2. Fundamente cosmologiceCosmologia este stiinta care studiaza Cosmosul. Termenul este de data recenta fiind pentru prima data folosit de Cristian Wolff in lucrarea sa “Cosmologie generala” aparuta in anul 1730.
Cosmosul reprezinta Universul structurat si ordonat. Termenul a fost introdus inca din secolul V B.C. de catre Pitagora (in greaca κόσμος). El este opus termenului de “haos”, termen care in mitologia greaca reprezenta faza primordiala din care a luat nastere Universul structurat.
Sistemul Solar(lumea in reprezentarea antica) a reprezentat primul tip de univers cunoscut: universul accesibil observatiilor cu ochiul liber, adica cele 6 planete (azi se stie ca sunt opt)observabile direct plus luna(avem cateva sute de sateliti ai planetelor mari si nu doar Luna) plus soarele, la care se adauga bolta cereasca. Acesta a reprezentat Universul antichitatii si al Evului mediu. De la Thales si Anaximandru si pana la Galileo Galilei, dainuind peste 2000 de ani.De fapt azi se cunoaste ca sistemul Solar contine cateva mii de miliarde de obiecte cosmice de dimensiuni semificative, si nu doar 8.
Calea Lactee de forma unui braul luminos vizibil pe cerul noptii a fost foarte putin studiat in acea epoca. Doar Democrit, in secolul V B.C. a afirmat ca acesta este format din stele mici. Incepand insa cu Aristotel, Calea Lactee a fost privita ca un fenomen atmosferic (meteorologic).
Galaxia noastra (Calea Lactee) a reprezentat universul accesibil observatiilor cu instrumente astronomice mici de la Galileo Galilei si pana in anul 1922
Galileo a fost primul savant care a observat Calea Lactee ca fiind o formatiune alcatuita din stele. Herschel in secolul al XVIII-le a aratat ca Galaxia-Caleea Lactee alcatuieste un nou tip de sistem cosmic. Asa numitul Univers insula de tip Galactic. Acest tip de univers a dainuit aproape 300 de ani.
În 1917, un astronom american pe nume Harold Shapley a determinat ca discul stelar în care trăim are un diametru de aproximativ 100.000 ani lumină și că Soarele se află la 26.000 de ani lumină de centru.Gosimea acestui disc este de 1000 ani-lumina.
In Galaxia nostra se observa 200 de miliarde de stele, roiuri stelare.cat si o serie de obiecte cosmice non-stelare –
asa numitele nebuloase.,
deasemenea am vazut ca in galaxia noastra exista stele vechi de aproape varsta unuiversului, asa dar aceasta este formata de la inceputul universului. Facem parte asadar dintr-o galaxie veche cu o varsta aproape cat cea a universului(13,7 Ga) si cu o dimensiune azi de cca 100000al, distanta fata de galaxia vecina, Andromeda, fiind de cca 2,9 mil ani luminaRoiuri stelare.Încă de la apariția telescopului, astronomii au observat că în anumite regiuni de pe cer se aflau grupuri de stele. La o primă vedere părea că aceste grupuri există într-adevar în spațiu, dar fără a determina distanța până la stelele respective nu se putea spune cu siguranță. Grupurile au primit numele de roiuri stelare. Ele graviteaza in jurul Galaxiei si sunt de mai mult feluri:deschise, asociatii de stele tinere si globulare.
Acum se știe că roiurile stelare deschise sunt grupuri de stele legate gravitațional, formate din stele tinere, cu mișcare proprie comună care se rotesc în jurul centrului galaxiei nostre. Se află în planul galactic, în principal în brațele spirale. În unele regiuni se observă încă procesul de formare a stelelor, proces ce dă naștere unor noi roiuri stelare. Majoritatea au o viață scurtă. Pe măsură ce se rotesc în jurul centrului galactic, stelele din roi scapă de atracția gravitaționala a celorlalte. Astfel, pe masură ce trece timpul, roiul se disipeaza în galaxie. Un roi deschis are o durată de viață medie de 100 milioane de ani.
