Η σκοτεινή ύλη δεν είναι τελικά τόσο σκοτεινή και αλληλοεπιδρά με τον εαυτό της μέσω μιας άλλης, άγνωστης, δύναμης, πέρα από τη βαρύτητα, υποστηρίζει τώρα η επιστήμη.

Οι παρατηρήσεις συγκρούσεων γαλαξιών, οι οποίες έγιναν με το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή και του αμερικανο-ευρωπαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου «Χαμπλ» φωτίζουν για πρώτη φορά τη φύση της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης, που ονομάστηκε έτσι επειδή δεν αλληλοεπιδρά καθόλου με το φως και την ορατή ύλη.

Κάθε γαλαξίας συνοδεύεται από τη δική του σκοτεινή ύλη. Από σκοτεινή ύλη αποτελείται περίπου το ένα τέταρτο του σύμπαντος, ενώ αυτή, αποτελεί την «κόλλα» που συγκρατεί τους γαλαξίες για να μην διαλυθούν.

Σύμφωνα με μια εκτίμηση, το 5% της συνολικής ύλης/ενέργειας του σύμπαντος είναι ορατή συμβατική ύλη, το 27% σκοτεινή ύλη και το υπόλοιπο 68% η ακόμη πιο μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια. Καθαρά σε επίπεδο ύλης (μάζας) του σύμπαντος, το 85% περίπου είναι σκοτεινή.

Αστρονόμοι από διάφορες χώρες, με επικεφαλής τον Ρίτσαρντ Μάσεϊ του Ινστιτούτου Κοσμολογίας του βρετανικού πανεπιστημίου του Ντέραμ, συμπέραναν ότι, ως συνέπεια των γαλαξιακών συγκρούσεων, η σκοτεινή ύλη φαίνεται να επιβραδύνεται και να εμφανίζει μια αυξημένη απόσταση της τάξεως των 5.000 ετών φωτός από τον αντίστοιχο γαλαξία της.

Αυτό θεωρητικά μπορεί να εξηγηθεί αν, καθώς συγκρούονται οι γαλαξίες, οι αντίστοιχες σκοτεινές ύλες τους αλληλοεπιδρούν, έστω και λίγο (η αλληλεπίδραση γίνεται με κάποιον «εξωτικό» άγνωστο τρόπο). Εφόσον αυτό όντως συμβαίνει, τότε για πρώτη φορά παρατηρήθηκε η σκοτεινή ύλη να αντιδρά σε μια άλλη δύναμη (με μια άλλη σκοτεινή ύλη) πέρα από τη δύναμη της βαρύτητας.

Οι επιστήμονες δήλωσαν ότι χρειάζονται πάντως περισσότερες αστρονομικές παρατηρήσεις και προσομοιώσεις σε υπολογιστές για να βεβαιωθούν γι' αυτό που είδαν.

(Ειδήσεις από το διαδίκτυο τής 15-4-2015)

Από τα παιδικά μας χρόνια, πολλές φορές, η κοινωνία μέσα στην οποία ζούμε και αποκτούμε εμπειρίες, δημιουργεί μέσα μας ένα πλήθος εννοιών και πεποιθήσεων τις οποίες δεν μπορούμε να ορίσουμε επακριβώς και να αποδείξουμε με ένα χειροπιαστό και πρακτικό τρόπο αλλά απλά τις καταλαβαίνουμε διαισθητικά.

Κάποια από τα διαισθητικά αυτά υπονοούμενα αφορούν τον τρόπο με τον οποίο ένας πολιτισμός αντιλαμβάνεται κάποιες θεμελιώδεις επιστημονικές έννοιες.

Μέσα σ’ αυτές τις έννοιες συγκαταλέγεται και η έννοια της ύλης η οποία ναι μεν είναι διαισθητικά παρούσα παντού γύρω μας, αλλά ωστόσο κανένας μέχρι σήμερα δεν μπόρεσε να της δώσει έναν επιστημονικά αντικειμενικό ορισμό.

Όπως λέει και ο καθηγητής φιλοσοφίας Ευτύχης Μπιτσάκης: «H έννοια της ύλης είναι ένα φιλοσοφικό κατηγόρημα και όχι κάτι χειροπιαστό και αντικειμενικά προσδιορισμένο».

Και όμως πάνω σ’ αυτή την μη αντικειμενικά προσδιορισμένη έννοια δομήθηκαν οι θετικές επιστήμες.
Όπως είναι φυσικό λοιπόν αν οι απόψεις μας για το τι είναι ύλη αλλάξουν, θα αλλάξει συγχρόνως ολόκληρο το οικοδόμημα των θετικών επιστημών.

Αυτή η μεγάλη αλλαγή της επιστημονικής άποψης μας για το τι είναι ύλη έχει συντελεστεί και πάνω σ’ αυτή τη νέα αντίληψη για το τι είναι ύλη έχει στηριχτεί η μεγάλη επιστημονική επανάσταση του 20ου αιώνα. Μια επανάσταση που όταν γίνει γνωστή στο ευρύτερο κοινό είναι σίγουρο ότι θα ανατρέψει την σημερινή κλασική «Ανθρώπινη κοινή λογική».
Ας δούμε λοιπόν τι είναι αυτό που η ψευδαίσθηση των ανθρώπινων αισθήσεών μας ονομάζει και αντιλαμβάνεται ως ύλη.

Η κλασσική έννοια της Ύλης
Αρχικά η αντίληψη μας για το τι είναι ύλη υπήρξε πολύ πρακτική, εφόσον με τον όρο αυτόν περιγράφονταν τα φυσικά αντικείμενα τα οποία είχαν την δυνατότητα να τα επεξεργάζονται οι τεχνίτες και οι καλλιτέχνες.
Ύλη ήταν αυτό που μπορούσα να βλέπω, να ακουμπάω, να σμιλεύω και να χρησιμοποιώ για τις καθημερινές μου ανάγκες.
Ύλη ήταν ένα βουνό, ένα λουλούδι, ένα τραπέζι, ένα σύννεφο, το σώμα ενός ανθρώπου, το νερό που κυλάει στο ποτάμι.

Μπορούσαμε να υποδείξουμε άπειρα υλικά αντικείμενα και να συμφωνήσουμε όλοι για την υλικότητά τους όμως λίγοι συνειδητοποιούσαν ότι κανένας δεν μπορούσε να δώσει έναν αντικειμενικό ορισμό του τι είναι ύλη.
Η ύλη είχε γνωστές και υπολογιζόμενες ιδιότητες, είχε όρια καθορισμένα, χρώμα, βάρος, σκληρότητα δεν είχε όμως έναν επιστημονικά αντικειμενικό ορισμό. Οριζόταν μόνο έμμεσα μέσω των ιδιοτήτων που γίνονταν αντιληπτές από τις ανθρώπινες αισθήσεις και τα όργανα μέτρησης.
Με βάση αυτές τις αντιλήψεις συγκροτήθηκε το οικοδόμημα των θετικών επιστημών στη δύση αλλά και ένα σύνολο φιλοσοφικών ρευμάτων τα οποία με ένα κοινό όνομα ονομάζουμε υλιστικά.
Ολόκληρο δηλαδή το οικοδόμημα της επιστήμης και της τεχνολογίας στηρίχθηκε πάνω σε ένα φιλοσοφικό κατηγόρημα και όχι σε κάτι πρακτικά καθορισμένο.
Έτσι η ύλη αποτέλεσε μία από τις πιο θεμελιώδεις έννοιες του Διαλεκτικού Yλισμού, του φιλοσοφικού συστήματος που θεμελίωσε ο Kάρολος Mαρξ.

H ύλη στον Mαρξισμό αντιπροσωπεύει την αντικειμενική πραγματικότητα, η οποία είναι διάφορη και ανεξάρτητη από την ανθρώπινη συνείδηση.
Η Ύλη της Ατομικής Φυσικής και των Στοιχειωδών Σωματιδίων
Οι ιδέες για το τι είναι ύλη άλλαξαν ριζικά τον εικοστό αιώνα μετά την ανάπτυξη της ατομικής φυσικής και της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων.

Ήταν η εποχή που μάθαμε ότι αυτό που ονομάζαμε ύλη, δεν είναι συνεχές, αλλά αποτελείται από επιμέρους δομικά συστατικά, τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια.

Mε την πάροδο όμως του χρόνου ανακαλύφθηκε ότι οι δομικοί λίθοι του υλικού κόσμου δεν ήταν τα πρωτόνια ή τα νετρόνια.
Ως βάση της δημιουργίας των υποατομικών συστατικών μπορούσαμε να διακρίνουμε νέες ομάδες μικρότερων σωματιδίων, που ονομάστηκαν στοιχειώδη σωμάτια.
Τα στοιχειώδη αυτά σωμάτια ονομάστηκαν φερμιόνια και χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες τα κουάρκς και τα λεπτόνια.
Tα κουάρκς είναι έξι τον αριθμό και φέρουν τις ονομασίες: «επάνω, κάτω, γοητευτικό ή μαγευτικό, παράξενο (ή παράδοξο), κορυφή ή αληθινό, πυθμένας ή όμορφο».
Tα έξι λεπτόνια φέρουν τις ονομασίες ηλεκτρόνιο, νετρίνο ηλεκτρονίου ή ηλεκτρονικό νετρίνο, μιόνιο, νετρίνο μιονίου ή μιονικό νετρίνο, ταυ ή τ-λεπτόνιο και τ-νετρίνο ή νετρίνο ταυ.

Σήμερα πλέον διατυπώνεται η άποψη ότι δεν έχουμε φτάσει ακόμα στην ουσιαστική δομική ρίζα της ύλης και ότι και τα στοιχειώδη σωμάτια θα πρέπει και αυτά να δημιουργούνται από ένα άγνωστο ακόμα πρωταρχικό και μοναδικό δομικό συστατικό, το οποίο ίσως είναι η βάση της συμπαντικής δημιουργίας.
Αυτό το οποίο θα πρέπει να σημειώσουμε είναι το γεγονός ότι τελικά τα στοιχειώδη σωμάτια δεν είναι τίποτα άλλο από ρεύματα ενέργειας το οποίο ξεχύνεται έξω και πέρα από αυτό που ονομάζουμε αισθητό όριο των αντικειμένων.
Η Ύλη στη Θεωρία της Σχετικότητας
Η Θεωρία της Σχετικότητας έφερε μιαν επανάσταση στις ιδέες μας για το τι είναι ύλη.

H ύλη πλέον σύμφωνα με πολλούς ερευνητές είναι ένα πύκνωμα κάποιου ενεργειακού ρεύματος, ως εκ τούτου αποτελεί μια μορφή ενέργειας.
Στο πλαίσιο του χωρόχρονου του Aϊνστάιν η ύλη δεν αποτελεί μια ξεχωριστή οντότητα, αλλά είναι απλώς μια ιδιομορφία του πεδίου. Ειδικότερα η πυκνότητα κάθε υλικού ταυτίζεται ως έννοια με μια καμπυλότητα του μαθηματικού χώρου, και εκφράζεται με έναν καθαρό αριθμό, έναν αριθμό δηλαδή χωρίς μονάδες μέτρησης.
Έτσι το στοιχειώδες σωμάτιο για τον σπουδαίο φυσικό είναι ένα είδος στροβίλου, που μεταδίδεται μέσα στο πεδίο και έχει την ιδιότητα κάτω από κάποιες συνθήκες να αυξάνει η να μειώνει την ταχύτητα στροβιλισμού του. Επειδή όμως η έννοια της ταχύτητας συνδέεται άμεσα με την έννοια της καμπυλότητας, η μεταβολή του στροβιλισμού δεν αποτελεί παρα μια μεταβολή της καμπυλότητας του χώρου.
Το σωματίδιο στρόβιλος θα πρέπει να παρουσιάζει σφαιρική συμμετρία. Ουσιαστικά μιλάμε για έναν τετραδιάστατο μη Ευκλείδειο άρα και μη αισθητό σφαιρικό στρόβιλο. Η ανθρώπινη πρακτική λογική θα μπορούσε να αντιληφθεί έναν τέτοιο περίεργο σφαιρικό στρόβιλο σαν μια απειρία κλασικών κωνικών στροβίλων, προσανατολισμένων προς όλες τις διευθύνσεις, με κοινή όμως κορυφή.

Έτσι αυτό το οποίο εμείς ανιχνεύουμε μέσω των οργάνων μας σαν στοιχειώδες σωμάτιο δεν είναι παρά η προβολική σκιά αυτού του μη αισθητού σφαιρικού στροβίλου πάνω στον τρισδιάστατο Ευκλείδειο χώρο (χώρος Μινκόφσκι) που μπορεί να γίνεται αντιληπτός από τις αισθήσεις μας.
Τελικά σύμφωνα με τη Θεωρία της Σχετικότητας το Σύμπαν, είναι μια ενιαία μη αισθητή οντότητα η οποία διατρέχεται από μη αισθητούς σφαιρικούς στροβίλους πυκνότητας (καμπυλότητας). Οι προβολές αυτών των στροβίλων στον τρισδιάστατο Ευκλείδειο χώρο των αισθήσεών μας γίνεται αντιληπτή από τις ανθρώπινες αισθήσεις ως υλική αντικειμενική πραγματικότητα.
Αυτή την νέα άποψη για το τι είναι ύλη εκφράζει με τον καλύτερο τρόπο ο Tσάρλς Mιούζες στο βιβλίο του «Συνείδηση και πραγματικότητα». Όπως αναφέρει: «...ένα δέντρο, ένα τραπέζι, ένα σύννεφο, μια πέτρα. Όλα αυτά διαλύονται από την επιστήμη του εικοστού αιώνα σε κάτι που συνίσταται από το ίδιο υλικό. Aυτό το κάτι είναι ένα συνονθύλευμα στροβιλιζόμενων σωματιδίων που υπακούουν στους νόμους της κβαντικής φυσικής. Tούτο σημαίνει ότι όλα τα αντικείμενα που μπορούμε να παρατηρήσουμε είναι τρισδιάστατες εικόνες που σχηματίζονται από κύματα, στάσιμα ή κινούμενα κάτω από την επίδραση ηλεκτρομαγνητικών και πυρηνικών διαδικασιών».
Ενδιαφέρουσες όμως είναι οι απόψεις του Gaston Bachelard περί της ουσίας της έννοιας «ύλη» όπως αυτές παρουσιάζονται στο έργο του «Το νέο Επιστημονικό Πνεύμα». Γράφει ο πολύ γνωστός αυτός Φυσικός:
«Ποια από τα φαινομενικά γνωρίσματα της ύλης θα θεωρηθούν σημαντικότερα; Μα βέβαια αυτά που αφορούν την ενέργειά της. Η ύλη πρέπει πριν από όλα να αντιμετωπίζεται ως ένας ενεργειακός μετασχηματιστής, ως μία πηγή ενέργειας.

Μια ολόκληρη επιστημονική σχολή ισχυρίζεται άλλωστε πως η έννοια ύλη της είναι περιττή. …Έτσι η μελέτη της ενέργειας προκαλεί, πιστεύω, μίαν κατάργηση του υλισμού. Θα έλθει η ώρα όταν θα μπορούμε να μιλάμε αντί για ύλη για αφηρημένη διάταξη ενέργειας, για ένα σχηματισμό χωρίς σχήμα».

Η ανακάλυψη της Αντιύλης

Ο Φυσικός Κόσμος φαινόταν αρκετά τακτικά φτιαγμένος από λεπτόνια και κουάρκς όταν το 1929 ο Άγγλος θεωρητικός φυσικός P. A. Dirac, λύνοντας τις μαθηματικές εξισώσεις του πρόβλεψε την ύπαρξη ενός αγνώστου μέχρι τότε σωματιδίου το οποίο ήταν σαν κατοπτρικό είδωλο του ηλεκτρονίου. Ενώ δηλαδή το ηλεκτρόνιο ήταν αρνητικά φορτισμένο, το νέο αυτό σωμάτιο ήταν θετικά φορτισμένο.
Tο σωμάτιο αυτό ονομάστηκε ποζιτρόνιο (ή θετικό ηλεκτρόνιο), μολονότι θα μπορούσαμε να το ονομάσουμε αντιηλεκτρόνιο.
Βέβαια ήταν πάρα πολλοί οι διαπρεπείς επιστήμονες εκείνης της εποχής που χλεύασαν τον Dirac.
Όμως το 1932, ο C. Anderson, μπόρεσε να επιβεβαιώσει και πειραματικά την ύπαρξη ποζιτρονίων που θεμελίωσε την έννοια της αντιύλης.
Από εδώ και πέρα οι εξελίξεις ήταν καταιγιστικές αφού το 1955 ανακαλύφθηκε το αντιπρωτόνιο και το φθινόπωρο του 1956 το αντινετρόνιο.

Από τότε, είναι κοινή η πεποίθηση μεταξύ των θεωρητικών φυσικών ότι για κάθε σωμάτιο της ύλης που υπήρχε στο Σύμπαν ή παραγόταν τεχνητά, υπήρχε και το αντισωμάτιό του, συνεπώς στην ύλη αντιστοιχούσε μια άλλη κατοπτρική ύλη με περίεργες ιδιότητες, η αντιύλη.
H ανακάλυψη του ποζιτρονίου, αντιπρωτονίου και αντινετρονίου δημιούργησε στην επιστημονική κοινότητα μια σειρά ερωτημάτων.
H βασική ερώτηση ήταν: «Εφόσον υπάρχουν τα αντίστοιχα αντισωμάτια, γιατί να μην είναι δυνατή η συγκρότηση αντιστοιχείων, όπως αντιυδρογόνου, αντιηλίου κ.ά., και γενικότερα αντιύλης;»
Bεβαίως εξαρχής ήταν γνωστό ότι δεν μπορεί να συνυπάρχει ύλη και αντιύλη, αφού η σύγκρουση σωματίου με το αντισωμάτιό του επιφέρει τον εκμηδενισμό της μάζας τους και τη μετατροπή της σε τεράστια ποσά ενέργειας.

