Formarea Universului
Astronomii au calculat că universul s-a format cu 13,73 miliarde de ani în urmă (plus/minus 120 milioane de ani), in urma unei explozii de proporţii numită Big Bang. Astronomii caută să descopere structura, comportamentul şi evoluţia materiei şi energiei existente. Universul este infinit în spaţiu şi se presupune că are un final în timp.  | |
|---|---|
| Cel mai îndepărtat punct din universul vizibil. | |
| Date probabile | |
Diametru vizibil | 96 (+/- 4) ·109Ani-lumină 96 (+/- 4) mrd. ani-lumină |
| Vârstă | 13,77·109 ani 13,77 mrd. ani |
| Masă | 8,5·1052–1053 kg |
| Număr de galaxii | 100 mrd. |
| Număr de particule | 4·1078–6·1079 |
| Număr de fotoni* | 1088 |
| Temperatură actuală | 2,725 K −270,425°C |
| Densitate medie | 10−27–5·10−27kg/m3 |
| Densitate critică | 9,7·10−26 kg/m3 |
| Constanta Hubble | ca. 71 (+/− 6) km/s·Mpc |
Când universul a ajuns la vârsta de un milion de ani a ajuns sa se răcească până la temperaturi de 3300 °C în medie în care protonii şi nucleii mai grei s-au format în urma nucleosintezei, putând apoi să se combine cu electronii formând atomii. Înainte ca electronii să se combine cu nucleii, circulaţia radiaţiilor prin spaţiu era dificilă, radiaţiile în forma fotonilor nu puteau traversa spaţiul fără a intra în coliziune cu electronii, dar odată cu combinarea protonilor cu electronii care au format hidrogenul, traversarea fotonilor a fost uşurată. Radiaţiile în forma fotonilor au caracteristicile gazului. Din momentul în care radiaţiile au fost eliberate,totul s-a răcit pana la -270 °C, numindu-se radiaţie cosmică de fond. Aceste radiaţii au fost detectate prima dată de către radiotelescoape şi apoi de către sonda spaţială COBE.
Între anul 2 milioane şi anul 4 milioane după Big Bang s-au format quasarii, galaxii extrem de energetice. O populaţie de stele s-a format din gazul şi praful interstelar, apoi s-au contractat în a forma galaxiile. Această primă populaţie se numeşte Populaţia I şi a fost formată aproape în întregime din hidrogen şi heliu. Stelele formate au evoluat creând la rândul lor alte elemente mai grele care au dus la fuziuni nucleare explodând şi formând supernovele.
Mai târziu s-a format Populaţia II, din care face parte şi Soarele nostru, şi conţine elemente grele formate în istorie. Soarele nostru s-a format acum 5 miliarde de ani şi se află la jumătatea vieţii sale. Se presupune că viaţa soarelui nostru este de aproximativ 11 miliarde de ani.
Acum 4,6 miliarde de ani s-a format sistemul solar. Cea mai veche fosilă a unui organism viu datează de acum peste 3,5 miliarde de ani.
Destinul final al Universului
Există mai multe teorii despre soarta Universului.- S-ar putea dilata la nesfârşit, dispărând pur şi simplu.[necesită citare]
- S-ar putea opri din dilatare şi să rămană ca atare.[necesită citare]
- Ar putea atinge o dimensiune maximă, iar apoi să se contracte până la prăbuşirea datorită gravităţii - teoria Big Crunch.[necesită citare]
- Ar putea trece prin faze alternative de dilatare şi contracţie la nesfârşit.[necesită citare]
- Ar putea izbucni un nou Big Bang care va crea la rândul lui un alt Univers.[necesită citare]
Organizarea şi evoluţia universului
„Hubert Reeves: Cunoaşterea cosmosului este mai mult decât un lux pentru oameni cultivaţi. Ea este temelia unei conştiinţe cosmice; ea relevă marea răspundere ce ne revine pentru viitorul omenirii.”
La baza evoluţiei universului se află interacţiunea dintre substanţă, energie, informaţie. Independent de cele două teorii cosmogonice:- Big Bang adică marea explozie iniţială, şi
- Universul fără început,
Substanţă, energie informaţie
- Întreaga materie este organizată pe sisteme:
-
- izolate care nu fac nici un schimb cu exteriorul sau unul foarte redus;
- închise care fac cu mediul lor numai schimb de energie;
- deschise ( cum sunt celula, molecula, organismul, biosfera, universul) care fac schimb de substanţă, energie şi informaţie cu mediul în care se dezvoltă.
-
- La nivelul întregii materii din Univers există o bază informaţională.
- Informaţia, care există pretutindeni, este inerentă tuturor structurilor din Univers şi reprezintă o succesiune discretă şi continuă de evenimente măsurabile, repartizabile în timp.
- Structurile informaţionale cuprind programele şi legile naturii, modelele interne ale omului şi celorlalte vieţuitoare.
- Soluţiile evoluţiei sunt date de modele informaţionale de organizare şi funcţionare a lumii. Un exemplu care ilustrează aceste modele îl constituie trecerile de la praful cosmic la aglomerările de praf cosmic; de la aglomerări de praf cosmic la formarea corpurilor cereşti;de la corpuri cereşti la găuri negre (care sunt o fantastică aglomerare de energie).
Marile faze ale organizării în univers
Evoluţia nucleară: de la particule la atomi
Quarkurile se combină în nucleoni (formaţi din protoni şi neutroni)
Pentru detalii, vezi: Cronologia Big Bangului.
