Orice poveste are un început,
chiar si povestea Universului.
Acum 13,7 miliarde de ani,
un eveniment misterios a pus Universul în miscare,
Big Bang.
Crearea fiecărui atom, fiecărei stele
si fiecărei galaxii.
Aceasta este povestea noastră,
cum ne-am format o viziune asupra Universului timp de mii de ani,
i-am dat un înteles prin stiintă
si ne-am definit locul în cadrul său.
E povestea noastră integrală,
de la samanism la stiintă,
dincolo de Big Bang.
UNIVERSUL - DINCOLO DE BIG-BANG S01 E14
Adaptarea Bubuloimare
Timp de mii de ani am observat cerul
si am adunat datele în cărti care ar umple o bibliotecă.
Avem cantităti uriase de informatie referitoare la Univers.
Cum a început,
si cum se va sfârsi.
Este o activitate în plină desfăsurare.
Scenariul se scrie încă
iar cerneala încă nu s-a uscat.
Unde a început totul ?
Să începem
cu începutul.
Să începem
cu fenomenul Big Bang.
Big Bang reprezintă o teorie a evolutiei cosmice.
Ne spune cum a evoluat Universul, cum s-a modificat
începând cu o fractiune de secundă după orice eveniment
ar fi dus la aparitia sa.
Nu stim exact care este acest eveniment
până azi.
Dacă examinăm Universul
si galaxiile îndepărtate, vom observa că se îndepărtează de noi
se miscă spre exterior,
cu o viteză incredibilă.
Dacă inversăm acest proces
am putea vedea că
în urmă cu 13-14 miliarde de ani,
totul era comprimat într-un punct infinitezimal.
E drept că nu stim întreaga poveste
dar această poveste se regăseste în istoria fizicii.
Avem aproximări din ce în ce mai bune
reconstructii ale unor adevăruri tot mai frumoase si mai interesante.
Big Bang este teoria noastră pentru începuturile Universului.
Dar pentru mult timp,
oamenii nu s-au gândit la originea Universului
sau au presupus că a existat dintotdeauna
si că va exista indefinit.
Chiar si oamenii de stiintă au fost reticenti
pentru adoptarea notiunii de Big Bang.
S-a vrut a fi un termen ironic.
Notiunea de Big Bang este o contradictie
pentru că nu a fost nimic de mari dimensiuni (BIG)
si nu s-a auzit niciun BANG.
Nu a fost ceva de mari dimensiuni deoarece considerăm Universul
ca pornind de la un element singular.
Nu a existat niciun BANG pentru că nu exista aer pentru a transmite sunetul.
Asadar, Big Bang este o denumite improprie dar s-a împământenit.
La fel si teoria.
La ora actuală, teoria Big Bang-ului e o parte a stiintei, asa cum o percepem.
Cine nu acceptă această teorie
este privit de comunitate ca o ciudătenie.
Dar acceptarea si întelegerea sunt două notiuni diferite.
Teoria Big Bang-ului nu a răspuns
tuturor întrebărilor stiintei,
pentru a explica nasterea Universului.
Cosmologii discută despre Big Bang,
descriind de fapt consecintele acestui fenomen.
Teoria clasică a Big Bang-ului spune orice, mai putin
care Bang, de ce un Bang
ce s-a întâmplat înainte de asta.
Chiar acum, în acest moment
ne aflăm în perioada imediat următoare Big Bang-ului.
Tot ceea ce vedem, auzim,
gustăm, mirosim sau atingem face parte dintre consecinte.
Big Bang se referă la Universul nostru evolutiv, în plină expansiune.
Pentru noi, cei aproape blocati pe o mică planetă stâncoasă
viziunea asupra Universului începe cu Terra.
Aceasta este Terra.
Compusi pe bază de siliciu si oxigen cu un miez metalic.
Suprafata e acoperită în mare parte de apă.
Prezintă forme de viată si se roteste o dată la 24 de ore
în timp ce efectuează o revolutie în jurul stelei numită Soare
la fiecare 365 de zile.
Acesta este Soarele. Format din hidrogen si heliu.
Temperatura de suprafată se apropie de 5500 grade Celsius
Pentru a emite energie
Soarele converteste 700 milioane tone de hidrogen
în 695 milioane tone heliu în fiecare secundă.
Soarele este o parte a Sistemului Solar,
care s-a format cu 4,5 miliarde de ani în urmă,
incluzând Terra si alte 7 planete cu orbitele lor
de la Mercur până la Neptun.
Nu este un sistem static.
Sistemul nostru Solar se extinde,
străbătând spatiul cu o viteză de 215 km/sec
într-un sistem circular.
Este parte a uneia aglomerări vaste de stele si sisteme stelare.
Sunt peste 200 miliarde de stele
în aglomerarea numită Galaxia Căii Lactee.
Se presupune că 8 miliarde de stele din acest sistem
au o structură planetară asemănătoare cu a noastră.
Sistemul nostru Solar se roteste în jurul centrului Căii Lactee,
într-unul dintre bratele externe.
Calea Lactee este una dintre cele peste 125 de miliarde de galaxii,
care compun Universul observabil.
Acesta este Universul.
Este într-adevăr imens.
Si creste.
Se extinde.
Dacă Universul se extinde, înseamnă că era mai mic.
Mult mai mic.
Dacă am da timpul înapoi am observa cum se restrânge.
Dacă ne-am întoarce destul în timp,
Universul ar fi mai mic decât o galaxie.
Si mai mult, iar Universul ar fi mai mic decât Sistemul nostru Solar.
Dacă ne întoarcem si mai mult totul ar încăpea într-o cameră,
într-o cească de cafea,
apoi într-un atom.
Cu 13,7 miliarde de ani în urmă
Universul era mai mic decât cea mai mică parte a unui atom.
Incredibil de mic.
Apoi s-a întâmplat ceva.
Într-o străfulgerare, totul a expandat dintr-o dată.
Asa a început totul
primul moment al existentei,
pe care-l numim astăzi
fenomenul Big Bang.
Acesta e adevărul cunoscut, nu pentru că a fost inventat
ci pentru că a rezultat din observatii directe.
Putem prezice abundenta elementelor usoare
putem cădea de acord la nivel de 10 ordine de mărime dincolo de observabil.
Imaginea unui Univers în expansiune,
în plină maturizare, fierbinte,
dense, pleacă de la imaginea
fenomenului Big Bang.
Teoria Big Bang-ului nu a apărut peste noapte.
Aparitia ei a durat ani de zile.
Secole de întelepciune conjugată.
Omenirea a reflectat demult la acest fenomen.
Ne-am gândit la asta dinainte de a ne da seama.
Ne-am gândit la asta din momentul în care am privit stelele.
Cum am ajuns la nivelul actual al cunostintelor ?
Cum ne-am dat seama de toate acestea ?
Iată cheia povestii noastre.
Povestea evolutiei conceptului de Univers.
Am acumulat descoperirile
celor mai strălucite minti ale speciei
ceea ce ne-a permis, oricât de dureroasă si de dificilă ar fi ascensiunea
să urcăm încet pe scara cunoasterii.
Posibil, pentru a compensa că un singur individ
n-ar fi suficient de inteligent pentru a descoperi toate acestea.
Unde a început totul ?
Astăzi, astronomi profesionisti si fizicieni de la institute precum
Massachusets Institute of Technology (MIT)
sau de la Universitatea Cambridge din Marea Britanie
dezbat intens teoria Big Bang-ului.
Discutiile au început însă cu mult timp în urmă.
Înainte să se fi auzit de conceptul Big Bang.
Înainte ca notiunea de cer si spatiu să existe.
Înainte de existenta stiintei însăsi
sau prin simplul fenomen al contemplării
oamenii si-au pus problema originii.
Când primii oameni au privit cerul
au observat dominatia Soarelui, cald si dădător de viată.
Noaptea, au observat luna si stelele.
Era Universul... dur, ostil si haotic.
Cu Soarele alunecând pe cer
si anotimpurile trecând de la rece la cald
oamenii primitivi au fost nevoiti să-si înteleagă lumea
pentru a-i supravietui.
Oamenii nu pot controla natura.
Balanta dintre previzibil si imprevizibil i-a determinat pe oameni
să deifice natura
pentru a stabili o relatie cu aceasta.
Fără telescoape sau observatoare moderne
oamenii primitivi s-au bazat pe structuri simple
pentru a întelege spatiul.
