Acest film vă invită la călătorie...
...o călătorie în timp şi spaţiu.
Vreau să vă spun povestea unui instrument care a schimbat totalmente imaginea cerului,
ameliorând cunoaşterea oamenilor despre Univers,
prin facilitarea accesului spre limitele spaţiului şi timpului.
ESA PREZINTĂ
Hubble – 15 ani de descoperiri ştiinţifice
ISTORIA TELESCOPULUI SPAŢIAL HUBBLE
Noaptea, pe cer, putem vedea stelele licărind.
Această lumină a călătorit pe distanţe de neimaginat înainte de a ajunge la noi.
Dar stelele, aceste surse de lumină, nu licăresc...
Universul este prin excelenţă transparent.
Lumina, venită de la stele sau de la galaxii îndepărtate, poate călători fără a fi perturbată, timp de mii,
milioane sau chiar miliarde de ani.
Doar cu câteva microsecunde înainte ca lumina de la astre să ne impresioneze retina,
imaginea acestor stele şi galaxii se schimbă.
Atunci când lumina traversează atmosfera, învelişul gazos al Pământului, aerul,
vaporii de apă şi praful atmosferic, vor conduce la formarea unor imagini deteriorate.
Acesta este principalul motiv pentru care astronomii îşi imaginau, de mulţi ani, un observator astronomic în spaţiul extra-atmosferic.
În anul 1923, Hermann Oberth, inginer german de origine română, părintele rachetelor moderne, a imaginat plasarea unui telescop în spaţiul extra-atmosferic.
Cu toate acestea, au fost necesare mai multe decenii până ca avansul tehnologic să permită realizarea acestui vis.
În anul 1946, cercetătorul american Lyman Spitzer propune un proiect realizabil de telescop spaţial.
În spaţiul extra-atmosferic, un telescop trebuie să fie capabil să detecteze lumina stelelor neperturbată,
galaxiilor şi altor obiecte cereşti, înainte ca aceasta să fie influenţată de aerul pe care-l respirăm.
Rezultatul este o imagine mult mai clară ca aceea observată chiar de către cele mai mari telescoape de la sol;
calitatea acestei imagini este limitată doar de calitatea opticii telescopului.
În anii 1970, NASA - Agenţia Naţională Americană pentru Aeronautică şi Spaţiu – şi ESA
– Agenţia Spaţială Europeană – au început să lucreze la ceea ce va deveni ulterior telescopul spaţial Hubble.
Acest nume a fost dat în onoarea cercetatorului Edwin Powell Hubble - unul din fondatorii cosmologiei moderne -
care, în anii 1920, a demonstrat că o parte din aştrii observaţi nu aparţin Căii Lactee.
Cosmosul este mult mai întins.
Cercetările lui Edwin Hubble au schimbat radical percepţia şi poziţia omului în Univers iar alegerea
numelui acestuia pentru denumirea telescopului spaţial se dovedeşte a fi una judicioasă.
Au fost necesare două decenii de muncă în comun a cercetătorilor,
inginerilor şi industriilor din diverse ţări, înainte să se construiască telescopul Hubble.
La 24 aprilie 1990, cei cinci astronauţi aflaţi la bordul navetei spaţiale Discovery
au început zborul care a schimbat definitiv imaginea noastră despre Univers!
Ei au pus în orbită, la 600 km altitudine, mult-aşteptatul telescop spaţial.
Pe Pământ, astronomii aşteptau nerăbdători primele lui rezultate.
În mai puţin de două luni, testele au evidenţiat că imaginile obţinute cu telescopul Hubble nu sunt de calitate.
Oglinda acestuia avea probleme serioase...
Un defect de formă al oglinzii împiedica telescopul spaţial să obţină imagini clare.
Partea externă a oglinzii era mai plată (cu doar a 50-a parte din diametrul unui fir de păr) faţă de curbura calculată.
Pentru a-şi îndeplini misunea, telescopul Hubble trebuie să fie perfect în cele mai mici detalii...
Decepţia era aproape insuportabilă, nu numai pentru astronomi,
dar deopotrivă pentru contribuabilii americani şi europeni.
