σχέση με τις εκρήξεις που γνωρίζει ο καθένας από μας, είτε είναι βαρελότα είτε βόμβες υδρογόνου. Με τον όρο αυτό οι σύγχρονοι επιστήμονες εννοούν μια «απείρως» γρήγορη και απότομη διαστολή του Σύμπαντος από ένα μέγεθος «απείρως» μικρό και κάτω από συνθήκες θερμότητας τεραστίων διαστάσεων. Η γέννηση δηλαδή και η μετέπειτα εξέλιξη του Σύμπαντος είναι κατά κάποιον τρόπο το «ξεδίπλωμα» του χρόνου και του χώρου από μια κατάσταση «άπειρης» πυκνότητας και θερμότητας, σε έναν χώρο ο οποίος δημιουργείται καθώς το Σύμπαν διαστέλλεται.

Δεν πρέπει να ξεχνάτε επίσης ότι όταν μιλάμε σήμερα για τις απόψεις των σύγχρονων φυσικών σχετικά με τη δομή της ύλης και την γέννηση του Σύμπαντος αναφερόμαστε σε μοντέλα που περιέχουν απλουστευμένες μαθηματικές περιγραφές της δομής αυτής και ως εκ τούτου δεν αποτελούν μια τέλεια απεικόνισή του αλλά μια χονδροειδή περιγραφή του. Παρ’ όλα αυτά τα σύγχρονα αυτά μοντέλα έχουν την ικανότητα να προβλέπουν ορισμένες ιδιότητες της ύλης και του Σύμπαντος που μπορούν να επαληθευτούν ή όχι από τις αστρονομικές παρατηρήσεις και τα πειράματά μας.

Γιατί, όσο κι αν φαίνεται παράξενο, οι δυνατότητες που έχουν οι τεράστιοι σύγχρονοι ατομικοί επιταχυντές των πυρηνικών φυσικών και η ευκρίνεια με την οποία μπορούμε να παρατηρήσουμε με τα τηλεσκόπιά μας γεγονότα στο Σύμπαν που απέχουν μεταξύ τους δισεκατομμύρια έτη φωτός, μάς έχουν δώσει τα εφόδια εκείνα με τα οποία μπορούμε να μελετήσουμε και να διευρύνουμε ακόμη πιο πολύ τις γνώσεις μας για και τις λεπτομέρειες των πρώτων στιγμών που ακολούθησαν την «εμφάνιση» του Σύμπαντος.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου