To Big Bang γίνεται 75 ετών – Πώς ξεκίνησε η ιδέα της «μεγάλης έκρηξης» και ποιος ο πολέμιός της

Από που ήρθαμε; Από που προήλθαν όλα αυτά γύρω μας; Αυτά είναι ίσως κάποια από τα πιο ουσιώδη και σημαντικά ερωτήματα που έχει θέσει ποτέ η ανθρωπότητα. Για χιλιάδες χρόνια η απάντησή τους ήταν αόριστη, ενείχε υποθέσεις και αφορούσε τους κύκλους των θεωρητικών, φιλοσόφων και ποιητών. Τα πράγματα ωστόσο άλλαξαν όταν εισήλθαμε στον 20ο αιώνα, τότε που η πρόοδος στη θεωρία, την παρατήρηση, τις μετρήσεις και την τεχνολογία, μάς οδήγησε για πρώτη φορά σε μια οριστική απάντηση, γνωστή ως η “Μεγάλη Έκρηξη”.  Αν και η ιδέα αναπτύχθηκε το 1920, επεκτάθηκε ουσιαστικά περαιτέρω κατά τη δεκαετία του 1940, ενώ το όνομα της επινοήθηκε από τον Βρετανό επιστήμονα και σθεναρό αντιφρονούντα της, Fred Hoyle, ο οποίος αρνιόταν να πιστέψει στην ιδέα ότι το σύμπαν έχει μια προέλευση σε μια μόνο χρονική στιγμή.

75 χρόνια Big Bang

Οι σπόροι της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης σπάρθηκαν στις αρχές του 20ού αιώνα, όταν οι αστρονόμοι άρχισαν να παρατηρούν μακρινούς γαλαξίες να απομακρύνονται από εμάς. Ο Βέλγος αστρονόμος Georges Lemaître ήταν από τους πρώτους που πρότεινε την ιδέα ενός διαστελλόμενου σύμπαντος το 1927, υποστηρίζοντας ότι αν γυρίζαμε το χρόνο πίσω, τα πάντα θα συνέκλιναν σε ένα μοναδικό σημείο προέλευσης. Στη συνέχεια, ξεκινώντας το 1923, ο Έντουιν Χαμπλ άρχισε να μετρά μεμονωμένα αστέρια μέσα σε αυτά τα αντικείμενα, αποδεικνύοντας ότι δεν ήταν απλώς γαλαξίες (ή “νησιωτικά σύμπαντα”, όπως ονομάζονταν τότε) από μόνα τους, αλλά ότι βρίσκονταν σε μεγάλες αποστάσεις: συνήθως εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Αυτό σηματοδότησε τη γέννηση μιας μεγάλης αποκάλυψης: το Σύμπαν μας, αντίθετα με όλες τις προσδοκίες, δεν ήταν στατικό, αλλά μάλλον διαστελλόταν. Αν και αυτό αποτέλεσε έκπληξη για πολλούς, συμπεριλαμβανομένου του Αϊνστάιν, ήταν σύμφωνο με αυτό που προέβλεπε η θεωρία της γενικής σχετικότητας.

Ο πρώτος που συνέθεσε αυτά τα κομμάτια δεν ήταν απλώς ένας επιστήμονας, αλλά και ένας καθολικός ιερέας: Ο Georges Lemaître. Το 1927, ο ίδιος συνέδεσε το θεωρητικό έργο του Alexander Friedmann με το παρατηρησιακό έργο των Slipher και Hubble και κατέληξε σε μια σειρά θεαματικών συμπερασμάτων. Παρατήρησε επίσης ότι οι γαλαξίες απομακρύνονταν από εμάς, επειδή το Σύμπαν διαστέλλεται και επομένως γίνεται λιγότερο πυκνό με την πάροδο του χρόνου. Αυτό σημαίνει ότι στο παρελθόν το Σύμπαν ήταν μικρότερο και πυκνότερο, ενώ αν μπορέσουμε να προεκτείνουμε όλη τη διαδρομή προς τα πίσω σε μια απείρως μικρή και απείρως πυκνή κατάσταση, θα φτάναμε στην πραγματική του προέλευση: αυτό που ο Lemaître υπέθεσε ως “το αρχέγονο άτομο”.