În locuri precum Stonehenge, în Anglia
sau Chichen Itza, în Mexic
au încercat să definească legături cu spatiul
domiciliul ipotetic al zeilor.
Erau simple instrumente de observatie
elemente analitice
care dădeau un sens Universului.
Ne aflăm în Germania de Est la 700 km sud de Berlin
într-un cătun, numit Gosek.
Unul dintre cele mai vechi monumente, dedicate Soarelui si stelelor
a fost descoperit aici.
Acesta este observatorul solar din Gosek.
A fost construit cu 7000 de ani în urmă,
si a fost folosit de primii fermieri pentru predictia anotimpurilor.
Construit cu 2000 de ani înainte de Stonehenge si reconstruit aici
reprezintă cel mai vechi calendar din Europa.
În timpul solstitiilor de iarnă si de vară
cu zilele cele mai scurte si respectiv cele mai lungi din an
razele soarelui se aliniază cu portile din garduri.
Cunoasterea acestor date
a ajutat oamenii să înteleagă fertilitatea solară.
Cerul nocturn este asemenea unui ceas.
E un ceas gigantic care ne priveste de sus si care a permis antecesorilor
să calculeze momentul însământărilor si al recoltei.
Cu alte cuvinte, mijloacele de subzistentă depindeau de întelegerea
miscărilor Soarelui si ale cerului.
Ideea de astronomie care să prezică evolutia naturii
pe baza miscărilor celeste,
s-a amestecat cu dogma astrologiei
în credinta că miscarea astrelor ne dictează destinele.
Un meteorit ar însemna o victorie militară.
O nouă stea - nasterea unui rege.
În acele vremuri, astronomia prezicea miscările stelelor.
Iar astrologia prezicea efectele stelelor asupra noastră.
Iar pentru strămosi era dificil să delimiteze cele două notiuni.
Dacă întelegeai mecanismele celeste întelegeai mecanismele destinului.
Astrologii au împărtit cerul în regiuni încă din secolul VI î.E.N.
Au observat că pozitia stelelor determină anumite forme
si au numit regiunile după acestea.
Berbec.
Taur.
Si Gemeni
alături de altele.
Dar pe măsură ce astrologii imaginau modul în care era influentat destinul
au observat si descris miscările astrelor.
De la superstitii, s-a mers cu pasi mici
până la observatia stiintifică.
Văd stiinta ca pe o călătorie
în care specia noastră este angajată
de circa 2500 de ani si în care încearcă să se acomodeze
cât mai profund
cu universul si legile lui, cu structura lui cu devenirea lucrurilor
cum evoluează si cum se modifică fortele care-l guvernează.
Uneori, însă, observatia simplă
poate duce la concluzii fundamental eronate.
Când examinăm Universul
prima senzatie este aceea că suntem în centrul acestuia,
că totul se învârte în jurul nostru.
Stelele străbat cerul nocturn, Soarele îl străbate pe cel diurn,
perceptia fiind că Terra e punctul fix iar astrele se rotesc în jurul nostru.
Această perceptie este însă complet eronată.
Terra nu este un punct fix si nu reprezintă un element central.
Întreaga istorie a cosmologiei
este reprezentată de retragerea Terrei din centrul scenei celeste.
Oricum, procesul cunoasterii nu a încetat să evolueze.
Prin utilizarea matematicilor
vechii greci au obtinut mai multe informatii
despre vecinii nostri celesti Soarele si Luna.
Chiar si în urmă cu 2000 de ani ei stiau că Pământul e rotund.
Iar prin observarea umbrelor au putut calcula dimensiunile Terrei
cu o acuratete de 10%.
Au calculat chiar si distanta până la Lună
si dimensiunea distantei până la Soare.
Cu alte cuvinte, strămosii erau inteligenti.
Vechii greci descriau două tipuri de stele.
Cele mai multe erau mici, fixe si se deplasau împreună.
Unele erau mai mari si se miscau semi-aleatoriu, cel putin aparent.
Acestea erau planetele
iar predictia miscărilor lor era un scop secular.
Având la dispozitie numai ochiul liber pentru a scruta cerul
grecii observau numai cinci planete
denumindu-le după zeii lor.
Astăzi suntem obisnuiti cu denumirile romane:
Mercur, Venus
Marte, Saturn si Jupiter.
Vechii astronomi au acceptat conceptul de Univers
asa cum a fost propus în secolul IV î.E.N. de către filosoful grec Aristotel
care a situat Terra în centrul Universului,
în timp ce Soarele, Luna, stelele si planetele
se roteau cu elegantă împrejur
în interiorul unor sfere cristaline perfecte.
Universul lui Aristotel era finit, o sferă imensă
asemănătoare unei cepe, o ceapă formată din sfere concentrice.
Astronomul Ptolemeu, în secolul I e.N.
a ameliorat modelul lui Aristotel
proiectând traiectoriile planetelor.
Acestea nu se miscau semi-aleatoriu.
Folosind miscări circulare complexe numite epicicluri
Ptolemeu putea anticipa calea predefinită si modificările de viteză.
Cu alte cuvinte, sistemul lui Ptolemeu putea anticipa cu acuratete
comportamentul ulterior al planetelor.
Un alt pas în evolutia descoperirilor efectuate de om
în vederea întelegerii si controlului asupra Universului
Sistemul lui Ptolemeu era foarte complex
cu toate planetele angajate în descrierea unor bucle
arăta minunat dar era complet eronat.
Ideea că se putea anticipa ceva
nu înseamnă a întelege principiile fundamentale din spatele mecanismului.
Sistemul lui Ptolemeu nu a descris corect Universul,
dar măcar a încercat.
El a demonstrat că pozitiile planetelor
pot fi calculate, în prezent sau viitor
A fost un tur de fortă privind un model matematic.
Un lucru interesant,
astronomia, ca stiintă, a părut să hiberneze în următoarele secole.
După căderea Imperiului Roman de Apus, în anul 476 e.N.
astronomia a pierdut teren.
Puterea s-a fărâmitat în Europa
iar o parte din cunostintele vechilor greci s-au pierdut.
O mie de ani mai târziu, o nouă teorie va înfrunta acceptiunea actuală
referitoare la mersul astrelor
iar omenirea a mai făcut un pas spre teoria Big Bang-ului.
În secolul XV
a apărut conceptul de heliocentrism,
care amplasa Soarele si nu Terra în centrul Universului.
Acest concept a isterizat Biserica Crestină
care a perceput în acest concept o erezie.
Dacă Dumnezeu a creat Terra si omul, după chipul si asemănarea sa
atunci Terra si locuitorii ei credinciosi
trebuiau să fie în centrul Universului.
Ca o ironie a sortii, sustinătorul teoriei heliocentrice
era un diacon fervent al bisericii Frombork din Polonia,
pe nume Nikolaus Copernicus.
Era administratorul catedralei.
Ajuta la colectarea taxelor, ajuta oamenii bolnavi
iar între timp, era pasionat de astronomie.
Copernicus era preocupat de dificultatea si complexitatea modelului ptolemaic.
A găsit însă o solutie elegantă.
Când a deplasat Terra din centrul Sistemului Solar
si a înlocuit-o cu Soarele.
Când Copernicus a pus planetele să orbiteze în jurul Soarelui
a descoperit că planeta Mercur, care are o revolutie de circa 3 luni
ar fi cea mai apropiată de Soare.
Saturn, planeta cea mai lentă, cu o perioadă de revolutie de 30 de ani,
ar fi cea mai externă.
Copernicus scria: e imposibil
să găsim o corelare mai armonioasă
între dimensiunea orbitei si perioada de revolutie.
Părea ceva magic.
Copernicus a insistat că Terra se roteste
efectuând o rotatie completă în 24 de ore.
Nu astrele se miscau, ci noi.
Stelele care se deplasau pe cerul noptii,
erau doar o iluzie determinată de rotatia terestră.
Probabil de teama represaliilor Bisericii
Copernicus s-a abtinut de a-si publica teoria
până în pragul mortii sale, în 1543.
Dar cartea sa "Despre miscarea de revolutie a corpurilor ceresti"
a bătătorit drumul lui Johannes Kepler,
care s-a născut în 1571
fiind magistrul stiintelor observationale.
Kepler a fost adevăratul erou, iesind public cu această teorie
în care Soarele era elementul central.
