6 iul. 2013

Universul [2]

Continuare din Universul [1]

Destinul final al Universului

Există mai multe teorii despre soarta Universului.
-S-ar putea dilata la nesfârşit, dispărând pur şi simplu;
-S-ar putea opri din dilatare şi să rămană ca atare;
-Ar putea atinge o dimensiune optimă, iar apoi să se contracte până la prăbuşirea datorită gravităţii - teoria Big Crunch;
-Ar putea trece prin faze alternative de dilatare şi contracţie la nesfârşit;
-Ar putea izbucni un nou Big Bang care va crea la rândul lui un alt Univers.

Bing Bang-ul

Big-Bangul este una din cele mai răspândite teorii cosmologice, fiind admis de majoritatea astrofizicienilor ca model standard de formare a u-niversului. Teoria Big Bang se referă la o explozie de energie şi materie care a dus la existenţa universului. Această teorie încearcă să explice de ce universul se extinde şi de ce pare a fi uniform în toate direcţiile (după cum susţine George Gamow).

Teorii şi suportul ştiinţific despre producerea Big–Bangului Bing Bang-ul

Edwin Hubble a descris universul ca fiind în continuă extindere, dând cosmologilor "temă pentru acasă". Ideea de la care pornesc este aceea că la începuturi, cu miliarde de ani în urmă, universul nu exista. A fost doar un punct, numit punct de singularitate, ceva fără dimensiune şi cu energie nedefinită. La momentul zero, acest punct a ieşit din starea lui de singularitate, nu se ştie de ce, şi şi-a manifestat uriaşa energie printr-o ini-maginabilă explozie, Big Bang-ul. În 1940 fizicianul ruso-american George Gamow şi asistenţii săi Ralph Alpher şi Robert Herman au lansat ide-ea de explozie incandescentă de materie şi energie la începuturile universului. Această teorie poartă numele de "Big Bang", dat de astronomul englez Fred Hozle în anul 1950.
Sunt trei indicii majore că Big Bangul s-a produs :
·      Vârsta celor mai bătrâne stele este de 12-15 miliarde de ani, adică vechimea Universului;
·      Analiza luminii emise de galaxii indică că obiectele galactice se îndepărtează unele de altele cu o viteză cu atât mai mare cu cât sunt mai îndepărtate ceea ce sugerează că galaxiile erau altădată adunate într-o regiune unică a spaţiului;
·      În toate regiunile universului există o radiaţie foarte slabă, care-i un fel de fosilă, ecou al torentelor de căldură şi lumină din primele clipe ale Universului.

Limitele cunoaşterii momentelor de început ale Big-Bangului

Astrofizicienii iau ca punct de plecare 10-43 de secunde după explozia originară (Big Bang). La această vârstă tot Universul era conţinut într-o sferă de 10–33 centimetri (nucleul de atom este de 10–13 centimetri), la o temperatură de 1032 grade.
Fizicienii nu pot explica apariţia Universului de la secunda zero (din momentul iniţial); ei nu pot merge înainte de acel 10–43 secunde; se izbesc de „zidul lui Planck” (ştiinţa este incapabilă să explice comportamentul atomilor în condiţiile în care forţa de gravitaţie devine extremă iar forţa de gravitaţie exista deja în universul de 10–33 centimetri). „Zidul lui Planck” reprezintă de fapt existenţa limitelor minime fizice ale cu-noaşterii; una din barierele fizice este „quantumul de acţiune” sau constanta lui Planck=6626,11e(–34) Joule/secundă care reprezintă cea mai mică dintre cantităţile de energie existente în lumea noastră fizică, adică limita divizibilităţii spectrale şi, prin aceasta, limita extremă a oricărei divizibilităţi. Prin analogie există o „lungime ultimă” numită şi „Lungimea lui Planck” şi „Timpul lui Planck” care este cea mai mică unitate de timp posibilă.

Originea Big–Bangului

Există două importante curente care tratează originea Big-Bang-ului:
·      Susţinătorii unuia dintre ele afirmă că înainte de 10–34secunde după Big–Bang (care reprezintă timpul ce a putut fi determinat de fizicieni) a fost un ocean de energie infinită; perfecţiunea Universului; simetrie absolută înainte de Creaţie; atemporalitate.
·      Altă teorie, contrară celei a creaţionismului, este teoria contracţiei şi extensiei nesimultane a materiei în Univers care postulează că: „Materia se concentrează şi expandează, se transformă în energie şi apoi din nou în materie, în mod permanent, în diferite centre ale universului infinit, procesul acesta fiind nu numai consecutiv pentru anumite zone cosmice dar şi nelimitat în timp şi spaţiu, materia nu ia naştere din nimic. Procesul formării Universului nu a început niciodată şi nu a fost iniţiat de nimeni; el este un proces natural, obiectiv, perpetuu şi nelimitat”.
În apropierea Timpului („zidului”) lui Planck, când temperatura avea nivelul său maxim şi când din supa primordială (amestecul materie-radiaţie) respectiv oceanul de energie incomensurabilă nu existau încă interacţiuni diferenţiate, universul avea o simetrie perfectă. Lumea, cum este cunoscută, nu este decât vestigiul asimetric al unui univers care era, odinioară, perfect simetric. Această teorie induce idealismul, creaţionismul.
Gamow şi studenţii săi au ajuns la concluzia ca unele elemente chimice din universul de azi provin din primele timpuri ale formării acestuia. Unele radiaţii, care se presupune ca datează din perioada Big Bang-ului şi încă mai circulă prin univers. S-a mai descoperit că cele mai uşoare elemente ca hidrogenul, deuteriul şi heliul au fost primele elemente în univers, iar celelalte elemente mai grele s-au format ulterior. Cercetătorii susţin că elementele mai grele decât heliul şi mai uşoare decât fierul s-au format în procesul nuclear în stele, iar cele mai grele elemente (mai grele decât fierul) s-au format în urma exploziilor supernovelor.

