Teoria cosmologica a big bang-ului

Teoria cosmologica a big bang-ului Mareste imaginea.

 Teoria cosmologica a big bang-ului. Implicatii filosofice

 

Cosmologia contemporana este un laborator de experimente conceptuale. Exista o varietate de teorii cosmologice care desi pleaca de la premise distincte - uneori opuse - precum vesnicia universului cu el insusi si lumea schimbatoare a realitatii vii, crearea continua a universului si sageata ireversibila a timpului ce ne descopera un univers cu un sfarsit, au dincolo de diferente si puternice afinitati intre aceste. Aceste cosmologii desi beneficiaza de o suma impresionanta de informatii din fizica teoretica dublata de o aparatura ultrasofisticata au in comun faptul ca nu pot accede la originea absoluta a timpului.

 

Tocmai prin imposibilitatea racordarii cosmologiilor contemporane la o origine absoluta a timpului se evidentiaza disponibilitatea acestora de a acccepta o reprezentare teologica a lumii ce permite articularea timpului cu vesnicia. "Nu ne putem gandi la o nastere absoluta a timpului. Putem vorbi de timpul nasterii noastre, de cel al intemeierii Romei si chiar de cel al nasterii universului. Dar problema de a sti cand a inceput timpul se sustrage tot mai puternic fizicii, dupa cum scapa fara indoiala si posibilitatilor limbajului si imaginatiei noastre. Nu putem gandi originea timpului, ci numai exploziile entropice care-l presupun si care creeaza noi temporalitati, fabrica existente noi, caracterizate de categorii de timp calitativ noi. Timpul absolut, anterior oricarei existente si oricarei gandiri, ne plaseaza in acel liman enigmatic vanat de traditia filosofica, intre timp si eternitate".


Cosmologia actuala pune in discutie problema inceputului si sfarsitului lumii. Conceptia dezvoltata pe baza premiselor impuse de modernitate accepta ideea unui univers static, infinit, fara inceput si sfarsit. Doctrina existentei unui inceput si sfarsit al universului ar fi parut bizara, in contradictie cu conceptia stiintifica despre lume. Insusi Einstein, dupa ce a revolutionat legile fizicii prin teoria relativitatii generalizate, desi ecuatiile bazate pe propria lui teorie prevedeau existenta unui univers dinamic, nu a avut initial curajul sa paraseasca ideea unui univers static. El a introdus in ecuatiile sale asa numita constanta cosmologica pentru a compensa o forta de explozie initiala. Desi a primit corectura la propriile ecuatii din partea matematicianului rus Alexander Friedmann, nu si-a insusit-o decat mai tarziu. Astfel conceptia dinamica despre univers a fost un timp amanata.


Ideea unui univers in miscare impune existenta unui inceput si al unui sfarsit, creandu-se un cadru favorabil de dialog cu religiile care accepta credinta in inceputul si sfarsitul universului. Problema sfarsitului universului exista inca din secolul XIX si se datora conceptiei lui Rudolf Clausius (cel care a inventat termenul de entropie). El a considerat universul un sistem inchis supus acelorasi legi ale termodinamicii. Deoarece entropia este in continua crestere, in viitor s-ar ajunge la o anumita valoare maxima a entropiei, dupa care nu ar mai fi posibila nici o schimbare. Este vorba de asa numita moarte calorica a universului. Deci universul are un sfarsit.


Ideea inceputului universului apare cam cu 15 ani inainte de existenta notiunii de univers in expansiune. A fost introdusa de Arthur Eddington, bazata pe teoria gravitatiei a lui Einstein si confirmata experimental de Erwin Hubble. Eddington scria ca ideea inceputului si sfarsitului universului interfereaza cu credinta religioasa si isi manifesta nedumerirea fata de unele cercuri religioase care nu sunt de aceeasi parere. Scria Eddington, priin anii 1930: "Parcurgand timpul inapoi gasim din ce in ce mai multa organizare. Daca nu ne oprim , ajungem la un timp cand materia si energia cosmosului au avut maximum de organizare posibila. Sa mergem mai departe nu se poate. Am ajuns la celalat capat de spatiu timp-o margine abrupta-pe care, dupa cunostintele noastre, o numim inceput. Nu am avut nici o dificultate in a accepta consecintele teoriei fizice prezente cu privire la viitor (moartea termica a universului). Pot fi miliarde de ani pana atunci, dar nisipul se scurge in clepsidra incet si inexorabil. Nu simt nici un fel de strangere de inima la aceasta concluzie. Este curios ca doctrina epuizarii universului fizic este considerata pesimista si contrara aspiratiilor religiei. De cand invatatura crestina care spune ca cerul si pamantul vor trece a devenit, ecleziastic vorbind, neortodoxa?".


Problema originii lumii si cea a sfarsitului timpului sunt vechi in conceptia filosofica a omenirii. Problema cosmogonica a framantat mereu spiritul umanitatii, dar noutatea adusa de cosmologia contemporana este ca orizontul cosmogonic este transferat in domeniul stiintei. Mai mult decat atat datorita rezultatelor din fizica teoretica se dezvolta cercetari structurale ce evidentiaza ca nu exista doar o devenire a materiei ci si o devenire a spatiului si a timpului, astfel incat rezultatele unor astfel de cercetari au un sens cosmogonoc.


Couderc spunea ca s-a ajuns in secolul XX la situatia in care vrand-nevrand astronomul face simultan cosmologie si cosmogonie. Ambartumian recunostea: "Problema cosmogonica este problema fundamenatla a astronomiei si a astrofizicii. Orice problema particulara, dar care prin implicatiile ei atinge principiile, va capata deci in mod inevitabil un sens cosmogonic chiar in cursul solutionarii ei".


Teologia afirma ca Arhetipul si Telosul creatiei este Hristos, iar creatia se implineste eshatologic parcurgand timpul istoriei cuprins intre vesnicia de dinainte de timp (ce includea potential timpul) si vesnicia metaistorica (ce va fi umpluta de timpul transfigurat al istoriei noastre). Cosmologiile contemporane au ajuns sa proclame ireversibilitatea universului prin asa numita sageata a timpului, aceasta fiind o reprezentare ce permite articularea timpului cu vesnicia. Depasindu-se o conceptie reversibila despre timp ce favoriza intelegerea universului ca o entitate ce parcurgea cicluri autoevolutive si autoreversibile, ireversibilitatea timpului sparge o ciclicitate ce reducea realitatea la o desfasurare imanenta a unor legi exclusiv naturale.


Prigogine crede ca problema filosofica "de ce exista ceva mai degraba decat nimic" (si in fond teologica) e echivalenta in fizica actuala prin "de ce exista o sageata a timpului". Astazi, dupa renuntarea la o eternitate separata de timp si la un timp reversibil eternizat, cosmologia accepta ireversibilitatea timpului, sageata timpului putand fi o sansa de a intelege universul intr-o perspectiva ce articuleaza timpul cu vesnicia. Numai intr-un asemenea context e posibila deslusirea sensului cosmosului.


In acest sens, Prigogine marturiseste: "Caci, la capatul acestui drum pe parcursul caruia s-au spulberat, unul dupa altul, atatea idealuri de eternitate, iar devenirea ireversibila a luat, la toate nivelurile, locul permanentei, sageata timpului se impune ca un nou mod de a gandi eternitatea. Tocmai pe ea, care fusese socotita un simplu reflex al caracterului aproximativ al cunoasterii noastre, o regasim de acum inainte ca pe conditia, ea insasi neconditionata, a tuturor obiectelor fizicii, de la atomul de hidrogen pana la universul insusi. Ea e cea care ne permite sa intelegem solidaritatea multiplelor temporalitati ce compun universul nostru, a proceselor ce impartasesc acelasi viitor, si poate chiar a insesi acestor universuri pe care le putem gandi acum intr-o nelimitata succesiune".


Existenta conceptiei despre universul in expansiune care a condus la ideea unui inceput al universului impune o singularitate initiala a universului. Ipoteza singularitatii initiale a avut obiectii. Mai intai se spunea ca premisa conform careia universul se dilata in toate directiile cu aceeasi viteza nu corespunde intocmai realitatii. In practica expansiunea este putin asimetrica si cand o parcurgem inapoi nu putem ajunge la o singularitate initiala. Dar teoria gravitatiei a lui Einstein care a condus la diferite tipuri de universuri a confirmat posibilitatea existentei singularitatii initiale. Apoi s-a obiectat ca datorita presiunii este impiedicata formarea unei singularitati initiale. Dar presiunea este o forma de energie si conform ecuatiei lui Einstein ce relationeaza masa cu energia, la o crestere suficienta a presiunii se creeaza o forta de atractie gravitationala ce se opune respingerii pe care , de obicei, o asociem cu presiunea.


O alta obiectie a fost aceea prin care se afirma ca singularitatea este doar un produs al imaginatiei, deoarece in realitate nu poate exista un punct cu temperatura si densitate infinite. Dar singularitatea initiala nu trebuie definita doar ca un punct real cu aceste caracteristici, ci si ca un punct de unde raza de lumina nu mai iasa. Singularitatea initiala poate avea si caracteristicile de temperatura si masa infinite (cum prevad unele variante de univers in expansiune) dar totodata poate constitui un punct in care continuumul spatiu-timp este anihilat, lumina neputand sa ne mai dea vreo informatie asupra singularitatii. In felul acesta este pastrata taina inceputului (o vedere mai apropiata de conceptia religioasa). Existenta unei astfel de singularitati a fost demonstrata de matematica eleganta si rafinata a lui Roger Penrose. Acestuia i s-au alaturat fizicieni ca Hawking, Robert Geroch si George Ellis.

Premisele acestor demonstratii sunt: mai intai exista o materie suficienta in univers si apoi forta de gravitatie este de atractie. Teoremele din matematica au avantajul ca nu ne cer o cunoastere detaliata a structuri universului. Ele ne ofera posibile ipoteze aplicabile universului nostru, care ne dau garantia unei singularitati initiale doar printr-o cale matematica. Daca se constata ca respectivele ipoteze nu sunt compatibile cu realitatea atunci fie putem spune ca nu a existat nici o singularitate initiala, fie ca nu se poate spune nimic despre aceasta singularitate. Pana in prezent cele doua premise (suficienta materiei din univers si proprietatea de atractie specifica fortei gravitationale) au fost confirmate de realitate.


Astfel existenta unei singularitati initiale, dar care scapa investigatiilor noastre facute pe baza legilor fizicii pe care le cunoastem permite doar afirmarea unui inceput al universului. Insa despre acest inceput cosmologia stiintifica poate sa ne spuna prea putin, aceasta perspectiva fiind favorabila intalnirii cu viziunea religioasa despre lume. In singularitatea initiala legile matematice precum si legile teoriei relativitatii generalizate aplicabile continuumului spatiu-timp nu mai sunt de folos, deoarece e vorba de o realitate mai presus de ceea ce stiinta poate cuprinde. Deoarece stiinta nu poate depasi creatul, iar in cazul singularitatii initiale suntem la limita creatului, in asumarea limitei ca o sansa exista posibilitatea intalnirii cosmologiei stiintifice cu teologia, a creatului cu necreatul.


Implicatiile tainicului si a limitarii stiintei datorate existentei singularitatii initiale sunt recunoscute de cosmologia contemporana. "Daca universul a inceput dintr-o singularitate din care a aparut materia cu temperatura si densitate infinita, suntem confruntati cu o serie de probleme atunci cand vrem sa impingem mai departe studiul cosmosului. Ce anume determina felul cosmosului care apare? Daca spatiul si timpul nu existau inaintea acelui inceput singular cum mai putem explica legile gravitatiei, logicii, matematicii? Existau inaintea acelei singularitati? Daca da si se pare ca trebuie sa admitem aceasta atata timp cat aplicam matematica si logica singularitatii insesi-atunci trebuie sa recunoastem existenta unei rationalitati care depaseste universul material".


Sunt numeroase teorii cosmologice ce incearca sa speculeze asupra conditiilor din vecinatatea singualaritatii initiale. Dar ele raman cumva intr-o zona a speculativului si a imaginarului, deoarece cosmologia se deosebeste de ceea ce inseamna propriu-zis o stiinta. Karl Popper definea o teorie ca fiind stiintifica numai in masura in care ea este verificabila experimental. Din acest punct de vedere cosmologia nu poate fi sigura pe caracterul stiintific al supozitiilor facute, deoarece predictiile ei pentru a putea fi verificate experimentale ar necesita conditii ce depasesc (si vor depasi totdeauna) posibilitatile terestre.


O prima teorie cosmologica ce evidentiaza existenta unei singularitati initiale este cea a lui Georges Lemaitre. Eforturile acestuia sunt considerabile pentru a realiza o teorie cosmogonica unitara. Dar problema cosmogonica a intervenit la Lemaitre plecand de la structura uinversului, adica studiile cosmolgice l-au condus la cosmogonie. In timpul unui colocviu din 1931, Lemaitre a schitat pentru prima data teoria lui cosmogonica, numita teoria atomului primitiv. El a folosit noile rezultate ale fizicii cuantice si ale fizicii nucleare, dand o noua perspectiva cercetarilor cosmologice.


Lemaitre a considerat ca nucleul atomului primitiv a concentrat intreaga masa si energie a universului. Astfel locul unei cosmogonii lente (precum cea a lui Laplace) in care se folosea condensarea ca principal proces fizic in formarea universului este luat de o cosmogonie rapida, explozia avand acum un prim rol, evenimentele succesandu-se de la simplu la complex. Lemaitre, fiind primul autor stiintific care promovand o cosmogonie ce presupune o singularitate initiala, a pastrat mult timp tacerea fata de tema identificarii atomului primitiv cu primul stadiu al creatiei.


Cand a rupt tacerea fata de acest subiect, el a declarat, vorbind de teoria sa ca: "este in intregime straina oricarei probleme metafizice sau religioase, ca ea ii lasa materialistului libertatea de a nega orice fiinta transcendenta si ca pentru credincios, ea exclude orice incercare de familiaritate cu Dumnezeu in acord cu spusele lui Isaia, vorbind despre Dumnezeul ascuns".


Cosmologia contemporana poate da marturie despre existenta unei singularitati initiale, a carei consecinte pot fi observabile, dar ea nu poate emite un principiu despre ceea ce e aceasta singularitate initiala. Structura universului vizibil este o extindere a conditiilor dintr-o anume vecinatate a singularitatii initiale, dar despre problema inceputului universului, cum si de ce s-a ajuns la forma cunoscuta a universului in care traim, nu se poate spune cu exactitate. Cosmologia contemporana poate reprezenta o interfata pentru un dialog onest cu teologia deoarece afirma un inceput si un sens al universului, dar totodata isi constientizeaza limitele in explicitarea lor. Astfel teologia este chemata pentru a marturisi despre problema inceputului si sfarsitului universului, sau mai mult decat atat de originea si sensul cosmosului care din perspectiva crestina se implinesc doar in Hristos.


Neputinta cosmologiei contemporane de a da marturie despre inceputul si originea universului sporeste taina lumii in care traim (ceea ce o face si mai frumoasa si mai demna de asumat). O recunoaste unul din marii cosmologi contemporani: "Limitarea cunostintelor noastre empirice despre univers la regiunea vizibila inseamna sa nu putem niciodata verifica consecintele unei prescriptii pentru intreaga stare initiala a universului. Vedem doar consecintele evolutioniste ale unei mici parti a acestei stari initiale. Intr-o zi am putea fi in stare sa spunem ceva despre originile vecinatatii cosmice. Nu putem cunoaste insa niciodata originile universului. Cele mai mari secrete sunt cele care se pastreaza".


Cosmologia contemporana recunoaste existenta unei singularitati initiale. Conceptia despre universul care se dezvolta dintr-o singularitate intiala are la baza teoria astrofizicianului american Gamow. Acesta teorie presupune o prima faza exploziva in care domina fenomenele nucleare ce conduc la formarea atomilor; o faza de condensare a materiei formate in stele si galaxii; o faza actuala in care se obserxa expansiunea galaxiilor si stingerea unor stele.


Aceasta perspectiva se pastreaza in linii mari si in teoriile actuale. Dar din perspectiva crestina trebuie sa fim foarte precauti si sa nu ne hazardam in elaborarea unor corespondente fortate ce ar echivala respectiva singularitate initiala cu un prim stadiu al crearii lumii de catre Dumnezeu. Momentul creatiei lumii de catre Dumnezeu ramane unul invaluit de taina si el nu poate fi asumat decat ca atare dintr-o perspectiva ce impune un efort duhovnicesc.


Nu e in folosul apologeticii crestine fortarea unor corespondente acolo unde nu este cazul. De fapt cei care au elaborat la inceput teoria singularitatii initiale nu au avut in vedere relationarea ei cu vreun fel de teologie. Perspectiva lui Gamow asupra singularitatii initiale este una necrestina (de altfel ca si cea a multora dintre adeptii teoriei in forma actuala). "Viziunea lui Gamow se apropie de filosofia greaca ce afirma existenta unui demiurg care realizeaza lumea plecand de la o realitate existenta. El spune ca sensul singularitatii initiale nu este de fabricare a ceva pornind de la un material inform, asa cum se vorbeste, de exemplu, despre ultima creatie a modei pariziene".


