H αρχή της αλυσίδας γεγονότων έγινε με ένα χαρμόσυνο μήνυμα, που διόλου δεν προϊδέαζε για ό,τι θα επακολουθούσε. Ηταν η ανακοίνωση της 16ης Μαρτίου, που παρουσίαζε τον νέο χάρτη του Σύμπαντος σε βρεφική ηλικία: Με τα στοιχεία που μόλις είχαν φθάσει από το δορυφορικό τηλεσκόπιο μικροκυμάτων WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), η NASA είχε φτιάξει το πορτρέτο του Σύμπαντος σε ηλικία μόλις 380.000 ετών - νεογέννητο κυριολεκτικά, αν σκεφτούμε ότι η κοσμογονική έκρηξη, το Big Bang, τοποθετείται στα 13,7 δισεκατομμύρια έτη προ παρόντος. Τα προηγούμενα στοιχεία που μας είχε στείλει το WMAP - το 2003 - μας είχαν δώσει μια «φωτογραφία» από την ηλικία των 400.000 ετών. Συγκρίνοντας τις δύο εικόνες, οι κοσμολόγοι που υποστηρίζουν τη θεωρία της κοσμογονικής έκρηξης, καθώς και οι θιασώτες της επακολουθήσασας θεωρίας του διαστελλόμενου Σύμπαντος (inflatory universe), δήλωσαν πασιχαρείς ότι επιτέλους έχουν πειστήρια για το ότι το Σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται. Για νέα στοιχεία και ακλόνητες - υποτίθεται - αποδείξεις θα περιμένουν τη σοδειά που θα στείλει ο ευρωπαϊκός δορυφόρος βαρυτικών κυμάτων Planck, o οποίος θα εκτοξευθεί το 2007. Μέσα στη χαρά τους, μικρή σημασία έδωσαν οι εορτάζοντες στη δήλωση του Πολ Στάινχαρντ (Paul Steinhardt), του καθηγητή Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, ότι τα στοιχεία του WMAP ήταν σύμφωνα και με τη δική του θεωρία, της εκπυρωτικής κοσμογένεσης (ekpyrotic universe)...

Περίπου έναν μήνα μετά, στις 12 Απριλίου, έσκασε η πρώτη βόμβα κατά του «κατεστημένου»: Στις σελίδες της έγκρισης επιθεώρησης φυσικής «Physical Review Letters», ο πασίγνωστος ινδός δάσκαλος της Κβαντομηχανικής Αμπάι Αστεκάρ (Abhay Ashtekar) - διευθυντής του Ινστιτούτου Βαρυτικής Φυσικής και Γεωμετρίας, στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας, και από τους θεμελιωτές της θεωρίας Κβαντικής Βαρύτητας Βρόγχων (LQG) - παρουσίασε όχι απλά μια εικόνα του «νεογέννητου Σύμπαντος» αλλά και... της μαμάς του! (Διάλειμμα ολίγων λεπτών για να συνέλθετε...)

Για να το πούμε απλά, ο Αστεκάρ και η ομάδα του έφθασαν μέσα από κβαντικά μαθηματικά σε μια προσομοίωση του τι συνέβη τη «στιγμή μηδέν» (singularity point), βοηθούμενος από πανίσχυρους υπολογιστές. Προς έκπληξή του είδε ότι το Σύμπαν δεν δημιουργήθηκε από μια υπερπεπιεσμένη ενέργεια σε κβαντικό αφρό (όπως έλεγε η κρατούσα θεωρία), αλλά μεταλλάχθηκε από ένα προγενέστερο Σύμπαν, με κβαντικό άλμα! Το προγενέστερο Σύμπαν, με γεωμετρία χωροχρόνου όμοια με αυτήν του νέου «δικού μας», είχε ακολουθήσει μια πορεία βαρυτικής συρρίκνωσης. Οταν κάποτε έφθασε στο σημείο υπερυψηλής πυκνότητας - το σημείο Planck, όπως έχει βαπτισθεί από τον ιδρυτή της Κβαντομηχανικής Max Planck - η βαρύτητα μετετράπη από ελκτική δύναμη σε απωστική, κάνοντας το καταρρέον Σύμπαν να αναπηδήσει. Μέσα από αυτή τη Μεγάλη Αναπήδηση (το Big Bounch πλέον και όχι το Big Bang) άρχισε μια αναγέννηση που οδήγησε στο τωρινό, γνώριμο και διαστελλόμενο Σύμπαν.

