Legile matematice stau la baza structurii Universului nostru – nu doar a atomilor, ci si a galaxiilor, stelelor şi fiintelor. Proprietăţile atomilor – dimensiunile şi masele lor, cat de multe tipuri diferite există şi forţele care îi leagă împreună – determina configuratia lumii noastre de zi cu zi. Existenţa atomilor depinde de forţele şi de particulele aflate in profunzimea lor. Obiectele pe care le studiaza astronomii – planetele, stelele şi galaxiile – toate sunt controlate de forţa gravitaţionala. Şi totul are loc in spatiul unui Univers în expansiune, ale cărui proprietăţi i-au fost imprimate în momentul Big Bang-ului iniţial.
Stiinţa progreseaza prin descifrarea modelelor şi regularităţilor din natură, astfel că din ce in ce mai multe fenomene pot fi subsumate în categorii şi legi generale. Teoreticienii au drept scop înglobarea fundamentelor legilor fizicii intr-un set unificat de ecuaţii şi câteva numere. Există încă alte cateva moduri de abordare, iar progresele sunt remarcabile.
Conform cosmologului si astrofizicianului britanic, Martin Rees, exista şase numere care par a fi deosebit de importante pentru definirea unui anumit tip de Univers. Două dintre ele se referă la forţele fundamentale, alte două stabilesc dimensiunea şi “textura” de ansamblu a Universului nostru şi decid dacă acesta se va extinde in eternitate, iar celelalte două determina proprietăţile spaţiului în sine:
– 1. Cosmosul este atât de vast deoarece există un numar urias in natura, N (niu, din alfabetul grecesc), de o importanta cruciala, egal cu 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000, adica 1036. Acest număr măsoară intensitatea forţelor electrice care menţin atomii împreună, împărţita la forţa de atractie gravitationala dintre acestia.
Dacă N ar fi avut doar cu câteva zerouri mai puţin, nu ar fi existat decat un Univers in miniatura si acesta ar fi fost de scurtă durată: nicio creatura nu ar fi putut să crească mai mare decât insectele şi nu ar fi existat nici timpul necesar pentru evoluţia ei biologică.
– 2. Un alt număr, ε (epsilon), a cărui valoare este de 0,007, defineşte cat de stabil se leaga nucleele atomice împreună şi modul in care s-au format toţi atomii de pe Pământ. Valoarea sa controlează energia primita de la Soare şi, mai precis, modul in care stelele transmuta hidrogenul în toţi atomii din tabelul periodic al elementelor. Carbonul şi oxigenul sunt elemente obisnuite, în timp ce aurul si uraniul sunt rare, datorita proceselor de transmutatie nucleara care au loc in interiorul stelelor.
Dacă ε ar fi fost de 0,006 sau 0,008, nu am mai fi putut exista.
– 3. Numărul cosmic, Ω (Omega), masoara cantitatea de materie din Universul nostru – galaxii, gaze difuze şi “materie întunecata”, aratand importanţa relativă a gravitatiei şi a expansiunii energiei în univers.
Dacă aceasta proportie ar fi fost prea mare raportata la o anumita valoare “critica”, Universul s-ar fi prăbuşit cu mult timp în urmă; ar fi fost prea mic si nicio galaxie sau stea nu s-ar fi format. Viteza iniţială de expansiune a Universului pare să fi fost fin reglata.
– 4. Măsurarea celui de-al patrulea număr, λ (lambda), a fost cea mai mare noutate ştiinţifica a anului 1998. O noua forţă nebănuită – o “antigravitatie” cosmică – controlează expansiunea Universului nostru, chiar dacă nu are niciun efect vizibil la o scara mai mica de un miliard de ani-lumină. Aceasta tinde să devină tot mai dominanta asupra gravitatiei şi altor forţe, astfel încat Universul nostru devine tot mai întunecat şi rarefiat. Din fericire pentru noi (şi foarte surprinzător pentru teoreticieni), λ este foarte mic. In caz contrar, efectul sau ar fi oprit formarea galaxiilor si a stelelor şi evoluţia cosmică ar fi fost înăbuşita chiar înainte de a fi putut începe.
