Cinci lucruri mai puțin cunoscute despre teoria Big Bang
Teoria Big Bang spune că Universul s-a născut dintr-un Big Bang, în care toată materia și chiar timpul însuși au luat ființă. Cei mai mulți dintre noi au auzit de teoria Big Bang-ului și, în zilele noastre, probabil că majoritatea dintre noi o acceptăm.
Dar „crearea” Universului nu este în niciun caz un concept simplu de explicat și rămân multe întrebări, dintre care unora poate nu le vom ști niciodată răspunsul.
Câteva dintre cele mai provocatoare întrebări despre teoria Big Bang
1.Big Bang-ul a produs zgomot?
Big Bang-ul a produs un zgomot, conform teoriei. Nimeni nu era prin preajmă să-l audă și, chiar dacă ar fi fost, sunetul ar fi fost mult mai profund decât orice putea fi auzit de urechea umană.
Cu toate acestea, o înregistrare a sunetului ne este adusă astăzi după 760.000 de ani de la nașterea Universului de radiația cosmică de fond – „strălucirea de după” a mingii de foc Big Bang.
În 2005, fizicianul american John Cramer de la Universitatea Washington din Seattle a luat undele sonore detectate de sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) de la NASA și le-a mărit frecvența cu un factor de 100.000 de miliarde de miliarde, astfel încât să poată fi auzite.
„Sunetul este ca al unui avion cu reacție de mari dimensiuni care zboară la 30 m deasupra casei tale”, a spus el.
2.Se poate vedea tot drumul înapoi până la Big Bang, nașterea Universului?
Prin „a vedea”, înțelegem în mod convențional „a vedea cu ajutorul luminii”, ceea ce înseamnă nu doar lumina vizibilă, ci orice lumină, inclusiv undele radio și razele gamma.
În teorie, ar trebui să fie posibil să ne întoarcem în orice moment al istoriei Universului când exista materialul care producea lumină, dar cum rămâne cu Big Bang-ul însuși?
În practică, vederea noastră este obstrucționată, astfel încât să nu putem vedea mai devreme de aproximativ 400.000 de ani de la nașterea Universului.
Imaginează-ți o ceață care coboară între tine și, să zicem, o turlă îndepărtată a unei biserici. Înainte de apariția ceții, razele de lumină de la turlă ajungeau la ochi în linie dreaptă, astfel încât ochiul putea să creeze o imagine precisă.
Cu toate acestea, în prezența ceții, razele de lumină sar nebunește înainte și înapoi între picăturile de apă, ștergând toate informațiile despre locul de unde provin și făcând imposibilă crearea unei imagini.
Mingea de foc a Big Bang-ului ar putea fi considerată o „ceață cosmică”, cu electronii liberi jucând rolul picăturilor de apă.
Abia după 400.000 de ani a fost suficient de rece pentru ca electronii să fie curățați și să devină părți ale atomilor. Practic, Universul a trecut de la „cețos” la transparent.
3.Timpul a trecut mai încet după Big Bang din cauza gravitației?
La scurt timp după Big Bang, materia Universului a fost strânsă într-un volum mic, astfel încât gravitația exercitată de acea materie era extrem de puternică.
Conform teoriei generale a relativității a lui Einstein, ceasurile dintr-un câmp gravitațional puternic funcționează mai lent decât ceasurile dintr-un câmp gravitațional slab. În consecință, timpul imediat după Big Bang trecea mai încet decât în prezent. Și avem dovezi ale acestui lucru în casele noastre.
Când se obișnuia să se regleze vechile televizoarele între posturi, aproximativ 1% din statica de pe ecran era radiație cosmică de fond – radiație rămasă de la Big Bang. Prin urmare, “puricii” care se vedeau pe ecran erau produși de radiația cosmică de fond.
Principalul lucru este că acest fond cosmic provine dintr-o perioadă în care radiația termică de răcire a Big Bang-ului era la fel de fierbinte ca suprafața Soarelui. Prin urmare, ar trebui să fie sub formă de lumină vizibilă, ca cea dată de Soare, dar nu este. În schimb, este sub formă de microunde, iar aceste unde oscilează de aproximativ 1.000 de ori mai încet decât lumina vizibilă.