Studiul microcosmosului, al particulelor elementare au permis patrunderea unor taine ale macrocosmosului, ale Universului. S-a ajuns la imaginea unui Univers care s-a dezvoltat dintr-o singularitate initiala, prin Big-Bang, caracterizata de constantele C -cuplaj gravitational -lungimea lui Planck (Gh/c3)1/2 - 10-33 cm; timpul lui Planck » 10-44 s; temperatura lui Planck (1032 °C). Aceste constante ne duc la ceea ce era Universul in imediata vecinatate a singularitatii Big-Bang-ului. Descrierea unui Univers cu raza de 10-33 cm inglobeaza atat mecanica cuantica cat si relativitatea. Fizicienii vor trebui sa elaboreze teorii unificate care sa integreze cele trei constante. Cu ajutorul celor trei constante se poate defini si o masa a lui Planck de - 10-5 g. Aceasta masa este mare fata de masa unei particule elementare (de exemplu masa protonului: - 10-23 g). Masa lui Planck ar contine atunci - 1018 protoni (ar fi un fel de "minigaura neagra" Aceste minigauri negre au o viata scurta de 10-37 s. Atat ar reprezenta "durata" nasterii Universului nostru. Intervalul in care s-a produs cvasitotalitatea entropiei Universului va creste. Entropia totala va insuma entropia gaurilor negre. O data cu evaporarea minigaurilor negre incepe evolutia de tip adiabatic, pe care o descrie modelul standard al Universului.)


Fizicienii au facut aceasta incursiune inversa in timp, spre originile cosmosului. In acele prime momente ale Universului avem in mod vizibil, expuse foarte cler legaturile dintre microcosmos si macrocosmos. Se poate merge in timp inapoi pana la timpul 10-43 s. Aceasta bariera temporala a mai fost numita "zidul lui Planck". Dincolo de acest moment nu se stie ce a fost. Prin explozia initiala (big bang) nu trebuie sa intelegem o explozie a unei materii intr-un spatiu vid. Big-bang-Universul inseamna de fapt o explozie a materiei, spatiului si timpului.


Lumea apare odata cu timpul, nu in timp. Dincolo de zidul lui Planck nici o lege a fizicii nu este valabila, pentru ca este "nimicul". Nu putem aplica legile fizicii la "nimic". Nu mai avem spatiu, timp pentru a aplica teoria relativizata a lui Einstein. Niciodata nu se va sti ce a fost in momentul t = 0. Astfel stiinta ajunge sa-si declare propriile limite.


Inceputul universului ne ofera spectacolul fascinant al conversiunilor reciproce materie -energie. Particulele elementare (electroni, pozitroni, neutrini, fotoni) erau create in permanent de o energie pura, apoi dupa o viata scurta, din nou erau anihilate. Toate aceste fenomene incorporau un substrat informational. Avem de-a face in acele prime clipe de existenta a universului cu o supa cosmica aflata la o temperatura uriasa (4 ´ 109 °C). Pe masura ce explozia a continuat, temperatura a scazut, atingand 3 ´ 1010 °C, dupa - o zecime de secunda; zece mii de milioane °C dupa o secunda si trei mii de milioane de grade dupa aproape 14 s. La aceasta temperatura universul se facuse suficient de rece astfel incat electronii si pozitronii sa inceapa sa se anihileze mai repede decat puteau fi creati din nou de catre fotoni si neutrini. Energia emisa de aceasta anihilare a materiei a incetinit ritmul racirii universului, dar temperatura a continuat sa scada, atingand in cele din urma, la sfarsitul primelor trei minute, valoarea de o mie de milioane de grade. Temperatura a devenit atunci suficient de scazuta pentru ca protonii si neutronii sa inceapa formarea de nuclee mai complexe, incepand cu nucleele hidrogenului greu (numit si deuteriu), care sunt compuse dintr-un neutron si un proton.


La sfarsitul primelor trei minute, universul era alcatuit mai ales din lumina, neutrini si antineutrini. Mai exista si o mica proportie de material nuclear, format din aproximativ 73% hidrogen si 27% heliu si un numar mic de electroni. Acesti electroni sunt din cei ramasi din vremea anihilarii electronilor cu pozitronii. Acest amestec de materie a devenit tot mai rece si cu o densitate din ce in ce mai mica. Dupa cateva sute de mii de ani, materia a devenit suficient de rece, astfel incat electronii sa se asocieze cu nucleele pentru formarea atomilor de hidrogen si de heliu.


Astfel in acest univers timpuriu este evidenta conversia energie -materie si reciproc. Teoria relativitatii restranse a lui Einstein proclama o energie de repaus E = mc2, c -viteza luminii, m -masa particulei. Pentru ca fotonii in ciocnire frontala sa dea nastere unor particule de masa m, ei trebuie sa aiba o energie cel putin egala cu energia de repaus a particulelor. Dar energia fotonilor este data de produsul dintre temperatura si constanta lui Boltzman.


