In 1922, Alexander Friedmann (foto) a schitat mai multe istorii posibile ale universului. Printre aceste posibilitati se numara expansiunea cosmica.

Timp de milenii, universul a facut o treaba destul de buna in a-si pastra secretele fata de stiinta.

Grecii antici credeau ca universul este o sfera de stele fixe care inconjoara sfere mai mici purtand planete in jurul Pamantului central. Chiar si Copernic, care in secolul al XVI-lea a inlocuit corect Pamantul cu Soarele, a vazut universul ca pe un sistem solar unic, inconjurat de sfera exterioara plina de stele.

Nicolae Copernic

Nicolae Copernic

Dar in secolele care au urmat, universul a dezvaluit o parte din vastitatea sa. Acesta continea nenumarate stele aglomerate in roiuri uriase, numite acum galaxii.

Apoi, la sfarsitul anilor 1920, cosmosul a dezvaluit cel mai bine pastrat secret al sau: devenea din ce in ce mai mare. In loc sa fie static si stabil, o entitate vesnica si mereu aceeasi care sa cuprinda intreaga realitate, universul se extindea continuu. Observatiile galaxiilor indepartate au aratat ca acestea se indepartau unele de altele, sugerand ca actualul cosmos este doar faza adulta a unui univers nascut cu mult timp in urma, in urma strafulgerarii unei mici pete de energie.

A fost o surpriza care a zguduit stiinta din temelii, subminand preconceptiile filozofice despre existenta si lansand o noua era in cosmologie, studiul universului. Dar si mai surprinzator, in retrospectiva, este faptul ca un secret atat de profund fusese deja banuit de un matematician a carui specialitate era predictia vremii.

Alexander Friedmann

Alexander Friedmann

In urma cu un secol (mai 1922), matematicianul-meteorolog rus Alexander Friedmann a redactat o lucrare, bazata pe teoria generala a relativitatii a lui Einstein, in care descria mai multe istorii posibile ale universului. Una dintre aceste posibilitati descria expansiunea cosmica, pornind de la un punct singular. In esenta, chiar si fara a lua in considerare nicio dovada astronomica, Friedmann a anticipat teoria moderna a Big Bang-ului privind nasterea si evolutia universului.

„Noua viziune asupra universului deschisa de Friedmann”, scrie fizicianul rus Vladimir Soloviev intr-o lucrare recenta, „a devenit un fundament al cosmologiei moderne”.

Friedmann nu era foarte cunoscut la acea vreme. El absolvise in 1910 Universitatea din Sankt Petersburg, Rusia, dupa ce studiase matematica impreuna cu ceva fizica. In cadrul scolii de absolvire a investigat utilizarea matematicii in meteorologie si in dinamica atmosferica. A aplicat aceasta expertiza pentru a ajuta fortele aeriene rusesti in timpul Primului Razboi Mondial, folosind matematica pentru a prezice punctul optim de lansare a bombelor asupra tintelor inamice.

Vladimir O. Soloviev

Vladimir O. Soloviev

Dupa razboi, Friedmann a aflat despre teoria generala a relativitatii a lui Einstein, care descrie gravitatia ca o manifestare a geometriei spatiului (sau, mai exact, a spatiu-timpului). In teoria lui Einstein, masa distorsioneaza spatiul-timp, producand „curbura” spatiu-timpului, ceea ce face ca masele sa para ca se atrag reciproc.

Friedmann a fost deosebit de intrigat de lucrarea din 1917 a lui Einstein (si de o lucrare similara a lui Willem de Sitter) care aplica relativitatea generala la intregul univers. Einstein a constatat ca ecuatiile sale originale permiteau universului sa creasca sau sa se micsoreze. Dar el a considerat ca acest lucru este de neconceput, asa ca a adaugat un termen reprezentand o forta de respingere care (credea el) ar mentine constanta dimensiunea cosmosului. Einstein a ajuns la concluzia ca spatiul avea o curbura spatiala pozitiva (ca suprafata unei mingi), ceea ce implica un univers „inchis” sau finit.

Willem de Sitter si Albert Einstein

Willem de Sitter si Albert Einstein

Friedmann a acceptat noul termen, numit constanta cosmologica, dar a subliniat ca pentru diferite valori ale acestei constante, impreuna cu alte ipoteze, universul ar putea avea comportamente foarte diferite. Universul static al lui Einstein era un caz special; de asemenea, universul s-ar putea extinde la nesfarsit sau s-ar putea extinde pentru o vreme, apoi s-ar putea contracta pana la un punct si apoi ar putea incepe din nou sa se extinda.

Lucrarea lui Friedmann care descria universurile dinamice, intitulata „On the Curvature of Space” (Despre curbura spatiului), a fost acceptata pentru publicare in prestigioasa Zeitschrift für Physik la 29 iunie 1922.

Einstein a obiectat. El a scris o nota catre revista sustinand ca Friedmann a comis o eroare matematica. Dar eroarea era a lui Einstein. Ulterior, acesta a recunoscut ca matematica lui Friedmann era corecta, negand in continuare ca aceasta ar fi avut vreo valabilitate fizica.