Grupurile de stele tinere sau de stele în formare din cauza numărului mic de stele, se numesc „asociații stelare”. Asociațiile de tip O și B sunt compuse din stele cu origine comună si viteze cu acelasi sens si valoare. Însă compoenentele nu se atrag reciproc precum în cazul roiurilor deschise si globulare.Varsta lor variaza de la cateva milioane de ani la cateva zeci sau sute de milioane de ani
Roiurile globulare sunt roiuri de stele de formă sferică, ce conțin între 10.000 și 1.000.000 de stele, sunt dispuse în jurul galaxiei noastre, într-un halou, fiind concentrate in jurul centrului galactic. Pana in prezent sunt descoperite cca 160. Studiile spectroscopice arată ca stelele din roiurile globulare contin multe elemente chimice grele, având o vârstă înaintată. Estimarile de vârstă arată că roiurile globulare au între 12 si 13 miliarde de ani vechime.
Nebuloasele. Inca din secolul X A.C. invatatii persani au alcatuit un prim catalog de nebuloase observabile cu ochiul liber. Printre aceastea se numara Marea Nebuloasa din Andromeda, Marea Nebuloasa din Triunghiul, o serie de nebuloase satelite a acestora precum si cei doi Nori ai lui Magellan.
Unele nebuloase sunt compuse din praf cosmic. Există mai multe tipuri de astfel de nebuloase, unele emițând, altele reflectând lumină. Unele sunt asociate cu moartea stelelor, altele cu nașterea lor. Există si nori opaci de gaze si praf, numiți „nebuloase obscure”. Regiunile în care se întâlnesc cantități mari de gaze si praf cosmic se numesc nebuloase difuze. Gazul, rămas de la formarea Galaxiei, poate forma stele dar numai dacă este pus în mișcare, în urma căreia se formează mici aglomerări de molecule care încep să le atragă pe altele. Aceste regiuni se pot „aprinde” adică pot emite lumină dacă au în vecinătate stele care emit puternic în ultraviolet (stele foarte fierbinți).Există mii de nebuloase de emisie, majoritatea aflate în planul galactic (în Calea Lactee), cele mai cunoscute fiind „Marea Nebuloasă din Orion” și „Nebuloasa Eta Carinae”. Un alt nume pentru nebuloasele de emisie este de „nebuloase de hidrogen dublu ionizat ”. Dacă procesul de formare a stelelor a început, după câteva milioane de ani în locul nebuloasei va rămâne un roi stelar (sau un grup de stele), materialul care nu a fost înglobat în stele fiind împrăștiat în spațiu de vântul solar.
Exista si asa numitele nebuloase de reflexie care sunt nori de praf interstelar care reflectă lumina stelelor înconjurătoare, ce apar albaștri la culoare. Din toată lumina emisă de stea, cea cu lungimea de undă ce dă culoarea albastră este prima imprăștiată de particulele microscopice de praf. Materia din nebuloase de reflexie este compusă din apă înghețată, silicați și grafit, mici particule de praf cosmic (mai mici de un micrometru) formate în atmosfera stelei și în spațiul cosmic. Aceste nebuloase se văd mai ales în jurul stelelor strălucitoare pentru că acestea emit îndeajuns de multă energie încât să se producă fenomenul de împrăștiere a luminii. Pentru că nebuloasele de reflexie nu se văd fără a avea o stea în preajmă, distanța până la ele este de fapt distanța până la stea.
Deasemeni exista si resturi de supernovă – aparute în urma exploziei unei stele, cand materia se împrăștie prin galaxie cu viteze de 10.000 - 20.000 km/s Gazul se ciocnește de mediul interstelar pe care-l face să emită lumină . Astfel vedem nebuloase cu structură filamentară ce înconjoară locul unde a colapsat/explodat steaua.
Pe langa acestea mai exista si nebuloasele obscure care sunt nebuloase ce nu sunt iluminate și pot fi observate pentru că se proiectează în fața norilor luminați sau a regiunilor bogate în stele cat si nebuloasele planetare care apar în urma ejectării lente (și uneori periodice) a straturilor atmpsferice de gaz ale unei stele. Materia se împrăștie radial față de stea și este forțată să emită lumină de către radiața ultravioletă emisă de nucleul stelei.
