Η κοσμική μουσική του σύμπαντος και οι μαύρες τρύπες

Ας προσπαθήσουμε με την ανθρώπινη σκέψη μας, όσο αυτή μας το επιτρέπει, να φανταστούμε το παρακάτω σε μία εικόνα. Πριν από περίπου 1.3 δισεκατομμύρια χρόνια στο αχανές διάστημα, ξεκίνησε αυτό που θα αποδείκνυε αργότερα ο Αϊνστάιν. Ότι η κίνηση των μαζικών σωμάτων στο διάστημα δημιουργεί κύματα στο χωροχρόνο, τα οποία κυματίζουν και διαμορφώνουν τη δομή του σύμπαντος. Συνέβη λοιπόν ακριβώς αυτό με μια αλυσιδωτή αντίδραση πολύ πιο βίαιη από ότι μπορούμε να φανταστούμε, με πρωταγωνίστριες δύο μαύρες τρύπες, πολύ περήφανες, που αρνήθηκαν να ενδώσουν η μία στην άλλη. Αυτή είναι μία ιστορία γεμάτη σωματίδια, εκρήξεις και τελικά νότες που ταξίδεψαν μέχρι τη Γη.

Φαντάζεσαι δύο μαύρες τρύπες να μαλώνουν; Μάλλον κανείς μας αλλά πριν 1.3 δις χρόνια συνέβη -περίπου- αυτό. Δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες αιχμαλωτίστηκαν αναμεταξύ τους, με αποτέλεσμα να προκαλέσουν μια βίαια έκρηξη και να ενωθούν σε μια. Αυτό το φαινόμενο προκάλεσε μια εκπομπή ενέργειας τόσο μεγάλη, που σύμφωνα με τους επιστήμονες αντιστοιχεί σε 50 φορές μεγαλύτερη ενέργεια από την παραγωγή όλων των αστεριών μαζί στο σύμπαν. Η έκρηξη έστειλε προκάλεσε βαρυτικά κρουστικά κύματα που εξαπλώθηκαν σε όλο το σύμπαν από τότε για δισεκατομμύρια χρόνια και τον Σεπτέμβριο του 2020, έγιναν αντιληπτά από τους τότε ολοκαίνουργιους αισθητήρες LIGO ( Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), όταν αυτά έκαναν το πέρασμά τους από τη Γη. Από τις αρχές της δεκαετίας του ’90 προσπαθούσαμε να συλλάβουμε βαρυτικά κύματα, αλλά πλέον όχι μόνο μπορούμε να το κάνουμε αλλά και να αναγνωρίσουμε από πού προέρχονται. Εκτός όμως από φυσικό φαινόμενο, αυτή είναι η μουσική του σύμπαντος. Το φαινόμενο αυτό για το οποίο μίλησαν χιλιάδες χρόνια πριν ο Πυθαγόρας και ο Πλάτωνας και μετέπειτα ο Κοπέρνικος και ο Κέπλερ και γι’ αυτόν το λόγο δίπλα στα μαθηματικά και τη φυσική, θεωρούσαν ότι η μουσική ήταν ο τρίτος παράγοντας για να εξηγήσουμε τον κόσμο μας.

Στην πραγματικότητα, τα βαρυτικά κύματα δεν είναι ένα αλλόκοτο και σπάνιο φαινόμενο. Κάθε φορά που εμείς οι ίδιοι κινούμαστε, δημιουργούμε βαρυτικά κύματα, αλλά η ισχύς τους είναι πολύ αδύναμη για να καταφέρουν να γίνουν αντιληπτά. Σε αντίθεση με εμάς ωστόσο, υπάρχουν αντικείμενα στο μέγεθος και μεγαλύτερα του ήλιου μας, που δημιουργούν βαρυτικά κύματα τα οποία διαμορφώνουν τον χωροχρόνο σε τεράστιες αποστάσεις, σχηματίζοντας διαδρομές για αστέρια και αλλάζοντας ή προκαλώντας τροχιές σε πλανήτες να περιφέρονται, όπως κάνει η Γη.

