Umanitate si Univers – Partea I: Nasterea Universului

Partea I: Nasterea Universului

Nu suntem siguri cum si de ce a luat nastere Universul.
Cea mai populara teorie a nasterii Universului este cea numita Big Bang, fiind admisa de majoritatea astrofizicienilor ca model standard de formare a universului. Aceasta teorie se refera la un fel de explozie speciala, deoarece nu s-a produs intr-un spatiu deja existent care a dus la existenta universului. Aceasta teorie nu numai ca explica cum a luat nastere universul, insa explica si de ce se extinde permanent inca de la aparitia sa, uniform in toate directiile.
Big Bang-ul s-a produs acum 13.7 miliarde de ani in urma, data fiind aproximata dupa varsta celor mai batrane stele, corespunzand partial cu vechimea Universului.

Era primordiala

Epoca Planck
Astrofizicienii nu pot explica inca aparitia universului la secunda “zero”. Ei iau ca punct de plecare momentul 10^-43 secunde dupa Big Bang. Teoriile nu merg mai departe de momentul de la 10^-43 secunde, izbindu-se de “zidul lui Planck”. Inca nu se poate explica comportamentul atomilor in conditiile in care forta de gravitatie devine extrema, asa cum era universul de 10^-33 cm. Acest zid al lui Planck reprezinta de fapt existenta limitelor minime fizice ale obiectelor, iar “Constanta lui Planck” (quantumul de actiune) reprezinta cea mai mica dintre cantitatile de energie existente in lumea noastra fizica, adica limita divizibilitatii spectrale si limita extrema a oricarei divizibilitati.

Epoca inflationara
Aceasta perioada a avut loc dupa 10^-36 secunde dupa Big Bang. In aceasta epoca raza Universului a crescut brusc, exponential cu timpul, explicand – printre altele – aparitia diverselor neomogenitati in Univers.

Epoca Marii Unificari
In aceasta perioada, toate cele patru forte (gravitationala, tare, slaba, electromagnetica) sunt una singura. In acest moment Universul are varsta de 10^-33 secunde.

Epoca Electroslaba
In acest moment s-au diferentiat ultimele doua forte, cea slaba si cea electromagnetica, temperatura ajungand la 10^13K, iar diametrul crescand pana la 10^-13 m. In cele din urma, forta slaba separandu-se de cea electromagnetica. In Univers vor exista de acum incolo toate cele patru forte fundamentale cunoscute astazi.

Epoca Hadronica

Big Bang-ul a degajat radiatii, particule si nori de atomi.
Macrocosmosul este plin de astfel de radiatii. Acestea sunt mixturi de electricitate si campuri magnetice ce cresc si mor, schimband energie intre ele. Unele radiatii au o energie mai mare decat altele.
In radiatiile cu energie mare transferul de energie se produce mult mai rapid decat in cele cu energie mai mica. Sunt mai multe tipuri de radiatii, impartite in radiatii cu energie mare, precum: Razele gama, razele X, ultraviolete, infrarosu, microunde, radio etc. si radiatiile cu energie mica.
In aceasta epoca s-au format quarcii, gluconii si leptonii. Ei “pluteau” in Univers intr-o “supa quark-gluon”.
Particulele sunt impartite in doua categorii: Bosonii, particule forta, cu spin intreg si germionii, particule cu masa, clasificati in leptoni si quarcuri.

Epoca Leptonica
In aceasta epoca s-a inceput formarea nucleelor de hidrogen si a durat o secunda.

Epoca Nucleosintezei
Aceasta este epoca la finalul careia reactiile nucleare nu se mai pot desfasura “in mod natural”, Universul fiind prea rece. In acest moment, Universul fiind format din 75 % hidrogen, 25% heliu si urme de deuteriu, beriliu, bor si litiu. A durat 3 minute.

Epoca Deionizarii
Epoca Deionizarii a durat 379.000 de ani si reprezinta finalul Erei Big Bang-ului. Materia domina, sub forma de ioni, energia electronilor fiind inca prea mare pentru ca acestia sa ramana inchisi in interiorul atomilor.

