Simțuri și simțiri

Teoria inflației cosmice. Scurt ghid.

Cosmologia a fost mereu un domeniu aflat al granița dintre presupune, imaginație și știință. Ea studiază structura și evoluția cosmosului și legile generale care îl conduc. Mai pe scurt, cosmologia încearcă să afle cum s-a născut Universul și ce se va întâmpla cu el într-un viitor foarte foarte îndepărtat.

Mă gândesc că ar fi interesat să aflați cum stăm cu înțelegerea Universului până în acest moment. În acest sens am găsit o ilustrație foarte sugestivă pe site-ul space.com, unde se explică pe scurt, dar cu mult înțeles, cum cred cercetătorii că  a început totul. Și când spun tot, înseamnă tot ce există și ca continua să existe.

cosmic-inflation 1

Universul Timpuriu

Potrivit teoriilor, la început Universul era doar un punct, mai mic decât un atom, având o densitate și o temperatură infinită. Nu se știe din ce motiv acel punct a început să crească în dimensiuni, a intrat în perioada de inflație. Expansiunea acelei regiuni a fost atât de putenic, încât depășea viteaz luminii.

După 1 miliard de ani de la acea explozie lumina nu putea circula prin Univers din cauza densități mari de materie și din cauză că atomii de materie nu se formaseră. Era doar o supă de radiații, la o temperată enorm de mare. Pe atunci s-a format și Radiați Cosmică de Fond, care are un rol importat în elaborarea teoriilor despre Univers.

După acea perioadă, pe grafic numită ”Dark ages”, materia a început să se condenseze sub formă de atomi și spațiul a căpătat transparență. De aici înainte atomii s-au îngrămădit și au început să de-a naștere corpurilor cerești ca Soarele, stelele și planetele. 

În anul 1980, pentru a explica observațiile făcute asupra Universului, astrofizicianul Alan Guth propune ideea inflației cosmice. Termenul de ”inflație” se referă la un tip de gravitație repulsivă care împinge obiectele cât mai departe unul de altul, în loc să le atragă. Inflația a determinat o creștere explosivă a spațiu-timpului la doar o fracțiune de secundă după Big Bang. Într-o altă fracțiune de secundă inflația a încetinit la un ritm al expansiunii mai lejer, care continuă și azi.

Prima rază de lumină din Univers

Radiația Cosmică de Fond este cel mai îndepărtat și cel mai vechi lucru pe care îl putem observa. Radiația Cosmică de Fond este ca un văl sau ca un orizont la margine Universului observabil.

cosmic microwave

Aceasta a fost generată la aproximativ 380.000 de ani de la Big Bang, atunci când plasma opacă a Universului Timpuriu a devenit transparentă dând voie luminii să călătorească. Înainte de asta Universul era foarte fierbinte și întunecat.

Astronomii au observat că în afară de mici variații pe harta de căldură (zone albastre și portocalii), Radiația Cosmică de Fond are aceeași temperatură peste tot. Asta a ridicat semne de întrebare.

radia cosmica de fond

 

Problema uniformității orizontului

O problemă a teorie Big Bang-ului este aceea că harta de căldură a orizontului cosmic este inexplicabil de uniformă. Cercetătorii s-au întrebat de ce punctele care sunt foarte depărtate în spațiu au aceeași temperatură. Să fie din cauză că la un moment dat au fost în contact?

Universul observabil sau Volumul Hubble este o regiune sferică de 90 miliarde ani lumină în diametru care este centrată pe orice observator. La marginea acestei zone sau la orizont se observă Radiația Cosmică de Fond.

Astrofizicienii spun că toate lucrurile din Volumul Hubble sunt cauzal conectate. Se pot influența unele pe altele.

În desenul de mai jos punctul B este în afara Volumului Hubble ce aparține punctului A. Deci punctele nu sunt cauzal conectate. Atunci de ce au aceeași temperatură?

univers uniform

Volumul Hubble este mai mare de 13.8 miliarde ani lumină pentru că Universul continuă expansiunea cu o vitează mai mare decât cea a luminii.

Dacă Universul s-ar extinde exact cu viteaza luminii, atunci ar trebui să aibă în dimensiune exact 13.8 miliarde de ani lumină (deoarece 13.8 miliarde ani este vârsta lui).

 

Problema formei plate

Un alt semn de întrebare pe care îl ridică teoria Big Bang-ului este cea a formei plate a Universului.

Ca să înțelegeți mai bine ce înseamnă ”forma plată” trebuie să vă explic puțin despre parametrul Ω.

Astrofizicienii spun că Ω reprezintă raportul dintre valoarea densității Universului și valoarea critică a densității pentru care spațiul și-ar opri expansiunea. S-a observat că Ω = 1.

Dacă Ω ar avea o valoare mai mare decât 1, atunci Universul ar fi închis și expansiunea lui s-ar opri. Dacă Ω ar fi mai mic decât 1 atunci am avea de-a face cu un Univers deschis a cărui expansiune nu s-ar opri.