– 5. Impulsurile formarii tuturor structurilor cosmice – stele, galaxii şi clustere de galaxii – toate au fost imprimate de Big Bang. Structura sau configuratia Universului nostru depinde de un număr, Q, care reprezintă raportul dintre două energii fundamentale şi este de aproximativ 1/100.000 ca valoare.
In cazul în care Q ar fi fost mai mic, Universul ar fi fost inert şi haotic; în cazul în care Q ar fi fost mult mai mare, Universul ar fi fost un loc deosebit de ostil, în care nici stelele sau sistemele solare nu ar fi putut supravieţui, fiind dominat de găuri negre imense.
– 6. Al saselea numar crucial a fost cunoscut de secole, deşi acum este privit intr-o perspectivă nouă. Acesta este numărul de dimensiuni spaţiale din lumea noastră, D, şi este egal cu trei. Viaţa nu ar fi putut exista daca D ar fi fost doi sau patru. Timpul este a patra dimensiune, dar in mod distinct diferita de celelalte prin faptul că aceasta are o săgeată incorporata, reprezentand directia: ne indreptam numai spre viitor. In apropierea găurilor negre, spatiul este atat de deformat incat lumina se deplaseaza in cercuri, şi timpul poate chiar sa stea in loc. Mai mult, aproape de momentul Big Bang-ului, şi, de asemenea, la scara microscopica, spaţiul poate dezvălui structura sa cea mai profundă care sta la baza intregului Univers: vibratiile si armoniile obiectelor numite “superstringuri”, într-un spatiu cu zece dimensiuni.
Probabil că există anumite conexiuni între aceste numere. Cu toate acestea, in acest moment, nu se poate deduce nici unul din valorile celorlalte. Nu se ştie nici dacă vreo “teorie a totului” va oferi, în cele din urmă, o formulă care sa stabileasca o relatie intre ele sau le va specifica in mod independent.
Aceste şase numere au fost evidentiate deoarece fiecare joacă un rol crucial şi distinctiv în Universul nostru şi, împreună, determină modul în care Universul evoluează şi care sunt potentialitatile sale intrinseci; în plus, trei dintre ele (cele care se referă la scara macro a universului) abia pot fi acum măsurate cu o anumita precizie.
Aceste sase numere constituie o “reteta” pentru un Univers. Mai mult, rezultatul este sensibil la valorile lor: dacă oricare dintre ele ar fi fost “necalibrata”, nu ar fi existat nici stele si nici viaţă. Poate fi doar o potrivire intamplatoare, doar o coincidenţă? Sau este providenta, voia unui Creator inofensiv? Probabil niciuna dintre acestea. O infinitate de alte Universuri pot exista şi în cazul în care numerele sunt diferite. Cele mai multe dintre acestea ar fi insa fara viata sau sterile.
Am putut sa apărem numai (şi, prin urmare, ne-am considerat existenta noastra ca pe un fapt natural, firesc) într-un Univers cu o combinaţie “precisa”, adecvata existentei noastre. Aceasta descoperire oferă o perspectivă nouă asupra Universului nostru, asupra locului nostru în acesta şi asupra naturii legilor fizice.
Este uimitor faptul că un Univers în expansiune, al cărui punct de plecare este atât de “simplu”, incat poate fi determinat doar de câteva numere, a putut evolua (în cazul în care aceste numere au fost adecvat “reglate”) în Cosmosul nostru atat de complicat structurat.
© CCC
Daca, ipotetic, s-ar porni dintr-un punct, mergand in linie dreapta, din ce in ce mai departe, nu se va putea ajunge niciodata la marginea Universului, ci s-ar ajunge de unde s-a pornit. Motivul este faptul ca Universul, adica spatiul, se curbeaza intr-un fel care ii permite sa fie fara limite, dar finit.
De fapt, nici macar nu se poate spune, in adevaratul sens al cuvantului, ca spatiul este in expansiune, asa cum afirma fizicianul Steven Weinberg, laureat al Premiului Nobel, “sistemele solare si galaxiile nu sunt in expansiune”, ci galaxiile se indeparteaza unele de altele in mare viteza. Si aceasta pentru ca “Universul nu este doar mai ciudat decat presupunem noi, el este mai ciudat decat putem noi presupune.”(J.B.S. Haladane, biolog)
Asa cum nu exista o margine a Universului, tot astfel, nu exista un centru al Universului, sau un centru al centrelor de unde a pornit totul.