Cu toate acestea, în anii următori,
cercetătorii şi inginerii de la NASA şi de la ESA
au lucrat împreună pentru un dispozitiv, numit COSTAR,
acronimul englezesc al corectorului optic necesar ameliorării performanţelor telescopului.
Responsabilii telescopului Hubble au fost puşi în situaţia de a lua decizii:
ce instrument ştiinţific instalat pe telescopul spaţial trebuie înlocuit,
pentru a lasa locul noului dispozitiv?
Decizia a fost de a suprima fotometrul cu achiziţie rapidă.
Prima misiune de întreţinere a telescopului Hubble a avut loc în 1993,
şi a ramas în memoria colectivă ca un exemplu de muncă exemplară în zborurile spaţiale cu echipaj uman.
Ea a fost urmarită cu atenţie neegalată vreodată de o misiune spaţială cu echipaj uman,
deopotrivă de astronomi şi de public.
Planificată şi executată cu măiestrie, misiunea a fost un succes total.
COSTAR a putut corecta nesperat de bine imaginile obţinute de telescopul Hubble.
Atunci când primele imagini de după reparaţie au apărut pe ecranele calculatoarelor,
s-a văzut imediat eficacitatea intervenţiei astronauţilor. Elementele optice noi introduse,
au corectat integral vederea telescopului Hubble. Hubble a devenit, în sfârşit, operaţional!
Acesta nu a fost decât începutul unei serii lungi de vizite de întreţinere a telescopului spaţial.
Telescopul a fost conceput pentru a putea fi întreţinut şi ameliorat.
Când noile instrumente ştiinţifice, componentele electrice sau mecanice, sunt disponibile, ele pot înlocui vechile subansamble.
În plus, asemănător unui autoturism, din când în când, telescopul Hubble are nevoie de reparaţii.
Inginerii şi cercetătorii au trimis naveta spaţială spre Hubble în mod regulat, pentru ca astronauţii să îl poată întreţine,
repara, cu ajutorul cheilor şi şurubelniţelor asemănătoare celor utilizate de mecanicii auto.
Până în prezent au fost efectuate patru misiuni de întreţinere a telescopului – în 1993, 1997, 1999 şi 2002 – de către cosmonauţi,
ce au călătorit cu naveta spaţială NASA.– Cea de-a 5-a misiune, planificată pentru anul 2005,
a fost anulată datorită accidentului tragic al navetei spaţiale Columbia.
Viitorul telescopului spaţial Hubble este nesigur.
Hubble a fost proiectat pentru a funcţiona timp de 15 ani, dar starea lui duce la concluzia că poate funcţiona încă 5 ani.
Telescopul spaţial continuă să producă rezultate surprinzătoare, necunoscute încă până acum.
Cu siguranţă însă, misiunea lui se va sfârşi.
O sondă spaţială automată va acosta la telescopul Hubble.
Atunci când sonda spaţială se va detaşa de telescop, ea va lăsa în urmă un modul
conţinând o rachetă, ce va permite, după câţiva ani,
controlul căderii lui Hubble prin atmosfera terestră,
cel mai probabil în ocean.
Cu toate acestea, sfârşitul telescopului spaţial Hubble nu înseamnă sfârşitul acestui mod de observaţie.
Dimpotrivă, el va marca începutul unei noi ere,
de observaţii şi imagini incredibile obţinute din spaţiul extra-atmosferic.
Această epocă va fi aceea a succesorului telescopului Hubble.
Telescopul spaţial James Webb este actualmente un proiect, dar va fi lansat în jurul anului 2011.
Oamenii de ştiinţă care vor utiliza
telescopul spaţial James Webb speră să descopere
şi să înţeleagă diverse aspecte înca neexplorate ale acestui fascinant Univers.
PRIM PLAN AL TELESCOPULUI HUBBLE
Hubble este un telescop spaţial care orbitează în jurul Pământului, la aproximativ 600 km de sol,
departe de atmosfera terestră, ce distorsionează imaginile astronomice.
El efectuează o rotaţie completă în jurul Pământului în 97 minute.