Kepler a avut la dispozitie multe date astronomice,
adunate în ani si ani de observare a boltii ceresti.
Când a verificat observatiile si a efectuat calculele, a înteles
nu numai că Soarele era centrul Sistemului Solar
ci si că acele cercuri perfecte erau doar rodul imaginatiei.
Poate neinteresant din punct de vedere filosofic, dar conform cu datele actuale,
modelul Kepler a îmbunătătit modelul copernician
prin ipoteza că planetele se rotesc
nu în cercuri perfecte,
ci în elipse circumsolare.
Kepler a subliniat un fenomen straniu
pe care a încercat din greu să-l înteleagă, fără a reusi.
Planetele accelerau pe măsură ce se apropiau de Soare.
Si încetineau, când se îndepărtau.
Laolaltă, Universul heliocentric
si vitezele variabile ale planetelor,
au explicat cel mai bine ceea ce observam aici, pe Terra.
Dintr-odată, pentru prima dată, teoria heliocentrică,
a oferit predictii mai bune decât cea centrată pe Terra.
S-a obtinut nu numai o entitate descrisă prin date concrete,
ci si o stiintă care a făcut ceea ce trebuia să facă
adică să realizeze predictii plauzibile.
Dar în timp ce o enigmă cosmică părea rezolvată, alta rămânea pe rol.
Kepler a observat că Soarele influenta viteza planetelor
în timp ce străbăteau spatiul. Dar cum ?
Înainte de rezolvarea acestui mister,
stiinta si dogma s-au ciocnit
într-un conflict care are reminiscente si în ziua de azi.
La începutul secolului al XVII-lea, astronomul italian Galileo Galilei
a preluat teoriile lui Copernicus si Kepler
conform cărora Soarele era în centrul Sistemului Solar
si le-a demonstrat veridicitatea mai presus de orice îndoială.
A realizat asta cu ajutorul unei noi tehnologii,
care urma să schimbe cursul istoriei.
Într-un fel, telescopul este cel mai profanator
cel mai răzvrătit, cel mai revolutionar
si splendid instrument stiintific.
Toate stiintele au primit un dar minunat
prin acest instrument care "apropia" obiectele.
Odată ideea născută,
se puteau lua două lentile, se aliniau astfel
se puneau într-un tub si rezulta o lunetă.
Ar fi trebuit să fie o idee cu priză la public si asa a si fost.
Asadar, problema acum era nu cine avea telescopul
ci cum putea fi el folosit.
Pentru a te uita pe geam la vecini ?
Sau pentru a explora Universul ?
Galilei a ameliorat telescopul în 1609
slefuindu-si propriile lentile si obtinând o putere de mărire
fără precedent - de 30 de ori.
Si a ales să privească astrele cu acest telescop,
în loc să privească vasele care se îndreptau spre Venetia.
Ceea ce a văzut a schimbat complet orizonturile astronomiei.
Galilei a fost răsplătit prin cea mai limpede si detaliată
imagine a astrelor care fusese observată până atunci.
Cu ajutorul telescopului său, Galileo a văzut mii de stele noi
o Lună plină de cratere
satelitii lui Jupiter
Saturn cu niste urechi gigantice.
Mai presus de orice, Galilei a văzut clar
că Venus prezenta faze similare cu ale Lunii.
Aceasta era dovada clară că Venus se rotea în jurul Soarelui,
demonstrând că Soarele se afla în centrul Sistemului Solar.
În primul rând, demonstra că Nikolaus Copernicus avusese dreptate
că Soarele si nu Terra se afla în centrul Sistemului Solar.
Asadar, cu ajutorul telescopului său
Galilei a scos Terra din centru, spunând "Nu suntem centrul Universului.
Ci suntem o planetă, printre altele.
Iar Universul poate fi mult mai mare decât stim."
Ceea ce Copernicus a presupus din ratiuni estetice
ceea ce Kepler a dedus si măsurat prin calcul matematic
a fost demonstrat de Galilei,
văzut de Galilei,
dezvăluit de Galilei.
Ancestorii văzuseră tot ceea ce se putea vedea cu ochiul liber.
Era nevoie de un nou instrument pentru a trece mai departe.
Telescopul a reprezenta ruptura
între clasic si modern.
Dogma crestină care pusese de sute de ani
Terra în centrul Universului,
era complet gresită.
Într-o perioadă de instabilitate a Bisericii Catolice
datorată reformării protestante
descoperirea lui Galilei părea să submineze Sfânta Scriptură.
Era un pericol pentru un sistem religios care se simtea atacat
si un pericol pentru omul de stiintă care sustinea ideea.
Cu toate acestea, Galilei, un catolic fervent
si-a publicat descoperirile într-o carte intitulată Mesajul din Stele, în 1610.
Surprinzător
Biserica a avut o reactie initială pozitivă la descoperirile lui Galileo.
Dacă Galileo ar fi fost mai precaut
în abordarea sa, nu s-ar fi ajuns atât de departe.
Un citat celebru al unui predecesor, cardinalul Baroni, sustinea că
"Biblia ne spune cum să ne ridicăm la cer, nu cum functionează astrele."
În fine, decăderea lui Galilei nu s-a datorat inabilitătii
de a influenta Biserica în raport cu sistemul său de gândire
ci mai degrabă de încercările sale de a interpreta Scriptura
într-un mod personal, independent de Biserică.
Galilei era adept al Sfântului Augustin,
care sustinea că: "Dacă găsesti o interpretare a Scripturii
care poate fi contrazisă de cunostintele actuale
atunci acea interpretare a Scripturii trebuie reinterpretată".
Dar Biserica era preocupată de
amenintările fătise la adresa sa,
si nu putea fi de acord cu interpretările biblice ale lui Galilei.
În 1633, după ce Galilei a publicat o nouă carte
în care a sustinut sistemul heliocentric
Papa l-a acuzat si trimis în judecată pentru erezie.
A fost fortat să renunte la copernicism,
ceea ce se pare că a si făcut îngenunchind în fata acelui tribunal.
În ciuda pocăintei sale, Galilei si-a păstrat convingerile
în ultimii săi ani petrecuti în arest la domiciliu
în Siena, în afara Florentei.
Galilei a fost primul cercetător modern în sensul că
a realizat observatii active cu ajutorul unui telescop
a propus teorii rezultate ca urmare a acestor observatii
si a îndrăznit să provoace ortodoxia acelor vremuri.
Curând după moartea sa, în 1642
Galileo a descoperit din întâmplare solutii la enigmele lui Kepler
în ceea ce priveste influenta stranie a Soarelui asupra miscărilor planetare.
A fost o idee care a ajutat generatiile următoare
să pună la punct teoria Big Bang-ului.
Ultima lucrare a lui Galilei
se referea la proprietătilor obiectelor căzătoare.
Care accelerau cu aceeasi proportie
indiferent de masa acestora.
A fost nevoie de aparitia altui geniu
pentru a aduna laolaltă solutiile enigmelor
în cunoscuta teorie a atractiei gravitationale.
Isaac Newton, născut în 1643,
a fost cel care a explicat mecanismele miscărilor planetare.
Nu numai miscarea planetelor, ci a oricărui obiect. De la planete
la mere.
Newton era un intelectual de rasă. Realizările sale sunt uimitoare.
Implicarea sa în istoria stiintei reprezintă un moment de cotitură
în care ecuatiile matematice
au devoalat aspecte ale Universului fizic.
El a deschis directia utilizării matematicii
pentru descrierea Universului, arătând ca matematica
este limbajul comun al Cosmosului.
Datorită acestor date, Kepler a remarcat efectul de atractie al Soarelui
care functiona ca un magnet imens.
Era posibil ca si planetele să se comporte ca niste magneti ?
Galilei a emis teoria referitoare la acceleratia corpurilor în cădere.
Si-a dat seama că, indiferent de masă
obiectele cad cu aceeasi viteză.
Ulterior, Newton a adăugat ceva teoriilor lui Kepler si Galilei.
Marea realizare a lui Newton a fost
reunirea teoriilor lui Galilei si Kepler si introducerea conceptului că
fenomenul care produce miscarea si căderea obiectelor pe Terra
este acelasi care face ca planetele să se rotească în jurul Soarelui.
Într-un anumit sens, planetele cad către Soare,
asa cum obiectele lui Galilei cădeau pe Pământ.