Και στο πρόβλημα αυτό δόθηκε απάντηση όταν το 1995, ο καθηγητής Walter Oelert και οι συνεργάτες του κατόρθωσαν να παρασκευάσουν για πρώτη φορά αντιυδρογόνο. Ήταν η πειραματική επιβεβαίωση της αντίστοιχης θεωρίας.
Για ιστορικούς λόγους, αναφέρουμε την άποψη του M. Goldhaber γύρω από το πώς δημιουργήθηκαν αρχικά τα σύμπαντα ύλης και αντιύλης.
O Goldhaber, αντί του αρχικού υπερατόμου τού Lemaitre υποστήριξε την άποψη ότι πρωταρχικά υπήρχε ένα μοναδικό υπερσωμάτιο, το universon. To υπερσωμάτιο αυτό διαιρέθηκε αμέσως σε δύο σωματίδια, το cosmon και το anticosmon. Από τα δύο σωματίδια ξεπήδησε αντίστοιχα ο γνωστός μας αισθητός κόσμος της αισθητής ύλης και ο αντικόσμος της αντιύλης, που είναι μη αισθητός και παρατηρήσιμος.
Για το θέμα της αντιύλης, ο αείμνηστος καθηγητής Aστρονομίας του Πανεπιστημίου Aθηνών Δημήτριος Kωτσάκης έγραφε σε άρθρο του το 1963:
«O κόσμος της αντιύλης θα πρέπει να έχει τα κύρια χαρακτηριστικά γνωρίσματα του δικού μας κόσμου. Aν υπάρχουν λογικά όντα, υλικώς θα αποτελούνται από αντιύλη, η μορφή όμως του κόσμου και η έρευνά της από αυτά θα ακολουθεί την πορεία την οποία ακολουθούν οι πειραματικοί και θεωρητικοί επιστήμονες του δικού μας κόσμου, εφόσον θα βρίσκονται στο αυτό σημείο προόδου και πολιτισμού».

Η Ύλη στην Αρχαία Ελληνική Γραμματεία

Όμως το ότι η έννοια της ύλης δεν είναι κάτι το απτό και αντικειμενικά ορισμένο αλλά έξω από την εποπτεία των ανθρώπινων αισθήσεων, το διατύπωσαν πρώτοι οι αρχαίοι Έλληνες της κλασικής περιόδου.
Ο Αναξίμανδρος θεωρεί ότι αρχικά υπήρχε μια πρωταρχική υλική ουσία, έξω από την εποπτεία των ανθρώπινων αισθήσεων η οποία ήταν αθάνατη, και ανώλεθρη. Από την ουσία αυτή δημιουργείται η υλική αντικειμενική πραγματικότητα η οποία αφού διατρέξει έναν κύκλο ζωής επιστρέφει σ’ αυτήν. Την πρωταρχική αυτή ουσία την ταύτισε με την έννοια του απείρου.
Ο Πλάτωνας δίδασκε ότι αρχικά υπήρχε μια πρωταρχική αγαθοποιός ουσία η οποία δεν ήταν δυνατόν να γίνει αντιληπτή από τις ανθρώπινες αισθήσεις παρά μόνο από τον Νου. Την ουσία αυτή την ονόμασε Πρώτη Ιδέα η οποία εκδηλώνεται πρωτογενώς μέσα σε έναν μη αισθητό αλλά νοητικά προσεγγίσιμο Κόσμο των Ιδεών.
Από αυτήν την Πρώτη Ιδέα μέσω κάποιων αιτίων γεννήθηκε η εμπειρική και αντικειμενικά προσεγγίσιμη από τις ανθρώπινες αισθήσεις ύλη.
Τέλος η ύλη κατά τον Αριστοτέλη ήταν κάτι διάφορο από την πραγματωμένη και αισθητή μορφή του κάθε αντικειμένου και αποτελούσε το ακαθόριστο και μη αισθητό στοιχείο που ενυπάρχει δυνάμει μέσα του.
Τι είναι λοιπόν αυτό που οι αισθήσεις μας αντιλαμβάνονται σαν υλική πραγματικότητα?

Κάθε τι γύρω μας το οποίο ονομάζουμε υλικό αντικείμενο δεν είναι τίποτα άλλο από έναν ωκεανό στροβιλιζόμενης μη αισθητής ενέργειας η οποία ξεχύνεται πέρα από τα όρια του σχήματός του μέχρι το άπειρο.
Η ενέργεια αυτή ενώνεται και μπλέκεται με την ενέργεια όλων των σωμάτων του σύμπαντος δημιουργώντας μια ενιαία και αδιάσπαστη ενότητα.
Τα όρια των υλικών αντικειμένων που τα διακρίνουν μεταξύ τους, το χρώμα τους, η σκληρότητά τους, η γεύση τους δεν είναι παρά κατασκευάσματα των ατελών αισθήσεών μας. Μια πλάνη των αισθήσεων.
Το Σύμπαν κι εμείς είμαστε ένα.
Ευτυχισμένες οι γενιές που θα νιώσουν με την ψυχή και το Νου αυτή την ενότητα. Μια ενότητα Ειρήνης, Γαλήνης και συμπαντικής Αγάπης.
Πηγή
Δρ. Μάνος Δανέζης
Επίκουρος Καθηγητής Αστροφυσικής
Τμήμα Φυσικής ΕΚΠΑ

Ο Αναξίμανδρος είναι ο πρώτος Έλληνας που έγραψε ένα ολοκληρωμένο επιστημονικό σύγγραμμα, το «Περί φύσεως», συνοδευόμενο με χάρτες του ουρανού και της υδρογείου, πάνω σε πρότυπο βαβυλωνιακό, και με ενδείξεις για τις αποστάσεις ανάμεσα στα ουράνια σώματα, πάνω σε πρότυπο περσικό. Σχετική με την ενασχόληση του Αναξίμανδρου γύρω από το φυσικό κόσμο είναι και η μαρτυρία ότι επισκέφτηκε τη Σπάρτη και ότι κατασκεύασε εκεί ένα ηλιακό ρολόι και πρόβλεψε ένα μεγάλο τοπικό σεισμό. Το 550 π.Χ. ο Αναξίμανδρος, ενώ βρισκόταν στη Σπάρτη, ειδοποίησε τους κατοίκους της πόλης για επερχόμενο σεισμό κι αυτοί παρέμειναν όλη τη νύχτα έξω από τα σπίτια τους. Έτσι οι κάτοικοι γλίτωσαν ενώ η πόλη τους καταστράφηκε.

Δυστυχώς όλα τα έργα του έχουν χαθεί. Αλλά πολλοί συγγραφείς (Διογένης Λαέρτιος, Αιλιανός, Ηρόδοτος, Πλίνιος, Αριστοτέλης, Αγαθήμερος, Στράβων, Θεμίστιος, Πλούταρχος, Αέτιος, Σιμπλίκιος, Ερμίας, Αλέξανδρος ο Αφροδισιεύς κ.ά.) είτε κάνουν μνεία των εργασιών του, είτε έχουν διασώσει περιλήψεις ή λίγα αποσπάσματα από τα έργα του.

Στη γενική θεωρία του φυσικού κόσμου ο Αναξίμανδρος, με αφετηριακά δεδομένα τις θεογονικές - σχεδόν ταυτόσημες στην παγκόσμια προεπιστημονική αντίληψη - παραστάσεις βασικά του Χάους και βοηθητικά της Νύκτας, του Αέρα και του Ωκεανού, και σχετικά του νερού (σύμφωνα και με τη διδασκαλία του δάσκαλου του Θαλή), πέτυχε να κατανοήσει την προκοσμική κατάσταση του δομήσιμου υλικού του Κόσμου και να συλλάβει την έννοια της άμορφης και αδιαμόρφωτης μάζας ως αρχής του σύμπαντος. Αυτή την έννοια ίσως ο ίδιος να την ονόμασε με τον όρο «άπειρον», που τον εισήγαγε στη φιλοσοφία, ουσιαστικοποιώντας το ουδέτερο του επιθέτου «άπειρος».

Ο Σιμπλίκιος, ένας νεοπλατωνιστής φιλόσοφος του 6ου αιώνα μ. Χ., παραθέτει το μοναδικό σωζόμενο απόσπασμα του Αναξίμανδρου στο έργο του Εις Φυσικά. «Ο Αναξίμανδρος είπε ότι αρχή των όντων είναι το άπειρο… από το οποίο έγιναν όλοι οι ουρανοί και οι κόσμοι που υπάρχουν... Και απ’ όπου προέρχεται η γένεση των όντων εκεί ακριβώς συντελείται και η διάλυση τους σύμφωνα με την ανάγκη, γιατί τιμωρούνται και επανορθώνουν αμοιβαία για την αδικία, σύμφωνα με την τάξη του χρόνου»

Δηλαδή το μεγάλο βήμα ή η μεγάλη τομή που έκανε ο Αναξίμανδρος με τη σκέψη του, είναι ότι εισήγαγε πρώτος στην ιστορία της φιλοσοφίας την έννοια του απείρου. Το άπειρον είναι η αρχή του Κόσμου, η αρχή όλων των πραγμάτων, αυτό που είναι πίσω από την απέραντη ποικιλία και τις διαφορετικές τους ιδιότητες.

Το άπειρον το προσδιορίζει ως στοιχείο αγέννητο, άφθαρτο και αθάνατο. Το άπειρο δεν είναι μείγμα των υλικών στοιχείων ούτε άυλη νοητική αρχή: είναι ύλη που περιέχει τα πάντα. Από το άπειρο αποσπώνται οι αντίθετες ύλες "ψυχρόν" και "θερμόν" και από την ανάμιξη τους το νερό. Από το νερό προκύπτουν τα άλλα στοιχεία, η γη , ο αέρας και η φωτιά. Από τον αέρα και τη φωτιά σχηματίζονται τα αστέρια που έχουν την λάμψη της φωτιάς και την ρυθμική κίνηση των ρευμάτων του αέρα.
Έτσι, η αρχική πηγή των όντων κατ' αυτόν είναι το "άπειρον". Το "άπειρον" είναι κάτι το υλικό που κινείται αλλά με τέτοιας φύσεως κίνηση, ώστε να μην υποπίπτει στις αισθήσεις μας. Ένα σύνολο δηλαδή ενεργειακών ιδιοτήτων, ή κάτι σαν την ενέργεια, χωρίς όρια.

Ο Πλούταρχος μας λέει σχετικά: «Λέγει λοιπόν ο Αναξίμανδρος ότι το άπειρο δεν έχει πέρας, ώστε από την γένεση των πραγμάτων τούτο να μη λιγοστεύει»

Ο Διογένης ο Λαέρτιος γράφει: «Αναξίμανδρος, αρχήν τε και στοιχείον είρηκε των όντων το άπειρον πρώτος τούτο τ' όνομα κομίσας της αρχής».
Όπως είδαμε πιο πάνω στους κόλπους της πρώτης αυτής "ουσίας", γεννήθηκαν και διαμορφώθηκαν τα τέσσερα στοιχεία τα οποία στη συνέχεια χωρίσθηκαν απ' αυτή (το άπειρον). Η "γη", το "ύδωρ", ο "αήρ", το "πυρ". Η Φωτιά (το πυρ) έκανε το Νερό (ύδωρ) να εξατμισθεί και δημιούργησε έτσι την Γη (γη). Οι ατμοί του Νερού ανέβηκαν ψηλά, κυκλώνοντας και κλείνοντας τη Φωτιά σε σωλήνες ομίχλης. Το "άπειρον" είναι το σύνολο όλων των "εναντίων", δηλαδή του ψυχρού και του θερμού, του πυκνού και του αραιού.

Κατά τον Αναξίμανδρο η δημιουργία των σωμάτων οφείλεται στην "έκκριση" διαφόρων ποιοτήτων από το αρχικό "άπειρο": Γράφει σχετικά ο Αριστοτέλη στα Φυσικά «Οι δ' εκ του ενός ένούσας τάς έναντιότητας έκκρίνεσθαι, ώσπερ Αναξίμανδρος φησι". Η έκκριση αυτή οφείλεται στην αέναο και κυκλική κίνηση της ύλης του απείρου.

Σχετικά αναφέρει ο Αέτιος: «'Αναξίμανδρος δέ Πραξιάδον Μιλήσιος, φησί τών όντων αρχήν είναι τό άπειρον έκ γαρ τούτου πάντα γίγνεσθαι και εις τούτο πάντα φθείρεσθαι». (Δηλαδή ο Αναξίμανδρος ο γιος του Πραξιάδου από την Μίλητο λέει ότι το άπειρο (ή η ενέργεια όπως είπαμε πιο πάνω) είναι η αρχή των πραγμάτων απ' αυτό γεννιούνται όλα τα όντα και σ' αυτό επιστρέφουν όταν φθείρονται (όταν αποσυντίθενται)).
Ο μεγάλος φιλόσοφος Κικέρων έλεγε: «O Αναξίμανδρος έλεγε ότι το άπειρο της φύσεως είναι η αιτία από την οποία γεννιούνται όλα τα όντα».

Τέλος ο Ερμίας έγραψε: "Ό πολίτης αυτού Αναξίμανδρος του υγρού πρεσβυτέραν αρχήν είναι λέγει την άίδιον κίνησιν και ταύτη τά μεν γεννάσθαι τά δέ φθείρεσθαι». (Δηλαδή ο συμπολίτης του Θαλή Αναξίμανδρος λέει ότι η αέναη κίνηση είναι παλαιότερη αρχή από το υγρό και ότι αυτή παράγει τη γένεση και τη φθορά).

Κατά τον Αναξίμανδρο υπάρχει στον κόσμο ανακύκληση κατά ορισμένους χρόνους της γενέσεως και της φθοράς από κάποια αρχική άφθαρτη ουσία, η οποία λόγω της κινήσεως μετασχηματίζεται σε διάφορα πράγματα. Η φθορά των πραγμάτων είναι ένας απλός μετασχηματισμός αυτών χωρίς απώλεια της αρχικής ουσίας.

Ο Αέτιος έγραψε για τη θεωρία αυτή του Αναξίμανδρου: "Τό γάρ άπειρον ουδέν άλλο ή ύλη έστιν ού δύναται δ' ή ύλη είναι ενέργεια, αν μή τό ποιούν ύποκέηται". (Επειδή το άπειρον (ή η ενέργεια) δεν είναι τίποτ' άλλο παρά ύλη• δεν μπορεί δε η ύλη να είναι ενέργεια αν δεν υπάρχει η δημιουργός αιτία).

Στον Αναξίμανδρο λοιπόν ανήκει η τιμή του να έχει πρώτος αυτός την ιδέα της μετατροπής της μάζας σε ενέργεια και αντίστροφα (αρχή που διατυπώθηκε αρκετούς αιώνες μετά, από τον Αλβέρτο Αϊνστάιν και που εκφράζεται από τον τύπο E = mc2 )

Ο Αναξίμανδρος θεώρησε τη μάζα του απείρου «αθάνατον» και «ανώλεθρον». Μεταβιβάζοντας αυτά τα γνωρίσματα από τα πρόσωπα των θεών στην κοσμολογική αρχή, πέτυχε να κατακτήσει, σαν έννοια, την αφθαρσία της ύλης.

Οι επιστήμονες παλιά πίστευαν ότι η γη ήταν ακίνητη, όμως αργότερα η αρχή αυτή ανατράπηκε και υποστηρίχθηκε ότι η γη κινείται γύρω από τον ήλιο. Γι αυτό και η ιστορία των επιστημών δεν είναι παρά η ιστορία αλλεπάλληλων διαψεύσεων αρχών και νόμων που κάποτε, πριν ν' ανατραπούν, οι άνθρωποι πίστευαν ότι ίσχυαν.

Ο δογματισμός, η αντίληψη ότι οι επιστημονικές αρχές είναι απόλυτα και ακατάλυτα αληθείς, δεν έχει θέση στον χώρο της επιστήμης. Αυτή την δημοκρατική στάση απέναντι στην γνώση φαίνεται να την δίδαξε πρώτος ο πρώτος φιλόσοφος, ο Θαλής. Συγκεκριμένα, οι γνώμες του Θαλή, που ήταν ένας από τους επτά σοφούς της αρχαιότητας, είχαν ένα ιδιαίτερο βάρος, και έτσι δύσκολα οι απόψεις του μπορούσαν ν' αμφισβητηθούν.

Κι όμως. ένας μαθητής του. ο Αναξίμανδρος, μόλις επτά χρόνια νεότερος του, τόλμησε να τις αμφισβητήσει. Κανονικά, αν ο Θαλής θεωρούσε ότι ήταν ανεπίτρεπτο ν" αμφισβητηθούν οι θέσεις του. θα έπρεπε ν' αντιδράσει έτσι. ώστε ο ασεβής, που θ' αποτολμούσε κάτι τέτοιο, να τιμωρηθεί. Στην ιστορία, όμως. δεν αναφέρεται πουθενά ότι ο Αναξίμανδρος υπέστη κάποια τιμωρία ή ότι εξορίστηκε, επειδή αμφισβήτησε τις θέσεις του δασκάλου του.

Ο Θαλής πίστευε ότι η αρχή του Κόσμου είναι το νερό και ότι η γη δεν πέφτει, γιατί επιπλέει πάνω στο νερό. Ο Αναξίμανδρος όμως διαφώνησε μαζί του — ελεύθερα.

Συγκεκριμένα, ως προς την εξήγηση του Θαλή. ότι η γη δεν πέφτει επειδή στηρίζεται στο νερό. ο Αναξίμανδρος έθεσε το εύλογο ερώτημα «και το νερό γιατί δεν πέφτει;». Σύμφωνα με το επιχείρημα του Θαλή, οφείλομε να υποθέσουμε κάτι άλλο πάνω στο οποίο θα πρέπει να στηρίζεται το νερό για να μην πέφτει. Και ούτω καθεξής επ" άπειρον. Η άποψη του Αναξίμανδρου είναι ότι η γη δεν πέφτει, επειδή ασκούνται, πάνω της αντίρροπες μεταξύ τους δυνάμεις, που την κάνουν να ισορροπεί. Μια εντυπωσιακή, όσο και ευφυής πρόταση, πράγματι!

