Geneza universului

„Cum a apărut Universul?” este întrebare ce încă dă bătăi de cap cercetătorilor din lumea întreagă. Există diferite teorii despre formarea Universului precum şi vârsta acestuia.

Una dintre cele mai răspândite teorii cosmologice este cea a „Big Bang-ului” care se referă la o explozie specială, ce a dus la apariţia materiei, spaţiului, energiei şi timpului, altfel spus la existenţa Universului.

Teoria Big-Bangului ne spune că, odată, universul cunoscut nouă nu avea deloc dimensiuni - nu exista sus sau jos, stânga sau dreapta, nu exista trecerea timpului, iar legile fizicii de atunci ne depăşesc imaginaţia. Cum se transformă un univers infinit de dens într-unul foarte mare şi întins? Şi cum se umple cu materie? Teoretic, pe măsură ce universul începuturilor se extindea, energia ar fi trebuit să se condenseze în cantităţi egale de materie şi antimaterie, care, întâlnindu-se, s-ar fi anihilat reciproc, redevenind energie pură. Evident, totuşi, material a câştigat în faţa antimateriei, altfel nu am fi existat. Dar suntem aici, şi doar o mică deviaţie de la simetria perfectă pare să fi fost îndeajuns – o particulă de materie în plus pentru fiecare zece miliarde de particule de antimaterie a fost destul pentru ca lumea noastră să supravieţuiască. Acest exces de materie a fost sămânţa întregului nostrum univers, care s-a umplut cu galaxii, stele şi planete – şi în cele din urmă viaţă.

Mai e şi enigma materiei întunecate. Cercetarea mişcării galaxiilor îndepărtate arată că acestea sunt supuse unei gravitaţii mai mari decât ar rezulta din materia lor vizibilă. Trebuie să existe pe undeva o exotică materie ascunsă. Aşa-numita teorie a supersimetriei ar putea explica acest lucru: la începutul universului, fiecare particulă elementară avea un corespondent mult mai masiv.

Faptul că pe hârtie universul ar trebui să fie gol îi intrigă pe cercetători astfel încât aceşti vor să descopere prima particulă ce a dat viaţă universului, “scânteia” vieţii, particula lui Dumnezeu. Pentru acest expriment s-a construit un accelerator de particule – Large Hadron Collider (LHC), iar scopul lui este să spargă codul lumii fizice, să descopere din ce este făcut universul. Experimentul constă în proiectarea cu viteză a două fascicule de particule în direcţii diferite; particulele vor fi ghidate de peste o mie de magneţi suprarăciţi. Fasciculele se vor întâlni în patru locuri, făcând particulele să se ciocnească între ele la o viteză apropiată de cea a luminii. Teoretic, coliziunile violente vor transforma materia în uriaşe explozii de energie, care, la rândul lor, se vor condensa în diverse tipuri de particule, care mai de care mai interesante, unele nemaiîntâlnite până acum.

Pe hârtie totul pare în regulă însă universul nu se lasă citit cu una, cu două. Acum mai bine de o sută de ani se credea că universul este guvernat de forţe newtoniene, în care atomii erau fundamentul materiei şi consideraţi cea mai mică particulă a lumii materiale. Atomii erau indivizibili prin definiţie - termenul vine de la cuvântul grecesc însemnând "imposibil de tăiat". Dar apoi, în laboratoare au început să apară tot felul de lucruri ciudate: raze x, raze gama, un fenomen misterios numit radioactivitate. Fizicianul J. J. Thomson a descoperit electronul. Până la urmă, atomii nu erau indivizibili, ci alcătuiţi din componente. În 1911, fizicianul Ernest Rutherford anunţa că atomii constau în principal din spaţiu gol, iar masa lor se concentrează într-un nucleu minuscul, în jurul căruia orbitează electroni. Astăzi ştim că moleculele sunt formate din atomi; atomii sunt formaţi din particule numite protoni, neutroni şi electroni; protonii şi neutronii (ei sunt "hadronii" care dau numele acceleratorului LHC) sunt făcuţi din lucruri ciudate, numite quarcuri şi gluoni.

Fizica a trecut dintr-o revoluţie în alta. Teoria relativităţii restrânse a lui Einstein (1905) a dat naştere teoriei relativităţii generalizate (1915) şi, brusc, chiar şi concepte atât de solide precum spaţiul absolut şi timpul absolut au fost aruncate la coş, în favoarea unei texturi aiuritoare spaţiu-timp, în care nu se poate spune niciodată dacă două evenimente sunt simultane.

Materia face spaţiul să se curbeze; spaţiul determină felul în care se mişcă materia. Lumina este şi particulă, şi undă. Energia şi masa sunt interschimbabile. Realitatea este probabilistică, şi nu deterministă: Einstein nu credea că Dumnezeu joacă zaruri cu universul, dar aceasta avea să devină dogma ştiinţifică dominantă.

În aventura lor de a descoperi secretul Universului, oamenii de ştiinţă cercetează şi formarea planetei noastre, precum şi a sistemului solar.

Hadeanul nu este o perioadă geologică propriu - zisă având în vedere că nici o rocă de pe Pământ, cu excepţia meteoriţilor, nu este atât de veche. În timpul Hadeanului s-a format Sistemul Solar, probabil în interiorul unui nor mare de gaze şi praf din jurul Soarelui, denumit disc de acreţie. Prezenţa în cantitate relativ mare a elementelor grele în cadrul Sistemului Solar sugerează că gazele şi praful au provenit din una sau mai multe supernove (explozia unei stele vechi de dimensiuni mari). Elementele grele au fost generate în interiorul stelelor prin fuziunea nucleară a hidrogenului, având în vedere că nu apar în mod comun în alte condiţii. Astăzi se pot observa procese similare ce au loc în aşa numitele nebuloase difuze din galaxia noastră sau din alte galaxii.

Teoria Big-Bangului ne spune că, odată, universul cunoscut nouă nu avea deloc dimensiuni - nu exista sus sau jos, stânga sau dreapta, nu exista trecerea timpului, iar legile fizicii de atunci ne depăşesc imaginaţia. Cum se transformă un univers infinit de dens într-unul foarte mare şi întins? Şi cum se umple cu materie?