Expansiunea UniversuluiLegea lui Hubble

Big Bang

Big Bang-ul este una din cele mai r spndite teorii Bangcosmologice, fiind admis de majoritatea astrofizicienilor ca model standard de formare a Universului. "Teoria Big Bang" se refer la un fel de explozie special (deoarece nu s-a produs ntr-un sntrspa iu deja existent), care a dus la apari ia materiei, energiei,spatiului i timpului, altfel spus la existen a Universului. Aceast teorie ncearc s explice de ce Universul se extinde permanent nc de la apari ia sa, i de ce pare a fi uniform n toate direc iile.

Big Bang

O descoperire marcanta

Pana acum 10 ani, cercetatorii credeau ca expasiunea Universului, care a inceput odata cu Big-Bang-ul, incetineste mereu. Apoi observatii asupra stelelor indepartate in timp ce explodau, cunoscute sub denumirea de Supernove de tipul IA, a dezvaluit existenta energiei intunecate. Aceasta determina accelerarea expansiunii Universului.

Cum se masoara distantele cosmice

O modalitate de a masura expansiunea in timp a Universului este aceea de a observa supernove de tip IA. Sunt ca farurile de pe mare, luminand calea spre trecutul Cosmosului si oferind astronomilor cele mai bune tehnici de a intelege cum a crescut Universul. Supernovele de tip lA sunt stele care explodeaza de fiecare data cu aceeasi energie, fiind asadar ca niste lumanari standard. Calcule teoretice prezic cat de luminoase ar trebui sa fie, iar masuratori experimentale determina cat de luminoase sunt in realitate. Comparand cele doua, astronomii pot deduce cat de departe de noi se afla supernova. Telescopul Dark Energy Space, sau Destiny, va cauta mii de supernove noi. Acesta este unul din cei trei candidati pentru Misiunea Comuna de Cautare a Energiei intunecate (Joint Dark Energy Mission- JDEM) propusa de NASA si Departamentul de Energie al SUA..

Edwin Powell Hubble

Nascut la data de 20 noiembrie 1889 si a murit la data de 28 septembrie 1953. Astronom vizionar, fondatorul astronomiei moderne. A facut o clasificare a galaxiilor si a descoperit legea expansiunii Universului , lege care poarta numele sau. Desi a urmat cursuri pregatitoare pentru Drept, dand curs dorintei tatalui sau, acesta a manifestat un interes pentru astronomie participand la cursurile eminentului fizician Robert Milikan.

Unul din rezultatele cercetarilor sale a fost aparitia unei controverse asupra naturii nebuloaselor-pete nebuloaselorluminoase, asemenea norilor-ce putea fi observate pe norilorcerul noptii. In 1922 a publicat ,, Un studiu asupra nebuloaselor galactice difuze In 1923, Edwin Hubble a descoperit ca multe pete de lumina( nebuloase) sunt de fapt galaxii foarte indepartate, atat de indepartate incat lumina lor nu a ajuns inca la noi.

Studii spectrale

Observatiile astronomice efectuate de Hubble au dus la descoperirea unor usoare deplasari spre rosu sau spre albastru. S-a crezut initial ca galaxiile se Smisca fata de Pamant. Incet-incet s-au identifcat Incetsdeplasari spectrale din ce in ce mai evidente spre rosu, ceea ce implica admiterea ideii ca galaxiile celelalte se indeparteaza de noi. Se avansa astfel ideea miscarii materiei in Universul aflat in explozie.

Legea lui HubbleCu cat sunt galaxiile sunt mai departe de noi se indeparteaza mai rapid, deci Universul este in expansiune. Potrivit legii lui Hubble : ,, Viteza, v , cu care galaxiile se indeparteaza de noi este proportionala cu distanta de la ele pana la Pamant , R

v=HR

H constanta lui Hubble, estimata la 15 km pe secunda, pe un milion de ani lumina

De ce este important constanta lui Hubble?

