Cele mai mari 5 intrebari despre univers (si cum incercam sa le raspundem)

De la descoperirea undelor gravitationale pana la localizarea celui mai apropiat vecin planetar asemanator Pamantului nostru, 2016 a fost un an al astronomiei. De fapt, nu a fost doar un an bun pentru stiinta spatiala, ci si cateva decenii grozave. Multe dintre cele mai mari puzzle-uri din astronomie si cosmologie au fost rezolvate.

Inginerii si tehnicienii au asamblat telescopul spatial James Webb pe 2 noiembrie 2016 la Centrul de zbor spatial Goddard al NASA. Alex Wong / Getty Images

Luati varsta universului. Acum un secol, am putea spune doar ca universul era foarte vechi. Nu exista nicio modalitate de a gasi un numar precis. Acum, datorita hartilor detaliate care arata ecoul slab al Big Bangului – ceea ce astronomii numesc „fundalul cosmic cu microunde” – stim ca universul are o vechime de 13,82 miliarde de ani, da sau dureaza 10 milioane de ani. Este o realizare uluitoare in „cosmologia de precizie”.

Dar nu avem toate raspunsurile despre universul nostru. In ciuda tuturor fluxurilor de date din observatoarele din intreaga lume si din experimente de fizica a particulelor, cum ar fi Large Hadron Collider din Elvetia – si in ciuda nenumaratelor ore pe care astronomii si fizicienii le petrec la tabla sau efectueaza simulari pe computer, o mana de intrebari cosmice continua tine oamenii de stiinta sus noaptea (pentru cei care nu sunt deja sus noaptea, privind spre cer).

1. Ce este materia intunecata?

La laboratorul subteran Gran Sasso, adanc sub Muntii Apenini din centrul Italiei, oamenii de stiinta vegheaza asupra unui rezervor urias plin cu 3,5 tone metrice de xenon lichid. Speranta lor este ca particulele exotice din spatiul adanc vor trece prin lichid, emitand un semnal revelator. Pana acum, asta nu s-a intamplat. Dar oamenii de stiinta care cauta asa-numita „materie intunecata” au invatat sa aiba rabdare.

A trecut aproape un secol de cand astronomii care studiau galaxiile indepartate au observat pentru prima data ceva ciudat: galaxiile pareau sa contina mai multa materie decat ar putea fi considerata de materialul vizibil – stele si nori de gaze. Se crede ca aceasta masa lipsa, numita materie intunecata, reprezinta mai mult de un sfert din masa totala si energia din universul vizibil.

Doi cercetatori trec prin Institutul National pentru Fizica Nucleara, care se afla sub Gran Sasso in Italia, in 2011. Portofoliul Mondadori prin Getty Images

Ce este chestia asta? Cea mai buna presupunere este ca este alcatuita dintr-un fel de particula in miscare rapida care abia interactioneaza cu materia obisnuita care alcatuieste stelele si planetele. Teoretic, aceste particule „care interactioneaza slab” pot trece fara obstacole prin kilometri de materie obisnuita – motiv pentru care am cheltuit milioane de dolari pe detectoare precum cel de la Gran Sasso.

In legatura cu: 11 predictii surprinzatoare din unele nume de top din stiinta

Dar oamenii de stiinta au cautat aceste particule exotice de zeci de ani, fara noroc. Si astfel unii incep sa se intrebe daca exista materia intunecata. In schimb, rationamentul merge, teoria gravitatiei a lui Einstein poate necesita unele modificari. O serie de teorii alternative ale gravitatiei au fost prezentate in ultimii ani, dar toate raman controversate. Si astfel cautarea particulelor a continuat.

„Ar fi frumos sa stim care este particula de materie intunecata – sau chiar sa ne asiguram ca este o particula”, spune fizicianul de la Universitatea din Toronto, Roberto Abraham. „Cred ca acesta este cel mai probabil lucru, dar sunt deschisa posibilitatii ca avem nevoie de gravitatie modificata”.

Desi nu exista dovezi clare ca ecuatiile lui Einstein sunt gresite, spune el, „ar trebui sa avem o minte deschisa”.

2. Ce este energia intunecata?

In anii 1990, datele de la Telescopul Spatial Hubble au dezvaluit ca galaxiile indepartate nu se indeparteaza doar de galaxia noastra de origine, Calea Lactee, ci se indeparteaza de noi (si unul de celalalt) cu o viteza accelerata. Aceasta a fost o mare surpriza – una pe care oamenii de stiinta s-au luptat sa o explice de atunci. Ce forta misterioasa da galaxiilor aceasta impingere suplimentara? Nimeni nu stie. Dar a fost supranumita „energie intunecata” si, la fel ca in cazul materiei intunecate, Einstein este o figura cheie in poveste.