Telescopul Hubble a fost conceput pentru a înregistra imagini de mare rezoluţie şi spectre de mare calitate, concentrând lumina provenită de la stele.
Aceste imagini de calitate nu pot fi obţinute de la sol, deoarece atmosfera terestră intervine asupra luminii, deteriorând imaginile obţinute.
În scopul obţinerii a cât mai multă lumină de la obiectele mai puţin luminoase studiate,
un telescop trebuie să aibă o oglindă cât mai mare cu putinţă.
Chiar dacă oglinda principală a telescopului Hubble are diametrul de "numai" 2,4 metri,
calitatea imaginilor obţinute este comparabilă cu aceea a telescoapelor construite la sol care au oglinzi de 10 până la 20 ori mai mari.
Hubble este un satelit artificial mare,
de aproximativ 16 metri lungime, de dimensiunile unui autocar.
El este compus din subansamble conţinând tehnologii foarte complicate.
Telescopul conţine peste 3000 senzori şi detectori care transmit în permanenţă
echipei tehnice de la sol, date despre starea şi modul lui de funcţionare.
Timpul de observaţie cu telescopul Hubble este foarte preţios.
Astronomii din lumea întreagă fac cereri de observaţii, iar cererile lor depăşesc cu mult timpul de funcţionare al telescopului.
Funcţionarea în regim continuu a telescopului spaţial nu este un lucru simplu pentru echipa tehnică.
Nici o secundă nu trebuie pierdută, iar etapele de observaţie şi manipulare,
cum ar fi schimbarea poziţiei telescopului sau transferul programului de observaţii, trebuie planificate judicios.
Pentru astronomi, partea cea mai importantă a telescopului Hubble o constituie instrumentele ştiinţifice de la bord.
Instrumentele astronomice îmbarcate pot fi clasate în două categorii.
Unele instrumente sunt optimizate pentru a achiziţiona cele mai bune imagini,
celelalte instrumente descompun lumina astrelor pentru a forma un spectru foarte asemănător curcubeului.
Amplasarea telescopului Hubble în spaţiul extra-atmosferic permite acestuia să observe radiaţia în infraroşu şi ultraviolet
domenii ale spectrului astrelor ce nu pot fi observate totdeauna de la sol, din cauza absorbţiei atmosferei terestre.
Aceste tipuri de radiaţie pun în evidenţă diverse proprietăţi ale obiectelor cereşti care altfel ar rămâne ascunse cunoaşterii.
Anumite instrumente, cum este ACS – camera pentru observaţii panoramice – sunt optimizate pentru observaţiile în domeniul vizibil şi ultraviolet,
alte instrumente, cum este NICMOS – în acelaşi timp cameră şi spectrograf în infraroşu – sunt optimizate pentru observaţiile în infraroşu.
Funcţionarea telescopului Hubble depinde de diverse componente mecanice şi electrice.
Energia ce permite funcţionarea telescopului Hubble provine de la panourile solare laterale, ce transformă lumina solară în electricitate.
Giroscoapele şi alte subansamble menţin telescopul stabil, pe toată durata observaţiei, în direcţia stabilită,
dar niciodată prea aproape de direcţia Soarelui, a Pământului sau a Lunii, care pot distruge elementele fotosensibile ale detectorilor.
Obiectul astronomic studiat poate fi observat în mod continuu, timp de mai multe ore, fără a se ajusta poziţia telescopului.
Telescopul Hubble este dotat de mai multe antene de comunicaţie situate lateral,
necesare transmiterii de observaţii şi alte date spre Pământ.
El trimite datele unui satelit din constelaţia de urmărire şi re-transmisie de date,
care ulterior va transmite datele de observaţie la staţia White Sands situată în New Mexico.
Ulterior, observaţiile sunt trimise de la NASA-Statele Unite spre Europa-Munchen, unde sunt stocate şi arhivate.
Un astfel de proiect ar fi imposibil pentru o singură naţiune.
Telescopul Hubble este, de la început, rezultatul unei colaborări între NASA
şi ESA, Agenţia Spaţială Europeană.
Hubble este foarte important pentru astronomia europeană.
