Serial: Aventura Big Bang-ului [3]

Aventura BB 3

O  RADIATIE  FOSILA

Modelul Big-Bang ajunsese in pragul metafizicii cand, in 1965, a fost descoperita radiatia comica, marcandu-se astfel cea de-a doua etapa a aventurii intelectuale a Big-Bangului.

Urmand, mental, cursul invers al timpului, mai multi fizicieni, printre care si George Gamow, au ajuns, spre sfarsitul anilor  ’40, la concluzia ca in prima sa tinerete – primele sute de milioane de ani – Universul era opac si se afla intr-o stare de echilibru termic, cand fotonii si electronii se contopeau intr-un tot omogen. Ei rationau ca ar trebui sa se regaseasca in prezent urma acelei perioade, sub forma unei radiatii difuze, cu o lungime de unda bine determinata, care impregneaza intreg Universul actual.

Din 1965, de cand aceasta radiatie a fost descoperita, modelul „Exploziei Initiale” a capatat statut de model  „standard”, impunandu-se definitiv comunitatii stiintifice.

ELEMENTELE  USOARE  ABUNDA

Intorcandu-se si mai mult in timp, pe calea rationamentului, pana la primele minute de viata ale Universului, fizicienii au calculat ca scaderea progresiva a temperaturii trebuia sa genereze o repartitie definitiva si precisa a abundentei in Univers a nucleelor elementelor chimice cele mai usoare: hidrogen (un proton), heliu (doi protoni si doi neutroni), deuteriu (un proton si un neutron). Progresele spectroscopiei (analiza luminii emise de stele si galaxii) au permis, spre sfarsitul anilor  ’60, confirmarea acestor previziuni teoretice.

galaxie 2

TIMPUL  „ZERO”

Pana unde se poate insa ajunge in aceasta inversiune temporala a evenimentelor ?  Pentru fizicieni  „timpul zero” este, de fapt, momentul in care Universul atinsese deja varsta de  10 la minus 43 secunde, o fractiune absolut minuscula care scapa total mijloacelor actuale de masurare a timpului. Acest moment are in fizica semnificatia unei limite  – „bariera Planck” – dincolo de care, mergand spre zero,  „biletul de voie” al mecanicii cuantice nu mai este valabil.

La aceasta varsta se presupune ca temperatura Universului era de  10 la 32 de grade, iar desitatea de  10 la 88  tone pe centimetrul cub.

Remarcabil este insa succesul inregistrat de fizicienii de particule elementare, care, folosind acceleratoare foarte puternice, au fost in masura sa descrie un fenomen prezis a avea loc la momentul egal cu 10 la minus 25 secunde dupa explozia initiala. Este momentul  „fatidic”, cand s-a produs o  „ruptura de simetrie”,  sau o  „tranzitie de faza”, oarecum comparabila cu transformarea apei in gheata.

Serial: Aventura Big Bang-ului [2]

Aventura Big Bang-ului 2

A PRIVI STELELE INSEAMNA A PRIVI IN TRECUT

Aproape toata informatia despre stele este continuta in radiatia pe care o receptionam de la ele. Astfel, lumina trimisa de o stea care se indeparteaza de Pamant ajunge la receptor „mai rosie” – deplasata catre lungimi de unda mai mari decat lungimea  de unda proprie -, asa dupa cum zgomotul unui avion care se indeparteaza se aude din ce in ce mai grav (efectul Doppler). Inca din anii  ’20 ai secolului trecut, astronomii au descoperit ca lumina provenita de la majoritatea galaxiilor observate este decalata spre rosu. Aceasta inseamna ca exista o miscare preferentiala a galaxiilor, aceea de indepartare reciproca.

Masuratori mai fine au condus apoi la concluzia ca viteza de recesiune a galaxiilor este direct proportionala cu distanta dintre ele, lege care nu a fost cu nimic dezmintita pana in prezent.

Aceasta  „fuga” a galaxiilor a generat imaginea unui Univers aflat in expansiune, echivalentul matematic fiind o dilatare a spatiu-timpului din relativitatea generala (desi Einstein si-a elaborat teoria considerand Universul stationar), expansiune in care galaxiile sunt si ele antrenate. Nu este deci vorba de o miscare proprie a galaxiilor; la scara Universului, in raport cu spatiu-timpul, ele se afla in repaus, miscarile proprii fiind numai de ordin local.

