Μερικά αποσπάσματα από το πολύ καλό βιβλίο του Γιώργου Γραμματικάκη, γνωστού καθηγητή φυσικής στο πανεπιστήμιο Κρήτης, με τίτλο «Η κόμη της Βερενίκης».
Η σημερινή εικόνα του Σύμπαντος
Οι τρόποι που ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται τη δομή και τη λειτουργία του Κόσμου ανακλώνται σε κάθε μεγάλο πολιτισμό ή σε κάθε θρησκεία και σφραγίζουν τη φιλοσοφία, τους μύθους και τις ποικίλες μορφές τέχνης.
Πρώτα υπήρξε η επικράτηση του Λόγου, με τους Έλληνες φιλοσόφους. Αργότερα, επιπρόσθετα στη λογική διεργασία, ήρθε η μεθοδική παρατήρηση και μαθηματική διατύπωση των φυσικών νόμων από τον Νεύτωνα. Τέλος, στις αρχές του προηγούμενου αιώνα, ο Αϊνστάιν μετακινεί την προσοχή μας από τις λεπτομέρειες στη σύλληψη του Όλου.
Ο Αριστοτέλης επιβάλλει μια λογική αντίληψη για τον Κόσμο, που έχει ταυτόχρονα αισθητική ομορφιά: ότι η Γη δεν κινείται, βρίσκεται στο κέντρο του Σύμπαντος και ότι τα άστρα και οι πλανήτες κινούνται γύρο απ αυτήν σε κυκλικές τροχιές, κυκλικές επειδή αυτές είναι τελειότερες! Τις ιδέες αυτές επεξεργάζεται ο Πτολεμαίος, και το αστρονομικό του πρότυπο, έχοντας και την ευλογία της Χριστιανικής Εκκλησίας, επιβιώνει για αιώνες. Έδινε, άλλωστε, για πρώτη φορά τη δυνατότητα να προβλεφθούν με σχετική ακρίβεια οι κινήσεις των ουράνιων σωμάτων.
Τη γεωκεντρική αντίληψη για τον Κόσμο, που δέσποζε επί αιώνες, ανατρέπει πρώτα ο Κοπέρνικος, και οριστικά, οι πειραματικές ικανότητες και οι παρατηρήσεις του Γαλιλαίου. Με την εφεύρεση του τηλεσκοπίου, εξακριβώνεται ότι οι πλανήτες κινούνται γύρω από τον Ήλιο και μάλιστα σε τροχιές ελλειπτικές, η Γη ή ο Δίας αποτελούν τα κέντρα περιφοράς μικρών δορυφόρων.
Την πλήρη περιγραφή για τη μηχανική των ουράνιων σωμάτων, αλλά και πολύ πέρα από αυτήν, θα δώσει τον 17ο αιώνα ο Νεύτων. Το βιβλίο του Principia Mathematica ανήκει στα μνημειώδη επιτεύγματα της ανθρώπινης σκέψης. Διότι δεν παρέχει απλώς τα απαραίτητα μαθηματικά για την κίνηση των σωμάτων στο χώρο και το χρόνο. Ο Νεύτων δίδει και την ερμηνεία αυτών των κινήσεων, ως συνέπεια των θεμελιωδών φυσικών νόμων που ο ίδιος διατύπωσε. Ταυτόχρονα, σφραγίζει με τη μεγαλοφυία του την έρευνα για τη φύση και τις ιδιότητες του φωτός.
Η νέα άποψη για το Σύμπαν, που εκόμισε ωστόσο στις αρχές του 20ου αιώνα η σκέψη του Αϊνστάιν, ήταν όχι απλώς ριζοσπαστική αλλά και ποιοτικά αδιάφορη. Μέσα από την αυστηρή μαθηματική γλώσσα της ειδικής και, κυρίως, της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, το Σύμπαν θεάται στη σύνολη εικόνα του ? περίπου σαν ο παρατηρητής του να ευρίσκεται έξω από αυτό. Ο Αϊνστάιν αναδεικνύει την πραγματική υφή του χώρου και του χρόνου και τη μεταξύ τους σχέση. Έτσι, ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι απλώς η σκηνή των κοσμικών γεγονότων, αλλά τα επηρεάζουν και επηρεάζονται από αυτά. Ο «χωροχρόνος» είναι στην πραγματικότητα ο βασικός ιστός του Σύμπαντος, η καμπύλωσή του από την παρουσία ενός υλικού σώματος, για παράδειγμα της Γης, προκαλεί τη βαρύτητα. Με τη γενική λοιπόν θεωρία της σχετικότητας, οι νόμοι της βαρυτικής έλξης αποκτούν το βαθύτερο περιεχόμενό τους και μια ενοποιητική διάσταση. Απροσδόκητα φαινόμενα - όπως η σχετικότητα του χρόνου ή η καμπύλωση του φωτός, - που είχαν προβλεφθεί από τη θεωρία, επαληθεύονται πειραματικά και την καθιστούν μια αναμφισβήτητη αλήθεια.
Περί τα μέσα λοιπόν του 20ου αιώνα, η επιστημονική γνώση είναι οπλισμένη με δύο σπουδαία εργαλεία μεθόδου και γνώσεων: τη θεωρία της σχετικότητας και την κβαντομηχανική, η πρώτη, ερμηνευτική του μεγάκοσμου, η δεύτερη, του μικρόκοσμου.
