Πρώτος παρατηρησιακός έλεγχος του ‘πολυσύμπαντος’

Η θεωρία ότι το σύμπαν μας περιέχεται μέσα σε μια φυσαλίδα και ότι υπάρχουν πολλαπλά εναλλακτικά σύμπαντα μέσα στις δικές τους φυσαλίδες – που αποτελούν όλα μαζί το «Πολυσύμπαν» – για πρώτη φορά θα ελεγχθεί από τους φυσικούς.

Δύο ερευνητικές εργασίες, που δημοσιεύθηκαν στο Physical Review Letters και Physical Review D, είναι οι πρώτες που αναφέρουν λεπτομερώς πώς θα ψάξουμε για τις υπογραφές των άλλων συμπάντων. Οι φυσικοί τώρα ψάχνουν για μοτίβα που μοιάζουν με δίσκο στη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB) – την  ακτινοβολία λείψανο της θερμικής ακτινοβολίας που έχει απομείνει από το Big Bang – τα οποία θα μπορούσαν να μας προσφέρουν ενδεικτικό στοιχεία για συγκρούσεις μεταξύ άλλων συμπάντων και του δικού μας.

Πολλές σύγχρονες θεωρίες της θεμελιώδους φυσικής προβλέπουν ότι το σύμπαν μας περιέχεται μέσα σε μια φυσαλίδα. Επιπρόσθετα, μέσα στη φυσαλίδα μας, αυτό το `πολυσύμπαν’ θα περιέχει κι άλλες τέτοιες φυσαλίδες, η κάθε μία από τις οποίες μπορεί να θεωρηθεί ότι περιέχει κι ένα άλλο σύμπαν. Στα άλλα «σύμπαντα τσέπης» οι θεμελιώδεις σταθερές, ή ακόμη και οι βασικοί νόμοι της φύσης, θα μπορούσαν να είναι διαφορετικοί.

Μέχρι τώρα, κανείς δεν ήταν σε θέση να βρει έναν τρόπο για την αποτελεσματική έρευνα για σημάδια των συγκρούσεων ανάμεσα σε φυσαλίδες σύμπαντα  – και ως εκ τούτου να δώσει την απόδειξη του πολυσύμπαντος – στην ακτινοβολία CMB, καθώς κάποια μοτίβα στο σχήμα του δίσκου στην ίδια ακτινοβολία θα μπορούσαν να βρίσκονται οπουδήποτε στον ουρανό. Επιπλέον, οι φυσικοί έπρεπε να ήταν σε θέση να εξετάσουν κατά πόσον τα μοτίβα που εντοπίστηκαν ήταν το αποτέλεσμα των συγκρούσεων ή απλά τυχαία μοτίβα σαν θόρυβος.

Μια ομάδα κοσμολόγων από το Πανεπιστημιακό Κολλέγιο του Λονδίνου (UCL), το Imperial College και του Ινστιτούτου για τη θεωρητική φυσική  Perimeter έχει αντιμετωπίσει το πρόβλημα αυτό τώρα.

«Είναι ένα πολύ δύσκολο στατιστικό πρόβλημα η έρευνα για όλα τα  πιθανά αποτυπώματα των συγκρούσεων σε κάθε δυνατή θέση στον ουρανό», λέει ο  Hiranya Peiris μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Η ομάδα έτρεξε προσομοιώσεις του πώς θα έμοιαζε ο ουρανός με και χωρίς κοσμικές συγκρούσεις και ανέπτυξε ένα πρωτοποριακό αλγόριθμο για να καθορίσει ποια ταιριάζουν καλύτερα με τα δεδομένα της CMB από το διαστημικό σκάφος Wilkinson MAP της NASA. Βάζουν δε το πρώτο παρατηρητικό ανώτατο όριο για το πόσες υπογραφές από συγκρούσεις φυσαλίδων θα μπορούσαν να υπάρχουν στον ουρανό στην ακτινοβολία CMB.

Ο Stephen Feeney, ο οποίος δημιούργησε τον ισχυρό αλγόριθμο για να αναζητήσει τις ενδεικτικές υπογραφές των συγκρούσεων μεταξύ των "συμπάντων φυσαλίδων" δήλωσε: «Το έργο αποτελεί μια ευκαιρία για να δοκιμαστεί μια θεωρία που μέχρι τώρα βρίσκεται στα μυαλά των θεωρητικών,  ότι υπάρχουμε δηλαδή μέσα σε ένα τεράστιο πολυσύμπαν, όπου συνεχώς ξεφυτρώνουν άλλα σύμπαντα»

Ένα από τα πολλά διλήμματα που αντιμετωπίζουν οι φυσικοί είναι ότι γενικά οι άνθρωποι είναι πολύ καλοί στο να βρίσκουν μοτίβων, που όμως μπορεί απλά να είναι μια σύμπτωση. Ωστόσο, ο αλγόριθμος της ομάδας είναι πολύ πιο δύσκολο να ξεγελαστεί, γιατί επιβάλλει πολύ αυστηρούς κανόνες σχετικά με το εάν τα δεδομένα ταιριάζουν σε ένα μοτίβο ή εάν το μοτίβο είναι τυχαίο.

Ο Daniel Mortlock, ένας από τους συντάκτες της εργασίας, δήλωσε: «Είναι πολύ εύκολο να ερμηνεύουμε λάθος κάποια ενδιαφέροντα μοτίβα αλλά εντελώς τυχαία (όπως τα κανάλια στον Άρη, που φυσικά δεν ήταν)), γι’ αυτό χρειάζεται μεγάλη προσοχή για να εκτιμήσουμε πόσο πιθανό είναι κάποια μοτίβα να είναι οι πιθανές υπογραφές από συγκρούσεις φυσαλίδων, ή αν θα μπορούσε να έχουν προκύψει κατά τύχη."

Οι συγγραφείς τονίζουν ότι αυτά τα πρώτα αποτελέσματα δεν είναι αρκετά πειστικά, είτε για να αποκλειστεί το πολυσύμπαν είτε για την οριστική ανίχνευση του αποτυπώματος από μια σύγκρουση φυσαλίδων. Ωστόσο, το WMAP δεν είναι η τελευταία λέξη της τεχνολογίας: αναμένουμε νέα δεδομένα από το Planck της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, που πρέπει να βοηθήσουν στην επίλυση του γρίφου.

Πηγή: PhysOrg             Μετάφραση : Physics 4u