Αλλά και ως προς την άλλη την βασική, θέση του Θαλή, ότι δηλαδή, η αρχή του Κόσμου είναι το νερό, ο Αναξίμανδρος υπήρξε επικριτικός. Την διαφωνία του, εν προκειμένω, ο Αναξίμανδρος την στήριξε πάνω στην ιδέα της δικαιοσύνης, η οποία διαδραμάτισε έναν άκρως σημαντικό ρόλο στην αρχαία ελληνική θρησκεία και πολιτισμική, γενικότερα, παράδοση.
Συγκεκριμένα, ο Αναξίμανδρος υπέθεσε ότι τα τέσσαρα στοιχεία — το νερό, η γη, ο αέρας και η φωτιά —. από τα οποία σύμφωνα με την αντίληψη των αρχαίων Ελλήνων, αποτελούνται τα πράγματα, βρίσκονται σε αντίθεση μεταξύ τους. εξαιτίας της διαφορετικής μεταξύ των υφής• ο αέρας είναι ψυχρός, η φωτιά θερμή, η γη ξηρή. το νερό υγρό. Ως εκ της ανομοιογενούς σύστασης τους λοιπόν, προσπαθούν αδιαλείπτως το ένα στοιχείο της φύσης να επικρατήσει πάνω στ' άλλα συστατικά και να τ' απορροφήσει. Υπάρχει, όμως. ένα είδος αναγκαιότητας ή φυσικού νόμου, που συνεχώς αποκαθιστά την ισορροπία μεταξύ τους. μια σχέση δικαιοσύνης, που θα πρέπει να συντηρείται, ώστε να μην μπορεί να υπερισχύσει και να επιβληθεί το ένα στοιχείο πάνω στ' άλλα τρία συστατικά της φύσης. Γιατί, αν συνέβαινε αυτό —αν όπως διετείνετο ο Θαλής, το νερό ξεχώριζε και, διασαλεύοντας την ισχύουσα σχέση δικαιοσύνης μεταξύ των τεσσάρων στοιχείων της φύσης, υπερίσχυε της γης, της φωτιάς και του αέρα—, τότε το ισχυρό αυτό στοιχείο θα είχε απορροφήσει τ' άλλα τρία συστατικά και ο κόσμος δεν θα υφίστατο όπως υπάρχει τώρα. Η αντίληψη λοιπόν του Θαλή ότι το νερό είναι η αρχή του κόσμου δεν συνιστά μιαν εξήγηση για την δημιουργία του κόσμου, αλλά, απεναντίας, αποτελεί ουσιαστικά την ληξιαρχική πράξη της δημιουργίας του σύμπαντος.

Γι' αυτό, ο Αναξίμανδρος, προκειμένου να εξηγήσει την αρχή του κόσμου. την αναζήτησε σε κάτι που βρίσκεται έξω από τα τέσσαρα στοιχεία της φύσης. Υπέθεσε ότι το πρωταρχικό αυτό στοιχείο, που το ονόμασε «άπειρο», είναι ουδέτερο στον συμπαντικό αγώνα, που τα τέσσαρα στοιχεία της φύσης διεξάγουν. Το άπειρο, που είναι αιώνιο και άχρονο, μεταμορφώνεται στα τέσσαρα στοιχεία της φύσης, τα οποία, αλληλοεισδυόμενα. μεταβάλλονται στα γνωστά μας όντα του κόσμου, για να επιστρέψουν, φθειρόμενα, σ' εκείνο από το οποίο αρχικά προήλθαν —κατά το πρέπον. O Αναξίμανδρος ήταν ένας άνθρωπος γεμάτος επιστημονική, όπως θα λέγαμε σήμερα, περιέργεια.

Η εικόνα που έχει ο Αναξίμανδρος για τον κόσμο είναι βασισμένη σε μαθηματικές έννοιες. Ο κόσμος ως Όλον έχει μορφή σφαίρας και στο κέντρο του είναι τοποθετημένη η γη, που έχει μορφή κυλίνδρου και το πλάτος της είναι τριπλάσιο από το βάθος της.

Η γη αιωρείται στο σύμπαν και δεν μεταβάλλει ποτέ τη θέση της - ούτε είναι ριζωμένη σε ένα στέρεο υπόβαθρο, όπως λέει η μυθική κοσμολογία. Εφόσον η γη είναι τοποθετημένη στο κέντρο, έχει συμμετρική απόσταση από όλα στη σφαίρα του σύμπαντος. Ενώ η γη αιωρείται, ο ήλιος, η σελήνη και τα άστρα κινούνται κυκλικά.

Για τη γένεση του Κόσμου ο Αναξίμανδρος δίδασκε ότι αυτή άρχισε από την αδιαμόρφωτη μάζα του «άπειρου», όταν με έκκριση ξεχώρισε το «γόνιμον», δηλαδή το σπέρμα του θερμού και του ψυχρού, τα οποία πριν από το Δημόκριτο, τα εννοούσαν γενικά ως ουσίες και όχι ως ποιότητες. Έτσι, με πυρήνα το ψυχρό, που αποτέλεσε τη μάζα της Γης, διαμορφώθηκε «ώς τω δένδρω φλοιόν», μία σφαίρα από τη μάζα του θερμού, που εξερράγη και τα κομμάτια της περικλείστηκαν μέσα σε μικρότερες σφαίρες και αποτέλεσαν τα ουράνια σώματα.

Σύμφωνα με την υπόθεση του αυτή, ο Αναξίμανδρος θεωρούσε τα ουράνια σώματα πύρινα, με σχήμα τροχού και με περίβλημα μια αέρινη σφαίρα με στόμια, τα οποία επιτρέπουν να γίνεται ορατό το πύρινο εσωτερικό τους και που όταν φράζουν, γίνονται αιτία για τις εκλείψεις. Με βάση κάποιο περσικό πρότυπο, ο Αναξίμανδρος πίστευε ότι από τη Γη απέχει πιο πολύ ο Ήλιος, πιο λίγο η Σελήνη και ακόμη πιο λίγο οι πλανήτες και οι απλανείς.

Με μέτρο τη Γη, που κατά τον Αναξίμανδρο πλησιάζει το ελλειπτικό σχήμα, αφού νοείται σαν σπόνδυλος από κίονα, με ύψος 1/3 του πλάτους της, ο Ήλιος έχει περιφέρεια 27 και η Σελήνη 18 φορές μεγαλύτερη από την περιφέρεια της Γης. Οι μαρτυρίες για τέτοιες μετρήσεις, μολονότι έρχονται σε αντίθεση με τις απόψεις που επικρατούσαν γενικά στην πρώιμη ιωνική φυσική για τα ουράνια σώματα, δεν αποκλείεται να είναι αυθεντικές, γιατί οι αναφερόμενες μετρήσεις δίνουν τιμές που έχουν όλες συντελεστή τον ιερό αριθμό 3, ο οποίος ήταν πρότυπο για τις ημερολογιακές, τις λατρευτικές και τις κοινωνικές δομές ως την εποχή του Αναξίμανδρου.

Αλλά για τη Γη ο Αναξίμανδρος δίδασκε ότι μένει μετέωρη, επειδή απέχει το ίδιο ακριβώς από όλα τα σημεία του σύμπαντος, ότι κάποτε ήταν σκεπασμένη ολόκληρη από το υγρό στοιχείο, ότι η θάλασσα είναι υπόλειμμα του αρχικού υγρού και ότι με τις εξατμίσεις μπορεί να γίνει κάποτε ολόκληρη στεριά.

Ο Αναξίμανδρος πέρα από τις ικανότητες του στην αστρονομία είναι και ο πρώτος βιολόγος. Πρώτος εισήγαγε στην ιστορία τη θεωρία περί της γενέσεως των οργανικών όντων. Οι πρώτοι οργανισμοί γεννήθηκαν μέσα στο υγρό στοιχείο, όταν αυτό εξ αιτίας της ηλιακής θερμότητας εξατμίσθηκε. Αρχικά τα πρώτα ζώα ήταν περιτυλιγμένα μέσα σε ένα αγκαθωτό φλοιό. Έπειτα βγήκαν από το υγρό στοιχείο στην ξηρά και αφού έσπασαν τον αγκαθωτό φλοιό, άρχισαν να προσαρμόζονται στο καινούργιο περιβάλλον. Ο άνθρωπος προήλθε από το ψάρι και μόνο όταν ήταν σε θέση να επιβιώσει βγήκε στη στεριά. Ο Αναξίμανδρος είναι, από όσα ξέρουμε, ο πρώτος που προσπάθησε να εξηγήσει την προέλευση του ανθρώπου. Η θεωρία της εξελίξεως του Δαρβίνου, είναι φανερό, πως βρίσκει σπερματικά την αρχή της στην παραπάνω θεωρία του Αναξίμανδρου.

Από θερμοκρασιακές μεταπτώσεις πάνω στην επιφάνεια της Γης θα πρέπει κατά κάποιο τρόπο να αιτιολογούσε ο Αναξίμανδρος και την εμφάνιση της ζωής, αφού δίδασκε ότι «τά ζώα γίνεσθαι εξ ύγρού έξατμιζομένου ύπό του ήλιου», ότι τα πρώτα ζώα είχαν γεννηθεί μέσα στο υγρό στοιχείο, ότι ήταν κλεισμένα μέσα σε «φλοιούς» αγκαθωτούς και ότι σε προχωρημένη ηλικία ξεραίνονταν, έσκαζε ο φλοιός τους και σε λίγο πέθαιναν.

Συμπερασματικά κατά τον Αναξίμανδρο τα πρώτα ζωικά όντα γεννήθηκαν στο νερό, όπως πιστεύουν και σήμερα οι βιολόγοι για τα πρώτα έμβια όντα.

Όσο για την καταγωγή του ανθρώπου ο Αναξίμανδρος φανερώνεται πρόδρομος του Δαρβίνου: Ξεκινώντας από τη διαπίστωση ότι ο άνθρωπος είναι το μόνο ίσως ζώο, που δεν έχει αυτάρκεια με τη γέννηση του, αλλά χρειάζεται για πολύ καιρό τις μητρικές φροντίδες, σκέφτηκε ότι, αν ο άνθρωπος ήταν ανάμεσα στα πρώτα ζώα της Γης, θα μπορούσε πολύ εύκολα να εξαφανιστεί έτσι υπέθεσε ότι ο άνθρωπος θα πρέπει να βρίσκεται στο τέρμα κάποιας εξελικτικής πορείας και να έχει προέλθει «έξ άλλοειδών ζώων». Ας σημειωθεί ότι στην Ελλάδα είχε διατυπωθεί και πριν από τον Αναξίμανδρο σκέψη για την καταγωγή του ανθρώπου από άλλα ζώα αλλά μόνο σε μύθους.

Τέλος στον Αναξίμανδρο αποδίδονται τα παρακάτω λόγια:

"και η μήτρα από την οποία γεννήθηκαν τα πράγματα είναι η ίδια με αυτή στην οποία αποσυντίθενται όπως είναι αναγκαίο να γίνει, γιατί τιμωρούνται κι επανορθώνουν αμοιβαία για την αδικία, σύμφωνα με την τάξη του χρόνου". (Σιμπλίκιος, εις Φυσικά 24,13).

Η φράση αυτή του Αναξίμανδρου δείχνει ότι τα αντίθετα μέσω της διαδοχικής υπεροχής του ενός πάνω στο άλλο αποτελούν τους κινητήριους πόλους της εξέλιξης και της αλλαγής. Η "τάξη του χρόνου" υποδηλώνει έναν νόμο που έχει καθολική ισχύ και που ελέγχει τις προθεσμίες και την "πληρωμή των χρεών" που έχουν προκληθεί από "αδικίες".

Αυτή η αρχή, ενώ δεν παύει να έχει καθολική ισχύ, μπορεί μα αποδειχτεί ότι ισχύει και στις ισορροπίες των οικοσυστημάτων. Στα οικοσυστήματα δεν υπάρχουν μονόπλευρες και μονοπολικές διεργασίες. Όλα βρίσκονται σε μία κατάσταση δυναμικής ισορροπίας. Η καταστροφή, η αποδόμηση και η δημιουργία, η αναδόμηση είναι συνεχείς και εναλλασσόμενες διαδικασίες. Η γέννηση των νέων οργανισμών ισχύει μόνο αν υπάρχει ο θάνατος των γερασμένων μορφών, διότι το υλικό της σύνθεσης των νέων όντων προέρχεται από το ίδιο υλικό στο οποίο αποσυντίθενται τα όντα, ή όπως έλεγε ο Αναξίμανδρος "η μήτρα από την οποία γεννήθηκαν τα πράγματα είναι η ίδια με αυτή στην οποία αποσυντίθενται".

Αυτή την κατάσταση δυναμικής ισορροπίας που, την μεγάλη της σημασία, την αντιλήφθηκε η επιστήμη της Οικολογίας στα τέλη του αιώνα μας υπόκειται, για τον Αναξίμανδρο σε μία "τάξη του χρόνου", δηλαδή υπόκειται σε χρονικές περιόδους. Αυτή η παρατήρηση του Αναξίμανδρου απαντά και στους σημερινούς, παρατηρούμενους βιόκυκλους και βιορυθμούς των οικοσυστημάτων. Όπως έχει π.χ. παρατηρηθεί ότι σε κάθε ανοιχτό βιολογικό σύστημα υπάρχουν περίοδοι στην αύξηση και στην μείωση των πληθυσμών των ειδών που, αυτό περιέχει.

Μερικά συμπεράσματα

Η σημασία και η επίδραση του έργου του Αναξίμανδρου υπήρξε προσδιοριστική για τη διαμόρφωση ολόκληρης της προσωκρατικής σκέψης και όχι μόνο της φιλοσοφικής. H αποθεοποίηση των φυσικών φαινομένων από τον Αναξίμανδρο ήταν τόσο ριζική, που ακόμη και επαναστατικοί επικριτές της κατεστημένης λατρείας, όπως ο Ξενοφάνης και ο Ηράκλειτος, δεν τόλμησαν να την ακολουθήσουν σε όλα τα σημεία.

Ειδικότερα, ο Αναξίμανδρος με το χάρτη της υδρογείου έδωσε στο φιλόσοφο Φερεκύδη το Σύριο την ιδέα του πέπλου της Χθονίης που επάνω του έχει ζωγραφισμένες τις στεριές και τις θάλασσες.

Με τις έννοιες του απείρου, του κύκλου, της σφαίρας και με τις επιδόσεις του στην αστρονομία γενικά ώθησε τους πυθαγορείους και τους ελεάτες στην κοσμολογία και την οντολογία. Εξάλλου με την έννοια της αδιαμόρφωτης μάζας του απείρου, από όπου ξεχωρίζονται με έκκριση οι φυσικές ουσίες, επηρέασε τον Αναξαγόρα στη θεωρία του για την ύλη, και συγκεκριμένα στην άποψη του τελευταίου για το «ομού πάντα χρήματα», από όπου με έκκριση ξεχωρίζονται επίσης τα «ομοιομερή» σώματα.

Τέλος, με τη θεωρία του για την καταγωγή του ανθρώπου «εξ άλλοειδών ζώων» επηρέασε τον Εμπεδοκλή στην ανθρωπογονία του, σύμφωνα με την οποία η μορφή του ανθρώπου συντελέστηκε ύστερα από πλήθος εξελικτικές φάσεις και μέσα από πολύπλοκες τερατογονικές διασταυρώσεις.

Ο Αναξίμανδρος εκτός της αδιαμφισβήτητης επιστημονικής του αξίας, επέδειξε υποδειγματικό θάρρος αμφισβητώντας ευθέως τα επιστημονικά πορίσματα της εποχής του, καθώς και τις αντιλήψεις της τότε πνευματικής ηγεσίας. Είναι οπότε αξιέπαινος τόσο ο ίδιος για την αξιόλογη στάση ζωής του, όσο και το πνευματικώς ελεύθερο κλίμα της εποχής που παραχωρούσε αφειδώς πεδία ανάπτυξης των υγιών, τεκμηριωμένων θεωριών, έστω κι αν αυτές έρχονταν σε κατά μέτωπο σύγκρουση με τα ως τότε καθιερωμένα.

Βέβαια τα ελάχιστα που μας έχουν απομείνει από την σκέψη του Αναξίμανδρου δεν μας επιτρέπουν να γνωρίζουμε με τρόπο βέβαιο κι αντικειμενικό τι θέλησε πραγματικά να πει. Το γεγονός όμως και μόνο πως ο λόγος αυτός έφθασε ως εμάς δια μέσου των αιώνων είναι ίσως ήδη ένα σημάδι πως δεν έχει ακόμα πάψει να μιλά στους ανθρώπους.

Η θεωρία του Αέναου Σύμπαντος, των Paul Steinhardt και Neil Turok, προτείνει μια επαναστατική κοσμολογία: διαφορετική από αυτή της Μεγάλης Έκρηξης. Αυτό που μέχρι τώρα θεωρούσαμε ως «στιγμή της δημιουργίας», ήταν απλώς ένα επεισόδιο ενός άπειρου κύκλου τιτάνιων συγκρούσεων ανάμεσα στην τετραδιάστατη βράνη του δικού μας σύμπαντος και σε μια παράλληλη βράνη. Στο μοντέλο αυτό η Μεγάλη Έκρηξη δεν ήταν η αρχή του χρόνου, αλλά μια γέφυρα από ένα παρελθόν γεμάτο ατελείωτα επαναλαμβανόμενους κύκλους εξέλιξης, κάθε ένας από τους οποίους συνοδευόταν από τη δημιουργία νέας ύλης και το σχηματισμό νέων γαλαξιών, αστέρων και πλανητών.

