Ταξιδεύοντας στα βάθη του σύμπαντος για να γνωρίσουμε τη σκοτεινή ύλη και το μεγάλο μυστήριο που περιβάλλει την ύπαρξή της. Ένα μυστήριο που μπορεί να αποκαλύψει άγνωστες όψεις του Κόσμου μας.

Το σύμπαν που γνωρίζουμε αποτελεί έναν απέραντο ωκεανό ύλης και ενέργειας μέσα στον οποίο υπάρχουν και εξελίσσονται τα πάντα. Η πρώτη επαφή του ανθρώπου με αυτή την απεραντοσύνη που τον περιβάλλει πραγματοποιείται μέσω των πέντε αισθήσεων, αλλά σταδιακά αναδύεται μια περισσότερο διαισθητική αλληλεπίδραση καθώς, παρατηρώντας το άπειρο, αντιλαμβάνεται ολοένα και πιο εκλεπτυσμένες πτυχές της ύπαρξής του. Όπως ένας ζωγράφος ή ένας μουσικός εξασκείται στην αντίληψη όλο και πιο λεπτότερων αποχρώσεων και ήχων καθώς εμβαθύνει στην τέχνη του, αντίστοιχα ο παρατηρητής των άστρων και του νυχτερινού ουρανού κατακτά μια εσωτερική ευαισθησία που τον βοηθά να νιώθει τους αδιόρατους κραδασμούς του Κόσμου. Οι αρχαίες παραδόσεις βρίθουν από αναφορές σχετικά με αυτή τη στενή βιωματική σχέση του ανθρώπου με το σύμπαν, η οποία αποτέλεσε σε αρκετές περιπτώσεις πηγή φιλοσοφικής, θρησκευτικής και καλλιτεχνικής έμπνευσης κι επέδρασε στην εκδήλωση και την εξέλιξη ολόκληρων πολιτισμών.

Το ίδιο το σύμπαν παρόλο που αποκαλύπτεται με φαντασμαγορικό τρόπο στα μάτια μας, ταυτόχρονα διατηρεί καλά κρυμμένα τα μυστικά του. Το δέος που νιώθουμε ατενίζοντας το έναστρο στερέωμα οφείλεται όχι μόνο στο μεγαλείο των όσων βλέπουμε, αλλά και στις απέραντες κρυφές όψεις του που νιώθουμε να σκιρτούν στα άγνωστα βάθη του. Και καθώς ο άνθρωπος προχωρά όλο και περισσότερο στην επιστημονική εξερεύνηση του σύμπαντος, ανακαλύπτοντας στοιχεία που πολλές φορές ξεπερνούν τη φαντασία, συνειδητοποιεί παράλληλα πως γνωρίζει ελάχιστα. Όχι μόνο για τα ορατά πράγματα που εμπεριέχει, αλλά ακόμη περισσότερο για τις αόρατες στα μάτια μας ενέργειες που ρέουν παντού και γίνονται αντιληπτές μόνο από πολύ εξειδικευμένα όργανα παρατήρησης.

Όλα δείχνουν πως υπάρχει μια άγνωστη όψη του σύμπαντος την οποία μόλις αρχίζουμε να αντιλαμβανόμαστε. Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν πως, ο μόνος τρόπος για να έχει το σύμπαν τη δομή και τις λειτουργίες που παρατηρούμε είναι να εμπεριέχει πολύ περισσότερη ύλη κι ενέργεια από εκείνη που καταγράφεται με τα συμβατικά όργανα παρατήρησης. Επειδή αυτή η επιπλέον κοσμική ουσία κρύβεται και δεν είναι ορατή, άρα ούτε και άμεσα παρατηρήσιμη αφού συμπεραίνουμε την ύπαρξή της έμμεσα, ονομάστηκε σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια αντίστοιχα. Αποτελεί ένα μεγάλο μυστήριο που αν κατανοηθεί αναμένεται να ανοίξει νέους δρόμους στη σχέση της ανθρωπότητας με το σύμπαν και τη γνώση της ιστορίας και της δημιουργίας του Κόσμου.