Alte nebuloase au fost dovedite ca fiind galaxii indepartate dovedindu-se ca Galaxia noastra - Caleea Lactee nu este unica, primul care a intuit acest adevar fiind Immanuell Kant care in 1755 a propus ca ipoteza faptul ca unele din nebuloasele vizible ar putea fi galaxii iar in 1922 Edwin Hubble a gasit prin masuratori astronomice de distante pana la unele nebuloase ca acestea contin stele care nu fac parte din Galaxia noastra adica formeaza alte galaxii
Astfel s-a trecut la
Universul extragalactic format din galaxii – si care reprezinta doar o mica portiune, cea posibil de observat cauzal din cadrul Universului real, in prezent imposibil de observat cauzal in raport cu noi.
Galaxiile sunt grupate în clustere(ciorchini) în loc să fie dispersate în mod aleatoriu.
Un cluster de galaxii, este o structură care constă din galaxii in numar de la ordinul sutelor si pana la ordinul miilor care sunt legate între ele prin gravitație , cu mase tipice variind de la 1014-1015 mase solare. Ele sunt cele mai mari structuri legate gravitational din în univers si au fost considerate a fi cele mai mari structuri cunoscute din univers până în anii 1980, când au fost descoperite superclusterele(superciorchini).
Una dintre caracteristicile cheie ale clusterelor este mediul intracluster (ICM). ICM este format din plasma supraîncălzita prezent în centrul unui cluster de galaxii. Acest gaz este încălzit la temperaturi varf care depind de masa totala a clusterului, de ordinul a 10 până la 100 megakelvin si este compus în principal din hidrogen si heliu ionizat, care conține cea mai mare parte a materialului barionic din cluster.
Masa galaxiilor ce le fotmeaza atinge 1% din masa totala si este vizibila optic, ICM reprezentand 9% si emitand raze X si restul de 90% fiind materia intunecata sezizabila doar prin influentele gravitationale adica deductiv si nu prin masuratoare directa aceasta presupunand ca si legea gravitatiei are aceiasi forma oriunde in Univers atat ca forma cat si ca valoare a constantei gravitationale.
Clustere de galaxii nu trebuie confundate cu clustere de stele, cum ar fi clustere deschise, structuri de stele din cadrul galaxii, sau cu clustere globulare(roiuri globularede stele ) care de obicei orbiteaza galaxii. Deasemenea exista agregate mici de galaxii care sunt numite grupuri de galaxii, mai degraba decat clustere de galaxii.
Grupurile si clusterele de galaxii sunt grupate împreună pentru a forma superciorchini(superclustere) care constituie cele mai mari structuri cosmice cunoscute actual. De obicei, superciorchinii contin zeci de clustere individuale de-a lungul unei zone de spațiu de aproximativ 150 de milioane de ani lumină si peste.
Spre deosebire de clustere, superciorchini nu sunt legate între ele prin gravitație. Ele se indeparteaza intre ele datorită legii Hubble odata cu galaxiile care le formeaza.
Existenta lor a fost anticipata de George Abell in catalogul sau galactic din 1958 in care el catalogheaza clustere de galaxy introducand notiunea de cluster de ordin doi adica de cluster de clustere.
Calea Lactee este în cluster-ul Grupului Local (care conține mai mult de 54 de galaxii), care, la rândul său, se află în superclusterul Laniakea care se întinde peste 500 de milioane de ani lumina, in timp ce Grupul Local se întinde doar peste 10 milioane de ani lumina . Numărul superciorchinilor în universul observabil este estimat la 10 milioane.In partea opusa a cerului fata de galaxia noastra care este intr-o extremitate a Laniakeei, se afla la cca 300 milioane de a.l un alt supeclaster enorm conparabil cu Laniakea numit Perseus-Pisces.(vezi Laniakea:Our home supercluster:https://www.youtube.com/watch?v=rENyyRwxpHo). Asa cum se observa si in filmuletul recomandat aceste super clustere sunt echivalentul astronomic al bazinelor fluviilor in care se varsa rauri(clustere ) si paraie (roiuri mai mici de galaxii)
Cel mai mare cluster din universul observabil este numit Marele Atractor care pare a fi centrul de gravitatie al Laniakeei. Gravitatea acestuia este atât de puternică încât superciorchinele local, inclusiv Calea Lactee, se miscă într-o direcție față de el, la o rată de câteva sute de kilometri pe secundă mai exact cca 491 ± 200 km/s si se afla la o distanţă de aproximativ 65 de Megaparseci sau 250 de milioane de ani-lumină, în constelaţia Echerul, super-roiul de galaxii Centaurul. cu roiul ABELL 3627 langa centrul sau, avand o masa totala necesara de cca 5x1016 mase solare, dar masa materiei vizibile în zonă este de cel puţin de 10 ori mai mica, din această cauză se consideră că Marele Atractor în cea mai mare parte este format din materie întunecată.