H διαπίστωση αυτή είναι καταπληκτική και ρηξικέλευθη. Το κατά τη θεωρία της σχετικότητας σημείο έναρξης του κόσμου μας δεν είναι παρά μια παράδοση σκυτάλης από ένα θνήσκον Σύμπαν στον απόγονό του. Ο ίδιος ο Αστεκάρ δήλωσε ότι, μη πιστεύοντας στα μάτια του, επανέλαβε πολλές φορές την προσομοίωση, δίνοντας διαφορετικές παραμέτρους, για αρκετούς μήνες, αλλά πάντα έφθανε στο ίδιο αποτέλεσμα. Τα μαθηματικά που είχε χρησιμοποιήσει ήταν αυτά της Κβαντικής Βαρύτητας Βρόγχων για τις εξισώσεις της κοσμολογικής σταθεράς λ του Αϊνστάιν. Μέσω αυτών σχηματίστηκε μια γεωμετρία χωροχρόνου με διακριτή ατομική δομή, που συνθέτει το υφαντό του Σύμπαντος από μονοδιάστατες κβαντικές θηλιές. Φθάνοντας στο σημείο Planck, το υφαντό αυτό σκίζεται βίαια και η κβαντική φύση της γεωμετρίας «αναστρέφει» τη βαρύτητα, την κάνει βίαια απωθητική και επιφέρει τη Μεγάλη Αναπήδηση. Οι θηλιές του υφαντού ανασυντίθενται και ο χωροχρόνος ενός νέου Σύμπαντος ξεκινά...

Βεβαίως, πολλοί θα πουν ότι η μαθηματική αυτή απόδειξη δεν είναι παρά ένα ακόμη θεωρητικό μοντέλο, χωρίς χειροπιαστές αποδείξεις όπως εκείνες που περιμένουμε από δορυφόρους όπως ο Planck ή οι ακόμη κατοπινότεροι (δρομολογημένοι για το 2020) δορυφόροι του συστήματος LISA. Τέτοιου είδους κατασκεύασμα όμως ήταν και η θεωρία της σχετικότητας, το ίδιο απίστευτη, που αποδείχθηκε πολύ γρήγορα σωστή. Στην ουσία το μοντέλο του Αστεκάρ συμπληρώνει εκείνο του Αϊνστάιν, στον βαθμό που τα μη κβαντικά μαθηματικά του μεγάλου σοφού δεν επαρκούσαν για να περιγράψουν το τι συνέβαινε στη γειτονιά της «στιγμής μηδέν».

Το εκπυρωτικό Σύμπαν της ανακύκλωσης

Προτού καν συνέλθουν οι πιστοί του Big Bang από το σοκ του Αστεκάρ, μία ακόμη έκπληξη τους περίμενε στο τεύχος του περιοδικού «Science» της 5ης Μαΐου: Ο εκ των θεμελιωτών της θεωρίας του διαστελλόμενου Σύμπαντος και νυν εισηγητής της θεωρίας του εκπυρωτικού Σύμπαντος Πολ Στάινχαρντ παρουσίασε μαζί με τον καθηγητή Νιλ Τούροκ (Neil Turok) του Κέιμπριτζ μια ιδιοφυή λύση του αινίγματος της κοσμολογικής σταθεράς λ.