Φαντάσου τους κυματισμούς ενός φύλλου που πέφτει στο νερό, σε αντίθεση με την επίδραση ενός τεράστιου μετεωρίτη που πέφτει στον ωκεανό. Γιατί συμβαίνει αυτό; Ας φανταστούμε ότι η δομή του σύμπαντος, το υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένο, είναι ένα επίπεδο, ελαστικό ύφασμα. Αν τοποθετούσες πάνω του μια μπάλα του μπάσκετ, θα παραμορφωνόταν και θα λύγιζε το ύφασμα προς τα κάτω, γύρω από την μπάλα. Εάν στη συνέχεια πάνω στο ίδιο σημείο έβαζες μερικά μπαλάκια του τένις ή ακόμα μικρότερα του γκολφ, τι θα γινόταν; Θα τα έβλεπες να κυλούν προς την μεγαλύτερη μπάλα και την «γούβα» της. Αν αρχίζες να κουνάς το ύφασμα και να το τεντώνεις, θα έβλεπες ότι οι μικρές μπάλες δεν θα μπορούσαν να απομακρυνθούν από την μεγαλύτερη. Μία πρόχειρη και μικρή απόδειξη για την παντοδύναμη εξουσία της βαρύτητας.

Αυτός είναι ακριβώς και ο τρόπος με τον οποίο τα βαρυτικά κύματα του Ήλιου μας κρατούν τη Γη σε κίνηση και αυτό επιτρέπει τη μοναδική σχέση που υπάρχει μεταξύ αυτών των ουράνιων σωμάτων. Κατά κάποιο τρόπο, τα βαρυτικά κύματα διαδραματίζουν θεμελιώδη ρόλο στη δημιουργία των συνθηκών που απαιτούνται για τη ζωή, η οποία εξαρτάται από την ενέργεια του ήλιου. Σκεφτείτε αυτή η εξίσωση να λειτουργούσε με διαφορετικό τρόπο. Θα κατέρρεαν όλοι οι κανόνες της φυσικής όπως τους γνωρίζουμε.

Το παραπάνω γεγονός της σύγκρουσης των δύο μαύρων τρυπών που συνέβη περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο χρόνια και η παραμόρφωση που δημιούργησε στον ιστό του σύμπαντος, έχει από τότε ξεκινήσει ένα ατελείωτο ταξίδι πριν περάσει και από δικό μας ηλιακό σύστημα και τη Γη. Αλλά τη στιγμή που έφτασε σε εμάς, σε αυτό το σημείο, τα κύματα είχαν γίνει τόσο αδύναμα που μόνο μια εξαιρετικά ευαίσθητη συσκευή μπορούσε να τα ανιχνεύσει και να είναι ικανή να αναγνωρίσει τις αλλαγές σε ταλαντώσεις που έχουν το μέγεθος ενός κλάσματος πρωτονίου ενός ατόμου. Ευτυχώς, μια τέτοια συσκευή ήταν και οι αισθητήρες LIGO με κόστος εκατομμυρίων δολαρίων που διατέθηκαν ακριβώς για αυτόν τον σκοπό. Η παραμόρφωση που δημιούργησαν αυτά τα βαρυτικά κύματα είναι τόσο μικρή, επειδή η έκρηξη ενέργειας είχε συμβεί μόνο για ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου όταν οι δύο μαύρες τρύπες συγχωνεύτηκαν. Επιπλέον η βαρύτητα -όσο και αν κυριαρχεί εξ ολοκλήρου στην ύπαρξή μας- θεωρείται στην πραγματικότητα ως μια σχετικά ασθενέστερη δύναμη στη φύση, σε σύγκριση με τις άλλες φυσικές δυνάμεις που δρουν. Αν προσθέσεις και αυτόν τον παράγοντα στα κύματα που γίνονται ήδη πιο αδύναμα μετά από ταξίδια σε ατελείωτες αποστάσεις και χρόνο, αντιλαμβάνεται κανείς πόσο ασθενές θα έχει γίνει το σήμα τους και πόσο σημαντικό είναι να έχεις συσκευές που μπορούν να «διαβάσουν» ό,τι απομένει από αυτό.