“Marele Atractor” a fost studiat de cercetători în urmă cu câţiva ani, ei observând că masa acestuia nu este suficient de puternică pentru a atrage totul spre ea, şi, de aceea, alte clustere de galaxii, dar şi inclusiv “Marele Atractor” sunt atrase la rândul lor de un alt “Mare Atractor” şi mai puternic. Studiind configuraţia Universului cu ajutorul razelor X, cercetătorii au determinat că cel de-al doilea “Mare Atractor” se află situat în apropierea superclusterului Shapley, la aproximativ 500 de milioane de ani-lumină distanță.
Şi, probabil, că nici acesta nu este cea mai puternică forţă din Univers, şi, în spatele ei, trebuie să se afle probabil un alt “Mare Atractor”
Actualmente ce se cunoaste, este ca Atractorul Shapley este o zonă cosmologică atractivă situată în Super-roiul lui Shapley .
O altă zonă care coincide cu vidul de densitate galactică dintre superclusterul Laniakea superclusterul Shapley este asa numitul Împingătorul dipol care este o zonă a Universului care exercită o forţă de repulsie faţă de Marele Atractor Shapley.
Acest ansamblu, format din Atractorul Shapley şi Împingătorul dipol, acoperă aproape 1,7 miliarde de ani-lumină şi constituie, în 2017, cea mai vastă zonă cartografiată a Universului observabil.
Aceste zone, atractivă şi de respingere, fiecare localizată, sunt principalii contributori ai anizotropiei dipolare a radiaţiei cosmice de fond. Conjugate, aceste două fenomene sunt la originea deplasării Căii Lactee cu 630 de km/sec. spre Marele Atractor.
In articolul indicat se prezinta foarte bine structura universului cu Calea Lactee in cadrul lui :
http://sboisse.free.fr/science/astronomie/galaxie.phpCercetările efectuate au urmarit intelegerea pozitionarii acestor superclustere in spatiul universal. S-au obtinut hărți tridimensionale care afiseaza pozițiile a cca 1,6 milioane de galaxii. Pentru aceasta, pentru calcul se folosesc pozițiile cat si redshiftul galaxiilor impreuna cu legea lui Hubble
Redshiftul este decalajul in frecventa/lungime de unda pe care-l suporta radiatiiile luminoase pe tot spectrul lor de emisie datorita indepartarii lor unele de celelalte fiind un efect Doppler, respectiv in cazul in care galaxiile se indeparteaza asa cum a observat si calculat Hubble redshiftul notat cu z se numeste si deplasare spre rosu a luminii receptionate si are expresia z=(λr-λe)/λe unde λr inseamna lungimea de unda la receptie si λe lungimea de unda la emisie) care impreuna satisfac legea lui Hubble, care exprima relatia de proportionalitate liniara descoperita experimental de Hubble in 1929, relatie care afirma faptul ca viteza de indepartare a galaxiilor (v=zc) este proportionala cu distanta dintre acestea(v proportional cu D) factorul de proportionalitate fiind H constanta lui Hubble, adica v=HxD
Superciorchinii formeaza structuri masive de galaxii, numite "filamente", "ziduri" sau "foi", care se pot intinde pe distante de la cateva sute de milioane de ani lumină până la 10 miliarde de ani lumină si care acoperă mai mult de 5% din universul observabil.Acestea sunt cele mai mari structuri cunoscute pana in prezent. Observațiile superciorchinilor probabil ne vor spune ceva despre starea inițială a universului, atunci când au fost creati acesti superciorchini. Direcțiile axelor de rotație ale galaxilor din cadrul superciorchinilor pot, de asemenea, să ne dea înțelegere și informații drespre procesul de formare galaxiilor in istoria Universului.
Superciorchinii sunt frecvent divizati în grupuri de clustere numite nori de galaxii.