Solutia pentru toate acestea este gravitatia
strania actiune la distantă care tine totul ca un întreg.
Newton nu numai că a observat gravitatia ci a si transpus-o în ecuatie
arătând că gravitatia este energia
care capturează si mentine materia, obiectele precum Terra sau planetele
împiedicându-le să zboare în spatiul interstelar.
Gravitatia, forta de atractie care afectează toate formele materiale din Univers
conferindu-i ordine.
Gravitatia este descrisă ca o lege a fizicii.
Newton a creat fizica.
A fost primul care i-a intuit legile fundamentale,
dincolo de toate aceste observatii.
Legile lui Newton explicau aproape tot.
Newton a postulat principiile miscării, legile generale ale gravitatiei.
A deschis o nouă eră în domeniul stiintific.
Prin observatii si ecuatii matematice
el a descris legile naturii.
A arătat că modul în care un măr cade pe pământ
este corelat în mod direct cu rotatia Lunii
în jurul Terrei.
Pentru că a înteles că aceleasi legi
care guvernează miscarea planetelor în jurul Soarelui
guvernează si miscarea Lunii în jurul Terrei.
Celebra carte a lui Newton, Principiile Matematice ale Filozofiei Naturii
subliniază că mareele, viteza planetelor pe orbită
chiar si forma Terrei
pot fi explicate prin forta de atractie gravitatională
pentru că orice obiect cu masă proprie
atrage orice alt obiect cu masă proprie.
Luna atrage oceanele,
Terra atrage Luna,
Soarele atrage Terra, iar cu cât obiectele sunt mai apropiate
cu atât gravitatia este mai puternică.
Opera lui Newton este opera unui geniu
si cu toate astea, ignoră un lucru.
Desi Newton a formulat legile care definesc gravitatia
nici nu a explicat si nici nu a înteles modul în care functionează.
Gravitatia este un fenomen bizar.
Întelegem de unde stie Terra unde se află Soarele ?
Îl va urma dacă acesta se va îndepărta brusc ?
Ce s-ar întâmpla cu Terra ?
Nu s-a preocupat de aceste probleme
nu si-a pus aceste întrebări
pentru că legile functionau.
Desi fizicienii se luptă să definească gravitatia.
Newton a studiat-o aprofundat.
Două secole mai târziu
Albert Einstein a continuat descoperirile geniale ale lui Newton.
Nu numai că a creat legi noi în domeniul fizicii
dar a reinventat Universul.
Albert Einstein s-a născut în Germania, în 1879.
E poate cel mai celebru om de stiintă cunoscut.
Pentru realizările sale din Berna, Elvetia, în anul 1905.
Nereusind să obtină o slujbă în învătământ, după terminarea facultătii.
Einstein si-a luat o slujbă la biroul de inventii.
Apoi a început să cugete.
Mai exact s-a gândit să revolutioneze conceptele de spatiu si timp.
Fără Einstein, probabil că ne-am fi străduit încă
să întelegem cum functionează Universul.
Cred că dacă ne-am întreba cine a fost cel mai mare om de stiintă din secolul XX
majoritatea ar sustine: Einstein
Cred că, în parte, aceasta se datorează fascinatiei native
legate de misterele dezlegate ale spatiului si timpului.
Dar cred că, în parte, se datorează
perceptiei sale publice, ca si arhetipul omului de stiintă.
Einstein nu a dorit să ne conducă spre originea Universului.
Nici măcar nu s-a gândit la asa ceva.
Ideea initială sugera un Univers dinamic si finit
în timp ce Einstein prefera unul static si infinit.
Din punct de vedere filosofic, era convins că Universul este etern,
iar un Univers cu un început si un sfârsit,
era ceva inestetic si neplăcut.
Ideea de Univers si etern nu era una nouă
si fusese îmbrătisată de oameni de stiintă ca si Einstein.
Era mai simplu să crezi că Universul a existat dintotdeauna,
mai degrabă decât să crezi că a fost creat.
Creat ? Cum ? De către cine ?
Din nefericire, pentru Einstein,
modul său original de abordare a fortelor precum gravitatia
aveau să sugereze că Universul nu este etern.
Ideile lui Einstein erau atât de bizare
încât păreau a se aplica unei lumi de carnaval.
Dar oricât ar fi de ciudată
lumea lui Einstein e si lumea noastră.
Poftiti ! Poftiti ! Nu împingeti ! Nu vă îmbrânciti ! Ocupati un loc mai bun.
Începe spectacolul, nu trebuie să pierdeti nicio clipă.
Grăbiti-vă, doamnelor si domnilor, păsiti în lumea lui Einstein.
Unde lucrurile sunt mereu ceea ce par a fi
dar nu întotdeauna ceea ce ne asteptăm să fie.
Pentru început, Einstein fermecătorul.
Născut cu o diminuare a ariilor cerebrale care controlează limbajul articulat
el nu a vorbit până la vârsta de 3 ani.
Cu toate acestea, lobii parietali, responsabili pentru rationamentul matematic
si relationarea spatială, erau prea mari,
iar creierul său era cu 15% mai mare.
Priviti acest creier supradimensionat...
Einstein era un maestru al experimentului mental.
Imagina un experiment care nu putea fi pus în practică,
dar pe baza ideatiei intrinseci legate de acest experiment.
Uneori, asta produce o revolutie a modului în care privim Universul.
În 1905, Einstein a publicat teoria sa asupra relativitătii restrânse
care studia legătura dintre spatiu si timp.
Teoria lui Einstein nu mai separa spatiul de timp
ci considera totul ca un continuum în care existam.
El a considerat continuum-ul spatiu-timp ca pe o tesătură,
care împletea spatiul si timpul.
În 1915, Einstein a dezvoltat teoria relativitătii extinse
care a modificat-o pe cea restrânsă,
pentru a include gravitatia si efectele ei asupra tesăturii spatio-temporale.
Poftiti la plasa elastică a gravitatiei !
Luăm tesătura spatiu-timp,
o întindem,
si amplasăm un obiect cu o masă mare pe această plasă.
Priviti cum întinde plasa tesută din spatiu si timp !
Dacă punem bila să traverseze plasa
pare să fie atrasă magic
de masa imensă din centru.
Teoria relativitătii extinse este o teorie nouă asupra gravitatiei.
Ne spune că gravitatia functionează
din cauza curbării spatiului si timpului în prezenta materiei
si că poate răspunde dinamic,
iar spatiul se poate extinde sau contracta în prezenta materiei.
O idee nebunească, dar adevărată.
Masa este un termen utilizat pentru a descrie energia si materia
continute într-un obiect.
Cu cât masa obiectului este mai mare,
cu atât distorsiunea continuum-ului spatio-temporal este mai mare,
cu atât efectele gravitatiei sunt mai importante.
Gravitatia nu este chiar o fortă,
este o tesătură.
O formă a spatiului si timpului.
Noi ne deplasăm pe arcuirile acestor forme.
Această deplasare realizează ceea ce altfel ar părea o linie dreaptă
si se încurbează pentru a realiza ceea ce numim astăzi orbite,
traiectorii si trasee prin cosmos.
Einstein spunea că nici măcar lumina
nu poate scăpa efectelor gravitatiei.
Pe cât de nebuneste pare,
acest fapt a fost dovedit în 1919,
în cadrul unui experiment astronomic de mare amploare
derulat în timpul unei eclipse solare.
Relativitatea generală sustine că dacă privim o stea
pe o traiectorie care trece chiar la limita discului solar,
am putea observa o minimă deplasare datorată gravitatiei solare.
Arthur Eddington a testat această teorie
în timpul eclipsei solare totale din 1919, fotografiind unele stele.
Când Soarele este blocat de Lună
putem observa stelele din spatele său.
Capacitatea de a observa obiectele situate în spatele Soarelui
demonstrează că obiectele pot afecta continuum-ul spatiu-timp.
Einstein a devenit imediat vedetă.
A primit premiul Nobel pentru fizică în 1921.
Teoria relativitătii extinse a deschis cutia Pandorei pentru Einstein.
Una dintre consecintele teoriei lui Einstein
era că Universul se află în proces de expansiune sau de contractie.
Eternitatea Universului nu mai era de actualitate.
Asta era o problemă.
Era o problemă pentru că, dacă inserăm masa în Universul static al lui Einstein,
toată această masă va fi atrasă într-un singur punct.