Friedmann a insistat asupra contrariului.

El nu era doar un matematician pur, indiferent de semnificatiile fizice ale simbolurilor sale de pe hartie. Aprecierea sa profunda a relatiei dintre ecuatii si atmosfera l-a convins ca matematica insemna ceva fizic. A scris chiar o carte (The World as Space and Time„Lumea ca Spatiu si Timp” – n. red.) in care a aprofundat legatura dintre matematica geometriei spatiale si miscarea corpurilor fizice. Corpurile fizice „interpreteaza” „lumea geometrica”, a declarat el, permitandu-le oamenilor de stiinta sa testeze in care dintre diferitele lumi geometrice posibile locuiesc oamenii de fapt. Datorita legaturii fizico-matematice, a afirmat el, „devine posibil sa se determine geometria lumii prin studii experimentale ale lumii fizice”.

Asadar, atunci cand Friedmann a derivat solutii la ecuatiile lui Einstein, le-a tradus in posibilele semnificatii fizice ale universului. In functie de diversi factori, universul s-ar putea extinde dintr-un punct sau, de exemplu, dintr-o stare initiala finita, dar mai mica. Intr-un caz imaginat de el, universul a inceput sa se extinda cu o rata de decelerare, dar apoi a atins un punct de inflexiune, dupa care a inceput sa se extinda cu o viteza din ce in ce mai mare. La sfarsitul secolului al XX-lea, astronomii care masurau stralucirea supernovelor indepartate au ajuns la concluzia ca universul a urmat un astfel de curs, un soc aproape la fel de surprinzator ca si expansiunea universului in sine. Dar matematica lui Friedmann prevazuse deja o astfel de posibilitate.

Edwin Hubble

In 1929, Edwin Hubble (foto) a raportat ca galaxiile indepartate par sa se indeparteze de noi mai repede decat galaxiile din apropiere, ceea ce reprezinta o dovada importanta a faptului ca universul este in expansiune.

Fara indoiala, aprecierea profunda a lui Friedmann pentru sinergia dintre matematica abstracta si fizica concreta i-a pregatit mintea pentru a lua in considerare ideea ca universul ar putea fi in expansiune. Dar poate ca a avut parte de un ajutor suplimentar. Desi a fost primul om de stiinta care a propus in mod serios un univers in expansiune, nu a fost prima persoana. Cu aproape 75 de ani inainte de lucrarea lui Friedmann, poetul Edgar Allan Poe publicase un eseu (sau „poem in proza”) numit Eureka. In acel eseu, Poe a descris istoria universului ca fiind in expansiune, pornind de la explozia unei „particule primordiale”. Poe a descris chiar si universul ca fiind in crestere si apoi in contractie pana la un punct, exact asa cum este imaginat intr-unul dintre scenariile lui Friedmann.

Edgar Allan Poe

Edgar Allan Poe

Desi Poe studiase matematica in timpul scurtei perioade in care a fost student la West Point, nu a folosit ecuatii in Eureka, iar eseul sau nu a fost recunoscut ca o contributie la stiinta. Cel putin nu in mod direct. Se pare, totusi, ca Friedmann era un cititor pasionat, iar printre autorii sai favoriti se numarau Dostoievski si Poe. Poate ca acesta este motivul pentru care Friedmann a fost mai receptiv la un univers in expansiune decat alti oameni de stiinta din vremea sa.

Astazi, matematica lui Friedmann ramane in centrul teoriei cosmologice moderne. „Ecuatiile fundamentale pe care le-a derivat ofera inca baza teoriilor cosmologice actuale ale Big Bang-ului si ale universului in accelerare”, a notat matematicianul si istoricul israelian Ari Belenkiy intr-o lucrare din 2013. „El a introdus ideea fundamentala a cosmologiei moderne – aceea ca universul este dinamic si poate evolua in moduri diferite”.

Fiodor Dostoievski

Fiodor Dostoievski

Friedmann a subliniat ca cunostintele astronomice din vremea sa erau insuficiente pentru a dezvalui care dintre istoriile matematice posibile a fost aleasa de univers. In prezent, oamenii de stiinta dispun de mult mai multe date si au restrans posibilitatile intr-un mod care confirma previziunile matematicii lui Friedmann.

Totusi, Friedmann nu a trait pentru a vedea triumful intuitiilor sale, nici macar primele dovezi ca universul chiar se extinde. A murit in 1925, in urma febrei tifoide, la varsta de 37 de ani. Dar a murit stiind ca a descifrat un secret despre univers mai adanc decat orice alt secret banuit de orice om de stiinta inaintea lui. Dupa cum isi amintea sotia sa, ii placea sa citeze un pasaj din Dante: „Apele in care intru, nimeni inca nu le-a traversat”.

Recent Posts

Leave a Comment

Tinem legatura?

Daca doriti sa ma contactati, imi puteti trimite un mail folosind formularul de contact de mai jos.

Not readable? Change text. captcha txt
distributismguy mettan