Era stelara

Epoca dominarii materiei
Aici se incheie era Big Bang-ului, si incepe era stelara.
Dupa aproximativ 380.000 de ani dupa Big Bang, Universul s-a racit suficient de mult pentru ca electronii sa fie capturati de protoni iar particulele alfa de forma atomilor.

Un electron este atras de proton deoarece sunt incarcati de un curent electric opus, ramanand impreuna si formand un atom de hidrogen. In acelasi mod doi electroni se atrag de fiecare particula alfa ce contine doi protoni, creand un atom de heliu.
In jurul unui atom, electronul formeaza un fel de scut. Inauntrul atomului este un spatiu gol, mai putin masa ocupata de protonul din centru.
Odata ce electronii au fost prinsi in atomi, ceata Universului a disparut.

Epoca formarii galaxiilor, stelelor si a reionizarii

Gravitatia a condensat atomii in galaxii, unde au aparut si primele stele. Stelele au creat noi tipuri de atomi cand au imbatranit si au explodat, transformandu-se in supernove.
Universul a grescut si s-a racit. Atomii au inceput sa fie atrasi de o forta numita forta gravitationala. Aceasta este o atractie dintre fiecare particula de materie din Univers, forta care ne tine si pe noi pe Pamant.
Galaxiile sunt insule de miliarde de stele, separate de alte galaxii. (pentru mai multe informatii despre nasterea galaxiilor cititi aici: http://www.descopera.org/nasterea-si-moartea-unei-galaxii ) Cea mai studiata si cunoscuta este galaxia noastra, Calea Lactee. In intreg Universul exista alte miliarde de galaxii, iar multe dintre acestea sunt foarte asemanatoare cu galaxia noastra. Galaxiile sunt de obicei in forma de spirala (70%) sau au forma eliptica (30 %). Tot in aceasta perioada s-au format si quasarii.
Quasarii sunt de 1000 de ori mai mici decat o galaxie, insa emit de 100 de ori mai multa lumina decat ele. Luminozitatea lor enorma poate proveni de la faptul ca adapostesc Gauri Negre.

Formarea Sistemului Solar

Turtirea gazului si prafului intrand in bratul spiral al galaxiei a dat nastere stelelor.

Atomii noi au fost eliberati inapoi in galaxie, unindu-se si formand praful cosmic si moleculele. Stelele noi precum Soarele din sistemul nostru solar, s-a format din aceste materiale din bratul spiralat, iar praful si moleculele au format planetele. Sistemul nostru solar s-a format in decursul a peste 9 miliarde de ani.

Pamantul este singura planeta din sistemul nostru solar unde apa se afla in stare lichida, lucru esential pentru aparitia vietii. Pamantul este asezat la o distanta potrivita fata de Soare. Putin mai aproape si apa s-ar fi evaporat. Daca Pamantul ar fi fost mai departe de Soare, apa ar fi inghetat.
Pamantul, asemenea altor planete din sistemul nostru solar, are o orbita circulara aproape perfecta. Daca ar fi avut o orbita ovala viata probabil nu ar mai fi aparut. Pamantul face o rotatie completa o data pe zi, iar in jurul Soarelui o data pe an.
Pamantul s-a format acum 4,55 miliarde de ani din materia norului gazos al Nebuloasei Solare, alaturi de Soare si de celelalte planete din sistemul nostru solar. Luna s-a format mai tarziu.
Initial sub forma lichida, stratul exterior al planetei s-a racit, dand nastere scoartei terestre. Emanatiile de gaze si eruptiile vulcanice au format atmosfera primara. Condesarea vaporilor de apa, alaturi de gheata din comete au format mai apoi oceanele. Aceasta puternica activitate chimica a fost sursa aparitiei, acum 4 miliarde de ani, a unei molecule cu capacitatea de a se inmulti spontan.

Dezvoltarea procesului de fotosinteza a permis ca energia Soarelui sa fie utilizata direct si eficient, oxigenul rezultat acumulandu-se in atmosfera si dand nastere stratului protector de ozon.

Continuarea in articolele urmatore:

Partea a II-a: Viata si evolutia umanitatii

Partea a III-a: O privire in viitor

Autor: Marius, www.descopera.org




Adauga un comentariu sau poti sa discuti si pe FORUMUL nostru!