Cum se va sfarsi Universul, ipoteze
Studiul teoretic al sfârşitului universului a devenit posibil odată cu elaborarea, în 1916, de către Albert Einstein, a teoriei generale a relativităţii, capabilă să descrie fenomene fizice la scară foarte mare, la scară cosmică.
Elaborarea acestei teorii a însemnat un uriaş salt în fizică şi astronomie; ipoteze care înainte nu puteau fi formulate în termeni matematico-fizici au devenit explicabile şi au permis un progres fantastic al acestor ştiinţe. Idei îndrăzneţe privind evoluţia cosmosului au prins astfel viaţă.
În termenii ecuaţiilor relativităţii generale, sunt posibile mai multe soluţii, mai multe scenarii privind soarta universului.
Un număr de soluţii/scenarii au fost propuse de fizicianul rus Alexandr Friedmann, în 1922. Altele au fost elaborate în 1927, de către Georges Lemaître, autorul teoriei privind expansiunea universului şi al celei mai cunoscute şi larg acceptate ipoteze ştiinţifice privind naşterea universului. Numită de el ipoteza “atomului primordial”, avea să capete mai târziu numele sub care este cunoscută în prezent: teoria Big Bang.
În 1931 un alt renumit astronom – americanul Edwin Hubble – a publicat o serie de concluzii bazate pe studiul stelelelor variabile numite Cefeide, din galaxii foarte îndepărtate de a noastră. Observaţiile l-au dus la concluzia că universul se află în expansiune şi reprezentau astfel un argument în favoarea teoriei lui Lemaître.
Şi, din acest moment, o mare parte a comunităţii ştiinţifice a acceptat ideea că universul se extinde, că un univers static este o imposibilitate teoretică, aşadar starea lui actuală nu este staţionară, ci evoluează spre… altceva – orice ar fi acel ceva – iar de aici au izvorât, firesc, preocupările legate de ceea ce a fost şi de ceea ce urmează să fie.
Soarta universului, cred numeroşi savanţi la ora actuală, depinde de câţiva factori, intens studiaţi, dar încă puţin cunoscuţi: forma Universului (v-aţi întrebat vreodată ce formă are imensitatea cosmică înconjurătoare? Nu e uşor de răspuns, e un subiect dificil, ameţitor de complicat, pe care fizica cosmologică încă nu l-a elucidat), materia neagră – asupra căreia se concentrează un mare număr de studii – şi aşa-numita ecuaţie de stare, care descrie matematic modul în care materia neagră răspunde la expansiunea universului.
Combinând factorii de mai sus, rezultă că elementul principal în determinarea modului în care vor evolua lucrurile îl constituie densitatea Universului. Până în acest moment, măsurătorile legate de densitate şi de raţă de expansiune a universului conduc la ideea unui univers care se va extinde la nesfârşit, ducând la un scenariu de final în care universul se va apropia de temperatură de zero absolut – ipoteza Big Freez.
Dar această teorie e complicată de existenţa materiei negre, despre care ştim realmente foarte puţine lucruri. Cercetările recente privitoare la natura materiei negre, la relaţia acesteia cu masa şi gravitaţia sugerează posibilitatea unor scenarii alternative, oferind o nouă perspectivă asupra sfârşitului lumii (?!)
Încă o noţiune importantă care apare în viziunile fizicienilor asupra soartei universului este singularitatea gravitaţională (sau singularitatea spaţiu-timp), descrisă ca o zonă a continuumului spaţiu-timp în care măsurile cantitative ce descriu câmpul gravitaţional devin infinite.
Descrierea acestor zone nu este posibilă în cadrul relativităţii generale, care poate totuşi prezice – în termeni matematici – formarea unor asemenea regiuni în univers. De exemplu, formarea unei găuri negre este însoţită de apariţia unei singularităţi gravitaţionale în interiorul ei. Mai pe înţeles, câmpul gravitaţional aici ar fi atât de puternic, încât nici n-ar putea fi măsurat. Ar exista, pur şi simplu, la o intensitate ce depăşeşte nu doar scală de măsuri utilizată la ora actuală, ci însăşi imaginaţia noastră.
Nu e uşor de operat mintal cu asemenea noţiuni, ce depăşesc mult sfera normală în care se mişcă gândirea noastră în viaţa de zi cu zi. E dificil de închipuit un univers în care geometria nu înseamnă linii, puncte, figuri şi corpuri geometrice, ci ceva prea vast pentru a fi cuprins cu mintea şi în care distincţia – de obicei destul de clară pentru noi, intuitiv -, între timp şi spaţiu se şterge, iar timpul devine el însuşi o (a patra) dimensiune a ceea ce există în univers.
De aceea se şi vorbeşte despre spaţiu-timp, despre continuumul spaţiu-timp, văzut ca un ansamblu de dimensiuni care, împreună, în mod indisociabil unele de celelalte, descriu starea universului la un moment dat, la scara colosală pe care o presupune o astfel de descriere. E, într-adevăr, greu de cuprins cu mintea.
Dar să nu disperăm. Chiar dacă sfârşitul universului nu este câtuşi de puţin aproape şi este, de fapt (cel puţin pentru moment) o problemă de fizică teoretică, pare totuşi interesant să încercăm să înţelegem cum văd savanţii, în termenii complicatei lor viziuni matematico-fizice, acest sfârşit.
