Sfârșitul universului - Renée Hlozek

Urmăriți lecția completă pe: http://ed.ted.com/lessons/the-death-of-the-universe-renee-hlozek

Forma, conținutul și viitorul universului se leagă unele de altele într-un mod întortocheat. Știm că universul este cel mai adesea plat, știm că este alcătuit din materie barionică (cum ar fi stelele și planetele), dar și mai mult este alcătuit din materie întunecată și din energie întunecată. Mai știm că se extinde constant, astfel încât toate stelele se vor stinge în cele din urmă întru-un pustiu rece. Renée Hlozek dezvoltă subiectul frumuseții acestui sfârșit întunecat.

Lecție de: Renée Hlozek, animația: Giant Animation Studios.

Când privim cerul noaptea,

suntem uimiți de imensitatea lui.

Dar cum va arăta cerul,

peste câteva miliarde de ani?

Un tip anume de cercetător,

numit cosmolog,

își petrece timpul gândindu-se la această întrebare.

Sfârșitul universului este strâns legat

de ceea ce conține universul.

Acum peste 100 de ani,

Einstein a dezvoltat Teoria Relativității Generale,

a formulat o ecuație care ne ajută

să înțelegem relația

dintre ce conține universul

și forma sa.

Se pare că universul

ar putea fi curbat ca o minge sau ca o sferă.

Numim asta curbat pozitiv sau închis.

Sau ar putea avea o formă de șa.

Numim asta curbat negativ sau deschis.

Sar ar putea fi plat.

Forma determină

cum va trăi și cum va muri universul.

Acum știm că universul este aproape plat.

Componentele universului pot totuși

să îi afecteze soarta.

Putem estima cum se va schimba

universul în timp,

dacă măsurăm nivelul de densitate a energiei

pentru diferitele componente ale universului actual.

Din ce este făcut universul?

Universul conține toate lucrurile pe care le putem vedea,

precum stele, gaz și planete.

Numim aceste lucruri materie obișnuită sau barionică.

Deși le vedem peste tot în jurul nostru,

densitatea energetică totală a acestor componente

este de fapt foarte mică,

de aproximativ 5% din energia totală a universului.

Să vedem ce reprezintă restul de 95%.

Aproape 27% din restul

densității energetice a universului

este compusă din ceea ce numim materia întunecată.

Materia întunecată interacționează foarte puțin cu lumina,

adică nu strălucește și nici nu reflectă lumina,

așa cum fac stelele și planetele,

însă în toate celelalte aspecte

se comportă la fel ca materia obișnuită --

are atracție gravitațională.

De fapt singurul mod în care putem detecta materia întunecată

este prin studierea interacțiunii gravitaționale,

cum orbitează lucrurile în jurul ei

cum aceasta curbează lumina

și spațiul din jurul ei.

Mai avem până să descoperim o particulă de materie întunecată,

însă oamenii de știință din întreaga lume caută

această particulă sau aceste particule greu de distins

și studiază efectele materiei întunecate asupra universului.

Însă tot nu avem 100%.

Restul de 68%

din densitatea energetică a universului

este alcătuită din energie întunecată,

care este și mai misterioasă decât materia întunecată.

Energia întunecată nu este asemenea

niciunei alte substanțe pe care o cunoaștem

și se comportă mai mult ca o forță antigravitațională.

Spunem că are o presiune gravitațională,

pe care nici materia obișnuită, nici materia întunecată nu o au.

În loc să strângă la un loc universul,

așa cum ne așteptăm să facă gravitația,

universul pare să se extindă

într-un ritm tot mai alert.

Ipoteza principală pentru energia întunecată

este că aceasta reprezintă o constată cosmologică.

Adică are proprietatea ciudată

de a se extinde pe măsură ce volumul spațiului crește,

pentru a-și păstra constantă densitatea energetică.

Prin urmare, pe măsură ce universul se extinde,

așa cum o face acum,

va exista tot mai multă energie întunecată.

Materia întunecată și materia barionică,

pe de altă parte,

nu se extind

și devin din ce în ce mai diluate.

Din cauza acestei proprietăți

de constantă cosmologică

viitorul universului va fi tot mai mult dominat

de energia întunecată,

devenind tot mai rece

și extinzându-se tot mai rapid.

În cele din urmă universul va rămâne fără gazul

necesar formării stelelor,

iar stelele vor ramâne și ele fără combustibil

și se vor stinge,

iar în univers vor rămâne doar găurile negre.

După suficient de multă vreme,

chiar și găurile negre se vor evapora,

lăsând universul complet rece și gol.

Vorbim astfel de moartea termică a universului.

Deși poate părea deprimant

să trăiești într-un univers

care va sfârși rece

și golit de viață,

soarta finală a universului

are de fapt o simetrie frumoasă

cu începutul său fierbinte.

Această stare finală accelerată este numită

etapa Sitter a universului,

numită astfel după matematicianul olandez

Willem de Sitter.

Credem de asemenea

că universul a mai avut o altă etapă,

cea a expansiunii Sitter,

în timpurile de la începutul vieții sale.

Această perioadă inițială a fost numită inflație,

când, imediat după Big Bang,

universul s-a extins extrem de repede,

pentru o perioadă scurtă de timp.

Prin urmare universul se va sfârși

cam în același fel în care a început:

accelerând.

Trăim în niște vremuri extraordinare

din viața universului

când putem începe să înțelegem

călătoria universului,

și să vedem o istorie

care se desfășoară pe cer

în văzul tuturor.