Enigme ale Universului

Deși savanții au făcut până acum tot felul de descoperiri, Cosmosul ascunde cu grijă multe taine rămase până azi nedezlegate. Se spune că Universul a apărut printr-o explozie, că este într-o continuă dilatare, dar știm ce se ascunde dincolo de lumea în care trăim?

De multe ori m-am întrebat dacă Universul este sau nu infinit și cum ar fi să pot trăi altundeva în  acest spațiu straniu și neînțeles. Ideea unui Cosmos nemărginit este tulburătoare pentru noi toți, mai ales pentru că suntem obișnuiți ca orice lucru din viața noastră să aibă început și sfârșit. Însă cercetătorii scot la inveală detalii care ne-ar putea ajuta să înțelegem într-o anumită măsură ce se întâmplă pe globul pământesc.

Timpul – absolut sau relativ?

Una dintre marile enigme ale Universului se referă la timp –„de unde curge?“, „cu ce viteză?“, „cine-l pune în mișcare?“ etc. Secole de-a rândul, oamenii de știință au folosit noțiunea de „timp absolut“, introdusă de fizicianul Isaac Newton. Odată cu apariția teoriei relativității, se crede că timpul își poate schimba inclusiv dimensiunea întru-un sens sau în celălalt. Așa a apărut și ideea că timpul este relativ. Cu toate acestea, multe dintre întrebările de mai sus nu și-au primit răspunsurile.

Există materie neagră

Un studiu realizat de Agenția Spațială Europeană (ESA) arată că materia neagră există, deși nu poate fi văzută. Cercetătorii susțin că aceasta îşi dovedeşte existenţa prin efectele gravitaţionale, dar nu emite nicio formă de radiație electromagnetică. Ea reprezintă peste 80%  din totalul materiei din Univers. Tocmai pentru că nu a putut fi detectată până acum, materia neagră încă mai păstrează o mulțime de taine pentru savanți.

Ce e energia neagră

Din anii ’90, savanții au descoperit că Universul se extinde cu o viteză tot mai mare. Ce a dus la accelerarea expansiunii Cosmosului? Cercetările arată că ar fi vorba de o energie neagră, denumită așa ipotetic, prezentă în tot Universul, care exercită o puternică presiune negativă. Acest fenomen ar putea explica extinderea rapidă a Universului, însă teoria oamenilor de știință nu este susținută de dovezi științifice clare.

Cum au apărut găurile negre

Se spune că primele găuri negre care s-au format în Univers aveau structuri asemănătoare stelelor. Apoi, cercetătorii de la Universitatea din Indiana, SUA, au ajuns la concluzia că acestea au crescut treptat în dimensiuni și tot ce este absorbit în interiorul lor se poate transforma într-un nou Univers. Pe de altă parte, alți oameni de știință sunt de părere că în găurile negre imense ar putea exista planete populate de diferite forme de viață.

Unde se află antimateria

Dezechilibrul dintre materie și antimaterie a fost numit de savanți asimetrie barionică. Acest fenomen al Cosmosului este unul dintre cele mai fascinante, fiindcă nu se știe unde anume se află antimateria și în ce procent există în Univers. Oamenii de știință au dezvoltat tot felul de teorii, una dintre acestea sugerând că partea de Univers în care locuiesc oamenii conține multă materie, iar în alte regiuni foarte îndepărtate predomină antimateria. Este doar o ipoteză, fenomenul fiind încă învăluit în mister.

Lumi paralele

Unii cercetători cred în existența universurilor paralele. Descoperirile din domeniul fizicii cuantice susțin faptul că ar exista, simultan, mai multe lumi, care funcționează fiecare după propriile legi ale fizicii, altele decât cele după care ne ghidăm noi, oamenii. Până în momentul de față, nu există dovezi care să ateste aceste universuri. Dar ne aflăm în secolul tehnologiei, așa că nu este exclus ca savanții să deslușească această enigmă.

Pământenii, singuri în Cosmos? 

Părerile sunt împărțite când vine vorba de existența unor alte forme de viață în oricare alt loc decât pe Pământ. Dacă ar fi să dea crezare interpretării unui misterios semnal dinspre constelația Săgetătorul, oamenii de știință ar putea spune că există și alte forme de viață dotate cu inteligență. În 1977, radiotelescopul Universităţii din Ohio, amplasat în statul Delawar, a receptat un puls electromagnetic care a durat 37 de secunde şi care avea exact caracteristicile unui semnal extraterestru.

Traim in interiorul unei gauri negre?

