Η πλήρωση του πρώιμου σύμπαντος με κόμβους μπορεί να εξηγήσει γιατί ο κόσμος είναι τρισδιάστατος
Μια τυπική προσέγγιση είναι να υποθέσουμε ότι το σύμπαν γεννήθηκε από μια ομαλή και σχεδόν ομοιογενή φάση, γνωστή ως πληθωριστική εποχή. Ο κοσμικός πληθωρισμός προτείνει ότι το πρώιμο σύμπαν υποβλήθηκε σε μια ταχεία εκθετική επέκταση, η οποία τεντώθηκε και εξομαλύνει τυχόν ρυτίδες και ανομοιογένειες από μια αρχική κατάσταση. Ωστόσο, αυτή η απλή εικόνα αντιμετωπίζει προκλήσεις όταν εξετάζεται λεπτομερώς, ιδιαίτερα όσον αφορά την προέλευση και τη φύση των παρατηρούμενων κοσμικών δομών.
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Syksy Rasanen στο Πανεπιστήμιο του Ελσίνκι προτείνει ένα εναλλακτικό σενάριο που προκαλεί το πρότυπο μοντέλο της κοσμολογίας. Προτείνουν ότι αντί να ξεκινούν με μια ομαλή αρχική κατάσταση, το πρώιμο σύμπαν θα μπορούσε να έχει γεμίσει με περίπλοκες κόμβους ή δίκτυα τοπολογικών ελαττωμάτων.
Σε αυτό το νέο πλαίσιο, που ονομάζεται Knotty ή "Defect Cosmology", οι ερευνητές διερευνούν πώς η εξέλιξη αυτών των τοπολογικών δομών μπορεί να οδηγήσει στο παρατηρούμενο σύμπαν. Οι κόμβοι μπορούν να οδηγήσουν στο σχηματισμό φυσαλίδων, οι οποίες, μέσω συγκρούσεων, δημιουργούν πρόσθετους κόμβους και φυσαλίδες, με αποτέλεσμα μια πολύπλοκη δομή που μοιάζει με το διαδίκτυο. Αυτό το σενάριο απομακρύνεται από το τυπικό πληθωριστικό παράδειγμα, εισάγοντας ένα επίπεδο πολυπλοκότητας και ανομοιογένειας στο πρώιμο σύμπαν.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτό το περίπλοκο δίκτυο ελαττωμάτων θα μπορούσε να είναι η πηγή της παρατηρούμενης ακτινοβολίας του κοσμικού φόντου μικροκυμάτων (CMB), η οποία παρέχει ένα στιγμιότυπο των συνθηκών του σύμπαντος όταν ήταν περίπου 380.000 ετών. Η ομάδα καταδεικνύει πώς η σύγκρουση και η εξαφάνιση των τοπολογικών ελαττωμάτων μπορούν να παράγουν χαρακτηριστικά στο CMB που ταιριάζουν με τις πραγματικές παρατηρήσεις.
Επιπλέον, δείχνουν πώς το δίκτυο ελαττωμάτων μπορεί επίσης να οδηγήσει στο σχηματισμό μεγάλης κλίμακας κοσμικών δομών, όπως συστάδες και νήματα γαλαξίας, μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται αστάθεια βαρυτικής αστάθειας που προκαλείται από τοπολογικό ελάττωμα. Αυτή η προσέγγιση παρέχει μια εναλλακτική εξήγηση για το πώς προέκυψαν οι κοσμικές δομές στο πρώιμο σύμπαν, αμφισβητώντας την παραδοσιακή εικόνα του σχηματισμού δομής από τη βάση προς τα πάνω.
Το Knotty Cosmology Framework ανοίγει νέες οδούς για την κατανόηση της προέλευσης και της εξέλιξης του σύμπαντος. Με την εισαγωγή τοπολογικών ελαττωμάτων ως θεμελιώδους συστατικού στο πρώιμο σύμπαν, οι ερευνητές προσφέρουν μια νέα προοπτική για μερικές από τις πιο βαθιές ερωτήσεις στην κοσμολογία.