Intercalate printre superciorchini sunt goluri uriase de spațiu în care există puține galaxii sau nori de hidrogen , dar cele mai multe galaxii se găsesc în structurile de tip filament, zid, foaie care delimiteaza golurile. Golurile sunt adesea sferice, dar superciorchinii nu sunt. Acestea pot varia de la a 100 milioane la 400 milioane ani lumina in diametru. Modelul foi și golurile conține informații despre modul în care clusterele de galaxii s-au format în universul timpuriu si de multe ori modelul de super clustere de galaxii din univers se compară cu un burete
Fata de aceasta structura
se fac azi speculatii discutabile (
http://cosmology.com/GalacticWalls.html) observandu-se o forma similara cu a structurii creierului unde rețele neuronale legate prin axoni, sinapse, si dendritel. Este oare posibil ca organizarea, neuronala stratificata a creierului, ar putea fi repetata pe o scară cosmică. ? Se considera ca omogenitatea cosmologica pretinsa de teoria Big Bang este incalcata prin acest tip de structura si deasemeni ca durata pentru formarea ei depaseste cu mult varsta considerata azi pentru Univers aiungandu-se a evaluari de ordinul a 250 miliarde ani si mai mult, poate ca orcat de mari odata ce un « zid » de mai mici dimensiuni ar pretinde cca 100 mlrd ani ca sa se structureze astfel
Epoca actuala a inceput odata cu descoperirea existentei si a altor galaxii dar mai ales in 1929 cand Hubble a observat ca o serie dintre aceste galaxii se aproprie de noi, dar majoritatea se indeparteaza de noi. In general galaxiile (nebuloasele) observabile cu ochiul liber se aproprie de noi. Ele alcatuiesc un obiect cosmic distinct care incorporeaza trei galaxii masive (Calea Lactee, Marea Nebuloasa din Andromeda, Marea Nebuloasa din Triunghiul) precum si cateva sute de galaxii satelite acestora. Acestea formeaza asa numitul Grup Local de galaxii –obiect cosmic supergalactic distinct inchegat din punct de vedere gravitational si care nu se afla in centrul universului actual, fiind doar o iluzie observationala a noastra ca totul in univers pare ca evolueaza si se raporteaza la noi.
Restul galaxiilor se indeparteaza in raport cu noi, ceea ce numim
fenomenul general de expansiune continua a Universului extragalactic. Acest tip de univers a inceput a fi studiat incepand din
anul 1922, in urma celebrei confruntari stiintifice din America acelor ani dintre sustinatorii existentei nebuloaselor doar in cadrul Galaxiei noastre si aceia care considerau ca si Edwin Hubble, ca mare parte dintre aceste nebuloase reprezinta galaxii de sine statatoare. Au avut castig de cauza ultimii dintre acestia, bazandu-se pe folosirea unor noi si precisi indicatori astronomici pentru distantele la aceste nebuloase (stele pulsante din cadrul acestor nebuloase).
Azi stim ca sub efectul gravitatiei galaxiile s-au organizat in sisteme cosmice mai mari de tipul: grupurilor de galaxii, roiurilor si superroiurilor de galaxii si ca in Universul extragalactic pe care il observam actual exista aproximativ o suta de miliarde de galaxii. Fiecare avand cateva sute de miliarde de stele. Varsta Galaxiei noastre este ce cca 13,6 miliarde ani adica foarte aproape de varsta Universului(această vârstă s-a estimat prin studiul abundenței elementului chimic berilium în stelele din roiul globular NGC 6397). insa stim ca in cadrul Grupului local de galaxii din care face parte si galaxia noastra, Calea Lactee, peste aproximatiov 7 miliarde de ani Calea Lactee si Marea Nebuloasa din Andromeda vor interactiona gravitational printr-un fenomen de ciocnire. Peste ale cateva de zeci de miliarde de ani toate galaxiile din Grupul Local se vor contopi si inchega, prin fenomene de ciocniri succesive, intr-un obiect unic – un supersistem de galaxii.
Referitor la ponderea raporturilor gravitationale fata de cele conduse de expansiunea universala putem sublinia ca chiar si la scara mult mai mare a grupurilor de galaxii(clustere), efectul expansiunii universale este de 10 milioane de ori mai mic decat legatura gravitationala din interiorul ciorchinilor de galaxii.Asadar in general,
azi se cunoaste cum se formeaza si evolueaza materia din cadrul Universului de la inceputuri incoace.