Pentru pamanteni, Universul se intinde numai pana unde a calatorit lumina in miliardele de ani de cand s-a format Universul. Universul vizibil, cel care este cunoscut, are 1 milion de milioane de milioane de milioane (1024) de mile diametru. Dar metauniversul este cu mult mai vast. Conform astrofizicianului britanic, Martin Rees, numarul de ani lumina pana la marginea acestui Univers extins, nevazut, ar trebui scris cu milioane de zerouri!
Modelul Big Bang-ului se bazează pe două idei cheie de la inceputul secolului XX: Teoria relativităţii generale şi Principiul cosmologic.
Presupunand ca la scara mare materia este repartizata uniform in Univers, se poate folosi teoria relativităţii generale pentru a calcula efectele gravitaţionale corespunzătoare distributiei acestei materii. Deoarece gravitaţia este o proprietate a geometriei spaţiu-timp, in conformitate cu relativitatea generala, acest lucru este echivalent cu a calcula insasi dinamica spaţiu-timp.
Avand in vedere ipoteza conform careia materia este distribuită omogen şi izotrop (proprietăți fizice identice in toate direcțiile) in univers (Principiul cosmologic), se poate demonstra ca distorsiunea corespunzătoare tandemului spaţiu-timp (datorata efectelor gravitaţionale ale materiei), poate avea doar trei forme aşa cum se arată schematic in imaginea de mai jos:
– poate avea o curbură pozitiva, precum suprafaţa unui balon şi sa fie finit (Univers inchis)
– poate avea o curbură negativa ca o şa şi să se extindă la infinit (Univers deschis)
– poate avea curbura zero (sa fie plat) şi să se extindă la infinit (Univers plat)
Cele trei teorii privind forma Universului sunt: teoria Universului plat, teoria Universului inchis (sferic) şi teoria Universului deschis (in forma de şa).
Una dintre limitarile acestei imagini este faptul ca incearcă sa reprezinte bidimensional un spatiu care este tridimensional.
Inainte de a merge mai departe, este bine de facut cateva precizari:
– Intrucat Universul are o varsta finita (circa 13,7 miliarde de ani) se poate vedea doar la o distanţă finita in spaţiu: circa 13,7 miliarde de ani lumină. Modelul Big Bang nu incearcă să descrie zona de spaţiu dincolo de orizontul nostru, unde tandemul spaţiu-timp ar putea fi diferit.
– Este posibil ca Universul sa aiba o topologie globala mult mai complexa decat cea descrisa aici, avand in acelaşi timp aceeaşi curbură locala. De exemplu, ar putea lua forma unui tor.
Materia joacă un rol central in cosmologie. Se pare că densitatea medie a materiei determină geometria Universului (in limitele menţionate mai sus).
– Daca densitatea materiei este mai mică decat aşa-numita “densitate critică”, Universul este deschis şi infinit
– Daca densitatea depăşeşte densitatea critică, universul este inchis şi finit.
– Daca densitatea este egală cu densitatea critică, universul este plat şi, fara indoiala, infinit.
O valoare a densitatii critice foarte mica corespunde la aproximativ sase atomi de hidrogen pe metru cub (vid, dupa standardele terestre).
Una dintre intrebările cheie ale cosmologiei de astăzi este: care este densitatea medie a materiei in universul nostru? Răspunsul nu este inca cunoscut cu certitudine, dar pare a fi extrem de aproape de densitatea critică.
Scenarii posibile ale expansiunii (şi, posibil, ale contractiei) Universului:
Curba oranj de jos reprezinta un univers inchis, de mare densitate, care se extinde timp mai multe miliarde de ani, apoi, in final, se intoarce şi se prăbuşeşte sub propria greutate.
Curba verde reprezintă un univers plat, de densitatea critică, in care rata de expansiune incetineste continuu (curbele devin tot mai mult orizontale).
Curba albastra reprezinta un univers deschis, de densitate mica, a carui expansiune este, de asemenea, incetinita, dar nu la fel de mult ca in cazul primelor doua, intrucat atractia gravitationala nu este la fel de puternica.
