Cum se extinde Universul dacă este deja infinit?

Atunci când coci o pâine sau brioșe, pui aluatul într-o tavă. Pe măsură ce aluatul se coace în cuptor, acesta se extinde în interiorul tăvii. Orice bucăți de ciocolată sau afine din compoziție se îndepărtează unele de altele pe măsură ce aluatul se umflă. Dar cum se extinde Universul dacă este deja infinit?

Expansiunea universului este, într-un fel, similară. Totuși, această analogie are o problemă: în timp ce aluatul se extinde în tavă, Universul nu se extinde „în ceva”. Se extinde doar în sine. Așadar, cum se extinde Universul dacă este deja infinit?

• Un astronom explică de ce crede că prima întâlnire cu extratereștrii nu va fi ca în…
• Ce a descoperit Telescopul Spațial James Webb pe un super-Pământ topit?

Poate părea un paradox, dar Universul este considerat a fi tot ceea ce există. În Universul în expansiune nu există o „tavă”, ci doar „aluat”. Chiar dacă ar exista o tavă, aceasta ar face parte din Univers și s-ar extinde odată cu el.

„Acest concept este greu de înțeles chiar și pentru mine, profesoară de fizică și astronomie, care studiază Universul de ani de zile. Nu există ceva similar în experiența noastră cotidiană. Este ca și cum ai întreba în ce direcție te poți deplasa mai la nord de Polul Nord”, explică Nicole Granucci, de la Quinnipiac University (SUA).

Cum se extinde Universul? Originea conceptului de expansiune

Un mod de a înțelege expansiunea Universului este observarea modului în care alte galaxii se îndepărtează de galaxia noastră, Calea Lactee. Oamenii de știință știu că Universul se extinde deoarece pot măsura modul în care galaxiile se îndepărtează de noi. Definirea expansiunii prin această rată ne permite să ne imaginăm expansiunea fără să presupunem existența unui „spațiu” în care Universul să se extindă.

Universul a început cu Big Bangul, acum 13,8 miliarde de ani. Big Bangul descrie originea Universului drept un punct extrem de dens și fierbinte, care a trecut brusc printr-o expansiune rapidă numită inflație, în care toate regiunile Universului s-au extins simultan. Denumirea de „Big Bang” este însă înșelătoare: nu a fost o explozie uriașă, ci mai degrabă o perioadă de expansiune extrem de rapidă. După aceea, Universul s-a răcit și a început să creeze materie și lumină, evoluând treptat până la forma pe care o cunoaștem astăzi.

Ideea că Universul nu este static și că poate să se extindă sau să se contracte a fost publicată pentru prima dată de fizicianul Alexander Friedman, în 1922. El a demonstrat matematic că Universul se extinde. Totuși, Edwin Hubble a fost cel care, în 1929, a confirmat observațional că întregul Univers se extinde și că această expansiune are o rată în creștere.

Această descoperire continuă să îi fascineze pe astrofizicieni. Ce fenomen îi permite Universului să depășească gravitația, care ar trebui să-l țină unit, și în același timp să extindă spațiul dintre obiectele din Univers? Mai mult, rata expansiunii este în continuă creștere.

Analogia pâlniei

Mulți oameni de știință folosesc o imagine numită „pâlnia expansiunii” pentru a ilustra modul în care Universul s-a extins tot mai repede de la Big Bang încoace. Imaginați-vă o pâlnie adâncă cu o deschidere largă. Capătul îngust reprezintă începutul Universului, iar pe măsură ce ne deplasăm spre capătul larg, avansăm în timp, iar lărgirea conului simbolizează expansiunea Universului.

Cercetătorii nu au reușit să măsoare direct energia care provoacă această expansiune accelerată. De aceea, au numit-o „energie întunecată”. Potrivit modelelor lor, energia întunecată reprezintă aproximativ 68% din totalul energiei din Univers. Energia materiei obișnuite, care alcătuiește Pământul, Soarele și tot ce putem vedea, reprezintă doar 5%, scrie Live Science.

Cum se extinde Universul și ce este dincolo de acesta?

Nu există dovezi ale existenței a ceva dincolo de Universul cunoscut. Cu toate acestea, unii cercetători speculează că ar putea exista mai multe universuri. Un astfel de model, numit teoria multiversului, ar putea rezolva unele dintre problemele fizicii actuale, cum ar fi integrarea mecanicii cuantice și a gravitației.

Mecanica cuantică descrie comportamentul materiei la scară foarte mică, unde energia este cuantificată și fenomenele sunt guvernate de probabilități. Pe de altă parte, gravitația, care domină la scară mare, se conformează legilor mecanicii clasice. Cele două domenii nu se integrează ușor, iar teoria multiversului ar putea fi o soluție.

Indiferent de teoriile viitoare, Universul va continua să se extindă, iar distanțele dintre Calea Lactee și cele mai multe alte galaxii vor deveni din ce în ce mai mari.

Vă recomandăm să citiți și:

Galaxiile UFO, ciudățeniile cosmice pe care astronomii le pot vedea abia acum, cu ajutorul Telescopului Webb

Oamenii de știință au dezvăluit coroana unei găuri negre pentru prima dată

Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

India vrea să construiască o stație spațială care orbitează Luna până în 2040