15% din timpul de observaţie cu telescopul Hubble este garantat pentru astronomii europeni,
ceea ce a permis publicarea a mii de articole ştiinţifice bazate pe aceste observaţii.
Două grupuri de specialişti europeni lucrează pentru telescopul Hubble:
15 persoane de la ESO (Observatorul European din Emisfera Sudică) lucrează la STSCI (Institutul Stiinţific al Telescopului Spaţial) în Statele Unite,
şi 20 persoane sunt organizate la Centrul European al Telescopului Spaţial, Munchen, Germania.
POVESTEA PLANETELOR
În Cosmos nu putem defini frontiere.
În acest vast Univers, cele mai apropiate obiecte sunt cele din Sistemul Solar.
Omenirea are origine şi destin comun cu ele...
Sistemul nostru solar s-a format acum 4,5 miliarde de ani dintr-un enorm nor de gaz şi praf.
Pare curios, dar originile formării lui pot fi atribuite energiei termonucleare,
provenite de la o stea, care a explodat în vecinătatea acestui nor de gaz....
Explozia devastatoare a stelei a putut strica echilibrul fragil din norul de gaz şi praf original,
şi a provocat acumularea materiei spre centru, dând naştere unei noi stele, Soarele.
Un mic procent de materie o regăsim actualmente în diversele planete ce orbitează în jurul Soarelui.
Cu alte cuvinte, noi suntem resturile rămase din formarea Soarelui.
Planetele s-au format în discul de praf şi gaz în rotaţie, rămas în urma procesului de formare a stelei noastre, Soarele.
Planetele telurice s-au format în partea interioară a Sistemului Solar
în timp ce planetele mari, gazoase, misterioase, s-au format la periferie.
Iar atunci când vântul solar (sau poate fluxul de particule energetice de la stelele vecine sau de la o supernovă),
compus din atomi, începe să-şi facă simţită prezenţa, curăţind sistemul planetar de praful şi gazul rămas neacretat,
doar planetele mari, cu un câmp gravitaţional suficient, au putut să-şi păstreze învelişul gazos.
Astfel, corpurile cereşti din Sistemul Solar interior sunt compuse din roci...
...iar Sistemul Solar exterior este format din planete gazoase gigante.
Actualmente nu ştim exact câtă materie sau câte planete există în Sistemul Solar...
De la desoperirea lui Pluton, în anii 1930, urmată de descoperirea satelitului său, Caron, în anii 1970,
astronomii încearcă să înţeleagă dacă există corpuri cereşti masive dincolo de cea de-a 9-a planetă.
În anul 2003, în imaginile obţinute de telescopul spaţial Hubble, s-a putut detecta un punct luminos ce se deplasa
în raport cu stelele din campul imaginii; imaginea putea fi a unui obiect al Sistemului Solar.
Calculele astronomilor au dus la concluzia că ar putea fi un obiect de dimensiunile unei planete; aceasta a fost numită planeta Sedna, dupa numele unei zeităţi.
Sedna ar putea avea un diametru de 1500 km, trei sferturi din dimensiunea lui Pluton,
dar ea este atât de departe încât telescopul spaţial de-abia o poate vedea.
Cu toate acestea, este unul dintre obiectele de mari dimensiuni descoperite în Sistemul Solar, dincolo de Pluton.
Sedna se roteşte pe o orbită, la 15 miliarde de km de Soare
– de 100 de ori distanţa Soare-Pământ –
şi emite lumină şi căldura Lunii pline.
Sedna pare pierdută într-o iarna mohorâtă şi eternă...
Sedna nu este singurul obiect misterios.
Resturile formării plantelor se regăsesc în continuare în Sistemul Solar,
sub aspectul asteroizilor şi cometelor de diverse forme şi dimensiuni.
Câteodată, traiectoriile lor în jurul Soarelui pot fi catastrofice...
Telescopul Hubble a urmărit ultimele momente ale cometei Shoemaker-Levy 9…
Nucleul ei s-a rupt, sub influenţa câmpului gravitaţional produs de planeta Jupiter, atunci când cometa a trecut, în 1992, prin vecinătatea ei.