Είναι μόνον τις τελευταίες δεκαετίες που η εικόνα ανατρέπεται. Διαπιστώνεται ότι το Σύμπαν δεν είναι στατικό, αλλά διαστέλλεται, και έχει την αρχή του σε συγκεκριμένο χρόνο στο παρελθόν. Έκπληκτη η ανθρώπινη νόηση, πρέπει να αποδεχθεί ότι αυτό το αδιανόητο Όλον είναι το αποτέλεσμα μιας αδιανόητης έκρηξης στο μακρινό παρελθόν σημάδια της οποίας υπάρχουν εν τούτης και σήμερα.
Παρά τη φαινομενική του, εξάλλου, ηρεμία, το Σύμπαν είναι βίαιο. Χαρακτηρίζεται από αραιές αλλαγές, αλλά και αιφνίδιες εκρήξεις, εκπομπή ποικίλων ακτινοβολιών αλλά και ασύλληπτες διεργασίες της ύλης, και υφίσταται μια συνεχή εξέλιξη προς ένα άγνωστο, προς το παρόν, τέλος.
Ας υπομνησθεί ότι το φως τρέχει με ταχύτητα 300,000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, τη μεγαλύτερη ταχύτητα που γνωρίζει η Φύση.
Ταξιδεύοντας μ΄αυτή την ιλιγγιώδη ταχύτητα, ένας υποθετικός ταξιδιώτης χρειάζεται ένα μόνο δευτερόλεπτο για να φθάσει στη Σελήνη, χρειάζεται μερικές ώρες για να ξεφύγει από το ηλιακό μας σύστημα, κάπου 100,000 έτη για να διασχίσει τον Γαλαξία μας, και 2 εκατομμύρια έτη για να φθάσει στην Ανδρομέδα, τον κοντινότερο προς τον δικό μας γαλαξία. Τέλος, χρειάζεται 14 τουλάχιστον δισεκατομμύρια έτη για να βρεθεί, αυτός ο υποθετικός ταξιδιώτης, στα πέρατα του ορατού Σύμπαντος, έχοντας διασχίσει μερικά δισεκατομμύρια γαλαξίες που ο καθένας αποτελείται κατά μέσον όρο από 100 δισεκατομμύρια άστρα!
Το πρωτόνιο, το βασικό μικροσωματίδιο της ύλης, έχει διαστάσεις 10-15 m και την απειροελάχιστη μάζα των 10-27 kg, είναι ελαφρότερο δηλαδή από ένα κουνούπι, κατά έναν αριθμό με 21 μηδενικά! Ένα μέσο άτομο, όπως αυτό του οξυγόνου, έχει διαστάσεις 10-10 m, μεγαλύτερες κατά 100,000 φορές περίπου από αυτές του πρωτονίου. Χρειάζονται δηλαδή κάπου 10 εκατομμύρια άτομα στη σειρά για να καλύψουν τη μύτη ενός μολυβιού. Είναι προφανές ότι ο αριθμός των ατόμων στο Σύμπαν είναι κολοσσιαίος. Εάν υποτεθεί ότι όλα τα αστέρια περιέχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων με τον Ήλιο, τα άτομα του Σύμπαντος υπολογίζονται σε 10 79.
Η κλίμακα λοιπόν από το απείρως μικρό - τον μικρόκοσμο - στο απέραντα μεγάλο είναι ασύλληπτη. Ας σημειωθεί μόνον ότι για να διανύσει το φως ένα πρωτόνιο, χρειάζεται 10-24 sec - σε αντίθεση με τα 15 δισεκατομμύρια χρόνια που απαιτούνται για όλο το Σύμπαν. Είναι ωστόσο μια κλίμακα που επιφυλάσσει πολλές εκπλήξεις. Έτσι, ο Ήλιος έχει μάζα περίπου 2χ1030 kg και διαστάσεις 106 km. Μια μαύρη όμως οπή, όπως αυτή που υποθέτουμε ότι υπάρχει στον αστερισμό του Κύκνου, έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα από αυτήν του Ήλιου, αλλά διαστάσεις μόνον 10 km. Και ενώ η μέση πυκνότητα, ας πούμε στον πυρήνα της Γης, είναι 13 γραμμάρια ανά κάθε κυβικό εκατοστόμετρο, αυτή του πυρήνα των ατόμων προσεγγίζει τα 2,8 Χ 1014 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστόμετρο! Είναι δηλαδή, μεγαλύτερη όσο ένας αριθμός με 13 μηδενικά.
Μοναχικά αστέρια και κοινωνικοί γαλαξίες
Τη βασική μονάδα του Σύμπαντος αποτελούν τα αστέρια. Τα αστέρια είναι απλώς ήλιοι, παρόμοιοι με τον δικό μας, βρίσκονται σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις και διαφέρουν μεταξύ τους στη μάζα ή τις διαστάσεις, έχουν όμως κοινή περίπου σύσταση και δραστηριότητα.
Ο δικός μας Ήλιος, που μπορεί να θεωρηθεί ένα «τυπικό» αστέρι, έχει ακτίνα γύρω στα 700,000 km, επιφανειακή θερμοκρασία 5,500 Κ και εσωτερική θερμοκρασία μερικά εκατομμύρια βαθμούς. Τα άλλα αστέρια έχουν μάζα που, καμιά φορά, φτάνει και τις πενήντα φορές τη μάζα του Ήλιου, ενώ στα μικρότερα δεν υπερβαίνει το ένα της δέκατο. Είναι αξιοσημείωτο ότι, όπως δείχνει η ανάλυση των φασμάτων τους, τα αστέρια συνίσταται κατά 75% του βάρους τους από υδρογόνο και κατά 23% περίπου από ήλιο. Από τα δύο, δηλαδή, πρώτα - και τα απλούστερα - στοιχεία του περιοδικού συστήματος. Τα βαριά στοιχεία, όπως το οξυγόνο, ο άνθρακας, ο σίδηρος, συμπληρώνουν το υπόλοιπο, ελάχιστο, ποσοστό της ύλης ενός αστεριού.
