Γιατί η νύχτα είναι σκοτεινή;

Η εκρηκτική γένεση του Σύμπαντος

Γιατί η νύχτα είναι σκοτεινή; H συνηθισμένη απάντηση, ότι η νύχτα είναι σκοτεινή επειδή ο Ήλιος δύει, δεν είναι ικανοποιητική. Σ΄ενα Σύμπαν άπειρο και που υπάρχει από πάντα, η ματιά μας προς οποιαδήποτε κατεύθυνση θα συναντούσε την επιφάνεια ενός άστρου, ενός άλλου, δηλαδή ήλιου. Ο ουρανός θα έπρεπε τότε, ακόμη και τη νύχτα, να λούζεται στο φως.

Μια πιο εκλεπτυσμένη ερμηνεία για το σκοτάδι της νύχτας είναι ότι το φως των άστρων φθάνει μέχρις εμάς εξασθενημένο, επειδή απορροφάται από την αραιή μεσοαστρική ύλη. Αλλά, τότε, θα έπρεπε αυτή η ύλη να θερμαίνεται και να επανεκπέμπει την ακτινοβολία. Το αποτέλεσμα, συνεπώς, θα ήταν το ίδιο.

Μόνο αν τα άστρα δεν υπάρχουν από πάντα, αλλά άναψαν το φως τους κάποια στιγμή στο σχετικά πρόσφατο παρελθόν, οι ερμηνείες αυτές έχουν κάποια βάση. Διότι τότε, είτε το φως από τα μακρινά άστρα δεν έχει φτάσει ακόμη στη Γη είτε η παρεμβαλλόμενη ύλη δεν έχει θερμανθεί αρκετά. Το σκοτάδι της νύχτας υποδεικνύει, δηλαδή, ότι το Σύμπαν έχει μιαν αρχή στον χρόνο.

Στην ανθρώπινη εμπειρία είναι γνωστό ένα φαινόμενο της φυσικής που φέρει το όνομα «φαινόμενο Doppler». Σύμφωνα με αυτό, η συχνότητα ενός ήχου που ακούμε μεταβάλλεται σε συνάρτηση με την κίνηση της πηγής που τον εκπέμπει. Ο ήχος ενός αυτοκινήτου ή ενός τραίνου, για παράδειγμα, γίνεται οξύτερος ή βαρύτερος, ανάλογα με το αν πλησιάζουν ή απομακρύνονται από μας.

Με ανάλογο τρόπο συμπεριφέρεται και το φως. Αν η πηγή κινείται, το ηλεκτρομαγνητικό κύμα φθάνει στον παρατηρητή με διαφορετική συχνότητα και, συνεπώς, με διαφορετικό μήκος κύματος από αυτό που εκπέμπεται. Έτσι, αν ένα άστρο πλησιάζει προς τη Γη, το φως του θα μετατοπισθεί προς την κυανή περιοχή του φάσματος, αν απομακρύνεται, το φως που δεχόμαστε θα μετατοπισθεί προς μεγαλύτερα μήκη κύματος, δηλαδή προς το ερυθρό.

Στηριγμένος σε αυτό το απλό φαινόμενο – «ίσως το φως θα΄ναι μια νέα τυραννία, ποιός ξέρει τι καινούργια πράγματα θα δείξει» – ο αστρονόμος Hubble έφτασε, το 1929, σε μια επαναστατική διαπίστωση για το Σύμπαν: ότι οι γαλαξίες απομακρύνονται! Πράγματι: Οι χαρακτηριστικές φασματικές γραμμές, στις οποίες το φως ενός άστρου αναλύεται, παρουσίαζαν μια διαρκή και αναμφισβήτητη μετατόπιση προς το ερυθρό. Μετατόπιση μάλιστα τόσο εντονότερη, όσο η απόσταση του γαλαξία στον οποίο ανήκε το άστρο ήταν μεγαλύτερη.

Όπως διαπίστωσε με μεθοδικότητα ο Hubble, η ταχύτητα με την οποία απομακρύνεται ένας γαλαξίας, είναι ανάλογη με την απόστασή του. Έτσι, ο σχετικά κοντινός γαλαξίας της Παρθένου απομακρύνεται με ταχύτητα 11,200 km/sec, ενώ αυτός της Ύδρας με 61,000 km/sec.

Από που, όμως, απομακρύνονται οι γαλαξίες; Οι πιθανοί κάτοικοι οποιουδήποτε γαλαξία θα έβλεπαν κι αυτοί τους άλλους γαλαξίες να απομακρύνονται, και μάλιστα με τον ίδιο απλό νόμο που διατύπωσε ο Hubble. Με ταχύτητα, δηλαδή, απομακρύνσεως ανάλογη προς την απόστασή τους. Όσο μακρύτερα είναι ο γαλαξίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα φυγής του. Κέντρο στο Σύμπαν δεν υπάρχει.

Ζούμε σ΄ ένα Σύμπαν που διαστέλλεται! Το Σύμπαν δεν είναι στατικό, αλλά διαστέλλεται, δημιουργώντας διαρκώς και καινούργιο χώρο γύρω του. Ο ίδιος ο χώρος μεγαλώνει. Και καθώς η κατανομή των γαλαξιών γίνεται αραιότερη, δημιουργείται η εντύπωση ότι απομακρύνονται μεταξύ τους.

Το διαστελλόμενο Σύμπαν έχει πολλές αναλογίες με την επιφάνεια ενός μπαλονιού που φουσκώνει. Μικρά νομίσματα, προσκολλημένα στην επιφάνειά του, παριστάνουν τους γαλαξίες. Εμείς, οι παρατηρητές, μοιάζουμε με ένα μυρμήγκι που κινείται μόνον στην επιφάνεια, χωρίς συναίσθηση της τρίτης διάστασης. Ο χώρος, δηλαδή, μέσα κι έξω από το μπαλόνι, δεν υπάρχει.

Καθώς το μπαλόνι φουσκώνει, τα νομίσματα, δηλαδή οι γαλαξίες, απομακρύνονται μεταξύ τους και τούτο γατί ο χώρος ανάμεσα τους μεγαλώνει. Επειδή μάλιστα κάθε νόμισμα – γαλαξίας περιβάλλεται από όλους τους άλλους, είναι εύκολο να ανάγει τον εαυτό του σε κέντρο διαστολής του Σύμπαντος. Κατά την εκτίμησή του τότε, όσο μακρύτερα βρίσκεται ένας άλλος γαλαξίας, τόσο γρηγορότερα απομακρύνεται.

Στην πραγματικότητα, ακριβώς όπως η επιφάνεια του μπαλονιού, το Σύμπαν μήτε κέντρο, μήτε πέρατα έχει. Ερωτήσεις όπως «τι υπάρχει πέρα από το Σύμπαν» ή «σε τι διαστέλλεται το Σύμπαν» είναι χωρίς νόημα.