Din misterele teoriei Big-Bang-ului, cea care explică originea Universului

Problema „naşterii lumii“ este veche de când lumea… Şi când se spune „lume” nu e vorba doar de Pământ sau sistem solar, ci se depășește cu mult graniţele galaxiei, până cuprindem întreg Universul.

Teoria care s-a bucurat de cea mai mare audienţă în rândul oamenilor de știință a fost cea pe care Fred Hoyle a botezat-o atât de sugestiv, în 1950, „Big Bang”, în traducere liberă „Marea Explozie” sau „Explozia Iniţială”. Este vorba de teoria care ne prezintă un Univers exploziv, în continuă expansiune, un Univers care numără în prezent 10-20 miliarde de ani. Big Bang şi-a câştigat statutul de model standard prin aceea că numeroase dintre previziunile sale şi-au primit deja confirmarea. În prezent, deşi i se recunosc unele slăbiciuni, Big Bang este considerată o teorie puternică, acceptată de marea majoritate a oamenilor de ştiinţă din lumea întreagă, ea oferindu-le acestora o unealtă matematică pentru a descrie Geneza.

A privi stelele înseamnă a privi în trecut

Aproape toată informaţia despre stele este conţinută în radiaţia pe care o recepţionăm de la ele. Astfel, lumina trimisă de o stea care se îndepărtează de Pământ ajunge la receptor „mai roşie” – deplasată către lungimi de undă mai mari decât lungimea de undă proprie -, aşa după cum zgomotul unui avion care se îndepărtează se aude din ce în ce mai grav (efectul Doppler). Încă din anii ’20, astronomii au descoperit că lumina provenită de la majoritatea galaxiilor observate este decalată spre roşu. Aceasta înseamnă că există o mişcare preferenţială a galaxiilor, aceea de îndepărtare reciprocă. Măsurători mai fine au condus apoi la concluzia că viteza de recesiune a galaxiilor este direct proporţională cu distanţa dintre ele, lege care nu a fost prin nimic dezminţită până în prezent.

Această „fugă” a galaxiilor a generat imaginea unui Univers aflat în expansiune, echivalentul matematic fiind o dilatare a spaţiu-timpului din relativitatea generală (deşi Einstein şi-a elaborat teoria considerând Universul staţionar), expansiune în care galaxiile sunt şi ele antrenate. Nu este deci vorba de o mişcare proprie a galaxiilor; la scara Universului, în raport cu spaţiu-timpul, ele se află în repaus, mişcările proprii fiind numai de ordin local. Pentru uşurarea înţelegerii, se poate apela la exemplul devenit tradiţional al „budincii cu stafide”: galaxiile se îndepărtează reciproc într-un Univers aflat în expansiune precum stafidele într-o budincă ce se umflă la copt.

Mai dificil în toată această reprezentare este să ne imaginăm abstracţia matematică numită de Einstein spațiu-timp. Să privim cerul înstelat si să încercăm să ne reprezentăm distanţa care ne separă de stele. Interconexiunea dintre spaţiu şi timp îşi găseşte expresia în aceea că distanţele astronomice se exprimă în unităţi de timp. De steaua Vega, de exemplu, din Constelaţia Lirei, ne despart 26 de ani-lumină. Ceea ce ne impresionează nu este atât distanţa în kilometri, ci mai cu seamă faptul că ceea ce recepţionăm noi în prezent este lumina pe care Vega a emis-o în urmă cu 26 de ani. Aceasta înseamnă că, privind steaua Vega acum, înregistrăm de fapt imaginea ei aşa cum era în urmă cu 26 de ani. Poate că între timp Vega a explodat, poate nu mai există – nu avem de unde ști decât peste 26 de ani.

Raţionamentul poate conduce la o speculaţie interesantă: galaxia Andromeda, care, cu puţină şansă, se poate distinge într-o noapte clară, dar fără clar de Lună, se află la 4 milioane de ani-lumină de Pământ; adică, noi o vedem, aici şi acum, aşa cum era ea în urmă cu 4 milioane de ani, într-o perioadă în care nici nu existam ca specie. Invers, ipoteticii locuitori ai unei ipotetice planete dintr-un ipotetic sistem solar al galaxiei Andromeda ar putea vedea, prin telescoapele lor, Calea Lactee în stadiul în care se afla ea în urma cu 4 milioane de ani. Dacă mijloacele lor de investigare sunt, tot ipotetic vorbind, mai puternice decât ale noastre, ei ar fi în stare să deceleze vietăţile de pe Pământ. Dar, fatalitate! Pe noi, oamenii, nu ne-ar discerne în stadiul actual de evoluţie – când ne considerăm fiinţe inteligente, capabile să înţeleagă Universul -, ci sub forma unor specii de maimuţe cu alură de antropoizi, sau poate într-un stadiu pe care nici nu-l cunoaştem… Oricum, dacă am putea comunica cu acele ipotetice fiinţe, am înlătură dubiile referitoare ia originea noastră!

Prin urmare, nu dispunem de un instrument cu care să măsurăm distanţa, în sensul obişnuit al cuvântului, care ne separă în prezent de o altă galaxie. Pentru „a vedea“ expansiunea Universului, în ansamblu, ar trebui să locuim simultan într-o infinitate de galaxii. De acolo, Universul ar prezenta un spectacol identic. Aceasta deoarece nu există un centru de gravitaţie al expansiunii. În plus, acest formidabil proces este însoţit de o răcire a Universului.

