Big Bang - Expansiune Infinita

Teoria Big-Bang / Teoria Expansiunii Infinite a Universului

Teoria Big-Bang Teoria Big Bang a fost propusă pentru prima dată de către un călugăr catolic, George Lemaître, în 1929. Acesta susţinea faptul că Universul s-a format dintr-un punct, în urma unei explozii gigantice a acestui punct. Teoria, negată la început de Albert Einstein, a urmat să fie susţinută de Edwin Hubble în urma descoperirii, prin observaţii astronomice şi observaţii ale deplasării de spectru spre roşu, a faptului că Universul se află în continuă expansiune. Aceste observaţii au constituit fundamentul teoriei Big Bang. Einstein a fost astfel convins de adevărul acestei teorii. În 1989, cu ajutorul observaţiilor făcute de satelitul COBE, prin fotografierea radiaţiilor de fond a Universului, George Smooth a construit prima hartă a Universului, aşa cum era el acum 15 miliarde ani. Avem, deci, dovada clară a existenţei unui moment de început al tuturor lucrurilor. Conform teoriei Big Bang, Universul s-a format în urma exploziei unui punct de energie, acum cca. 15 miliarde ani. (Obs.: punctul de energie eng. „string” este cea mai mică particulă componentă a Universului, mai mică decât un atom de miliarde de ori; ea nu poate fi divizată. Conform unor cercetători, acest punct este de fapt o sfoară de energie care vibrează continuu.) La momentul acestui eveniment, toată materia şi energia spaţiului erau concentrate într-un singur punct, numit singularitate. În momentul zero, Universul nu era mai mare decât un punct, nu avea dimensiuni, dar înmagazina o energie uriaşă. Ieşit din această stare de singularitate, fără să se ştie de ce, el şi-a manifestat această energie printr-o explozie puternică. Primele 3 minute ale Universului, prima frântură din secvenţa temporală a istoriei lui, aşa cum este ea imaginată de

astrofizicieni şi cosmologi, ar putea fi structurată după cum urmează: α Epoca primordială: 0-379.000 de ani α Epoca Plank: 10-43-10-35 secunde. După depăşirea „zidului Plank”(cea mai mică unitate de timp posibilă, de fapt, limita cunoaşterii), se instaurează o perioadă de timp în care Universul se răceşte de la 1032 la 1027K. Diametrul Universului creşte continuu, începând de la valoarea Plank a razei, adică de la 10-35m. α Epoca inflaţionară: este momentul în care raza Universului creşte brusc, exponenţial cu timpul, ceea ce explică, printre altele, apariţia diverselor neomogenităţi din Univers. α Epoca marii unificări: 10-35-10-12 secunde. Toate cele patru forţe fundamentale sunt unite. Prima diferenţiere apare între forţa gravitaţională şi forţa electromagnetică, aceasta din urmă împărţindu-se în forţă nucleară (tare) şi forţă electroslabă. Când Universul ajunge la vârsta de 10-33 secunde, temperatura sa este de aproximativ 1025K. α Epoca electroslabă: 10-12 -10-6 secunde. Este momentul în care se diferenţiază şi ultimele două forţe, cea slabă şi cea electromagnetică. Temperatura ajunge la 1013K, iar diametrul Universului creşte până la 10-13. În univers vor exista acum toate cele patru forţe fundamentale cunoscute astăzi. α Epoca hadronică: 10-6-10-3 secunde. Încep să se formeze quarcuri, gluoni şi leptoni care „plutesc” în Univers într-o „supă quarc-gluon”. α Epoca leptonică: 10-3 -1 secundă. Începe formarea nucleelor de hidrogen. α Epoca nucleosintezei: 1 sec. - 3 minute. Este momentul la finalul căruia reacţiile nucleare nu se mai pot desfăşura „în mod natural”. La această dată, Universul era format din 75% hidrogen, 25%heliu şi urme de deuteriu, litiu, beriliu şi bor. Obs.: Pe măsură ce Universul s-a răcit, la aproximativ 1043 secunde după creaţia sa, a existat o cantitate aproape egală, deşi asimetrică, de materie şi antimaterie. Datorită faptului că materia era în exces cu o parte la un miliard, Universul s-a dezvoltat într-un mod favorabil acesteia.

