Un fizician explică de ce nu există centrul Universului

De ce nu există centrul Universului? Acum aproximativ un secol, oamenii de știință se confruntau cu o aparentă contradicție în teoria relativității generale formulată de Albert Einstein.

Publicată în 1915 și deja larg acceptată de comunitatea științifică, teoria presupunea că Universul este static, adică neschimbător și nemișcat. Pe scurt, Einstein considera că dimensiunea și forma Universului de azi sunt, în mare parte, aceleași dintotdeauna.

• Avem sau nu liber arbitru? Un mister de sute de ani, mai aproape de rezolvare
• Prieteniile după vârsta 30 de ani: Cum reconstruim conexiunile într-o lume tot mai izolată

Însă observațiile astronomice realizate cu telescoape tot mai performante arătau contrariul. Privind către galaxiile îndepărtate, cercetătorii au descoperit indicii clare că Universul nu este static, ci în expansiune.

Curând, oamenii de știință au realizat că teoria lui Einstein nu excludea această posibilitate, ba chiar permitea o interpretare care susține un Univers în expansiune. Folosind aceleași instrumente matematice furnizate de teoria relativității, au apărut modele noi care descriau un Univers dinamic, în continuă evoluție.

De ce nu există centrul Universului? O idee dificil de înțeles

„Predau relativitatea generală de ani de zile, iar ideea unui Univers care se extinde permanent rămâne greu de înțeles pentru mulți, în parte pentru că ne contrazice intuițiile naturale despre cum funcționează lumea. De exemplu, este greu de conceput că ceva atât de vast precum Universul nu are un centru. Dar fizica exact asta ne spune”, explică profesorul Rob Coyne, de la University of Rhode Island (SUA).

Mai întâi, să clarificăm ce înseamnă „expansiune”. Pe Pământ, când spunem că ceva se extinde, ne referim la faptul că acel ceva devine mai mare. În cazul Universului, acest lucru e parțial adevărat. Expansiunea înseamnă și că „toate lucrurile se îndepărtează de noi”, ceea ce și observăm atunci când privim prin telescoape: galaxiile par să se depărteze de noi.

Mai mult, cu cât o galaxie este mai îndepărtată, cu atât pare să se deplaseze mai repede. Și nu doar față de noi; galaxiile se îndepărtează unele de altele. E mai corect să spunem că totul în Univers se îndepărtează de orice altceva, simultan, scrie Science Alert.

Această idee, deși subtilă, este esențială. E ușor să ne imaginăm nașterea Universului ca pe un foc de artificii: un „Big Bang” care aruncă galaxiile în toate direcțiile dintr-un punct central.

Dar această analogie e greșită. Ea sugerează, în mod eronat, că expansiunea a pornit dintr-un singur loc și că galaxiile sunt cele care se mișcă, ceea ce nu este întru totul corect.

Ce înseamnă expansiunea Universului?

De fapt, nu galaxiile se deplasează una față de alta, ci spațiul dintre ele, „țesătura” Universului, este cel care se extinde în timp. Cu alte cuvinte, galaxiile nu se mișcă prin Univers; mai degrabă, Universul însuși se dilată, purtând galaxiile cu el.

O analogie frecvent folosită este cea cu un balon pe care lipim câteva puncte. Pe măsură ce umflăm balonul, el se mărește, iar punctele se îndepărtează între ele. Ele par să se miște, dar în realitate stau fix pe suprafață; distanțele dintre ele cresc doar pentru că balonul se umflă, explică prof. Coyne.

Dacă ne imaginăm punctele ca fiind galaxiile și balonul ca fiind Universul, putem înțelege mai ușor fenomenul.

Totuși, această analogie nu este perfectă. Trebuie să-i înțelegem limitele. Balonul este un obiect mic, ușor de ținut în mână, spre deosebire de Univers. Mai subtil, balonul are două părți: suprafața sa din latex și interiorul umplut cu aer.

Matematic, aceste două părți sunt descrise diferit. Suprafața balonului este bidimensională, dacă am merge pe ea, ne-am putea deplasa înainte-înapoi și stânga-dreapta, dar nu și în sus sau în jos fără să o părăsim.

Interiorul balonului, însă, este tridimensional, permițând mișcarea în toate direcțiile: lungime, lățime și înălțime.

Iată de ce nu există centrul Universului!

De ce nu există centrul Universului? Aici apare confuzia. Când ne gândim la „centrul” balonului, ne gândim la un punct din interior. Însă în această analogie, Universul seamănă cu suprafața balonului, nu cu interiorul său, iar suprafața nu are un centru. Poți merge oricât în orice direcție pe acea suprafață, și nu vei ajunge niciodată într-un „centru”.

La fel este și în Univers: indiferent în ce direcție ai călători, nu vei găsi un centru, pentru că, asemenea balonului, Universul nu are unul.

Partea cea mai dificilă vine din modul în care matematica descrie Universul. Suprafața balonului are două dimensiuni, interiorul are trei, dar Universul are patru, pentru că nu e vorba doar de spațiu, ci și de timp.

Mintea noastră e obișnuită să gândească spațiul și timpul separat. Dar în realitate, ele sunt împletite într-un singur concept: spațiu-timp. Iar această fuziune schimbă regulile jocului.

Și nici măcar nu am ajuns la întrebarea esențială: cum de Universul poate continua să se extindă la nesfârșit? Este o enigmă la care oamenii de știință încă lucrează.

Prin urmare, când întrebăm „Unde este centrul Universului?”, de fapt ne ciocnim de limitele propriei înțelegeri. Iar răspunsul „totul se extinde, pretutindeni, în același timp” ne oferă o fereastră către ciudățenia și frumusețea acestui Univers pe care abia începem să-l înțelegem.

Vă recomandăm să citiți și:

Suprafața Lunii ascunde „o comoară” de peste 1 trilion de dolari, susțin oamenii de știință

NASA anunță că a crescut riscul de impact selenar pentru asteroidul 2024 YR4

Un studiu dezvăluie cum găurile negre pot fi folosite pentru coliziunea particulelor

O teorie nebunească despre Pluto tocmai a fost confirmată