Η κοινή σύσταση είναι λοιπόν ένα από τα χαρακτηριστικά των αστεριών. Το άλλο είναι η εργώδης εσωτερική τους δραστηριότητα. Στο μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους - γιατί και τ΄αστέρια γεννώνται, αναπτύσσονται και πεθαίνουν - το άφθονο υδρογόνο «καίγεται» στο εσωτερικό τους. Με πυρηνική αντίδραση, μετατρέπεται στο στοιχείο ήλιο, παράγοντας άφθονη ενέργεια. Με αυτό τον τρόπο, προσπαθούν τ΄αστέρια να αντιμετωπίσουν τη βαρύτητα, που ενώ είναι η δύναμη που τα γέννησε, αργότερα απειλεί να τα συνθλίψει.
Τα αστέρια είναι ιεραρχικά οργανωμένα σε σμήνη και γαλαξίες, και οι τελευταίοι πάλι, σε σμήνη γαλαξιών. Ο δικός μας Γαλαξίας ανήκει στην ίδια ομάδα με δεκαέξι άλλους, είναι η γειτονιά μας.
Τα αστέρια αυτά, που είναι ορατά με γυμνό μάτι στον ουρανό, ανήκουν όλα στον Γαλαξία μας και παρά τους σχετικούς μύθους ότι δεν είναι δυνατόν να μετρηθούν, δεν ξεπερνούν τις 3,000.
Συνολικά, ωστόσο, ο Γαλαξίας μας περιλαμβάνει 200 τουλάχιστον δισεκατομμύρια άστρα. Είναι δε τέτοια η διάταξή τους, που σε έναν μακρινό παρατηρητή ο Γαλαξίας θα έμοιαζε με δίσκο αθλητικό που έχει διάμετρο 100,000 και πάχος 2,000 ετών φωτός.
Πρέπει να σημειωθεί ότι ο χώρος μεταξύ των αστέρων κάποιου γαλαξία δεν είναι εντελώς κενός. Πληρούνται από διάχυτη, εξαιρετικά αραιή μεσοαστρική ύλη, που αποτελείται από αέριο και κοσμική σκόνη. Στη σύσταση του αερίου υπερισχύει και πάλι σημαντικά το υδρογόνο, εμπλουτισμένο σε μικρό ποσοστό με μέταλλα. Με παρόμοιο τρόπο, μεσογαλαξιακή ύλη και όχι απόλυτο κενό καλύπτει τον χώρο ανάμεσα στους γαλαξίες. Η μεσογαλαξιακή ύλη είναι ομαλά κατανεμημένη και η ελάχιστη σκόνη που περιέχει είναι στερεό υδρογόνο υπό μορφή κόκκων χιονιού.
Αν ο γειτονικός μας γαλαξίας, αυτός της Ανδρομέδας, κατοικείται, και οι κάτοικοί του παρατηρούν τη Γη με τηλεσκόπια εξαιρετικής ισχύος, θα παρακολουθήσουν με ενδιαφέρον το πρώτο όρθιο βάδισμα του ανθρώπινου είδους. Θα δουν δηλαδή δύο εκατομμύρια χρόνια πίσω στο παρελθόν, όσο χρειάζεται στις εικόνες από τη Γη για να φθάσουν στην Ανδρομέδα.
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.
Η μεγάλη έκρηξη
Τούτο όμως οδηγεί σε μια παραδοχή αναπότρεπτη. Ότι κάποια στιγμή στο μακρινό παρελθόν, οι γαλαξίες είχαν μια κοινή εκκίνηση. Όλη, δηλαδή, η ύλη και η ενέργεια του Σύμπαντος - η φωτεινή ακτινοβολία, οι γαλαξίες, οι πλανήτες, η αρχέγονη ύλη στο σώμα του αναγνώστη ή του συγγραφέα αυτού του βιβλίου - ήταν συγκεντρωμένα σ΄ενα σημείο! Ένα σημείο, την αρχή του παντός, που είχε άπειρη πυκνότητα και θερμοκρασία.
Στο σημείο αυτό το υπέρπυκνο ή, στην καλύτερη περίπτωση, σ΄αυτή την αδιανόητη κοσμική σφαίρα, κάποια στιγμή και για λόγους που δεν γνωρίζουμε, έγινε μια τρομακτική έκρηξη. Από αυτήν τη Μεγάλη Έκρηξη, την περιώνυμη ως Big Bang, προήλθε το σημερινό Σύμπαν. Η φυγή των γαλαξιών οφείλεται στην τεράστια ορμή που απέκτησε η αρχέγονη ύλη κατά την έκρηξη και που, ακόμη και σήμερα, είναι ικανή να υπερνικά τις δυνάμεις έλξεως ανάμεσα στους γαλαξίες.
Συγκεκριμένο σημείο όπου έγινε η έκρηξη δεν μπορεί να νοηθεί, όπως δεν νοείται και κέντρο στο Σύμπαν. Η μεγάλη Έκρηξη έγινε ταυτόχρονα και παντού, σε όλα τα σημεία του χώρου. Ο ίδιος ο χώρος και ο χρόνος δημιουργούνται τη στιγμή της Μεγάλης Εκρήξεως. Η σκηνή, δηλαδή, του δράματος δημιουργείται ταυτόχρονα με το δράμα. Αυτή η βασική αρχή, που συνεπάγεται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας, μας απαλλάσσει από ενοχλητικές ερωτήσεις για το τι έγινε ή τι υπήρχε «πριν». Τίποτα δεν υπήρχε και τίποτε δεν έγινε πριν, αφού ο χώρος και ο χρόνος δεν ήταν υπάρχουσες οντότητες.