Studiile asupra miscarii galaxiilor – precum asa-numita galaxie Pinwheel, prezentata aici – sugereaza ca acestea contin mai multa materie intunecata decat materia obisnuita. Din ce este facuta aceasta materie intunecata ramane un mister.ESA / NASA / ESA / NASA

In primii ani ai secolului XX, oamenii de stiinta credeau ca universul era static – ca, in medie, galaxiile ramaneau la aceeasi distanta de vecinii lor. Dar ecuatiile relativitatii generale pareau sa indice ca universul trebuie sa se extinda sau sa se contracte. Asta nu avea niciun sens pentru Einstein, asa ca el a dat teoriei sale un factor fudge pe care l-a numit „constanta cosmologica”.

Cativa ani mai tarziu, cand astronomii au descoperit ca universul se extinde, parea ca factorul fudge nu mai este necesar. Totusi, acum, cand stim ca expansiunea universului se accelereaza, este posibil ca constanta cosmologica sa revina.

Indiferent de natura sa adevarata, energia intunecata joaca un rol si mai mare in evolutia cosmica decat materia intunecata. Cea mai buna estimare a noastra este ca energia intunecata reprezinta mai mult de doua treimi din energia totala a universului vizibil. Luate impreuna, materia intunecata si energia intunecata sunt un mister enorm – si un pic de jena pentru comunitatea stiintifica.

„As da orice sa stiu ce sunt materia intunecata si energia intunecata”, spune Abraham. „Si intentionez sa-mi consacrez urmatoarele doua decenii din viata sa ma uit in ea”.

3. Ce a venit inainte de Big Bang?

Ori de cate ori un cosmolog sustine o prelegere publica, cineva din audienta ridica inevitabil o mana pentru a intreba: „Da, dar ce a venit inainte de Big Bang?”

„Trebuie sa oferim acest raspuns de manual”, spune Glenn Starkman, fizician la Case Western Reserve University. „Spunem ca intrebarea nu are sens, la fel cum nu are sens sa ne intrebam ce se afla la sud de Polul Sud.”

Ilustratia unui artist incearca sa descrie „Big Bang”, expansiunea initiala a intregii materii din univers.Mark Garlick / Science Photo Library / Getty Images

Ideea este urmatoarea: daca timpul in sine a inceput cu Big Bang-ul, atunci nu are sens sa ne intrebam ce a venit inainte. Pur si simplu nu a existat „inainte”. Si totusi Starkman stie ca aproape nimeni nu gaseste acest raspuns satisfacator. dantevwjp026.hpage.com

Acum avem un model pentru ceea ce s-a intamplat la scurt timp dupa Big Bang.

• watsapp web
• banda led
• ase
• fonduri
• traducere franceza romana
• ielele
• sylvester stallone
• iphone 8 plus
• timp online
• vreme botosani
• filme porno gratis
• maia sandu
• horoscop neti sandu
• tik tok
• bicicleta fitness
• vegis
• tania budi
• pornhub
• vivre.ro
• zodii

Pe parcursul primei fractiuni minuscule de secunda din existenta universului, modelul „inflatiei” spune ca universul s-a extins ca un balon, dublandu-se in marime din nou si din nou, inainte de a incetini rata de expansiune „normala”. Dar daca incercam sa privim inapoi inainte de inflatie – pana la „timpul zero” – relativitatea generala se strica.

Unii fizicieni cred acum ca timpul nu a inceput cu Big Bang-ul, ci a aparut cumva cand universul a atins un anumit nivel de complexitate. Altii teoretizeaza ca universul se desfasoara in cicluri, intr-o posibila serie nesfarsita de expansiuni si contractii. Daca acest model „ciclic” are dreptate, Big Bang-ul nu a fost inceputul, ci doar o tranzitie de la o era anterioara. O alta posibilitate este ca universul nostru este doar unul dintre nenumaratele „universuri cu bule” care apar in mod repetat intr-un „multivers”.

In legatura cu aceasta: Oamenii sunt adevaratii straini stravechi?

Suntem mai aproape de a raspunde la intrebarea „ce s-a intamplat inainte” cu care eram acum o generatie? Starkman spune ca nu. Si nu este clar daca observatiile astronomice pot rezolva problema. Cel mai bun pariu ar putea fi construirea unui detector enorm de unde gravitationale in spatiu – cu speranta ca am putea detecta unde gravitationale create chiar de Big Bang.

Dar nu-ti tine respiratia. Starkman spune ca un astfel de proiect enorm ar putea dura multe decenii pana la constructie.

4. Ce este in interiorul unei gauri negre?

Gaurile negre sunt regiuni ale spatiului in care gravitatia exercita o atractie atat de mare incat nimic – nu lumina sau orice alt semnal de orice fel – nu poate scapa. Intrucat nimic nu poate iesi, este ca si cum interiorul oricarei gauri negre este permanent „ciupit” de restul universului.

„Nu avem nicio idee despre ce se intampla in interiorul unei gauri negre – cu exceptia cazului in care suntem dispusi sa sarim intr-una”, spune Starkman. Chiar si atunci, nu ati avea cum sa iesiti sa spuneti cuiva ce ati gasit – sau chiar sa trimiteti un mesaj.

