Adrian Șonka: „Mărimea Universului este de 94 de miliarde ori 10.000 de miliarde de kilometri”

Adrian Șonka, coordonatorul Observatorului Astronomic „Amiral Vasile Urseanu' din Bucureşti, este unul dintre marii pasionați ai astronomiei, doctor în fizică, cu specializarea planetologie-asteroizi, și studiază cosmosul de mai bine de două decenii.

Membru al Astroclubului București, doctorul astrofizician Șonka a făcut mai mult de 10.000 de observații vizuale, estimări de magnitudine ale stelelor variabile, raportate la „The American Association of Variable Star Observers', a fost printre primii astronomi din lume care au descoperit o furtună de praf pe Marte, iar în 2015 a observat erupția găurii negre V404 Cygni, aflată la 8.000 de ani lumină distanță de Pământ, ceea ce consideră că a fost cel mai spectaculos eveniment astronomic la care a asistat până în prezent. Observațiile astronomice le face cu telescoapele Observatorului și cu cele de 0,38 și 0,5 metri în diametru ale Institutului Astronomic al Academiei Române, dar a folosit direct și telescopul de un metru diametru de la Pic du Midi și a operat la distanță și „gigantul INT' telescopul Isaac Newton, din Insulele Canare, care are 2,5 metri în diametru. Adrian Șonka ține cursuri de astronomie la Observator, la Fundația Calea Victoriei, scrie și face prezentări de astronomie în școli, licee sau grupurile de pasionați care vor să afle mai multe despre cosmos și este convins că observarea atentă și explorarea planificată a spațiului cosmic vor ajuta oamenii de știință să se apropie de răspunsurile la fenomenele misterioase ale Universului. Incitat de mulțimea acestor întrebări l-am invitat, fără mari speranțe că-și va găsi timp în preocupările sale științifice, la un dialog-explicație, ca de la profesor la novice, despre câteva dintre misterele pe care le ascunde încă Universul, iar domnia sa a acceptat fără ezitare, cu amabilitatea-i recunoscută.

Care este vârsta Universului, Adrian Șonka? Sunt 14 miliarde de ani după Big Bang? Putem spune că acolo este începutul timpului?
Cea mai recentă măsurare a vârstei Universului observabil, realizată în 2018, este de 13,77 miliarde de ani plus/minus 40 de milioane. Și pentru că Universul se mărește în fiecare secundă înseamnă că era mai mic în trecut. Așa s-a descoperit Big Bangul, momentul când Universul era extrem de mic și într-o stare total diferită față de cea de acum. Nu existau stele, gaze, praf, planete, nimic, doar energia vidului cuantic. Sau nici măcar asta, pentru că nu prea știm. Discuțiile despre cum era Universul la Big Bang se poartă pe un tărâm în care legile actuale ale fizicii nu erau valabile. Nu putem spune că odată cu Big Bangul a început totul pentru că s-ar putea ca acest maiestuos fenomen cosmic să fi fost un eveniment local.

Big Bang, misterul creației inițiale
Astrofizicenii sunt siguri că spațiul s-a format după așa-numitul Big Bang, înaintea căruia nu exista nimic, așa cum spunea regretatul Stephen Hawking, nici timp, nici lumină. Și apoi a existat o expansiune inexplicabilă a energiei și spațiului și s-a format acest uriaș mister – Universul. Evenimentul a avut loc în câteva secunde, după care Universul, care la început a fost o minge de foc, a început să crească și să se răcească rapid. Teoria spune că Universul a fost creat ca urmare a acestei explozii puternice. Materia și energiile erau comprimate într-un punct cu dimensiuni zero – într-un amestec omogen cu densitate, presiune și temperatură enorme – pe care oamenii de știință l-au numit singularitate cosmică și care la un moment dat a explodat, dând naștere Universului.