Ένα σύντομο χρονικό του Σύμπαντος
Η μεγάλη Έκρηξη πρέπει να έλαβε χώρα πριν από 14 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτή είναι η χρονική στιγμή μηδέν. Από απειροελάχιστες διαστάσεις, το Σύμπαν αρχίζει να διαστέλλεται με τρομακτική ταχύτητα. Ταυτόχρονα με τη διαστολή, αρχίζει και η συνεχής ψύξη του. Κάθε φορά που το μέγεθος του Σύμπαντος διπλασιάζεται, η θερμοκρασία του ελαττώνεται στο μισό.
Ένα μόλις δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η θερμοκρασία, από άπειρη που ήταν, πέφτει στα 10 δισεκατομμύρια βαθμούς, χίλιες φορές μεγαλύτερη από αυτήν που παράγεται σε μια έκρηξη υδρογονοβόμβας. Στη θερμοκρασία αυτή, τα αρχέγονα υλικά σωματίδια - το γενικόλογο υποδηλώνει και την άγνοιά μας - έχουν ήδη διασπαστεί σε πρωτόνια και νετρόνια. Το νεαρό Σύμπαν, με ακτίνα μερικές δεκάδες έτη φωτός, περιέχει επίσης ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια, που διαρκώς συγκρούονται και εξαϋλώνονται σε φως. Αντίστροφα, η φωτεινή ακτινοβολία διαρκώς μετατρέπεται σε ύλη.
Τα βασικά, συνεπώς, συστατικά του Κόσμου - πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια - είναι ήδη παρόντα. Παρόντα είναι επίσης τα νετρίνα, διεισδυτικά σωματίδια με απειροελάχιστη ή μηδενική μάζα, που θα πρέπει να αφθονούν και στο σημερινό Σύμπαν.
Εκατό δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η θερμοκρασία έχει πέσει στο ένα δισεκατομμύριο βαθμούς, όση περίπου και στο εσωτερικό θερμών αστέρων. Οι συνθήκες είναι κατάλληλες για να σχηματισθούν, από πρωτόνια και νετρόνια, οι πυρήνες του δευτερίου και κυρίως του ήλιου, είναι τα πρώτα μετά το υδρογόνο στοιχεία του περιοδικού συστήματος. Η «πυρηνοσύνθεση» αυτή δεν διαρκεί περισσότερο από 15 λεπτά και είναι, ασφαλώς, λειψή. Οι πυρήνες των υπόλοιπων στοιχείων που απαντούν στο Σύμπαν δημιουργούνται μεταγενέστερα, στο εσωτερικό των αστέρων.
Στη μεγάλη χρονική περίοδο που ακολουθεί την πυρηνοσύνθεση, δεν φαίνεται να συμβαίνει τίποτε αξιοσημείωτο. Το Σύμπαν διαστέλλεται και ψύχεται, ενώ η ύλη εξακολουθεί τη συνεχή αλληλεπίδρασή της με την ακτινοβολία.
Στην ηλικία των 400,000 χρόνων, η διάμετρος του Σύμπαντος είναι χίλιες φορές μικρότερη από τη σημερινή, και η θερμοκρασία του γύρω στους 3,000 βαθμούς. Τότε σχηματίζονται τα πρωταρχικά άτομα, προς τούτο, τα ηλεκτρόνια συλλαμβάνονται σε καθορισμένες τροχιές γύρω από τους πυρήνες. Τα άτομα του υδρογόνου και του ηλίου κάνουν έτσι την εμφάνισή τους και από τότε δεσπόζουν στη σύσταση του Σύμπαντος.
Τα άτομα όμως είναι ηλεκτρικώς ουδέτερα, και έτσι οι αλληλεπιδράσεις του φωτός με την ύλη γίνονται πολύ δύσκολες. Το φως δεσμεύεται από την ύλη και αρχίζει τη μοναχική του περιπλάνηση στο Σύμπαν. Είναι το ίδιο, όπως θα δούμε, που φθάνει ως εμάς σήμερα, αποτελώντας έναν αψευδή μάρτυρα της Μεγάλης Εκρήξεως.
Ο καιρός περνά και 3 δισεκατομμύρια χρόνια μετά την αρχική έκρηξη σχηματίζονται οι κβάζαρ, που παρατηρούνται σήμερα με ισχυρά τηλεσκόπια στις εσχατιές του Σύμπαντος, είναι οι αρχέγονοι γαλαξίες. Ο δικός μας και οι άλλοι γαλαξίες σχηματίζονται υπό την επίδραση του βαρυτικού πεδίου, 7 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι λεπτομέρειες του σχηματισμού τους αποτελούν, ακόμη και σήμερα, πρόβλημα δύσκολο.
Τέλος, πριν από 5 δισεκατομμύρια χρόνια, και ενώ το Σύμπαν έχει ήδη την υπολογίσιμη ηλικία των 10 δισεκατομμυρίων ετών, από κάποια τοπική συγκέντρωση ύλης στον Γαλαξία μας γεννιέται με αργή διαδικασία ο Ήλιος. Από το ίδιο νεφέλωμα που σχημάτισε τον Ήλιο αποσπώνται, λίγο αργότερα, κομμάτια ύλης που θα εξελιχθούν στους πλανήτες. Ένας απ΄αυτούς, η Γη, θα αναδειχθεί ικανός να φιλοξενήσει το φαινόμενο της ζωής.