Curba rosie reprezintă un univers in care o mare parte a materiei se afla intr-o formă numita “energie întunecată“, care determina expansiunea accelerata a Universului.
Exista tot mai multe dovezi că Universul nostru se indreapta spre un model reprezentat de curba roşie. Universul nostru se va extinde in eternitate, iar densitatea materiei din Cosmos va continua sa scada mereu.
© CCC
Teoria Big Bang-ului
Pentru a construi un univers standard, de moda veche, cu Bing Bang, ar trebui adunat tot ce exista, pana la ultimul fir de praf si particula de materie de aici si pana la marginile creatiei. Si totul trebuie ingramadit intr-un punct atat de infinitezimal compact, incat sa nu aiba niciun fel de dimensiuni. Acest punct este un punct de singularitate.
Tot asa de bine s-ar putea ingramadi cateva zeci de grame de materie intr-un proton micsorat de un miliard de ori. Un proton, particica infinitezimala a unui atom, este atat de minuscul, incat un punct, tastat pe un document, ar putea contine cca. 500 de miliarde de protoni, adica un numar aproximativ egal cu numarul de secunde din care sunt alcatuiti 15 000 de ani.
In ambele cazuri, materia atat de concentrata se va elibera printr-un Bing Bang adevarat.
In jurul punctului de singularitate nu exista nimic, nici spatiu, nici vid intunecat. Universul in expansiune nu umple un spatiu gol, preexistent, ci el creeaza spatiul pe masura ce se extinde. Punctul de singularitate nu are un trecut din care sa se fi nascut (poate a aparut de curand sau a fost acolo dintotdeauna, asteptand momentul potrivit), caci timpul nu exista. Astfel, din nimic, in afara spatiului si timpului se naste Universul. Intr-un unic impuls orbitor, punctul de singularitate capata dimensiuni, devine spatiu.
Prima secunda de viata a Universului, a dat nastere gravitatiei si tuturor celorlalte forte ce guverneaza fizica.
In mai putin de 1 minut, Universul se extinde pe mii de miliarde de kilometri si creste vertiginos.
Temperaturile sunt enorme, sunt vreo 10 miliarde de grade, astfel incat reactiile nucleare se pot declansa, generand elementele mai usoare, mai ales hidrogen si heliu, si putin litiu (1 atom la 100 de milioane).
98% din materia care exista a fost creata odata cu Big Bang-ul, fiind alcatuita aproape exclusiv din gaze usoare: heliul, hidrogenul si litiul si nici o singura particula din elementele mai grele, necesare vietii, carbon, azot, oxigen.
In 3 minute, s-a format cca. 98% din toata materia care exista sau va exista vreodata. Astfel, a luat nastere Universul acum 13,7 miliarde de ani (unii cosmologi sustin ca momentul creatiei Universului ar fi fost acum 10 miliarde, 20 de miliarde sau 15 miliarde de ani) .
Ceea ce se stie insa cu certitudine este faptul ca in trecutul foarte indepartat, intr-o perioada nedeterminata si din motive necunoscute a aparut momentul t = 0, in care timpul incepe sa existe.
Radiatia cosmica de fond, o descoperire de Premiul Nobel
Astrofizicienii americani Arno Penzias si Robert Wilson, au descoperit, mai mult din intamplare, la antena de comunicatii din New Jersey, radiatia cosmica de fond, cea mai straveche relicva de la nasterea Universului. Descoperirea acesteia le-a adus Premiul Nobel pentru Fizica in 1978.
Ideea de Big Bang este destul de recenta, aparand prin anii 1920, cand a fost propusa, timid, pentru prima data, de preotul (astronom si fizician) belgian Georges Lemaître. Abia pe la mijlocul anilor 1960, a devenit o notiune activa in cosmologie, cand doi tineri radioastronomi au facut o descoperire extraordinara, dar continand o inadvertenta.
In 1965, Arno Penzias si Robert Wilson, incercau sa foloseasca o antena enorma de telecomunicatii din cadrul Laboratoarelor Bell din Holmdel, New Jersey. Orice experiment insa devenea imposibil din cauza unui zgomot de fundal persistent si difuz, un fel de sasait constant si consistent ce venea din toate punctele, zi si noapte, pe orice vreme.