Η θεωρία των Paul Steinhardt και Neil Turok ονομάζεται "Εκπυρωτικό Σύμπαν" και αναδύεται μέσα από τα ευρήματα της σκοτεινής ύλης, της σκοτεινής ενέργειας, ενώ συνδυάζει τη Θεωρία Μ των Χορδών και την κβαντική κοσμολογία, σε μια νέα ερμηνεία της Μεγάλης Έκρηξης. Το Εκπυρωτικό Σύμπαν είναι ο αντίλογος στο κυρίαρχο «πληθωριστικό μοντέλο». Αντί για μια πρωταρχική στιγμή δημιουργίας προτείνει άπειρες κι αλλεπάλληλες στιγμές, μια κυκλικότητα δημιουργίας η οποία προκύπτει από τη σύγκρουση δύο τετραδιάστατων βρανών, που πάλλονται μέσα σε μια πρόσθετη τέταρτη χωρική διάσταση.

Η θεωρία του Αναξίμανδρου λοιπόν ταιριάζει με το Αέναο Σύμπαν του Neil Turok

Υπάρχουν τέτοια μυαλά.Θα εκπλαγείς από τον αριθμό, που διαρκώς αυξάνεται.
Θα τα πούμε σε πρώτη ευκαιρία από κοντά.

Ιδίως η τελευταία, απολαυστική να τη διαβάζει, και το κυριότερο , να την εμβαθύνει, κανείς.

Ευχαριστώ πολύ Νικόμαχε και ΣολΜιχ
για αυτά τα αναγνώσματα σήμερα εδώ.

Κάπου εδώ στο esoterica, είχα γράψει εκτενές άρθρο, με προσωπικές εκτιμήσεις και αναφορά στον Neil Turok, περί << Εκπυρωτικού Σύμπαντος >>, διαφωνώντας ώς προς την συσχέτιση με την Μεγάλη Εκρηξη, έστω και μέσω τετραδιάστατων βρανών.Αφαιρώντας αυτή την "σύγκρουση", θεωρώ πως η θεωρία της "εκπύρωσης" είναι αρκετά πιθανή, σε συνδυασμό πάντα με τις χορδές και την θεωρία Μ.
Εψαξα ώρες και δεν το βρίσκω, αλλά κάπου θα υπάρχει εδώ μέσα.

Φυσικά, θα πρέπει να ενημερώσω τον Sol-Mix, πως είσαι ένα από τα μυαλά που...ψάχνει!

Συγκεκριμένα, σε δημοσίευσή τους στο περιοδικό «Nature», οι ερευνητικές ομάδες των πειραμάτων CMS και LHCb περιγράφουν την πρώτη παρατήρηση της εξαιρετικά σπάνιας διάσπασης του σωματιδίου B0s σε δύο μιόνια.

Το λεγόμενο «Καθιερωμένο Πρότυπο» (η καλύτερη έως τώρα φυσική θεωρία που περιγράφει τα δομικά συστατικά της ύλης και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις - πλην της βαρυτικής) προβλέπει ότι αυτή η σπάνια υποατομική διεργασία συμβαίνει με συχνότητα τέσσερις φορές στο δισεκατομμύριο και γι' αυτό δεν είχε καταγραφεί ποτέ πριν. Τέτοιες διασπάσεις μάλιστα θα μπορούσαν να ανοίξουν ένα παράθυρο σε θεωρίες πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο, όπως η υπερσυμμετρία.

Η επιστημονική ανακοίνωση βασίσθηκε στην ανάλυση δεδομένων που συλλέχθηκαν από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) μεταξύ 2011 και 2012. Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι τα πειραματικά δεδομένα ενδεχομένως υποδεικνύουν και μια δεύτερη, ακόμη σπανιότερη, διάσπαση, του B0 ('ξαδέλφου' του B0s) σε δύο μιόνια.

Τα B0s και B0 είναι μεσόνια, δηλαδή μη στοιχειώδη ασταθή υποατομικά σωματίδια, που αποτελούνται από ένα κουάρκ και ένα αντι-κουάρκ, τα οποία συγκρατούνται μαζί μέσω της ισχυρής αλληλεπίδρασης. Τέτοια σωματίδια παράγονται μόνο σε συγκρούσεις υψηλής ενέργειας στο εσωτερικό των επιταχυντών ή στη φύση, για παράδειγμα κατά την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτινών.

"Αποτελεί μαρτυρία της εξαιρετικής λειτουργίας του LHC και της ευαισθησίας των πειραμάτων μας, το γεγονός ότι μπορέσαμε επιτέλους να παρατηρήσουμε αυτή την εξαιρετικά σπάνια, όσο και σημαντική διάσπαση", ανέφερε ο εκπρόσωπος του LHCb Γκάι Ουίλκινσον.

"Η έρευνα για τον εντοπισμό νέων σωματιδίων και η μελέτη σπάνιων διασπάσεων είναι συμπληρωματικές στρατηγικές για την ανακάλυψη μιας νέας Φυσικής. Η ακρίβεια με την οποία τα πειράματά μας μπορούν να παρατηρήσουν αυτές τις διασπάσεις-κλειδιά και να μετρήσουν τον ρυθμό τους, θα βελτιώνεται συνεχώς, θέτοντας επομένως όρια στην επέκταση του Καθιερωμένου Προτύπου", ανέφερε ο εκπρόσωπος του CMS Τιζιάνο Καμπορέζι.

Τα δεδομένα που θα συλλεχθούν μελλοντικά κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του LHC, αναμένεται να βελτιώσουν ακόμη περισσότερο την ακρίβεια της μέτρησης του B0s και θα καθορίσουν αν οι υποψίες για την σχετική διάσπαση του B0 τελικά επιβεβαιωθούν.

Καθώς ο επιταχυντής του CERN τέθηκε ξανά σε λειτουργία πρόσφατα, χιλιάδες φυσικοί έχουν επιδοθεί στην αναζήτηση στοιχείων που θα συνηγορούν για την ύπαρξη μιας νέας Φυσικής η οποία θα μπορούσε να εξηγήσει μερικά από τα μεγαλύτερα επιστημονικά αινίγματα, όπως της φύσης της σκοτεινής ύλης.

Από το Διαδίκτυο προ 24ων ωρών .

Ένα ακόμη βήμα ώστε να επαληθεύσουν τον λόγο που η ύλη επικράτησε της αντιύλης , όταν το σύμπαν είχε «ηλικία» μικρότερη ακόμη και από 1 τρισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου, υποστηρίζουν πως έκαναν Αμερικανοί επιστήμονες, με επικεφαλής τον Τάνμαϊ Βαχασπάτι, καθηγητή φυσικής στο πολιτειακό πανεπιστήμιο της Αριζόνα.

Από τις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι επιστήμονες έχουν διατυπώσει ένα θεωρητικό μοντέλο σύμφωνα με το οποίο, πίσω από την επικράτηση της ύλης, κρύβονται άγνωστα έως σήμερα αριστερόστροφα σπειροειδή μαγνητικά πεδία, που κατακλύζουν το σύμπαν.

Μια υπόθεση που φαίνεται πως επιβεβαιώνεται από τις αστρονομικές παρατηρήσεις, και πιο συγκεκριμένα από τις μετρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Fermi της NASA.

Προβολή άρθρου...

Διαδίκτυο , 19 Μαίου 2015

Ου τα πάντα τοις πάσι ρητά

Ένα ακόμη βήμα ώστε να επαληθεύσουν τον λόγο που η ύλη επικράτησε της αντιύλης , όταν το σύμπαν είχε «ηλικία» μικρότερη ακόμη και από 1 τρισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου, υποστηρίζουν πως έκαναν Αμερικανοί επιστήμονες, με επικεφαλής τον Τάνμαϊ Βαχασπάτι, καθηγητή φυσικής στο πολιτειακό πανεπιστήμιο της Αριζόνα.

Από τις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι επιστήμονες έχουν διατυπώσει ένα θεωρητικό μοντέλο σύμφωνα με το οποίο,πίσω από την επικράτηση της ύλης, κρύβονται άγνωστα έως σήμερα αριστερόστροφα σπειροειδή μαγνητικά πεδία, που κατακλύζουν το σύμπαν.

Μια υπόθεση που φαίνεται πως επιβεβαιώνεται από τις αστρονομικές παρατηρήσεις, και πιο συγκεκριμένα από τις μετρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Fermi της NASA.

YLH KAI ANTIYLH

Διαδίκτυο , 19 Μαίου 2015

Ου τα πάντα τοις πάσι ρητά

Pourquoi le Soleil est si chaud

Mis à jour le 10.06.2015 à 19h27

http://www.lemonde.fr/sciences/article/2015/06/10/pourquoi-le-soleil-est-si-chaud_4651415_1650684.html#3phCfTlzrZUcJEJY.99

Ενδιαφέρουσα παρατήρηση ( Posted on 11/08/2015 ) :

Το σύμπαν «σβήνει» αργά-αργά μπροστά στα μάτια μας, αλλά δεν το καταλαβαίνουμε. Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή μειώνεται διαχρονικά ο αριθμός δημιουργίας νέων άστρων. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξε μια νέα διεθνής έρευνα αστρονόμων, οι οποίοι μελέτησαν πάνω από 200.000 γαλαξίες και μέτρησαν -με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ- την ενέργεια που γεννιέται στον χώρο.

" Το Σύμπαν αργοσβήνει ... "

Η συγκεκριμένη θεωρία, έστω και αν συμπεριλαμβάνει 100 επιστήμονες, στηρίζεται σε σαθρή βάση.Στην Μεγάλη Εκρηξη.

Με γνώμονα τα "προϊόντα" της ΜΕ, καταλήγουν σε αυτό το συμπέρασμα.

Αν όμως δεν ισχύει η ΜΕ, αλλά το Πληθωριστικό Μοντέλο, τότε τα υπό παρατήρηση φαινόμενα, είναι απολύτως φυσιολογικά.

Μην ανησυχείτε, το Σύμπαν είναι σαν την Ελλάδα.
Ποτέ δεν πεθαίνει, μοναχά για λίγο καιρό ξαποσταίνει!

quote:

---

Μην ανησυχείτε, το Σύμπαν είναι σαν την Ελλάδα.
Ποτέ δεν πεθαίνει, μοναχά για λίγο καιρό ξαποσταίνει!

---

.
.
.
" Υπάρχει ο σωστός τρόπος, ο λάθος τρόπος, και ο ...δικός μου τρόπος! "

Η είδηση αποτελεί… άσχημο νέο για τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο οποίος σιχαινόταν αυτό το μυστηριώδες φαινόμενο, επειδή δεν μπορούσε να εξηγηθεί με βάση τις δικές του θεωρίες για το σύμπαν. Εξίσου, όμως, κακό νέο αποτελεί και για τους χάκερς, καθώς η μελλοντική κβαντική κρυπτογράφηση θα είναι απείρως δυσκολότερη να «σπάσει» (και θα απαιτεί διδακτορικό στην κβαντομηχανική…).

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Ρόναλντ Χάνσον του ολλανδικού Πανεπιστημίου Ντελφτ, έκαναν σχετική προδημοσίευση στον επιστημονικό διαδικτυακό τόπο arXiv, σύμφωνα με το Nature, ενώ εκκρεμεί η επίσημη δημοσίευση σε επιστημονικό περιοδικό με κριτές.

Για «ιστορική στιγμή» έκανε λόγο ο κβαντικός φυσικός Νικολά Γκεζέν του Πανεπιστημίου της Γενεύης. Για «πραγματικά μεγαλοφυές και όμορφο πείραμα» μίλησε ο κορυφαίος κβαντικός φυσικός Άντον Τσάϊλινγκερ του Πανεπιστημίου της Βιένης.

Ο κβαντικός φυσικός Μάθιου Λάϊφερ του καναδικού Ινστιτούτου «Περίμετρος» του Οντάριο δήλωσε ότι δεν θα εκπλησσόταν, αν τα επόμενα χρόνια κάποιος από τους ερευνητές, μαζί με άλλους παλαιότερους συναδέλφους του, έπαιρνε το Νόμπελ Φυσικής. Είχαν προηγηθεί άλλα σχετικά πειράματα, αλλά το νέο πείραμα στην Ολλανδία κλείνει τα «παραθυράκια» αμφιβολίας που εκείνα είχαν αφήσει.

Σύμφωνα με δημοσίευμα του Αθηναϊκού Πρακτορείου Ειδήσεων, στην κβαντομηχανική, τα αντικείμενα μπορούν να βρίσκονται ταυτόχρονα σε πολλές διαφορετικές καταστάσεις (π.χ. ένα σωματίδιο σε δύο σημεία). Μόνο όταν γίνεται η κατάλληλη μέτρηση από τον επιστήμονα, το αντικείμενο «κατασταλάζει» σε μία δεδομένη κατάσταση.

Επιπλέον όμως -και αυτό είναι ακόμη πιο παράδοξο- οι ιδιότητες δύο μακρινών αντικειμένων, τα οποία απέχουν χιλιόμετρα μεταξύ τους, «διεμπλέκονται» ή «εναγκαλίζονται», με αποτέλεσμα όταν μετριέται κάποια ιδιότητα του ενός αντικειμένου, τότε η αντίστοιχη ιδιότητα του άλλου παίρνει την ίδια τιμή, δηλαδή μεταπίπτει ακριβώς στην ίδια κατάσταση με το πρώτο, παρ” όλη την απόσταση μεταξύ τους.

Αυτή η συμπεριφορά (λες και υπάρχει ένα «φάντασμα» στην ύλη) εκνεύριζε τον Αϊνστάιν, καθώς φαίνεται να παραβιάζει τον -υποτίθεται απαραβίαστο- συμπαντικό κανόνα ότι τίποτε δεν μπορεί να ταξιδέψει ταχύτερα από το φως. Στη δεκαετία του ’60, πρώτος ο Ιρλανδός φυσικός Τζον Μπελ πρότεινε ένα πείραμα για να επιβεβαιωθεί η κβαντική διεμπλοκή και να διαψευσθεί ο Αϊνστάιν, οριστικά.

Το πρώτο σχετικό τεστ έγινε το 1981 από τον Αλέν Ασπέκτ (πιθανότατο υποψήφιο για μελλοντικό Νόμπελ) στο Ινστιτούτο Οπτικής στο Παλεζό της Γαλλίας. Αρκετά ακόμη πειράματα έλαβαν χώρα στα επόμενα χρόνια, αλλά κάθε φορά έμενε κάποια αμφιβολία. Όμως το νέο τεστ – που αφορούσε την κβαντική διεμπλοκή ζευγαριών ηλεκτρονίων και φωτονίων – φαίνεται πως κλείνει, πλέον, για τα καλά κάθε προηγούμενο κενό.

«Το πείραμα στο Ντελφτ αποτελεί την οριστική απόδειξη ότι η κβαντική κρυπτογραφία μπορεί να είναι απεριόριστα ασφαλής», δήλωσε ο Τσάϊλινγκερ. Όμως, στην πράξη, η εφαρμογή αναμένεται να είναι αρκετά δύσκολη.

Το πληθωριστικό μοντέλο του σύμπαντος.

Αν ρωτήσετε κάποιον από πού προήλθαν όλα αυτά που βλέπουμε γύρω μας και σας απαντήσει "από το Big Bang", μην τον πιστέψετε. Καμιά ουσία δεν γεννήθηκε την ώρα της Μεγάλης Έκρηξης. Κι αν δεν συνέβαινε μια τρομερή διαστολή (ο πληθωρισμός) μετά το Big Bang δεν θα υπήρχε τίποτα γύρω μας, ούτε εσείς που με διαβάζετε για να υποβάλλετε τούτη την ερώτηση.

Το σύμπαν γεννήθηκε από μια ανωμαλία, ένα σημείο με άπειρη πυκνότητα, πριν από 13.7 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου. Όμως η κβαντομηχανική - η επιστήμη του μικρόκοσμου - δέχεται ότι σε τόσες ακραίες συνθήκες δεν ισχύει κανένας γνωστός νόμος της φύσης. Πρέπει να περιμένουμε να φθάσει το σύμπαν στο μήκος Planck (10-35m), όταν η πυκνότητα από άπειρη έγινε "μόνο" 1094 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Αυτά είναι τα απόλυτα όρια στο μέγεθος και στην πυκνότητα από τα οποία αρχίζει να εφαρμόζεται η κβαντική μηχανική.

Δυστυχώς, αν μια φυσαλίδα στο μέγεθος του μήκους Planck περιέχει όλη την υλο-ενέργεια του σύμπαντος, το ισχυρό βαρυτικό του πεδίο θα το κάνει αμέσως να καταρρεύσει προς μια σημειακή ανωμαλία, ή μια συμπαντική μαύρη τρύπα. Εκτός κι αν παρέμβει κάποιος άλλος μηχανισμός ή ένα κολοσσιαίο γεγονός κι αλλάξει την κατάσταση.

Γι αυτό και στην αρχή η γέννηση του σύμπαντος από το μηδέν φάνηκε αρχικά αδύνατη. Αλλά, έστω ότι το σύμπαν ξέφευγε από τη μοίρα της μαύρης τρύπας, τι θα μπορούσε να ήταν; Ένα σύμπαν γεμάτο ακτινοβολία χωρίς καμιά ύλη και πολύ μικρό με τα σημερινά κριτήρια.

Η θεωρία του Big Bang φυσικά κι έδωσε το έναυσμα στην επιστήμη να εξηγήσει γιατί το σύμπαν δεν είναι σταθερό, και ότι προέρχεται από ένα απειροελάχιστο σημείο ενώ ακόμα και σήμερα διαστέλλεται.

Αλλά υπάρχουν κι άλλα αινίγματα που παρατηρούμε σήμερα και η αρχική θεωρία του Big Bang δεν μπορούσε να εξηγήσει. Για παράδειγμα, η εξαιρετική επιπεδότητα, η ομοιογένεια και ισοτροπία του σύμπαντος από πού προέρχονται; πώς δημιουργήθηκαν; τυχαία ή με κάποιο άλλο μηχανισμό που η πρώτη θεωρία του Big Bang αγνοούσε.