Dar ce a fost înainte de Big Bang, înainte de cele 14 miliarde de ani?
În cazul în care Big Bangul a fost un eveniment care a dus la apariția Universului nu putem spune ce era înainte. Întrebarea devine absurdă pentru că nu poate exista ceva înainte să existe Universul. Dacă Big Bangul a fost un fenomen local, produs doar într-o anumită regiune dintr-un Univers mai mare, atunci putem spune că înainte de el a fost tot… Universul.

Și se știe care a fost starea sa inițială? A apărut oare, așa cum susțin unii astronomi, în stări diferite?
Starea inițială este de temperatură extrem de mare și o densitate incredibilă. Noi putem calcula starea Universului, folosind toate felurile de fizică, doar până când acesta avea viața de o miliardime de secundă și o temperatură de 1000 de miliarde de grade. Într-o fracțiune de secundă, de la un Univers foarte dens starea s-a schimbat la o supă plină de particule elementare care interacționau una cu cealaltă. De abia când temperatura a scăzut până la 1 miliard de grade s-au format primele elemente.

Universul cunoscut se extinde, merge spre roșu, galaxiile se îndepărtează de noi, dar cât este el de mare?
Noi cunoaștem cât de îndepărtate sunt cele mai îndepărtate galaxii. Mai știm cu cât se mărește Universul în fiecare secundă și când combinăm informațiile aflăm cât de mult s-a mărit în timpul în care lumina celor mai îndepărtate galaxii a ajuns la noi. Astfel, am aflat că în prezent Universul are mărimea de 94 de miliarde ori 10.000 de miliarde de kilometri.

Ce este fondul cosmic de microunde? Poate fi considerat o „înregistrare' a universului timpuriu?
Aceasta este prima lumină din Univers, care ne arată cum era distribuită materia pe când acesta avea vârsta de 380 000 de ani. Materia emite lumină și fondul cosmic ne arată unde era mai multă, ceea ce ne permite să vedem primele structuri din Univers. Acolo unde fondul cosmic este mai luminos exista mai mult gaz care emitea lumină și acolo s-au format primele stele.

Mitul Universurilor multiple
În fiecare secundă, Universul nostru este împărțit în multe entități, fiecare dintre acestea continuându-și dezvoltarea. Fizicienii cuantici sunt siguri de aceasta, dar niciunul dintre ei nu poate spune cu siguranță dacă multiversul există cu adevărat.

Se spune ca universul este forțat să se repete. Ce înseamnă asta, că trăim într-un multivers? Vă puteți întâlni să zicem, cu un alt Adrian Șonka, sau este doar o ipoteză SF?
Universul nu este forțat să se repete, nimeni nu a spus asta. Poate, dacă expansiunea se oprește și începe micșorarea Universului vom ajunge
la starea în care se afla la Big Bang. Nu știm sigur, în prezent datele arată că Universul se va mări la infinit. Teoria multiversului nu este tratată în știință, fiind o fantasmagorie. La fel și orice poveste care provine din ea.

Dar în teoria cuantică timpul este considerat o altă dimensiune a spaţiului și se înlătură distincţia dintre timp şi spaţiu. Acesta să fie rezolvarea misterului creației?
Mecanica cuantică nu poate fi folosită la explicarea Universului în mare. Nicio știință nu încearcă să rezolve misterul creației pentru că acesta nu este luat în considerare în știință. Creația se studiază în alt domeniu.