Doi ani mai târziu, fragmentele de nucleu au intrat din nou sub influenţa gravitaţiei planetei Jupiter, de data aceasta fiind antrenate spre atmosfera ei.
Telescopul spaţial a urmărit fragmentele cometei în ultima lor călătorie şi a înregistrat imagini de mare calitate ale cicatricilor lăsate de ciocnire.
Dimensiunile acestor echimoze depăşesc diametrul Pământului...
Sonde spaţiale, echipate cu instrumente sofisticate, sunt trimise în mod regulat spre planetele Sistemului Solar.
Ele permit explorarea detaliată a acestor locuri îndepărtate.
Telescopul Hubble a permis, în mod diferit, o nouă viziune asupra Sistemului Solar.
Astfel, deţinem imagini de mare calitate ale furtunilor pe alte planete,
...schimbările de anotimp
...şi imagini unice ale unor evenimente atmosferice, cum ar fi aurorele,
cunoscute pe Pământ sub numele de aurore boreale sau australe.
Chiar dacă Sistemul Solar continuă să ne ofere numeroase surprize,
telescopul Hubble studiază şi alte stele, pentru descoperirea altor sisteme planetare.
Astronomii au început căutarea vieţii în alte locuri din Univers.
Pentru început, ei studiază stelele care ar putea avea planete asemănătoare Pământului.
În anul 2001, telescopul spaţial Hubble a detectat în mod direct, în premieră,
prezenţa unei atmosfere în jurul unei planete extra-solare şi a putut estima o parte din compoziţia acestei atmosfere.
Măsurarea componentelor atmosferelor planetelor extra-solare ne va permite în viitor
găsirea mărturiilor ce atestă prezenţa vieţii în altă parte decât pe Pământ.
Toate fiinţele respiră, iar acest fapt duce la schimbarea compoziţiei atmosferice, permiţând detectarea acestei schimbări.
Astronomii anticipează că există mai multe sisteme planetare similare cu al nostru,
planete care orbitează în jurul altor stele din Galaxia noastră.
Naşterea, viaţa, moartea şi renaşterea stelelor continuă la nesfârşit, ciclu în cursul căruia stelele,
formate din gaz şi praf, strălucind timp de milioane şi miliarde de ani,
mor şi redevin praf, care va servi la formarea de noi stele.
Produsul secundar al acestui proces sunt planetele şi elementele chimice care fac posibilă apariţia vieţii.
În imensitatea spaţiului, fluxul şi refluxul etern al vieţii continuă...
VIAŢA STELELOR
Soarele nostru, această sursă vitală de energie pentru viaţa pe Pamânt, este o stea.
O stea absolut obişnuită,
la fel ca miliarde de alte stele pe care le putem găsi la marginea unei alte Galaxii.
O stea nu este nimic altceva decât o sferă gazoasă, incandescentă.
Ea se naşte dintr-un nor compact de gaz şi emite energie în mod uniform, de-a lungul vieţii,
într-un lanţ continuu de reacţii nucleare, ce au loc în interiorul ei.
În majoritatea stelelor, atomii de hidrogen se unesc pentru a forma heliu, într-un proces numit fuziune nucleară
- acelaşi proces care eliberează energia devastatoare a bombei cu hidrogen.
De fapt, stelele sunt fabrici nucleare ce convertesc elementele uşoare în elemente grele, de-a lungul unor reacţii de fuziune nucleară.
Ele vor străluci până când îşi vor termina "combustibilul".
Aceasta este viaţa unei stele: un început liniştit şi o evoluţie progresivă, urmată uneori de un sfârşit violent.
Dar, cum putem fi siguri de acest scenariu, când o stea precum Soarele nostru are o viaţă de câteva sute de milioane de ori mai lungă decât omul?
Pentru a studia ciclul vieţii unui organism oarecare pe Pământ
nu trebuie să urmărim întreaga viaţă a specimenului respectiv.
Alternativ, putem observa mai multe organisme deodată.
Aceasta ne va arăta toate fazele ciclului vieţii specimenului respectiv.
De exemplu, fiecare etapă a vieţii unui om reprezintă o fotografie a experienţei umane.
