UNIVERSUL SI PLANETELE

Anton Emilia

Universulreprezint lumea n totalitatea ei, probabil c nemrginit n timp i spaiu, infinit de variat n ceea ce privete formele pe care le iaumateria,energiaiinformaian procesul dezvoltrii lor perpetue.

Calculele din2009arat cvrsta universuluieste de 13,75 0,17 miliarde de ani[1][2][3][4]. AstrofizicianulGeorge Gamowi studenii si au ajuns la concluzia c uneleelemente chimicedin universul de azi provin din primele timpuri ale formrii acestuia. Unele radiaii, care se presupune c dateaz din perioadabig bang-ului, nc mai circul prinunivers. S-a mai descoperit c cele mai uoare elemente cahidrogenul,deuteriuliheliulau fost primele elemente n univers, iar celelalte elemente mai grele s-au format ulterior. Cercettorii susin c elementele mai grele dect heliul i mai uoare dectfieruls-au format n procesul nuclear nstele, iar cele mai grele elemente (mai grele dect fierul) s-au format n urma exploziilorsupernovelor.

Big Bang-ul (engl.Big Bang, marea explozie) este modelulcosmologiccare explic condiiile iniiale i dezvoltarea ulterioar aUniversului. Acest model este susinut de explicaiile cele mai complete i corecte din punct de vederetiinific. Termenul de Big Bang, n general, se refer la ideea c Universul s-a extins de la o singularitate primordial fierbinte i dens acum aproximativ 13 miliarde de ani.Teoria Big Bang este modelul care explic apariia materiei, energiei, spaiului i timpului, altfel spus a existenei Universului. Aceast teorie ncearc s explice de ce universul se extinde permanent nc de la apariia sa, i de ce pare a fi uniform n toatedireciile.

Radiaia cosmic de fondeste o form deradiaie electromagneticcare se gsete peste tot nUnivers. Are temperatura de 2,725 K ifrecvenade 160,4GHz ce corespunde uneilungimi de undde 1,9mm, fiind ncadrat n domeniulmicroundelor. Este cea mai concludent dovad pentru modelul Big Bang al apariiei Universului. Aceasta poate fi detectat cu ajutorul unui radiotelescop ca o prezen constant, ce nu are ca surs vreo stea sau alt obiect ceresc.Conform teorieiBig Bangului, ntreg universul -materiei energie - a explodat dintr-un singur punct foarte fierbinte numit singularitate. Universul n expansiune s-a rcitadiabaticiar o mare parte din energia iniial a fost transformat n materie. Totui o cantitate de energie a rmas sub form defotoni. Aceasta este radiaia cosmic de fond.CaracteristiciRadiaia de fond ne apare precum un corp negru perfect la limita preciziei instrumentelor de msurare. Temperatura sa este de 2,7280,002 K. Maximul de energie este radiat la o frecven apropiat de 160GHz

ncosmologie,energia ntunecateste o form demas-energiedovedit doar teoretic, prezent n totuniversul. Numele ei este oarecum impropriu, deoarece este vorba de o substan (cu mas i energie), i nu doar de o energie.Exercitnd opresiunenegativ ea genereaz o for care se comport ca ogravitaienegativ (repulsiv). Astfel, energia ntunecat ar putea explicaaccelerareaexpansiunii universului. Scopul cercetrilorastrofiziceactuale n domeniu este msurarea precis a vitezei de expansiune a universului, pentru a determina modul n care aceast expansiune variaz n timp.Ultimele calcule (2008) arat c universul ar fi constituit n proporie de 73%[1]din aceast form dematerie (masenergie).

