Τι σχήμα έχει το Σύμπαν;

Ένα από τα ανοιχτά προβλήματα της κοσμολογίας είναι η γεωμετρία του Σύμπαντος, και συγκεκριμένα εάν είναι επίπεδο, ή εάν έχει θετική ή αρνητική κυρτότητα. Συνδεδεμένο με το παραπάνω ερώτημα είναι και το σχήμα που θα έχει το Σύμπαν: επίπεδο όπου θα ισχύει το Πυθαγόρειο θεώρημα, κλειστό όπως μία σφαίρα, ή ανοικτό όπως ένα υπερβολοειδές.
Αν και οι παρατηρήσεις συγκλίνουν προς ένα επίπεδο Σύμπαν, υπάρχει ένα μικρό περιθώριο και για τις άλλες δύο εκδοχές. Με βάση νέες έρευνες και αναπάντεχα ευρήματα, υπάρχουν ενδείξεις πως ίσως το σύμπαν να είναι αρνητικά κυρτωμένο, έχοντας σχήμα ενός υπερβολοειδούς που μοιάζει με σαμάρι.

Ερευνώντας την ακτινοβολία-απόηχο της Μεγάλης Έκρηξης, το Κοσμικό Μικροκυματικό Υπόβαθρο (Cosmic Microwave Background), η αμερικανική διαστημική αποστολή WMAP είχε επισημάνει το 2004 ένα αξιοσημείωτο γεγονός: υπήρχε διαφορά στις διακυμάνσεις της ακτινοβολίας αυτής στο βόρειο με το νότιο ημισφαίριου του ουρανού.
Κάτι τέτοιο ήταν τελείως αντίθετο με τις προβλέψεις, καθώς θεωρούμε, αν και δε γνωρίζουμε το λόγο, πως το Σύμπαν είναι ομογενές και ισότροπο, δηλαδή φαίνεται το ίδιο σε όποια κατεύθυνση και αν κοιτάξουμε.
Πέραν όμως αυτής της ομογένειας, υπάρχουν τοπικές μικρές διακυμάνσεις, στις οποίες και οφείλουμε την ύπαρξη μας: καθώς το Σύμπαν εξελισσόταν και διαστελλόταν σχηματίζονταν περιοχές που τοπικά επέτρεπαν τη δημιουργία δομών όπως οι γαλαξίες και μετέπειτα τα άστρα και οι πλανήτες.
Αυτές οι διακυμάνσεις ήταν και στο στόχαστρο της μελέτης του WMAP, το οποίο όμως είχε μετρήσει μια διαφορά της τάξης του 10% στις διακυμάνσεις της ακτινοβολίας υποβάθρου ανάμεσα στα δύο ημισφαίρια του ουρανού.

Οι επιστήμονες χρειάστηκε να περιμένουν 10 περίπου χρόνια, μέχρι και την ευρωπαϊκή διαστημική αποστολή Planck, η οποία με βελτιωμένη ακρίβεια επιβεβαίωσε το παράδοξο εύρημα του WMAP.
«Φαίνεται να υπάρχει μια προτιμώμενη κατεύθυνση στο Σύμπαν» δήλωσε σχετικά ο Andrew Liddle, φυσικός του πανεπιστημίου του Εδιμβούργου. «Ενώ μπορεί να είναι μια στατιστική φάρσα, ίσως τελικά συμβαίνει κάτι βαθύτερο».
Μια εναλλακτική εξωτική εκδοχή σύμφωνα με άλλους επιστήμονες, είναι πως για αυτή την ανωμαλία ίσως να ευθύνεται η σύγκρουση του Σύμπαντός μας με κάποιο άλλο, λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Ωστόσο o Liddle και η φυσικός Marina Cortes του πανεπιστημίου Berkeley, εξέδωσαν μια εργασία σύμφωνα με την οποία το Σύμπαν έχει τελικά ανοικτή γεωμετρία (αρνητική κυρτότητα) και δεν είναι επίπεδο όπως φαίνεται. Σε έναν τέτοιο κόσμο, τα πάντα, ακόμη και το φως ακολουθούν κυρτές γραμμές.
Σύμφωνα με τους δύο επιστήμονες ο κόσμος μας είναι σα μία φούσκα μέσα σε ένα μεγαλύτερο μετα-Σύμπαν. Κατά τη διάρκεια της γέννησης αυτής της φούσκας, ίσως σχηματίστηκαν διακυμάνσεις στις παρυφές της φούσκας και σε πολύ μεγάλες κλίμακες, εξηγώντας τα ευρήματα των WMAP και Planck. Πολύ πιθανό είναι επίσης να υπάρχουν και άλλες φούσκες-Σύμπαντα, αλλά η επικοινωνία μεταξύ τους είναι αδύνατη.
Οι δύο ερευνητές παραδέχονται πως για την ώρα, η εκδοχή τους είναι απλά μια εικασία. Ωστόσο περισσότερα δεδομένα από το Planck αλλά και τη μελλοντική ευρωπαϊκή αποστολή Euclid θα μπορούσαν να κάνουν τους απαραίτητους ελέγχους στο μοντέλο τους. Για την ώρα, η σαφής απάντηση για το σχήμα που έχει το Σύμπαν, παραμένει ένα μυστήριο.

Πηγή: Ναυτεμπορική

http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/sep/19/is-the-universe-saddle-shaped
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v111/i11/e111302