Ύλη και δυνάμεις στο πρωτογενές Σύμπαν
Οι θεμελιώδεις δυνάμεις που ρυθμίζουν τα του Κόσμου είναι μόνον τέσσερις. Μια, δε, και ασκούνται ανάμεσα σε σωματίδια ύλης ή ενέργειας, ονομάζονται ακριβέστερα και αλληλεπιδράσεις. Οι τέσσερις θεμελιώδης αλληλεπιδράσεις, όπως θα το περίμενε κανείς, διαφέρουν αισθητά ως προς τις ιδιότητες αλλά και τον ρόλο τους.
Τις δυο από τις αλληλεπιδράσεις γνωρίζουμε πολύ καλά από τη ζωή την καθημερινή. Η πιο οικεία είναι η βαρύτητα. Η βαρυτική αλληλεπίδραση κυριαρχεί στον μεγάκοσμο. Είναι αυτή που κρατά σε ισορροπία τους πλανήτες στις σταθερές τροχιές τους περί τον Ήλιο ή ρυθμίζει την κίνηση ενός τεχνητού δορυφόρου.
Η βαρυτική δύναμη ασκείται ανάμεσα σε όλα ανεξαιρέτως τα σώματα και είναι πάντοτε ελκτική. Είναι μάλιστα ικανή να προκαλέσει καμπύλωση στο φως το ίδιο! Την καμπύλωση αυτή του φωτός, απετέλεσε έναν θρίαμβο της γενικής θεωρίας της σχετικότητας.
Η δεύτερη αλληλεπίδραση, η γνωστή από την καθημερινή εμπειρία, είναι η ηλεκτρομαγνητική. Αυτή οδηγεί τα κύματα τηλεοράσεως στα σπίτια - και ως προς τούτο δεν πρέπει να θεωρείται ευεργετική - αλλά και ενυπάρχει στη ρίζα κάθε άλλου τεχνολογικού επιτεύγματος του καιρού μας. Σε αντίθεση με τη βαρύτητα, έχει ανάγκη τα ηλεκτρικά φορτία για να εκδηλωθεί, είναι δε άλλοτε ελκτική, άλλοτε απωστική. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη συγκρατεί τα ηλεκτρόνια στις τροχιές τους γύρω από τον πυρήνα και κυριαρχεί, συνεπώς, στο μοριακό και το βιολογικό επίπεδο.
Οι υπόλοιπες δύο από τις αλληλεπιδράσεις αφορούν κατά βάση τον υποατομικό κόσμο. Η ισχυρή, όπως προδίδει και το όνομά της, είναι η ισχυρότερη από όλες, από τη βαρύτητα, π.χ., κατά έναν αριθμό που ακολουθείται από 40 μηδενικά! Η ισχυρή δύναμη είναι εκείνη που συγκρατεί, και προφανώς πολύ συνεκτικά μεταξύ τους, τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα των ατόμων. Ανεπαίσθητη στην καθημερινή εμπειρία, η ισχυρή αλληλεπίδραση είναι όρος απαραίτητος για την ύπαρξη και τη σταθερότητα της ύλης.
Η τέταρτη, τέλος, από τις αλληλεπιδράσεις του φυσικού κόσμου, η λεγόμενη ασθενής, δεν έχει εκ πρώτης όψεως προθέσεις αγαθές. Διότι είναι αυτή που προκαλεί τη ραδιενεργό διάσπαση των πυρήνων. Συμμετέχει όμως επίσης στις πυρηνικές διαδικασίες στον Ήλιο, που έχουν ως αποτέλεσμα την ευεργετική του ακτινοβολία. Όπως και η ισχυρή, γίνεται αισθητή στις διαστάσεις του υποατομικού κόσμου.
Η επίδραση των τεσσάρων αυτών αλληλεπιδράσεων απλώνεται, σαν ένας τεράστιος ιστός, από τον μικρόκοσμο σε όλη την έκταση του Σύμπαντος. Δεν είναι όμως μόνο η ισχύς τους ή τα σωμάτια στα οποία εκδηλώνονται, που είναι διαφορετικά: διάφορες είναι και οι σφαίρες επιρροής τους. Πράγματι, η εμβέλεια των ισχυρών και ασθενικών δυνάμεων περιορίζεται στα 10-12 cm, δεν ξεπερνά δηλαδή τα όρια του μικρόκοσμου. Η εμβέλεια της βαρύτητας, εν τούτοις, είναι άπειρη, συνεπώς, μεγάλη και η σφαίρα επιρροής της, όταν οι μάζες είναι μεγάλες. Η ηλεκτρομαγνητική, παρ?όλο που και αυτή έχει εμβέλεια άπειρη, περιορίζεται στο ατομικό ή, το πολύ, στο μοριακό επίπεδο. Ο λόγος είναι ότι, πέραν του ατομικού κόσμου, συνήθως έχει να κάνει κανείς με σώματα ηλεκτρικώς ουδέτερα. Ανάμεσα, ας πούμε, στον Ήλιο και στη Γη, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι, γι?αυτόν και μόνον τον λόγο, μηδενική.
Ο ιστός λοιπόν των αλληλεπιδράσεων, ενώ απλώνεται σ΄όλο το Σύμπαν, είναι ιδιαίτερα πυκνός στις ατομικές διαστάσεις. Εκεί, με λεπτά και ισχυρότατα νήματα, διαπλέκονται οι τρεις από τις αλληλεπιδράσεις. Η βαρύτητα αφήνεται να δεσπόζει μόνη της στον μεγάκοσμο. Και δεν είναι περίεργο ότι αυτή αποτελεί την κινητήρια δύναμη στον σχηματισμό των γαλαξιών και των αστέρων.
