Universul reprezintă lumea în totalitatea ei, probabil că nemărginită în timp și spațiu, infinit de variată în ceea ce privește formele pe care le iau materia, energia și informația în procesul dezvoltării lor perpetue.
Spre deosebire de filozofia materialistă, care afirmă că "la baza universului stă materia", filozofia idealistă pornește de la ideea că "la baza universului stă ideeaabsolută".
Materia
Materia este una din componentele Universului. Materia, ca realitate obiectivă, ni se dezvăluie în bună parte direct, prin simțuri. Ea se găsește sub trei forme:
- substanță - caracterizată prin masă;
- câmp (de forțe) - caracterizat prin energie;
- timp - caracterizat prin direcția bine definită de scurgere (deși la nivelul microuniversului s-ar putea ca timpul să curgă în ambele direcții).
Formarea Universului
Astronomii au calculat că universul s-a format cu 13,73 miliarde de ani în urmă (plus/minus 120 milioane de ani), in urma unei explozii de proporții numită Big Bang. Astronomii caută să descopere structura, comportamentul și evoluția materiei și energiei existente. Universul este infinit în spațiu și se presupune că are un final în timp.
 |
|
|---|---|
|
Cel mai îndepărtat punct din universul vizibil. |
|
| Date probabile | |
Diametru vizibil |
96 (+/- 4) ·109Ani-lumină 96 (+/- 4) mrd. ani-lumină |
| Vârstă | 13,77·109 ani 13,77 mrd. ani |
| Masă | 8,5·1052–1053 kg |
| Număr de galaxii | 200 mrd. |
| Număr de particule | 4·1078–6·1079 |
| Număr de fotoni* | 1088 |
| Temperatură actuală | 2,725 K −270,425°C |
| Densitate medie | 10−27–5·10−27kg/m3 |
| Densitate critică | 9,7·10−26 kg/m3 |
| Constanta Hubble | ca. 71 (+/− 6) km/s·Mpc |
Astronomii cred că în prima fracțiune de secundă de după explozie, universul s-a extins în proporții de milioane de ori mai mari decât starea inițială, iar în următoarea fracțiune de secundă extinderea a devenit mai înceată, acesta răcindu-se și lăsând loc particulelor de materie să se formeze. Când universul a ajuns la prima sa secundă de existență, se presupune că atunci s-au format protonii, iar in următoarele 1.000 de secunde a urmat era nucleosintezei, era în care s-au format nucleii de deuteriu și care este prezent in universul de acum. Tot in aceste 1.000 de secunde s-au format si unii nuclei de litiu, beriliu si heliu.
Când universul a ajuns la vârsta de un milion de ani a ajuns sa se răcească până la temperaturi de 3300 °C în medie în care protonii și nucleii mai grei s-au format în urma nucleosintezei, putând apoi să se combine cu electronii formând atomii. Înainte ca electronii să se combine cu nucleii, circulația radiațiilor prin spațiu era dificilă, radiațiile în forma fotonilor nu puteau traversa spațiul fără a intra în coliziune cu electronii, dar odată cu combinarea protonilor cu electronii care au format hidrogenul, traversarea fotonilor a fost ușurată. Radiațiile în forma fotonilor au caracteristicile gazului. Din momentul în care radiațiile au fost eliberate,totul s-a răcit pana la -270 °C, numindu-se radiație cosmică de fond. Aceste radiații au fost detectate prima dată de către radiotelescoape și apoi de către sonda spațială COBE.
Între anul 2 milioane și anul 4 milioane după Big Bang s-au format quasarii, galaxii extrem de energetice. O populație de stele s-a format din gazul și praful interstelar, apoi s-au contractat în a forma galaxiile. Această primă populație se numește Populația I și a fost formată aproape în întregime din hidrogen și heliu. Stelele formate au evoluat creând la rândul lor alte elemente mai grele care au dus la fuziuni nucleare explodând și formând supernovele.
Mai târziu s-a format Populația II, din care face parte și Soarele nostru, și conține elemente grele formate în istorie. Soarele nostru s-a format acum 5 miliarde de ani și se află la jumătatea vieții sale. Se presupune că viața soarelui nostru este de aproximativ 11 miliarde de ani.
Acum 4,6 miliarde de ani s-a format sistemul solar. Cea mai veche fosilă a unui organism viu datează de acum peste 3,5 miliarde de ani.
Destinul final al Universului
Există mai multe teorii despre soarta Universului.
- S-ar putea dilata la nesfârșit, dispărând pur și simplu.
- S-ar putea opri din dilatare și să rămană ca atare.
- Ar putea atinge o dimensiune maximă, iar apoi să se contracte până la prăbușirea datorită gravității - teoria Big Crunch.
- Ar putea trece prin faze alternative de dilatare și contracție la nesfârșit.
- Ar putea izbucni un nou Big Bang care va crea la rândul lui un alt Univers.
Organizarea și evoluția universului
La baza evoluției universului se află interacțiunea dintre substanță, energie, informație. Independent de cele două teorii cosmogonice:
- Big Bang adică marea explozie inițială, și
- Universul fără început,
există un consens asupra evoluției materiei de la simplu la complex.
Substanță, energie informație
- Întreaga materie este organizată pe sisteme:
-
- izolate care nu fac nici un schimb cu exteriorul sau unul foarte redus;
- închise care fac cu mediul lor numai schimb de energie;
- deschise ( cum sunt celula, molecula, organismul, biosfera, universul) care fac schimb de substanță, energie și informație cu mediul în care se dezvoltă.
-
- La nivelul întregii materii din Univers există o bază informațională.
- Informația, care există pretutindeni, este inerentă tuturor structurilor din Univers și reprezintă o succesiune discretă și continuă de evenimente măsurabile, repartizabile în timp.
- Structurile informaționale cuprind programele și legile naturii, modelele interne ale omului și celorlalte viețuitoare.
- Soluțiile evoluției sunt date de modele informaționale de organizare și funcționare a lumii. Un exemplu care ilustrează aceste modele îl constituie trecerile de la praful cosmic la aglomerările de praf cosmic; de la aglomerări de praf cosmic la formarea corpurilor cerești;de la corpuri cerești la găuri negre (care sunt o fantastică aglomerare de energie).
Marile faze ale organizării în univers
Evoluția nucleară: de la particule la atomi
Quarkurile se combină în nucleoni (formați din protoni și neutroni)
De la timpul 10 –35 la 10–32 secunde Universul s-a umflat cu un factor de 1050 (era inflaționară). De la această eră până în zilele noastre expansiunea (volumul) Universului s-a mărit cu un factor de 109 adică de un miliard de ori.
La 10–32 secunde forța tare (care asigură coeziunea nucleului atomic) se detașează de forța electro – slabă (rezultată din fuziunea între forța electromagnetică și forța dezintegrării radioactive) iar Universul măsoară cam 300 metri de la un cap la altul, este întuneric absolut și temperaturi de neconceput.
La 10–11 secunde s-au născut cele patru forțe fundamentale care interacționează (gravitația, forța electromagnetică, forța nucleară tare și forța dezintegrării); fotonii nu mai pot fi confundați cu alte particule.
Între 10–11 și 10–5 secunde quarkurile se asociază în neutroni și protoni, cea mai mare parte a antiparticulelor dispar; apar cinci populații de particulele elementare: protoni, neutroni, electroni, fotoni, neutrini.
Totul se petrece în marea supă inițială, la o temperatură de un miliard de grade. După o secundă de la Big Bang temperatura a coborât la aproximativ un miliard de grade.
Nucleonii se compun în nuclee
La 200 de secunde (3,33 minute) de la momentul originar particulele elementare se asamblează pentru a forma izotopii nucleelor de hidrogen și heliu.
Datorită micșorării căldurii inițiale (care era numai lumină și care anihila orice alte forțe), deci datorită scăderii temperaturii apar forțele de bază.
După 100 de milioane de ani se formează primele stele din vârtejuri de pulberi.
Fenomenele se petrec în marea supă inițială, în creuzete stelare, la temperatura de sub un miliard de grade.
În această fază apare și se manifestă forța nucleară.
Nucleele se combină și se formează atomi, molecule simple, praf
Fenomenele se petrec la suprafața stelelor, în spațiul dintre stele la temperaturi de 3000 de grade;
Apare și se manifestă forța electromagnetică.
După sute de milioane de ani apare și se manifestă forța gravitațională ce determină formarea galaxiilor.
Evoluția chimică: de la atomi la molecule
Molecule simple se combină și apar molecule organice
Această evoluție se petrece în oceanul primitiv.
Moleculele organice se organizează și se dezvoltă în celule
Faza de dezvoltare se realizează în oceanul primitiv.
Celulele se combină, evoluează și se organizează în plante și animale
Faza se petrece atât în în oceanul primitiv cât și pe continente.
Se realizează astfel o fază importantă a evoluției biologice care constă la trecerea, la dezvoltarea viului de la molecule la celule, la plante și la animale
Evoluția antropologică
Expansiunea universului
Conform părerilor lui Stephen Hawking, universul a avut o evoluție foarte regulată, în conformitate cu anumite legi. Astăzi, oamenii de știință descriu universul în termenii a două teorii parțiale fundamentare – teoria generală a relativității și mecanica cuantică.
Universul este spațiu-timp și este în expansiune continuă. Aceasta se demonstrează plecând de la teoria relativității generale, prin care se explică un fenomen curios : spectrele galaxiilor îndepărtate prezintă un decalaj spre roșu, fenomen ce se produce atunci când sursa emițătoare este în mișcare în raport cu observatorul
Savantul Hubble a descoperit că aproape toate galaxiile se depărtează de noi, că mărimea deplasării nu este întâmplătoare ci este proporțională cu distanța de la noi la galaxie și că, deci, cu alte cuvinte, cu cât galaxia este mai depărtată, cu atât mai repede se depărtează de noi. Deci universul se extinde, distanțele dintre diferitele galaxii crescând continuu.
„Ceea ce știm este că universul se extinde cu 5 până la 10 procente la fiecare miliard de ani. Unele observații recente indică faptul că rata expansiunii universului nu scade, ci crește. Este foarte straniu, pentru că efectul materiei în spațiu, fie că are densitate mică, fie că are densitate mare, poate doar să încetinească expansiunea. La urma urmei, gravitația este atractivă. O expansiune cosmică accelerată este ceva în genul suflului unei explozii care sporește în loc să se disipeze după explozie. Ce forță ar putea fi responsabilă pentru a împinge tot mai rapid cosmosul către expansiune? Nimeni nu este încă sigur. Comportarea universului în epoca târzie: universul va continua să se extindă cu o rată mereu crescătoare. (Stephen Hawking – din cartea „O mai scurtă istorie a timpului” apărută în 2007).
Cauza expansiunii accelerate pare să fie din nou manifestarea caracterului repulsiv al gravitației; s-ar repeta astfel împrejurarea similară din trecutul universului când acesta a trecut printr-o perioadă de dilatare gigantică. Forța care a determinat comportarea „inflaționară” a universului ar fi fost gravitația care, în acele condiții, s-a manifestat repulsiv, creând o așa zisă „presiune negativă”.
Fără expansiunea universului nu s-ar fi putut forma nici o legătură stabilă, nici un sistem, nici o organizare a materiei / substanței / energiei (atomi, molecule, celule, stele, planete, galaxii).
Cartografierea strat cu strat a Universului
- Un catalog ce cuprinde mii de nebuloase neobservate până acum precum și unele dintre cele mai mari clustere galactice observate până în prezent, a fost lansat în ianuarie 2011 de către Agenția Spațială Europeană, prin intermediul misiunii Planck. Scopul satelitului Planck este de a scana cel puțin patru straturi cosmice pentru a măsura nivelul radiației rămase din momentul producerii Big Bang-ului, iar până în prezent a fost explorat și respectiv cartografiat un strat și jumătate.