Și din moment ce undele luminoase sunt ca ceasurile – se mișcă în sus și în jos, sau oscilează, cu regularitatea unui ceas – aceasta este o dovadă directă că la Big Bang, timpul trecea mult mai lent decât în prezent.
4.Dacă Universul s-a extins după Big Bang, de ce nu există o sferă goală în centru?
Gaură în centrul Universului
Acest lucru ar fi adevărat dacă Big Bang-ul s-ar fi întâmplat într-un singur loc, dar nu s-a întâmplat.
Problema este că termenul „Big Bang” transmite o imagine mentală greșită în aproape fiecare detaliu.
O explozie – a unui baton de dinamită, să zicem, – are loc într-un singur loc și schijele zboară în împrejurimile preexistente.
În momentul Big Bang-ului, însă, nu exista un gol preexistent; spațiul însuși a luat ființă atunci. Și fiecare punct din acel spațiu a început imediat să se îndepărteze cu viteză de orice alt punct al spațiului.
Cu alte cuvinte, Big Bang-ul s-a întâmplat peste tot deodată.
Gândiți-vă la stafidele dintr-o prăjitură care crește, fiecare dintre ele se îndepărtează de celelalte. Dar la un tort infinit! Cam așa este și Universul.
5.Există alternative la teoria Big Bang?
Modelul universului vizibil. O hartă completă a cerului produsă de Sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) care arată radiația cosmică de fond, o strălucire foarte uniformă a microundelor emise de universul copil cu mai bine de 13 miliarde de ani în urmă. Diferențele de culoare indică fluctuații minuscule ale intensității radiației, un rezultat al variațiilor mici ale densității materiei din universul timpuriu. Conform teoriei inflației, aceste neregularități au fost „semințele” care au devenit galaxiile.
Cum explică teoriile alternative la Big Bang fondul cosmic de microunde?
Una dintre caracteristicile remarcabile ale cosmologiei este că există puțini contestatari serioși la teoria Big Bang. În zilele noastre, doar o mână de cosmologi promovează o alternativă a Big Bang-ului, „teoria stării cvasi-staționare” (Quasi-Steady State theory).
Spre deosebire de teoria Big Bang, care susține că Universul a avut un început și și-a schimbat înfățișarea cu timpul, teoria stării cvasi-staționare (Quasi-Steady State) spune că Universul a existat, neschimbat, dintotdeauna.
Acest lucru necesită ca materie nouă să fi apărut pe măsură ce Universul s-a extins, pentru a menține aceeași densitate cosmică.
Susținătorii teoriei stării cvasi-staționare afirmă că această creare a materiei are loc în explozii de toate dimensiunile, inclusiv în Big Bang, pe care ei îl văd doar ca o altă explozie în colțul nostru de cosmos.
În teoria Big Bang, Universul în expansiune face ca materia să se dilueze în timp, în timp ce în teoria stării cvasi-staționare, crearea continuă a materiei asigură faptul că densitatea rămâne constantă în timp.
Totuși, marea problemă cu teoria stării cvasi-staționare este explicarea fondului cosmic de microunde, care în imaginea standard este pur și simplu radiația termică rămasă de la Big Bang.
Susținătorii stării cvasi-staționare spun că este lumina stelară re-radiată de „ace” minuscule de fier, despre care susțin că sunt ejectate de supernove și umplu întregul Univers.
Dar există o teorie și mai controversată decât aceasta: așa-numita „cosmologie plasmatică”.
Puținii adepți ai săi susțin că Universul este controlat nu numai de gravitație, ci și de forța electromagnetică dintre particulele încărcate.
În această imagine, chiar și deplasarea spre roșu a luminii, care ne spune că Universul se extinde, poate avea o altă explicație.
Dacă da, este posibil să nu fi existat un Big Bang, iar întreaga bază a cosmologiei standard ar fi subminată.
© CCC