Descoperirea radiației cosmice

Modelul Big Bang ajunsese în pragul metafizicii când, în 1965, a fost descoperită radiaţia cosmică, marcându-se astfel cea de-a doua etapă a aventurii intelectuale a lui Big Bang. Urmând cursul invers al timpului, mai mulţi fizicieni, printre care şi George Gamow, au ajuns, spre sfârşitul anilor ’40, la concluzia că în prima sa tinereţe – primele sute de milioane de ani – Universul era opac şi se afla într-o stare de echilibru termic, când fotonii si electronii se contopeau într-un tot omogen. Ei raţionau că ar trebui să se regăsească în prezent urma acelei perioade, sub forma unei radiaţii difuze, cu o lungime de undă bine determinată, care impregnează întreg Universul actual.

Din 1965, de cînd această radiaţie a fost descoperită, modelul Big Bang a căpătat statutul de model „standard”, impunându-se definitiv comunităţii ştiinţifice.

Abundenţa elementelor uşoare

Întorcându-se si mai mult în timp, pe calea raţionamentului, până la primele minute de viaţă ale Universului, fizicienii au calculat că scăderea progresivă a temperaturii trebuia să genereze o repartiţie definitivă şi precisă a abundenţei în Univers a nucleelor elementelor chimice cele mai uşoare: hidrogen (un proton), heliu (doi protoni şi doi neutroni), deuteriu (un proton şi un neutron). Progresele spectroscopiei (analiza luminii emise de stele şi galaxii) au permis, spre sfârşitul anilor ’60, confirmarea acestor previziuni teoretice.

Timpul „zero“

Până unde se poate însă ajunge în aceasta inversiune temporală a evenimentelor? Pentru fizicieni, „timpul zero” este, de fapt, momentul în care Universul atinsese deja vîrsta de 10^43 secunde – a zecea milionime de trilionime de trilionime de trilionime de secundă! -, o fracţiune absolut minusculă, care scapă total mijloacelor actuale de măsurare a timpului. Acest moment are în fizică semnificaţia unei limite – „bariera Planck” – dincolo de care, mergând spre zero, „biletul de voie“ al mecanicii cuantice nu mai este valabil. La această „vârstă” se presupune că temperatura Universului era de 10^32 grade, iar densitatea de 10^ tone/cm3!

Critici ale teoriei Big Bang

Unui astfel de model i se pot aduce însă obiecţii diverse:

* Deplasarea spre roşu a unora dintre obiectele celeste pare independentă de viteza lor de îndepărtare, deci de distanţa până la ele. Astfel, numeroşi quasari, consideraţi ca foarte îndepărtaţi, conform unei deplasări foarte mari spre roşu, par a fi strâns legaţi de galaxii a căror deplasare spre roşu este foarte mică.

* Dacă quasarii sunt obiecte atât de îndepărtate, cum le indică deplasarea lor spre roşu, repartiţia lor pe cer ar trebui să fie întâmplătoare. Or, s-a constatat o geografie a quasarilor.

* Ţinând cont de expansiune, este greu de acceptat apariţia spontană a unor galaxii în vidul lăsat de alte galaxii care se îndepărtează. Or, satelitul IRAS a reperat o galaxie datând de numai un milion de ani.

* Vârsta Universului este estimată de cosmologi la aproximativ 13-15 miliarde de ani. În galaxia noastră s-au descoperit însă roiuri de stele a căror vârstă este evaluată la 20 miliarde de ani.

* Dar poate cea mai mare lacună a Big-Bang-ului – recunoscută chiar şi de susţinătorii teoriei – este imposibilitatea explicării neomogenităţii Universului. Într-adevăr, ce a deteminat trecerea Universului dintr-o stare omogenă – din perioada sa opacă – într-una cu un grad de neomogenitate atât de mare ca acela al galaxiilor (pentru a nu aminti şi de stele)?

Totuşi, este firesc ca o teorie despre Univers să nu fie perfectă. De altfel, pentru oamenii de ştiinţă nu există teorii adevărate şi teorii false, ci numai teorii care au o şansă mai mare de a fi mai aproape de realitate decât altele. Altfel spus, se dispune de un ansamblu de observaţii şi de un ansamblu de teorii care pretind că explică acele observaţii; teoriile sunt judecate după capacitatea lor de a explica simplu, natural, cel mai mare număr de fenomene posibile. Dar aceasta nu înseamnă în mod necesar că teoria respectivă exprimă adevărul adevărat. O nouă observaţie o poate răsturna.

ATENTIE! Intrucat nu toate sursele sunt de incredere si, uneori, este foarte greu pentru a fi verificate, unele articole de pe site-ul lovendal.ro trebuie sa fie luate cu precautie. Site-ul acesta nu pretinde ca toate articolele sunt 100% reale, scopul fiind acela de a prezenta mai multe puncte de vedere si opinii asupra unui anumit subiect (chiar daca acestea par a fi contradictorii). Asadar, erorile si ambiguitatile nu pot fi excluse complet. Prin urmare, nu ne asumam nicio responsabilitate pentru actualitatea, acuratetea, caracterul complet sau calitatea informatiilor furnizate. Utilizatorii folosesc continutul acestui site pe propriul risc.