Ce împiedica acest eveniment ?
Când amplasăm materia într-un univers sferic obiectele se atrag reciproc,
iar ansamblul devine instabil.
Pentru a împiedica Universul să intre în colaps
Einstein a postulat existenta unei forte opuse gravitatiei.
Această fortă constantă contrabalansa perfect gravitatia
pentru a obtine un Univers static.
Einstein a căutat această constantă cosmologică
fiind convins că se ascunde în ecuatiile sale.
Dar gresea.
Dacă Einstein ar fi avut curajul să-si sustină convingerile
ar fi recunoscut că universul static în care credea
era incompatibil cu teoria pe care tocmai o instituise.
Relativitatea a subliniat faptul că Universul nu este static,
ci în plină expansiune.
Luati loc, oameni buni, si priviti filmul despre spatiu si timp.
Priviti Universul definit de 4 dimensiuni
cum se deplasează în spatiu si timp.
Einstein nu a vrut să enunte ceea ce teoria sa arăta ca fiind evident.
Cred că a fost singura dată când pe Einstein l-a părăsit curajul.
Si nu a vrut să enunte notiunea
care era atât de evidentă.
Teoria lui Einstein a dus inevitabil la aparitia ideii
existentei unui moment al creatiei.
Acum, pregătiti-vă pentru partea la care Einstein nu s-a putut uita !
Acum vom derula filmul în sens invers.
În ciuda convingerilor lui Einstein
teoria sa arăta existenta unui Univers dinamic
care fusese odinioară cu mult mai mic.
Universul se reduce la dimensiunea unui atom.
Einstein n-a putut face acest salt, dar altii au reusit.
Un Univers dinamic si în expansiune se potrivea excelent
cu noua teorie a Big Bang-ului.
La începutul secolului XX
Albert Einstein ne-a determinat, din neatentie,
să considerăm că este posibil din punct de vedere stiintific
ca Universul să aibă un început.
Ideea unui început pentru tot ce există
are conotatii religioase importante.
O civilizatie s-ar întreba: "care ne sunt originile ?"
Este o întrebare esentială pentru specia umană.
Pentru că, dacă nu stim de unde provenim, nu stim cine suntem.
Timp de mii de ani, originea lumii noastre
a fost o problemă a religiei si nu a stiintei.
Există diferente remarcabile între stiintă si religie,
privesc lumea în moduri diferite, pun întrebări diferite.
Stiinta întreabă cum s-au petrecut lucrurile, cum a apărut lumea.
Religia pune problema diferit, chiar interesant,
De ce se întâmplă lucrurile astfel ? Se întâmplă ceva ? Care este rostul ?
Religia si stiinta au avut numeroase conflicte.
Chiar si numai pentru că urmăreau acelasi adevăr.
O ironie.
Primul sustinător al teoriei stiintifice obiective
privind originea Universului, a fost un preot catolic hirotonit.
Si ca întorsătură stranie,
solutiile sale, fundamentate stiintific păreau atât de religioase.
Sustinea că Universul nu este etern
ci că a avut un început.
Părintele George Lemaitre a sustinut nasterea Universului.
Lemaitre este un model pentru mine.
La finele anilor '20 si începutul anilor '30
el a fost cel care a înteles cel mai bine
conceptul de Univers în expansiune
si a introdus idei pe care încă le mai studiem.
Lemaitre a studiat teoriile lui Einstein în anii '20
si a propus o teorie revolutionară
pe care însusi Einstein ar fi respins-o.
A sustinut că Universul nu este static
ci în plină expansiune.
Lemaitre a studiat ecuatiile lui Einstein fără prejudecăti
si când a observat că ecuatiile sugerau că Universul se află în expansiune
si că în trecut ar fi fost mai mic
a decis să ia totul în serios.
Lemaitre sustinea că dacă Universul se află în plină expansiune
înseamnă că ieri era mai mic decât astăzi.
Astfel încât initial, trebuia să fi fost inimaginabil de mic.
Lemaitre credea că Universul începea prin ceea ce a denumit
ca fiind un "atom primar",
un ou cosmic de o densitate infinită
care a explodat, la un moment dat,
punând Universul în miscare,
si ducând la formarea a tot ceea ce cunoastem azi.
Când Lemaitre l-a informat pe Einstein despre ideile sale
se pare că Einstein i-a spus
"Matematic este corect, dar din punct de vedere al fizicii, e o aberatie".
Dar această "aberatie"
a fost confirmată în 1925.
În muntii de lângă Los Angels, astronomul Edwin Hubble a observat
cu telescopul, ceea ce avea să distrugă mitul constantei cosmologice a lui Einstein
si avea să modifice imaginea pe care o aveam asupra Universului.
În 1920 aveam o imagine comodă asupra Universului.
Universul era nimic altceva decât galaxia Căii Lactee.
Aceste valuri lăptoase străbătând cerurile
si numite Calea Lactee, sunt formate din 100 miliarde de stele.
Are un diametru de circa 100.000 ani lumină.
Acesta era Universul, la nivelul anilor 1920, extrem de comod.
Hubble a privit Universul mai profund
decât si-ar fi imaginat Galilei,
prin utilizarea celui mai sofisticat telescop existent la acea oră.
A demonstrat că Soarele este una dintre miliardele de stele din Calea Lactee.
Dar Calea Lactee era totul ?
Cât era de mare ?
De la aparitia telescoapelor puternice
astronomii au explorat spatiul
dar nu puteau măsura distantele
decât până la stelele foarte apropiate.
Edwin Hubble a rezolvat problema prin notiunea de lumânare zecimală.
O stea cu o strălucire cunoscută.
Dacă-i cunoastem strălucirea, putem calcula distanta la care se află.
Cu cât un obiect este mai putin luminos, cu atât se află la o distantă mai mare.
Ca lumina unui tren aflat la distantă, care pare mai slabă,
si devine tot mai puternică pe măsură ce se apropie.
Hubble a descoperit o lumânare zecimală,
într-o spirală de stele, numită Nebuloasa Andromeda.
Oamenii credeau că Andromeda era doar un fulg de praf stelar
în cadrul Căii Lactee.
Apoi, Hubble a calculat distanta.
Si-a dat seama că această galaxie era la 1 milion de ani lumină.
A fost momentul revelatiei, al epifaniei personale.
Si-a dat seama că galaxia Andromeda era o insulă în Univers
la fel ca si Calea Lactee.
Dintr-o dată, Universul
s-a transformat, dintr-o Cale Lactee, de 100.000 ani lumină diametru
într-un Univers fantastic
cu un diametru probabil de miliarde de ani lumină,
iar totul s-a întâmplat peste noapte.
Acest eveniment i-a asigurat celebritatea lui Hubble.
A dezvoltat conceptul de Univers
de la un nostim oras cu dimensiunile unei galaxii,
la o metropolă cu miliarde de galaxii.
Dar Hubble a mers si mai departe.
În 1929 a măsurat comportamentul acestor galaxii
si a ajuns la concluzia că majoritatea galaxiilor se îndepărtează de noi.
Nu numai că sunt multe dar se îndepărtează de Calea Lactee
si se îndepărtează si unele de altele.
Cu alte cuvinte, Universul se află în plină expansiune.
Mărindu-se în fiecare secundă.
Dacă ne-am întoarce în timp, Universul ar fi mult mai mic.
Pe baza vitezei de expansiune, măsurată de Hubble
acesta a putut estima vârsta Universului.
Hubble si-a folosit datele pentru această măsurătoare
si a sustinut că vârsta Universului ar fi cam de 2 miliarde de ani.
Nu era corect, pentru că se stia că vârsta Terrei era mai avansată.
Hubble se afla pe calea cea bună.
Formula de determinare a vârstei Universului era corectă,
dar măsurătorile erau gresite.
Iar aceste discrepante au permis oamenilor de stiintă
să facă unele calambururi pe marginea teoriei lui Lemaitre.
Dar alte motive, mai putin stiintifice
au făcut ca modelul superatomului lui Lemaitre
să fie respins de fizicieni
la debutul secolului XX.
Cred că exista o opozitie împotriva cuiva
situat si în tabăra stiintei si în cea a religiei, dar
asta i-a împiedicat pe unii oameni de stiintă să adere la teoriile lui ?
Ar fi fost altfel dacă s-ar fi situat pe alte pozitii ?
Probabil ca da.