Cercetări privind momentul de început al Big–Bangului şi cauzele care au determinat explozia iniţială

Fizicienii şi matematicienii, pe baza calculelor matematice, caută să găsească explicaţii asupra momentului zero al Exploziei Iniţiale numite Big-Bang. Astfel:
·      Teoria fizica cuantică a permis fizicienilor să emită o serie de teorii referitoare la cauza care a determinat Big-Bangul. Demonstraţiile făcute în cadrul şi pe baza teoriei fizicii cuantice precum că o particulă poate fi detectată în două locuri în acelaşi timp, (de unde concluzia că particula este într-o permanentă (continuă) vibraţie), au generat ideea că spaţiul şi timpul sunt abstracţiuni, iluzii.
·      Există şi teoria "supragravitaţiei", bazată pe faptul că forţa gravitaţională este mult prea mică în raport cu forţa electromagnetică sau cu alte forţe, (deşi în Univers se manifestă ca o forţă deosebit de mare dar şi atotcuprinzătoare), ce a postulat că gravitaţia se scurge într-un Univers paralel şi că forţa gravitaţională ce rămâne în Universul nostru este mult diminuată.
Ambele teorii au condus la dezvoltarea „teoriei membranei” sau Teoria M şi au permis concluzia că în lumea reală trebuie să fie mult mai multe dimensiuni decât cele trei din Universul nostru şi că deci sunt mai multe Universuri. Într-un laborator din SUA s-a reprodus într-o experienţă, pentru o milionime de secundă (10–7 secunde), modul cum ar fi fost starea materiei imediat după Big–Bang. Ideea este că Big–Bangul a făcut să explodeze punctul ce conţinea o enormă cantitate de energie şi care, datorită condiţiilor, a început să se transforme în materie – „supa primordială” care nici teoretic nu poate fi bine definită! Materia rezultată imediat după Big–Bang (supa primordială) a fost denumită plasmă; experimentul în care s-a obţinut această plasmă a constat într-un bombardament de particule de aur greu şi de deuteriu (izotop al hidrogenului).

Expansiunea universului

Nu e de fapt decat inertia încă deţinută de galaxii dupa Big Bang. Conform părerilor lui Stephen Hawking, universul a avut o evoluţie foarte regulată, în conformitate cu anumite legi. Astăzi, oamenii de ştiinţă descriu universul în termenii a două teorii parţiale fundamentare – teoria generală a relativităţii şi mecanica cuantică.
Universul este spaţiu-timp şi este în expansiune continuă. Aceasta se demonstrează plecând de la teoria relativităţii generale, prin care se ex-plică un fenomen curios : spectrele galaxiilor îndepărtate prezintă un decalaj spre roşu, fenomen ce se produce atunci când sursa emiţătoare este în mişcare în raport cu observatorul. Savantul Hubble a descoperit că aproape toate galaxiile se depărtează de noi, că mărimea deplasării nu este întâmplătoare ci este proporţională cu distanţa de la noi la galaxie şi că, deci, cu alte cuvinte, cu cât galaxia este mai depărtată, cu atât mai repede se depărtează de noi. Deci universul se extinde, distanţele dintre diferitele galaxii crescând continuu.
„Ceea ce ştim este că universul se extinde cu 5 până la 10 procente la fiecare miliard de ani. Unele observaţii recente indică faptul că rata expansiunii universului nu scade, ci creşte. Este foarte straniu, pentru că efectul materiei în spaţiu, fie că are densitate mică, fie că are densitate mare, poate doar să încetinească expansiunea. La urma urmei, gravitaţia este atractivă. O expansiune cosmică accelerată este ceva în genul suflului unei explozii care sporeşte în loc să se disipeze după explozie. Ce forţă ar putea fi responsabilă pentru a împinge tot mai rapid cosmosul către expansiune? Nimeni nu este încă sigur. Comportarea universului în epoca târzie: universul va continua să se extindă cu o rată mereu crescătoare. (Stephen Hawking – din cartea „O mai scurtă istorie a timpului” apărută în 2007). Cauza expansiunii accelerate pare să fie din nou manifestarea carac-terului repulsiv al gravitaţiei; s-ar repeta astfel împrejurarea similară din trecutul universului când acesta a trecut printr-o perioadă de dilatare gigantică. Forţa care a determinat comportarea „inflaţionară” a universului ar fi fost gravitaţia care, în acele condiţii, s-a manifestat repulsiv, creând o aşa zisă „presiune negativă”.
Fără expansiunea universului nu s-ar fi putut forma nici o legătură stabilă, nici un sistem, nici o organizare a materiei/substanţei/energiei (atomi, molecule, celule, stele, planete, galaxii).

Niciun comentariu:

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...