De exemplu sa luam particulele elementare electronul (e-) si pozitronul (e+). Pozitronul a fost descoperit in 1930 in radiatiile cosmice. Prin ciocnirea dintre electroni si pozitroni, acestia se anihileaza si rezulta fotoni (adica lumina, radiatie). Dar procesul poate avea loc si invers. Adica fotonii isi pot converti energia in masa, rezultand perechi de particula -antiparticula (electron -pozitron). Prezenta aceasta a antimateriei poate fi observata astazi in acceleratoarele nucleare. In aceste acceleratoare se ajunge la energii mari, comparabile cu cele din universul timpuriu si se constata aceasta interconvertibilitate energie -materie. Deci fenomenele la nivel microcosmic, in care este evidenta transformarea energiei in materie si invers, ne ajuta sa ne formam si la nivel macrocosmic o asemenea viziune. In aceasta conceptie nu am mai avea de-a face cu o materie grosiera, care exista prin ea insasi.


Pentru energii suficient de mari se pune in evidenta crearea de antimaterie. Existenta antiparticulelor este o consecinta matematica a principiilor din mecanica cuantica si a teoriei relativitatii restranse a lui Einstein. Existenta antielectronului a fost prezisa de matematicianul Paul Adrian Dirac in 1930. Pozitronul a fost descoperit si s-a vazut ca nu este identic cu protonul, cum se credea. Protonul are propria sa antiparticula si anume antiprotonul care a fost descoperita in anii 1950 la Berkeley. Particulele cele mai usoare in afara de electron si pozitron, sunt miuonul, m- (un fel de electron mai greu, instabil) si antiparticula sa m+.


La energiile mari din universul timpuriu aveam perechi de particule -antiparticule. Dar in acele prime minute ale universului a existat un surplus de materie fata de antimaterie (surplus de electroni, protoni, neutroni fata de pozitroni, antiprotoni antineutroni). In caz contrar la temperaturi de sub 1000 milioane de grade, perechile particula -antiparticula s-ar fi anihilat si ar fi ramas doar radiatie. Ori azi constatam ca nu e asa (universul nu inseamna numai radiatie ci si materie).


Raportul dintre microcosmos si macrocosmos poate fi observat in cadrul universului timpuriu prin prezentarea foarte succinta a primelor etape din acest univers. Intr-o prima etapa avem o supa cosmica, nediferentiata, de materie si radiatie. Temperatura este de 100 000 milioane K. Ca particule avem electroni, pozitroni, fotoni, neutrini si antineutrini. Intr-o a doua etapa temperatura scade la 30 000 milioane K.


In a treia etapa temperatura devine 1010 K. Neutrinii si antineutrinii incep sa se comporte ca particule libere fara sa mai fie in echilibru termic cu electronii, pozitronii sau fotoni. Intr-o a patra faza temperatura este de 3 ´ 109 K. Are loc anihilarea intre electroni si pozitroni. Se formeaza diverse nuclee stabile (de exemplu heliul). Dupa 3 minute si 2 secunde de la explozia initiala, temperatura devine 109 K, electronii si pozitronii aproape au disparut si raman in univers ca particule dominante: fotonii, neutrinii, antineutrinii. Apoi temperatura scade pana nucleele de deuteriu devin stabile. Universul va continua sa se dilate, temperatura sa scada si dupa 700 000 ani, se formeaza primii atomi stabili.


Relatiile foarte evidente dintre lumea microcosmosului si cea a macrocosmosului ne indreptatesc sa afirmam ca materia are un fundament energetic.


Se poate vorbi de o structura virtuala a particulelor elementare. Prin aceasta se afirma si mai clar concentrarea de informatie, de rationalitate incorporata de materie. Se pleaca de la ideea ca particula care interactioneaza este sursa campului, ale carui cuante determina interactiunea, in timpul interactiunii particulele fac schimb de cuante virtuale ale campului.


De exemplu, nucleonul poate genera mezoni p, mezoni k, cu formarea de hiperoni W- si perechi nucleoni -antinucleoni. Deci nucleonul are o structura virtuala, aceasta fiind o consecinta a interactiunii sale cu celelalte particule elementare. Aceasta structura virtuala ne duce cu gandul la filosofia in care se vorbeste despre potenta si actualizare. Materia este actualizata in functie de interactiune.