De la timpul 10 –35 la 10–32 secunde Universul s-a umflat cu un factor de 1050 (era inflaţionară). De la această eră până în zilele noastre expansiunea (volumul) Universului s-a mărit cu un factor de 109 adică de un miliard de ori.La 10–32 secunde forţa tare (care asigură coeziunea nucleului atomic) se detaşează de forţa electro – slabă (rezultată din fuziunea între forţa electromagnetică şi forţa dezintegrării radioactive) iar Universul măsoară cam 300 metri de la un cap la altul, este întuneric absolut şi temperaturi de neconceput.
La 10–11 secunde s-au născut cele patru forţe fundamentale care interacţionează (gravitaţia, forţa electromagnetică, forţa nucleară tare şi forţa dezintegrării); fotonii nu mai pot fi confundaţi cu alte particule.
Între 10–11 şi 10–5 secunde quarkurile se asociază în neutroni şi protoni, cea mai mare parte a antiparticulelor dispar; apar cinci populaţii de particulele elementare: protoni, neutroni, electroni, fotoni, neutrini.
Totul se petrece în marea supă iniţială, la o temperatură de un miliard de grade. După o secundă de la Big Bang temperatura a coborât la aproximativ un miliard de grade.
Nucleonii se compun în nuclee
Pentru detalii, vezi: Nucleosinteza Big Bang.
La 200 de secunde (3,33 minute) de la momentul originar particulele elementare se asamblează pentru a forma izotopii nucleelor de hidrogen şi heliu.Datorită micşorării căldurii iniţiale (care era numai lumină şi care anihila orice alte forţe), deci datorită scăderii temperaturii apar forţele de bază.
După 100 de milioane de ani se formează primele stele din vârtejuri de pulberi.
Fenomenele se petrec în marea supă iniţială, în creuzete stelare, la temperatura de sub un miliard de grade.
În această fază apare şi se manifestă forţa nucleară.
Nucleele se combină şi se formează atomi, molecule simple, praf
Pentru detalii, vezi: Formarea şi evoluţia galaxiilor.
Fenomenele se petrec la suprafaţa stelelor, în spaţiul dintre stele la temperaturi de 3000 de grade;Apare şi se manifestă forţa electromagnetică.
După sute de milioane de ani apare şi se manifestă forţa gravitaţională ce determină formarea galaxiilor.
Evoluţia chimică: de la atomi la molecule
Molecule simple se combină şi apar molecule organice
Această evoluţie se petrece în oceanul primitiv.[modificare] Moleculele organice se organizează şi se dezvoltă în celule
Faza de dezvoltare se realizează în oceanul primitiv.Celulele se combină, evoluează şi se organizează în plante şi animale
Faza se petrece atât în în oceanul primitiv cât şi pe continente.Se realizează astfel o fază importantă a evoluţiei biologice care constă la trecerea, la dezvoltarea viului de la molecule la celule, la plante şi la animale
Evoluţia antropologică
Expansiunea universului
Pentru detalii, vezi: Expansiunea metrică a spaţiului.
- Conform părerilor lui Stephen Hawking[1], 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 explică 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 caracterului 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).
Cartografierea strat cu strat a Universului
- Un catalog ce cuprinde mii de nebuloase neobservate până acum precum şi unele dintre cele mai mari clustere galactice observate până în prezent, a fost lansat în ianuarie 2011 de către Agenţia Spaţială Europeană, prin intermediul misiunii Planck. Scopul satelitului Planck este de a scana cel puţin patru straturi cosmice pentru a măsura nivelul radiaţiei rămase din momentul producerii Big Bang-ului, iar până în prezent a fost explorat şi respectiv cartografiat un strat şi jumătate.
Note
- ^ Stephen W. Hawking, născut pe 8 ianuarie 1942, după studii la Oxford şi un doctorat susţinut la Cambridge, devine titularul catedrei de matematică da la Cambridge. Împreună cu Roger Penrose a elaborat teoria asupra găurilor negre şi a demonstrat că, în conformitate cu relativitatea generală, spaţiul şi timpul trebuie să fi avut un început în marea explozie (big-bang). Se află în prima linie a fizicienilor care caută o teorie unificatoare ce ar explica întregul univers..Este probabil, cel mai cunoscut fizician de la Einstein încoace.(caracterizare cuprinsă în volumul „O mai scurtă istorie a timpului” ed Humanitas, 2007).
Bibliografie
- Hubert Reeves,Răbdare în azur, Editura Humanitas, 1993
- Stephen W. Hawking, Leonard Mlodinow, O mai scurtă istorie a timpului, Editura Humanitas, 2007
- Gh. Stratan, Postfaţă la cartea "O mai scurtă istorie a timpului"
- Jean Guitillon, Grişka şi Igor Bogdanov, Dumnezeu şi ştiinţa, Editura Harisma, Bucureşti, 1992
- Dumitru Constantin, Inteligenţa materiei, Editura Militară, Bucureşti, 1981
Vezi şi
Concepte
- Astronomia Coperniciană
- Astronomie
- Big Bang
- Big Crunch
- Big Rip
- Constantă fizică
- Cosmologie
- Determinism
- Galaxie
- Gaură de vierme
- Gaură neagră
- Informaţie
- Lume
- Mitologie greacă
- Pământ
- Reducţionism ştiinţific
- Revoluţia ştiinţifică
- Singularitate tehnologică
- Spaţiu
- Stea
- Teoria creaţionistă
- Teoria M
- Teoria relativităţii
- Timp
- Viteza luminii
Oameni de ştiinţă
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu