sâmbătă, 10 octombrie 2015

Teoria Big-Bang explicată pe înțelesul tuturor

       


     Întrebarea dacă pământul sau cosmosul au existat dintotdeauna sau au fost create de o ființă supranaturală a preocupat dintotdeauna spiritul uman. Aristotel și majoritatea celorlalți filozofi greci au respins ideea unui început al universului, deoarece aceasta implica vrând-nevrând intervenția unui creator. Grecii credeau că omul, pământul și stelele de pe cer au existat dintotdeauna. 


   Filozoful german Immanuel Kant a tratat pe larg aceste întrebări în monumentala ( și dificil de înțeles ) lui operă „ Kritik der reinen Vernunft ”- „Critica rațiunii pure”, publicată în plin ev mediu, 1781. El a descris aceste întrebări ca antinomii ( contraziceri ), deoarece în viziunea lui existau atât indicii pentru un început al universului, cât și indicii contrare. În secolul IV d.H, Augustin formula însă un răspuns absolut remarcabil cu privire la acest subiect. Întrebat fiind ce a făcut Dumnezeu mai înainte de a crea universul, Augustin nu a răspuns ceva de genul creaționiștilor de azi: „ A făcut iadul ca să arunce acolo pe oricine pune astfel de întrebări nebunești”. Dimpotrivă, răspunsul lui este extraordinar având în vedere cunoștințele moderne: „ Timpul este un atribut specific al universului creat de Dumnezeu, și nu a existat mai înainte de crearea universului !! ” 

    Dar epoca întunecată a evului mediu domina pe deplin Europa, iar un răspuns serios la această întrebare era pe atunci imposibil. „Savanții” erau fermi convinși că universul este static și etern, iar la această credință avea să contribuie chiar unul dintre pionierii științei moderne, Isaac Newton. În mod incredibil, aceasta continua să fie părerea unanimă a oamenilor de știință chiar la începutul secolului XX, iar unul dintre cei mai celebri avocați ai unui univers static și etern era pe atunci însuși celebrul Albert Einstein. Începând cu 1929 lucrurile aveau să se schimbe însă radical în acest sens. Care a fost motivul?

    Motivul l-a constituit descoperirea epocală a lui Edwin Hubble care a observat cum alte galaxii se îndepărtează de galaxia noastră cu o viteză în mod direct proporțională cu distanța dintre noi și ele. Cu alte cuvinte, cu cât ele sunt mai departe de noi, cu atât se îndepărtează cu o viteză mai mare de noi! Asta presupunea faptul că universul nostru nu este static ci elastic, se extinde! Urmând logica lucrurilor și firul timpului înapoi, devenea din ce în ce mai evident că în trecut galaxiile s-au aflat mult mai aproape una de alta decât sunt astăzi. Mergând și mai mult înapoi în timp, ecuațiile teoriei relativității și observațiile cosmologice indicau că universul avusese la început dimensiunea unui punct minuscul, cu o densitate infinită! Iată ingredientele perfecte pentru nașterea unei noi teorii științifice: Big-Bang sau nașterea universului. 

   Niciunul dintre detractorii moderni ai teoriei Big-Bang ( în special creaționiști, interpreții unei citiri și înțelegeri literale a bibliei ) nu pare să cunoască faptul că, atunci când a fost pusă pentru prima dată pe masă, teoria despre nașterea universului a stârnit scepticismul oamenilor de știință. Motivul era acela că nașterea unui univers din „ nimic ” aducea prea mult a creaționism și dădea apă la moară religiei ! Așadar, creaționiștii de azi refuză să accepte o teorie științifică viabilă despre începutul universului, care - culmea - contrazicea imaginea științifică de la începutul secolului XX și confirma cu putere ideea biblică a unui început al creației… Fără alte comentarii…

   Dar cum putem să dăm credit acestei teorii științifice? Trebuie pur și simplu să credem orbește că într-un trecut îndepărtat galaxiile au fost foarte aproape una de alta și în cele din urmă tot universul a fost concentrat într-un singur punct? Răspunsul este simplu: departe de a crede orbește, știința ne invită să înțelegem pas cu pas segmentele din care este compusă această teorie, ca în final să înțelegem că enunțul ei final este adevărat. Oricine a făcut matematică de liceu, trebuie să știe că acesta este parcursul demonstrării unei ipoteze. Iar dacă ipoteza se dovedește a fi adevărată, ea nu mai este denumită ipoteză, ci devine o teorie științifică puternică, care nu poate fi combătută decât de ignoranți. 

