Είναι τελικά αέναο το σύμπαν και δίχως όρια;

Το Σύμπαν ενδεχομένως να υπήρχε από πάντοτε, σύμφωνα με ένα νέο μοντέλο το οποίο χρησιμοποιεί όρους διόρθωσης κβαντικών λαθών για να «ενισχύσει» τη γενική θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Όπως αναφέρεται σε σχετικό δημοσίευμα του PhysOrg, το μοντέλο ενδεχομένως να «εξηγεί» και τη Σκοτεινή Ύλη και τη Σκοτεινή Ενέργεια, λύνοντας με αυτόν τον τρόπο μια σειρά πολλαπλών ζητημάτων επιστημονικής φύσης.

Η ηλικία του Σύμπαντος θεωρείται ότι ανέρχεται στα 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, όπως υπολογίζεται βάσει της γενικής σχετικότητας. Στην αρχή, τα πάντα πιστεύεται ότι «περιέχονταν» σε ένα σημείο ανυπολόγιστης πυκνότητας ύλης, μια «μοναδικότητα» (singularity). Από εκεί και πέρα, άρχισε η επέκταση, με το «Big Bang» που σήμανε και «επίσημα» τη δημιουργία του Σύμπαντος.

Αν και η «μοναδικότητα» και το Big Bang προκύπτουν βάσει των μαθηματικών της γενικής σχετικότητας, κάποιοι επιστήμονες βρίσκουν την θεωρία προβληματική, καθώς είναι δυνατή η επεξήγηση αυτών που συνέβησαν μόνο αμέσως μετά και όχι πριν τη μοναδικότητα ή κατά τη διάρκειά της. «Η μοναδικότητα του Big Bang είναι το πιο σημαντικό πρόβλημα της γενικής σχετικότητας, επειδή οι νόμοι της Φυσικής φαίνονται να καταρρέουν εκεί» αναφέρει στο PhysOrg o Αχμέντ Φαράγκ Αλί, Αιγύπτιος επιστήμονας του Πανεπιστημίου της Μπένχα.

Ο Αιγύπτιος ερευνητής, σε συνεργασία με τον Σαούρια Ντας, του University of Lethbridge στην Αλμπέρτα του Καναδά, επιδεικνύουν σε ένα paper που δημοσιεύτηκε στο Physics Letters B ότι η μοναδικότητα του Big Bang μπορεί να «εξηγηθεί» από το νέο μοντέλο τους, στο οποίο το Σύμπαν είναι αιώνιο, χωρίς να έχει αρχή και τέλος.

Οι δύο φυσικοί τονίζουν ότι οι αρχές διόρθωσης κβαντικών λαθών τους δεν εφαρμόζονται ad hoc στο πλαίσιο προσπάθειας για κατάρριψη της θεωρίας του Big Bang. Η δουλειά τους βασίζεται σε ιδέες του θεωρητικού φυσικού Ντέιβιντ Μπομ, ο οποίος είναι επίσης γνωστός για τη συνεισφορά του στον χώρο της φιλοσοφίας της Φυσικής. Ξεκινώντας τη δεκαετία του 1950, ο Μπομ διερεύνησε την αντικατάσταση της κλασικής γεωδαιτικής (η πιο σύντομη απόσταση μεταξύ δύο σημείων σε μια κυρτή επιφάνεια) με κβαντικές τροχιές. Στο paper τους, ο Αλί και ο Ντας εφάρμοσαν τις τροχιές του Μπομ σε μία εξίσωση που είχε αναπτυχθεί το 1950 από τον Αμάλ Κουμάρ Ραϊτσαουντούρι, ο οποίος ήταν επίσης καθηγητής του Ντας όταν ήταν προπτυχιακός φοιτητής.

Μέσω της κβαντικά διορθωμένης εξίσωσης αυτής, ο Αλί και ο Ντας «παρήγαγαν» κβαντικά διορθωμένες εξισώσεις Φρίντμαν, οι οποίες περιγράφουν τη διαστολή και εξέλιξη του σύμπαντος (περιλαμβανομένου του Big Bang) εντός του πλαισίου της γενικής σχετικότητας. Αν και δεν αποτελεί μια πραγματική θεωρία «κβαντικής βαρύτητας», το μοντέλο αυτό περιλαμβάνει στοιχεία τόσο κβαντικής θεωρίας όσο και γενικής σχετικότητας. Ο Αλί και ο Ντας αναμένουν τα αποτελέσματα της δουλειάς τους να «αντέξουν» ακόμα και μετά την σύνθεση μιας πλήρους θεωρίας κβαντικής βαρύτητας (σημειώνεται ότι η κανονική κβαντική βαρύτητα αποτελεί μια οικογένεια θεωριών που θεωρεί ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι κβαντοποιημένοι, δηλαδή αποτελούνται, όπως και η ύλη, από ελάχιστες και διακριτές- δηλαδή «κβαντισμένες» – ποσότητας. Σε αυτό το πλαίσιο εντάσσεται και η θεωρία της κβαντικής βαρύτητας βρόχων, μια κβαντική θεωρία του χωροχρόνου που μπορεί να «συμφιλιώσει» τις φαινομενικά ασυμβίβαστες θεωρίες της κβαντομηχανικής και της γενικής σχετικότητας).

Πέρα από το ότι δεν «βλέπει» Big Bang, το μοντέλο των δύο φυσικών δεν βλέπει επίσης «Big Crunch»: στη γενική σχετικότητα, μία πιθανή μοίρα του σύμπαντος το «θέλει» να συστέλλεται μέχρι την κατάρρευσή του και τον μετασχηματισμό ξανά σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας ύλης.

Οι δύο φυσικοί σκοπεύουν να αναλύσουν εκτενέστερα το μοντέλο τους στο μέλλον.