Misterul apariției Lunii
Trăind pe Terra, știm, măcar aproximativ, cum se întâmplă totul aici, dar restul planetelor sistemului solar și, în plus, în afara lui, ascund în continuare multe mistere. Nu se poate explica încă modul în care planetele stâncoase s-au format din gaz și praf, nu este clar de ce ziua de pe Venus durează aproape un an, cum se face că Saturn ar putea pluti pe apă, sau de ce Luna se apropie de Pământ cu 3,8 centimetri pe an și unde se va sfârși această apropiere, la fel cum este inexplicabilă încă existența unei „galaxii pătrate', situată la 70 de milioane de ani lumină de Calea Lactee, un obiect neobișnuit pentru spațiul cosmic ce arată ca un smarald tăiat, contrar tuturor legilor Universului… Uneori oamenii de știință reușesc să rezolve aceste enigme, alteori însă caută mulți ani răspunsuri fără să le găsească. În sistemul nostru solar existența planetei Neptun a fost calculată folosind matematica, iar Uranus a fost multă vreme considerat o stea. Apoi, Pluto, descoperit în 1930, a făcut inițial parte din planete. Dar, în 2006, cercetătorii de știință au decis săo considere o planetă pitică, astfel că numărul total de planete din sistemul solar este oficial de opt. Prima planetă din afara sistemului solar a fost descoperită abia în 1999, iar în 2008 s-a descoperit și prima exoplanetă (planete care orbitează în jurul unei alte stele decât Soarele sau se mișcă liber prin galaxie și care sunt dificil de descoperit deoarece se află la distanțe imense și nu dispun de lumină proprie) situată la 33 de ani lumină de Pământ.
În ultimii ani, astronomii au reușit să confirme existența a peste 1850 de exoplanete în 1.160 de sisteme planetare, dintre care 470 au mai multe planete.

De la formarea sistemului solar au trecut 100 milioane de ani până să apară Luna, dar cum s-a format ea?
Nu știm exact cum s-a format Luna, însă avem câteva idei, pe care din păcate nu le putem verifica. Sigur a avut loc o ciocnire între o protoplanetă cu Pământul de acum 4,5 miliarde de ani, dar ce a urmat nu poate fi simulat și verificat. Poate că Pământul a avut un inel, poate că a avut sateliți din rocă lichidă care s-au coagulat pe orbită sau poate că s-a format de la început corpul care a devenit Luna. Formarea Lunii este un subiect pierdut în negura timpului.

Și de ce Venus nu are niciun satelit?
Lipsa unui satelit este cea mai mică problemă a lui Venus. Planeta se rotește foarte lent, durata unei zile fiind de 244 de ori mai mare decât cea de pe Pământ. Acolo este noapte timp de 58 de zile terestre, iar ziua durează la fel de mult. În plus, Venus se rotește invers față de restul planetelor. Toate aceste date ne arată că planeta a pățit ceva în trecut, posibil o ciocnire cu un corp imens, cândva imediat după formarea ei. Orice satelit pe care l-ar fi avut nu ar fi putut rămâne în preajma planetei în urma unui asemenea cataclism.

Povestea vieții pe Terra
Planeta noastră a fost locuită cu mult înainte ca omul să apară, ființele vii apărând acum 3,8 miliarde de ani, la șapte sute de ani de la formarea Pă-mântului. Unii dintre oamenii de știință sugerează că, la 15 milioane de ani după Big Bang, a existat viață pe toate corpurile cerești care orbitau Soarele. Există multe corpuri cerești unice în spațiul infinit, dar printre toate acestea doar Pământul are condiții potrivite vieții? Oamenii de știință cred că un climat temperat, o atmosferă oxigenată și apa nu sunt doar apanajul unic la Terrei. Există o mare probabilitate ca undeva în spațiul cosmic să existe un „geamăn' al planetei noastre. Dar, în acest moment, acestea sunt doar presupuneri.

Viața a apărut pe Terra sau a fost adusă aici de un meteorit de pe Marte, cum sună una dintre teorii?
Nu doar viața, ci și apa ar putea fi adusă pe Pământ de asteroizi sau comete. A existat un moment în timp când suprafața planetei noastre era un ocean de lavă. Atunci nu ar fi putut exista apă sub nicio formă și, bineînțeles, nici viață. A fost nevoie de milioane de ani ca suprafața să se întărească, dar și atunci Pământul era o planetă aridă și fără viață. Acum apare întrebarea cum de avem apă pe planetă și răspunsul se poate găsi pe corpurile care se aflau în frigul din spațiul cosmic. Pe ele se aflau cantități imense de gheață și dacă au căzut pe Pământ au adus apă cu ele. Apa care se află pe planeta noastră se aseamănă foarte bine cu cea care a fost găsită de sondele spațiale pe asteroizi, deci aceștia ar fi sursa apelor terestre. Marte nu are nicio legătură cu apa de pe Pământ. Și pentru că viața e strâns legată de apă, povestea apei este cea a vieții.