Για να κατανοήσουμε το τι εισάγει η λύση τους, θα πρέπει να θυμηθούμε τι είναι η λ, το φάντασμα που κυνηγά τους κοσμολόγους εδώ και έναν αιώνα. Είναι η μαθηματική παράμετρος που εισήγαγε στη θεωρία του ο Αϊνστάιν προκειμένου να περιγράψει τη μυστηριώδη απωστική «σκοτεινή ενέργεια» που διαχέεται στο Σύμπαν ως αντίδραση στη βαρύτητα και το κρατάει σταθερό. Από το 1929 όμως, όταν ο Χαμπλ κατέδειξε με το τηλεσκόπιό του ότι το Σύμπαν διαστέλλεται, το ποια είναι η πραγματική τιμή αυτής της «αντιβαρύτητας» είναι που τάραζε τον ύπνο του γερο-σοφού ως τον θάνατό του, και αυτόν των επιγόνων του. Οταν έφθασαν οι τελευταίες μετρήσεις του WMAP, τον Μάρτιο, οι οπαδοί του Big Bang δήλωσαν ότι η τιμή της λ είναι όντως τόσο μικρή ώστε η διαστολή του Σύμπαντος είναι σίγουρη, άρα η θεωρία τους ισχύει. Αλλά γιατί είναι τόσο... απελπιστικά μικρή (όσο 1 ακολουθούμενο από 100 μηδενικά φορές απ' ό,τι προέβλεπε ο Αϊνστάιν);

Μια εξήγηση που είχε δοθεί από παλιά ήταν αυτή του «ανθρωπιστικού αξιώματος» (anthropic principle). Πρόκειται για τη «βολική» θεώρηση ότι, ακόμη κι αν υπάρχουν πολλά παράλληλα σύμπαντα, οι λ του καθενός διαφέρουν, αλλά στο δικό μας τυχαίνει να είναι ιδιαίτερα χαμηλής τιμής - οπότε και έγινε δυνατή η ύπαρξη ζωής! H επιλεκτικότητα αυτή δεν έχει σίγουρα την αντικειμενικότητα που θα ήθελε η καθαρή επιστήμη, αλλά εξυπηρετεί την έφεσή μας να δούμε στη φύση την παρέμβαση μιας θείας πρόνοιας. Εξ ου και ο Πάπας Πίος IB' είχε σπεύσει από το 1951 να δηλώσει την υποστήριξή του στην τότε πρωτοεμφανισθείσα θεωρία του Big Bang. Μια θεωρία που έβλεπε τη δημιουργία Σύμπαντος και ζωής από το τίποτε, σε κάποιο σημείο μηδέν, ήταν σίγουρα συμβατή με το «εν αρχή ην ο Λόγος...».

Η ιδέα «κυκλικού Σύμπαντος» είχε πρωτοδιατυπωθεί στη δεκαετία του 1920, αλλά περιοριζόταν στην εναλλαγή φάσεων διαστολής και συστολής (με Μεγάλες Διαρρήξεις και Μεγάλες Εκρήξεις). Σε εκείνο το μοντέλο η ίδια ύλη ανακυκλωνόταν συνεχώς, με αποτέλεσμα η εντροπία του όλου συστήματος (η συν τω χρόνω τάση του προς αταξία) να αυξάνεται από κύκλο σε κύκλο, οπότε κάθε επόμενος κύκλος να είναι και μακρύτερος. Στο μοντέλο που ανέπτυξαν οι Στάινχαρντ και Τούροκ - το 2002 - κάθε αναγεννώμενο σύμπαν ξεκινάει ουσιαστικά άδειο από ύλη. Αυτό συνεπάγεται ότι δεν αυξάνεται η εντροπία από κύκλο σε κύκλο και τελικά... δεν υπάρχει τέλος!