Tinerii astronomi au incercat timp de un an sa localizeze si sa elimine zgomotul; au testat fiecare sistem electric, au reasamblat instrumentele, au verificat circuitele, au curatat prizele, au infasurat in banda izolanta fiecare imbinare si fiecare nit, dar totul a fost in zadar.
In acelasi timp, la numai cincizeci de kilometri distanta, la Universitatea Princeton, o echipa de cercetatori, condusa de Robert Dicke, incerca sa descopere exact fenomenul pe care Penzias si Wilson doreau sa-l elimine. Cercetatorii din Princeton dezvoltau o idee sugerata in anii 1940 de astrofizicianul de origine rusa George Gamow. Acesta considera ca, daca se cerceteaza suficient de profund spatiul, ar trebui descoperita o radiatie cosmica de fond ramasa dupa Big Bang.
Conform calculelor lui Gamow, dupa parcurgerea imensitatii cosmosului, radiatia ar trebui sa ajunga pe Pamant sub forma de microunde. Gamow, sugerase, ulterior, chiar si un instrument care ar fi putut pune in evidenta aceasta radiatie: antena cornet din Holmdel, numai ca nici Penzias, nici Wilson si nici membrii echipei din Princeton nu citisera aceasta lucrare, iar zgomotul pe care il auzeau Penzias si Wilson era zgomotul postulat de Gamow. Acestia, descoperisera, fara sa stie, marginea Universului, sau cel putin partea sa vizibila, la 90 de miliarde de mii de miliarde de mile distanta si “vedeau” primii fotoni (cea mai straveche lumina din Univers) transformati datorita timpului si distantei in microunde, asa cum prezisese Gamow.
Alan Guth, in cartea sa Universul inflationar, ofera o analogie a acestei cercetari a Universului in adancime. Daca cercetarea profunzimii Universului ar fi similara cu cercetarea de la etajul o suta (momentul prezent) a nivelului strazii (momentul Big Bang-ului), in momentul descoperirii lui Penzias si Wilson, cele mai indepartate galaxii descoperite vreodata de cineva, se aflau cam pe la etajul saizeci, iar cele mai indepartate lucruri, quasarii – galaxii foarte tinere, aflate in stadiul incipient de formare, se aflau cam pe la etajul douazeci. Astfel, descoperirile celor doi au impins cunoasterea despre Universul vizibil pana la doi centimetri deasupra parterului.
Wilson si Penzias, ignorand in continuare cauza zgomotului, i-au telefonat lui Dicke la Princeton, descriindu-i problema lor, in speranta de a li se sugera o solutie. Dicke si-a dat seama imediat ce anume descoperisera cei doi tineri.
La scurt timp dupa aceasta convorbire, Astrophysical Journal a publicat doua articole: unul semnat de Penzias si Wilson, descriind experienta lor cu zgomotul, iar celalalt de echipa lui Dicke care explicau natura zgomotului. Desi cei doi tineri nu cautasera radiatia de fond remanenta, nu stiau ce era in momentul in care au descoperit-o si nici nu descrisesera si nu interpretasera natura acesteia in vreo lucrare, in 1978 au primit Premiul Nobel pentru Fizica. Descoperirea a fost facuta din intamplare, iar semnificatia acesteia nu a fost inteleasa pe deplin de Penzias si Wilson pana cand nu au citit despre ea in New York Times.
Un exemplu de turbulente provocate de radiatia cosmica de fond: daca se lasa deschis televizorul pe un canal pe care nu se receptioneaza nimic, circa 1% din “parazitii” receptionati se explica prin aceasta straveche remanenta a Big Bang-ului.
Ce este de fapt, Big Bang-ul?
Big Bang-ul nu este o explozie in sensul conventional, ci o expansiune vasta si subita la o scara colosala.
Unii cercetatori presupun ca singularitatea ar putea fi relicva unui alt Univers anterior, care s-a prabusit, Universul nostru fiind doar o etapa in ciclul etern al expansiunii si prabusirii universurilor.