Și cu toate acestea valoarea lui Ω este 1, ceea ce duce la un Cosmos plat.

parametrul omega

 

Cum a început Universul?

Atât forma plată cât și uniformitatea orizontului pot fi explicate doar dacă Universul a trecut printr-o scurtă și foarte intensă perioadă de inflație.

Atunci când se vorbește despre nașterea Universului se face referire la numere cu foarte mule zerouri după virgulă. Mai exact, perioadă inflaționistă a început la 0.0000000000000000000000000000000001 secunde (10  la -35) după Big Bang. Inflația nu a durat mult, până la 10 la -32 secunde.

Nici nu ne putem imagina cât de s-a expandat. Un nanometru a devenit 10 trilioane de trilioane de trilioane de ani lumină.

Inflația a însemnat că întreg Universul era doar o foarte mică parte din spațiu care avea pe total aceeași temperatură (astfel se rezolvă problema uniformității).

Inflația a determinat și o creștere a scalei diluând sau făcând mai moale curbura spațiu-timp (ceea ce rezolvă problema formei plate).

 

Ce a determinat inflația?

Vidul spațiului este umplut (știu că sună cam bizar) cu un câmp cuantic numit câmpul de inflațiecare a fost originar într-o stare energetică înaltă . Când Universul s-a răcit destul (la 380.000 ani după Big Bang) câmpul de inflație a eliberat acea energie și s-a stabil la un nivel energetic inferior. Eliberarea de energie s-a produs sub forma unui val de gravitație repulsivă (iar sună bizar).

Momentan, câmpul de inflație s-ar putea să nu fie în stare energetică cea mai joasă.

 

De ce este ceva în loc de nimic?

Inflația explică deasemenea de ce Universul este plin de stele și planete, în loc să fie gol. În spațiu-timp, din cauza fluctuațiilor cuantice anumite părți ale spațiului și-au oprit inflație la momente diferite. Astfel au apărut diferențe în densitatea materiei în diferite locuri ale Universului, dând voie gravitației să atragă gazelele în aglomerări de materie care au dat naștere stelelor și planetelor.

Harta densității Universului timpuri se potrivește cu harta de căldură a radiație cosmice de fond.

Planck_CMB

 

 

Dovezi că inflația chiar s-a petrecut

În 2014 la Centrul de Astrofizică Harvard-Smithsonian a fost găsită prima dovadă directă a inflației. Examinând harta Radiație Cosmice de Fond a fost găsit un foarte slab dar distinct model curbat. Acest model a fost denumit ”polarizarea B-modală”care se crede că a fost generat de undele gravitaționale în timpul inflației.

Șablon de care se vorbește este cel de jos.

polarizare b-mode

 

Voi ce credeți? Așa stau lucrurile? Tot Universul a fost la început doar un punct din spațiu care i-a venit să se dilate?

 

Articolul original și imaginea din care am tradus textul, le puteți găsi la această adresă:

http://www.space.com/25078-universe-inflation-gravitational-waves-discovery.html

Categories: Documentare, Știință

Uită de smartphone! » « Pentru ce țineți Post?

1 Comment

  1. levantin velicusas

    July 23, 2014 — 5:26 pm

    …totul suna foarte S.F….si spun asta pentru ca mi-a placut textul…numai ca explicatzia este la fel de “ne-lamuritoare“ ca cea din “FACEREA“…nimeni nu spune “in ce era punctual respective?…caci daca era “in ceva“, fie chiar si “nimicul“ inseamna ca explicatzia lui Eminescu este mai buna decat a acestor oameni de stiintza…pentru ca daca era in “ceva“ ce era acel ceva si de unde venea el si…CINE L-A FACUT PE ACEL CEVA? inaintea Universului…apoi, deja se vorbeste despre mai multe Universuri…deci eplicatzia stiintzifica poate sa se refere numai la “un singur` Univers si aia nu foarte clar…ca radiatzii, ca fluctuatzii, ca una ca altaaaa…este la fel de “fantastic precum in Biblie“…eu am o alta explicatzie: IN CLIPA IN CARE LUI DUMNEZEU I-A VENIT IDEEA DE A CREA CEVA, S-A PRODUS BIG-BANGUL SI APOI LUMINA EXPLOZIEI IDEATICE A LUI S-A CONDENSAT SI A FACUT MATERIA…faptul ca este plat dovedeste ca lumile sunt asezate pe un ecran la care “priveste“ El..pare mult mai acceptabil, pentru ca despre chestiile astea nu poti vorbi decat asa…ideile “oamenilor de stiintza“ sunt rizibile, pentru ca incearca sa explice inexplicabilul si mai au si pretentzia ca l-au explicat…(multumesc pentru rabdarea de a fi citit, daca citeste cineva ceva)…

Leave a Reply

Your email address will not be published.

*

Copyright © 2019 Simțuri și simțiri - Blog scris de Gabriel Oprescu

Theme by Anders NorenUp ↑