Astfel in nucleon au loc procese virtuale. Structura nucleonului a fost observata pentru prima data cu ocazia experientelor de imprastiere a electronilor foarte rapizi pe protoni, realizate de Hofstadler. Structura nucleonului devine din virtuala, reala pe baza energiei transmise nucleonului de catre electronii incidentei (energia actualizeaza diferite stari ale nucleonului).
Fiecare dintre particulele care se supun interactiunilor tari ajuta la generarea celorlalte particule, care la randul lor, o formeaza pe ea insasi. Deci existenta oricarei particule este imposibila in afara existentei celorlalte particule, care interactioneaza cu ea.


Pe seama acestor tipuri de interactiuni se poate dezvolta o intreaga filosofie in ceea ce priveste relatia intreg-parte, complex-simplu. In cadrul acestei relatii se observa o dinamica permanenta prin care simplul poate sa se actualizeze in complex si invers in functie de anumite conditii.


In fizica actuala, de exemplu, consideram o particula elementara (hadron) A care la o anumita energie se dezintegreaza in particule B si C (A I B + C). Daca particula A nu are energie suficienta pentru dezintegrare spunem ca A este formabila din B si C (deci exista doar posibilitatea ca la un moment dat sa se dezintegreze). Nu mai avem astfel o viziune determinista care implica o necesitate absoluta. In acest caz particulele B si C exista doar in mod virtual, intr-o stare potentiala, care devine reala in anumite conditii (in cazul concret cand A are suficienta energie pentru dezintegrare).


Totul e relationalitate! Din acest punct de vedere putem afirma ca orice particula elementara este compusa si orice particula compusa poate fi considerata fundamentala (observam relativitatea notiunilor de parte, intreg).


Particulele elementare sunt transformabile. Descoperirea antiprotonului si a antineutronului a infirmat ipoteza ca particulele grele raman intotdeauna neschimbabile. Transformabilitatea reciproca este caracteristica tuturor particulelor elementare. Dar totusi in aceste procese anumite legi de conservare raman constante. Avem simultan miscare si stabilitate.


Exista legi de conservare riguroase (legea de conservare a energiei, a impulsului, a momentului cinetic, legea conservarii sarcinilor electrica, barionica, leptonica) si legi de conservare neriguroase (legea de conservare a polaritatii si stranietatii, a conservarii spinului izotopic, a paritatii temporale).


Virtualitatea materiei mai este pusa in evidenta de particulele cu spin 0, 1, 2. Acestea sunt purtatoare de forte. Particula purtatoare de forta se ciocneste cu o alta particula materiala si este absorbita. Aceasta ciocnire modifica viteza celei de-a doua particule ca si cand ar fi avut loc o interactiune intre cele doua particule. Particulele de forta schimbate intre particulele de materie sunt particule virtuale, pentru ca ele nu pot fi detectabile, dar ele exista pentru ca au un efect masurabil: dau nastere interactiunilor dintre particulele virtuale. De exemplu: forta de respingere dintre doi electroni se datoreaza schimbului de fotoni virtuali, dar daca doi electroni trec unul pe langa altul sunt emisi fotoni reali, pe care ii detectam sub forma unor unde de lumina.


In finalul acestui subcapitol o sa prezint cateva din implicatiile filosofice ale teoriei cosmologice a big bang-ului. In dialogul teologiei cu stiinta in planul cosmologic (si nu numai) intalnim trei directii: concordism (de exemplu identificarea zilelor biblice a creatiei cu erele geologice). Acest tip de concordism este ontologic.


Exista si un concordism epistemologic (stiinta se identifica si se substituie teologiei). Omul poate sa cunoasca si sa inteleaga lumea fara Revelatie, doar prin mijloacele naturale. Paul Davies afirma: "Cred ca stiinta poate oferi o cunoastere mai sigura decat religia in ceea ce priveste cercetarea lui Dumnezeu. Este convingerea mea profunda ca numai intelegand lumea in multiplele ei aspecte matematice, fizice si poetice ne vom intelege pe noi insine si ce este in spatele acestui univers". O parere similara are si Stephen Hawking de la catedra de matematici speciale a Universitatii din Cambridge.


Pierre Duhem nu impartaseste neconcordismul ontologic (separarea radicala intre natural si supranatural), ci pe cel epistemologic (fizica nu are acces la metafizica). Georges Lemaitre este si el un adept al discordismului epistemologic. El recunoaste ca atat stiinta cat si teologia ajung la adevar dar ele nu se intersecteaza. Fiecare isi urmeaza propria sa cale. Articularea este pozitia care fructifica intr-un mod fecund relatia dintre teologie si stiinta. Ea depaseste unilateralitatle concordismului si neconcordismului, facand posibila intalnirea teologiei cu stiinta intr-un dialog constructiv, fara a forta limitele stiintei, dar totodata fara sa abdice de la Revelatie. In plan ontologic Dumnezeu este relationat cu lumea fara sa se identifice cu ea. In plan epistemologic stiinta se poate intalni cu teologia pe taramul metafizicii. Teologia se intalneste cu stiinta in plan filosofic. Discursul teologic nu trebuie sa dea direct constantelor universale din cosmologie o explicatie teologica. Dar intr-un plan filosofic aceste constante stiintifice pot fi integrate intr-o perspectiva finalista subsumata viziunii teologice asupra lumii.

Din diferitele pozitii pe care le au, cosmologii incearca o interpretare a rezultatelor muncii lor stiintifice. Astazi teoria big bang-ului ( desi cu numeroase insuficiente si din ce in ce mai controversata pe plan stiintific) este cea mai acreditata de cosmologia stiintifica in explicarea inceputului uiversului. Aceasta teorie cosmologica venita din partea stiintei a dat nastere la mai mult interpretari filosofice si teologice.


In cele ce urmeaza retinem patru puncte de vedere: big bang-ul este exclus deoarece se apropie prea mult de o conceptie creationista. Stephen Hawking introducand coordonatele unui timp imaginar elaboreaza un model de univers, fara singularitate initiala si fara limite. H. Bondi, F. Hoyle si T. Gold considera ca universul ramane mereu asemenea cu el insusi prin generarea continua de materie. Exista savansi credinciosi care cu o tenta concordista tind sa gaseasca modele alternative big bang-ului; teoria big bang-ului este un instrument apologetic pentru a demonstra crearea lumii de catre Dumnezeu. Aceasta pozitie este ilustrata de matematicianul englez Sir Edmund Taylor Whittaker in lucrarea Space and spirit. Theories of the Universe and the arguments for the existence of God, Londra, 1946. Lucrare a constituit referinta discursului papei Pius al XII-lea din 1951, cand acesta a validat teoria big bang-ului din perspectiva biblica. Precizez ca Whittaker era membru al Academiei Pontificale de Stiinte. Mai exista o pozitie conform careiea nu exista o legatura directa intre big bang si creatie, intr-un sens teologic.Un adept al acestei pozitii este Georges Lemaitre. Pentru el ipoteza atomului primtiv care prefigureaza teoria actuala a big bang-ului ramane independenta in raport cu orice interpretare metafizica sau religioasa.


Creatia din punct de vedere teologic nu presupune in mod necesar un inceput metafizic si cu atat mai mult unul natural. In schimb inceputul metafizic presupune creatia in sensul de legatura interna intre Dumnezeu si lume. Dar inceputul metafizic nu presupune inceputul natural. E vorba de un univers static, perfect, fara limite temporale sau singularitate initiala ( o imagine similara este vehiculata de creationismul stiintific fixist). Inceputul natural nu implica neparat creatia (avem doar o singularitate fizica sau geometrica), si nici inceputul metafizic pentru ca nu descrie o aparitie din neant a materiei. De aceea trebuie multa prudenta atunci cand se face o legatura intre creatia teologica si big bang (inceputul natural).

Big bang-ul poate fi situat intr-o problematica a dezbaterilor care articuleaza un dialog onest intre teologie si stiinta dar nu poate constitui un veritabil instrument apologetic pentru demonstrarea credintei crestine. In schimb, cunoasterea corecta, asumarea lucida a datelor puse la dispozitie de teoria big bang-ului poate sa permita o intelegere mai adecvata a contextului cosmologic actual si ca atare o plasare corespunzatoare in cadrul unui dialog sincer intre teologie si stiinta. Mentionez totusi ca relationarea directa a creatiei cu o singularitate initiala poarta in ea germenii unei conceptii filosofice implicite. Obsesia inceputului material al universului exprima in fond o optica filosofica asupra lumii: fie una teista, dar nu obligatoriu de sorginte crestina (Dumnezeu a creat lumea, primul contact fiind singularitatea, pe urma S-a retras, lumea devenind din acea singularitate initiala), fie o conceptie ultradeterminista (destinul lumii este continut si se desfasoara in conformitate cu datele initiale ale singularitatii).


Adrian Lemeni

24 Iulie 2012

Vizualizari: 18026

Voteaza:

Teoria cosmologica a big bang-ului 0 / 5 din 0 voturi.

Adauga comentariu

Pentru a adauga un comentariu este nevoie sa te autentifici.

Asculta colinde de craciun

RETELE SOCIALE