Acelaşi lucru se întâmplă şi cu stelele...
Stelele trăiesc şi mor după milioane sau chiar miliarde de ani.
Chiar şi cele mai neobişnuite stele trăiesc cel puţin un milion de ani
– mai mult decât întreaga istorie a omenirii!
Din această cauză, este extrem de greu să putem studia schimbările legate de evoluţia stelelor.
Pentru a ştii mai mult despre stele
trebuie să studiem diferite stele aflate în diferite momente de evoluţie
şi să asamblăm întregul ciclu de la naştere până la moarte.
Imaginile extraordinare obţinute de Hubble au descris în culori naşterea tumultuoasă a stelelor
în multe fotografii uimitoare.
Naşterea stelelor, în "maternităţi" stelare apropiate de noi, poate fi folosită ca o maşină a timpului,
pentru a rula înapoi evenimentele care au creat Sistemul nostru Solar.
Hubble a trudit adesea din greu pentru ca aceste importante probe despre geneza stelelor
să iasă la iveală, din spatele norilor moleculari întunecaţi de gaz şi praf, din care se formeaza stelele.
Chiar acum se nasc stele în Univers.
Enormi stâlpi strălucitori de hidrogen şi praf stau de strajă deasupra leaganului lor,
încalzind cu lumină stele apropiate, nou create.
Facilitatea telescopului Hubble de a observa în infraroşu ne permite să cunoaştem mai bine ca niciodată norii de praf şi gaz
pentru a scoate la iveală stelele nou-născute.
Una dintre cele mai fascinante descoperiri ale telescopului Hubble a fost observarea discurilor de praf
ce înconjoară câteva stele tinere, ascunse în interiorul profund al Nebuloasei Orion.
Acolo vedem, de fapt, naşterea unor Sisteme Solare, în care probabil se vor forma planete noi.
La fel cum s-au format în propriul nostru Sistem Solar, acum patru miliarde şi jumătate de ani.
În primele etape ale vieţii lor, stelele pot acumula gaz din norul original din care s-au născut.
Materia care se acumulează în stele creează bule, sau chiar jeturi de gaze
pe masură ce este incalzită şi rotită pe o traiectorie determinată de rotaţia stelei.
Multe stele se nasc adesea din acelaşi nor de gaze şi praf.
Unele rămân împreună de-a lungul întregii vieţi, evoluând în acelaşi mod,
asemănător copiilor ce rămân prieteni pe viaţă.
Stelele dintr-un roi vor avea toate aceeaşi vârstă, dar vor avea diferite mase.
Iar acest lucru înseamnă că le vor aştepta destine diferite.
Existenţa omului este precum o clipitură de ochi, comparativ cu viaţa unei stele.
Aşa încât, observarea directă a tranziţiei între diferitele etape de viaţă ale unei stele poate fi o întâmplare fericită.
În cei 15 ani de activitate, telescopul Hubble ne-a permis să observăm câteva stele care îmbătrânesc sub ochii noştri.
Telescopul a înregistrat scurte "filme" uimitoare, care ne-au permis să fim martori
la câteva modificari ale aspectului stelelor pe perioada unei clipe astronomice.
Stelele cele mai masive îşi sfârşesc viaţa în mod cataclismic, tragic,
distrugându-se în titanice explozii stelare ce poartă numele de supernove.
Timp de câteva luni, fiecare devine unul dintre cele mai strălucitoare obiecte din întregul Univers,
mai strălucitoare decât toate stelele, luate la un loc, din galaxia respectivă.
Încă de la lansarea sa în 1990, telescopul Hubble a privit drama ce se desfăşura în supernova 1987A,
cea mai apropiată stea care a explodat în zilele noastre.
Telescopul a urmărit inelul de gaz ce înconjoară supernova.
Hubble a observat apariţia unor pete strălucitoare de-a lungul acestui inel, precum diamantele într-o colier.
Aceste "perle" cosmice sunt acum iluminate de şocuri supersonice datorate exploziei stelei.
Resturile unei stele care explodează pot ascunde un uriaş reactor.
