Θα μπορούσε ένα πολυσύμπαν να φιλοξενήσει ζωή; Με προσομοιώσεις ερευνητές αναζητούν απαντήσεις

Η λέξη σύμπαν (universe) χρησιμοποιήθηκε για να σημάνει «όλα όσα υπάρχουν», αλλά όχι πια. Οι σημερινοί κοσμολόγοι – επιστήμονες που μελετούν τη μεγαλύτερη από όλες τις δυνατές μεγάλες εικόνες – θεωρούν τώρα ότι η ιδέα ότι το γνωστό μας σύμπαν ίσως είναι απλά ένα από πολλά άγνωστα (και μη δυνάμενα να γίνουν γνωστά;) σύμπαντα. Αποκαλούν την πληθώρα αυτή των πιθανών συμπάντων πολυσύμπαν (multiverse). Τώρα, επιστήμονες από το Ηνωμένο Βασίλειο και την Αυστραλία έκαναν ένα ενδιαφέρον βήμα προς την κατεύθυνση εξερεύνησης του πολυσύμπαντος. Η εργασία τους, η οποία βασίζεται σε προσομοιώσεις υπολογιστών, υποστηρίζει ότι η ζωή θα μπορούσε δυνητικά να είναι κοινή μέσα στο πολυσύμπαν, αν το πολυσύμπαν υπάρχει. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν 14 Μαΐου 2018, σε δυο σχετικές μελέτες στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας (Royal Astronomical Society).

Η έρευνα αυτή και στην πραγματικότητα η ιδέα ενός πολυσύμπαντος, πηγάζει από τους υπολογισμούς των αστροφυσικών σχετικά με την σκοτεινή ενέργεια. Αυτή τη μυστηριώδη δύναμη που εμφανίζεται να επιταχύνει την επέκταση του δικού μας σύμπαντος. Στη δεκαετία του 1980, οι αστρονόμοι στράφηκαν στη θεωρία του πολυσύμπαντος για να εξηγήσουν το «ευτυχώς μικρό» ποσό της σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν μας. Σύμφωνα με τις θεωρίες των κοσμολόγων, το μικρό αυτό ποσό σκοτεινής ενέργειας εμφανίζεται να επιτρέπει το σύμπαν μας να φιλοξενήσει ζωή, ενώ τα περισσότερα σύμπαντα του πολυσύμπαντος δεν θα μπορούσαν. Με άλλα λόγια, οι τρέχουσες θεωρίες της προέλευσης του σύμπαντος προβλέπουν πολύ περισσότερη σκοτεινή ενέργεια στο σύμπαν μας από αυτή που παρατηρήθηκε. Όμως – σύμφωνα με τις περισσότερες θεωρίες – μεγαλύτερα ποσά σκοτεινής ενέργειας θα προκαλούσαν τόσο ταχεία εξάπλωση που θα αραίωνε την ύλη πριν μπορούσε να σχηματιστεί οποιοδήποτε άστρο, πλανήτες ή ζωή.

Πώς εξηγείται αυτό; Η εξήγηση θα μπορούσε πράγματι να είναι ότι, όπως ο Luke Barnes – επικεφαλής συγγραφέας μιας από τις μελέτες – εξήγησε σε μια δήλωση, θα μπορούσε να υπάρχει πράγματι ένα πολυσύμπαν στο οποίο η ζωή είναι εξαιρετικά περιορισμένη και εμείς σε αυτό το σύμπαν απλά τυχαίνει να έχουμε «έναν τυχερό λαχνό». Με άλλα λόγια, μπορεί απλά να συμβαίνει να ζούμε σε ένα σύμπαν του οποίου η σκοτεινή ενέργεια είναι αρκετά μικρή για να επιτρέψει να σχηματιστούν ο υπέροχοι γαλαξίες και τα άστρα που βλέπουμε, επιτρέποντας τη ζωή όπως τη ξέρουμε. Ή συμβαίνει κάτι άλλο;

Αυτό το κάτι άλλο είναι που εξερευνούν οι ερευνητές. Οι συγκεκριμένοι ερευνητές χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις του Κόσμου – που παράγονται από το πρόγραμμα EAGLE (Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments) – για να μάθουν ότι, σε αντίθεση με τα αποτελέσματα προηγούμενων μελετών, η πρόσθεση σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν – ακόμη και μέχρι λίγες εκατοντάδες φορές του ποσού που παρατηρείται στο σύμπαν μας – θα έπρεπε όλως περιέργως να έχει περιορισμένη μόνο επίδραση πάνω στο σχηματισμό άστρων και πλανητών. Δεν θα έπρεπε, με άλλα λόγια, να εμποδίζει άστρα και πλανήτες να σχηματιστούν.

Εάν είναι αλήθεια, λένε οι ερευνητές, ανοίγει η πιθανότητα ότι η ζωή μπορεί να είναι δυνατή σε μια ευρύτερη περιοχή άλλων συμπάντων (αν υπάρχουν). «Για πολλούς φυσικούς, τα ανεξήγητο αλλά φαινομενικά ειδικό ποσό σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν μας είναι ένα ενοχλητικό αίνιγμα», είπε ο Jaime Salcido, μεταδιδακτορικός σπουδαστής στο Ινστιτούτο για την Υπολογιστική Κοσμολογία του Πανεπιστημίου του Durham, επικεφαλής συγγραφέας σε πρόσφατα δημοσιευμένες μελέτες. «Οι προσομοιώσεις μας δείχνουν ότι ακόμη και αν υπήρχε πολύ περισσότερη σκοτεινή ενέργεια ή ακόμη πολύ λίγη στο σύμπαν τότε θα είχε ελάχιστη επίδραση στο σχηματισμό άστρων και πλανητών, αυξάνοντας την προοπτική ότι η ζωή θα μπορούσε να υπάρχει παντού στο πολυσύμπαν».

«Ο σχηματισμός άστρων στο σύμπαν είναι μια μάχη μεταξύ της βαρυτικής έλξης και της άπωσης της σκοτεινής ενέργειας», είπε ο Καθηγητής Richard Bower, του Ινστιτούτου. «Έχουμε βρει στις προσομοιώσεις μας ότι σύμπαντα με πολύ περισσότερη σκοτεινή ενέργεια από αυτή του δικού μας σύμπαντος σχηματίζουν άστρα. Λοιπόν, γιατί ένα τέτοιο πενιχρό ποσό σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν μας; Θεωρώ ότι θα έπρεπε να ψάξουμε για ένα νέο νόμο της φυσικής για να εξηγήσουμε αυτή την παράξενη ιδιότητα του δικού μας σύμπαντος και η θεωρία του πολυσύμπαντος λίγα κάνει για να διασώσει από την ταλαιπωρία των φυσικών».

Πηγή: Durham University και EarthSky

Περισσότερα στις δημοσιεύσεις:

(1) The impact of dark energy on galaxy formation. What does the future of our Universe hold? Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

(2) Galaxy formation efficiency and the multiverse explanation of the cosmological constant with EAGLE simulations. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.