Găurile negre sunt cele mai stranii fenomene din spaţiu şi fizicienii recunosc că încă nu pot şti exact ce se întâmplă în interiorul lor. Există multe teorii, iar una din ele susţine că în interiorul acestora ar putea exista civilizaţii foarte avansate. Mai mult, afirmă un fizician, chiar şi universul nostru s-ar afla, de fapt, într-o uriaşă gaură neagră.
Fizicianul Nikodem Poplawski, de la Universitatea din New Haven, crede că dacă am cădea într-o gaură neagră, particulele noastre ar ajunge într-un univers paralel.
El, asemeni altor teoreticieni, susţine că o gaură neagră nu este ceva infinit de dens şi de mic, cum presupunea Albert Einstein, ci este ceva finit.
Teoria lui Poplawski se bazează pe ipoteza că înainte de Big Bang a existat ceva, o „sămânţă" de materie foarte densă, care s-a format în interiorul unei găuri negre.
Era probabil de trilioane de ori mai mică decât orice particulă cunoscută de oameni, precizează Michael Finkel, de la National Geographic.
Această minusculă particulă a avut suficientă energie ca să dea naştere întregului univers pe care îl cunoastem noi. Totul s-ar fi întâmplat, deci, în interiorul unei găuri negre.
Cum apare o gaură neagră
O gaură neagră se formează atunci când o stea uriaşă rămâne fără combustibil şi se prăbuşeşte în interiorul ei. Atunci se produce o supernovă, care aruncă în spaţiu o parte din materia stelei. Apoi, gravitaţia acestei „stele moarte" este atât de puternică încât atrage orice formă de materie şi nici lumina nu poate scăpa.
Găurile negre sunt o poartă între două universuri paralele, crede Poplawski. Şi alţi fizicieni susţin această teorie.
Cosmologul rus Viaceslav Dokuchaev, de la Institutul de Cercetare Nucleară din Moscova, crede chiar că în interiorul găurilor negre pot exista civilizaţii avansate, superioare nouă. El şi-a prezentat teoria în 2011.
Dokuchaev spune că dincolo de punctul fără întoarcere, unde timpul şi spaţiul se unesc, în interiorul găurii negre, dincolo de orizontul Cauchy, poate exista un alt univers.
Aici au putea exista forme de viaţă şi chiar civilizaţii care ar fi cele mai avansate din univers. Asta pentru că, din cauza condiţiilor foarte dificile, civilizaţiile au fost nevoie să evolueze rapid, ca să poată supravieţui.
Dacă există asemenea civilizaţii acolo, atunci este vorba de civilizaţii de Nivelul III pe scara Kardaschev. Prin comparaţie, omenirea încearcă încă să atingă Nivelul I.
Oricât de interesantă ar fi această teorie, ea este imposibil de demonstrat practic. Nimic nu poate trece prin gaura neagră, pentru ca noi să aflăm dacă acolo există sau nu ceva.

Existenta universurilor paralele

Mai multi fizicieni sustin ca au o prima dovada concreta a unei controversate ipoteze privind existenta universurilor paralele.

Telescopul spatial Planck a cartografiat radiatia Universului, care dateaza de la Bing Bang, adica din urma cu 13,8 miliarde de ani.

Aceasta radiatie este reprezentata de microunde cosmice si este inca detectabila.

Oamenii de stiiinta care au analizat datele obtinute pe Planck au fost pusi in fata unui fenomen aparent imposibil de explicat prin fizica actuala: harta arata ca radiatia nu este distribuita uniform, fiind mai concentrata in sud si avand chiar si un “punct rece”.

Laura Mersini-Houghton, fizician la Universitatea North Carolina din Chapel Hill si Richard Holman,profesor la Universitatea Carnegie Mellon, au anticipat inca din 2005 ca exista aceasta anomalie a radiatiei cosmice.

Ei au si o explicatie: fluctuatiile sunt produse de atractia gravitationala a unor universuri paralele.

Acum, sustin ei, datele obtinute de Planck demonstreaza ca teoria lor a fost corecta.

Asta ar insemna ca exista nu un singur Univers, ci o infinitate de multiversuri, in afara celui in care traim noi.

Unii fizicieni raman inca sceptici, insa aceasta descoperire ar putea fi un pas inainte si ar putea duce la o schimbare a modului in care savantii gandesc legile fizicii.

Agentia Spatiala Europeana, care detine telescopul, declara: “Datota preciziei atat de inalte a hartei facute de Planck, am putut observa detalii ciudate, inexplicabile, care ar putea avea nevoie de o noua abordare a fizicii pentru a putea fi intelese”.

Printre oamenii de stiinta care sustin noua ipoteza se numara profesorul Malcolm Perry de la Cambridge si George Efstahiou.

Acesta din urma a declarat pentru Sunday Times: “Aceste idei suna acum ciudat, asa cum suna si teoria Big Bang, in urma cu 3 generatii. Dar acum avem dovezi si ne-a schimbat modul in care gandim Universul”.