Nu suntem singuri în Univers
Undeva în Univers poate există și alte planete locuite… În 2005 a fost descoperită o exoplanetă, aproape similară ca dimensiune și masă cu Jupiter, care este albastră ca și Terra… Carl Sagan și astrofizicianul Frank Drake au creat o ecuație pentru a calcula câtă viață inteligentă există în Univers și au estimat că trebuie să existe încă peste șase miliarde de planete care au viață inteligentă… Suntem sau nu singuri în Univers? Există civilizații extraterestre care ne urmăresc viața? Nu a fost încă posibilă respingerea acestei ipoteze, dar nici nu a fost confirmată.

Se pare că, în afara Pământului, nu există viață inteligentă, pe o distanţă de câteva sute de ani lumină. De fapt, avem dovezi că există viață în altă parte? Ce a concluzionat proiectul SETI, suntem singuri în Univers?
Concluzia este că nu știm dacă există viață extraterestră. Toate datele pe care le avem nu ne permit să tragem concluzii cu privire la existența vieții în Univers: nici să confirmăm, nici să infirmăm. Este de menționat faptul că observațiile pe care le facem pentru a descoperi viață nu sunt în număr mare și, practic, nu căutăm cu adevărat viață. Telescoapele noastre nu sunt foarte puternice și nu putem în prezent vedea bine alte planete și nici măcar să vedem ce fel de atmosferă au. Avem speranțe de la noul telescop spațial, care ne va permite să vedem cum este cu adevărat pe planetele care se rotesc în jurul altor stele și dacă sunt sau nu propice existenței vieții.

Găurile negre, monștrii gravitaționali
Poate cel mai teribil și mai ciudat fenomen din univers sunt găurile negre. Acesta este numele regiunii spațiu-timp, cu o atracție gravitațională enormă pe care, în mod ciudat, niciun obiect nu o poate părăsi. Se ascund în miezurile galaxiilor, înghițind milioane de stele și sunt atât de grele, încât deformează spațiul și timpul și se crede că sunt stele dispărute cu densitate mare. O substanță întunecată care poate absorbi tot ce se află în calea sa nu poate fi observată, iar existența lor a fost intuită abia în 1967, datorită astrofizicianului John Wheeler. În inima Căii Lactee a fost descoperită o gaură neagră uriașă, de milioane de ori mai mare decât Soarele, care se știe că posedă o forță gravita-țională nebună și este capabilă să „înghită' atât lumina, cât și timpul. Enigmaticele găuri negre păstrează în continuare deschise întrebările despre apariția, compoziția și mișcarea lor în spațiul cosmic.

În centrul Căii Lactee se află un „monstru gravitațional , o gaură neagră? Cum știu astronomii unde este o gaură neagră dacă ea este cel mai dens obiect din Universul cunoscut și nu poate fi văzută?
Nu putem vedea o gaură neagră pentru că nu emite lumină, dar putem vedea cum se rotesc stelele în jurul lor. Așa numitele „sisteme binare cu emisie de raze-X' ne-au permis observarea indirectă a găurilor negre după cât de repede se mișcă stelele. Vedem cum stelele din centrul galaxiei noastre se rotesc în jurul unui obiect care nu emite lumină, dar conține materie cât pentru milioane de stele ca Soarele. În plus, deseori vedem cum gazul care se rotește în jurul unei găuri negre se încălzește și emite lumină cât o stea. În toate aceste moduri detectăm găuri negre, obiecte care nu se văd direct, ci prin efectele pe care le au asupra stelelor și a norilor de gaz.

Găurile negre sunt „ucigașii universului' sau e un mit al literaturii SF?
Există multe romane SF în care găurile negre devin casa unor civilizații, așa că sintagma de „ucigașii universului' nu se potrivește. Astronomii văd stele care se rotesc în jurul găurilor negre, semn că dacă stai departe nu pățești nimic. Chiar teoria și calculele ne arată că poți orbita în siguranță o gaură neagră cât timp nu te apropii de o anumită limită.