Γι αυτό υπήρχε η ανάγκη μιας άλλης θεωρίας, συμπληρωματικής της αρχικής, που θα έλυνε τα παραπάνω προβλήματα. Ένα μοντέλο που θα έδειχνε πώς το σύμπαν ξέφυγε από τη μοίρα της μαύρης τρύπας και την αδυσώπητη βαρυτική έλξη, πώς το σύμπαν έγινε σχεδόν επίπεδο, ομοιογενές και ισότροπο.

Κι αυτή η θεωρία είναι ο Πληθωρισμός.

Ο πληθωρισμός ή μια εκθετική διαστολή μετά την εποχή Planck (τα πρώτα 10 -43 του δευτερολέπτου) μπορεί να αποτρέψει το σχηματισμό μιας συμπαντικής μαύρης τρύπας, ενώ η αρχή της απροσδιοριστίας όπως την ανέλυσε ο Edward Tryon επιτρέπει την εμφάνιση ολόκληρου του σύμπαντος από το κενό, ή από το τίποτα όπως χαρακτηριστικά το είπε, σαν μια κβαντική διακύμανση του κενού, πράγμα που επιτρέπεται από την κβαντική θεωρία.

Τα προβλήματα της Μεγάλης Έκρηξης

Οι κοσμολόγοι είδαν με ενθουσιασμό τη σύνδεση σωματιδιακής φυσικής των υψηλών ενεργειών και κοσμολογίας, αφού τους έλυνε το μεγάλο πρόβλημα της γέννησης της μάζας μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, στη δεκαετία του 1970 και στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Κι αυτή η θεωρία ήταν η GUT (που αναφέρεται στο χρονικό διάστημα από 10-43 έως 10-35 δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν όλες οι δυνάμεις της φύσης ήταν ενωμένες πλην της βαρύτητας), που τους πρόσφερε ένα δυνητικό μηχανισμό δημιουργίας της συμπαντικής ύλης. Μέχρι τότε έλειπε μια πειστική θεωρία για να λυθούν τα προβλήματα που ανέκυψαν μετά τη θεωρία τη Μεγάλης Έκρηξης.

Σίγουρα, το Μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης ήταν ένας θρίαμβος κι από μια άποψη τα προβλήματα που δημιουργούσε ήταν λιγότερο σημαντικά μπροστά στο απίστευτο γεγονός ότι αποτελούσε μια ερμηνεία της προέλευσης του Σύμπαντος. Αλλά με την πάροδο του χρόνου, τα προβλήματα εξακολουθούσαν να τριβελίζουν το μυαλό των κοσμολόγων και στα τέλη της δεκαετίας του 1970 φάνταζαν πολύ πιο σημαντικά απ' όσο έμοιαζαν να είναι στα 1965. Και στην ιστορία της επιστήμης, συχνά μια σημαντική εξέλιξη της γνώσης που επιτεύχθηκε από μια γενιά ερευνητών δημιουργεί καινούρια προβλήματα, τα οποία αντιμετωπίζονται και επιλύονται από την επόμενη γενιά.

1. Το πρόβλημα της μάζας

Με ποιόν μηχανισμό γεννήθηκε όλη η μάζα του σύμπαντος; Υπήρχε καθόλου μάζα στην Αρχή; Όλα αυτά τα προβλήματα προσπάθησαν οι κοσμολόγοι να τα λύσουν με τις θεωρίες GUT, αλλά δεν δόθηκαν πειστικές απαντήσεις.

2. Πρόβλημα του ορίζοντα και των γαλαξιών

Εκτός από το πρόβλημα της προέλευσης της ύλης, υπήρχε μια δυσκολία που είναι γνωστή σαν το πρόβλημα του «ορίζοντα» και η οποία οφείλεται στο γεγονός ότι το Σύμπαν φαίνεται να είναι το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις. Ακόμα και στην περίπτωση της κατανομής των γαλαξιών και των γαλαξιακών σμηνών, το Σύμπαν φαντάζει ομοιόμορφο σε γενικές γραμμές. Αλλά η βασικότερη ένδειξη της συμπαντικής ομοιομορφίας προήλθε από τη μελέτη της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, η οποία είναι ισότροπη (παραμένει η ίδια προς όλες τις διευθύνσεις) σε αναλογία μεγαλύτερη από 1 στις 10.000.

Πώς όμως «γνωρίζει» η ακτινοβολία που προέρχεται από μια περιοχή του ουρανού, πόσο ισχυρή πρέπει να είναι για να αντιστοιχεί με τόσο μεγάλη ακρίβεια στην ακτινοβολία που προέρχεται από την αντίθετη μεριά του ουρανού — και στην πραγματικότητα απ' όλες τις μεριές; Οι σημερινές παρατηρήσεις αποτελούν την πρώτη επαφή με την ακτινοβολία που προέρχεται απ' αυτές τις «αντίθετες» μεριές του Σύμπαντος.

Και σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο, αυτές οι περιοχές, δεν μπορούσαν ποτέ να έρθουν σε επαφή μεταξύ τους, αφού η απόσταση μεταξύ τους ήταν πάντοτε μεγαλύτερη απ' αυτή που μπορεί να διανύσει το φως, στο χρονικό διάστημα που μεσολάβησε από τη δημιουργία του Σύμπαντος μέχρι σήμερα.

Αν η ακτινοβολία της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου των 2.7 Κέλβιν, εκπέμφθηκε 380.000 χρόνια μετά τη στιγμή της δημιουργίας, κι όπως προκύπτει από το Καθιερωμένο Μοντέλο, τότε μόνο οι περιοχές που απείχαν μεταξύ τους λιγότερο από δυο μοίρες (όπως τις παρατηρούμε από τη Γη) είναι δυνατό να έχουν έρθει σε επαφή μεταξύ τους, στη διάρκεια όλου αυτού του χρόνου. Έτσι, η ακτινοβολία του υποβάθρου θα έπρεπε να είναι ανομοιογενής και να έχει κοκκώδη υφή, κλίμακας δυο μοιρών.

Φαίνεται σαν το Σύμπαν να γεννήθηκε τη στιγμή της πύρινης σφαίρας έχοντας μια απόλυτα ομαλή κατάσταση, διαθέτοντας την ίδια ακριβώς ενεργειακή πυκνότητα (δηλαδή την ίδια θερμοκρασία) ακόμα και σε περιοχές που απέχουν τόσο μεταξύ τους, ώστε ένα σήμα που κινείται με την ταχύτητα του φωτός να μην μπορεί ποτέ να «ενώσει».

Τι λοιπόν προκάλεσε αυτή την ομοιομορφία θερμοκρασίας στη Μεγάλη Έκρηξη;

Το πρόβλημα του ορίζοντα οδηγεί άμεσα στο επόμενο πρόβλημα: την ύπαρξη των γαλαξιών.

Αν το Σύμπαν δημιουργήθηκε έχοντας μια τόσο ομαλή κατάσταση, τότε πώς θα μπορούσαν να σχηματιστούν δομές που να έχουν το μέγεθος γαλαξιών; Σ' ένα απόλυτα ομαλό Σύμπαν το οποίο διαστέλλεται ομοιόμορφα, η απόσταση του κάθε σωματιδίου ύλης από όλα τα υπόλοιπα θα μεγάλωνε διαρκώς κι έτσι δεν θα υπήρχαν «σπόροι» οι οποίοι κάτω από την επίδραση της βαρυτικής έλξης θα σχημάτιζαν μεγάλες συγκεντρώσεις ύλης. Δεν είναι απαραίτητοι πολύ μεγάλοι σπόροι, παρά μόνο «ανομοιομορφίες», που θα αντιστοιχούσαν σε περιοχές με πυκνότητα 0,01% μεγαλύτερη από τη μέση, 500.000 χρόνια μετά τη στιγμή της δημιουργίας. Αλλά πώς θα ήταν δυνατό να σχηματιστούν και να αναδυθούν έστω και τόσο μεγάλες ανομοιογένειες από μία απόλυτα ομαλή Μεγάλη Έκρηξη;

3. Το πρόβλημα των μονόπολων

Έπειτα, υπάρχει και το πρόβλημα των μονοπόλων. Οι θεωρίες της Μεγάλης Ενοποίησης GUTs που προβλέπουν με τόση επιτυχία το πραγματικό ποσοστό συμπαντικής ύλης, προβλέπουν επίσης και την ύπαρξη μαγνητικών μονοπόλων, με τη μορφή βαριών σωματιδίων, τα οποία είναι πολύ εύκολο να εντοπιστούν. Θα έπρεπε να έχουν ανακαλυφθεί στις κοσμικές ακτίνες, αλλά στην πραγματικότητα δεν έχει γίνει κάτι τέτοιο.

Η ιδιαίτερη γοητεία του μαγνητικού μονόπολου έγκειται στο γεγονός ότι αυτό διαθέτει τεράστια μάζα συμπυκνωμένη σε μικροσκοπικό όγκο και τεράστια πυκνότητα ενέργειας, η οποία δημιουργείται από το πεδίο Χιγκς - ακριβώς όπως οι τεχνητές φυσαλίδες ψευδοκενού.

Παρ' όλες τις έρευνες, μόνο δύο πειράματα εντόπισαν δύο συμβάντα τα οποία ενδεχόμενα να προκλήθηκαν από το πέρασμα ενός μαγνητικού μονοπόλου μέσα από την πειραματική διάταξη και κανείς δεν είναι διατεθειμένος να αποδεχτεί τη φαινομενική ύπαρξη τους, χωρίς περισσότερα στοιχεία.

4. Το πρόβλημα της επιπεδότητας

Αλλά το πρόβλημα που πυροδότησε την έναρξη του νέου κύματος αναζήτησης, η οποία οδήγησε σε μια νέα θεωρία για την εξέλιξη του Σύμπαντος στα 10-36 δευτερόλεπτα, ονομάζεται πρόβλημα της «επιπεδότητας». Ανάγεται στις παλιές μελέτες των γαλαξιών, της ερυθρής μετατόπισης και της συμπαντικής διαστολής και είναι το εξής: Είμαστε σε θέση να υπολογίσουμε την ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος και να κάνουμε και μια εκτίμηση για το ποσοστό ύλης που περιέχει — ή μάλλον για την πυκνότητα της ύλης, η οποία είναι το στοιχείο που παίζει ρόλο — μετρώντας τον αριθμό των γαλαξιών. Οι εξισώσεις του Αϊνστάιν επιτρέπουν την πιθανότητα ή ενός ανοιχτού Σύμπαντος το οποίο θα διαστέλλεται αιώνια, ή ενός κλειστού, το οποίο θα καταλήξει να καταρρεύσει σε μια πύρινη σφαίρα. Είναι επίσης πιθανό να είναι και επίπεδο, ισορροπώντας πάνω στην κόψη του ξυραφιού της βαρύτητας, ανάμεσα στις δύο προηγούμενες πιθανότητες.

Από τις παρατηρήσεις προκύπτει ότι η πραγματική πυκνότητα του Σύμπαντος είναι πολύ κοντά στην κρίσιμη πυκνότητα, που χρειάζεται για να είναι το Σύμπαν επίπεδο. Σήμερα θεωρείται ότι τελικά το Σύμπαν μοιάζει πολύ με την περισσότερο απίθανη κατάσταση: την απόλυτη ομαλότητα. Κι αυτό σημαίνει ότι όταν δημιουργήθηκε θα πρέπει να ήταν πολύ ομαλότερο (επίπεδο), όπως υπέδειξαν το 1979 οι Robert Dicke και James Peebles, δυο από τους αστρονόμους του Πρίνστον που ανακάλυψαν την ακτινοβολία του υποβάθρου.

Η ανακάλυψη ότι το Σύμπαν βρίσκεται σε μια κατάσταση — έστω και κατά προσέγγιση — ομαλότητας είναι ακόμα πιο απίθανη κι από την περίπτωση να ισορροπεί στη μύτη του επί εκατομμύρια χρόνια, ένα καλοξυσμένο μολύβι. Κι αυτό γιατί, όπως έδειξαν οι Dicke και Peebles, οποιαδήποτε απόκλιση του Σύμπαντος από την ομαλότητα που προέκυψε από τη Μεγάλη Έκρηξη, θα αυξανόταν υπερβολικά όσο το Σύμπαν διαστελλόταν και «γερνούσε».

Όπως το μολύβι πέφτει με την παραμικρότερη ώθηση, έτσι και το Σύμπαν πολύ γρήγορα αποκλίνει από την τέλεια ομαλότητα. Η κατάσταση τέλειας ισορροπίας είναι μια κατάσταση αστάθειας κι οποιαδήποτε απόκλιση από την τελειότητα καταστρέφει την ισορροπία. Από υπολογισμούς κατά τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης ένα τέτοιο σύμπαν, προκειμένου να έχει πυκνότητα παραπλήσια με την κρίσιμη τιμή, ήταν σε μια κατάσταση ακραίας ομαλότητας.

Alan Guth και πληθωρισμός

Την άνοιξη του 1979, ο Dicke έδωσε μια διάλεξη στο Πανεπιστήμιο του Cornel στην οποία εξέτασε το πρόβλημα της ομαλότητας και έδειξε πόσο λεπτή είναι η ισορροπία μεταξύ αιώνιας διαστολής και βίαιης κατάρρευσης. Έτυχε τότε να την παρακολουθήσει ο νεαρός τότε ερευνητής Alan Guth.

Παρά την αρχική δυσπιστία του ο Guth βρήκε συναρπαστικές τις ιδέες του Dicke και σιγά σιγά αναμίχθηκε ολοένα και βαθύτερα στις κοσμολογικές μελέτες. Χρειάστηκαν μερικοί μήνες για να συνδυαστούν οι ιδέες που ανέπτυξε ο Dicke, εκείνη την ανοιξιάτικη μέρα στο Cornel, με άλλες ιδέες που ανακάλυπτε ο Guth στην κοσμολογία και στη σωματιδιακή φυσική (την πρωταρχική του ειδικότητα). Μέχρι τον Δεκέμβριο του 1979 οι ιδέες άρχισαν να σχηματοποιούνται στο μυαλό του και το απόγευμα μέχρι τη νύχτα της 6ης Δεκεμβρίου 1979, ο Guth συνδύασε τα κομμάτια του παζλ, πραγματοποιώντας έτσι τη μεγαλύτερη θεωρητική συμβολή στην κοσμολογία του πρωταρχικού Σύμπαντος, από την εποχή της εργασίας του Gamov, πριν από πολλά χρόνια.

Ο Guth χρησιμοποίησε και τις ιδέες της σωματιδιακής φυσικής ότι στο πολύ νεαρό σύμπαν η ασθενής, η ισχυρή και η ηλεκτρομαγνητική δύναμη αποτελούσαν μέρη μιας μοναδικής και ενιαίας δύναμης. Υπήρχε, δηλαδή, μια συμμετρία που συσχέτιζε την καθεμία δύναμη με την άλλη. Για να είναι, λοιπόν, οι δυνάμεις αυτές τόσο διαφορετικές σήμερα, η συμμετρία που τις ενοποιούσε θα πρέπει να διασπάστηκε. Στις Μεγάλες Ενοποιημένες θεωρίες GUT, αυτή η αυθόρμητη διάσπαση της συμμετρίας, όπως λέγεται, επιτυγχάνεται μέσω των επονομαζόμενων πεδίων Higgs, τα οποία είχε προτείνει ο Βρετανός φυσικός Peter Higgs, στην προσπάθεια του να εξηγήσει τον τρόπο με τον οποίο τα διάφορα στοιχειώδη σωματίδια αποκτούν τη μάζα τους.

Ο Guth εισήγαγε εν τέλει μια εντελώς καινούρια κοσμολογική έννοια, κάνοντας άλλο ένα βήμα μπροστά, τόσο σημαντικό, όσο κι η ίδια η ιδέα του κοσμικού αυγού: Το δωρεάν γεύμα.

Ο Alan Guth γεννήθηκε στο Νιου Τζέρσευ το 1947, και σπούδασε φυσική στο MIT, από όπου πήρε το μάστερ και το διδακτορικό του το 1972. Εργάστηκε πρώτα στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, μετά στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια και τέλος στο Cornel, όπου άκουσε τον Dicke να αναφέρεται στο πρόβλημα της ομαλότητας, την άνοιξη του 1979.

Τον Οκτώβριο του 1979, ο Guth έφυγε από το Cornel και πέρασε ένα χρόνο στο Κέντρο του Γραμμικού Επιταχυντή Στάνφορντ. Και τότε άρχισε να φυτρώνει ο σπόρος που είχε φυτευτεί στο μυαλό του με την ομιλία του Dicke, αφού ποτίστηκε με όλα τα δεδομένα σχετικά με την κοσμολογία και τη σωματιδιακή φυσική, τα οποία ο Guth αφομοίωνε καθώς περνούσαν οι μήνες.

Η έννοια που επεξεργάστηκε ήταν το αληθές κενό (μια σταθερή κατάσταση του κενού σαν τη θεμελιώδη κατάσταση των ατόμων), και το ψευδοκενό (μια διεγερμένη κατάσταση σαν τις διεγερμένες καταστάσεις των ατόμων). Οι φυσικοί γνωρίζουν (με τη βοήθεια της κβαντικής φυσικής) ότι το ψευδές κενό σχετίζεται με μια τεράστια ενέργεια, που ασκεί ισχυρή βαρυτική επίδραση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, όπως έδειξε ο Αϊνστάιν, η ενέργεια έχει μάζα, και συνεπώς ασκεί και αυτή βαρυτική έλξη, όπως ακριβώς και η κανονική ύλη.

Η βαρυτική επίδραση της τεράστιας ενέργειας του κβαντικού κενού είναι φυσικά ισχυρότατα ελκτική. Γι αυτό και η εν λόγω κολοσσιαία βαρύτητα του ψευδοκενού δεν βοηθάει στην πρόκληση πληθωρισμού, αφού ο πληθωρισμός απαιτεί κάποιο είδος αντιβαρύτητας. Εντούτοις, η τεράστια ενέργεια του ψευδούς κενού συνδέεται με μια εξίσου τεράστια αρνητική πίεση, και αυτή ακριβώς είναι που λύνει το πρόβλημα. Στο ψευδοκενό η αρνητική πίεση είναι κολοσσιαία αντιβαρυτική, που ανταγωνίζεται την εξίσου τρομακτική βαρυτική έλξη της ενέργειας.

