La începutul acestei săptămâni, site-ul revistei Știință și tehnică relata despre ”o știre importantă despre începutul universului”. Este vorba despre niște măsurători care ”confirmă încă o dată teoria Big Bang-ului inflaționar”, măsurători bazate pe analiza fondului cosmologic de radiații.
În ce constă mai precis această măsurare a ”rămășițelor” Big Bangului? Aflați dintr-un fragment din cartea ”Universul din nimic”, un story cosmologic despre cele mai noi ipoteze și descoperiri din astrofizică.
***
Măsurătorile radiaţiei cosmice de fond din domeniul microundelor, sau RCFM, reprezintă cel mai important set de observaţii din întreaga cosmologie.
RCFM nu este altceva decât efectul remanent al Big Bangului. Ea oferă o altă dovadă directă, în cazul în care ar mai fi nevoie, că Big Bang a avut loc cu adevărat, deoarece ne permite să privim direct în urmă şi să detectăm natura universului foarte tânăr şi fierbinte din care au apărut ulterior toate structurile pe care le vedem astăzi.
Unul dintre numeroasele lucruri remarcabile legate de radiaţia cosmică de fond este că a fost descoperită în New Jersey, dintre toate locurile, de doi oameni de ştiinţă care habar n-aveau ce caută.
Celălalt lucru este că a existat practic sub nasurile noastre vreme de decenii, potenţial observabilă, dar nimeni n-a sesizat-o. De fapt, s-ar putea să fiţi îndeajuns de vârstnici ca să-i fi văzut efectele fără să vă daţi seama, dacă vă amintiţi de zilele de dinaintea televiziunii prin cablu, când posturile îşi încheiau ziua de transmisie la orele mici ale nopţii şi nu transmiteau reclame până-n zori. Când transmisia se încheia, mai întâi apărea “mira”, după care ecranul se umplea de “purici”, de fapt un “zgomot de fond”. Cam 1% din acel zgomot de fond pe care-l vedeaţi pe ecranele televizoarelor era radiaţia remanentă de la Big Bang.
Originea radiaţiei cosmice de fond este relativ simplu de determinat. Dat fiind că universul are o vârstă finită (să ne amintim că este de 13,72 miliarde de ani), şi când ne uităm la obiecte tot mai depărtate, privim înapoi în timp (deoarece lumina de la aceste obiecte are nevoie de mai mult timp ca să ajungă la noi), şi am putea să ne imaginăm că, dacă ne uităm îndeajuns de departe, am putea să vedem Big Bang-ul însuşi. În principiu, acest lucru nu este imposibil, dar, în practică, între noi şi acea perioadă de început se înalţă un zid. Nu unul fizic, ca zidurile din camera în care scriu aceste rânduri, dar unul care, în mare măsură, are acelaşi efect.
Nu pot să văd dincolo de zidurile din camera mea deoarece sunt opace. Absorb lumina. Acum, când mă uit la cer tot mai mult înapoi în timp, mă uit la univers aşa cum era când era mai tânăr şi tot mai tânăr, dar şi tot mai fierbinte, pentru că el se răceşte începând cu momentul Big Bang-ului. Dacă privesc suficient de departe înapoi, la un moment când universul avea cam 300 000 de ani, temperatura universului era cam de 3000 de grade (pe scara Kelvin) deasupra lui zero absolut. La această temperatură radiaţia ambientală avea o energie atât de mare încât era capabilă să divizeze atomii dominanţi din univers, cei de hidrogen, în constituenţii lor, protonii şi electronii. Înainte de asta, materia neutră nu exista. Materia normală din univers, alcătuită din nuclee atomice şi electroni, consta dintr-o “plasmă” densă de particule încărcate electric, care interacţiona cu radiaţia.
Totuşi, plasma poate fi opacă la radiaţii. Particulele încărcate din compoziţia plasmei absorb fotonii şi îi reemit astfel încât radiaţia nu poate să treacă uşor şi neîntrerupt printr-un astfel de material. Ca urmare, dacă încerc să privesc înapoi în timp, nu pot să văd dincolo de timpul în care materia din univers era în mare parte compusă dintr-o astfel de plasmă.
Leave a Reply