Altii pun producerea Big Bang-ului pe seama unui “vid fals”, a unui “camp scalar” sau “energiei vidului”, care a introdus un anumit grad de instabilitate in nimicul existent.
Desi pare imposibil sa obtii ceva din nimic, totusi din nimic a luat nastere si exista astazi un Univers. Este posibil ca Universul nostru sa fie doar o parte din multe alte universuri mai mari, unele aflate in alte dimensiuni, si, permanent si peste tot, sa aiba loc Big Bang-uri.
Si tot asa, este posibil ca spatiul si timpul sa fi avut alte forme, complet diferite, inainte de Big Bang, forme pe care nici nu ni le putem imagina. Big Bang-ul poate sa fi reprezentat o forma de tranzitie, in care Universul nostru a trecut de la o forma incomprehensibila la una aproape inteligibila.
Teoria Big Bang-ului nu se refera atat la momentul exploziei, cat la ceea ce s-a intamplat imediat dupa aceea, dupa primele minute.
Prin calcule complicate si urmarind ce se intampla in acceleratoarele de particule, oamenii de stiinta cred ca se pot intoarce la 10 -43 secunde dupa momentul creatiei, atunci cand Universul era microscopic, neputand fi vazut cu ochiul liber. Aceasta cifra este uluitoare si inimaginabila, reprezentand a zecea milioana de mii de miliarde de mii de miliarde de mii de miliarde parte dintr-o secunda.
Dar majoritatea lucrurilor cunoscute despre momentele de inceput ale Universului sunt datorate teoriei inflationiste, o idee ce apartine tanarului fizician Alan Guth, specialist in fizica particulelor. Guth a expus aceasta teorie pentru prima data in 1979, pe cand se afla la Universitatea Stanford din California. Avea 32 de ani, iar ideea i-a venit dupa ce a asistat la o prelegere despre Big Bang tinuta de Robert Dicke. De atunci, si-a indreptat atentia spre cosmologie si mai ales spre nasterea Universului, elaborand ulterior teoria inflationista. Aceasta sustine ca la o fractiune de secunda dupa momentul creatiei, Universul a suferit brusc o expansiune dramatica, dublandu-si in mod succesiv dimensiunile la fiecare 10-34 secunde. Si tot acest proces este posibil sa nu fi durat decat 10-30 secunde, adica a milioana milioana milioana milioana milioana parte dintr-o secunda, transformand Universul din ceva ce putea fi cuprins in palma, in ceva de peste 1025 de ori mai mare.
Teoria inflationista explica undele si vartejurile din Universul nostru, fara de care nu ar exista aglomerarile de materie si nu ar fi posibila existenta stelelor, existand doar gaze in deriva si o obscuritate eterna.
Conform teoriei lui Guth, forta gravitationala s-a nascut la a zecea milioana parte dintr-a mia miliarda parte dintr-a mia miliarda parte dintr-a mia miliarda parte dintr-o secunda. Ceva absolut de neimaginat. Dupa un alt interval de timp la fel de minuscul, au aparut forta electromagnetica, forta nucleara slaba si forta nucleara tare.
O clipa mai tarziu, s-au nascut gramezi de particule elementare, roiuri de fotoni, protoni, electroni, neutroni etc, intre 1079 – 1089 din fiecare.
Intr-o singura clipa, din nimic, a aparut un Univers vast, cu un diametru de cel putin 100 de miliarde de ani lumina, care s-ar putea extinde oricat pana la infinit si din care se vor naste stelele, galaxiile si alte sisteme complexe.
O cat de mica modificare a cifrelor si n-am mai fi fost aici
Dar cel mai uimitor lucru este faptul ca totul s-a petrecut cu o precizie matematica. Daca Universul s-ar fi format cat de putin altfel, daca forta gravitationala ar fi fost cu o fractiune mai mare sau mai mica, daca expansiunea s-ar fi derulat putin mai repede sau mai incet, poate nu s-ar fi creat niciodata elementele stabile necesare aparitiei vietii pe Pamant.