Teoria lui Lemaitre l-a îndepărtat de colegii de pe tărâm stiintific
dar a trezit interesul Papei Pius al 12-lea
care a interpretat această teorie ca o dovadă directă
a Genezei biblice.
Lemaitre i-a scris Papei si l-a rugat să nu mai facă această afirmatie
deoarece reprezintă o teorie stiintifică
care face o predictie măsurabilă, generează predictii testabile.
Credinta Papei este independentă de aceste predictii.
Ipotezele lui Lemaitre sunt măsurabile, dar pot fi ele testate ?
Putin probabil, la miliarde de ani după producerea evenimentelor
să mai găsim urme ale fenomenului Big Bang.
Cât timp aceste dovezi nu existau,
au apărut alte teorii referitoare la originea Universului
iar oul cosmic al lui Lemaitre rămânea neeclozat.
Pe la mijlocul secolului XX, se părea că teoria atomului primitiv
cu un Univers aflat în expansiune violentă
având ca punct de pornire un element infinitezimal
nu va avea priză la public.
Erorile de estimare ale vârstei Universului, comise de Hubble
au permis dezvoltarea unor teorii concurente
care nu a întârziat să apară pe holurile Colegiului Trinity din Cambridge.
O teorie alternativă palidă la teoria Big Bangului
a fost teoria echilibrului,
care permitea vesnicia Universului.
Teoria echilibrului sustinea
un Univers static,
respins de teoria atomului primitiv.
Propunerea, apartinând astronomului Fred Hoyle
a fost concepută ca parte componentă a teoriei originii elementelor
precum azotul, carbonul sau alte 100 de elemente din tabelul periodic.
La temperaturi extreme, atomii de hidrogen fuzionează pentru a forma heliu
iar atomii de heliu fuzionează pentru a forma atomi mai grei.
Fred Hoyle credea că formarea noilor elemente prin procesul de nucleosinteză
ar fi avut loc în interiorul extrem de fierbinte al unor stele.
Era o descoperire zguduitoare la acea vreme.
Descoperirea lui Hoyle ne-a arătat că,
toate elementele din tabelul periodic care succed heliului
reprezintă de fapt praf de stele.
Totul este produs în miezul stelelor.
Dar teoria nu putea explica aparitia hidrogenului
si a celui mai mare procent de heliu din Univers,
deoarece primele stele ar fi trebuit să fie formate din hidrogenul preexistent.
Hidrogenul existent formează peste 74% din Universul detectabil.
Hoyle a evitat această problemă
adoptând ideea larg răspândită
a preexistentei eterne a hidrogenului si heliului.
De fapt, Hoyle credea că Universul exista dintotdeauna.
Fără început, fără sfârsit doar o stare de echilibru.
In concluzie, un Univers static este un Univers peren
care arăta atunci ca si acum, avea cam aceeasi densitate medie,
si cam aceeasi temperatură.
Mai rămânea o mică problemă
oamenii stiau deja că Universul se află în plină expansiune,
iar când materia se distribuie astfel, devine mai diluată.
Dacă Universul ar avea o vârstă avansată, ar fi diluat la infinit.
Hoyle a îndreptat această eroare presupunând că
materia a existat dintotdeauna undeva, în Univers.
Dar povestea creării materiei
nu era digerabilă pentru fizicieni.
Iar Hoyle avea un adversar puternic în persoana fizicianului rus George Gamow
un sustinător al teoriei atomului primitiv al lui Lemaitre
Gamow era prezent de obicei la aceste discutii.
Îi punea mereu întrebări dificile lui Hoyle.
Întrebări dificile pentru teoria echilibrului.
Gamow se referea la atomi la fel ca si Hoyle,
pentru a sustine teoria concurentă.
Gamow a sugerat că heliul, hidrogenul si alte elemente
au fost generate în primele minute de foc ale Universului.
În cadrul Big Bang-ului.
Acolo unde temperatura era de mii de ori mai mare
decât în miezul oricărei stele.
Dar Gamow era un generator de idei si mai putin matematician.
Astfel a început să colaboreze
cu un student cu un talent fenomenal, Ralph Alpher.
Alpher a fost cel care a fost capabil să promoveze această idee
si să ajungă la o concluzie.
Dacă Universul ar fi sintetizat aceste elemente primitive,
ar trebui să fie de 10 ori mai mult hidrogen decât heliu.
Iar calculele s-au potrivit cu observatiile. Un moment crucial.
Alpher, alături de Robert Herman
au augmentat predictiile lui Lemaitre
referitoare la căldura aleatorie detectabilă a creatiei.
Un argument important pentru teoria Big Bang-ului.
George Gamow si studentul său au pus o întrebare simplă:
dacă Big Bang-ul avea atunci temperaturi atât de ridicate,
atunci, unda de soc, ecoul
acestui Big Bang nu s-ar fi răcit până acum.
Asadar, energia restantă ar putea fi măsurată azi.
Din nefericire, nimeni nu avea un telescop pe măsură, până în 1949
pentru a măsura radiatia sau căldura remanente după momentul creatiei.
Iar la ora respectivă erau alte probleme cu teoria Big Bang-ului.
Nu oferea nicio explicatie
asupra originii elementelor dincolo de hidrogen si heliu.
Pe de altă parte, teoria echilibrului
avea o largă sustinere media.
Teoria echilibrului avea o largă sustinere publică
deoarece Fred Hoyle era un maestru al popularizării stiintei
si a stiut să vândă bine ideea sa trăsnită.
În mod ironic, termenul de Big Bang a fost inventat de Hoyle în 1949
în timpul uneia dintre popularele sale emisiuni.
Ulterior a utilizat termenul în zeflemea.
Cred că se displăceau reciproc.
Nu erau de acord în majoritatea privintelor.
Hoyle iesea mai sifonat din conflicte.
Cred că se lupta exagerat
pentru părerile sale, mai mult decât era cazul, dar asta e o opinie personală.
Fred era un tip strălucit, novator. Era un emitător de idei noi.
"Unele bune, altele nu, nu prea stiai care si cum."
Dar în jurul anului 1960
estimările incorecte ale lui Hubble referitoare la vârsta Universului
au fost corijate, prin date de actualitate.
S-a rezolvat astfel una dintre provocările teoriei Big Bang-ului.
Cu toate acestea se părea că lupta dintre cele două teorii
avea să fie o remiză.
Apoi, subit, a fost descoperită "teava fumegândă" a exploziei initiale,
una cu o vârstă aproape de cea a Universului.
Această descoperire a trimis una dintre teorii la lada de gunoi a istoriei.
Timp de 500 de ani, stiinta a încercat să elucideze care ne sunt originile.
Acum astronomii se străduie să rezolve enigma începuturilor.
Se stia foarte putin despre răspunsul soptit al Cosmosului.
Nu-l puteam auzi.
Aceste soapte se regăseau în căldura reziduală
generată atunci când Universul a explodat în acel Big Bang.
Radiatia prezisă de George Lemaitre exista
dar nu exista instrumentarul necesar audierii acesteia.
În 1965, au fost obtinute aceste instrumente.
Unda reziduală, ecoul, unda de soc a Big Bang-ului
ar putea fi măsurabilă astăzi.
A fost nevoie de două decenii
pentru ca instrumentele să devină suficient de puternice
pentru a confirma teoria lui George Gamow si a studentilor săi
asupra acestei radiatii de fond.
Povestea acestei radiatii seamănă cu filmele mute cu politisti incompetenti.
Mai întâi îl avem pe George Gamow si studentii săi.
Ei aveau teoria, calculele numerice
dar nu aveau sistemul experimental.
Apoi avem grupul de la Princeton.
Ei cunosteau lucrările lui George Gamow, dar aveau instrumente primitive
care nu erau suficient de sensibile.
În grupul de la Princeton se regăsea fizicianul Robert Dicke
alături de alti colegi care sustineau teoria lui Lemaitre
Acestia căutau dovezi solide.
Profesorul meu, Bob Dicke, a venit cu ideea de a căuta această radiatie
remanentă în urma fenomenului Big Bang.
Alături de ei lucrau doi tineri străluciti
Dave Wilkinson si Peter Roll.
I-a convins să producă un deca-radiometru pentru a detecta această radiatie.
A fost o încercare la întâmplare.
Cei doi tineri au construit aparatul,
l-au îndreptat spre eter
si au început să exploreze.