Στον μεταξύ τους αγώνα τελικά κερδίζει η αρνητική πίεση και γι αυτό το συνολικό αποτέλεσμα είναι η παραγωγή μιας απωστικής δύναμης τόσο μεγάλης, που μπορεί να διαλύσει το σύμπαν σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Αυτή η γιγαντιαία πληθωριστική ώθηση ήταν που προκάλεσε το διπλασιασμό του μεγέθους του σύμπαντος κάθε 10-34 δευτερόλεπτα.

Το ψευδές κενό είναι από τη φύση του ασταθές. Όπως όλες οι διεγερμένες κβαντικές καταστάσεις, μπορεί να αποδιεγερθεί στη θεμελιώδη κατάσταση του, δηλαδή στο αληθές κενό. Όντας μια κβαντική διαδικασία, υπόκειται στην αναπόφευκτη αβεβαιότητα και τις τυχαίες διακυμάνσεις λόγω της αρχής της απροσδιοριστίας του Heisenberg. Αυτό σημαίνει ότι η αποδιέγερση δεν θα συμβεί ομοιόμορφα σε όλο το χώρο: θα υπάρχουν διακυμάνσεις. Αυτές οι κβαντικές διακυμάνσεις του κενού είναι τελικά η πηγή των διακυμάνσεων που παρατηρήθηκαν από τους δορυφόρους COBE και WMPAP.

Την 6 Δεκεμβρίου 1979 μετά από μια συζήτηση μεταξύ του Guth κα Dicke, προέκυψε μεταξύ άλλων η ιδέα της δημιουργίας ύλης από μποζόνια X (τα μποζόνια της εποχής GUT) και το ίδιο βράδυ, ο Guth κατάλαβε ότι κάτι καινούργιο αποκρυσταλλωνόταν στο μυαλό του. Αυτό το κάτι ήταν ένα φαινόμενο ανάλογο με την υπέρψυξη του νερού, όταν δηλαδή αυτό ψύχεται κάτω από τους 0 βαθμούς Κελσίου, αλλά χωρίς να παγώνει. Καθώς η ψύξη συνεχίζεται, το νερό τελικά θα παγώσει απότομα και θα αποδώσει τη λανθάνουσα θερμοκρασία τήξης, στη διαδικασία. Κάτω από τους 0 βαθμούς Κελσίου, ο πάγος είναι μια σταθερότερη κατάσταση, έχοντας χαμηλότερη ενέργεια, αλλά η μετάβαση σε μια περισσότερο σταθερή κατάσταση με επακόλουθη απελευθέρωση λανθάνουσας θερμικής ενέργειας, πραγματοποιείται πάντοτε στους 0 βαθμούς Κελσίου.

Το κενό μπορεί επίσης όπως και το άτομο να έχει μία ή περισσότερες διεγερμένες καταστάσεις. Αυτές οι καταστάσεις του κενού θα έχουν πολύ διαφορετικές ενέργειες, αν και θα φαίνονταν απολύτως όμοιες. Η κατάσταση χαμηλότερης ενέργειας (δηλαδή η θεμελιώδης κατάσταση) ονομάζεται μερικές φορές αληθές κενό. Ένα διεγερμένο κενό αντίθετα αναφέρεται ως ψευδοκενό. Στο ψευδοκενό τα πεδία Higgs είναι μηδενικά, ενώ εκεί η πυκνότητα της ενέργειας των πεδίων Higgs είναι κολοσσιαία και σταθερή! Αντίθετα, στο αληθές κενό (με τη χαμηλότερη πυκνότητα ενέργειας) η ενέργεια των πεδίων Higgs έχει την ελάχιστη τιμή της, όμως το ίδιο το πεδίο Higgs είναι διάφορο του μηδενός και μπορεί έτσι να δώσει μάζα στα μέχρι τότε άμαζα σωματίδια, αλληλεπιδρώντας με αυτά.

Ο Guth είπε ότι κάτι παρόμοιο θα μπορούσε να συμβαίνει και στα πεδία Higgs. Ενώ η θερμοκρασία του Σύμπαντος συνεχίζει να κατεβαίνει κάτω από τους 1027 Κέλβιν, όπου η συμμετρία πρέπει να καταστραφεί, τα πεδία παραμένουν για κάποιο χρόνο σε κατάσταση ψευδοκενού (μια κατάσταση λίγο πιο πάνω από το αληθές κενό), όπως το υπέρψυχρο νερό παραμένει υγρό ακόμα κι όταν η θερμοκρασία είναι κατώτερη από το σημείο πήξης. Η συμμετρία καταστρέφεται μόνο εάν και εφόσον τα πεδία «βρουν» έναν τρόπο να περάσουν μέσα από τα τοιχώματα γύρω τους και να φτάσουν σε μια «βαθύτερη» κατάσταση αληθινού κενού, στην οποία καταστρέφεται η συμμετρία.

Ο Guth είχε ανακαλύψει τη βάση για μια περιγραφή του πολύ πρωταρχικού Σύμπαντος, η οποία σήμερα είναι γνωστή σαν πληθωρισμός. Και σύντομα συνειδητοποίησε ότι το νέο μοντέλο του θα μπορούσε να ερμηνεύσει το πρόβλημα της ομοιομορφίας του σύμπαντος. Και παρόλο που η εργασία του έδειξε ότι το μοντέλο εμφάνιζε ορισμένες ατέλειες, προχώρησε στη δημοσίευση της εργασίας, δηλώνοντας χωρίς περιστροφές ότι κάποιος άλλος θα συμπλήρωνε τις ατέλειες και θα βελτίωνε την ιδέα.

Πεδίο Higgs και πληθωρισμός

Ο Guth, που στην αρχή είχε ασχοληθεί με τη σωματιδιακή φυσική, μπόρεσε να εφαρμόσει τις θεωρίες της μεγάλης ενοποίησης GUTs στην κοσμολογία. Έτσι, μπόρεσε να πάρει ακριβώς τον κατάλληλο μηχανισμό για να πετύχει την εκθετική διαστολή ή πληθωρισμό.

Μετά την εποχή Planck, κατά τα πρώτα 10 -43 του δευτερολέπτου, σπάει η αρχική μεγάλη συμμετρία και η βαρύτητα αποχωρίζεται από τις υπόλοιπες τρεις δυνάμεις. Ομοίως η ισχυρή πυρηνική δύναμη - περίπου στα πρώτα 10-35 sec - αποχωρίζεται από την ηλεκτρασθενή (άλλη μια διάσπαση συμμετρίας).

Στα πλαίσια των θεωριών της μεγάλης ενοποίησης υπάρχουν βαθμωτά πεδία τα οποία σχετίζονται με τις διασπάσεις αυτών των συμμετριών. Ακριβώς τότε - και σε χρόνο 10-32 sec περίπου - τα βαθμωτά πεδία διπλασίασαν το μέγεθος του σύμπαντος τουλάχιστον κατά μια φορά ανά 10-34 του δευτερολέπτου ή μέσα σε 10-32 sec έγιναν 100 διπλασιασμοί μεγέθους.

Το μοντέλο του Guth ξεκινά από την ιδέα της μετάβασης Higgs, δηλαδή την χρονική στιγμή που διασπώνται οι GUTs, ή την διαδικασία με την οποία καταστρέφεται η συμμετρία τους, καθώς τα διανυσματικά μποζόνια Χ της GUT «καταβροχθίζουν» τα σωματίδια Higgs και αποκτούν μάζα.

Ο Guth έδωσε το όνομα «ψεύτικο κενό» ή ψευδοκενό στην κατάσταση όπου τα πεδία Higgs είναι μεν μηδενικά - ενώ η πυκνότητα της ενέργειας των πεδίων Higgs είναι κολοσσιαία και σταθερή! - και αληθές κενό στην κατάσταση στην οποία η πυκνότητα ενέργειας των πεδίων Higgs έχει την ελάχιστη τιμή της και το ίδιο το πεδίο δεν είναι μηδενικό (αντίθετες δηλαδή καταστάσεις στα δύο είδη κενού). Στο αληθές κενό η συμμετρία είναι κατεστραμμένη και τα διανυσματικά μποζόνια έχουν αποκτήσει μάζα. Μάλιστα πρότεινε ότι η διαταραχή της GUT αντιστοιχεί σε μια μετάβαση από το ψεύτικο στο αληθινό κενό.

Η κολοσσιαία ενέργεια την εποχή του πληθωρισμού βρέθηκε, λοιπόν, μέσα στο ψευδοκενό, που χαρακτηρίζεται από ένα πεδίο απωστικής βαρύτητας. Ας σημειωθεί ότι ένα χαρακτηριστικό του ψευδοκενού είναι ότι δεν αραιώνει με την διαστολή - όπως για παράδειγμα ένα αέριο - αλλά η πυκνότητα της ενέργειας του παραμένει σταθερή καθώς ο Κόσμος αυξάνεται. Με αυτό τον τρόπο, λόγω της διαστολής η ενέργεια του αντί να μειώνεται, συνεχώς αυξανόταν, δημιουργώντας κολοσσιαίες ποσότητες ενέργειας.

Όμως, από τις εξισώσεις προκύπτει ότι το σύμπαν ψύχθηκε ανάμεσα στο 10-43 και 1O-35 δευτερόλεπτο - μετά τη στιγμή της δημιουργίας - και τότε τα πεδία Higgs σταθεροποιούνται σε μια κατάσταση ελάχιστης ενέργειας. Αλλά σε ποιά κατάσταση σταθεροποιήθηκε;

Ας υποθέσουμε ότι σταθεροποιούνται τελικά σε μια κατάσταση που αντιστοιχεί στο ψεύτικο κενό, το οποίο είναι απλώς ένα τοπικό ελάχιστο, σαν μια κοιλότητα που βρίσκεται μέσα στον κρατήρα ενός ηφαιστείου. Σε μια τέτοια κατάσταση:

1. η συμμετρία παραμένει αδιατάραχτη

2. η ισχυρή κι η ηλεκτρασθενής δύναμη παραμένουν ενωμένες και η πυκνότητα της ενέργειας των πεδίων είναι κολοσσιαία: 1095 έργια ανά κυβικό εκατοστό, δηλαδή 1059 φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του ατομικού πυρήνα.

Όπως τα σωματίδια άλφα διαφεύγουν μέσα από μια κβαντική σήραγγα κάνοντας χρήση της Αρχής της Απροσδιοριστίας, έτσι και τα πεδία Higgs μπορούν να ξεφύγουν από την κατάσταση του ψεύτικου κενού μέσα από μια σήραγγα με τη βοήθεια της Αρχής της Απροσδιοριστίας, προς το αληθές κενό.

Ο Guth ανακάλυψε έκπληκτος ότι ενώ το πεδίο Higgs εγκλωβίζεται στο ψεύτικο κενό (ή στην υπέρψυχρη κατάσταση), η τεράστια πυκνότητα της ενέργειας του έχει σαν αποτέλεσμα μια κολοσσιαία συνεχής ώθηση του Σύμπαντος προς τα έξω, η οποία το εξαναγκάζει να διασταλεί με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα απ' αυτή που προβλέπει το Αποδεκτό Μοντέλο.

Για ένα πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, η επίδραση είναι παρόμοια με την εισαγωγή στις εξισώσεις μιας κοσμολογικής σταθεράς, αλλά πολύ ισχυρότερης απ' όσο είχε φανταστεί ο Αϊνστάιν. Το αποτέλεσμα είναι η εκθετική διαστολή του σύμπαντος.

Το σύμπαν δηλαδή διπλασιάζεται σε μέγεθος συνεχώς, κάθε 10-34 του δευτερολέπτου που περνάει. Αλλά αν το Σύμπαν διπλασιάζεται κάθε 10-34 του δευτερολέπτου, τότε 10-33 του δευτερόλεπτα μετά τη στιγμή της δημιουργίας, ο δεδομένος όγκος έχει υποστεί διπλασιασμό 10 φορές και αυξάνεται σε μέγεθος με ένα συντελεστή της τάξης του 2100. Σε ελάχιστο χρόνο μια περιοχή 10-32 φορές μικρότερη από ένα πρωτόνιο (περίπου 10-48 εκατοστά) μπορεί να διογκωθεί — απ' αυτό προήλθε και η ονομασία του μοντέλου — και να γίνει μια περιοχή με διάμετρο 10 εκατοστά, αντίστοιχη δηλαδή με το χώρο που καταλαμβάνει ένα γκρέηπφρουτ. Ή για να καταλάβουμε το μέγεθος της διαστολής φαντασθείτε ένα μπιζέλι (με ακτίνα 1 εκατοστό) να καταλάβει τον χώρο του δικού μας Γαλαξία.

Αν δεν υπήρχε ο πληθωρισμός αντί για την αύξηση της ακτίνας του σύμπαντος κατά 1050 φορές - μέσα σε 10-32 του δευτερολέπτου - το σύμπαν θα είχε αυξηθεί μόνο κατά 30 φορές!

Μία από τις πιο παράξενες ιδιότητες του πληθωρισμού είναι ότι έδρασε ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός. Το φως χρειάζεται 30 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου για να διασχίσει ένα εκατοστό, ο πληθωρισμός όμως διαστέλλει το σύμπαν από μια διάμετρο πολύ-πολύ μικρότερη αυτής του πρωτονίου σε διάμετρο 10 cm σε χρόνο 15 Χ 10-33 sec. Οι υπολογισμοί δείχνουν μια ταχύτητα διαστολής 100 φορές μεγαλύτερη από του φωτός. Κάτι τέτοιο επιτρέπεται από τη σχετικότητα γιατί δεν κινείται η ύλη, αλλά διαστέλλεται ο ίδιος ο χωροχρόνος.

Διαστάσεις του σύμπαντος πριν και μετά τον πληθωρισμό

Ο αισθητός Κόσμος είναι η πιο μακρινή ακτίνα στην οποία μπορούμε να δούμε σήμερα. Είναι ο σφαιρικός όγκος του Κόσμου μέσα στον παρόντα ορίζοντα. Η ακτίνα αυτής της σφαίρας είναι η απόσταση που έχει ταξιδέψει το φως από την αρχή του χρόνου. Αν πολλαπλασιάσουμε την ταχύτητα του φωτός με την ηλικία του σύμπαντος παίρνουμε κατά προσέγγιση 1028 εκατοστά για τον ορίζοντα σήμερα.

Η εξίσωση για την διαστολή του Κόσμου λέει ότι έχει διασταλεί σχεδόν κατά έναν παράγοντα 1026 από την εποχή μετά τον πληθωρισμό (10-32 δευτερόλεπτα) έως σήμερα . Κατά συνέπεια, ο σημερινός ορίζοντας μετά το τέλος του πληθωρισμού ήταν τότε μια σφαίρα διαμέτρου περίπου 10 έως 100 εκατοστά (η διαφορά είναι μικρή).

Και στην αρχή του πληθωρισμού ο αισθητός κόσμος ήταν περίπου 1050 φορές μικρότερος, ή μόνο 10-48 εκατοστά. Ήταν πάρα πολύ μικρότερος από οποιαδήποτε γνωστή μας δομή.

Ο πληθωρισμός πραγματοποιείται στον απίστευτα μικροσκοπικό κόσμο του πολύ πρώιμου σύμπαντος, και ξαφνικά τον κάνει να αποκτήσει διαστάσεις στις οποίες είμαστε εξοικειωμένοι.

Αλλά από τη στιγμή που τα πεδία Higgs θα ξεφύγουν προς το αληθινό κενό, μέσα από τη «κβαντική σήραγγα», σταματά ο ραγδαίος εκθετικός πληθωρισμός. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα να μην δημιουργείται πια ενέργεια στο ψευδοκενό και ο πληθωρισμός να σταματήσει. Η ενέργεια του πεδίου είχε καταναλωθεί στην παραγωγή ενός τεράστιου πλήθους ζευγών από σωματίδια και αντι-σωματίδια (μια καυτή σούπα από ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, νετρίνα και κουάρκς). Τότε το σύμπαν αναθερμαίνεται από τη διαδικασία αυτή φτάνοντας ξανά στους 1027 Κέλβιν. Αυτή η αναθέρμανση εμφανίζεται λόγω της παραγωγής σωματιδίων από το πεδίο Higgs. Μάλιστα όλη η ύλη από την οποία αποτελείται σήμερα το σύμπαν δημιουργήθηκε από τη διαδικασία της αναθέρμανσης.

Σχεδόν το σύνολο της ύλης και της ενέργειας του Σύμπαντος όπως το ξέρουμε, θα μπορούσε να έχει προκύψει με αυτό τον τρόπο από τη διαδικασία της πληθωρισμός.

Αυτή η δυνατότητα δημιουργείται επειδή η βαρυτική ενέργεια του Σύμπαντος είναι αρνητική κι όσο περισσότερο αρνητική είναι, τόσο μεγαλύτερο είναι και το Σύμπαν.

Κι ενώ η βαρυτική ενέργεια του σύμπαντος - στην περίοδο του πληθωρισμού - γίνεται όλο και περισσότερο αρνητική, αυξάνεται η θετική ύλο-ενέργεια κι έτσι επέρχεται αλληλοεξουδετέρωση. Κι όπως το θέτει ο Guth, το Σύμπαν είναι το «δωρεάν γεύμα».

Όσο επιβραδύνεται η διαστολή, αποκτώντας το φυσιολογικό της ρυθμό — που αντιστοιχεί στο Καθιερωμένο Μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης — τα μποζόνια X (της υπερδύναμης), που δημιουργήθηκαν από την ενέργεια Higgs, αποσυντίθενται προκαλώντας μια μικρή περίσσεια ύλης ως προς την αντιύλη και τα υπόλοιπα εξελίσσονται όπως περιγράφει το Καθιερωμένο Μοντέλο.

