Istoria universului (I)

Recomandat by Ana Balan on Apr 2, 2016 Știință 1317 Vizualizari

In cateva articole vom relua seria conceputa si elaborata de site-ul nostru. Urmariti aceste articole pentru ca descriu, pe intelesul tuturor, ceea ce s-a intamplat de la explozia primordiala, numita Big Bang, pana la aparitia lui homosapiens.

DE LA BIG BANG LA APARITIA PROTONILOR

Universul însusi a luat nastere în aurma unei explozii enorme petrecute în urma cu 13.7 miliarde de ani si cunoscuta sub numele de Big-Bang. Înainte de aceasta explozie primordiala nu exista nici timp, nici spatiu, nici energie, nici materie. Chiar atunci, în prima clipa a vietii universului, au luat nastere atât timpul, cât si spatiul. Mai exact, aparitia brusca a unei cantitati asa mari de energie a facut ca spatiul însusi sa nu îi poata face fata, astfel ca de la dimensiuni aproape punctiforme, spatiul s-a extins cu viteze mai mari ca cea a luminii pana la dimensiuni enorme, ceea ce a reprezentat un lucru benefic pentru ca altfel gravitatia ar fi comprimat acel univers timpuriu, trimitându-l înapoi în neantul din care fusese creat.

Prima expansiune s-a petrecut cu o viteza mult mai mare decât cea a luminii si poarta numele de inflatie. Ulterior Universul a continuat sa se extinda, dar cu o viteza mult redusa. La temperaturile incredibil de mari si în prezenta energiilor enorme din acele clipe de început, nimic, nici macar materia nu era stabila si, pe cât de repede se putea forma, pe atât de repede revenea la forma de energie pura.

Dar pe masura ce Universul s-a extins, temperatura sa a scazut si, gradat, particulele fundamentale din care va lua nastere ulterior materia obisnuita au început sa se formeze din acea energie incredibila. Quarcurile au fost primele particule fundamentale care au aparut. În prezent quarcurile exista doar în grupuri foarte strâns legate, dar în preistoria Universului spatiul era atât de mic, iar quarcurile atât de înghesuite unele lânga altele, încât nu se alaturau altor quarcuri. Culorile cu care sunt reprezentate quarcurile în videoclip simbolizeaza o proprietate care mediaza atractia lor reciproca. Exista doua tipuri de quarcuri (fizicienii le numesc arome) în cadrul materiei obisnuite si anume quarcul UP si quarcul DOWN.

PROTONII SI NEUTRONII

Pe masura ce spatiul a devenit din ce în ce mai încapator, quarcurile si-au pierdut libertatea, gasindu-se “blocate” în cadrul unor grupari de câte 3 quarcuri în interiorul protonilor si neutronilor. Un proton este format din doua quarcuri UP si un quarc DOWN, în timp ce varul sau putin mai greu, neutronul, este compus din doua quarcuri DOWN si doar un quarc UP. Aproape toti protonii si neutronii care exista în prezent au aparut pe perioada inflatiei si au fost înghesuiti în interiorul acelei “mingi de baschet” originare.

NUCLEELE ATOMICE

La acest moment în evolutia Universului, fiecare neutron era într-o cursa disperata de aparare a propriei existente. Din moment ce neutronii nu pot exista în stare libera decât pentru cel mult 20 de minute, fiecare neutron fie s-a dezintegrat, fie s-a alaturat unui proton pentru a da nastere unei forme incipiente de hidrogen ori doi neutroni s-au combinat cu doi protoni pentru a forma un nucleu de heliu. Toate acestea s-au întâmplat în primele minute ale existentei Universului timpuriu.

ATOMII

Electronii au fost ultimele particule elementare care au luat nastere din supa energetica primordiala. Dar densitatea de energie era înca atât de ridicata, încât electronilor le era fizic imposibil sa se alature altor particule, astfel ca Universul timpuriu a ramas sub forma unei plasme tulbure si fierbinte.

Aceasta stare de fapt a durat aproape 300,000 de ani, perioada în care Universul s-a extins si s-a racit. În cele din urma temperatura sa a scazut suficient de mult pentru a permite capturarea electronilor de catre nucleele de hidrogen si heliu, aparând astfel primii atomi. Brusc, lumina a putut calatori prin Univers fara a se ciocni de particule încarcate electric iar universul a devenit transparent si întunecat – populat în majoritate de nori gazosi de hidrogen si heliu.

Lumina eliberata în acele momente este înca vizibila sub forma radiatiei cosmice de fond.

STELELE

Asadar, în ce mod un univers relativ lin si uniform, dar si perfect întunecat, a devenit luminat de miliarde de stele?

Inflatia însasi a generat aparitia primelor mici “valuri” ori mai bine zis variatii în densitatea materiei si pe parcursul unei perioade de aproximativ 10 milioane de ani, materia s-a aglomerat cu precadere în aceste zone de densitate mai mare. Dupa o suta de milioane de ani centrul fiecaruia dintre acesti nori de materie a evoluat luând forma unei stele de 100 de ori mai mare decât Soarele. De-a lungul si de-a latul Universului, aceasta prima generatie de stele si-a aprins furnalele pe masura de nucleul astrilor a devenit suficient de dens si de fierbinte pentru a sustine fuziunea nucleara.

Universul tocmai spunea adio perioadei întunecate a vietii sale.

SUPERNOVELE

Din cauza dimensiunilor lor enorme, aceste prime stele au ars cu o putere enorma, convertind combustibilul nuclear existent sub forma hidrogenului si heliului în primele elemente grele. În fond, toti atomii din Univers mai grei decât heliul s-au nascut în inima stelelor. În doar 3 milioane de ani combustibilul nuclear al primelor stele s-a consumat, iar acestea au suferit un colaps urmat de explozii în urma carora s-au transformat în supernove, expulzând în cadrul acestor procese nou-nascutele elemente grele în univers. Aceasta noua compozitie a universului, care includea si atomii de mai mari dimensiuni, a usurat simtitor sarcina gravitatiei de a comprima acesti nou formati nori de materie pentru a da nastere unei noi generatii de stele.

Ana Balan

Ana Balan

Îți recomandăm

Interesante

Abonează-te la newsletter pentru ultimele noutăţi!