Pentru usurarea intelegerii, se poate apela la exemplul devenit celebru al  „budincii cu stafide”: galaxiile se indeparteaza reciproc intr-un Univers aflat in expansiune preum stafidele intr-o budinca ce se umfla la copt.

cosmos 1

Mai dificil in toata aceasta reprezentare este sa ne imaginam abstractia matematica numita de Einstein spatiu-timp. Sa privim cerul instelat si sa incercam sa ne reprezentam distanta care ne separa de stele. Interconexiunea dintre spatiu si timp isi gaseste expresia in aceea ca distantele astronomice se exprima in unitati de timp. De steaua Vega, de exemplu, din Constelatia Lirei, ne despart 26 de ani-lumina. Ceea ce ne impresioneaza nu este atat distanta in Kilometri,ci mai cu seama faptul ca ceea ce receptionam noi in prezent este lumina pe care Vega a emis-o in urma cu 26 de ani. Aceasta inseamna ca, privind steaua Vega acum, inregistram de fapt imaginea ei asa cum era in urma cu 26 de ani. Poate ca intre timp Vega a explodat, poate nu mai exista – nu avem de unde sti decat peste 26 de ani.

Rationamentul poate conduce la o speculatie interesanta: galaxia Andromeda, care, cu putina sansa, se poate distinge intr-o noapte clara, dar fara clar de luna, se afla la 4 milioane de ani-lumina de Pamant; adica noi o vedem, aici si acum, asa cum era in urma cu 4 milioane de ani, intr-o perioada in care nici nu existam ca specie. Invers, ipoteticii locuitori ai unei planete dintr-un sistem solar al Andromedei ar putea vedea, prin telescoapele lor, Calea Lactee in stadiul in care se afla in urma cu 4 milioane de ani.

cosmos 2

Daca mijloacele lor de investigare sunt, tot ipotetic vorbind, mai puternice decat ale noastre, ei ar fi in stare sa observe vietatile de pe Pamant. Dar, fatalitate ! Pe noi, oamenii, nu ne-ar discerne in stadiul actual de evolutie – cand ne consideram fiinte inteligente, capabile sa inteleaga Universul -, ci sub forma unor specii de maimute cu alura de antropoizi, sau poate intr-un stadiu pe care noi nu-l cunoastem…

Oricum, daca am putea comunica cu acele ipotetice fiinte, am inlatura dubiile referitoare la originea noastra !

Prin urmare, nu dispunem de un  „instrument” cu care sa masuram distanta, in sensul obisnuit al cuvantului, car ne separa in prezent de o alta galaxie. Pentru  „a vedea”  expansiunea Universului, in ansamblu, ar trebui sa locuim simultan intr-o infinitate de galaxii. De acolo, Universul ar prezenta un spectacol identic. Aceasta deoarece nu exista un centru de gravitatie al expansiunii. In plus, acest formidabil proces este insotit de o racire a Universului.

,

Serial: Aventura Big Bang-ului [1]

Aventura Big Bang-ului

Problema „Nasterii Lumii” este veche de cand lumea…  Si cand spunem „Lume” nu ne referim numaidecat la specia umana, la Pamant sau Sistemul Solar, ci, depasind cu mult granitele Galaxiei, cuprindem intreg Universul. „Marea Geneza” este pentru fizicieni „cuiul lui Pepelea”, dovada, ca sa zicem asa, a slabiciunii stiintei noastre, dar, poate tocmai de aceea, ea a constituit un formidabil stimulent care a catalizat capacitatea de previziune a teoreticienilor, de interpretare a astronomilor. In secolul trecut, cel putin, au fost elaborate numeroase modele prin care s-a incercat imaginarea evolutiei Universului.

UNIVERS 1

Lansate in „groapa cu lei” a comunitatii stiintifice mondiale, ele au fost analizate, disecate, acceptate sau anulate. Teoria care s-a bucurat insa de cea mai mare audienta a fost cea pe care Fred Hoyle a botezat-o atat de sugestiv, in 1950, „Big-Bang”  – in traducere directa  „Marele Dangat”, in traducere libera  „Marea Explozie” sau  „Explozia Initiala”. Oricum am numi-o, este vorba de teoria care ne prezinta un Univers exploziv, in continua expansiune, un Univers care numara in prezent 10-20 miliarde de ani.

Big Bang-ul si-a castigat statutul de model standard prin aceea ca numeroase din previziunile sale si-au primit deja confirmarea. In prezent, desi i se recunosc unele slabiciuni, Big Bang-ul este considerata o teorie puternica, acceptata de majoritatea oamenilor de stiinta din lumea intreaga, ea oferindu-le acestora o unealta matematica pentru a descrie Geneza.

UNIVERS 2

In aceste conditii, nu este necesar decat un pas pentru ca teoria sa devina mit. Si ca intotdeauna in astfel de situatii, apar si  „ereticii”, cei care contraataca, speculand contradictiile, paradoxurile, slabiciunile teoriei, demitificand-o. Efectul unei astfel de opozitii nu poate fi decat benefic: controversele, cu conditia ca ele sa fie rationale, asigura progresul. Pentru a intelege insa contraargumentele aduse Big Bang-ului, este necesar sa cunoastem principalele argumente ale acestei teorii.

,