Τα ανεπίλυτα προβλήματα στη αστροφυσική και την κοσμολογία

f118

Τα ανεπίλυτα προβλήματα στην αστροφυσική και την σύγχρονη κοσμολογία.

...Αυτές οι δύο επιστήμες είναι απλά υποβεβαρισμένες από τη μάζα των μη επιλυμένων προβλημάτων. Ιστορικά, η μελέτη του σύμπαντος έχει γνωρίσει πολλές φάσεις. Δεν θα ξαναπεράσουμε εδώ την ιστορία της αστρονομίας. Η φασματοσκοπία έδωσε σημαντικά δεδομένα για τη σύσταση και τη θερμοκρασία των αντικειμένων και η μέτρηση του φαινομένου Doppler έδωσε πεδία ταχυτήτων και έδωσε τη δυνατότητα να προσδιοριστούν οι μάζες των αστέρων, σε αποστάσεις πολύ μεγαλύτερες από το διάμετρο του ηλιακού μας συστήματος. Η ανακάλυψη των αποστασιομέτρων (περιοδικοί αστέρες Cepheid) έδωσε τη δυνατότητα να επεκταθούν αυτές οι μετρήσεις απόστασης μέχρι κοσμικές κλίμακες (50 εκατομμύρια έτη φωτός).

...Η εφαρμογή των εργαλείων της διαφορικής γεωμετρίας στην κοσμολογία (εξίσωση πεδίου) έδωσε ένα άλλο πρόσωπο σε ορισμένα φαινόμενα (επέκταση του σύμπαντος, τοπικά σχετικιστικά φαινόμενα).

...Η ανακάλυψη της φυσικής των πυρήνων έδωσε τη δυνατότητα να κατασκευαστούν μοντέλα αστέρων. Ωστόσο, όπως είδαμε παραπάνω, ξαφνικά η εξουσία που το άνθρωπος θεωρούσε ότι είχε για τη λειτουργία των αστέρων έπεσε απότομα στο τραπέζι.

...Η ίδια πυρηνική φυσική έδωσε τη δυνατότητα να ανατραπεί πιο πίσω στο παρελθόν και να εξηγηθεί για παράδειγμα η πληθώρα του ηλίου.

Αλλά:

• Δεν υπάρχει κανένα θεωρητικό μοντέλο γαλαξία. Σε αυτό το πεδίο δεν έχουμε ξεπεράσει το στάδιο του εμπειρισμού.

• Δεν γνωρίζουμε πώς αυτά τα αντικείμενα σχηματίζονται, γιατί έχουν αυτή τη μάζα και όχι μια άλλη, ούτε πώς εξελίσσονται. Η μορφή της καμπύλης περιστροφής των γαλαξιών, που παρουσιάζει μεγάλη περιφερειακή ταχύτητα, παραμένει ένα μυστήριο.

• Οι θεωρίες της σπειροειδούς δομής, βασισμένες μόνο σε αριθμητικές προσομοιώσεις, παραμένουν πολύ αμφιλεγόμενες.

• Υπάρχει σημαντική αντίφαση μεταξύ των μετρήσεων της μάζας και των πεδίων ταχυτήτων (φαινόμενο της "χαμένης μάζας").

• Το ίδιο αντίφαση σχετικά με τα σμήνη των γαλαξιών.

• Υπάρχουν πολλοί πολύ ανομοιόμορφοι γαλαξίες, για τους οποίους ο αγγλικός αστρονόμος Sir James Jeans είχε πει "Όταν βλέπεις τέτοιες μορφές, δεν μπορείς να αντισταθείς στην ιδέα ότι αυτό οφείλεται σε ισχυρές δυνάμεις που ενεργούν στο σύμπαν, των οποίων δεν γνωρίζουμε τη φύση".

• Στο επίπεδο της κοσμολογίας υπάρχει κάποια αντίφαση μεταξύ της ηλικίας του σύμπαντος, που εκτιμάται από τα παλαιότερα αστέρια της γαλαξίας μας και από μετρήσεις στην επέκταση (νόμος του Hubble, σταθερά του Hubble).

• Δεν γνωρίζουμε πώς να εξηγήσουμε την κατανομή του σύμπαντος σε μεγάλες κλίμακες, με τους γαλαξίες να κατανέμονται γύρω από τεράστια κενά.

• Έχουν ανιχνευτεί πολλά ζεύγη γαλαξιών που παραβιάζουν τον νόμο του Hubble (το πιο κοντινό έχει μετατόπιση στο κόκκινο μεγαλύτερη από αυτή του δεύτερου, που βρίσκεται στο πίσω μέρος).

• Έχουν ανακαλυφθεί πηγές με πολύ μεγάλη μετατόπιση στο κόκκινο, των οποίων το μέγεθος δεν υπερβαίνει αυτό του ηλιακού μας συστήματος και εκπέμπουν τόση ενέργεια όσο ένας ολόκληρος γαλαξίας (quasars). Απροσδιόριστη πηγή ενέργειας. Κάποιοι αστρονόμοι θεωρούν ότι αυτές οι πηγές είναι τα κέντρα "ενεργών γαλαξιών" (γαλαξίες του Seyfert). Ωστόσο, όταν τους ζητάς τον ορισμό ενός "ενεργού γαλαξία", του οποίου το κέντρο φαίνεται να βρίσκεται σε κατάσταση έκρηξης, απαντούν "ότι φιλοξενεί ένα quasar στο κέντρο του".

• Με μέσο ρυθμό ένα ανά ημέρα, οι αστρονόμοι καταγράφουν φλας γάμα. Μηχανισμός, απόσταση και φύση του εκπομπέα: άγνωστα.

