Finalment m'he decidit a fer una entrada que concordi amb el tema nominal d'aquest blog: física. Parlare d'un dels temes més interessants per a molts: la cosmologia, l'estudi de l'univers com a un tot. Quin és l'origen de l'univers? Com hem arribat al lloc on estem, i quin és el seu possible final, si és que n'ha de tenir? Vull fer un resum molt breu de les teories actuals de formació i evolució del cosmos i comentar els problemes científics i filosòfics més evidents que comporten.
Podríem dir que la cosmologia moderna neix amb la Relativitat General d'Einstein l'any 1915. Aquesta teoria confirmava la idea newtoniana que la única força que actua a grans escales cosmològiques és la gravetat, si bé la va descriure d'una forma molt diferent en termes de la curvatura de l'espai i el temps. Einstein aviat es va trobar amb un problema entre la seva teoria i una creença generalitzada en el seu temps: tothom creia en un univers estàtic i etern, però si la gravetat és l'única força que actua a grans distàncies, tota la matèria de l'univers s'atrauria mútuament i l'univers sencer s'hauria de comprimir. Per contrarrestar aquest efecte, Einstein va afegir un famós terme a la seves equacions de camp, anomenat constant cosmològica, que tenia els efectes antigravitatoris justos per contrarrestar la gravetat i possibilitar un univers estàtic estable.
Uns anys més tard, el 1922, el brillant matemàtic rus Alexander Friedman va oblidar-se dels prejudicis cosmològics de la seva època i va derivar unes solucions consistents de les equacions d'Einstein que predeien l'expansió de l'univers. Friedman va enviar el seu treball a una revista alemanya, i el mateix Einstein li va contestar contundentment dient-li que s'havia equivocat en els càlculs. Com tots els físics de la seva època, Friedman admirava profundament Einstein, i va repassar intensament el seu article buscant on s'havia equivocat, però al final es va haver de rendir a l'evidència: els càlculs eren correctes i Einstein s'havia precipitat en la seva valoració. Efectivament un temps més tard Einstein, probablement amb certa vergonya, va admetre el seu error i va acceptar que les solucions de Friedman eren impecables matemàticament, però malgrat tot va afegir al final que difícilment s'hi podia trobar un significat físic.
Mencionaré breument els tres models de Friedman. El físic rus donà 3 possibilitats diferents d'evolució de l'univers. El primer model diu que si la massa total és superior a un cert límit crític, els efectes gravitatoris n'acabaran frenant l'expansió i eventualment induïrien l'efecte contrari, és a dir, l'univers acabaria comprimint-se fins a un punt de densitat infinita (Big Crunch) després de la qual cosa la física ja no tindria resposta per al que podria passar. El segon model postula que si la massa és inferior a aquest mateix límit, la gravetat no tindria mai prou força per aturar l'expansió i, si bé aquesta s'aniria frenant, l'univers continuaria expandint-se indefinidament i la matèria s'aniria disseminant, també per sempre (Big Rip). El tercer model diu que si la massa de l'univers tingués justament el valor crític, l'expansió es frenaria a un ritme tal que per al temps tendint a infinit l'univers tendiria a ser estàtic.
La fi del conflicte arribà l'any 1929, quan l'astrònom americà Edwin Hubble, utilitzant telescopis i tècniques d'observació revolucionàries, va poder confirmar que les galàxies s'estan allunyant unes de les altres i que, per tant, l'univers s'està expandint, donant així validesa als models de Friedman. Una derrota moral d'Einstein que el portà a qualificar la constant cosmològica com “l'error més gran de la seva vida”.
La història continuarà en la propera entrada...
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada