Μια πρωτοποριακή θεωρία για την προέλευση του σύμπαντος, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review Research, προτείνει ένα ριζικά διαφορετικό κοσμολογικό μοντέλο, προκαλώντας συζητήσεις στους επιστημονικούς κύκλους.
Η μελέτη προέρχεται από επιστήμονες των Πανεπιστημίων της Πάδοβας, της Βαρκελώνης και της Πίζας, και αποσκοπεί να αντικαταστήσει τη διαδεδομένη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού, βασιζόμενη σε μια πιο απλή, λιγότερο υποθετική προσέγγιση, ριζωμένη στην κβαντική φυσική.
Η κλασική θεωρία του πληθωρισμού υποστηρίζει ότι το σύμπαν υπέστη μια εκθετική επέκταση αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτό εξηγεί την ομοιομορφία και την ισοτροπία του σύμπαντος σε μακροσκοπική κλίμακα, παρότι εμφανίζονται τοπικές ανομοιογένειες, όπως γαλαξίες και κοσμικά νήματα. Όμως, η θεωρία αυτή εξαρτάται από μη παρατηρήσιμα στοιχεία, όπως το υποθετικό σωματίδιο «inflaton», που δεν έχει ανιχνευθεί παρά τις πολυετείς προσπάθειες.
Οι επιστήμονες επικρίνουν επίσης τη θεωρία του πληθωρισμού για την ευελιξία της: επιτρέπει την προσαρμογή πολλών παραμέτρων έτσι ώστε να ταιριάζει στα παρατηρούμενα δεδομένα, κάτι που δημιουργεί ερωτήματα για την προγνωστική της ισχύ.
Αντίθετα, το νέο μοντέλο χρησιμοποιεί μία μόνο ενεργειακή κλίμακα για την παραγωγή προβλέψιμων φαινομένων. Ξεκινά από το μοντέλο χωροχρόνου de Sitter – ένα κενό σύμπαν που διαστέλλεται εξαιτίας της σκοτεινής ενέργειας – και το εξελίσσει με βάση τις αρχές της κβαντικής φυσικής. Δεν χρειάζεται inflaton: αντ’ αυτού, χρησιμοποιεί βαρυτικά κύματα (ή «βαρυτόνια»), τα οποία θεωρούνται κβαντικές ταλαντώσεις του χωροχρόνου.
Οι διακυμάνσεις αυτές προκαλούν μικρές διαφοροποιήσεις στην πυκνότητα της ύλης, οι οποίες, εξελισσόμενες μη-γραμμικά, οδηγούν στη δημιουργία των κοσμικών δομών όπως οι γαλαξίες και τα αστρικά σμήνη.
Το σημαντικό είναι ότι τα χαρακτηριστικά αυτών των κυμάτων μπορούν να μετρηθούν σε μελλοντικά πειράματα, όπως μέσω της παρατήρησης αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων ή της στατιστικής ανάλυσης της κατανομής της ύλης στο σύμπαν.
Ακόμα πιο τολμηρά, το μοντέλο προτείνει ότι ο πληθωρισμός μπορεί να μην είναι αναγκαίος καθόλου. Διαχωρίζει την έννοια του πληθωρισμού από τα καθιερωμένα κοσμολογικά μοντέλα, δίνοντας νέα βάση για την κατανόηση της πρώιμης κοσμικής εξέλιξης.
«Η κατανόηση της προέλευσης του σύμπαντος δεν είναι μόνο φιλοσοφικό ερώτημα», σημειώνουν οι συγγραφείς.
«Είναι θεμελιώδες για να απαντήσουμε στο ποιοι είμαστε και από πού προερχόμαστε.
Το μοντέλο μας προσφέρει απλές, σαφείς προβλέψεις που μπορούν να επαληθευτούν ή να απορριφθούν με μελλοντικές παρατηρήσεις».
Επιπλέον, τονίζουν ότι η νέα θεωρία δεν απαιτεί εικασίες ή υποθετικά σωματίδια παρά μόνο μία βαθύτερη κατανόηση της σχέσης μεταξύ της κβαντικής φυσικής και της βαρύτητας. Αν επαληθευτεί πειραματικά, θα μπορούσε να ανοίξει ένα εντελώς νέο κεφάλαιο στη σύγχρονη κοσμολογία και την επιστήμη του χωροχρόνου.