In interpretarea acestui artist, gaura neagra cunoscuta sub numele de Cygnus X-1 aspira materia de la o stea insotitoare. Desi intelegem cum se formeaza gaurile negre, oamenii de stiinta nu pot spune ce se intampla in interiorul unuia. NASA / CXC / M.Weiss / Optical: DSS; Ilustratie: NASA

In anii 1970, fizicienii Stephen Hawking si regretatul Jacob Bekenstein au aratat ca gaurile negre emit o forma de radiatie si se „evapora” incet, asa cum fac. Din pacate, evaporarea gaurilor negre pare sa incalce regulile mecanicii cuantice, ceea ce inseamna ca ceva trebuie sa cedeze. (Detaliile sunt destul de tehnice, dar implica pierderea „informatiilor cuantice”; fizicienii o numesc „paradoxul informatiei”).

Fizicienii au venit cu diverse idei pentru a explica acest puzzle. Toate sunt controversate. Adevarata problema este ca, la „orizontul evenimentelor” – limita exterioara a unei gauri negre – intra in joc atat relativitatea generala, cat si mecanica cuantica. Si cel putin pana acum, aceste doua teorii sunt ireconciliabile.

In legatura cu aceasta: Daca strainii suna, umanitatea are un plan?

„Este posibil ca mecanica cuantica si relativitatea generala sa„ dea mana ”cumva la orizontul evenimentelor si sa functioneze intr-un mod diferit de cel de pe Pamant”, spune Starkman. „Este o perspectiva interesanta.”

Cel mai bun pariu al nostru este probabil studierea regiunii imediat in afara orizontului evenimentelor. Aici intervine o gama de radiotelescopuri cunoscuta sub numele de Event Horizon Telescope. EHT este un fel de conectare electronica a zeci de telescoape din intreaga lume – din California, Arizona si Hawaii pana in Chile, Spania si Antarctica.

O versiune imbunatatita a EHT va incepe in curand sa colecteze date. Prima sa tinta va fi o gaura neagra „supermasiva” in centrul galaxiei noastre. Astronomii se asteapta ca EHT sa ofere o imagine detaliata a radiatiei emise de gaz si praf in ultimele momente inainte de a traversa orizontul evenimentelor gaurii negre – aruncand probabil o lumina asupra fizicii exotice a orizontului evenimentelor gaurii negre.

5. Suntem singuri?

Suntem singurele creaturi inteligente din cosmos? Singurele fiinte care se intreaba ce alte fiinte ganditoare, care se intreaba, ar putea fi acolo?

Galaxia noastra contine cateva sute de miliarde de stele, dintre care multe sunt susceptibile sa aiba planete care orbiteaza. De parca asta nu ar fi suficient de uimitor, astronomii cred ca exista cel putin un trilion de galaxii in universul vizibil. Avand in vedere abundenta probabila de planete, pare putin probabil sa fim singuri in univers. Si astfel oamenii de stiinta din intreaga lume s-au angajat in ceea ce ei numesc SETI sau in cautarea inteligentei extraterestre.

Allen Telescope Array al Institutului SETI din nordul Californiei cauta semnale radio care ar fi putut fi generate de viata extraterestra inteligenta.

Seth Shostak, astronom principal la Institutul SETI de langa San Francisco, suspecteaza ca „ET” este undeva acolo. El indica datele colectate de observatorul spatial Kepler al NASA, care sugereaza ca pana la una din cinci planete este locuibila. Daca este asa, cosmosul ar putea contine 10²¹ (adica un miliard de miliarde) de planete locuibile.

Dar chiar daca viata este abundenta in univers, ce zici de viata inteligenta? Pana in prezent, oamenii de stiinta SETI nu au descoperit nimic, chiar si dupa ani de zile de scanare a cerului pentru semnalele radio care ar putea insemna o astfel de viata. Shostak subliniaza ca pana acum ne-am indreptat radiotelescoapele catre doar cateva mii de stele – si, prin urmare, este prea devreme pentru a ne spune.

In legatura cu aceasta: Este o megastructura straina care provoaca comportamentul ciudat al acestei stele?

La o conferinta recenta din Germania, Shostak a pariat oamenii de stiinta prezenti ca vom gasi un semnal extraterestru in termen de 24 de ani. (Nu a fost un pariu urias – el s-a oferit sa cumpere fiecarui om de stiinta o cafea doar daca s-a dovedit a fi gresit.) Pana atunci, datorita tehnicilor de cautare mai eficiente, probabil ca vom fi verificat un milion de sisteme de stele.

Intre timp, radiotelescoapele noastre vor continua sa spioneze universul, astronomii din intreaga lume asteapta si asculta.

Dan Falk este un jurnalist stiintific cu sediul in Toronto. Cartile sale includ „Stiinta lui Shakespeare” si „In cautarea timpului”.

Pentru mai multe descoperiri care ne schimba viata, urmati NBC MACH. dominicknwfb378.xtgem.com