Principala caracteristica observationala a Universului extragalactic – amintita mai sus - o reprezinta starea sa dinamica de expansiune. Care este in deplin acord cu modelarea sa teoretica - printr-un continuum spatiu-timp caruia i se aplica teoria relativitatii generalizate reprezentata prin celebra ecuatie a lui Einstein care leaga distorsionarea gravitationala locala a spatiului-timp de cantitatea de materie existenta. Apare si o constanta de integrare – asa numita constanta de univers a lui Einstein. De fapt este vorba de o ecuatie de bilant intre materie, vid (termenul constant) si distorsiunile gravitationale induse. Rescrisa termodinamic, ecuatia lui Einstein nu reprezinta altceva decat prima lege a termodinamicii.
Dupa cum unul sau altul dintre termenii ecuatiei lui Einstein predomina, putem imagina o multitudine de tipuri de univers: universul gol de tip Milne (in care termenul materie si constanta lui Einstein sunt neglijabile), universul creat din nimic de tip Hawking-Turok (in care termenul materie si constanta lui Einstein sunt neglijabile, iar spatiul-timp se afla in tranzitie de la un univers Euclidian plat de tip Milne la unul ne-Euclidian curb) , universul de vid de tip de Sitter (in care predomina constanta lui Einstein cu semn pozitiv), universul static stationar si de vid al lui Einstein- Sitter (in care predomina constanta lui Einstein cu semn negativ), universul material omogen si izotrop de tip Robertson-Walker (in care predomina materia cosmica raspandita omogen si izotrop in spatiu), universuri neomogene si/sau anizotrope de tip Bianchi (in care predomina materia cosmica raspandita omogen si izotrop in spatiu), modelul de univers material si aflat in rotatie al lui Godel.
Dintre aceste modele de univers, starea dinamica de expansiune generala a Universului extragalactic actual, ca data de observatie, exclude modelul de univers de tip Milne, modelul de univers de tip Einstein precum si o serie de modele de tip Bianchi.
Extrapoland inapoi in timp aceasta expansiune continua si generala constatata prin masuratori de Hubble in 1929, se ajunge la un moment in care materia din univers s-a gasit intr-o stare initiala extrem de densa si avand o raza foarte mica : starea de colapsare a Universului primar. Teoria acestei stari initiale a Universului a fost propusa anticipat inca din anul 1927 de catre abatele belgian George Lemaitre,(anticipat la randul lui de fizicianul rus Friedman in 1922) iar in anul 1949 astronomul Fred Hoyle a propus, ironic, chiar un nume pentru aceasta stare -
Big Bang nume devenit de atunci celebru si definitoriu pentru Univers.
Starea initiala colapsata a universului este o stare de tip cuantic si poarta in fizica numele de stare de degenerare cuantic relativista. Starea de degenerare cuantic relativista este o stare a materiei care se intalneste frecvent in interiorul Universului extragalactic, in cazul obiectelor de tip gauri negre (black holes).Aceasta stare extrema a materiei reprezinta o stare singulara si discontinua local a spatiului-timp. Din punct de vedere matematic ea reprezinta o singularitate (stare avand o curbura extrema), iar din punct de vedere fizic reprezinta o stare termodinamica de maxima concentrare de energie (echivalent de temperatura ridicata) intro regiune extrem de redusa de spatiu-timp.Starea de colapsare extrema mai este cunoscuta si sub denumirea de stare singulara de tip Planck. Avand o raza de 1.6x10-33cm si temperatura 1.4x1032K. Aceasta reprezinta scara la care fizica face legatura dintre starea microscopica cuantica si starea macroscopica relativista, scara la care gravitatia intra in actiune, ca o forta separata.Astfel privit, momentul Big Bang-ului (5x10-44 s) reprezinta momentul de formare al Universului actual – momentul de formare a spatiului-timp dintr-o singularitate cuantica de tip Planck initiala.
Universul primar fiind un sistem fizic cuantic colapsat, era insa cauzal legat/inchegat (toate procesele sale se puteau raporta reciproc in mod cauzal). Si reprezenta in fapt un obiect - cosmosul ca obiect astronomic. Din care a derivat spatiulul-timp ca obiect matematic. Acest obiect cuantic prezinta si o serie de fluctuatii cuantice asociate. Aceste fluctuatii dand nastere ulterior galaxiilor pe care le observam in prezent. Modul in care ia nastere Universul si structura fizica a obiectului cuantic initial, la dimensiuni reduse de tip Planck, reprezinta inca un subiect de lucru intens in fizica si cosmologie.