Enigma energiei întunecate
Ceea ce astrofizicienii numesc „materie întunecată' reprezintă aproximativ 23% din univers și este invizibilă. Este o formă ipotetică de materie fără radiații electro-magnetice, iar tot ceea ce este vizibil – planete, stele, comete, asteroizi, praf, gaze și particule – este doar 4% din Univers. De ani întregi astronomii încearcă să vadă „materia întunecată' cu uriașele lor telescoape, dar până acum au eșuat. În plus, există acolo, în Univers, și o formă de energie numită, la fel, „întunecată', care ocupă 73% din spațiul cosmic, contracarează gravitaţia şi se pare că face Universul să se extindă mai repede, îndepărtând galaxiile una de alta la viteze uriașe. Ce se va întâmpla însă când forța „energiei întunecate' va depăși gravitația? Va declanșa o reacție în lanț ce va duce la „marea ruptură', separând stelele de planete și destrămând țesătura particulelor din Univers?

Ce este deci, materia întunecată? 4% este materie barionică, dar cei 96% care nu pot fi detectați ce sunt?
Materia barionică este materia din care sunt compuse stelele, nebuloasele, planetele, oamenii și tot ce se înrudește cu ele. Materia întunecată este compusă din materie transparentă la lumină, dar care are gravitație și se găsește de obicei în jurul galaxiilor. Cea mai mare parte a gravitației din Univers este dată de materia barionică și întunecată, dar există și un fel de energie care lucrează împotriva gravitației, cu o forță mult mai mare. Aceasta este energia întunecată, care nu știm ce este. Universul este în expansiune accelerată din cauza acestei energii, care se pare că a început să acționeze la câteva miliarde de ani după Big Bang.

Luminile din adâncul spațiului
Gravitația este forța care asigură interacțiunea dintre toate corpurile materiale de pe Terra și din Univers. Gravitația face stelele să ardă și ține planetele apropiate căci este cea care formează orbitele. Sursa acestei forțe colosale însă rămâne un mister absolut, o ipoteză a unora dintre oamenii de știință, considerând că responsabile de gravitație sunt o serie de particule numite „gravitoni', care însă nu pot fi, deocamdată, detectate. Unicitatea fiecărei particule și existența proceselor în Univers, prezența găurilor negre, galaxiilor, stelelor și planetelor, fiecare cu proprietăți singulare sau apariția vieții pe Pământ, toate sunt legate de această forță misterioasă și ascund, la rândul lor, enigme pe care încercăm să le descoperim și să le înțelegem. Creăm noi modalități și tehnologii pentru a ne apropia de rezolvarea misterelor, dar descoperirile oamenilor de știință și dezvoltarea științei nasc la rândul lor noi paradoxuri și teritorii misterioase, căci legile naturii pe care încercăm să le înțelegem doar întredeschid vălul secretelor Universului.

De ce explodează stelele? Cum apare o supernovă? Dar o hipernovă? Ce este o supernovă IA?
La rafala de întrebări de mai sus se poate răspunde cu greu în mai puțin de 100 de rânduri. Stelele implodează atunci când li se termină combustibilul, însă nu se pot micșora la nesfârșit și la un moment dat o parte din materia din care sunt compuse este aruncată în spațiu cu viteză mare. Aceasta este explicația exploziilor stelare, a super-novelor și a hipernovelor. Există stele care pierd gaz înspre o stea în jurul cărora se rotesc. Uneori, gazul se încălzește și emite brusc lumină, ca o stea. Acestea sunt supernovele de tip I, folosite de astronomi pentru a măsura distanțele până la galaxii.