Hubble a privit în inima misterioasă a Nebuloasei Crab rămăsiţele împraştiate ale unei stele care a explodat în anul 1054,
descrisă atât de bine de astronomii chinezi, punând în evidenţă centrul acesteia, aflat în mişcare.
Regiunea centrală a acestei nebuloase adăposteşte un tip particular de stea, un pulsar.
Precum un far la malul mării, această stea se roteşte, emiţând lumină şi energie într-o anumită direcţie.
Aceste raze excită luminos uriaşa nebuloasă de gaz şi praf ce o înconjoară.
Totuşi, nu toate stelele îşi sfârşesc viaţa la fel de violent.
Stelele asemănătoare cu Soarele se răcesc încet, deîndată ce-şi termină rezervorul de hidrogen.
Centrul lor colapseaza în el însuşi şi se formează elementele chimice grele,
expulzând straturile exterioare, într-o scurgere înceată a materiei în spaţiu.
Acest punct al vieţii unei stele poartă denumirea de stadiu de "gigantă roşie".
Soarele nostru va deveni o gigantă roşie peste câteva miliarde de ani.
Atunci, el îşi va mări volumul până când va înghiţi planetele Mercur, Venus şi Pământul nostru.
Dar aceste stele nu şi-au terminat încă existenţa. Ele pot deveni ceva extraordinar…
Chiar înainte să-şi petreacă ultimele clipe de activitate, stelele asemănătoare Soarelui nostru se transformă încă odată.
În această ultimă etapă a fuziunii nucleare, straturile de materie ale stelei sunt aruncate în spaţiu,
astfel incât giganta roşie se măreaşte enorm.
În centrul acestei explozii materia stelei este expulzată,
într-o anvelopă gazoasă, radiind puternic în ultraviolet, ceea ce o face să strălucească.
Aceste obiecte uimitoare au fost denumite nebuloase planetare,
din cauza asemănării lor cu imaginile planetei Uranus,
nou descoperită de astronomi.
Percepţia pătrunzătoare a telescopului Hubble ne arată că nebuloasele planetare sunt asemenea fluturilor: nu există două la fel.
Colecţia uimitoare de nebuloase planetare observate de Hubble ne arată detalii strălucitoare, extrem de complicatele,
ale acestor obiecte: morişti, jeturi în rotaţie,
structuri elegante de cupă, forme cilindrice sau chiar asemănătoare cu ţevile de eşapament ale rachetelor.
Din locul său unic, de deasupra atmosferei Pământului, Hubble este singurul telescop
ce poate observa, cu asemenea detalii, uriaşele structuri exterioare ale stelelor muribunde.
Prezentăm acum imagini luate de Hubble intre anii 1994 şi 2002.
Una din cele mai importante întrebări ale astrofizicii moderne este următoarea:
Cum este posibil ca o simplă sferă de gaz, precum Soarele nostru, să dea naştere acestor complicate structuri?
Pentru câteva nebuloase planetare, fenomenul pare asemănător unei stropitori dintr-o gradină cosmică,
din care apa ţâşneşte în direcţii opuse.
…Sau poate aceste detalii fantastice sunt desenate de câmpul magnetic
al unei stele apropiate, un companion, care transformă gazul emis într-un jet?
Oricare ar fi cauza lor, în doar zece mii de ani, acest buchet de flori cosmice se împrăştie în spaţiu.
Precum florile îngraşă pământul care le înconjoară, pe măsură ce se descompun,
la fel şi elementele chimice produse în interiorul stelelor, în timpul vieţii ei, sunt împrăştiate de către nebuloasa planetară
pentru a hrăni spaţiul din jurul lor, punând la dispoziţie materie proaspătă pentru o nouă generaţie de stele,
planete şi, de ce nu, viaţa.
Deoarece ele dispar atât de repede la scara timpului cosmic,
nu vor exista niciodată mai mult de aproximativ 15000 nebuloase planetare, în acelaşi timp, în Calea Lactee.
Inima mică a stelei, ce rămâne după momentul evocat, este încă un monument al vieţii ei.
