Câți ani are universul?

Câți ani are universul?

În milisecunde, Google poate descoperi un fapt care a scăpat mult timp de cei mai influenți gânditori ai omenirii: universul are aproape 14 miliarde de ani sau 13,8 miliarde de ani, pentru a fi exact. Și mulți cosmologi continuă să fie convinși de acest număr. La sfârșitul lunii decembrie 2020, un grup de cercetători care lucrează la Telescopul cosmologic Atacama din Chile și-a publicat ultima estimare - 13,77 miliarde de ani, dau sau iau zeci de milioane. Răspunsul lor se potrivește cu cel al misiunii europene prin satelit Planck, care a efectuat observații similare între 2009 și 2013.

Observații precise despre Atacama și Planck au fost făcute după câteva milenii de oameni care priveau cerul și se întrebau de unde ar fi putut veni toate acestea. Cumva, primatele cu o durată de viață mai mică de un secol au câștigat o perspectivă asupra evenimentelor care s-au întâmplat cu mulți ani înainte ca planeta lor să existe și chiar atomii din care s-a format totul. Iată o scurtă descriere a modului în care umanitatea a decis să-și dea seama cât de vechi este universul.

Antichitate: începutul creației

Fiecare cultură are un mit al creației. Babilonienii, de exemplu, credeau că cerul și pământul erau sculptate din trupul unui zeu ucis. Dar doar câteva sisteme de credință au determinat când a început existența (o excepție este hinduismul, care învață că universul se transformă aproape la fiecare patru miliarde și jumătate de ani, ceea ce nu este atât de departe de epoca reală a Pământului).

O idee care a rămas, cel puțin în Occident, a venit de la filosofii greci și, de fapt, a fost un pas înapoi din punct de vedere științific. În secolele IV și III î.Hr. Platon, Aristotel și alții au fost complet de acord cu ideea că planetele și stelele sunt închise în sfere ceresti, care se rotesc mereu. În următorul mileniu aproximativ, puțini se așteptau ca universul să îmbătrânească.

1600-1900: sfârșitul infinitului

Astronomul Johannes Kepler și-a dat seama în 1610 că una dintre găurile majore din cosmologia populară de inspirație greacă "privea" în ochii observatorilor în tot acest timp. Dacă există un număr infinit de stele în universul etern, așa cum credeau mulți, de ce nu toate aceste stele au umplut universul cu lumină orbitoare? Kepler a argumentat că cerul întunecat al nopții implică un spațiu limitat în care stelele se sting în cele din urmă.

Ciocnirea dintre teoriile cerului de noapte și universul infinit a devenit cunoscută sub numele de paradoxul Olbers, numit după Heinrich Olbers, astronomul care a popularizat paradoxul în 1826. O versiune timpurie a teoriei moderne pare să fi venit de la poetul Edgar Allan Poe. "Experimentăm noaptea", a argumentat el în poemul său Eureka în 1848, deoarece universul nu este etern. S-a făcut odată un început și nu a trecut suficient timp de când stelele au luminat complet cerul.

Anii 1900: apar universurile moderne și timpurii

A fost nevoie de timp pentru a rezolva paradoxul lui Olbert. Când teoria gravitației lui Einstein a sugerat unui om de știință în 1917 că universul este probabil în creștere sau se contractă în timp, el a adăugat un factor fals ecuațiilor sale - o constantă cosmologică - pentru a menține universul staționar (permițându-i să existe pentru totdeauna).

Între timp, telescoapele mai mari au permis astronomilor să vadă mai clar alte galaxii. Acest lucru a declanșat o dezbatere acerbă asupra faptului că se uită la "universuri insulare" îndepărtate sau la grupuri de stele din apropiere în Calea Lactee. Ochiul acut al lui Edwin Hubble a rezolvat controversa la sfârșitul anilor 1920, când a măsurat pentru prima dată distanțele intergalactice. Hubble a descoperit că galaxiile nu sunt doar obiecte uriașe și îndepărtate, ci și împrăștiate între ele.