Ο ίδιος ο πληθωρισμός ολοκληρώνεται μόλις 10-30 δευτερόλεπτα μετά τη στιγμή της δημιουργίας και στο τέλος της εποχής του πληθωρισμού το σύμπαν έχει ένα πυκνό μίγμα από κουάρκ (ύλη), αντικουάρκ (αντιύλη) και γκλουόνια.

Λύνονται και τα υπόλοιπα τρία προβλήματα

Η επίλυση του προβλήματος του ορίζοντα είναι η εξής: απλά, οι περιοχές που βρίσκονται σήμερα στις «αντίθετες πλευρές» του Σύμπαντος βρίσκονταν σε επαφή» λίγο μετά τη στιγμή της δημιουργίας, προτού απομακρυνθούν ραγδαία η μία από την άλλη εξαιτίας της πληθωρισμού. Το Σύμπαν που αντιλαμβανόμαστε σήμερα είναι πολύ ομοιόμορφο, επειδή έχει προέλθει από την «έκρηξη» ενός μικροσκοπικού σπόρου στον οποίο όλη η ενέργεια ήταν ομοιόμορφα κατανεμημένη.

Η επίλυση του προβλήματος της ομαλότητας είναι λίγο πιο πολύπλοκη. Όταν φουσκώνετε ένα μπαλόνι, η επιφάνεια γίνεται ολοένα και πιο επίπεδη (ομαλότερη) όσο πιο πολύ διογκώνεται το μπαλόνι. Τείνει να ταυτιστεί με μια επίπεδη επιφάνεια. Το ίδιο συμβαίνει και στην περίπτωση της καμπύλωσης του χωροχρόνου, καθώς ο χωροχρόνος διαστέλλεται εξαιτίας της πληθωρισμού. Οποιοδήποτε βαθμό καμπύλωσης κι αν θεωρήσετε για αρχή, από τη στιγμή που ο χωροχρόνος έχει διασταλεί με ένα συντελεστή της τάξης του 1050, καταντά να ταυτίζεται με μια επίπεδη επιφάνεια (επίπεδο Σύμπαν). Κάθε κυρτό σύμπαν μετατρέπεται — απ' όσο μπορούν να μας πουν οι παρατηρήσεις μας — σε επίπεδο σύμπαν, με πυκνότητα που πλησιάζει στην κρίσιμη τιμή, από τη στιγμή που το σύμπαν έχει φτάσει στο μέγεθος ενός γκρέηπφρουτ. Επίσης, επειδή η ενέργεια σε ένα βαρυτικό πεδίο είναι αρνητική, ενώ η ενέργεια που αποθηκεύεται στην ύλη είναι θετική, αν το σύμπαν είναι ακριβώς επίπεδο, τότε όπως υπέδειξε ο Tryon οι δύο ποσότητες εξουδετερώνονται, και η συνολική ενέργεια του Σύμπαντος είναι ακριβώς μηδέν. Στη περίπτωση αυτή, οι κβαντικοί κανόνες του επιτρέπουν να ζήσει επ' άπειρον.

Και το πρόβλημα των μονοπόλων λύνεται με πραγματικά πολύ απλό τρόπο. Παρόλο που μπορεί να υπήρχαν αρκετά μονόπολα στο πολύ πρωταρχικό Σύμπαν, πριν τον πληθωρισμό, η περιοχή του χώρου που μπορούμε να δούμε έχει προέλθει από τη διαστολή ενός τόσο μικρού όγκου, ώστε να είναι πολύ απίθανο να υπήρξε έστω και ένα μονόπολο σ' αυτήν ειδικά την περιοχή του χωροχρόνου. Αυτή η ανάλυση του προβλήματος των μονοπόλων αποτελεί το κυριότερο μέρος του μοντέλου Guth αλλά και των μεταγενέστερων πληθωριστικών μοντέλων. Σαν συνέπεια, μπορεί στην πραγματικότητα να υπάρχουν άλλες περιοχές του χωροχρόνου πέρα από το ορατό Σύμπαν οι οποίες δεν υπέστησαν διόγκωση με την ίδια ταχύτητα με τη δική μας «φυσαλίδα» από την οποία προήλθε το Σύμπαν. Μπορεί να ζούμε σε μια «τοπική» περιοχή (η οποία είναι ολόκληρο το παρατηρήσιμο Σύμπαν) ενός πολύ μεγαλύτερου μετασύμπαντος. Αλλά θα μπορούσαν να γίνουν ορατές αυτές οι περιοχές; Στην πραγματικότητα, αυτή η προοπτική υπήρξε και η μοιραία ατέλεια του πρωταρχικού πληθωριστικού μοντέλου.

Το Χαοτικό Πληθωριστικό Μοντέλο του Andrei Linde

Ο Guth όμως παρά τις επιτυχίες του υπέθεσε ένα σύμπαν πολύ διαφορετικό από αυτό που βλέπουμε σήμερα. Φυσικά ήταν σωστή η εκθετική διόγκωση του σύμπαντος που έλυσε τόσα πολλά προβλήματα.

Αλλά το επόμενο βήμα έγινε από το φυσικό Andrei Linde, που τότε ήταν στο Ινστιτούτο Λέμπεντεφ της Μόσχας, το 1981. Ο Andrei Linde γεννήθηκε στη Μόσχα το 1948 και σπούδασε φυσική στο εκεί πανεπιστήμιο, προτού εγκατασταθεί σαν ερευνητής στο Ινστιτούτο Λέμπεντεφ. Ο Linde ενδιαφέρθηκε για τη φύση της φάσης μετατροπής υψηλών ενεργειών των πεδίων Higgs και γοητεύτηκε από την εργασία του Guth. Τον προβλημάτιζε όμως σε βαθμό ενόχλησης η δυσκολία εξήγησης μιας ομαλής μετάβασης από το ψεύτικο στο αληθινό κενό.

Αλλά το καλοκαίρι του 1981, ανακάλυψε μια λύση στο πρόβλημα. Ο Linde θεώρησε ότι δεν υπάρχει ένα βαθύ πηγάδι, σαν τον κρατήρα ενός ηφαιστείου, που αντιστοιχεί στην κατάσταση του ψεύτικου κενού. Αντί γι' αυτό, υπάρχει ένα χαμηλό «οροπέδιο» ενέργειας το οποίο έχει πλαγιές με ελαφριά κλίση που καταλήγουν στην κατάσταση του αληθινού κενού — το οποίο βρίσκεται στους «πρόποδες» του οροπεδίου. Ένα πεδίο Higgs πάνω σ' ένα τέτοιο εξόγκωμα θα «κατρακυλούσε» πολύ ομαλά και ήρεμα στην κατάσταση του αληθινού κενού, χωρίς περίπλοκες σειρές τοπικών κβαντικών μεταβάσεων, που θα αντιστοιχούσαν στο «άνοιγμα» μιας «σήραγγας» μέσα από το τοίχωμα. Το αποτέλεσμα είναι ένα σύμπαν ομαλό και ομοιόμορφο, ένα σύμπαν που έχει συμπυκνωθεί σαν το ζελέ στο ψυγείο, και που δεν μοιάζει καθόλου με το σμήνος των αυγών του βατράχου. Η ιδέα έγινε γνωστή σαν το «νέο πληθωριστικό σενάριο» και παρόλο που μεσολάβησε ένα μικρό χρονικό διάστημα, έγινε πολύ δημοφιλής, στα μέσα της δεκαετίας του 1980.

Το πεδίο Inflaton, η αιτία της πληθωριστικής διαστολής του χώρου, συμπεριφέρθηκε όπως μια μπάλα που κυλά σε μια πλαγιά: Αναζητούσε το ελάχιστο της δυναμικής του ενέργειας (κατακόρυφος άξονας). Η αρχική τιμή του πεδίου ήταν υψηλή λόγω των κβαντικών διαδικασιών στην έναρξη του χρόνου. Ενώ στον συμβατικό πληθωρισμό, το πεδίο κινήθηκε κατευθείαν στο ελάχιστο του, όμως σε μια παραλλαγή του πληθωρισμού - τον ανοικτό πληθωρισμό - παγιδεύτηκε σε ένα τοπικό ελάχιστο. Σε όλη σχεδόν την έκταση του σύμπαντος, το πεδίο παρέμεινε εκεί και ο πληθωρισμός δεν τερματίστηκε ποτέ. Σε ορισμένες όμως τυχερές περιοχές, το πεδίο μπόρεσε να ξεφύγει, μέσω του κβαντικού φαινομένου σήραγγας, απ' το τοπικό ελάχιστο και ολοκλήρωσε την κάθοδό του. Μια τέτοια περιοχή έγινε τελικά η φυσαλίδα μέσα στην οποία ζούμε. Μόλις το πεδίο Inflaton πλησίασε στο ελάχιστό του, την τελική θέση ισορροπίας, άρχισε να ταλαντώνεται πέρα-δώθε, γεμίζοντας το χώρο με ύλη και ακτινοβολία. Ουσιαστικά τότε άρχισε το Big Bang.

Λίγο αργότερα ο Linde πρότεινε το «χαοτικό πληθωρισμό», ανοίγοντας νέους ορίζοντες στη θεωρητική κοσμολογία. Οι ερευνητές συνειδητοποίησαν, παράλληλα, ότι τα νεαρό σύμπαν θα πρέπει να έδωσε το έναυσμα για τη δημιουργία ηχητικών κυμάτων, τα οποία προκάλεσαν μια σειρά από συμπυκνώσεις και αραιώσεις του αρχέγονου πλάσματος. Αυτές με τη σειρά τους δημιούργησαν πολύ μικρές εναλλαγές θερμοκρασίας (οι συμπυκνώσεις της ύλης αύξαναν λίγο τη θερμοκρασία, ενώ οι αραιώσεις τη μείωναν), οι οποίες αποτυπώθηκαν -«πάγωσαν», θα λέγαμε- στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου (η οποία ήδη είχε εντοπισθεί). Ποια όμως ήταν η πηγή των αρχικών διακυμάνσεων, από τις οποίες προήλθαν τα ηχητικά κύματα;

Σύμφωνα με τη θεωρία του πληθωριστικού σύμπαντος, η επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος οφείλεται σε μια παράξενη μορφή ενέργειας ενός πεδίου, το οποίο αναφέρεται κι ως «πεδίο inflaton». Με το πέρας της πληθωριστικής εποχής, η αρχική μικρή μας περιοχή έχει διασταλεί σε απίστευτο βαθμό. Η αρχική συμμετρία μεταξύ των τριών αλληλεπιδράσεων (ασθενής, ισχυρή και ηλεκτρομαγνητική) έχει πλέον διασπαστεί και η ενέργεια των πεδίων Higgs απελευθερώνεται, οδηγώντας σε μια εκρηκτική παραγωγή στοιχειωδών σωματιδίων.

Η θεωρία του πληθωρισμού επιβεβαιώνεται από τις μετρήσεις της μικροκυματικής ακτινοβολίας από το δορυφόρο WMAP. Παράλληλα, η θερμοκρασία αυξάνεται ξανά, πλησιάζοντας τους 1027 βαθμούς Κέλβιν (επαναθέρμανση). Εκείνο που απομένει είναι μια καυτή θάλασσα στοιχειωδών σωματιδίων σε θερμική ισορροπία - ακριβώς, δηλαδή, αυτό που προϋποθέτει, χωρίς όμως να το εξηγεί, η κλασική θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης. Το πληθωριστικό μοντέλο προβλέπει ότι οι κβαντικές διακυμάνσεις θα μπορούσαν να έχουν δημιουργήσει μικροσκοπικές ρυτιδώσεις στην δομή του σύμπαντος, ακόμη και όταν το σύμπαν είχε μέγεθος της τάξης του 10-25 cm, δηλαδή 100 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από το μήκος Planck. Οι ρυτιδώσεις αυτές αντιστοιχούν στις ανωμαλίες στην κατανομή της ύλης και της ενέργειας στο σύμπαν. Αυτές οι διαταραχές της πυκνότητας, τελικά άφησαν ένα αποτύπωμα στη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, κατά τον χρόνο που η ύλη και η ακτινοβολία αποσυζεύχθηκαν (περίπου 380.000 χρόνια μετά το Big Bang), παράγοντας ακριβώς το είδος της ανομοιομορφίας στην ακτινοβολία υποβάθρου, που παρατηρούμε σήμερα. Μετά την αποσύζευξη, οι διακυμάνσεις της πυκνότητας διαστάλθηκαν και αποτέλεσαν την μεγάλης κλίμακας δομή του σύμπαντος που εκδηλώνεται σήμερα με την κατανομή των σμηνών των γαλαξιών. Αυτό σημαίνει ότι οι παρατηρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου μας δίνουν στην πραγματικότητα πληροφορίες για το τι συνέβη στο σύμπαν όταν αυτό είχε ηλικία λιγότερη από 10-20 του δευτερολέπτου.

Από το σημείο αυτό και ύστερα, η περιοχή συνεχίζει να διαστέλλεται και να ψύχεται με τον τρόπο που περιγράφει η κλασική θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης. Οι κβαντικές διακυμάνσεις των πεδίων Higgs μεγεθύνθηκαν από την εκθετική διαστολή του σύμπαντος και δημιούργησαν τις διακυμάνσεις στην ενεργειακή πυκνότητα της αρχέγονης ύλης του νεαρού σύμπαντος και εντέλει τις κοσμικές δομές που παρατηρούμε σήμερα.

Ο Linde όπως γνωρίζουμε βοήθησε στην εδραίωση της πληθωριστικής κοσμολογίας - τη θεωρία ότι ο Κόσμος άρχισε όχι με ένα καυτό Big Bang αλλά με μια εξαιρετικά γρήγορη διαστολή (πληθωρισμός) του χώρου σε μια κατάσταση σαν το κενό. Σύμφωνα με την πληθωριστική θεωρία, αυτό που ονομάζουμε Σύμπαν είναι μόλις ένα λεπτό τμήμα ενός πολύ μεγαλύτερου Κόσμου.

Το 1983, ο Linde υπέθεσε ότι η κβαντική κατάσταση του πρώιμου σύμπαντος θα μπορούσε να ποικίλλει από περιοχή σε περιοχή με χαοτικό τρόπο: χαμηλή ενέργεια εδώ, μετρίως διεγερμένη κατάσταση εκεί, εντόνως διεγερμένη σε άλλες περιοχές. Ο πληθωρισμός θα εμφανιζόταν στις περιοχές όπου η κατάσταση ήταν διεγερμένη. Επιπλέον, οι υπολογισμοί του Linde για τη συμπεριφορά της κβαντικής κατάστασης έδειξαν σαφώς ότι οι ανώτερες διεγερμένες καταστάσεις θα διαστέλλονταν με ταχύτερο ρυθμό απ' ό,τι οι άλλες, ενώ θα αποδιεγείρονταν με αργότερο ρυθμό · έτσι, όσο πιο διεγερμένη ήταν η κατάσταση σε μια συγκεκριμένη περιοχή του χώρου, τόσο περισσότερο το σύμπαν θα διαστελλόταν πληθωριστικά σ' αυτή την περιοχή.

Είναι προφανές ότι ύστερα από πολύ σύντομο χρονικό διάστημα οι περιοχές του χώρου όπου τυχαία η ενέργεια ήταν υψηλότερη, και συνεπώς η πληθωριστική διαστολή ταχύτερη, θα είχαν διογκωθεί περισσότερο από όλες τις άλλες και θα καταλάμβαναν τη μερίδα του λέοντος από τον συνολικό χώρο. Ο Linde παρομοιάζει αυτή την κατάσταση με τη δαρβινική εξέλιξη ή τα οικονομικά. Μια επιτυχημένη κβαντική διακύμανση που οδηγεί σε ανώτερη διεγερμένη κατάσταση, αν και σημαίνει δανεισμό μεγάλου ποσού ενέργειας, επιβραβεύεται αμέσως από την τεράστια αύξηση του όγκου της περιοχής όπου συνέβη. Επομένως, οι περιοχές που δανείζονται μεγάλα ποσά ενέργειας και διαστέλλονται υπερπληθωριστικα σύντομα θα κυριαρχήσουν.

Εξαιτίας του χαοτικού πληθωρισμού, το σύμπαν θα διαχωριζόταν σε μια ομάδα μίνι-συμπάντων, ή φυσαλίδων, μερικά από τα οποία θα διαστέλλονταν πληθωριστικά «σαν τρελά», ενώ άλλα δεν θα διαστέλλονταν καθόλου. Λόγω των τυχαίων διακυμάνσεων, μερικές περιοχές θα είχαν πολύ υψηλές ενέργειες διέγερσης, και επομένως σ' αυτές τις περιοχές θα συντελούνταν πολύ μεγαλύτερη πληθωριστική διαστολή απ' όση είχε υποτεθεί στην αρχική θεωρία. Ωστόσο, επειδή αυτές ακριβούς είναι οι περιοχές που διαστέλλονται περισσότερο, ένα τυχαία επιλεγμένο σημείο στο μεταπληθωριστικό σύμπαν είναι πολύ πιθανό να βρίσκεται σε μια τέτοια περιοχή. Έτσι, και η δική μας θέση στο Διάστημα πιθανότατα βρίσκεται βαθιά στο εσωτερικό μιας τέτοιας περιοχής που έχει διασταλεί υπερπληθωριστικά. O Linde υπολόγισε ότι τέτοιες «μεγάλες φυσαλίδες» μπορεί να έχουν προκύψει από διαστολή κατά έναν παράγοντα ίσο με το 10 υψωμένο στα εκατό εκατομμύρια μηδενικά!.

