Μερικές φορές, για να λύσεις τα μεγαλύτερα μυστήρια του Σύμπαντος, χρειάζεται να κοιτάξεις πολύ πίσω στο παρελθόν της επιστημονικής έρευνας. Μια ομάδα Ιαπώνων φυσικών αποφάσισε να το κάνει κυριολεκτικά, ανασύροντας από τα βάθη του 19ου αιώνα μια ξεχασμένη ιδέα: ότι τα άτομα δεν είναι απλώς σωματίδια, αλλά «κόμποι» ενέργειας. Και σύμφωνα με αυτούς, αυτή η ιδέα μπορεί να κρύβει το κλειδί για ένα από τα πιο επίμονα προβλήματα της φυσικής γιατί υπάρχει κάτι αντί για το απόλυτο τίποτα.
Η νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters, δεν προτείνει την επιστροφή στην έννοια του «αιθέρα», εκείνου του φανταστικού πέμπτου στοιχείου που κάποτε θεωρούνταν ότι γεμίζει το Σύμπαν. Αντίθετα, οι ερευνητές επανεξετάζουν τη θεωρία του William Thomson — γνωστού ως Lord Kelvin — ο οποίος το 1867 φαντάστηκε τα άτομα ως μαθηματικούς κόμπους μέσα στο τρισδιάστατο Διάστημα. Τώρα, οι φυσικοί από την Ιαπωνία μεταφέρουν αυτή την ιδέα στο πεδίο της σύγχρονης κοσμολογίας, υποστηρίζοντας ότι το Σύμπαν ξεκίνησε με τεράστιους «κοσμικούς κόμπους» ενέργειας που σταδιακά λύθηκαν, γεννώντας την ύλη όπως τη γνωρίζουμε.
Η βασική απορία που προσπαθούν να λύσουν οι επιστήμονες είναι γνωστή εδώ και δεκαετίες: γιατί το Σύμπαν αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από ύλη και όχι από αντιύλη; Θεωρητικά, το Big Bang θα έπρεπε να είχε δημιουργήσει ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης, οι οποίες στη συνέχεια θα αλληλοεξουδετερώνονταν, αφήνοντας πίσω μόνο καθαρή ενέργεια. Όμως κάτι πήγε «στραβά»: μια μικροσκοπική ανισορροπία υπέρ της ύλης οδήγησε τελικά σε όλα όσα υπάρχουν γύρω μας, από τα αστέρια μέχρι εμάς τους ίδιους.
Οι φυσικοί έχουν προτείνει διάφορες εξηγήσεις γι’ αυτή την «ασυμμετρία ύλης-αντιύλης», με πιο δημοφιλή εκείνη της παραβίασης CP συμμετρίας (CP violation). Ωστόσο, καμία θεωρία μέχρι τώρα δεν έχει καταφέρει να εξηγήσει πλήρως το φαινόμενο.
Η νέα ιαπωνική προσέγγιση επιστρέφει στον Lord Kelvin. Σύμφωνα με τη θεωρία, μετά το Big Bang, το Σύμπαν πέρασε από αλλεπάλληλες φάσεις μετάβασης, δημιουργώντας «ρωγμές» στον ιστό του χωροχρόνου. Αυτές οι ατέλειες άφησαν πίσω τους λεπτές, νηματοειδείς δομές, σαν τα νήματα μιας κουβέρτας που τραβήχτηκε πολύ απότομα. Με την ταχεία διαστολή και συστολή του χωροχρόνου, τα νήματα αυτά μπλέχτηκαν μεταξύ τους, σχηματίζοντας τεράστιους «ενεργειακούς κόμπους».
Οι ερευνητές προτείνουν ότι αυτοί οι κόμποι σταδιακά αποσυνδέθηκαν μέσω της λεγόμενης «κβαντικής σήραγγας», του ίδιου μηχανισμού που επιτρέπει στα σωματίδια να περνούν μέσα από εμπόδια σαν φαντάσματα. Όταν αυτοί οι κοσμικοί κόμποι άρχισαν να «ξετυλίγονται», απελευθέρωσαν σωματίδια ύλης και αντιύλης. Αν όμως υπήρχε μια μικρή προκατάληψη προς τη μεριά της ύλης, αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί τελικά επικράτησε.
Σύμφωνα με τον Yu Hamada, φυσικό σωματιδίων στο Keio University και συν-συγγραφέα της μελέτης, η κατάρρευση αυτών των κόμπων παρήγαγε πληθώρα σωματιδίων, μεταξύ αυτών και βαριά νετρίνα. Αυτά τα σχεδόν άμαζα, ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια παίζουν κεντρικό ρόλο στη θεωρία. Όταν διασπώνται, μπορούν φυσικά να δημιουργήσουν μια ανισορροπία ανάμεσα στην ύλη και την αντιύλη.
Αυτά τα βαριά νετρίνα αποσυντίθενται σε ελαφρύτερα σωματίδια, όπως ηλεκτρόνια και φωτόνια, προκαλώντας ένα είδος κοσμικού “ντόμινο” που ξαναθερμαίνει το Σύμπαν. Με αυτή τη λογική, τα νετρίνα είναι οι “γονείς” όλης της ύλης στο Σύμπαν, ενώ οι κόμποι είναι οι “παππούδες” μας.
Αν και η ιδέα μοιάζει αφηρημένη, η ομάδα έχει μαθηματικές ενδείξεις ότι το μοντέλο τους «στέκει». Επιπλέον, προβλέπει ένα παρατηρήσιμο αποτύπωμα: την ύπαρξη υπολειπόμενων «κοσμικών χορδών», λεπτών ενεργειακών νημάτων που θα μπορούσαν να ανιχνευτούν από τα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων, όπως το LIGO ή το μελλοντικό LISA.
Αν ανιχνευτούν τέτοια σήματα, θα μπορούσαν να επιβεβαιώσουν όχι μόνο τη θεωρία των κόμπων, αλλά και να δώσουν νέα ώθηση στη θεωρία των χορδών, η οποία εδώ και δεκαετίες αναζητά πειραματικές αποδείξεις.
[source]