Vestile despre acest nou experiment au ajuns la Bob Wilson si Arno Penzias.
Penzias si Wilson erau doi oameni de stiintă
care nu lucrau la teoria Big Bang-ului
ci la comunicatiile prin satelit pentru laboratoarele Bell
din Holmdel, New Jersey.
Ei foloseau uriasul radiotelescop Bell
numai că nu puteau obtine o interpretare clară a datelor.
Obtineau mult zgomot de fond.
Erau sunete aleatorii.
Sunetul semăna cu acel zgomot de fond
dacă lăsăm televizorul sau radioul deschis pe un canal liber.
Nu am găsit ceea ce ne asteptam să găsim.
Antena primea mai multe radiatii decât ar fi fost cazul.
Am presupus că era ceva în neregulă
pentru că receptionam acest zgomot suplimentar.
Ce era acest zgomot straniu ?
De unde provenea ?
Interferente aeriene din zona New York ?
Semnale de la avioane ?
Găinatul porumbeilor care cădea în tunul telescopului ?
Nu ne îndoiam de legile fizicii.
Orice ar fi fost, trebuia să provină de undeva.
Dar nu ne puteam imagina de unde putea proveni.
În realitate, misterioasa radiatie venea de pretutindeni.
Din toate directiile, din toate colturile spatiului.
Pentru Penzias si Wilson era o nebunie.
Dar Penzias si Wilson găsiseră din întâmplare
ceea ce căutau Dicke si colegii săi.
Ceea ce enuntaseră Gamow, Alpher si Lemaitre.
Găsiseră "teava fumegândă",
care demonstra că Universul nu este etern.
Sursa crease Universul, anume fenomenul Big Bang.
Penzias si Wilson alături de echipa din Princeton
si-au publicat descoperirile în articole separate
în Revista de Astrofizică, în 1965.
Descoperirile lor au distrus instantaneu teoria echilibrului, a lui Hoyle.
În sfârsit, Big Bang-ul se potrivea în modelul evolutiei Universului.
Teoria modernă asupra Big Bang-ului este o descoperire remarcabilă,
care ne permite generarea unui model
asupra aspectului Universului
când acesta avea o vârstă de doar câteva fractiuni de secundă
si era comprimat la densităti si temperaturi imense.
Din această stare precoce hiperdensă,
putem întelege si descrie extensiv
modul în care Universul a expandat, s-a răcit
cum s-au format primii atomi, în primele faze,
cum s-au format alte structuri în etape ulterioare,
cum s-au format primele stele si galaxii cum au apărut planetele si oamenii.
Într-un spital în Belgia, în 1966
muribundul George Lemaitre a fost încântat de aceste vesti.
Nu era singurul.
Gamow si echipa sa s-au simtit împliniti.
Ne certam pentru a fi avut viziuni diferite asupra Universului
si s-a dovedit că viziunea divergentă a fost cea corectă.
Asadar, mereu există o reabilitare.
Pentru contributiile lor la această descoperire,
Penzias si Wilson au câstigat premiul Nobel în 1978.
Teoria lui Hoyle, a echilibrului,
si-a pierdut credibilitatea.
Dar teoria nucleosintezei a rămas.
Majoritatea oamenilor de stiintă considerau că hidrogenul
si o mare parte a heliului au fost generate imediat după Big Bang
asa cum credea si Gamow.
Toate celelalte elemente, precum azotul sau carbonul, au fost create ulterior,
în miezul fierbinte al stelelor, în exploziile supernovelor,
asa cum a sugerat Hoyle.
În principiu, si Gamow si Hoyle aveau dreptate.
În ciuda recunoasterii partiale a nucleosintezei,
Hoyle, care a decedat în 2001,
nu a acceptat niciodată teoria Big Bang-ului.
Nu întelegea de ce se entuziasmează oamenii
pentru un Univers cu un început finit despre care se credea că are
numai câteva miliarde de ani.
Nu a acceptat asta niciodată.
Dar restul comunitătii fizicienilor, erau de acord în unanimitate
si au acceptat această teorie.
Faptul că am descoperit că are un început
ne permite să punem o serie de întrebări legate de modul în care a apărut.
E interesant si incitant.
Putem întreba: când a început ?
Care erau diferentele între atunci si acum ?
Ce schimbări s-au petrecut de atunci si până acum
pentru a crea Universul, asa cum îl stim ?
Dar e una să accepti teoria Big Bang-ului,
si alta să o consideri fără de păcat.
Existau probleme de detaliu cu această teorie,
probleme extensive.
Spre finele secolului 20
oamenii de stiintă au examinat problemele teoriei Big Bang-ului
chiar dacă teoria era universal acceptată.
Una dintre cele mai mari probleme era
că temperatura spatiului era ciudat de uniformă.
Fizicienii nu se asteptau ca Universul să aibă aceeasi temperatură
oriunde ar fi explorat.
Universul e mult prea vast
pentru a avea aceeasi temperatură peste tot.
Si totusi asa este.
E ca si cum am avea o cadă cu apă rece
iar într-o extremitate turnăm apă caldă.
Durează putin până ce temperaturile se echilibrează
pentru că durează ceva timp ca moleculele de apă caldă
să revină la o distributie normală.
Universul nu pare a fi suficient de bătrân
pentru ca temperaturile să se fi egalizat.
Teoria Big Bang-ului nu poate explica de ce punctele îndepărtate
au aceeasi temperatură.
La începutul anilor 80, Alan Guth a venit cu ideea
că Universul provine dintr-un volum foarte mic.
Atât de mic încât în acest volum
a fost suficient timp la începuturi
pentru a normaliza temperatura.
Imediat, Guth a emis teoria conform căreia
Universul s-a extins chiar mai repede
decât lumina.
Mai repede decât viteza cosmică maximală.
Viteza supremă, asa cum postula Einstein.
Inflatia reprezintă o teorie care ar explica
ce a determinat expansiunea după Big Bang.
Guth si-a denumit teoria "Inflatie".
În primele momente ale creatiei
se crede că natura era dominată de patru forte
care includeau gravitatia si electromagnetismul
si care erau combinate într-o singură superfortă.
În timpul Big Bang-ului
această superfortă s-ar fi divizat în cele patru forte cunoscute.
Însă, înainte de împărtire
atunci când Universul era incredibil de mic
legile fizicii după Einstein
inclusiv aceea conform căreia viteza luminii este cea maximală
nu se aplicau încă.
Probabil că, în acel moment s-a întâmplat ceva
care a făcut ca Universul să se extindă cu viteză superluminică.
Atât de repede, încât a blocat în interior toată uniformitatea
în momentul când Universul era încă mic.
Nu stim exact când a avut loc fenomenul de inflatie.
Cel mai probabil, a avut loc
atunci când gravitatia s-a desprins de celelalte trei forte
dar la acel moment, celelalte 3 forte
formau încă o structură unitară.
Această hiper-expansiune, dacă a avut loc
a blocat o uniformitate internă a temperaturii.
La data de 3 iunie 2001, NASA a lansat un satelit
care ar putea determina, într-un fel sau în altul,
realismul teoriei inflatiei, a lui Guth.
Sonda Anizotropică pe bază de Microunde sau misiunea WMAP
încearcă să fotografieze căldura reziduală aleatorie în urma Big Bang-ului.
Căldură descoperită de Penzias si Wilson.
Cu alte cuvinte
NASA vrea să facă o poză cu Universul de când era mic.
Apoi o pot compara cu imaginea actuală a Universului.
În februarie 2003, oamenii de stiintă au avut prima imagine
a unui Univers precoce, imagine generată de WMAP.
O imagine de când Universul avea 380.000 de ani.
Acuratetea datelor i-a uimit pe cercetători.
Reactia oamenilor a fost elocventă.
Realitatea se potrivea perfect cu speculatiile anterioare.
E probabil ca Inflatia să fi avut loc.
Pentru un ochi neexperimentat imaginea WMAP
seamănă cu un ou pestrit.
Dar pentru cercetători, este ca si Piatra din Rosetta (cheia scrierii hieroglifice).
Acest model contine germenii a ceea ce aveau să devină
stelele si galaxiile de azi.
Pe lângă sustinerea teoriei inflatiei a lui Guth
aceste date ne-au oferit indicatii concrete
asupra vârstei, compozitiei, formelor si compozitiei Universului.