Η Υπόθεση της Σκοτεινής Ύλης

Οι πρώτες ενδείξεις για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης ήρθαν στο φως το 1932 και την ύπαρξή της εισηγήθηκε ο Δανός αστρονόμος Γιαν Όορτ (Jan Oort) μελετώντας τις ταχύτητες των άστρων του Γαλαξία μας. Ο Όορτ διαπίστωσε πως για να διατηρείται η συνοχή του Γαλαξία έπρεπε να υπάρχει πολύ περισσότερη ύλη σε αυτόν από όση φαίνεται και καταμετράται. Αυτή η επιπλέον ύλη είναι απαραίτητη για να έλκονται τα άστρα προς το κέντρο του, διαφορετικά, θα ξέφευγαν σε μια φυγόκεντρο κίνηση και έτσι ο Γαλαξίας θα έχανε τη συνοχή του και θα διαλυόταν.

Σε μια σχεδόν παράλληλη έρευνα, το 1933 ο Ελβετός αστρονόμος Φριτς Τσβίκι (Fritz Zwicky) μελετώντας ένα σμήνος γαλαξιών οδηγήθηκε σε ένα αναπάντεχο συμπέρασμα. Κατόπιν υπολογισμών, για να αιτιολογήσει τον τρόπο που κινούνταν, διαπίστωσε ότι η ύλη των γαλαξιών αυτών ήταν κατά πολύ μεγαλύτερη από εκείνη που υπολογιζόταν με βάση τη λαμπρότητά τους η οποία εξαρτάται άμεσα από τη μάζα του. Συγκεκριμένα διαπίστωσε πως η μετρηθείσα ταχύτητα περιστροφής αλλά και της κίνησης των γαλαξιών στο σμήνος δεν είναι δυνατή παρά μόνο αν οι γαλαξίες είχαν πολύ περισσότερη ύλη από αυτή που φαινόταν, διαφορετικά θα έπρεπε να διαλυθούν. Το περίεργο ήταν όμως πως αυτό το πλεόνασμα μάζας ήταν παντελώς αόρατο! Η σπουδαιότητα αυτής της έρευνας δεν είχε συνειδητοποιηθεί εκείνη την εποχή και οι αστρονόμοι απέρριπταν επί δεκαετίες την ιδέα της σκοτεινής ύλης. Το αποτέλεσμα ήταν να ξεκινήσει τέσσερις δεκαετίες αργότερα, στα μέσα του ’70, η ουσιαστική μελέτη της σκοτεινής ύλης, που αναμένεται να δώσει απαντήσεις σχετικές με το μυστήριο της γέννησης του σύμπαντος και της δημιουργίας του Κόσμου, έτσι όπως τον γνωρίζουμε.

Οι επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις που μεσολάβησαν σε αυτό το διάστημα επέτρεψαν στους αστρονόμους να έχουν καλύτερη και ακριβέστερη εικόνα του Κόσμου. Ωστόσο στην εικόνα που έχουμε σχηματίσει για το σύμπαν ακόμη υπάρχουν πολλά κενά.

Ένα από τα μεγαλύτερα παράδοξα είναι το γεγονός ότι η κινητική συμπεριφορά του σύμπαντος δεν μπορεί να εξηγηθεί παρά μόνο αν έχει πολύ μεγαλύτερο ποσό ύλης-ενέργειας από εκείνη που παρατηρούμε με τα όργανα που διαθέτουμε. Συγκεκριμένα μπορούμε να αντιληφθούμε με τις συσκευές παρατήρησης μόνο το ορατό 4,9% ποσοστό της συνολικής ύλης του σύμπαντος. Είναι εντυπωσιακό πως η άγνωστη αυτή μορφή ύλης εκτιμάται πως αποτελεί τη συντριπτική πλειοψηφία της μάζας όλου του σύμπαντος κι αν υπάρχει, σύμφωνα με τα πρόσφατα αποτελέσματα του διαστημικού τηλεσκοπίου Planck, διαπιστώνεται ότι αποτελεί περίπου το 26.8% της συνολικής ύλης-ενέργειας που περιέχεται στο σύμπαν. Το υπόλοιπο 68.3% αποτελείται από σκοτεινή ενέργεια, ένα ακόμα περίεργο δομικό συστατικό του σύμπαντος, διάσπαρτο στο διάστημα. Η σκοτεινή ενέργεια δεν μπορεί να ερμηνευθεί ως συνήθη σωματίδια ύλης επομένως δεν έχει μάζα και για αυτό ταξινομείται ως ενέργεια, είναι κι αυτή απαραίτητη για να ερμηνευθούν οι παγκόσμιοι νόμοι της φύσης τόσο σε μακροκοσμική κλίμακα όσο και σωματιδιακά-μικροκοσμικά!