Αλλά, αν το Σύμπαν διαστέλλεται συνεχώς ύστερα από κάθε αναγέννησή του, τότε τι είναι αυτό που ο Αστεκάρ διέγνωσε ως συρρικνούμενο προγενέστερο Σύμπαν; Εδώ διακρίνουμε μια διαφορά θεώρησης που οφείλεται στις δύο διαφορετικές σχολές Κβαντομηχανικής που εκπροσωπούν: Εκεί που ο Αστεκάρ βλέπει ως μικρότερη συστατική μονάδα του χωροχρόνου τον κβαντικό βρόγχο, ο Στάινχαρντ βλέπει χορδές. Το δικό του υφαντό του Σύμπαντος φτιάχνεται από αδιόρατες χορδές και απλώνεται σαν μεμβράνη (brane). Μάλιστα, σύμφωνα με αυτή τη θεωρία των υπερχορδών (Superstring theory), συνυπάρχουν ανά πάσα στιγμή γύρω μας πολλές μεμβράνες-σύμπαντα, που όμως δεν είναι αντιληπτά από εμάς διότι βρίσκονται σε άλλες διαστάσεις (όχι στις τρεις του χώρου και στη μία του χρόνου που αντιλαμβανόμαστε εμείς). Οι «στιγμές» λοιπόν που αρχίζει ο όλεθρος ενός σύμπαντος και η μέσω εκπύρωσης γέννηση του νέου είναι η «στιγμή» σύγκρουσης δύο συμπαντικών μεμβρανών. Κάτι σαν παραβίαση του κόκκινου στις λεωφόρους των διαστάσεων...

Πώς λοιπόν εξήγησαν - στις 5 Μαΐου - τη μετρούμενη τιμή της λ στο δικό μας Σύμπαν; Είπαν - και ισχυρίστηκαν ότι μαθηματικά το μοντέλο τους στέκει απόλυτα - ότι κάθε κύκλος κοσμογένεσης δεν διαρκεί τα 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια που υπολογίζει η θεωρία του Big Bang, αλλά 1 τρισεκατομμύριο χρόνια. Σε ένα τέτοιο τεράστιο χρονικό διάστημα, η ενέργεια που εκπροσωπεί η κοσμολογική σταθερά λ διαχέεται σε βαθμό που να γίνεται μη ανιχνεύσιμη ως το τέλος του κύκλου. Στους πρώτους τέτοιους κύκλους κοσμογένεσης η λ είχε μεγάλη τιμή, οπότε και τα αρχικά σύμπαντα είχαν ελάχιστους γαλαξίες και άστρα. Σταδιακά, στους επόμενους κύκλους έβαινε μειούμενη, οπότε και φθάσαμε κάποτε στο δικό μας Σύμπαν με την πληθώρα γαλαξιών, άστρων και την εκδήλωση ζωής. Αρα, η ύπαρξη ζωής δεν ήταν «ανθρωπιστική επιλογή» αλλά απόρροια της σταδιακής εξασθένησης της λ από κύκλο σε κύκλο κοσμογένεσης.

Για την εύρεση αποδείξεων στα όσα λένε οι εισηγητές του «εκπυρωτικού Σύμπαντος» θα περιμένουν τα βαρυτικά ίχνη που αλιεύουν και θα αλιεύσουν στο μέλλον οι δορυφόροι-συλλέκτες κοσμικής ακτινοβολίας. Για την έγκριση της θεωρίας τους από τον νέο Πάπα Βενέδικτο ΙΣτ´... μάλλον θα περιμένουν μάταια!

Περίπου 2.300 χρόνια πριν, ο κύπριος φιλόσοφος Ζήνων ο Κιτιεύς, ο ιδρυτής της σχολής των Στωικών, είχε δώσει μιαν αρκετά διαφορετική εξήγηση για την κοσμογονία: «Κατά συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα» έλεγε «το Σύμπαν ολόκληρο εκπυρώνεται και ανασυντίθεται εκ νέου». Μια ανακύκλωση, δηλαδή, με ολοκαύτωμα. Από αυτή την ιδέα οι θεμελιωτές της θεωρίας του ανακυκλούμενου Σύμπαντος βάφτισαν το ανασυσταθέν Σύμπαν «εκπυρωτικό». Στη θεωρία τους διαβλέπουν όντως μια αέναη αλυσίδα αναγεννήσεων, όμοια με αυτήν που διεπίστωσε μαθηματικά ο Αστεκάρ, από σύμπαντα που πορεύονται άχρι θανάτου και ανασταίνονται διαστελλόμενα, για να ξαναρχίσει ο κύκλος της ζωής τους.