• Τα φαινόμενα του οπτικού φαινομένου, που σχετίζονται με τους γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών, δεν ταιριάζουν με τις μάζες των αντίστοιχων αντικειμένων.

• Η θεωρία πρόβλεψε την ύπαρξη υπολειμμάτων μαζικών αστέρων, τα αστέρια νευτρονίων. Συνήθως όταν ένα αντικείμενο προβλέπεται από έναν θεωρητικό (όπως οι υπερνοβες από τον Αμερικανό Fritz Zwicky το 1931), ανακαλύπτονται γρήγορα πολλά, στη συνέχεια εκατοντάδες: τα αστέρια νευτρονίων (που, σε ταχεία περιστροφή, δίνουν αυτό που ονομάζουμε pulsars). Αυτά συχνά συνδέονται με ένα άλλο αστέρι που, με τη μάζα που τους προσφέρει, πρέπει αναγκαστικά, από καιρό σε καιρό, να τους κάνει να ξεπεράσουν τη "κρίσιμη μάζα" των 2,5 ηλιακών μαζών. Σε αυτές τις συνθήκες, τα νευτρόνια που τα αποτελούν, συμπιεσμένα το ένα δίπλα στο άλλο, δεν μπορούν πλέον να αντισταθμίσουν τη δύναμη της βαρύτητας και το αντικείμενο συμπιέζεται στον εαυτό του. Δεν γνωρίζουμε πώς να περιγράψουμε αυτή τη συμπίεση. Το μοντέλο του μαύρου οπής, που καλείται σε βοήθεια ως λύση της εξίσωσης πεδίου, παρουσιάζει ένα πρόβλημα. Είναι λύση της:

**S **= 0

δηλαδή μιας εξίσωσης όπου T = 0, που περιγράφει μια περιοχή του χώρου όπου η πυκνότητα ενέργειας-υλικότητας είναι μηδενική. Επιπλέον, αυτό που υπονομεύει αυτό το μοντέλο είναι η σπανιότητα των υποψηφίων μαύρων οπών, από τριάντα χρόνια, παρόλο που χρησιμοποιούμε αυτά τα αντικείμενα, τα τοποθετώντας σε όλες τις περιπτώσεις, για να "εξηγήσουμε" οτιδήποτε και οτιδήποτε άλλο.

• Επιστρέφοντας στην κοσμολογία, στο πρότυπο μοντέλο, το οποίο ονομάζεται "Big Bang", αυτό δεν μπορεί να εξηγήσει την εκπληκτική ομοιομορφία αυτής της ίχνους του πρώιμου σύμπαντος που αποτελεί το θερμικό φόντο ακτινοβολίας στους 2,7°K. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, στην πρώιμη ηλικία του σύμπαντος, δύο κοντινά σωματίδια απομακρύνονται το ένα από το άλλο με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο, δεν μπορούν να αλληλεπιδράσουν. Το πρώιμο σύμπαν ήταν άνευ σύγκρουσης. Τότε, γιατί ήταν τόσο ομοιογενές;

• Δεν είναι δυνατό να οριστεί το χρόνο από ένα συγκεκριμένο στάδιο, αναποδογυρίζοντας στο παρελθόν. Επίσης, η περιγραφή του σύμπαντος στην υπερπυκνή και υπερθερμική του κατάσταση περιορίζεται από την τρέχουσα κρίση στη φυσική των υψηλών ενεργειών.

• Το πρότυπο μοντέλο, βασισμένο σε μια λύση της εξίσωσης του Einstein, δεν μπορεί να λάβει υπόψη τα ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα. Γενικότερα, ο σύνδεσμος μεταξύ της φυσικής των σωματιδίων και της μεγάλης κλίμακας συμπεριφοράς του σύμπαντος δεν έχει γίνει. Αν και υπάρχει μια επιστημονική περιοδική έκδοση με τίτλο "Classical and quantum gravity", η μέθοδος της κβαντοποίησης δεν έχει μπορέσει να επεκταθεί στη βαρύτητα. Δεν γνωρίζουμε πώς να ορίσουμε έναν πιθανό γραβιτόνιο.

Πενήντα χρόνια ανεπιστημονικότητας.

...Η επιστημονική κρίση είναι συνολική και δεν περιορίζεται μόνο στην αστροφυσική και την κοσμολογία. Τα προβλεπτικά επιτεύγματα της κβαντικής μηχανικής είναι ψευδή. Πολλά τμήματα της θεωρίας παραμένουν στο πεδίο του ημι-εμπειρικού. Για παράδειγμα, δεν υπάρχει κανένας τρόπος να συνδεθούν οι μάζες και οι ηλεκτρικές φορτία των σωματιδίων. Δεν γνωρίζουμε πώς να προβλέψουμε τις μάζες των σωματιδίων. Το μοντέλο των quarks μοιάζει κακώς με το μοντέλο των επικύκλων του Πτολεμαίου. Η κβαντική μηχανική είναι ανίκανη να εξηγήσει το έλλειμμα των ηλιακών νετρίνων.

...Παρόλο που η πλειοψηφία των θεωρητικών φυσικών επικεντρώνεται τώρα στον κόσμο των υπερσυμμετρικών χορδών (λόγω της έλλειψης μιας διαφορετικής ιδέας), αυτή η "νέα επιστήμη" έχει αποδειχθεί ανίκανη, τα τελευταία τριάντα χρόνια, να εξηγήσει καμία παρατήρηση ή να προτείνει καμία πείραμα. Σύμφωνα με τον μαθηματικό Jean-Marie Souria