Găurile negre create cu acceleratoare de particule

Oamenii de ştiinţă anunţă că pentru a crea găuri negre în laborator folosind acceleratoare de particule este nevoie de mult mai puţină energie decât se credea până acum.
Dacă cercetătorii vor reuşi să creeze găuri negre cu asemenea energii pe Pământ, această realizare ar putea permite demonstrarea existenţei altor dimensiuni ale universului, au subliniat fizicienii.
Experţii dau asigurări că aceste găuri negre nu ar reprezenta o ameninţare pentru Pământ.
Găurile negre deţin câmpuri gravitaţionale atât de puternice încât nimic nu le poate scăpa, nici măcar lumina. Găurile se formează în mod normal atunci când rămăşiţele unei stele moarte se prăbuşesc sub forţa propriei gravitaţii, strângându-şi masa laolaltă.
Mai multe teorii despre univers sugerează existenţa altor dimensiuni ale realităţii, fiecare dintre acestea pliate în dimensiuni cuprinse între cea a unui proton şi o fracţiune de milimetru. La distanţe comparabile cu dimensiunile acestor dimensiuni suplimentare, modelele teoretice sugerează că gravitaţia devine mult mai puternică decât este în mod normal. Din acest motiv, acceleratoarele de particule ar putea concentra suficientă energie pentru a genera găuri negre.
Când cel mai puternic accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC), a devenit activ, mulţi cercetători s-au întrebat dacă acesta va deveni o „fabrică de găuri negre”, generând câte o gaură neagră pe secundă. În interiorul acestui accelerator, particulele călătoresc la viteze înalte de-a lungul tunelului circular ce are o circumferinţă de 27 de kilometri înainte de a se ciocni pentru a crea energii explozive. La nivelul maxim de activitate, fiecare particulă emisă de collider are la fel de multă energie ca un tren de 400 de tone ce călătoreşte cu o viteză de 195 de kilometri pe oră.
Până acum, cercetătorii nu au detectat găuri negre la LHC. Cu toate acestea, specialiştii continuă să se arate interesaţi de această posibilitate. Acum, folosind supercomputere, cercetătorii care au simulat coliziuni între particule ce călătoresc cu viteza luminii au arătat că găurile negre se pot forma la energii mai mici decât se credea până acum.
Această descoperire porneşte de la teoria relativităţii ce a fost enunţată de Einstein. Prin celebra sa ecuaţie E=mc², Einstein a dezvăluit că există o legătură între masă şi energie. Astfel, cu cât energia unei particule este mai mare – de exemplu, cu cât este accelerată mai mult în LHC – cu atât masa sa devine mai mare.
Apoi, teoria lui Einstein explică faptul că masa curbează spaţiu-timpul, generând fenomenul cunoscut sub numele de „gravitaţie”. Pe măsură ce particulele călătoresc de-a lungul acceleratoarelor de particule, ele curbează spaţiu-timpul şi pot concentra energia într-un mod similar în care o lentilă concentrează lumina.
Atunci când două particule se ciocnesc, fiecare dintre ele poate concentra energia celeilalte. Dacă oamenii de ştiinţă folosesc modele teoretice bazate pe relativitatea clasică, ce exclud posibilitatea unor dimensiuni suplimentare, „ne putem aştepta la formarea unor găuri negre la o treime din energia considerată necesară până acum”, a explicat Frans Pretorius, fizician teoretic la Universitatea Princeton.
Cu toate acestea, fizica sugerează că ar fi nevoie de un quadrillion (un milion de miliarde) mai multă energie pentru a forma o gaură neagră microscopică decât este capabil în acest moment LHC, astfel că şi o treime din această cantitate este dincolo de abilităţile umane. Scenariile bazate pe extra dimensiuni ar permite formarea găurilor negre la energii mai scăzute, „dar nu fac previziuni concrete referitoare la care ar putea fi acestea”, spune Pretorius.
Pe cât de înfricoşătoare sună găurile negre, dacă acceleratoarele de particule de pe Terra le pot genera, aceste entităţi infinitezimale nu reprezintă un risc pentru planetă.
„Un mit foarte răspândit este acela conform căruia găurile negre ce s-ar forma la LHC ar putea înghiţi Pământul”, spune Pretorius. „Dacă putem folosi termenul «sigur» în ştiinţă, atunci putem spune că suntem siguri că acest lucru este imposibil”, a declarat cercetătorul.
În primul rând, fizicianul Stephen Hawking a calculat că toate găurile negre ar trebui să piardă masă cu timpul, eliberând ceea ce este cunoscut sub numele de „radiaţie Hawking”. Găurile negre de mici dimensiuni devin mai mici prin acest tip de „evaporare” mai repede decât se dezvoltă prin „înghiţirea” materiei, astfel că ar dispărea într-o fracţiune de secundă.
Chiar dacă presupunem că Hawking se înşală şi găurile negre sunt, de fapt, mai stabile, aceste găuri negre de mici dimensiuni nu ar reprezenta un pericol. Pentru că găurile negre microscopice ar fi create în interiorul unui accelerator de particule, ele ar fi nevoite să menţină suficientă viteză pentru a scăpa de gravitaţia Terrei. De asemenea, dacă s-ar reuşi crearea acestor găuri negre, fiecare dintre ele ar fi atât de mici încât ar avea nevoie de o perioadă de timp mai mare decât vârsta actuală a Universului pentru a consuma un miligram de materie terestră.
„Aceste găuri negre ar fi prea mici pentru a consuma vreo cantitate semnificativă de materie”, a explicat Pretorius. Cercetătorul a publicat acest studiu alături de colegul său William East în jurnalul ştiinţific Physical Review Letters.