Desigur, toat aceast incursiune pare interesant sub aspect filosofic, dar de ce ar trebui s ne intereseze n final constanta lui Hubble? R spunsul const n faptul c expansiunea Universului este, de fapt, o m sur a evolu iei sale n timp, de la Big Bang ncoace. n func ie de modul n care Universul evolueaz i de distribu ia de materie i energie din cadrul s u, am putea r spunde la trei ntreb ri esen iale ale tiin ei: ct de vechi e Universul, care este soarte lui, i care este forma lui? Pentru a r spunde la aceste ntreb ri, este n principiu nevoie s m sur m varia ia constantei lui Hubble n trecut, i pe baza acestei varia ii s extrapol m evolu ia ei viitoare.

M sur torile recente indic faptul c a crescut n timp, semn c Universul se afl ntr-o ntrexpansiune accelerat . O expansiune accelerat indic faptul c , cel pu in pentru moment, nu exist n Univers suficient materie pentru a stopa efectele expansiunii. Cunoa terea acestui aspect nu este suficient , fiindc nu ne indic nimic despre evolu ia viitoare a Universului, dar este o pies esen ial a unui puzzle n care mai intr densitatea de materie i densitatea de energie.

Expansiunea Caii Lactee

Studiul nucleului galactic a relevat faptul ca zona centrala a galaxiei se afla in expansiune cu viteze pana la 100 km pe secunda. Mentinerea ei este posibila datorita campului magnetic care se formeaza. Nucleul galactic este situat in bratul sagetatorului.

Sfarsitul Universului

Peste 1020 ani Universul va fi alcatuit din gauri negre imense, fragment de stele si planete. Soarta finala a Universului depinde de raportul intre cele doua forte care i-au determinat evolutia: gravitatia si forta ice provoaca accelerarea Universului. Varianta 1: Daca gravitatia invinge extinderea se opreste si se inverseaza... se va produce Big Crunch si apoi procesul se va relua. Din pacate se pare ca Big Crunch nu va exista. Este prea putina materie in Univers. Gravitatia nu este destul de puternica. Totul va depinde de valoarea constantei cosmogonice.

Varianta 2: daca constanta cosmogonica isi pastreaza valoarea... 2: Cel mai probabil este ca extinderea sa se produca la infinit. Galaxiile se vor departa. Numarul gaurilor negre va creste. Va exista din ce in ce mai putina materie care sa produca stele. Peste 1013 ani nu vor mai exista stele care sa radieze energie Peste 1020 ani (un timp de 10 miliarde de ori mai lung decat varsta actuala a Universului) Universul va arata lugubru: stele moarte, enorme gauri negre, particule elementare si fotoni imprastiati. Nicaieri nu va exista viata, S-ar putea Sca nici gaurile negre sa nu fie permanente... S-ar putea ca ele sa emita un tip de Sradiatie numita radiatie Hawking si in final sa se evapore intr-o explozie finala. intrUrmeaza dezintegrarea protonilor in particule usoare +radiatii. Dupa 1033 ani nu vor mai exista decat fotoni si particule elementare (protonul (protonu are un timp de viata estimat la 10 31 ani ) Dupa 1066 ani distanta medie intre electroni va fi mai mare decat raza actuala a Universului. Dupa 10100 particulele existente se vor dezintegra in radiatii. Intr-un astfel de IntrUnivers nu se va intampla nimic , niciodata. ...asta daca forta de accelerare ramane constanta...

Varianta 3: Daca valoarea constantei 3: cosmogonice creste... Se produce Marea Dezagregare (Big Rip). Roiurile de galaxii se vor descompune iar apoi se vor descompune si galaxiile. Cu 60 de milioane de ani inainte de sfasrsit, stelele se dezintegreaza si se transforma in atomi. In final si atomii se vor dezintegra totul transformandu-se intr-o mare de transformandu- intrradiatii si particule.

Curiozitati

Edwin Powell Hubble a fost un astronom celebru dar si campion de box amator.Galaxiile calatoresc in spatiu si cateodata se ciocnesc, galaxiile mai mici disparand si fiind "mancate" de cele mai mari. Galaxia din Andromeda se indreapta spre galaxia noastra, Calea Lactee. Dup ce 2005 a fost interna ional al fizicii, UNESCO a decretat ca 2009 s fie anul interna ional al astronomiei.

Proiect realizat de : Constantin Mihaela Daniela Stemate Ana-Maria