IstorieAlan Guth a propus n anii1970ca un cmp de presiune pozitiv, similar n ntuneric pentru conceptul de energie, ar putea conduce vehicule cosmice ale inflaiei n univers foarte devreme. Inflaia postuleaz c aceast vigoare, calitativ similar cu ntuneric de energie, a dus la o enorm expansiune exponenial a universului, uor dupBig Bang. Cu toate acestea, inflaia trebuie s fi aprut la o densitate de energie mult mai mare dect n ntuneric. De energia de azi vom observa c s-a crezut cci este complet, a luat sfrit atunci cnd universul a fost doar o fraciune de secund. Chiar i dup ce au devenit modele de inflaioniste acceptate, de constana cosmologic a fost gndit pentru a fi la curent irelevante n univers.Termenul de "energie ntunecat" a fost inventat de Michael Turner, n1998. Prin aceast dat, la mas lipsete problema de big-bang i structura pe scar larg, care a fost stabilit, iar un un cosmologist a nceput s teoretizeze c a fost o componen suplimentar pentru universul nostru. Primele dovezi directe pentru energia ntunecata a venit de la Supernova, observaiile de expansiunea accelerat, n Riess i mai trziu a confirmat n Perlmutter. Acest lucru a dus la Lambda-CDM model, care din 2006 este n concordan cu o serie de observaii din ce n ce mai riguroase cosmologic, cel mai recent fiind de 2005, Supernova Legacy Survey. Primele rezultate de la SNLS arat c n medie de comportament (de exemplu, ecuaia de stat) din ntuneric de energie se comport constana cosmologic la o precizie de 10%. Recentele rezultate de la Hubble Space Telecomanda Superior-Z, indic faptul c energia ntunecat a fost prezent pentru cel puin 9 miliarde de ani, i n perioada premergtoare cosmic accelerat.Universular avea o vechime de cca 15 miliarde de ani;dupStephen Hawking[1]vrsta sa ar fi de 13,7 miliarde de ani.Universul are n compunerea sa materia vizibil (galaxii, stele, planete, asteroizi, praf) care reprezint cca 10% din masa total a sa precum imateria ntunecatienergia ntunecatcare ar reprezenta cca 90% dinmasa universului.Componenentele masei universului Mai puin de o sutime din masa universului o reprezint masa tuturor stelelor pe care le putem vedea n galaxia noastr i alte galaxii i care formeaz universul vizibil. Materia ntunecat pe care n-o putem vedea direct dar despre care tim c trebuie s fie acolo datorit influenei atraciei gravitaionale asupra stelelor care orbiteaz n oricare galaxie reprezint cam o zecime din cantitatea de materie din univers. Alte forme de materie ntunecat ce n-au fost nc detectate [de ex neutrinii ce interacioneaz foarte slab cu materia au o infim mas, deci pot constitui o form de materie ntunecat]. n ultimii ani au aprut noi observaii care au permis fizicienilor s postuleze existena unei substane nc neidentificate ca atare - energia ntunecat(afirmaia aparine lui St. Hawking i este consemnat la pag 76 a crii O mai scurt istorie a timpului aprut la ed Humanitas n 2007).Materie i antimaterien Univers exist iantimaterie. n 1932 s-a confirmat existena antielectronului iar n 1955 a fost descoperit antiprotonul. n Univers nu exist o simetrie a numrului de particule de materie i antimaterie pentru c acestea s-ar anihila reciproc i n-ar mai fi fost nimic. Dar n loc de nimic, exist materie (cea detectabil) i materie neagr (nedetectabil, neradiant, sau masa neagr a Universului). Deci, la naterea Universului a existat o asimetrie n favoarea materiei. Aceasta nu exclude i un Univers paralel, format din Big Bang ul unui antiholon, n care exist preponderent antimaterie i unde existena materiei este improbabil fizic.Exist convingerea c nu sunt cunoscute nc toate formele i posibilitile de manifestare ale materiei.Energiile de legtur determinante n structurarea universuluin natur se evideniaz forele de legtur care sunt: legturile electromagneticece determin stabilitatea sistemului ce-l constituie atomul de hidrogen format din dou particule: electronul i protonul. Masa nsumat a electronului i protonului este mai mare dect masa atomului de hidrogen cu 13,6 electro-voli; aceast diferen de mas (a suta milioana parte ) este emis sub form de energie ( un foton ultraviolet) n momentul combinrii i caracterizeaz fora electromagnetic la nivelul structurilor atomice i moleculare.. Fotonul prsete atomul transportnd departe echivalentul energetic al acestei mase lips. legturile nuclearece determin stabilitatea sistemului ce-l constituie atomul de hidrogen greu (deuteronul ). Luai separat, protonul i neutronul sunt mai grei dect sistemul legat format de aceste dou particule (deuteronul ). Diferena de mas este eliberat sub form de energie (o raz gama ) n momentul combinrii; aceast diferen de mas, aproape a mia parte, caracterizeaz forele nucleare. legturile ntre quarcuri nucleonii sunt sisteme legate, constituite din trei quarcuri. Energiile de legtur sunt mult superioare celor din cadrul sistemelor nucleare i sunt n curs de determinare. legturile gravificece determin pstrarea sistemelor cosmice sistemul Pmnt Lun, sistemul solar, galaxiile, roiurile i superroiurile. Luate separat, Pmntul i Luna sunt mai grele dect sistemul legat Pmnt Lun (Luna se afl pe orbit n jurul Pmntului). Diferena de mas a fost emis sub form de cldur n momentul formrii sistemului solar. Aceast diferen, care este de un miliard de tone, reprezint de fapt 3 x 10-14din masele combinate ale Pmntului i Lunii i este mult mai mic dect valorile artate mai sus. De asemeni Soarele este mai uor dect norul interstelar ai crui atomi i-a motenit. Energia ctigat a fost transformat n parte n radiaii. Cealalt parte a servit la nclzirea lui.