Până nu demult, cosmologia era separată de alte stiinte
numai pentru că
emitea mai multe teorii decât rezultate concrete.
Si asa avea să rămână până când satelitii aveau să măsoare,
ceea ce se petrecuse după Big Bang, cu o acuratete atât de mare
încât modelele cosmologice erau, în sfârsit, distincte
si se puteau obtine rezultate numerice
referitoare la dimensiunile Universului, vârsta acestuia
viteza de expansiune sau continutul Universului.
Aceste calcule erau imposibile înainte de a avea aceste date.
Înainte de aceasta, cosmologia era un amestec de mitologie si idei geniale.
Datorită tehnicilor moderne, ca WMAP din satelit,
fizicienii au acum un model asupra evenimentelor
care au urmat îndeaproape Big Bang-ului.
La mai putin de o miliardime de secundă după Big Bang
apare o himeră sferică infinit mai mică decât dimensiunile unui atom.
Acesta este Universul.
Este inimaginabil de mic
si inimaginabil de fierbinte.
În această sferă clocotitoare, cele patru forte cunoscute în natură
gravitatia, electromagnetismul
alături de fortele nucleare tari si slabe
se combină într-o superfortă.
Gravitatia s-a separat subit de această superfortă,
pe măsura expansiunii Universului.
Pe măsură ce Universul s-a extins, el s-a răcit
emitând un front energetic,
care a alimentat inflatia Universului, asa cum a sugerat Alan Guth.
Inflatia a blocat uniformitatea Universului,
asa cum a arătat satelitul WMAP.
Când Universul avea mai putin de o secundă vârstă
superforta s-a separat în fortele naturale cunoscute.
Cam la 3 minute după Big Bang, temperatura Universului
scăzuse la circa 540 milioane grade Celsius.
Destul de "rece" pentru a permite formarea nucleilor atomici.
S-a format hidrogenul.
Unii atomi de hidrogen au fuzionat pentru a forma heliul,
asa cum propuseseră Gamow si Alpher.
380.000 de ani mai târziu
lumina a străbătut din întuneric.
Frontul de radiatii regăsit de Penzias si Wilson
apăruse în acel moment.
Un miliard de ani după Big Bang,
au început să se formeze stelele.
Au produs elementele mai grele ca azotul, oxigenul sau carbonul
asa cum a prezis Hoyle.
Cam după 9 miliarde de ani,
materia si gravitatia s-au combinat,
pentru a forma o stea tipică, perfectă.
Presiunea a produs căldură în miezul acesteia.
Căldura a determinat fuziunea termonucleară
si s-a născut o stea.
Efluxul stelar a eliminat gazele reziduale.
A rămas un disc de praf circumstelar
care s-a putut agrega, formând planete si luni.
Unul dintre aceste cocoloase de praf stelar
după lungi perioade de bombardament cu reziduuri solare,
a ajuns la o temperatură suficientă
pentru a permite bioxidului de carbon si apei să formeze atmosfera.
Apa lichidă s-a acumulat la suprafata planetei.
În adâncuri, misterioase reactii chimice au dat nastere vietii.
La 13,7 miliarde de ani după Big Bang,
Universul nostru are acum un diametru de 156 miliarde de ani lumină.
Cerul e plin de stele
Sistemul nostru Solar are aproximativ 8 planete.
A treia planetă de la Soare este plină de forme de viată carbonice.
Unele dintre ele realizează că reprezintă puncte infinitezimale
în marea schemă organizatorică.
Nu e grav dacă nu întelegi aceste procese.
Reprezintă apogeul a milioane de creiere care s-au străduit pentru mii de ani
să înteleagă cum s-a format Universul
si unde este locul fiintei umane.
Sunt suficiente date pentru a coplesi orice creier uman.
Dacă as lua în considerare ideea că acest creier a fost conceput
pentru a freca pietre si a culege banane atunci este uimitor
cum suntem capabili să întelegem atât de multă fizică
să întelegem atâtea lucruri care nu le erau de niciun folos strămosilor.
E uimitoare maniera
în care oamenii au evoluat în acest sens
fără să o ia razna în tot acest timp.
Asta e toată povestea.
A lumii noastre, a Sistemului Solar, a Universului.
A începuturilor.
Asta este ceea ce credem că stim.
E o lucrare continuă, un scenariu la care încă se scrie.
Să vedem cum se termină.
New York.
O frumoasă si obisnuită zi de toamnă,
asa cum au mai fost si vor mai fi
până când se vor fi terminat.
Să ne imaginăm o călătorie într-un viitor, peste câteva miliarde de ani.
Dincolo de finele civilizatiei umane
si al tuturor creaturilor vii de pe Terra.
Să ne imaginăm că suntem peste 5 miliarde de ani, în viitor.
Soarele va fi consumat energia nucleară care îi dă viată.
Se răceste, se măreste, devine rosu
si se apropie de Terra.
Înghite planetele Mercur si Venus.
Apa de pe Terra se evaporă iar Terra redevine fluidă.
Când combustibilul se termină, miezul solar se contractă terminal
iar Soarele se transformă dintr-o gigantică rosie într-o pitică albă.
Extensia straturilor solare externe formează o nebuloasă planetară
alunecând în spatiu precum un giulgiu fantomatic de gaze incandescente.
Planetele care vor supravietui acestui proces,
cele externe precum Saturn si Neptun
sunt modificate ireversibil.
Nebuloasa planetară mătură atmosfera gazoasă a acestor planete
lăsând în urmă condensate metalice sau stâncoase.
Planetele îndepărtate
nemaifiind atrase de gravitatia unui Soare tot mai mic
se pierd în adâncurile spatiului.
Rămăsitele Soarelui călătoresc apoi miliarde de ani
pierzând toată căldura specifică.
Suprafata mică si întunecată
are aceleasi temperaturi scăzute ca si restul spatiului.
Soarele a devenit acum o pitică neagră.
Miliarde de ani mai târziu
propulsat de un tip misterios, recent descoperit, de energie, energia întunecată
Universul se extinde si mai repede
în toate directiile.
La scară mare, ca si la scară moleculară, expansiunea depăseste gravitatia.
Totul se destramă
nu numai galaxiile, Sistemul Solar sau stelele
ci chiar si atomii.
Materia este dezintegrată.
Este Marea Ruptură, marele final pentru Universul nostru.
Mostenirea energiei întunecate, acea formă de materie, încă nedeslusită.
Astăzi, energia întunecată este o reprezentare a ignorantei noastre.
Unii cred că e o formă materială, altii cred
că este o constantă din ecuatiile lui Einstein
iar altii cred că este o reflectare a faptului că
e posibil să ne fi înselat din nou în privinta gravitatiei.
Actualmente, teoria Marii Rupturi este la ordinea zilei.
Cine poate afirma că va rămâne teoria dominantă
sau dacă va fi modificată de noi descoperiri ?
Problemele nerezolvate se extind la infinit.
Încă o palmă dată rolului central pe care ni-l asumăm în schema universală.
Dar asta nu înseamnă că nu stim nimic.
Copernicus, Newton, Einstein
chiar si Alpher, Wilson si Guth
ne-au oferit piese dintr-o enigmă infinită.
Ne-au ajutat să ne întelegem locul în acest tablou.
Recunoastem că moleculele din care suntem alcătuiti,
atomii care compun aceste molecule provin din
creuzetele reprezentate de centrele stelelor masive.
Stelele au explodat si au îmbogătit galaxiile din punct de vedere chimic,
au îmbogătit norii gazosi primitivi
cu elementele chimice ale vietii.
Asadar suntem înruditi între noi biologic,
chimic, cu Terra,
si atomic cu restul Universului.
E incitant.
Mă face să zâmbesc.
Mă simt destul de liber în acest context.
Nu suntem superiori Universului,
suntem parte a acestui Univers.
Suntem parte a Universului, iar Universul este parte din noi.
Nu reprezentăm centrul Universului,
ne aflăm în el si-i apartinem,
încercând să-l întelegem.
Stim atât de multe,
si de asemenea sunt multe pe care nu le stim.
Ne agătăm de mica noastră planetă
care aleargă prin spatiu
în jurul Soarelui, al galaxiei, al Universului
Nu uita să cercetezi,
sunt atâtea de văzut,
atâtea de aflat.
De unde începem ?
Traducere biotudor@gmail.com
Adaptarea Bubuloimare