Το μυστήριο σύμπαν: Ο αγώνας δρόμου των επιστημόνων για να καταλάβουν γιατί υπάρχουμε

Σε αιώνια ερωτήματα επιχειρούν να δώσουν απαντήσεις ερευνητές επιστήμονες στην Αμερική και την Ιαπωνία εξερευνώντας το σύμπαν…

Γιατί υπάρχει το σύμπαν;

Δεν είναι φιλοσοφικό ερώτημα, αλλά το πιο κρίσιμο μυστήριο της σύγχρονης φυσικής. Και αυτή τη στιγμή, δύο επιστημονικές υπερδυνάμεις – οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ιαπωνία – βρίσκονται σε μια παγκόσμια κούρσα για να το λύσουν πρώτοι.

Μέσα σε ένα απομονωμένο εργαστήριο, πάνω από την ομίχλη των δασών της Νότιας Ντακότα, Αμερικανοί επιστήμονες αναζητούν την απάντηση. Δεν είναι μόνοι: μια ομάδα Ιαπώνων ερευνητών, χρόνια μπροστά στον αγώνα, τους «κοιτάει» από την άλλη πλευρά του κόσμου.

Το πρόβλημα; Οι υπάρχουσες θεωρίες αστροφυσικής δεν εξηγούν γιατί υπάρχει ο,τιδήποτε. Πλανήτες, άστρα, γαλαξίες – όλα αυτά δεν θα έπρεπε να υπάρχουν καν. Κι όμως, είμαστε εδώ. Κάτι πήγε… “στραβά” – ή, ίσως, ευτυχώς στραβά – στην αρχή του χρόνου.

Νετρίνα: Τα φαντάσματα της ύλης ίσως έχουν την απάντηση

Και οι δύο επιστημονικές ομάδες έχουν εστιάσει σε ένα υποατομικό σωματίδιο σχεδόν αόρατο, που διαπερνά τα πάντα: το νετρίνο. Σε αυτό βλέπουν την ελπίδα να καταλάβουν γιατί η ύλη – από την οποία είμαστε φτιαγμένοι – επικράτησε της αντιύλης.

Από τη Μεγάλη Έκρηξη δημιουργήθηκαν ίσα ποσά ύλης και αντιύλης. Θεωρητικά, αυτά τα δύο θα έπρεπε να αλληλοεξουδετερωθούν και να αφήσουν πίσω τους μόνο μια τεράστια έκρηξη ενέργειας. Κι όμως, κάτι άλλαξε τους κανόνες. Κι αυτό το «κάτι» ίσως είναι η διαφορετική συμπεριφορά των νετρίνων και των αντι-νετρίνων.

Το αμερικανικό σχέδιο DUNE: Επιστήμη στα έγκατα της Γης

Το Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) είναι ένα από τα πιο φιλόδοξα επιστημονικά projects στον κόσμο. Οι επιστήμονες κατεβαίνουν 1.500 μέτρα κάτω από τη γη, σε τρία υπόγεια σπήλαια τεραστίων διαστάσεων, όπου ετοιμάζουν τον πιο ευαίσθητο ανιχνευτή νετρίνων μέχρι σήμερα.

Όπως λέει ο επιστημονικός διευθυντής του DUNE, Dr. Jaret Heise: «Τα γιγάντια αυτά σπήλαια είναι σαν καθεδρικοί ναοί της επιστήμης».

Εδώ και μια δεκαετία, ο Heise ηγείται της κατασκευής αυτών των θηριωδών υποδομών, σχεδιασμένων να μπλοκάρουν κάθε ίχνος θορύβου και ακτινοβολίας από τον έξω κόσμο.

Η ομάδα ετοιμάζεται για το επόμενο βήμα: την εγκατάσταση ενός συστήματος που θα στείλει δέσμες νετρίνων από το Ιλινόις στη Νότια Ντακότα – διανύοντας 800 μίλια μέσα από τη γη. Καθώς ταξιδεύουν, τα νετρίνα αλλάζουν. Αν αποδειχθεί πως τα αντι-νετρίνα μεταβάλλονται διαφορετικά, θα είναι ένα τεράστιο βήμα προς την απάντηση του «γιατί υπάρχουμε».

«Κατασκευάζουμε τον ανιχνευτή που θα αλλάξει την κατανόησή μας για το Σύμπαν», δηλώνει ο Dr. Heise. «Η ομάδα μας – 1.500 επιστήμονες – ανυπομονεί να απαντήσει στο μεγαλύτερο ερώτημα της ανθρωπότητας».

Ιαπωνία: Το Hyper-K κάνει την κίνηση-ματ;

Στην Ιαπωνία, η ομάδα του Hyper-Kamiokande (Hyper-K) κινείται ταχύτερα. Χρησιμοποιώντας χρυσές σφαίρες-ανιχνευτές σε ένα εντυπωσιακό σύστημα που θυμίζει ναό της επιστήμης, οι Ιάπωνες σχεδιάζουν να ενεργοποιήσουν τη δέσμη νετρίνων τους σε λιγότερο από δύο χρόνια – αρκετά νωρίτερα από το DUNE.

Πρόκειται για αναβάθμιση του επιτυχημένου ανιχνευτή Super-Kamiokande, και αποτελεί επίσης διεθνή συνεργασία. Ο Dr. Mark Scott του Imperial College London δηλώνει:
«Έχουμε μεγαλύτερο ανιχνευτή και θα ξεκινήσουμε πρώτοι. Άρα, θα έχουμε μεγαλύτερη ευαισθησία πιο νωρίς από το DUNE».

Ωστόσο, οι Αμερικανοί αμφισβητούν το αν η ταχύτητα αρκεί. Η Dr. Linda Cremonesi από το Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, η οποία εργάζεται για το DUNE, προειδοποιεί:
«Το να φτάσει κάποιος πρώτος δεν σημαίνει ότι έχει τη πλήρη εικόνα. Το Hyper-K δεν έχει ακόμη όλα τα απαραίτητα “κομμάτια” για να βγάλει ασφαλές συμπέρασμα για τα νετρίνα».

Τι σημαίνει αυτό για εμάς;

Το DUNE και το Hyper-K είναι αντίπαλοι, αλλά η αλήθεια είναι ότι θα δουλέψουν συμπληρωματικά. Όσο περισσότερες παρατηρήσεις έχουμε, τόσο πιο κοντά θα φτάσουμε στην αλήθεια για το Σύμπαν.

Η Dr. Kate Shaw από το Πανεπιστήμιο του Σάσεξ πιστεύει πως είμαστε στη σωστή εποχή για απαντήσεις:

«Είναι συναρπαστικό ότι έχουμε πλέον την τεχνολογία, τη μηχανική και το λογισμικό για να επιτεθούμε σε τέτοια θεμελιώδη ερωτήματα».

Και τώρα τι;

Ο αγώνας ξεκίνησε. Τα πρώτα αποτελέσματα αναμένονται μέσα στα επόμενα χρόνια. Αν επιβεβαιωθεί ότι τα νετρίνα και τα αντι-νετρίνα δεν συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο, τότε ίσως βρισκόμαστε ένα βήμα πριν κατανοήσουμε το γιατί υπάρχουμε.

Μέχρι τότε, ας κρατάμε τα μάτια μας ανοιχτά – και το μυαλό μας ακόμα πιο πολύ.

Πηγή: BBC

• αμερική
• επιστήμη
• Ιαπωνία
• σύμπαν