De la Copernicus la Lambda-CDM

Titlul original:

From Copernicus to Lambda-CDM

Conținutul cărții:

Importanța interacțiunii gravitaționale în evoluția Universului în ansamblul său, precum și a diverselor structuri pe care le conține, este capitală și multifațetată. În ciuda faptului că fenomenele electromagnetice sunt, de asemenea, implicate în activitățile noastre zilnice și că mediul nostru este încălzit de interacțiunea nucleară la temperaturi reprezentative care depășesc temperatura medie a Universului cu un factor de aproximativ 100, Universul (în ceea ce privește distribuția spațială a structurilor sale la scară largă) este modelat de interacțiunea gravitațională. Pentru început, natura atractivă a interacțiunii gravitaționale permite materiei să formeze nori moleculari, iar norii moleculari să formeze protostele, adică obiecte care sunt ținute împreună de propria lor gravitație. Unele dintre aceste obiecte sunt suficient de masive pentru a se comprima până la nivelul de aprindere a fuziunii termonucleare, transformând hidrogenul din miezul lor în heliu și devenind astfel stele, așa cum s-a întâmplat cu soarele acum miliarde de ani. Interacțiunea gravitațională va comprima unele stele până la nivelul de aprindere a heliului și de producere a elementelor superioare, acesta fiind singurul mod în care astfel de elemente pot fi formate în univers. Cele mai masive dintre aceste obiecte vor trece printr-o fază spectaculoasă, experimentând un dezechilibru de presiune intolerabil atunci când miezul lor va atinge concentrații ridicate de fier. Interacțiunea gravitațională va forța miezul acestor stele să se prăbușească.

Colapsul va declanșa un efect de ricoșeu, aruncând în aer straturile exterioare ale stelei și împrăștiind în spațiu elementele vieții. Pământul însuși și tot ceea ce se află pe suprafața sa, fie că este vorba de ființe animate sau inanimate, sunt produse ale unui proces de reciclare uimitor, rămășițe ale exploziilor supernovelor.

Interacțiunea gravitațională menține unite obiectele din sistemul solar. Ea menține Pământul la o distanță rezonabilă de Soare și pe o orbită aproape circulară, limitând astfel variațiile de temperatură de pe suprafața sa la niveluri acceptabile. Acesta menține Luna pe o orbită stabilă în jurul Pământului, stabilizând rotația Pământului pe axa sa și împiedicând oscilațiile, permițând astfel condiții favorabile vieții.

Această carte tratează evoluția ideilor care implică interacțiunea gravitațională, de la problema mișcării planetare și legea pătratului invers a lui Newton la introducerea teoriei generale a relativității a lui Einstein, la cele mai recente rezultate obținute în urma misiunilor de investigare a anizotropiei radiației cosmice de fond cu microunde și la implicațiile acestor rezultate pentru viitorul universului. Literatura existentă pe aceste subiecte este fie prea matematică, fie nu reușește să ofere detaliile matematice. Această carte se află la mijloc și își propune să ofere ambele aspecte.

Elementul de noutate al acestei cărți este drumul pe care îl parcurge în timp pe o perioadă de aproximativ cinci secole (de la Copernic până la cele mai recente rezultate ale misiunilor COBE, WMAP și Planck), în ceea ce privește dimensiunea obiectelor gravitaționale (de la nivelul unei stele tipice până la cel al întregului univers) și amploarea efectelor gravitaționale (de la aproximarea standard newtoniană a câmpului slab până la Teoria generală a relativității a lui Einstein).