Ce guvernează în tăcere întregul univers?

(Dan Tri Newspaper) - Constantele fundamentale nu sunt doar numere seci; ele reprezintă fundamentul care modelează întreaga existență a universului.

Valoarea misterioasă a unei constante

Ilustrație care arată cum atracția gravitațională a unei galaxii curbează spațiu-timpul conform teoriei relativității generale a lui Einstein (Imagine: Science Library).

Privind cerul nopții, ne întrebăm adesea de ce există universul așa cum există: de la viață, stele, planete până la omenire. Dar puțini își dau seama că totul în univers este guvernat de un grup special de numere, cunoscute sub numele de constante fundamentale ale naturii.

Aceste numere nu sunt invenții umane, ci mai degrabă valori fixe care descriu modul în care forțele și materia din univers interacționează între ele.

De exemplu, viteza luminii în vid este întotdeauna de aproximativ 299.792.458 m/s, constanta gravitațională G este de 6,674 x 10⁻¹¹ m³/kg/s² sau masa unui electron este de 9,1 x 10⁻³¹ kg…

Acestea sunt numere care, dacă ar fi modificate chiar și puțin, ar putea altera complet universul, iar viața ar putea chiar să înceteze să existe. Marea întrebare este: De ce au aceste numere aceeași valoare? De unde provin? Este doar o coincidență?

Datorită fizicii, putem construi ecuații și modele foarte precise pentru a descrie lumea - de la căderea unei pietre până la expansiunea întregului univers. Cu toate acestea, fiecare ecuație necesită anumite valori de intrare, adică constante.

Sunt ca „grinzile” care susțin edificiul fizicii moderne. Dar, în mod ciudat, nicio teorie actuală nu poate explica de unde provin. Oamenii de știință pot doar măsura valorile lor experimentale și le pot încorpora în modele.

Imaginează-ți că simulezi mișcarea unei mingi. Ai putea folosi legile lui Newton pentru a descrie forțele aflate în acțiune, dar trebuie să știi „cât de puternică este gravitația”. Aceasta nu provine din model; trebuie măsurată în realitate.

În mod similar, constante precum intensitatea forței electromagnetice, constanta lui Planck sau raportul dintre particulele elementare sunt parametri „dați” care nu pot fi calculați pe baza fundamentelor teoretice actuale.

Sunt constantele cu adevărat „imuabile”?

Einstein a fost autorul teoriei generale a relativității, care include conceptul constantei gravitaționale G - o mărime indispensabilă pentru descrierea gradului de „curbură” a spațiu-timpului (Foto: Getty).

Problema devine și mai interesantă atunci când fizicienii întreabă: sunt aceste numere cu adevărat „constante”, adică nu se schimbă niciodată?

Dacă oricare dintre ele se schimbă, oricât de puțin, în timp, spațiu sau circumstanțe fizice, înseamnă că nu sunt cu adevărat fundamentale, ci doar manifestări ale unei teorii mai profunde care urmează să fie explorată .

Pentru a verifica acest lucru, oamenii de știință au conceput numeroase experimente de înaltă precizie, atât pe Pământ, cât și în spațiu. În laborator, au folosit ceasuri atomice. Acestea sunt dispozitive extrem de sofisticate care pot detecta cele mai mici modificări ale oscilațiilor atomice și pot urmări modificările în timp ale unor constante precum constanta structurii fine (FSC).

Până în prezent, precizia măsurătorilor a atins un nivel la care pot fi detectate modificări de o miliardime de an, dar încă nu au fost înregistrate modificări semnificative.

Dintr-o perspectivă astronomică, cercetătorii observă lumina provenită de la quasari - obiecte cerești extrem de strălucitoare aflate la miliarde de ani-lumină de Pământ. De asemenea, ei analizează fundalul cosmic de microunde (CMB), care este rămășița de lumină din etapele timpurii ale formării universului.

Ideea este că, dacă constantele s-ar fi schimbat în trecutul îndepărtat, atunci lumina de la obiectele cerești îndepărtate ar fi afectată și ar prezenta diferențe. Cu toate acestea, observațiile încă arată stabilitatea stranie a acestor constante.

Este important de menționat că nu putem fi 100% siguri că acestea sunt constante. Chiar și fără a detecta vreo schimbare, există întotdeauna un grad de incertitudine în orice măsurătoare și, prin urmare, există întotdeauna posibilitatea ca constantele să se schimbe, dar într-o rată prea mică pentru a fi detectate.

Universul încă mai ascunde multe mistere.

Constantele fundamentale nu sunt doar numere seci; ele reprezintă fundamentul care modelează întreaga existență a universului. Ele determină modul în care forțele interacționează, atomii se formează, stelele ard și viața se dezvoltă.

Dacă acele numere ar fi chiar și puțin anormale, universul ar putea fi gol, haotic sau complet lipsit de viață așa cum îl vedem astăzi.

Totuși, știința nu a explicat încă „de ce sunt așa”. Sunt aceste constante rezultatul întâmplării? Sau sunt manifestarea unei teorii cosmologice mai profunde, dincolo de înțelegerea noastră actuală?

Poate că nu avem încă răspunsurile, dar continuarea întrebărilor și a învățării despre ele ar putea conduce omenirea către un punct de cotitură major în fizica modernă - la fel cum relativitatea și mecanica cuantică au zguduit cândva știința secolului XX.

Sursă: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thu-gi-am-tham-chi-phoi-ca-vu-tru-20250525082833517.htm