Κάνει μήπως η επιστήμη λάθος; Αυτό είναι ένα ερώτημα που αυθόρμητα αναδύεται προκειμένου να αντιμετωπιστεί διανοητικά το παράδοξο της σκοτεινής ύλης. Η συχνά διατυπωμένη αντίληψη ότι, οι επιστημονικές διαπιστώσεις για τον κόσμο που μας περιβάλλει είναι εντελώς εσφαλμένες και η επιστήμη πλανάται, δεν τεκμηριώνεται, παρά τις ατέλειες των θεωριών οι οποίες όμως βελτιώνονται διαρκώς με νέα πειραματικά και παρατηρησιακά δεδομένα. Έτσι είναι απαραίτητη η υπόθεση της σκοτεινής ύλης που μας ‘κρύβεται’, και αποτελεί αναγκαία προϋπόθεση για την ύπάρξη του σύμπαντος.

Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης όχι μόνο ερμηνεύει πολλά φαινόμενα που παρατηρούνται και τα οποία δεν συμβαδίζουν με όσα γνωρίζουμε για το σύμπαν, αλλά διαδραματίζει, όπως όλα δείχνουν, καθοριστικό ρόλο και στην εξέλιξη του σύμπαντος. Είναι εκείνος ο άγνωστος παράγοντας του οποίου η παρουσία εξασφαλίζει την εκπληκτική συμπαντική ισορροπία και αρμονία. Και το γεγονός ότι υπάρχει σε τόσο μεγάλο ποσοστό σημαίνει ότι παράγει το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας βαρυτικής έλξης, με άλλα λόγια είναι υπεύθυνη για τη συνοχή του σύμπαντος.

Αξίζει να επισημανθεί μια αξιοσημείωτη ομοιότητα της σκοτεινής ενέγειας-ύλης με εκείνη την ποιότητα της ουσίας που στην εσωτερική παράδοση αναφέρεται ως «αιθερική». Η αιθερική ουσία θεωρείται ως ένα λεπτεπίλεπτο ‘υλικό’ με αόρατη υπόσταση, που επιδρά στην ορατή ύλη με ποικίλους τρόπους. Θεωρείται πως είναι εκείνη η συνεκτική δύναμη που εξυπηρετεί στην οργάνωση, την εκδήλωση και τη συντήρηση του φυσικού κόσμου όπως τον αντιλαμβανόμαστε με τις πέντε αισθήσεις.

Η Φύση της Σκοτεινής Ύλης

Η σκοτεινή ύλη δεν ανιχνεύεται από όργανα παρατήρησης, καθώς δεν απορροφά ούτε εκπέμπει ορατή ακτινοβολία, αλλά η παρουσία της ανιχνεύεται έμμεσα από την βαρυτική της επίδραση στην ορατή ύλη, στο φως και στη γενική λειτουργία του σύμπαντος. Το εύλογο ερώτημα που αναδύεται είναι και για ποιό λόγο δεν μπορεί να γίνει άμεσα αντιληπτή και ποιά είναι η πραγματική της φύση;