Universul se extindea, iar Hubble și-a înregistrat rata de expansiune la 500 de kilometri pe secundă pe megaparsec (constanta care îi poartă acum numele). Odată cu extinderea universului care se apropie, astronomii au un nou instrument puternic, care le permite să privească înapoi în timp și să determine când cosmosul a început să crească. Munca lui Hubble din 1929 a arătat că universul se extinde în așa fel încât trebuie să aibă o vechime de aproximativ două miliarde de ani.

Cosmologul Universității Duke, Daniel Skolnick, explică: "Rata de expansiune indică cât de repede poți derula istoria universului, ca pe o casetă video veche. Dacă viteza de derulare este mai mare, atunci filmul este mai scurt. "

Dar măsurarea distanțelor față de galaxiile îndepărtate este dificilă. O metodă mai simplă a apărut în 1965, când cercetătorii au descoperit un scârțâit slab de microunde care emană din toate direcțiile din spațiu. Cosmologii au prezis deja că un astfel de semnal trebuie să existe, deoarece lumina emisă la doar sute de mii de ani după nașterea universului ar fi întinsă prin expansiunea spațiului în microunde mai lungi. Măsurând caracteristicile acestui fundal cosmic cu microunde, astronomii ar putea realiza un fel de instantaneu al tânărului univers, determinând dimensiunea și compoziția sa originală. Radiația relicvă a servit drept dovadă irefutabilă că spațiul a avut un început.

Laureatul Nobel Steven Weinberg a scris în cartea sa din 1977 The First Three Minutes: "Cea mai importantă realizare a descoperirii definitive [a CMB] din 1965 este de a ne determina pe toți să luăm în serios ideea unui univers timpuriu".

1990 până în prezent: clarificarea calculelor

CMB le-a permis cosmologilor să înțeleagă cât de mare era universul la un moment dat, ceea ce i-a ajutat să-și calculeze dimensiunea și expansiunea astăzi. Cosmologul Daniel Skolnick compară acest proces cu observația că în fotografia unui copil, brațul unui copil are un picior, iar apoi copilul devine adolescent, iar lungimea brațului și rata de creștere se schimbă în consecință. Această metodă le-a oferit cercetătorilor o nouă modalitate de a măsura rata actuală de expansiune a universului. S-a dovedit a fi de aproape zece ori mai mică decât viteza Hubble (500 de kilometri pe secundă pe megaparsec), ceea ce a împins momentul genezei cosmice și mai mult în timp. În anii 1990, universul avea între 7 și 20 de miliarde de ani.

Eforturile minuțioase ale mai multor echipe au avut ca scop rafinarea celei mai bune estimări a cosmologiei cu privire la rata de expansiune a Universului. Observațiile galaxiilor de la Telescopul Spațial Hubble în 1993 au arătat că actuala constantă Hubble este de 71 de kilometri pe secundă pe megaparsec, ceea ce a redus vârsta universului de la 9 la 14 miliarde de ani.

În 2003, nava spațială WMAP a înregistrat o hartă CMB cu detalii fine. Pe baza acestor date, cosmologii au calculat că vârsta universului este cuprinsă între 13,5 și 13,9 miliarde de ani. Aproximativ zece ani mai târziu, satelitul Planck a măsurat CMB și mai detaliat, obținând o constantă Hubble de 67,66 și o vârstă de 13,8 miliarde de ani. O nouă măsurare independentă a radiațiilor de la Atacama a primit în mare parte aceleași cifre, consolidând în continuare încrederea cosmologilor că se îndreaptă în direcția corectă.

Un cosmolog de la Flatiron Institute (SUA) și membru al colaborării Atacama, Simone Iola, a declarat într-un comunicat de presă că au venit acum cu aceleași răspunsuri de la Planck și Atacama. Acum putem spune că aceste măsurători complexe sunt fiabile.

