Πώς ξέρουμε την ηλικία του Σύμπαντος

Τα πρώτα εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, το Σύμπαν ήταν θερμό και αδιαφανές. Όταν ψύχθηκε αρκετά ώστε το φως να μπορέσει να ταξιδέψει ελεύθερα, εκείνη η λάμψη διαδόθηκε προς όλες τις κατευθύνσεις και από τότε τεντωνόταν καθώς διαστελλόταν ο χώρος. Σήμερα φαίνεται ως ασθενής ακτινοβολία σε ολόκληρο τον ουρανό.

Μέσα της υπάρχουν ανεπαίσθητες διακυμάνσεις: περιοχές λίγο θερμότερες και λίγο ψυχρότερες. Το μέγεθος αυτών των περιοχών εξαρτάται από το πόση ύλη περιέχει το Σύμπαν, από τι αποτελείται και από το πόσο γρήγορα διαστελλόταν. Αν βάλεις το μετρημένο μοτίβο στις εξισώσεις, παίρνεις ένα σύνολο παραμέτρων, ανάμεσά τους και την ηλικία.

Ο δεύτερος τρόπος είναι απλούστερος ως ιδέα: μετράς πόσο γρήγορα απομακρύνονται οι γαλαξίες και γυρίζεις τον χρόνο πίσω. Η δυσκολία είναι ότι η ταχύτητα άλλαζε, οπότε χρειάζεσαι και ένα μοντέλο για τη σύσταση του Σύμπαντος. Οι μετρήσεις, όμως, γίνονται άμεσα, από τις εκρήξεις σουπερνόβα σε μακρινούς γαλαξίες.

Ο τρίτος τρόπος δεν εξαρτάται καθόλου από την κοσμολογία. Στα αρχαιότερα αστρικά σμήνη μπορείς να εκτιμήσεις την ηλικία τους κοιτάζοντας ποια άστρα έχουν ήδη φύγει από την κύρια ακολουθία. Έτσι προκύπτει ένα κατώτατο όριο: το Σύμπαν δεν μπορεί να είναι νεότερο από τα αρχαιότερα άστρα του.

Ακριβώς η συμφωνία ανάμεσα σε αυτές τις τρεις ανεξάρτητες εκτιμήσεις κάνει το αποτέλεσμα αξιόπιστο. Ένα σφάλμα στη μία μέθοδο δεν θα επαναλαμβανόταν στις άλλες δύο, που λειτουργούν με εντελώς διαφορετικό τρόπο.

Ο ρυθμός διαστολής που μετριέται από την αρχέγονη ακτινοβολία και η ίδια ποσότητα που μετριέται από κοντινούς γαλαξίες διαφέρουν κατά λίγα τοις εκατό. Η απόκλιση είναι σταθερή και δεν εξηγείται από τα σφάλματα μέτρησης· γι’ αυτό ονομάζεται ένταση.

Αυτό επηρεάζει ελάχιστα την ίδια την ηλικία, αλλά σημαίνει ότι κάτι λείπει από το μοντέλο. Οι πιθανότητες που συζητούνται είναι διάφορες: από συστηματικά σφάλματα που δεν έχουν υπολογιστεί έως νέα φυσική. Προς το παρόν, το ερώτημα παραμένει ανοιχτό, και αυτή είναι μια φυσιολογική κατάσταση εργασίας για την επιστήμη.