Ipoteze legate de materia intunecata

Fizicienii teoreticieni dau dovada de o imaginatie bogata atunci cand interpreteaza Universul doar prin calculele lor matematice, incercand in acest fel sa rivalizeze cu scriitorii SF. Cand Galileo a privit cerul noptii cu luneta construita de el, nu s-a gandit de ce este cerul atat de negru si stelele atat de rare, chiar daca a descoperit o multime in galaxia noastra. El era fascinat de fizica. De mai bine de un secol, o seama de fizicieni care si-au adaugat eticheta de teoreticieni, au abandonat fizica in favoarea matematicii, adica isi propun sa descopere Universul nu prin latura sa fizica, demonstrabila, ci prin calcule matematice si atat.

 Einstein a fost cam primul in aceasta serie, cu teoria sa a relativitatii, ultimul si cel mai mediatizat, Stephen Hawking. Si cand vorbim de fizicieni teoreticieni putem aminti si alte teorii nascute din calcule matematice, una dintre acestea ar fi ca Universul are 12 dimensiuni, alta ar fi teoria stringurilor si asa mai departe. In lipsa demonstratiilor fizice, teoriile se pot naste si din cifre, dar explicarea lor necesita o mare fantezie, povesti mai fascinante decat cele SF.

 O astfel de teorie este cea a materiei intunecata, aceea aflata in spatiul negru dintre stelele pe care le vedem si noi cu ochiul liber in timpul noptii, si care, desi nu poate fi demonstrata pe cale experimentala, este estimata de fizicienii teoreticieni la 83 la suta din materia din Univers. De obicei, lucrurile stau asa: se pleaca de la o presupunere si apoi se incearca expresia ei matematica. Daca ies calculele, teoria e buna, daca nu ies, se incearca alta presupunere.

 Uneori, o asemenea teorie e greu de digerat, dar suntem convinsi cu explicatia ca matematica bate fizica. In cazul teoriei materiei intunecate erau niste nedumeriri. Dar calcule matematice recente vin sa elucideze misterul, dupa cum relata Agerpres anul trecut. Relatia matematica Tully-Fisher statueaza: cu cat o galaxie spiralata este mai masiva (mai stralucitoare), cu atat ea se invarteste mai rapid prin spatiu.

 La modul fizicii comune e greu de acceptat existenta unei rotiri a galaxiilor pe cerul Universului, cata vreme ele nu se invart, atat de bine observabil, ca elicele turbinelor eoliene! Dar chiar si asa, dovezile matematice spun si mai mult: daca materia intunecata exista, „atunci calculele cu privire la marimea unei galaxii ar trebui sa tina cont si de aceasta materie misterioasa si nu doar de cea obisnuita. Iar in relatia matematica Tully-Fisher lipseste o variabila extrem de importanta, cantitatea de materie intunecata”.

Vanatoare fara pusca in Univers

 Nebunia cu materia intunecata a plecat in 1932 cand, masurand vitezele orbitale ale unor stele din galaxia noastra, astronomul olandez Jan Oort a constatat ca „ele se misca prea repede pentru ca miscarea lor sa poata fi explicata de masa observabila a galaxiei”. Deci mai trebuia sa mai fie ceva. Eventual materie intunecata! Vanatoarea pentru descoperirea acestei „materii lipsa” a pornit o jumatate de secol mai tarziu, cand doi astronomi, Vera Rubin si Kent Ford, au masurat ratele de rotatie ale galaxiilor din apropierea Caii Lactee comparandu-le apoi cu predictiile formulate conform Teoriei newtoniene a gravitatiei.

 Cei doi au descoperit ca in apropierea centrelor galactice, lucrurile stateau „conform predictiilor teoriei newtoniene. Insa la distante mari fata de centrele galactice, cele doua parti ale ecuatiei nu mai sunt la fel de echilibrate”. De aici, s-a ajuns la concluzia ca „intre cei doi termeni ai ecuatiei nu trebuie pus semnul egal, existand cel putin inca o forta sau variabila ce nu este inclusa in ecuatie”. Si aceasta forta, neluata in calcul de Oort este materia intunecata. Si, 40 de ani de la publicarea studiului realizat de Rubin si Ford, interpretarile fizicienilor teoreticieni nu inceteaza.

 De pilda, fizicianul Mordehai Milgrom a propus o modificare a teoriei newtoniene, denumita „dinamica newtoniana modificata”. Alti fizicieni au sugerat codificari ale legilor gravitatiei. Nici teoriile cuantice care au incercat sa descrie gravitatia inventand subparticole atomice denumite „gravitoni”, nu au reusit sa ofere o explicatie plauzibila, caci aici nu vorbim despre adevar.

 Alti fizicieni, neputand explica realitatea folosind cele patru forte existente din natura, gravitatia, electromagnetismul, forta nucleara tare si cea slaba, au inventat una in plus: a cincea forta. Oricat pare de stiintifico-fantastica, aceasta a cincea forta, materia intunecata, este „o forma de materie care nu interactioneaza deloc cu lumina si care totusi dezvolta o forta gravitationala suficient de puternica pentru a influenta galaxii si roiuri de galaxii si este raspandita in intreg Universul”.

 O explicatie mai tare decat aceasta nu exista! Aceasta teorie referitoare la materia intunecata, devine plauzibila pentru ca ar fi sustinuta, dupa cum spun specialistii, „de numeroase observatii asupra unor fenomene astronomice diferite”. O astfel de observatie ar fi „viteza galaxiilor individuale din cadrul roiurilor galactice mari”. Specialistii spun ca ele se deplaseaza prea rapid, ceea ce ar duce la destramarea roiurilor (!), dar, surpriza, galaxiile raman impreuna (ca in filmele de la Hollywood?).

 Un alt fenomen observat se refera la comportamentul luminii provenite de la galaxii foarte indepartate. „Observatiile asupra acestor galaxii foarte indepartate demonstreaza ca lumina lor este distorsionata, deviata, atunci cand trece prin campul gravitational al altor galaxii interpuse intre Pamant si sursa luminii”.

 Explicatiile par cam ireale de vreme ce viteza acestor galaxii, trecerea lor una pe langa alta sau lumina distorsionata nu sunt totusi similare cu trecerea masinilor prin dreptul unui semafor! De fapt, vedem, daca vedem, ceva ce se petrece in urma cu cateva miliarde de ani, iar trecerea de la o stare la alta se produce intr-o dinamica de alte miliarde de ani! Fascinanta artistic, teoria materiei intunecate ramane doar o poveste plina de imaginatie, alaturi de alte povesti inchipuite de scriitorii de literatura SF.

 Asadar, „materia intunecata ramane un construct teoretic important cu privire la structura Universului. El este departe de a fi un model complet si are inca nevoie de validare empirica prin descoperirea si izolarea unei particule de materie intunecata”. Totusi, stiinta ar trebui sa fie undeva la polul opus al literaturii, altminteri traim intr-o lume confuza, in care realitatea e oricand o fictiune, iar materia, un vis.

Revista Magazin

Bogdan

Per aspera ad astra