Ο Αϊνστάιν είπε τη μισή αλήθεια;

Αν αποδειχθούν σωστές οι θεωρίες που διατύπωσαν τρεις "επαναστάτες" φυσικοί, τότε ο ακρογωνιαίος λίθος της σύγχρονης Φυσικής θα βρεθεί στο κενό.

Albert Einstein (1879 - 1955)

Η αμφισβήτηση κάθε θεωρίας αρχίζει από τη στιγμή που αυτή διατυπώνεται. Η Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία έθεσε την ταχύτητα του φωτός ως την ανώτερη δυνατή ταχύτητα στο Σύμπαν και θεμελίωσε την ισοδυναμία μάζας - ενέργειας με την περίφημη σχέση E = mc2, δεν αποτέλεσε εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα. Πολλοί φυσικοί έχουν προτείνει εναλλακτικές θεωρίες για την αντικατάστασή της, αλλά ως σήμερα εξακολουθεί να θεωρείται ο ακρογωνιαίος λίθος της σύγχρονης Φυσικής, παρ' όλο που έχουν εμφανιστεί ορισμένα πειραματικά αποτελέσματα τα οποία δε συμφωνούν με τις προβλέψεις της. Είναι όμως πιθανό αυτή η κατάσταση να αλλάξει σύντομα, αν οι θεωρίες που διατύπωσαν τα τελευταία χρόνια τρεις "επαναστάτες" φυσικοί, ο Ιταλός Τζιοβάνι Αμελίνο-Καμέλια, ο Πορτογάλος Ζοάν Μαγκουέγιο και ο Αμερικανός Λι Σμόλιν, αποδειχθούν σωστές. Οι τρεις φυσικοί ξεκίνησαν την έρευνά τους από διαφορετικές κατευθύνσεις, αλλά τελικά φαίνεται ότι τα αποτελέσματά τους συμφωνούν εντυπωσιακά, αφού λύνουν με ενιαίο τρόπο προβλήματα που ταλανίζουν για χρόνια τη Φυσική και την Κοσμολογία. Έτσι φαίνεται ότι τελικά οι τρεις επί μέρους θεωρίες "συγχωνεύτηκαν" σε μια μεγάλη ενοποιημένη θεωρία, η οποία ονομάστηκε Θεωρία της Διπλής Σχετικότητας.

... Το βασικό αποτέλεσμα της Θεωρίας της Διπλής Σχετικότητας είναι ότι η ταχύτητα του φωτός δεν είναι πια σταθερή αλλά εξαρτάται από την ενέργεια που έχουν τα φωτόνια. Για παράδειγμα το μπλε φως, που αντιστοιχεί σε φωτόνια μεγαλύτερης ενέργειας, θα πρέπει να τρέχει με μεγαλύτερη ταχύτητα από το κόκκινο, που αντιστοιχεί σε φωτόνια μικρότερης ενέργειας. Από τη νέα θεωρία προκύπτει ότι η διαφορά είναι τόσο μικρή που δεν είναι δυνατό να μετρηθεί με τα σημερινά πειραματικά όργανα. Γρήγορα όμως έγινε αντιληπτό ότι η διαφορά θα ήταν σημαντική τις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν η θερμοκρασία του Σύμπαντος ήταν πολύ μεγάλη και τα φωτόνια είχαν ενέργεια τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια του ορατού φωτός. Την ιδέα αυτή χρησιμοποίησε ο πορτογάλος θεωρητικός φυσικός Ζοάν Μαγκουέγιο για να ερμηνεύσει ένα άλλο "αγκάθι" της σύγχρονης Αστροφυσικής, που έχει και αυτό σχέση με τη Μεγάλη Έκρηξη.

Οι αστρονομικές παρατηρήσεις δείχνουν ότι είτε κοιτάξουμε δεξιά είτε αριστερά το Σύμπαν σε μεγάλες αποστάσεις είναι ομοιογενές. Ωστόσο δύο γαλαξίες που απέχουν από εμάς, ο καθένας, περισσότερο από οκτώ δισεκατομμύρια χρόνια δεν είχαν την ευκαιρία να "αντιληφθούν" ο ένας την παρουσία του άλλου. Ο λόγος είναι ότι απέχουν μεταξύ τους περισσότερο από δεκαέξι δισεκατομμύρια έτη φωτός και άρα από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης, η οποία συνέβη πριν από δεκατέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, το φως δεν είχε αρκετό καιρό για να ταξιδέψει από τον ένα στο άλλον. Πως λοιπόν "γνωρίζει" ο καθένας ποιες ιδιότητες έχει ο άλλος γαλαξίας, για να αποκτήσει και αυτός παρόμοιες; Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα οι κοσμολόγοι αναγκάστηκαν να υποθέσουν ότι για ένα πολύ μικρό χρονικό διάστημα, λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το Σύμπαν διαστελλόταν με ταχύτητα ασύλληπτα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο η θεωρία αυτή, που ονομάζεται Θεωρία του Πληθωριστικού Σύμπαντος, εισάγει άλλες δυσκολίες, οι οποίες είναι δύσκολο να υπερπηδηθούν. Αν όμως υποθέσουμε ότι η ταχύτητα του φωτός είναι μεγαλύτερη για φωτόνια μεγαλύτερης ενέργειας, τότε το πρόβλημα αυτό λύνεται, χωρίς να χρειαστεί καμία επιπλέον υπόθεση. Απλούστατα, επειδή το φως στα αρχικά στάδια του Σύμπαντος ταξίδευε με μεγαλύτερη ταχύτητα, πρόλαβε να μεταφέρει πληροφορίες μεταξύ δύο γαλαξιών που, με τη σημερινή τιμή της ταχύτητας του φωτός, φαίνονται απομονωμένοι...

... Πέρα από αυτό όμως μπορεί να ερμηνεύσει και την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος. Επειδή ο κάθε γαλαξίας έλκεται από όλους τους υπόλοιπους με δυνάμεις βαρύτητας, θα έπρεπε η ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος να επιβραδύνεται. Οι παρατηρήσεις όμως δείχνουν ότι, αντίθετα, επιταχύνεται. Για να ερμηνεύσουν αυτό το παράδοξο αποτέλεσμα οι κοσμολόγοι υπέθεσαν ότι το Σύμπαν κυριαρχείται από μια αόρατη σκοτεινή ενέργεια, αποτέλεσμα της οποίας είναι να απωθούνται μεταξύ τους οι απομακρυσμένοι γαλαξίες. Προκύπτει όμως ότι η σκοτεινή ενέργεια θα πρέπει να αποτελεί το 65% του περιεχομένου του Σύμπαντος, γεγονός που φέρνει τους φυσικούς σε δύσκολη θέση. Πως είναι δυνατό να προσπαθούμε να κατανοήσουμε τη φύση, όταν δεν είμαστε σε θέση να παρατηρήσουμε το κυρίαρχο συστατικό του Σύμπαντος; Η νέα θεωρία κάνει την υπόθεση της σκοτεινής ενέργειας περιττή, επειδή ένα από τα αποτελέσματά της είναι ότι προκαλεί επιτάχυνση της διαστολής του Σύμπαντος, ακριβώς σαν να υπήρχε μια απωστική δύναμη.

Εφημερίδα "ΤΟ ΒΗΜΑ"
Απόσπασμα από το άρθρο: "Ο Αϊνστάιν είπε τη μισή αλήθεια;"
του Χάρη Βάρβογλη, αναπληρωτή καθηγητή
του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης
23 Φεβρουαρίου 2003
Albert Einstein: www.sarkanniemi.fi/.../tahtiakatemia/ avartutk/tiedemie.htm