Scientia

Cum funcţionează Universul? Înţelegerea naşterii şi destinului Universului sunt primi paşi esenţiali în dezvăluirea mecanismului său de funcţionare, care, la rându-i, necesită o cunoaştere a istoriei Universului, care a început cu Big Bang-ul.

Înţelegerea modului în care se comportă legile fizicii în condiţii extreme ale spaţiului şi timpului, în apropierea unei găuri negre ori a unei stele neutronice, reprezintă un element important al puzzle-ului ce trebuie construit dacă vrem să înţelegem cum funcţionează Universul.

Cercetările anterioare ale NASA efectuate cu ajutorul Cosmic Microwave Background Explorer (COBE) şi Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) au măsurat radiaţiile generate în Univers când acesta avea doar 300 000 de ani, confirmând modelele teoretice ale evoluţiei sale timpurii. Cu sensibilitatea şi rezoluţia îmbunătăţite, observatorul Planck cercetează atent acum cerul (lungi de undă mari) către noi profunzimi, timp de 2 ani, oferind noi informaţii privind fizica specială a primelor momente ale Universului. Mai mult decât atât, posibila detectare şi investigare a modelului de polarizare B-mode asupra radiaţiei cosmice de fond (CMB), imprimat de undele gravitaţionale în momentele iniţiale, va oferi indicii privind modul în care structurile de mari dimensiuni pe care le observăm astăzi au ajuns astfel.

Observaţiile efectuate cu Telescopul Spaţial Hubble şi alte instrumente au arătat că Universul este în expansiune cu o rată din ce în ce mai mare, însemnând că într-o zi – în viitorul îndepărtat – oricine s-ar uita către cer va putea vedea numai galaxia noastră şi stelele ei. Miliarde de alte galaxii se vor fi îndepărtat foarte mult, dincolo de a putea fi detectate de către aceşti observatori din viitor.

Originea forţei care generează expansiunea Universului este un mister, iar astronomii se referă la ea pur şi simplu ca "energia întunecată". Această componentă nouă, necunoscută, care cuprinde ~ 75% din conţinutul de materie din Univers, va determina soarta finală a acestuia. Determinarea naturii energiei întunecate, posibila ei istorie de-a lungul timpului cosmic, este probabil cea mai importantă ţintă a cercetărilor din astronomie pentru următorul deceniu şi se află la intersecţia dintre cosmologie, astrofizică şi fizica fundamentală.

Înţelegerea modului în care se comportă legile fizicii la extremele spaţiului şi ale timpului, în apropierea unei găuri negre ori a unei stele neutronice, reprezintă de asemenea un element important al puzzle-ului ce trebuie construit dacă vrem să înţelegem cum funcţionează Universul.

Observatoarele moderne care operează la energiile caracteristice razelor X şi gama, precum Observatorul de Raze X Chandra, Telescopul Spaţial de Raze gama Fermi şi XMM - Newton, produc o multitudine de informaţii privind condiţiile materiei în apropierea surselor compacte, sub acţiunea unor câmpuri gravitaţionale extreme, imposibil de atins pe Pământ.

Viitoarele misiuni, cum ar fi LISA şi Observatorul Internaţional de Raze X, vor lărgi frontiera cunoaşterii  fenomenelor astrofizice exotice referitoare la regimuri extreme, chiar mai departe în spaţiu şi timp. Pentru programul PCOS al NASA (Physics of the Cosmos - fizica Universului), deceniile ce vor urma promit descoperiri incitante şi întrebări noi şi îndrăzneţe .

Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului How-do-matter-energy-space-and-time-behave-under-the-extraordinarily-diverse-conditions-of-the-cosmos publicat de science.nasa.gov.
Traducere: Anamaria Spătaru