Evoluţia Universului
Este relativ cunoscut, chiar și în mediul non-academic, faptul că universul a început cu o perioada de expansiune extremă, de inflație cosmică, denumită Big Bang. Totuși, acest model este greșit! Formarea universului constă din două perioade care trebuie delimitate foarte bine: perioada de inflație cosmică și apoi Big Bangul.
Inflația din universul timpuriu nu reprezintă Big Bangul, ci îl precede, creând condițiile necesare pentru Big Bang. Pe scurt, diferența dintre perioada inflaționară a universului și Big Bang este diferența de energie a expansiunii. În perioada inflaționară, rata de expansiune a universului observabil a fost incredibil de mare, de la o dimensiune de ordinul a 10-30 m până la dimensiuni de ordinul a 10-1 m, în 10-27 secunde. Pe de altă parte, Big Bang reprezintă expansiunea universului după perioada de inflație.
Pentru a înțelege de ce aceste două perioade din universul timpuriu au fost diferențiate, și nu considerate ca fiind o singură perioadă, trebuie să urmăm cursul evenimentelor. Primul lucru ce iese în evidență din observațiile cosmologice astăzi este uniformitatea universului. Radiația cosmică de fond are o temperatură extrem de uniformă, de aproximativ 2,7 Kelvin, și este izotropă (identică în toate direcțiile), după cum se observă din datele WMAP.
Harta radiaţiei cosmice de fond
Acesta este exact motivul pentru care perioada inflaționară trebuie să existe. Dacă avem doar un Big Bang, o „explozie” a singularității originale, nu este niciun motiv pentru care acesta să fi produs un univers atât de omogen. De exemplu, dacă ne gândim la o explozie aici, pe Pământ, energia este disipată haotic, inegal în toate direcțiile. Din punct de vedere fizic, nu este niciun motiv pentru care Big Bangul ar fi trebuit să conducă la un univers atât de omogen.
Pe de altă parte, să ne imaginăm singularitatea originală din care a rezultat universul (formarea spațiului-timp, care nu poate fi explicată de știința actuală). Dacă acest punct infinitezimal trece printr-o perioadă de inflație extrem de rapidă înainte de Big Bang, atunci toată radiația din interiorul acestui volum poate ajunge în contact cauzal (la aceeași energie).
Dacă introducem aceste condiții inițiale, oferite de inflația universului, atunci Big Bangul poate într-adevăr produce un univers plat și omogen, deoarece punctul de pornire a Big Bangului este omogen și are aceeași distribuție de energie în toate direcțiile, ceea ce corespunde cu universul observabil astăzi.
Astfel, cronologia nașterii universului trebuie gândită ca:
1. Singularitatea originală (crearea spațiului – timp)
2. Perioada inflaționară (perioadă extrem de scurtă în care universul trece de la un punct infinitezimal la o dimensiune macroscopică cu energie omogenă)
3. Big Bangul (o inflație accelerată, dar mult mai slabă decât perioada inflaționară, care are ca rezultat un univers omogen și plat, datorită perioadei inflaționare)
Teoria inflaționară explică extrem de bine datele WMAP și omogenitatea universului astăzi, însă rămâne încă întrebarea: ce a dus la formarea structurilor din univers, a primelor stele și planete? Dacă universul timpuriu a fost perfect omogen, atunci și gravitația ar fi fost perfect omogenă și nu ar fi creat niciun obiect.
Pentru a răspunde la această întrebare, teoriile actuale încearcă să ia în calcul fluctuațiile cuantice din universul timpuriu, care ar duce la variații de energie și, prin urmare, la formarea primelor structuri din univers.
Veți observa că nu s-a menționat nicio perioadă maximă a inflației. În universul observabil, o perioadă inflaționară de 10-27 secunde este îndeajuns pentru a explica tot ce observăm astăzi. Însă teoria inflaționară a dat naștere, de asemenea, teoriilor care iau în considerare existența unui multivers (mai multe universuri). În particular, există teorii care susțin că în afara universului nostru observabil sunt regiuni în care perioada inflaționară nu s-a încheiat, formând alte universuri sau chiar un univers ciclic.
Puteți citi și:
· Universul este în ultima sa eră, a energiei întunecate
Seria dedicată formării și evoluției universului:
· Formarea și evoluția structurii universului. (1) Galaxiile
· Formarea și evoluția structurii universului. (2) Roiurile de galaxii, vidurile și filamentele galactice
· Formarea și evoluția structurii universului. (3) Istoria evoluției universului, pe scurt
Surse: (1) și (2)