   Să începem așadar cu începutul. Cum putem ști cu siguranță că vârsta universului observabil este de 13, 7 miliarde de ani? Foarte simplu: înțelegând felul în care lumina parcurge spațio-timpul! Atunci când aprindem lumina în cameră, aceasta se luminează instantaneu, deoarece distanța dintre bec și ochiul care percepe lumina este infimă, de ordinul metrilor. Nu același lucru se întâmplă  atunci când vorbim despre distanțe cosmice, precum distanța dintre soare și Terra. Luminii îi trebuie 8 minute să călătorească de la soare până la noi ( aprox 150 milioane de km sau 1 A.U - unitate astronomică ). Dacă de exemplu soarele ar dispărea brusc de pe cer, noi am continua să ne bucurăm de lumina lui pentru încă 8 minute, deoarece Terra nu se află în conul de lumină viitor al soarelui. De-abia după 8 minute am percepe faptul că soarele nu mai există, pentru că Terra s-ar afla după acest timp în conul de lumină viitor al evenimentului „ Soarele s-a stins ”. Ce concluzie extrem de importantă presupune acest lucru? Simplu: orice corp luminos de pe bolta cerească pe care îl observăm ( cu ochiul liber sau cu telescoape performante ) îl observăm așa cum arăta în trecut!!! Ca urmare , orice stea îndepărtată, orice galaxie sau orice corp ceresc care emană lumină și pe care-l observăm, ne arată stadiul său din trecut, nu din prezent!!! Când privim soarele, îl privim așa cum arăta acum 8 minute. Când privim Alfa Centauri ( cel mai apropiat sistem solar de noi ) îl privim așa cum arăta acum 4,4 ani ( distanța până acolo este de 4,4 ani-lumină, deci luminii emise de acele stele îi ia 4,4 ani ca să ajungă până la noi ). Când privim nebuloasa Orionului prin telescop, o vedem așa cum arăta ea acum 1344 ani, șamd. Galaxiile vizibile cele mai îndepărtate de noi se află la o distanță de 12- 13 miliarde de ani-lumină. Dar cum putem fi siguri că distanțele acestea uriașe sunt corecte, și nu doar niște numere scoase din burtă de savanți?

                                                                    

   Pentru asta trebuie să ne întoarcem la Edwin Hubble. El a fost primul care a calculat distanțele dintre noi și alte galaxii în felul următor: strălucirea unei stele depinde de doi factori, câtă lumină emană aceasta (luminozitatea ei ) și distanța dintre noi și acea stea. Știind prin formule matematice exacte ( care sunt mai grele puțin și nu fac obiectul articolului de față ) strălucirea și distanța până la stele apropiate, putem astfel să le calculăm luminozitatea. În mod invers, dacă știm luminozitatea unor stele din galaxii mai îndepărtate, putem să aflăm strălucirea și distanța până la ele. Dar cum a calculat Hubble în mod concret? Stabilind un anume pattern de stele mai apropiate care au aceeași luminozitate, Hubble a descoperit același tip de stele în alte galaxii, iar pe baza formulelor matematice a dedus distanța dintre noi și ele. Faptul că distanțele dintre noi și alte stele dintr-o anume galaxie au arătat mereu rezultate asemănătoare, a însemnat că procedura este corectă și demnă de încredere. 

                                                                      


   O altă confirmare că galaxiile îndepărtate se află la mari distanțe de noi ( și ca atare universul este foarte vechi ) a venit prin studiul spectrului electromagnetic al galaxiilor respective. Lumina constă din unde ale câmpului electromagnetic, iar spectrul general al luminii cuprinde mai multe lungimi de undă decât cele vizibile nouă. Frecvența luminii ( nr undelor/sec ) este foarte mare: 400-700 miliarde unde/sec. Frecvențele diferite ale luminii sunt percepute de ochiul uman drept culori diferite, unde frecvențele cele mai mici ( sau lungimile de undă cele mai mari ) apar la capătul roșu al spectrului, iar frecvențele mari ( sau lungimile de undă mici ) apar la capătul albastru al spectrului. Să ne imaginăm acum o stea care se apropie de noi. Atunci când steaua emite o undă de lumină, steaua a parcurs în același timp o anumită distanță spre noi, prin urmare unda de lumină are nevoie de un timp mai scurt ca să ajungă la noi, față de timpul când steaua stătea pe loc. Așadar intervalul de timp dintre crestele de undă care ajung la noi devine mai mic;  dar numărul undelor/secundă ( frecvența ) care ajung la noi se mărește. În mod corespunzător, dacă steaua s-ar depărta de noi, frecvența undelor ar fi mai mică ( și lungimea lor mai mare ). Asta este fizică de liceu, nici mai mult, nici mai puțin…

