astrofizica_pentru_cei_grabitiÎn anii din urmă, nu trece mai mult de o săptămână fără ca presa să relateze despre o descoperire cosmică demnă de prima pagină. Se poate ca persoanele care controlează media să fi căpătat un interes pentru univers, dar probabil că această atenție sporită e urmarea creșterii apetitului publicului pentru știință. Există numeroase dovezi în acest sens, de la emisiuni televizate de succes, în care știința este sursă de inspirație și de informații, până la filmele științifico‑fantastice cu actori celebri, produse și regizate tot de celebrități. În ultima vreme, filmele biografice care au în centru un important om de știință au devenit un gen de sine stătător. În toată lumea, se remarcă, de asemenea, și un interes sporit pentru festivalurile de știință, convențiile de science‑fiction și documentarele științifice pentru televiziune.

Regizorul filmului cu cel mai mare succes de casă din toate timpurile și‑a plasat povestea pe o planetă care se rotește în jurul unei stele îndepărtate. O actriță celebră joacă rolul unei astrobiologe. Mai toate ramurile științei sunt preamărite astăzi, dar domeniul astrofizicii este mai presus de toate. Cred că știu de ce. La un moment dat, fiecare om s‑a uitat la cerul nopții și s‑a întrebat: Ce înseamnă toate astea? Cum funcționează? Și care e locul meu în univers?

Dacă sunteți prea ocupați ca să învățați despre cosmos din cursuri, manuale sau documentare, însă vă doriți o introducere scurtă și plină de sens în domeniu, vă ofer Astrofizica pentru cei grăbiți. În această cărticică o să găsiți baza tuturor ideilor și descoperirilor importante care stau la baza concepției noastre moderne despre univers. Dacă am reușit să fac asta, o să puteți purta discuții pe această temă și s‑ar putea să vi se deschidă apetitul pentru mai mult.

“Înainte ca Sir Isaac Newton să pună pe hârtie legile universale ale gravitației, nimeni nu a avut vreun motiv să presupună că legile fizicii de acasă sunt aceleași peste tot în univers. Pe Pământ se petreceau lucruri pământești, și în ceruri se petreceau lucruri cerești. Potrivit învățăturilor creștine ale vremurilor, Dumnezeu controla cerurile, făcându‑le inaccesibile minții noastre nevolnice de muritori. Când Newton a ridicat această barieră filosofică — făcând ca toată mișcarea să fie inteligibilă și predictibilă —, unii teologi l‑au criticat, pentru că nu a lăsat niciun rol Creatorului. Newton și‑a dat seama că forța gravitațională care face merele să cadă din pom este tot una cu cea care aruncă obiecte pe o traiectorie curbă și ține Luna pe orbită în jurul Pământului. Legea newtoniană a gravitației ghidează planetele, asteroizii și cometele pe orbită în jurul Soarelui și ține pe orbită sute de miliarde de stele în galaxia noastră.

Această universalitate a legilor fizice este cel mai bun motor al descoperirilor științifice. Iar gravitația a fost doar începutul. Imaginați‑vă bucuria astronomilor din secolul al XIX‑lea când au îndreptat pentru prima oară către Soare o prismă de laborator, care descompune lumina în spectrul de culori. Spectrele nu sunt doar splendide — ele conțin și o mulțime de informații despre obiectul care eneil-degrasse-tyson-on-talking-to-aliens-his-bill-2-11826-1430341154-14_dblbigmite lumina, inclusiv date despre temperatura și compoziția acestuia. Elementele chimice ies la iveală prin tiparele unice de lumină sau prin benzile întunecate din spectru. Spre încântarea și uluirea oamenilor, amprentele chimice ale Soarelui erau aceleași cu cele din laborator. Prisma a arătat că, deși între Soare și Pământ există diferențe mari de masă, temperatură, localizare și aspect, ambele sunt compuse din aceleași materiale: hidrogen, carbon, oxigen, nitrogen, calciu, fier și așa mai departe. Dar mai importantă decât lista noastră de ingrediente comune a fost descoperirea faptului că legile fizicii care duc la crearea acestei amprente spectrale a Soarelui sunt aceleași care operează aici pe Pământ, la 150 de milioane de kilometri distanță.

Acest concept de universalitate a fost atât de fertil, încât a fost aplicat cu succes și invers. O analiză minuțioasă a spectrului solar a dat la iveală existența unui element care nu avea un omolog cunoscut pe Pământ. Aparținând Soarelui, noua substanță a primit un nume derivat din cuvântul grecesc helios («Soarele»), abia mai târziu fiind descoperită în laborator. Astfel, heliul a devenit primul și singurul element din tabelul periodic al elementelor care nu a fost descoperit pe Pământ.

Bun, legile fizicii funcționează în sistemul solar, dar e valabil acest lucru în toată galaxia? În tot universul? De‑a lungul întregului timp? Pas cu pas, legile au fost testate. Stelele din apropiere au dat și ele la iveală elemente chimice cunoscute. Îndepărtatele stele binare, care gravitează una în jurul celeilalte, par să știe și ele totul despre legile lui Newton. La fel și galaxiile binare.

Așa cum fac geologii care studiază sedimentele stratificate, obținând un calendar al evenimentelor pământești, cu cât ne uităm mai departe în spațiu, cu atât vedem mai înapoi în timp. Spectrul celor mai îndepărtate obiecte din univers prezintă aceeași amprentă chimică pe care o întâlnim în spațiul și timpul apropiate. E adevărat, pe atunci elementele grele nu erau atât de abundente — au fost fabricate în general de generațiile mai noi de stele care au explodat —, însă legile care descriu procesele atomic și molecular pentru formarea acestor amprente spectrale rămân aceleași. Mai precis, o cantitate cunoscută drept «constanta structurii fine», care controlează amprenta de bază a fiecărui element, trebuie să fi rămas aceeași vreme de miliarde de ani.

Bineînțeles, nu toate lucrurile și fenomenele din cosmos au un omolog pe Pământ. Nu cred că ați trecut vreodată prin vreun nor de plasmă strălucitor cu o temperatură de un milion de grade și nu cred că ați dat nas în nas pe stradă cu vreo gaură neagră. Importantă este însă universalitatea legilor care descriu aceste fenomene.” – Neil deGrasse Tyson, Astrofizica pentru cei grăbiți