Μέσα στη δική μας φυσαλίδα—η οποία εκτείνεται σε τεράστιες αποστάσεις πέρα από το σύμπαν που είναι σήμερα παρατηρήσιμο—, ύλη και ενέργεια είναι σχεδόν ομοιόμορφα κατανεμημένες. Ωστόσο, πέρα από αυτήν βρίσκονται άλλες φυσαλίδες, καθώς επίσης και περιοχές που είναι ακόμη στη διαδικασία του πληθωρισμού. Στην πραγματικότητα, στο μοντέλο του Linde ο πληθωρισμός δεν παύει ποτέ: υπάρχουν πάντα περιοχές του χώρου όπου συντελείται πληθωριστική διαστολή και όπου νέες φυσαλίδες σχηματίζονται, ακόμη και όταν άλλες ολοκληρώνουν τον κύκλο της ζωής τους και πεθαίνουν. Έτσι, αυτή είναι μια μορφή αιώνιου σύμπαντος, παρόμοια με εκείνη της θεωρίας των συμπάντων-βρεφών, όπου νέα ζωή και νέα σύμπαντα αναδύονται αιώνια. Δεν υπάρχει τέλος στην παραγωγή νέων φυσαλίδων-συμπάντων μέσω πληθωρισμού — και πιθανώς ούτε αρχή, αν και όσον αφορά αυτό το ζήτημα υπάρχουν τώρα κάποιες διαφωνίες.

"Το Σύμπαν μοιάζει πραγματικά, όχι όπως μια φυσαλίδα, αλλά όπως μια φυσαλίδα που παράγει νέες φυσαλίδες", εξηγεί ο Linde. "Ζούμε σε ένα μικροσκοπικό μέρος της μιας φυσαλίδας, και κοιτάζουμε γύρω μας και λέμε, αυτός είναι ο Κόσμος μας."

Μερικοί θεωρητικοί προσπάθησαν να ξεπεράσουν τις όποιες δυσκολίες του προηγούμενου μοντέλου, εγκαταλείποντας τη θεωρία με τις GUT, η οποία δεν είναι καλά κατανοητή, και υιοθετώντας μια άλλη θεωρία, τη SUSY (υπερσυμμετρία), η οποία είναι ακόμα λιγότερο κατανοητή.

Η βασική όμως ιδέα μοιάζει σήμερα αρκετά δυνατή και αρκετά καλά εδραιωμένη, ώστε να έχουμε τόση εμπιστοσύνη στο γεγονός ότι στην αρχή της ζωής του Σύμπαντος υπήρξε μια περίοδος πληθωρισμού, που «φούσκωσε» ένα χώρο με το μέγεθος του Πλανκ (1O-43 εκατοστά) στο μέγεθος όλων αυτών που βλέπουμε γύρω μας, όση εμπιστοσύνη έδειξε κι ο Gamov στην ιδέα της Μεγάλης Έκρηξης, πριν από εξήντα χρόνια.

Ο Κόσμος μετά τον πληθωρισμό

Και τι έγινε μετά το τέλος του πληθωρισμού; Το σύμπαν έγινε σχεδόν ομοιογενές, επίπεδο, και χωρίς σωματίδια. Μία από τις επιτυχίες της θεωρίας του πληθωρισμού είναι ότι εξήγησε γιατί δεν βλέπουμε σήμερα σωματίδια - λείψανα εκείνης της εποχής, μονόπολα και γκραβιτίνα. Όμως ακόμα πρέπει να εξηγήσουμε πώς γεννήθηκαν όλα τα σωματίδια που βλέπουμε σήμερα Επειδή ο πληθωρισμός μειώνει την πυκνότητα των σωματιδίων ουσιαστικά στο μηδέν, ξέρουμε ότι τα σωματίδια σήμερα στον Κόσμο πρέπει όλα να έχουν παραχθεί μετά από τον πληθωρισμό.

Θυμηθείτε ότι ο πληθωρισμός εμφανίζεται όταν σε κάποια περιοχή του διαστήματος (ψευδοκενό) η μεγαλύτερη συμβολή στην ενεργειακή πυκνότητα προέρχεται από ένα βαθμωτό πεδίο υψηλής ενέργειας. Το βαθμωτό πεδίο που προκάλεσε τον πληθωρισμό λέγεται ίνφλατον (inflaton). Κατά τη διάρκεια του πληθωρισμού το σύμπαν επεκτείνεται όπως είδαμε εκθετικά και η ενεργειακή πυκνότητα του πεδίου ίνφλατον μειώνεται πολύ αργά. Ο πληθωρισμός τελειώνει όταν αυτό το πεδίο φτάσει σε μια αρκετά χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα (στο αληθές κενό), αρχίζοντας να συμπεριφέρεται σαν την ύλη, δηλ. όταν αρχίζει το σύμπαν να υφίσταται κανονική διαστολή. Έτσι στο τέλος του πληθωρισμού ουσιαστικά όλη η ενέργεια του Κόσμου περιλαμβάνεται σε αυτό το ένα, σχεδόν ομοιογενές πεδίο.

Πολλά πεδία και σωματίδια στον Κόσμο είναι ασταθή που σημαίνει ότι μετά από λίγο αποσυντίθενται σε άλλες μορφές ενέργειας. Έτσι και το πεδίο ίνφλατον, μόλις η ενεργειακή πυκνότητά του έγινε αρκετά μικρή ώστε να μην μπορεί να κάνει εκθετική διαστολή, το πεδίο inflaton γίνεται ιδιαίτερα ασταθές. Μετά από τον πληθωρισμό η ενέργεια στο πεδίο inflaton θα είχε διασπαστεί γρήγορα σε άλλα σωματίδια και πεδία, έως ότου τελικά ο Κόσμος να περιέχει κυρίως από πιο μακρόβιες μορφές ύλης και ενέργειας, όπως πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Αυτά τα σωματίδια-λείψανα (μονόπολα και γκραβιτίνα) μπορούσαν να παραχθούν μόνο στις θερμές και πυκνές συνθήκες του πρώιμου σύμπαντος. Και μετά από τον πληθωρισμό η πυκνότητα και η θερμοκρασία ήταν πάρα πολύ μικρή για να παραχθούν αυτά τα μόρια. Κάθε δε μονόπολο και γκραβιτίνο που παρήχθησαν πριν από τον πληθωρισμό είναι πολύ λεπτά για να τα βρούμε σήμερα.

Από τη στιγμή που το ψευδές κενό έχει αποδιεγερθεί, το σύμπαν ξαναρχίζει την κανονική επιβραδυνόμενη διαστολή του. Η ενέργεια που υπήρχε εγκλωβισμένη στο ψευδές κενό ελευθερώνεται με τη μορφή θερμότητας. Η τεράστια πληθωριστική διαστολή είχε ψύξει το σύμπαν σε μια θερμοκρασία πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν. Με το τέλος του πληθωρισμού, όμως, η θερμότητα που ελευθερώνεται το αναθερμαίνει ξαφνικά στην τεράστια θερμοκρασία των 1028 βαθμών. Η διαδικασία αυτή λέγεται επαναθέρμανση.

Αυτή η απέραντη δεξαμενή θερμότητας που δημιουργήθηκε τότε επιζεί και σήμερα, με τη μορφή της θερμικής ακτινοβολίας κοσμικού υποβάθρου. Ένα παραπροϊόν της απελευθέρωσης της ενέργειας του κενού είναι ότι τα πολλά δυνάμει σωματίδια που υπήρχαν σ' αυτό προσέλαβαν ένα μικρό ποσό ενέργειας και προήχθησαν σε πραγματικά σωματίδια. Έπειτα από περαιτέρω διεργασίες και μεταβολές, ένα υπόλειμμα αυτών των αρχέγονων σωματιδίων έφτασε σήμερα να αποτελεί τους 1050 τόνους της ύλης που σχηματίζει όλο το παρατηρήσιμο σύμπαν.

Πόσο καιρό μετά από τον πληθωρισμό χρειάστηκε το inflaton να διασπαστεί στα σωματίδια που βλέπουμε σήμερα; Δεν ξέρουμε, αλλά αυτό που ξέρουμε είναι ότι έπρεπε να τελειώσει μέχρι την ώρα της πυρηνοσύνθεσης, δηλ. περίπου τρία λεπτά μετά από το τέλος του πληθωρισμού.

Το σύμπαν de Sitter

Είναι γεγονός ότι η εκθετική διαστολή του χωροχρόνου περιγράφηκε ακριβώς από τον Willem de Sitter στα 1917, σαν μια λύση των εξισώσεων της γενικής σχετικότητας. Όμως, πάνω από μισό αιώνα αυτό το μοντέλο του de Sitter αντιμετωπίστηκε μόνο ως μαθηματικό αξιοπερίεργο, που δεν είχε καμιά σχέση με το πραγματικό σύμπαν.

Η λύση του De Sitter των εξισώσεων του Αϊνστάιν περιγράφει ένα άδειο χωροχρόνο, ένα στατικό σύμπαν. Αλλά κατά τη δεκαετία του 1920 αναγνωρίστηκε ότι αν προσθέταμε μια μικροσκοπική ποσότητα ύλης σ' αυτό το μοντέλο (με μορφή σωματιδίων διασκορπισμένων στο χωροχρόνο), αυτά θα απομακρύνονταν μεταξύ τους με εκθετικό ρυθμό καθώς ο χωροχρόνος θα διαστελλόταν. Αυτό σημαίνει ότι η απόσταση μεταξύ δύο οποιονδήποτε σωματιδίων θα διπλασιαζόταν συνεχώς ανά ίσα χρονικά διαστήματα. Αυτό φαινόταν τελείως μη ρεαλιστικό, ακόμη και όταν ανακαλύφθηκε η διαστολή του σύμπαντος από τον Χάμπλ το 1920.

Όταν όμως η θεωρία του πληθωρισμού έδειξε ότι το σύμπαν υπέστη μια εκθετική διαστολή κατά το πρώτο κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη γέννησή του, αυτή η πληθωριστική εκθετική διαστολή φάνηκε ότι μπορούσε να περιγραφεί ακριβώς από το μοντέλο του de Sitter, την πρώτη επιτυχή κοσμολογική λύση των εξισώσεων του Einstein της Γενικής Σχετικότητας.

Η ιστορία της επιστήμης όμως μας λέει ότι το πρώτο πληθωριστικό μοντέλο αναπτύχθηκε από τον Alexei Starobinsky, στο Ινστιτούτο Landau για τη θεωρητική φυσική στη Μόσχα στα τέλη της δεκαετίας του 1970, αλλά τότε δεν χρησιμοποιήθηκε ο όρος πληθωρισμός. Το αρχικό ήταν ένα πολύ περίπλοκο μοντέλο βασισμένο σε μια κβαντική θεωρία βαρύτητας, αλλά προκάλεσε αίσθηση μεταξύ των κοσμολόγων της τότε Σοβιετικής Ένωσης και έμεινε γνωστό ως το "μοντέλο Starobinsky" για το σύμπαν. Δυστυχώς, εξαιτίας των δυσκολιών που είχαν τότε οι επιστήμονες της Σοβιετικής Ένωσης να ταξιδέψουν έξω από τα σύνορα της χώρας τους, το μοντέλο αυτό δεν διαδόθηκε στη Δύση.

Τελευταίες εργασίες όπως των Bezrukov - Shaposhnikov δείχνουν ότι το πεδίο ίνφλατον και το πεδίο Higgs είναι το ίδιο. Κάποιοι άλλοι φυσικοί δέχονται ότι είναι διαφορετικά ενώ άλλοι πολύ παρόμοια. Γι αυτό υπάρχει και αυτό το μπέρδεμα με τα δύο πεδία. Άλλοτε αναφερόμαστε στο πεδίο ίνφλατον (που προκάλεσε τον πληθωρισμό) και άλλοτε στο πεδίο Higgs που έδωσε μάζα στα σωματίδια αλληλεπιδρώντας μαζί τους.

Σύμφωνα με τον Linde υπήρχε στο σύμπαν μετά την εποχή Planck και πριν την GUT (μεταξύ 10-43 sec και 10-35 sec), ένα ενεργειακό πεδίο πολύ παρόμοιο με το πεδίο Higgs του πληθωρισμού GUT. Αυτό το "πεδίο ίνφλατον" είναι παρόμοιο με το πεδίο Higgs στο ότι το σύμπαν τεχνικά ήταν σαν το κενό, όταν γέμισε με αυτό το πεδίο, ακόμα κι αν η ενεργειακή πυκνότητα αυτού του πεδίου ήταν τεράστια. Πάλι, όπως το πεδίο Higgs, έτσι και η ενεργειακή πυκνότητα του πεδίου ίνφλατον μένει σταθερή ακόμα κι αν το σύμπαν διαστέλλεται. Αναλογικά, αυτό το πεδίο (το ίνφλατον) μπορεί να είναι η αιτία του πληθωρισμού, ακριβώς όπως κάνει αργότερα το πεδίο Higgs στην εποχή GUT. Στην πραγματικότητα, όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια του πεδίου ίνφλατον τόσο πιο γρήγορα πραγματοποιείται ο πληθωρισμός.

Λοιπόν:

Απορρίπτω εντελώς και αμετακλήτως το Big Bang και ασπάζομαι το Πληθωριστικό Μοντέλο, ως την πιθανότερη κοσμολογική θεώρηση.

quote:

---

Και σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο, αυτές οι περιοχές, δεν μπορούσαν ποτέ να έρθουν σε επαφή μεταξύ τους, αφού η απόσταση μεταξύ τους ήταν πάντοτε μεγαλύτερη απ' αυτή που μπορεί να διανύσει το φως, στο χρονικό διάστημα που μεσολάβησε από τη δημιουργία του Σύμπαντος μέχρι σήμερα.

Αν η ακτινοβολία της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου των 2.7 Κέλβιν, εκπέμφθηκε 380.000 χρόνια μετά τη στιγμή της δημιουργίας, κι όπως προκύπτει από το Καθιερωμένο Μοντέλο, τότε μόνο οι περιοχές που απείχαν μεταξύ τους λιγότερο από δυο μοίρες (όπως τις παρατηρούμε από τη Γη) είναι δυνατό να έχουν έρθει σε επαφή μεταξύ τους, στη διάρκεια όλου αυτού του χρόνου. Έτσι, η ακτινοβολία του υποβάθρου θα έπρεπε να είναι ανομοιογενής και να έχει κοκκώδη υφή, κλίμακας δυο μοιρών.

---

ΔΥΣΤΥΧΙΑ ΣΟΥ ΕΛΛΑΣ
ΜΕ ΤΑ ΤΕΚΝΑ ΠΟΥ ΓΕΝΝΑΣ.

Πρόσεξε λίγο τους εκθετικούς αριθμούς όμως ΣολΜιχ,
να τους δίνεις σωστά.

Βλέπω σε αρκετές περιπτώσεις (προφανώς από το copy-paste και τη μη διατήρηση της δομής και γραμματοσειράς του πρωτοτύπου)
ότι πχ, έχεις ένα νουμερο 1094
ενώ εννοείς 10 "εις την" 94, κ.ο.κ.

Πάντως είναι καλό να 'προπονηθούμε' λίγο παραπάνω στο παρόν θέμα
(με τη συμμετοχή του Νικόμαχου βεβαίως και απαραιτήτως)

Δεν υπάρχει αναφορά σε αριθμό "συμπάντων".Αυτά είναι άπειρα, όπως άπειρος είναι και ο χώρος που τα περιβάλλει.

Εντεκα διαστάσεις υπάρχουν, επειδή τόσες μπορούμε να αντιληφθούμε, όχι με προσωπικές παρατηρήσεις, αλλά με μαθηματικά.
Αυτό δεν σημαίνει όμως, ότι είναι μόνον 11.Ισως είναι και αυτές άπειρες, αφού υπάρχουν σε άπειρο χώρο.

quote:

---

Και όταν ο χώρος αυτός δεν είναι Ευκλείδειος, ούτε καν ο τετραδιάστατος του Μινκόφκι, δεν έχουμε τους περιορισμούς που έχει θέσει η έως τώρα επιστήμη, που δημιουργήθηκε απο πειραματικές μεθόδους ανθρώπων παρατηρητών στο ορατό απο αυτούς σύμπαν.

---

ΔΥΣΤΥΧΙΑ ΣΟΥ ΕΛΛΑΣ
ΜΕ ΤΑ ΤΕΚΝΑ ΠΟΥ ΓΕΝΝΑΣ.

quote:

---

ΝΙΚΟΜΑΧΕ, Το 2006 προσπαθώντας να καταλάβω τα αποτελέσματα κάποιων πειραμάτων μου είχα καταλήξει στο ότι οι μαύρες τρύπες είναι μια είσοδος σε άλλο σύμπαν, σήμερα τείνω στο ότι αναλόγως του μεγέθους της μαύρης τρύπας, αυτή καταλήγει σε διαφορετικό άλλο σύμπαν, επειδή δεν έχω την δυνατότητα να αποδείξω αυτή την θεωρία μου, αν γνωρίζεις κάποιους ή αν εσύ μπορείς να καταγράψεις τον ορίζοντα των γεγονότων σε δύο μαύρες τρύπες διαφορετικού μεγέθους, ίσως μπορείς να επιβεβαιώσεις η να απορρίψεις αυτή την θεωρία μου.

---

ΔΥΣΤΥΧΙΑ ΣΟΥ ΕΛΛΑΣ
ΜΕ ΤΑ ΤΕΚΝΑ ΠΟΥ ΓΕΝΝΑΣ.

Ενδιαφέρουσα δημοσίευση στο Διαδίκτυο (Posted on 02/09/2015) :

Τελικά ο θεός παίζει ζάρια με τον κόσμο

Ου τα πάντα τοις πάσι ρητά

quote:

---

Κηφεύς :

Μια επείγουσα παρέκβαση :

Ενδιαφέρουσα δημοσίευση στο Διαδίκτυο (Posted on 02/09/2015) :

"Τελικά ο θεός παίζει ζάρια με τον κόσμο"

---

Ου τα πάντα τοις πάσι ρητά

Τώρα να πώ "" εγώ σας τα έλεγα"" ?

quote:

---

Ετσι είναι Κηφέα.
Τώρα να πώ "" εγώ σας τα έλεγα"" ?

---

.
.
.
" Υπάρχει ο σωστός τρόπος, ο λάθος τρόπος, και ο ...δικός μου τρόπος! "

ESOTERICA.gr Forums !

© 2010-11 ESOTERICA.gr