Έχουν διατυπωθεί ορισμένες υποθέσεις σχετικά με τη φύση της χωρίς ωστόσο να έχει υπάρξει κάποια επαλήθευση. Σύμφωνα με μία από αυτές ενδέχεται ένα μέρος της σκοτεινής ύλης να είναι μεγάλοι πλανήτες, «σβησμένα» άστρα, μεσοαστρική σκόνη και αέρια. Μάλιστα κάποιοι αστρονόμοι πρότειναν ότι η ύπαρξη μεγάλων συγκεντρώσεων πλανητών και νεκρών άστρων που περιστρέφονται γύρω από τους γαλαξίες, θα μπορούσαν να ασκούν την επίδραση που αποδίδεται στη σκοτεινή ύλη διατηρώντας τη συνοχή των γαλαξιών. Παρόλο που, με τα σημερινά δεδομένα, τόσο μεγάλες συγκεντρώσεις τέτοιων σωμάτων γύρω από τους γαλαξίες δεν θεωρείται ιδιαίτερα πιθανή.

Οι σύγχρονες κοσμολογικές έρευνες και θεωρίες υποδεικνύουν πως ένα μεγάλο ποσοστό της σκοτεινής ύλης πρέπει να έχει μια τελείως διαφορετική μορφή από εκείνη της γνωστής μας ύλης. Εκτιμάται ότι η φύση αυτής της άγνωστης ύλης πρέπει να είναι τέτοια ώστε να δημιουργεί πολύ ασθενείς αλληλεπιδράσεις με την ορατή ύλη και αυτό ερμηνεύει το γιατί δεν είναι άμεσα ανιχνεύσιμη. Και ότι ίσως να μην μπορεί να αλληλεπιδράσει ούτε με τον ίδιο της τον εαυτό. Έχει προταθεί επίσης η υπόθεση ότι η σκοτεινή ύλη ίσως να αποτελείται από ‘εξωτικά’ αόρατα σωματίδια που βρίσκονται διάσπαρτα σε όλο το σύμπαν. Σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να υπάρξει η θεωρητική τεκμηρίωση της παρουσίας αυτών των σωματιδίων και η επακόλουθη πειραματική επαλήθευση.

Ακόμη, έχει διατυπωθεί η υπόθεση πως ίσως η σκοτεινή ύλη να είναι στην πραγματικότητα θύλακες καθαρής ενέργειας που έχουν απομείνει στο σύμπαν από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης. Ενδιαφέρουσα είναι και η άποψη κάποιων επιστημόνων όπου το ζήτημα δεν είναι αν υπάρχει ή όχι η σκοτεινή ύλη, αλλά εάν αυτή τελικά είναι που επηρεάζει τη δομή του σύμπαντος. Ή μήπως το σύμπαν έχει κάποια βασική ιδιότητα την οποία προς το παρόν αγνοούμε εντελώς. Σε αυτή την περίπτωση η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης περνάει σε δεύτερη μοίρα καθώς καθίσταται αντιληπτή ως αποτέλεσμα αυτής της ιδιότητας και όχι ως αίτιο.

Αναζητώντας τη Σκοτεινή Ύλη

Ο μόνος τρόπος με τον οποίο μπορούν οι αστρονόμοι να μελετούν την παρουσία της σκοτεινής ύλης είναι, όπως προαναφέρθηκε, έμμεσα μέσω στης βαρυτικής επίδρασής της στον τρόπο κίνησης των ουράνιων σωμάτων, αλλά και στο ίδιο το φως. Σε αυτή την περίπτωση μπορεί να γίνεται αντιληπτή ως μια ανεξήγητη κίνηση κάποιων σωμάτων στο διάστημα, όπως για παράδειγμα στην κίνηση των γαλαξιών στα γαλαξιακά σμήνη. Σε ότι αφορά το φως, οι μεγάλες βαρυτικές δυνάμεις που ασκεί η σκοτεινή ύλη προκαλούν την εκτροπή του με τον ίδιο ακριβώς τρόπο που ένας φακός εκτρέπει μια ηλιακή ακτίνα. Η εκτροπή αυτή προκαλεί μια αλλοίωση της εικόνας του σύμπαντος που αποκλίνει από εκείνη που θα αναμέναμε να έχουμε με βάση την μαθηματικά προβλεπόμενη θέση των ουράνιων σωμάτων.