Teoria Expansiunii Infinite a Universului În mare parte, teoria expansiunii infinite a Universului este aceeaşi cu cea a teoriei Big Bang, dar există şi câteva deosebiri substanţiale. În primul rând, teoria expansiunii infinite a Universului, spre deosebire de teoria Big Bang, promovează infinitatea Universului în timp şi spaţiu. La prima vedere, un univers infinit ar exclude existenţa unui Big Bang, pentru simplul motiv că Universul, în infinitatea lui, nu are un centru, acel punct în care toată materia lui să fie comasată; mai mult: niciunui lucru nemărginit nu i se pot stabili margini, fie în spaţiu, fie în timp. Însă, aşa cum spuneam, avem dovada existenţei Big Bang-ului, în urma observaţiilor făcute de satelitul COBE. Dar vom vedea în cele ce urmează că materia ce există astăzi este rezultatul unui Big-Bang, iar Universul ESTE INFINIT, deşi aceste două teorii par a se bate cap în cap. Aceasta a fost şi principala preocupare a lui Albert Einstein: găsirea modului în care poate să demonstreze uniunea dintre legile cuanticii şi legile gravitaţiei; bineînţeles, problema se pune în altă formă, rezolvându-se sub lumină ştiinţifică, spre deosebire de lumina filosofică sub care pun aici problema. Ştim că Universul, actualmente se află în continuă expansiune. Se presupune că:  într-un moment dat din viitor, după multe ere de expansiune, spaţiul se va afla într-o fază statică, după care va începe să se contracte spre punctul ce va forma o singularitate, acesta urmând să explodeze (nu se cunosc cauzele ce ar putea declanşa această explozie), formând un nou Univers ş.a.m.d. Aceasta corespunde teoriei Big Bang.  SAU, conform teoriei expansiunii infinite a Universului, acesta nu se mai contractă, dimpotrivă, se extinde la infinit. Se pun întrebările: 1. Cum se va forma singularitatea? 2. Cum va dobândi singularitatea destulă energie pentru a da naştere unui întreg Univers? 3. Dar Universul este infinit in spaţiu şi timp. Înseamnă că el există dintotdeauna, nu are nevoie

de un început. De ce mai există Bang(„începutul tuturor lucrurilor”)?

un

Big

Răspunsuri: 1. Odată cu expansiunea spaţiului are loc o disipare a materiei, o rarefiere din ce în ce mai puternică a tuturor corpurilor ce alcătuiesc Universul. Această disipare va afecta sori, planete etc., dezintegrându-le, dar mai mult, va afecta molecule, atomi, până la cea mai mică particulă existentă în Univers, particula de energie, „string”-ul, care nu poate fi divizată. 2. Să ne imaginăm una dintre aceste miliarde de miliarde de particule, rămasă singură, toate celelalte particule depărtându-se de ea cu o viteză ce va atinge şi va depăşi viteza luminii. Această particulă ESTE o singularitate. Din moment ce nu avem un reper cu care să o comparăm, deşi ştim că această particulă era mai mică de miliarde de ori decât un atom, putem spune fără nicio greşeală că punctul nostru de energie este gigantic. El înglobează destulă energie încât să dea naştere prin Big Bang unui „întreg” Univers. 3. Am subliniat „întreg” special pentru faptul că există o oarecare neclaritate în ceea ce priveşte perceperea Universului. Această anomalie este principala barieră în calea admiterii Universului infinit, în timp ce există un Big Bang. Ştim că Big Bang-ul este explozia unei singure particule de energie din Universul nostru, care ştim că este format dintr-un număr foaaaarte mare de astfel de particule. Ce se întâmplă cu restul particulelor? Simplu: acelaşi lucru. Există un Univers „local” şi un Univers „general”. Universul „local” este Universul pe care îl putem observa prin diverse metode (cel observat şi de satelitul COBE). Universul „general” este ansamblul Universurilor mici (ca si al nostru), formate din Big Bang-uri, care urmează să fie disipate, iar singularităţile vor forma alte Universuri pe aceeaşi cale (să ne amintim teoria conform căreia Universul este fractal). Aceste Universuri secundare sunt delimitate între ele prin spaţii mari, deoarece aceste Universuri se depărtează unul faţă de celălalt cu o viteză ce depăşeşte viteza luminii. Acest spaţiu nu poate fi traversat nici măcar de radiaţiile de fond a Universului (Universului local). Care este cauza ce declanşează Big Bang-ul?

Răspundem printr-o întrebare: ce se află în jurul particulei de energie, a singularităţii, ce se depărtează de oricare altă particulă cu viteza luminii?

Răspunzând la această ultimă întrebare vom afla şi adevărul despre formarea Universului pe care îl vedem. Ne vor mai trebui poate mulţi ani de cercetări până să aflăm adevărul şi despre Universul Mare, Universul infinit sau fractalul care are influenţă asupra noastră prin însăşi faptul că tot Universul nostru mic este rezultatul exploziei unei particule de energie ce provine din alt Univers, ce provine din alt Univers, ce provine din alt Univers, ce provine din alt Univers…