Διάστημα
Για δεκαετίες, οι φυσικοί πίστευαν ότι οι τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις — βαρύτητα, ηλεκτρομαγνητισμός, ισχυρή και ασθενής πυρηνική δύναμη — αρκούσαν για να περιγράψουν το Σύμπαν.
Ωστόσο, μια νέα επιστημονική εργασία που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review D υποστηρίζει ότι μπορεί να υπάρχει και μια πέμπτη δύναμη, η οποία κρύβεται επιδέξια ανάλογα με το περιβάλλον της.
Η μελέτη, με επικεφαλής τον Σλάβα Τουρίσεφ από το Εργαστήριο Αεριώθησης της NASA (JPL), ρίχνει φως σε μια μακροχρόνια και ενοχλητική αντίφαση της σύγχρονης κοσμολογίας, γνωστή ως «Μεγάλη Αποσύνδεση» (Great Disconnect).
Η μεγάλη αντίφαση
Στις κοσμικές κλίμακες, το Σύμπαν δεν συμπεριφέρεται όπως προβλέπει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Οι γαλαξίες περιστρέφονται πολύ γρήγορα, η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται και τεράστιες κοσμικές δομές σχηματίζονται με τρόπους που απαιτούν την ύπαρξη σκοτεινής ύλης και σκοτεινής ενέργειας.
Αντίθετα, μέσα στο ηλιακό μας σύστημα επικρατεί απόλυτη τάξη. Οι τροχιές των πλανητών, τα σήματα από διαστημόπλοια και οι μετρήσεις κοντά στον Ήλιο επιβεβαιώνουν με ακρίβεια χιλιοστών του δευτερολέπτου τις προβλέψεις της κλασικής φυσικής.
Καμία ανιχνεύσιμη απόκλιση.Πώς είναι δυνατόν οι ίδιοι φυσικοί νόμοι να συμπεριφέρονται τόσο διαφορετικά σε διαφορετικές κλίμακες;
Ο «μηχανισμός απόκρυψης» της πέμπτης δύναμης
Σύμφωνα με τη νέα μελέτη, η πέμπτη δύναμη δεν εξαφανίζεται — απλώς κρύβεται. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω ειδικών μηχανισμών «απόκρυψης» (screening mechanisms), οι οποίοι κάνουν τη δύναμη να προσαρμόζεται στο περιβάλλον της.
1. Ο μηχανισμός Chameleon (Χαμαιλέοντας)
Η ισχύς της πέμπτης δύναμης εξαρτάται από την πυκνότητα της ύλης. Σε άδειες περιοχές του διαστήματος, όπου η ύλη είναι αραιή, η δύναμη γίνεται ισχυρή και μπορεί να επηρεάζει την κοσμική διαστολή. Σε πυκνά περιβάλλοντα, όπως αυτό του ηλιακού συστήματος, εξασθενεί δραματικά και γίνεται σχεδόν αόρατη.
2. Ο μηχανισμός Vainshtein
Σε αυτό το μοντέλο, τα ισχυρά βαρυτικά πεδία (π.χ. του Ήλιου) καταστέλλουν την επίδραση της πέμπτης δύναμης.
Υπάρχει μια «ακτίνα Vainshtein» γύρω από μεγάλα σώματα — για τον Ήλιο υπολογίζεται ότι μπορεί να φτάνει ακόμα και τα 400 έτη φωτός.
Μέσα σε αυτή τη ζώνη, η πέμπτη δύναμη είναι πρακτικά αδύνατο να ανιχνευθεί με τα σημερινά μέσα.Τι σημαίνει αυτό για την επιστήμη;
Αν επιβεβαιωθεί η ύπαρξη μιας τέτοιας δύναμης, θα πρόκειται για μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις στην ιστορία της φυσικής. Θα μπορούσε να εξηγήσει τη σκοτεινή ενέργεια, να επαναπροσδιορίσει τη φύση της βαρύτητας και να δώσει απάντηση στο γιατί το Σύμπαν συμπεριφέρεται διαφορετικά σε διαφορετικές κλίμακες.
Ωστόσο, η ανίχνευσή της απαιτεί νέα γενιά πειραμάτων και αποστολών. Οι υφιστάμενες μετρήσεις μέσα στο ηλιακό σύστημα, όσο ακριβείς κι αν είναι, δεν είναι σχεδιασμένες να εντοπίσουν αυτές τις εξαιρετικά λεπτές αποκλίσεις.
Προγράμματα όπως το Euclid της ESA και το DESI παρέχουν ήδη πολύτιμα δεδομένα, ενώ στο μέλλον θα χρειαστούν ειδικές αποστολές με υπερ-ευαίσθητα όργανα.ΣυμπέρασμαΗ ιδέα ότι οι νόμοι της φυσικής μπορεί να αλλάζουν συμπεριφορά ανάλογα με το περιβάλλον τους είναι συναρπαστική και ταυτόχρονα προκλητική.
Η νέα μελέτη του Τουρίσεφ δεν αποδεικνύει ακόμη την ύπαρξη πέμπτης δύναμης, αλλά δείχνει έναν ρεαλιστικό δρόμο για να ψάξουμε εκεί που μέχρι τώρα δεν κοιτάζαμε σωστά.Αν τελικά υπάρχει μια κρυφή δύναμη που «ντύνεται» σαν χαμαιλέοντας για να μην την δούμε, τότε το Σύμπαν είναι πολύ πιο περίπλοκο — και πολύ πιο ενδιαφέρον — από ό,τι πιστεύαμε μέχρι σήμερα.