Se considera ca starea din care ia nastere Universul extragalactic (stare de degenerare extrema fizica de tip cuantic gravitational) se intalneste si in diverse obiecte de acest tip din cadrul sau – gaurile negre. Aceste reprezinta obiecte colapsate avand mase de peste 15 mase solare.
Unele dintre gaurile negre se formeza in stadiile finale de existenta a stelelor masive. Astfel de stele isi incheie ciclul de viata (de ardere a combustibilului termonucelar in nucleele lor) prin explozii gigantice de tip supernove. Explozii in care paturile externe ale stelelor sunt violent ejectate in spatiu, iar miezul lor, alcatuit din fier, colapseaza sub propria greutatea intr-o stare de singularitate - gaura neagra. In Galaxia noastra (Calea Lactee) se estimeaza a exista cam 100 de milioane de astfel de obiecte stelare colapsate cuantic gravitational – gauri negre stelare cu mase 15-200 de mase solare. In universul nostru observational numarul lor este estimat a fi de aproximativ 1019 gauri negre stelare.
Dar mai exista un tip de gauri negre, cele care se formeaza in centrele fiecarei galaxii. Gauri negre supermasive avand mase intre 106 – 1015 mase solare. Acestea apar in procesele initiale de acretie gravitationala si de inchegare a galaxiilor. In universul nostru observational se estimeaza a exista aproximativ 100 de miliarde de gauri negre masive – in centrul a tot atator galaxii observate.
Universul nostru, ca obiect astronomic, este estimat a avea o masa de peste 1056 grame(apoximativ 1023 mase solare) Si acesta se considera ca provine tot dintr-o stare fizica initiala colapsata cuantic gravitational, asemanatoare celei de gaura neagra, adica Universul trebuie sa fie doar un un alt obiect cosmic (astronomic) obisnuit/generic.
Dar daca avem mai multe gauri negre de ce nu am avea si mai multe Universuri adica un Multivers?
Cred ca aici se ajunge la paradoxul multimii tuturor multimilor.Desi este clar că nu stim foarte multe despre Univers din cele prezentate mai inainte putem considera ca in ultimul secol s-au adunat suficiente date bazate pe observatii astronomice si pe experiente de laborator astfel ca sa poata fi emise ipoteze urmate de teorii bazate pe acestea si care au permis introducerea altor ipoteze dintre care unele isi asteapta inca confirmarea experimentala astfel incat putem aborda destul de amplu discutia despre Univers in sensul aparitiei, compozitie si comportarii in timp a acestuia.
Parafrazandu-l pe abatele Georges Lemaître spunem ca azi suntem asemenea unora care dupa desfasurarea unui urias joc de artificii din care au ramas inca manuchiuri de scantei, cenusa si fum privesc la stingerea treptata a acestor scantei si incearca sa aduca in lumina intelegerii acea stralucire disparuta a originii lumilor.
In prezent teoria cosmologica cea mai larg acreditata ne spune ca conform modelului cosmologic standard Universul a inceput acum cca 14 mlrd ani prin fenomenul denumit azi Bing Bang. Dar noi nu putem vedea ce era in timp in spatele plasmei opace la radiatii , plasma formata din electroni si protoni.
Aceasta este epoca denumita inflatie cand are loc o expansiune accelerata la viteze superluminice cand o regiune de dimensiuni infim de mici s-a extins la o scara mai mare decat a intregului Univers vizibil si geometria noastra spatiala a devenit plata.In acelasi moment fluctuatiile de natura cuantica ale vacuumului initial au generat fluctuatiile primordiale de densitate in distributia materiei, gravitatia reducand neomogenitatile ceeace a condus la structura actuala a Univesului. Materia ordinara(baryonica) reprezentand sub 1/5 din cantitatea totala de materie, a creat structura actuala a Universului. Restul este sub forma materei intunecate necunoscuta in mod efectiv. Recent Universul a intrat intro noua faza de accelerare de care este considerata responsabila energia intunecata care ocupa mai mult de 70% din masa-energia Universului
( Adam Riess end all, Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant, http://adsabs.harvard.edu/abs/1998AJ....116.1009R)In cuprinsul lucrarii urmarim dovezile si consecintele acestei teorii cat si elementele pe care se sustine experimental si teoretic