    În cazul luminii acest lucru presupune că stelele sau galaxiile care se îndepărtează de noi se mișcă spre capătul roșu al spectrului electromagnetic, iar cele care se apropie de noi se deplasează spre albastru. Acesta mai este așa-numitul efect Doppler, acea senzație pe care o avem atunci când sunetul unei sirene de salvare devine cu atât mai ascuțit cu cât ea se apropie de noi, și cu atât mai grav cu cât aceasta se îndepărtează de noi. Din nou, fizică de clasele V-VIII… Hubble a observat că studiul spectrului electromagnetic al galaxiilor îndepărtate de noi indica că toate galaxiile se îndepărtează de noi, și cu o viteză direct proporțională cu distanța dintre noi și ele! Concluzia a fost inevitabilă: universul nu este static, ci în continuă expansiune, ca un balon care se umflă mereu! Cu toate acestea, mentalitatea generală a unui univers static și etern era atât de împământenită între savanți încât chiar Albert Einstein, care tocmai își publicase celebra teorie a relativității, s-a opus unui univers în expansiune, deși ecuațiile lui susțineau contrariul! El a adăugat în ecuațiile sale faimoasa lui constantă cosmologică, tocmai ca să salveze vechea mentalitate despre univers!

   Era însă prea târziu. Argumentele matematice ale savantului rus Alexander Friedmann, care indicau spre o expansiune a universului dintr-o singularitate în timp și spațiu, au deschis drumul confirmării teoriei Big-Bang.  A urmat prezicerea matematică a altui savant rus pe nume George Gamov, care afirma că ar trebui să găsim radiație lăsată în urmă de Big-Bang, dacă universul ar fi fost la începuturile sale extrem de dens și de fierbinte, prezicere confirmată de descoperirea radiațiilor cosmice de fond ( prin savanții Arno Penzias și Robert Nilson în anul 1965 și de satelitul COBE în 1992 ), care sunt amprentele termice ale exploziei inițiale prin care s-a născut universul. Deși multor oameni de știință nu le-a plăcut ideea unui început al timpului și spațiului ( vezi încercarea lui Fred Hoyle, Thomas Gold și Hermann Bondi cu a lor Steady-state-Theory), dovezile care arătau spre Bing-bangul inițial prin care s-a născut universul erau acum prea mari ca să mai fie desconsiderate. Ca urmare, nu a mai trecut mult timp și toți oponenții majori ai teoriei Big-Bang, inclusiv Fred Hoyle și Albert Einstein, și-au recunoscut înfrângerea. Ipoteza că universul fusese la originile sale un punct minuscul, infinit ca densitate, care apoi „explodase” cu o viteză mai mare decât viteza luminii ( teoria inflației ), creând astfel spațiul și timpul cunoscut de noi astăzi, devenea acum o teorie științifică confirmată. Confirmată nu doar de calculele complicate ale teoriei relativității generale a lui Einstein, ci și de observațiile directe ale lui Edwin Hubble, Arno Penzias, Robert Wilson, Jim Peebles, Bob Dicke, Fred Hoyle and co. În plus, munca gigantică a unor savanți renumiți precum Roger Penrose ( în 1965 ) , continuată apoi de elevul său la fel de notoriu Stephen Hawking, a confirmat bănuiala că teoria relativității generale cerea o singularitate a timpului și a spațiului. Fără Big-Bang, toată munca colosală a geniului lui Albert Einstein ar fi așadar incompletă. 

   Imaginea omului despre univers s-a schimbat deci radical în ultimul secol. Universul nu a fost niciodată veșnic și static, ci a pornit dintr-un punct extrem de mic și dens, și a evoluat pe parcursul miliardelor de ani în sistemul complex pe care îl vedem astăzi, cu stele și galaxii. Ca să se ajungă aici nu a fost nevoie de mâna vreunui creator la fiecare pas, ci doar de legile fizicii, dintre care un rol prioritar l-a jucat gravitația. Felul în care au luat și iau ființă și azi planete, sori și sisteme solare este extrem de complet și complex descris de domeniul cosmologiei, unde matematica și fizica explică totul, de la quarcii care alcătuiesc neutronii și protonii dintr-un nucleu de atom, până la găurile negre din mijlocul fiecărei galaxii. Cu toate acestea, încă se mai găsesc și în secolul XXI suficienți semeni de-ai noștri care să afirme, neținând sub nicio formă cont de legile fizicii, că mai întâi a fost creată planeta noastră ( sau exista pur și simplu în spațiu dintotdeauna, pustie și goală…) , apoi soarele și luna și după aceea stelele și celelalte galaxii. O poziție biblico-geocentrică extrem de infantilă, o imagine despre cosmos a păstorilor de capre din antichitate, potrivit căreia întreg universul ar avea o vârstă de … țineți-vă bine… nici mai mult și nici mai puțin decât 6000 de ani!!! ( vezi de ex poziția Answer in Genesis ). 