Οι πρώτες στιγμές της κοσμογονίας
Το απώτατο, λοιπόν, παρελθόν του Σύμπαντος, που εκτείνεται σε ένα μόλις εκατοστό του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, κυριαρχείται από τις αλληλεπιδράσεις των θεμελιωδών σωματιδίων. Παρ΄όλο που δεν είναι ένα παρελθόν στιγμιαίο, μπορεί να διακριθεί σε κάποιες βασικές περιόδους.
Η πρώτη περίοδος ονομάζεται και «εποχή της κβαντικής βαρύτητας». Και είναι μια «εποχή» κατ΄ευφημισμόν, αφού διαρκεί από τη χρονική στιγμή μηδέν μέχρι το απειροελάχιστο 10 -43 sec. Η θερμοκρασία, από άπειρη που ήταν, πέφτει στα 10 Κ. Επειδή η ενέργεια που αντιστοιχεί σ΄αυτήν τη θερμοκρασία είναι κολοσσιαία, οι αλληλεπιδράσεις πρέπει να ήσαν ενοποιημένες.
Η αμέσως επόμενη περίοδος, από 10-43 έως 10-35 sec, είναι η εποχή της μεγάλης ενοποιήσεως. Η βαρύτητα έχει αποχωρισθεί από τις τρεις άλλες δυνάμεις. Βαριά αρχέγονα σωματίδια - κάποια κοινή πιθανόν μορφή των κουάρκ και των λεπτονίων - με ίσο αριθμό αντισωματιδίων τους, κι ακόμη φωτόνια και νετρίνα, συνιστούν το κοσμικό ρευστό. Οι αλληλεπιδράσεις στο ρευστό αυτό έχουν έναν ρυθμό φρενιτιώδη.
Ένα σημαντικό γεγονός σφραγίζει την περίοδο που ακολουθεί, από 10-35 έως 10-12 sec. Είναι η εποχή εξαφανίσεως της αντιύλης. Το ότι η αντιύλη «λάμπει διά της απουσίας» της στο σημερινό Σύμπαν είναι γεγονός αναμφισβήτητο, όσο και παράδοξο. Πράγματι, αντιπρωτόνια, αντινετρόνια ή ακόμη και αντιάτομα δεν φαίνεται να υπάρχουν στο ηλιακό μας σύστημα, ούτε σε κάποια περιοχή του Γαλαξία μας.
Καθώς το Σύμπαν διαστέλλεται και η θερμοκρασία διαρκώς πέφτει, η ασθενής δύναμη αποχωρίζεται από την ηλεκτρομαγνητική. Και οι τέσσερις δυνάμεις είναι πια διακριτές και αναλαμβάνει η καθεμιά τον ειδικό ρόλο της στο Σύμπαν.
Σε ένα δευτερόλεπτο, λοιπόν, από τη Μεγάλη Έκρηξη, ακριβώς όσο ένας άνθρωπος να ανοιγοκλείσει τα μάτια του, οι βασικές συνιστώσες και τα υλικά για την εξέλιξη του Σύμπαντος έχουν ήδη δημιουργηθεί: τα αδρόνια, τα λεπτόνια και οι τέσσερις αλληλεπιδράσεις.
Ο σχηματισμός του ηλίου - η πυρηνοσύνθεση - είναι μια διαδικασία που διαρκεί λίγα μόνον λεπτά. Έκτοτε, όμως, απαιτούνται εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια για να υπάρξουν τα πρώτα ουδέτερα άτομα. Από την προϊστορία, το Σύμπαν εισέρχεται τώρα στην ιστορία του. Διότι, μια και το φως δεν αλληλεπιδρά πια με την ύλη, από αυτήν την περίοδο και μετά είναι δυνατόν να έχουμε απευθείας παρατηρήσεις. Το Σύμπαν χαρακτηρίζεται από διαφάνεια.
Με τον σχηματισμό των πρώτων ατόμων και την απαρχή κυριαρχίας της ύλης - 400.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη - το Σύμπαν, έχοντας εξασφαλίσει κάποια ύπαρξη, δε φαίνεται πια να βιάζεται. Η βαρύτητα σιγά σιγά κυριαρχεί στον μεγάκοσμο, ενώ οι άλλες τρεις δυνάμεις περιορίζονται στον μικροκοσμικό χώρο. Για την εξέλιξη του Σύμπαντος προς τη σημερινή δομή του, που διαρκεί δισεκατομμύρια χρόνια - απ΄ό,τι φαίνεται όμως και για το μακροπρόθεσμο μέλλον του - αποκλειστικά σχεδόν υπεύθυνη είναι η βαρύτητα.
Η εξέλιξη του Σύμπαντος και ο πολυτάραχος βίος των αστέρων
Οι τέσσερις κοσμικές δυνάμεις, στην αρχή ενοποιημένες, πολύ γρήγορα όμως διάκριτες, είχαν την ευθύνη για την οργάνωση της ύλης σε πρώτο επίπεδο. Έτσι, η ισχυρή δύναμη φυλακίζει ανά τριάδες τα κουάρκ σε πρωτόνια και νετρόνια, και πάλι η ισχυρή δύναμη, αλλά με τη συνεργία αυτή τη φορά και της ασθενούς, συγκροτεί από πρωτόνια και νετρόνια πυρήνες ηλίου και λιγοστό δευτέριο.
Αφού εξαντληθεί έτσι, και μάλλον με φτωχά αποτελέσματα, η πυρηνοσύνθεση, αναλαμβάνει τον ρόλο της η ηλεκτρομαγνητική δύναμη: τα ηλεκτρόνια δεσμεύονται σε τροχιές περί τους πυρήνες και συνιστούν τα άτομα. Έχουν περάσει εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη, η θερμοκρασία διαρκώς πέφτει και το διαστελλόμενο Σύμπαν αποτελείται κυρίως από άτομα υδρογόνου και ηλίου.