Dar stelele au un parcurs al vieții, asemenea oamenilor? Evoluează? Cum ajunge o stea de la copilărie la adolescență și la viața adultă, apoi la o gigantă roșie și o pitică albă?
Stelele nu au viață, nu sunt oameni, ci aparate de făcut lumină. Ele se formează, încep să emită lumină atunci când se ating minim 7.000.000 de grade în nucleu și funcționează mai mult sau mai puțin cât timp au combustibil. După terminarea acestuia, în funcție de masa lor, se transformă în alte tipuri de stele, care nu mai emit lumină pe bază de combustibil. Totul depinde de cât de mult hidrogen au la dispoziție. Stelele care au mai mult trăiesc mai puțin și cele care au mai puțin trăiesc mai mult, asta este „viața' stelelor.

De ce unele dintre stelele moarte sunt numite stele neutronice?

Stelele se micșorează brusc atunci când sunt foarte masive și li se termină combustibilul. În acel moment, atomii din care sunt compuse se descompun la rândul lor în elemente și mai mici, printre care și neutroni. O stea neutronică este o gaură neagră ratată, o stea foarte fierbinte, cu suprafață solidă, de numai câteva zeci de kilometri în diametru și de care
scapi aproape la fel de greu ca de o gaură neagră.

Dar „roiurile Deep Sky' ce sunt?
Nu există roiuri Deep Sky. Există roiuri stelare, care sunt grupuri de stele ce s-au format din aceeași nebuloasă și, în primele câteva zeci de milioane de ani, călătoresc împreună prin spațiu. Acestea sunt roiuri deschise, care conțin doar până în mii de stele. Există și roiuri mai bogate, un fel de mici galaxii pitice, care se află în afara galaxiilor mari. Obiectele Deep Sky nu există fizic. Denumirea se folosește pentru orice obiect care nu este stea și se află mai departe de marginile sistemului solar.

Ce este limita Chandrasekhar?
Aceasta este o limită a maselor anumitor cadavre stelare. Dacă masa este depășită, steaua începe să se micșoreze. Dacă nu, steaua rămâne să emită lumină zeci de miliarde de ani. Limita asta este depășită în cazul obiectelor care fac parte din sistemele binare care produc supernove de tip 1a.

Cum se explică pulsarea stelelor cefeide, variabile, din Norii lui Magellan? Aceștia sunt pulsarii? „Valva lui Eddington' este o teorie care explică pulsarea acestora, similar cu a unui motor termic. Este acceptată sau este, încă, controversată?
Stelele cefeide nu sunt pulsari, ci stele care se măresc și se micșorează periodic. Pulsația lor se referă la strălucire, care se mărește când steaua se micșorează și invers. Cefeidele au fost descoperite acum sute de ani și sunt mereu căutate în alte galaxii pentru că perioada
de variație depinde de mărimea lor și este foarte bine cunoscută. Astfel se poate determina mărimea din perioadă și se poate estima distanța până la ele. Termenii tehnici precum „Valva lui Eddington' nu merită explicați. Modul în care variază mărimea acestor stele este bine cunoscut și la fel și motivele variației. Cefeidele nu reprezintă un mister.

Ce este praful interstelar și ce rol are acesta în Univers?
Praful interstelar este compus din cenușa formată la fuziunea nucleară. Se întâlnește peste tot și nu putem spune că are un rol anume. Practic, praful strică observațiile astronomice prin faptul că înroșește stelele. Dacă nu știi că există praf între tine și o stea pe care o observi poți crede că steaua este altfel. Praful interstelar emite lumină pentru că este încălzit de lumina tuturor stelelor din galaxie. Dacă se găsește într-un loc în care se formează stele, praful va putea fi înglobat de planetele și asteroizii care se vor forma în posibilele sisteme solare de acolo.

foto: arhiva personala

Citeste și:

Mira Loghin: „Copiii ne trag de mână și ne fac atenți că prezentul este acum și aici'

Carmen Tiderle: „Wow, ești vie și totuși scrii? Scriitorii nu parcă erau toți morți?!'

Urmăreşte cel mai nou VIDEO incărcat pe avantaje.ro
Recomandari
Publicitate
substantial.ro
Libertatea
CSID
Descopera.ro
Life.ro
Retete
Baby
VIVA!
ELLE
Diva Hair
Sfatul parintilor
TV Mania
Shtiu.ro
Mai multe din Interviurile Avantaje