Οι αστρονόμοι προσπαθούν να εντοπίσουν με ποικίλους τρόπους, χάρη στη σύγχρονη τεχνολογία, τη σκοτεινή ύλη και ταυτόχρονα μελετούν διαρκώς νέες θεωρίες οι οποίες είναι αρκετά εξειδικευμένες. Ενδεικτική είναι η υπόθεση στοιχειωδών σωματιδίων με συγκεκριμένες ιδιότητες και ο διαχωρισμός σε ψυχρή και θερμή σκοτεινή ύλη.

Στις μέρες μας γίνεται εντατική έρευνα για τη σκοτεινή ύλη και έχουν παρουσιαστεί ορισμένοι χάρτες που απεικονίζουν την κατανομή της στο σύμπαν. Μελέτη αυτών των χαρτών έχει οδηγήσει τους επιστήμονες στην εκτίμηση ότι η γνωστή μας ορατή ύλη, συγκεντρώθηκε σε περιοχές του σύμπαντος όπου την τραβούσε η σκοτεινή ύλη και πως έτσι σταδιακά σχηματίστηκαν οι γαλαξίες και το σύμπαν πήρε τη σημερινή του μορφή. Φαίνεται πως η σκοτεινή ύλη παίζει το ρόλο ενός αόρατου κοσμικού ιστού ο οποίος διατηρεί τη συνοχή του σύμπαντος. Θα μπορούσαμε να το φανταστούμε σαν ένα αδιόρατο πέπλο λεπτεπίλεπτης ύλης που αγκαλιάζει όλο το σύμπαν και πάνω στο οποίο βρίσκονται διάσπαρτα τα άστρα και οι γαλαξίες. Με μια πιο καλλιτεχνική διάθεση, θα τη θεωρούσαμε ως μια γιγάντια συμπαντική μορφή που φορά ένα μαύρο πέπλο το οποίο είναι κεντημένο με λαμπερά αστέρια.

Και ενώ η επιστήμη γνωρίζει ελάχιστα για τη φύση της σκοτεινής ύλης ίσως μια μελέτη των κοσμογονιών αρκετών αρχαίων λαών μπορεί να μας εκπλήξει με την ακρίβεια και το εύρος των στοιχείων που περιέχουν. Οι έννοιες, ενδεικτικά, του αρχικού χάους, του έρεβους και του σκοτεινού συμπαντικού ωκεανού που γεμίζει το χώρο, οι οποίες αποτελούν κοινό μοτίβο πολλών κοσμογονικών μύθων ανά τον κόσμο, παρουσιάζουν αξιοσημείωτη συνάφεια με τις ιδιότητες που αποδίδονται στη σκοτεινή ύλη αλλά κα τη σχέση της με τη φωτεινή-ορατή ύλη.

Ωστόσο, για τη σύγχρονη επιστήμη ο άνθρωπος δεν είναι απλά ένας παρατηρητής του Κόσμου αλλά συμμέτοχος και συνδημιουργός εξελίξεων σε αυτόν. Όλοι μας, όπως επιβεβαιώνουν επίσης και οι πνευματικές παραδόσεις των λαών, ως κύτταρα του σύμπαντος, μετέχουμε στη φύση και τη δομή του. Η φύση του σύμπαντος είναι και δική μας και υπό αυτή την οπτική, η σκοτεινή ύλη, δεν μπορεί παρά να αποτελεί κομμάτι και της δικής μας ατομικής πραγματικότητας. Απομένει να την ανακαλύψουμε…

Βιβλιογραφία

    • Μάνος Δανέζης – Στράτος Θεοδοσίου, Το Σύμπαν που Αγάπησα, Εκδόσεις Δίαυλος, Αθήνα 2003.
    • Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος – Λαρούς - Μπριτάνικα.

Σύνδεσμοι

    • NASA
    • space.com

Κ.Σ.