Μετά την πρώτη φάση της δημιουργίας, το Σύμπαν αποτελείται από ένα τεράστιο νέφος υδρογόνου με ικανές προσμίξεις Ήλιου. Το νεφέλωμα του Ωρίωνα, που με το τηλεσκόπιο μπορεί να το δει κανείς πανέμορφο στον ουρανό, είναι ένα παρόμοιο νέφος. Υπό την επίδραση τώρα της βαρύτητας, στο αρχέγονο νέφος αρχίζουν να εκδηλώνονται μικρές μεταβολές.
Γιατί παρ΄όλο που η βαρυτική έλξη μεταξύ μεμονωμένων ατόμων υδρογόνου είναι αμελητέα, οι τεράστιες συγκεντρώσεις ατόμων που συνιστούν το νέφος την καθιστούν υπολογίσιμη. Έτσι, αν μια τυχαία διακύμανση - και το τυχαίο εδώ περικλείει και την άγνοιά μας - δημιουργήσει κάποια συσσώρευση ύλης σε μια περιοχή του νέφους, η συσσώρευση αυτή αποτελεί εφεξής κέντρο έλξεως για τα υπόλοιπα άτομα. Με τη συνεχή έλξη ατόμων, το κέντρο αυτό διαρκώς ισχυροποιείται και, όπως μια χιονοστιβάδα, αυξάνεται σε ποσότητα και πυκνότητα ύλης. Επειδή παρόμοια ελκτικά κέντρα δημιουργούνται πολλά, το αρχικό ομοιόμορφο νέφος εξελίσσεται έτσι σε διάσπαρτες περιοχές συμπυκνώσεως της ύλης. Οι συμπυκνώσεις αυτές αποτελούν τους πρωτογαλαξίες, τους προγόνους, δηλαδή, των σημερινών γαλαξιών.
Ένα αστέρι γεννιέται
Η φάση αυτή, στο τέλος της οποίας το Σύμπαν αποτελείται πλέον από διάσπαρτους πρωτογενείς γαλαξίες, διαρκεί μερικά δισεκατομμύρια χρόνια. Όπως όμως η αρχική ομοιομορφία του αρχέγονου νέφους παραβιάστηκε από τους πρωτογαλαξίες, έτσι και τυχαία υποσυμπυκνώματα ύλης σε κάθε πρωτογαλαξία παραβιάζουν την ομοιομορφία του και είναι οι πρόγονοι των αστέρων.
Ένα παρόμοιο υποσυμπύκνωμα, διαθέτοντας μεγαλύτερο βαρυτικό πεδίο από τη γύρω περιοχή, ισχυροποιείται διαρκώς. Κάποια στιγμή, αποσπάται από την υπόλοιπη μεσοαστρική ύλη. Σ΄αυτήν την αεριώδη μάζα που αποσπάται, η βαρυτική δύναμη εξακολουθεί να συμπιέζει τα άτομα. Ένα κοινό φαινόμενο κάνει τώρα έκδηλη την παρουσία του. Καθώς τα άτομα συγκρούονται μεταξύ τους, η κινητική τους ενέργεια μεγαλώνει, κι αυτό σημαίνει αύξηση της θερμοκρασίας.
Η μετατροπή της βαρυτικής ενέργειας σε θερμότητα συνεχίζεται, και ο πρωταστέρας γίνεται ολοένα θερμότερος και πυκνότερος. Οι ηλεκτρονικοί φλοιοί των ατόμων αρχίζουν σχεδόν να εφάπτονται. Όταν η συνολική μάζα είναι μικρή - όπως για παράδειγμα σήμερα στον πλανήτη Δία - η απωστική δύναμη μεταξύ των ατόμων εξισορροπεί τη βαρυτική σύνθλιψη. Αν η μάζα, όμως, του πρωτοαστέρα είναι σχετικά μεγάλη, η βαρυτική σύνθλιψη επιμένει. Τα άτομα εισχωρούν το ένα μέσα στο άλλο και η υψηλή θερμοκρασία αποδεσμεύει τα ηλεκτρόνια από τους πυρήνες. Από τις συγκρούσεις των σωματιδίων και την ταχύτατη περιπλάνηση των ηλεκτρονίων ανάμεσα στους απογυμνωμένους πυρήνες, εκλύονται τεράστιες ποσότητες φωτός. Το εκπεμπόμενο φως δεν είναι πια το χαρακτηριστικό του υδρογόνου. Εκπέμπεται αρχικά στην περιοχή των ραδιοσυχνοτήτων και του υπερύθρου, καθώς όμως αυξάνεται η ενέργεια των φωτονίων, μετατοπίζεται προς το ορατό ερυθρό. Περίλαμπρα προδίδοντας την ύπαρξή του, ένα πραγματικό άστρο έχει έτσι γεννηθεί.
Ο θερμός βίος των αστέρων
Η βαρυτική σύνθλιψη εξακολουθεί. Καθώς μάλιστα οι πυρήνες του υδρογόνου - τα πρωτόνια - είναι τώρα που συγκρούονται μεταξύ τους, η θερμοκρασία ανεβαίνει δραματικά και μια άλλη διαδικασία κυριαρχεί: η σύνθεση πιο περίπλοκων πυρήνων. Το άστρο έχει μπει στην πυρηνική εποχή του. Το υδρογόνο κυριολεκτικά καίγεται σε μια θερμοκρασία γύρω στα 10 εκατομμύρια βαθμούς, σχηματίζοντας στην αρχή δευτέριο και στη συνέχεια ήλιο.