Daca forta gravitationala ar fi fost doar cu o idee mai mare, Universul insusi ar fi putut sa se prabuseasca, neavand valorile exacte care sa-i confere o dispunere perfecta, dimensiunile, densitatea si partile componente necesare. Daca ar fi fost mai mica, nimic nu s-ar fi coagulat, iar Universul ar fi ramas un vid monoton si haotic pentru eternitate.
Se prea poate ca nasterea Universului nostru sa fi fost o reusita din numeroase alte incercari esuate, sa fi existat multe alte Big Banguri, poate chiar miliarde si miliarde care au avut loc in decursul eternitatii. Sau asa cum afirma Edward P. Tryon de la Universitatea dinColumbia: “Universul nostru este pur si simplu unul dintre acele lucruri care se intampla la rastimpuri.” Iar Guth a adaugat: “Desi crearea unui Univers este destul de improbabila, Tryon a subliniat faptul ca nimeni nu a stat sa numere incercarile esuate.”
Martin Rees, astronomul casei Regale Britanice, considera ca exista numeroase universuri, poate chiar un numar infinit, fiecare cu atributele sale specifice si in combinatii diferite, iar omenirea traieste intr-unul ce combina lucrurile intr-un mod ce ne permite sa existam. Daca exista mai multe universuri, trebuie sa existe si unul a carui structura este compatibila cu viata.
Rees sustine ca exista sase numere principale care guverneaza Universul nostru, si, daca oricare dintre acestea s-ar modifica cat de putin, viata pe Pamant nu ar mai fi posibila. (vezi Cele sase numere fundamentale care guverneaza Universul)
Pentru ca Universul sa existe in forma actuala, este nevoie ca hidrogenul sa se transforme in heliu intr-o maniera exacta, astfel incat 0,007 (7 miimi) din masa sa se transforme in energie. Daca aceasta cifra s-ar modifica oricat de putin, de exemplu ar fi de 6 miimi, nu ar mai avea loc nicio transformare: Universul ar fi compus doar din hidrogen si nimic altceva. Daca aceasta valoare ar creste la 8 miimi, legarea atomilor de hidrogen ar fi atat de frenetica incat acesta s-ar epuiza rapid.
Pana acum, totul a fost asa cum trebuia sa fie. Pe termen lung insa, forta gravitationala s-ar putea dovedi un pic prea puternica, ceea ce ar putea opri expansiunea Universului, conducandu-l spre o prabusire in sine insusi (colaps gravitational). Universul se autostriveste, ajungand intr-un alt punct de singularitate, reluand intregul proces de creare a Universului.
In cazul in care forta gravitationala ar deveni prea slaba, Universul s-ar extinde in eternitate, ajungand atat de vast incat toate ar fi atat de departe unele de altele incat nicio interactiune a materiei nu ar mai fi posibila. Universul ar deveni extrem de vast, dar inert si mort. In cazul nostru, forta gravitationala s-a intamplat sa fie perfecta, aceasta “densitate critica” mentinand in echilibru Universul coagulat la dimensiunile exacte, incat sa-si poata continua existenta la infinit.
Cerul nocturn va deveni din ce in ce mai intunecat, au declarat recent astronomii australieni (22 august 2011). Potrivit studiului lor, se vor naste din ce in ce mai puţine stele ca urmare a rarefierii gazelor care le sunt necesare pentru a se forma. Cu toate acestea, astronomii dau asigurari că acest fenomen va fi notabil abia peste cateva miliarde de ani.
Stelele se formeaza in urma colapsului unui nor de gaze si praf interstelar sub influenta gravitatiei, iar studiul sustine scenariul conform caruia, pe masura ce spatiul interstelar se “curata” de gaze si praf, formarea stelelor devine din ce in ce mai rara.
Astfel, se poate foarte bine ca, in timp, sa existe din ce in ce mai puţine stele in univers, ceea ce va conduce la o posibilă intunecare a cerului nocturn. Din fericire, acest fenomen se va produce atat de incet incat nu va fi perceptibil la scara unei vieţi umane si va fi vizibil peste mai multe miliarde de ani.