Ο Πυθαγόρας έλεγε πως ο κόσμος είναι γεμάτος αρμονικές. Ο Στάνλεϊ Κιούμπρικ, για τον ίδιο λόγο, έντυσε την Οδύσσεια του Διαστήματος Με τη μουσική που φαντάστηκε ότι θα έπαιζε το σύμπαν σε μια άλλη διάσταση που αδυνατούν να συλλάβουν οι αισθήσεις μας. Παρότι δεν είναι ακριβώς έτσι τα πράγματα, ουσιαστικά συμβαίνει ακριβώς αυτό. Τα βαρυτικά κύματα αναγνωρίστηκαν από τους αισθητήρες LIGO με τη μέτρηση των κυμάτων φωτός. στόσο, ο τρόπος με τον οποίο αυτές οι πληροφορίες ταξιδεύουν στο διάστημα, και η ικανότητά μας να τις συλλάβουμε, μοιάζει περισσότερο με ηχητικά κύματα στη μουσική. Και αυτή είναι η μόνη μουσική που θα βρει κανείς στο σύμπαν. Επειδή η αλλαγή στη δομή του σύμπαντος συμβαίνει σε μικροσκοπική συγκριτικά κλίμακα -μόνο σε ένα κλάσμα του πρωτονίου ενός ατόμου θα παρατηρούσες τη διαφορά- η αλλαγή αυτή είναι αόρατη με γυμνό μάτι. Μπορεί ωστόσο να αναγνωριστεί ως ήχος. Επειδή η συχνότητα των βαρυτικών κυμάτων από τη σύγκρουση των μαύρων τρυπών διαφέρει από τη συχνότητα των βαρυτικών κυμάτων τους όταν ήταν ακόμη σε περιστροφή η μία γύρω από το άλλη πριν από τη σύγκρουση, ο ήχος που καταγράφηκε αντανακλά ακριβώς αυτή τη διαφορά. Είναι ακριβώς αυτός ο ήχος που μας μετέφερε τα δεδομένα και μας επέτρεψε να γνωρίζουμε για αυτό το συμβάν. Διαφορετικά δεν θα μπορούσαμε με τίποτα και με καμία σύγχρονη επιστήμη να κοιτάξουμε πίσω στο παρελθόν. 

Αν λοιπόν μπορούμε να το θέσουμε με μια πιο ποιητική θέση, το σύμπαν γράφει μουσική για κάθε μορφή ζωής από την ημέρα που ξεκίνησε. Αν υπήρξε μέρα που ξεκίνησε και αν μπορούμε να απαντήσουμε με βεβαιότητα ότι δεν έγραφε μουσική και πιο πριν. Όλες αυτές οι βίαιες εκρήξεις, οι αλλαγές τροχιάς, τα σουπερνόβα και το αποτέλεσμά τους, δεν είναι απλά φυσικά φαινόμενα που η επιστήμη έχει πλέον εξηγήσει. Το καθένα από αυτά έχει τη δική του θέση στην συμπαντική δημιουργία. Ευθύνεται για τη ζωή κάπου αλλού, μιας και όσο τρομαχτική και αν ακούγεται η έκρηξη, έφερε κάποιους πλανήτες και αστέρια κυριολεκτικά κοντά και δημιούργησε τέτοιες συνθήκες που, ποιος ξέρει, να βοήθησαν στο να δημιουργηθεί μια νέα μορφή ζωής. Από ένα απλό βακτήριο μέχρι ένα ανώτερο ον. Αυτό λοιπόν το κονσέρτο δεν σταμάτησε ποτέ. Για την ακρίβεια είμαστε και εμείς κομμάτι του, ένα μουσικό έργο, μια σουίτα, μια συμφωνία, μέσα στις τόσες που έχει γράψει αυτός ο αόρατος συμπαντικός Δημιουργός που κάποιοι ονομάζουν Θεό και άλλοι σύμπαν και που συνεχίζει να γράφει μέχρι και αυτή τη στιγμή που μιλάμε. Που η μουσική του θα επηρεάσει ενδεχομένως σε μερικά δισεκατομμύρια χρόνια και τη δική μας ζωή και ενδεχομένως να την ξεκινήσει κάπου αλλού.

Όμως σαν εικόνα, είναι ίσως η ωραιότερη που μπορούμε να φανταστούμε για το αχανές αφιλόξενο σύμπαν. Ένα κονσέρτο δημιουργίας που δεν σταμάτησε ποτέ, που τώρα έχει ξεκινήσει να μας δείχνει σημάδια της μουσικής του και που κάνει λίγο πιο σημαντική την αντίληψη της ύπαρξής μας. Δεν είμαστε μόνο σκόνη, πέτρα και πάγος, αλλά και νότες πάνω στο πεντάγραμμο του σύμπαντος.

Πηγές:

''Fear of a Black Universe: An Outsider's Guide to the Future of Physics'', Stephon Alexander, 2021
''The Disorted Cosmos: A Journey Into Dark Matter, Spacetime and Dreams Deferred'', Chand Prescott-Weinstein, 2022
«Η Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν», Μαξ Μπορν, 1922