Η πυρηνική καύση εκλύει τεράστια ποσά ενέργειας από το κέντρο του αστέρα και οι πιέσεις που δημιουργούνται συγκρατούν τη βαρυτική σύνθλιψη. Η συρρίκνωση της ύλης παύει, ο αστέρας σταθεροποιείται σε μέγεθος και για πολλά εκατομμύρια χρόνια ζει έκθαμβος και σε δυναμική ισορροπία.
Ένας πολύ μεγάλος αριθμός αστέρων στον νυχτερινό ουρανό διέρχονται αυτή τη φάση, που διαρκεί εκατομμύρια χρόνια.
Το φως και η θερμική ενέργεια των αστέρων οφείλονται σε πυρηνικές αντιδράσεις. Χρειάστηκε η κατανόηση της ισοδυναμίας μάζας και ενέργειας - ως απλή συνέπεια της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας - και η ανάπτυξη της κβαντομηχανικής για να δοθεί, μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, η σωστή ερμηνεία του φαινομένου.
Όλοι οι αστέρες περνούν ή θα περάσουν από το στάδιο του ερυθρού γίγαντα. Ο ίδιος η Ήλιος μας δεν θα αποφύγει κι αυτός το πικρό ποτήρι. Μετά από πέντε περίπου δισεκατομμύρια χρόνια, έχοντας καύσει το υδρογόνο του στο κέντρο, θα μετατραπεί σε ερυθρό γίγαντα. Οι διαστάσεις του θα μεγαλώσουν τόσο, που θα καλύψει και θα πυρπολήσει ένα μεγάλο μέρος του ηλιακού συστήματος. Η ίδια η Γη, εάν η ανθρώπινη μωρία την έχει αφήσει μέχρι τότε ανέπαφη, θα δεκαπλασιάσει τη θερμοκρασία της και οι ωκεανοί θα εξαερωθούν. Έτσι, στο βαθύτατο γήρας του, ο Ήλιος θα καταστρέψει τους πλανήτες που τον συνόδευσαν πιστά από τη στιγμή της γεννήσεώς του.
Οι πυρηνικές καύσεις των αστέρων απολήγουν, λοιπόν, στη σύνθεση πολύπλοκων πυρήνων, που αποτελούν ένα ακόμη βήμα στην οργάνωση της ύλης. Ό,τι απέτυχε να δημιουργήσει ο περίτεχνος και πολύ ισχυρότερος μηχανισμός της Μεγάλης Εκρήξεως γεννιέται - ή, ίσως, είναι ανάγκη να γεννηθεί! - στο εσωτερικό αστέρων.
Οι εκρηκτικοί θάνατοι των μεγάλων αστεριών
Η κατάληξη ενός αστέρα, όταν εξαντλεί τα πυρηνικά του καύσιμα, σε λευκό νάνο ή αστέρα νετρονίων μπορεί να θεωρηθεί ένα ήρεμο και, οπωσδήποτε, αξιοπρεπές τέλος. Οι αστέρες, όμως, που έχουν μάζα πολύ μεγαλύτερη από τον Ήλιο υπόκεινται σε μια σκοτεινή προοπτική, αυτήν της ολοκληρωτικής καταρρεύσεως της ίδιας της ύλης τους! Και σε μια ύστατη προσπάθεια να την αποφύγουν, εκτοξεύουν ένα μεγάλο μέρος από την ύλη αυτή στο διάστημα. Αυτές οι κατακλυσμικές εκρήξεις, που η καθεμιά τους είναι λαμπρότερη από ένα δισεκατομμύριο ήλιους, ονομάσθηκαν υπερκαινοφανείς.
Ο θάνατός τους, η ζωή μας
Σε μια ή περισσότερες παρόμοιες εκρήξεις οφείλουμε και μεις την ύπαρξή μας. Η ύλη από τον αστέρα που εκρήγνυται και με μεγάλη ταχύτητα εκτείνεται στον χώρο, αναμειγνύεται με το αρχέγονο συμπαντικό ρευστό. Το μεσοαστρικό αέριο κοντά στην περιοχή της εκρήξεως δεν αποτελείται στο εξής μόνο από υδρογόνο και ήλιο. Πυρήνες βαρύτεροι από τον σίδηρο, με περίπλοκη δομή, όπως η άργυρος, ο χρυσός ή το ουράνιο, εμφανίζονται για πρώτη φορά. Έστω σε πολύ μικρό ποσοστό, αποτελούν πια συστατικά του κοσμικού ρευστού. Ο κάθε πυρήνας συλλαμβάνει αργότερα ένα συγκεκριμένο αριθμό ηλεκτρονίων - όσα και τα πρωτόνιά του - και αποκτά ταυτότητα ως άτομο.
Αν νέα αστέρια - αστέρια δεύτερης γενιάς - σχηματισθούν από το κοσμικό ρευστό, εκτός από το υδρογόνο και ήλιο θα περιέχουν μια ποικιλία από βαρύτερα στοιχεία. Ατέλειωτοι κύκλοι αστρικών θανάτων και αναγεννήσεων μπορεί να ακολουθήσουν, ως είδος κοσμικών μετεμψυχώσεων. Ο ίδιος ο Ήλιος είναι αστέρι τουλάχιστον δεύτερης γενιάς. Και μια και η Γη μας αποσπάσθηκε από τον Ήλιο, είναι ευεξήγητη η παρουσία των στοιχείων αυτών στην ατμόσφαιρα, στο έδαφος και στους ωκεανούς της. Συγκλονιστική όσο κι αν είναι η ιδέα, εντούτοις είμαστε φτιαγμένοι από αστερόσκονη. Και τη ζωή μας οφείλουμε στον θάνατο κάποιου άστρου.