Conform astronomilor, acest declin in formarea de noi stele se explica prin rarefierea gazelor de care acestea au nevoie, ceea ce va determina un cer nocturn din ce in ce mai intunecat. “Aproximativ o treime din gazele moleculare, necesare formarii stelelor, a fost deja folosit, şi cerul işi va pierde treptat strălucirea nocturna”, a declarat Robert Braun, şeful departamentului Astronomiei si Spaţiului din cadrul Agentiei Stiintifice Guvernamentale Australiene, CSIRO.
Pentru a stabili un astfel de fenomen, cercetatorii au realizat o harta a densitatilor luminoase ale galaxiilor situate la aproximativ cinci miliarde de ani-lumina de Pamant, pe care au comparat-o cu “universul proxim”, in scopul studierii nivelului lor de gaze şi a ratei de formare a stelelor. Astfel, au constatat “un declin al numarului de stele care se formeaza, intr-un raport mai mare de zece, şi probabil mai aproape de douăzeci, poate chiar de treizeci de ori mai mic”, a precizat Robert Braun, al cărui studiu va fi publicat in rapoartele lunare ale Societatii Regale de Astronomie.
“S-a dovedit că aceste galaxii (vechi) dispuneau de un volum de gaze de zece ori mai mare pentru a forma stelele, in comparaţie cu volumul din ziua de azi. Pur si simplu nu se vad atat de mult gaze cu care sa se poata forma noi stele”, a continuat astronomul australian.
O forţă misterioasă indeparteaza galaxiile
Acum opt miliarde de ani, o forta misterioasa, numita de oamenii de stiinta “energie neagra”, a prevalat asupra forţei de gravitaţie, antrenand expansiunea Universului. Acest fenomen a indepartat galaxiile de locul in care se puteau reincarca cu gaze:
“Gazele pe care le puteau avea altadata nu mai sunt acum disponibile. Rata de formare a stelelor scade rapid şi va continua să scadă în viitor”, a explicat omul de ştiinţă. Astfel, intr-un viitor indepărtat, daca expansiunea Universului continuă, noptile terestre vor fi foarte intunecate. Intr-adevăr, dupa aproximativ un miliard de ani, “lucrurile se vor schimba profund in Univers”, a declarat astronomul.
Privitor la “energia neagra” sau “energia intunecata”, responsabila de expansiunea Universului, Albert Einstein, in teoria relativității, preciza: “Acţiunea energiei intunecate este ca şi cand ai arunca o minge în aer, iar ea ar căpăta o viteză tot mai mare pe măsură ce se indreaptă spre cer”. Aceasta teorie sfidează legile gravitaţiei, atunci când acţionează pe distanţe mari.
Potrivit ultimelor calcule, Universul ar fi constituit in proporţie de 74% din energie intunecată, in timp ce materia intunecată ar ocupa doar 22% , iar 4% ar reprezenta planetele, stelele şi galaxiile.
© CCC
Daca Soarele ar reprezenta o sfera cu diametrul de 140 cm, planetele, in ordinea apropierii lor de Soare, ar fi cat:
– un bob de mazare (cu diametrul de 5 mm) situat la 58 m de centrul Soarelui – Mercur
– o cireasa (cu diametrul de 13 mm) situata la 108 m de centrul Soarelui – Venus
– o cireasa (cu diametrul tot de 13 mm), dar situata la 149 m de centrul Soarelui- Pamantul
– un bob de mazare (cu diametrul de 7 mm) situat la 228 m de centrul Soarelui – Marte
– o nuca de cocos (cu diametrul de 144 mm) situata la 778 m de centrul Soarelui – Jupiter
– o nuca de cocos (cu diametrul de 121 mm) situata la 1,4 km de centrul Soarelui – Saturn
– un mar (cu diametrul de 53 mm) situat la 2,9 km de centrul Soarelui – Uranus
– un mar (cu diametrul de 50 mm) situat la 4,5 km de centrul Soarelui – Neptun
– un bob de mazare (cu diametrul de 6 mm) situat la 5,9 km de centrul Soarelui – Pluton
Marimea comparativa a planetelor si a stelelor
Cea mai mare stea cunoscuta este o stea hipergiganta, denumita VY Canis Majoris (Red Hypergiant). Are un diametru de 2 800 000 000 km. Pentru a o inconjura o singura data, un avion, care ar zbura cu 900 km/h, ar avea nevoie de 1100 de ani!