Ωστόσο, μόλις το 1949 ο βρετανός αστρονόμος Fred Hoyle, σε μια ραδιοφωνική εκπομπή, αναφέρθηκε σκωπτικά στη θεωρία του Lemaître ως “Big Bang“, προσδίδοντας άθελά του στη θεωρία ένα όνομα που θα άντεχε στη δοκιμασία του χρόνου. “Ερχόμαστε τώρα στο ζήτημα της εφαρμογής των παρατηρησιακών δοκιμών σε προηγούμενες θεωρίες. Αυτές οι θεωρίες βασίζονταν στην υπόθεση ότι όλη η ύλη του σύμπαντος δημιουργήθηκε με μια Μεγάλη Έκρηξη σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή στο απώτερο παρελθόν. Αποδεικνύεται τώρα ότι, από τη μια ή την άλλη άποψη, όλες αυτές οι θεωρίες έρχονται σε σύγκρουση με τις απαιτήσεις των παρατηρήσεων, και μάλιστα σε βαθμό που δύσκολα μπορεί να αγνοηθεί. Πρέπει λοιπόν να βρεθεί ένας νέος δρόμος”, είχε πει ο Hoyle. Από τότε η ιδέα αυτή της δημιουργίας μας, συζητήθηκε πολλάκις, αμφισβητήθηκε άλλο τόσο, εξακριβώθηκε και εδραιώθηκε ως η κυρίαρχη, καταλήγοντας να βελτιωθεί μέσα στα χρόνια.

Αναπτύσσοντας μια θεωρία

Κατά τις επόμενες δεκαετίες, η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης απέκτησε δυναμική καθώς οι επιστήμονες, κυρίως ο George Gamow και οι συνεργάτες του, επέκτειναν την ιδέα. Η ανακάλυψη της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου το 1964, από τους Arno Penzias και Robert Wilson, παρείχε κρίσιμα στοιχεία για μια αμυδρή λάμψη που είχε απομείνει από τα πρώιμα στάδια του σύμπαντος, ενισχύοντας έτσι την αξιοπιστία της  Μεγάλη Έκρηξης. Καθώς βέβαια η τεχνολογία εξελισσόταν, οι αστρονόμοι άρχισαν να εξετάζουν το σύμπαν σε μεγαλύτερες κλίμακες. Πρωτοβουλίες όπως ο δορυφόρος Planck επέτρεψαν στους επιστήμονες να βελτιώσουν τις κοσμολογικές παραμέτρους και να κατανοήσουν την κατανομή της ύλης και της ενέργειας στο πρώιμο σύμπαν με πρωτοφανή ακρίβεια. Στα τέλη του 20ού αιώνα, οι παρατηρήσεις μακρινών σουπερνόβα οδήγησαν σε μια εκπληκτική αποκάλυψη: η διαστολή του σύμπαντος επιταχυνόταν, αντίθετα με τις προσδοκίες που βασίζονταν στη βαρυτική έλξη της ορατής ύλης. Η αινιγματική δύναμη πίσω από αυτή την επιτάχυνση, που ονομάστηκε σκοτεινή ενέργεια, παραμένει μέχρι σήμερα ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος.

Εβδομήντα πέντε χρόνια μετά την ονομασία της, η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο στην κατανόηση της προέλευσης του σύμπαντος. Οι εξελίξεις στην τεχνολογία, την παρατήρηση και τη θεωρητική μοντελοποίηση έχουν εμπλουτίσει αυτή την κοσμολογική αφήγηση, αποκαλύπτοντας νέα μυστήρια που εξακολουθούν να γοητεύουν την επιστημονική κοινότητα. Καθώς κοιτάζουμε βαθύτερα στο κοσμικό μωσαϊκό, η ιστορία της Μεγάλης Έκρηξης ξεδιπλώνεται, προσφέροντας ματιές στην απεραντοσύνη και την πολυπλοκότητα του σύμπαντος που μας περιβάλλει και δίνοντας νόημα στη αρχή της ύπαρξής μας. Όπως είχε πει άλλωστε και ο Jim Parsons, ο τηλεοπτικός Sheldon Cooper της σειράς The Big Bang Theory, “Η Μεγάλη Έκρηξη, άλλαξε τη ζωή μου”.