În viitor: conflict cosmologic

Dar pe măsură ce măsurătorile universurilor timpurii și moderne au devenit mai exacte, au început să se contrazică. Studiile bazate pe imagini CMB tinere sugerează că constanta Hubble este la 60 de kilometri pe secundă pe megaparsec, dar măsurătorile distanțelor față de galaxii de astăzi (pe care Skolnik le compară cu un selfie cosmic) arată rate de expansiune mai mari. Cosmologul a participat la un astfel de studiu în 2019. Într-un alt studiu bazat pe strălucirea diferitelor galaxii, oamenii de știință au ajuns la o concluzie similară (că universul modern se extinde rapid) în ianuarie 2021.

Ratele mai mari ar putea însemna că universul este de fapt cu aproximativ un miliard de ani mai tânăr decât cele 13,8 miliarde canonice stabilite de Planck și Atacama.

Dar inconsecvența ar putea indica, de asemenea, că ceva mai profund lipsește din viziunea cosmologilor asupra realității. Legătura dintre CMB și prezent include speculații despre materia întunecată slab înțeleasă și energia întunecată care domină universul nostru. Și faptul că măsurătorile constantei Hubble nu coincid pot indica necesitatea unor calcule ulterioare ale adevăratei epoci a Universului.

"Nu sunt sigur cum determinăm vârsta universului", spune Daniel Skolnick. "Nu spun că este greșit, dar nu pot spune care este corect".

Sursă: stakanchik.media

Articole înrudite
Știință
Ce sunt mitocondriile și de ce este important să le îmbunătățim performanța

11.09.2021 | 10 vizualizări

Ce sunt mitocondriile și de ce este important să le îmbunătățim performanța

Starea noastră de bine depinde în mod direct de ceea ce mâncăm. Dar ce alimente sunt cele mai benefice pentru organism? Pentru a înțelege această problemă, mai întâi trebuie să studiați ce sunt mitoc…

Știință
NASA a descoperit o galaxie spirală care ascunde un secret fascinant

25.06.2021 | 70 vizualizări

NASA a descoperit o galaxie spirală care ascunde un secret fascinant

Galaxia NGC 3254 este situată la aproximativ 118 milioane de ani lumină de Pământ, arată ca o galaxie în spirală tipică, privită din lateral. Dar are un secret fascinant care se ascunde chiar la vede…

Știință
Biblioteca Vaticanului - cea mai bogată enciclopedie cu secrete și mistere

23.06.2021 | 72 vizualizări

Biblioteca Vaticanului - cea mai bogată enciclopedie cu secrete și mistere

Biblioteca din Vatican a fost fondată oficial în 1475 și este una dintre cele mai vechi și valoroase instituții de gen din lume situată în Vatican. Ideea de a deschide o bibliotecă publică la Vatican…

Știință
Istoria vaccinării

21.06.2021 | 116 vizualizări

Istoria vaccinării

In prezent, exista 26 de boli infectioase care pot fi prevenite prin vaccinare, dar acest numar este in crestere. Sunt in curs de desfasurare sute de proiecte de cercetare pentru dezvoltarea de noi v…

Știință
Cancerul - pe înțelesul tuturor

21.06.2021 | 151 vizualizare

Cancerul - pe înțelesul tuturor

În ultima perioadă reprezintă o afecţiune din ce în ce mai des întâlnită - şi nu doar în cadrul populaţiei vârstnice. Un raport al Organizației Mondiale a Sănătății publicat pe 12 septembrie 2018 ara…

Știință
Cafeaua poate să reducă depresia

17.06.2021 | 135 vizualizări

Cafeaua poate să reducă depresia

Te numeri și tu printre oamenii care își încep ziua cu o cafea? Fie că îți place să o bei simplă, cu lapte și zahăr, sau cu un pic scorțișoară, ea îți aduce o mulțime de beneficii.