   Dacă poziția creaționistă despre univers ar fi adevărată, atunci ar însemna că păstorii de capre din sec 7.î.H, adică acei oameni care credeau ferm că în spatele ploii, al secetei, al fulgerelor și grindinii se află personal Dumnezeu, ar fi mult mai savanți în cosmologie decât Hubble, Einstein, Friedmann, Penrose și Hawking împreună! Nu numai atât însă… Faptul că ar trebui să ne îndoim de teoria relativității lui Einstein ( care așa cum am spus mai sus cere o singularitate în timp și spațiu! ) ar însemna că ar trebui să ne îndoim, printre altele, de timpul pe care îl arată ceasurile noastre  și de localizarea de pe hartă pe care o arată aparatele noastre de navigație auto! Nimic din ceea ce numim știință modernă de fapt, chiar esența ei matematică și logică, nu ar mai avea rost! În loc de asta, ar trebui să ne ghidăm literalmente după stele… sau după duhul sfânt! Ori exact asta este ceea ce ne propun, printre rânduri, creaționiștii:  o încredințare oarbă în miturile antichității despre origini și un scepticism bolnav față de orice dovadă care confirmă cu vârf și îndesat valoarea și succesele științei moderne. Fără alte comentarii...


4 comentarii:

  1. George,

    Anticipez deja răspunsurile creaționiștilor mai luminați, dar totuși tributari legendelor Edenului:
    „Da, posibil să ai dreptate și pământul să fie foarte vechi. Nimic nou în asta, poate că apariția Soarelui în urma pământului în geneza e doar o figură de stil. Însă... Dumnezeu este în spatele Big-Bangului. Și tot El a creat viața acum 6-7000 de ani, începând cu Adam și Eva... în fix 6+1 zile. Așa că mișcă-ți fundul la biserică în sabat în loc să scrii articole, că altfel... vai de mântuirea ta. Iar ca bonus, pentru că duci în eroare pe prea-sfinții frățiori ai tăi, să știi că vei arde încet-încet la judecata finală, nu așa... ca miriștea, precum păcătoșii obișnuiți.”
    Sper să dormi bine la noapte și să nu ai coșmaruri fierbinți, felicitări pentru articol!

    RăspundețiȘtergere
  2. Este clar ca stiinta a trecut dincolo de ipoteze.Este foarte posibil,ca relatarea genezei,sa aiba o cu totul alta exprimare,decat cea ajunsa la noi.Dau un exemplu:"l-a asezat in gradina s-o lucreze si s-o pazeasca".Aici s-ar intelege cam asa "ti s-a pus la dipozitie cunosterea (lucrul) si trandavia (a pazi o teorie generata de emotie,si nu de logos).Traducerile de-a lungul vremii au despiritualizat textul,pana l-a stors de mesajul real.

    RăspundețiȘtergere
  3. si totusi exista o legatura intre pastorii de capre din sec 7 i.H si " pastorii " Einstein , Friedmann, Hawking etc : sunt toti circumcisi :)

    RăspundețiȘtergere
  4. Te miri cand oamenii religiei recurg la credinta? Ce te faci cand oamenii de stiinta recurg la credinta tocmai in defavoarea stiintei? Nu ar trebui mai dur criticati decat oamenii religiei?! Si nu, nu ma refer la persoane gen Ben Carson ci la toata floarea cea vestita a stiintei, gen Albert Einstein si elita generatiei lui. Ce baza a avut Albert einstein sa se opuna descoperirii lui Hubble? Nu credinta?! O credinta oarba, fara nici o dovada stiintifica! Si tocmai el experimentase pe pielea lui impotrivire, dezaprobare ba chiar si atitudini de genul "cine esti tu sa ne inveti pe noi, doar nu esti tu mai mare decat parintele nostru, Newton" din partea oamenilor de stiinta doar cativa ani mai devreme, din pricina teoriei lui revolutionare a relativitatii. O impotrivire, din nou - bazata pe o credinta oarba, fara nici o dovada stiintifica, oameni de stiinta nereligiosi care iau atitudine impotriva stiintei datorita credintei lor in altceva si care accepta noua descoperire stiintifica doar atunci cand nu mai au incotro!

    Se intampla si la case mai mari!

    Ruben

    RăspundețiȘtergere