Cunoscută sub numele de pitică albă, fiecare din aceste stele extrem de dense, de mărimea Pământului
sunt destinate sa petreacă restul eternităţii lor radiind căldură în mod treptat, în spatiu,
până când, probabil în multe miliarde de ani, se vor raci până la -270 grade C.
ÎNTÂLNIRI COSMICE
Trăim în cadrul unui uriaş sistem stelar, o galaxie numită Calea Lactee.
Din afară, Calea Lactee s-ar vedea ca o spirală gigantică, formată dintr-un nucleu înconjurat de lungi braţe.
Întregul sistem se roteşte încet. Intre stele se află cantităţi importante de gaz şi praf
- aceasta este doar partea vizibilă - şi un material necunoscut şi invizibil nouă, numit "Materie Întunecată",
Departe de centru, undeva într-un braţ spiral în suburbiile Căii Lactee,
găsim un minuscul sistem stelar pe care îl numim "acasă", Sistemul Solar.
Privind spre ceruri într-o seară senină, putem vedea cam 5000 de stele, toate aproapiate de noi.
Ochiul liber pătrunde cu greu mai departe de 1000 de ani lumină, din cauza prafului stelar,
care umple spaţiul şi slăbeşte lumina stelelor.
Deci, fără telescop vedem doar o infimă bucată din întreaga Galaxie, care are diametrul de 100000 de ani lumină.
Calea Lactee conţine câteva sute de miliarde de stele, multe din ele asemănătoare Soarelui nostru!
Deşi numărul "o sută de mii de milioane" este greu de imaginat, acesta e doar începutul.
Astronomii au calculat că există peste de o sută de miliarde de galaxii în Univers. Câte stele înseamnă oare asta?
Într-o mână de nisip putem avea usor 50000 de fire de nisip. Chiar şi aşa, pe o plajă întreagă
abia găsim destule fire de nisip, ca să reprezinte fiecare câte o stea din Calea Lactee.
Sunt atât de multe stele în Univers, încât ar trebui să numărăm fiecare fir de nisip de pe toate plajele
întregului Pământ, pentru a ajunge aproape de numărul potrivit!
Hai să luăm un graunte de nisip, cu diametrul de 1 mm, şi să ne gândim că reprezintă dimensiunea Soarelui
Dacă am începe să mergem către cea mai apropiată stea, ne-ar lua o bună parte dintr-o zi ca să ajungem acolo,
pentru că steaua s-ar afla la aproape 30 km distanţă.
Deci galaxiile sunt aproape goale înăuntru.
Dacă am putea strânge împreună toate stelele din Calea Lactee,
ar încape uşor în volumul dintre Soare şi cea mai apropiată stea.
De fapt, pentru a umple complet acel volum,
ar trebui să împachetăm toate stelele din toate galaxiile vecine Căii Lactee!!
Privind spre cerul nopţii, Universul ne pare static.
Aceasta dearece viaţa umană este doar o picătură în oceanul timpului.
De fapt, Universul este în continuă mişcare, dar am avea nevoie de un timp mult mai lung decât o viaţă umană,
pentru a percepe mişcare între stele, pe cerul nopţii.
În timp, am vedea stelele şi galaxiile mişcându-se.
Stelele orbitează în jurul nucleului Căii Lactee, iar galaxiile sunt atrase de gravitaţia reciprocă.
Câteodată galaxiile se ciocnesc. Telescopul spaţial Hubble a observat numeroase ciocniri galactice.
Precum corăbiile maiestuoase într-o noapte mareaţă, galaxiile se apropie una de alta,
până când interacţia gravitaţională reciprocă începe să le deformeze într-un mod haotic,
unite ireversibil pentru eternitate. Un măreţ dans cosmic, coreografiat de forţa gravitaţiei.
Când două galaxii se ciocnesc, nu o fac precum două autoturisme, sau două bile de biliard,
ci mai degrabă ca două mâini ce se unesc.
Majoritatea stelelor vor trece nevătămate prin ciocnirea galactică.
În cel mai rău caz, gravitaţia le va smulge împreună cu gaz şi praf din galaxii, şi le va arunca în râuri de materie,
lungi de mii şi mii de ani lumină. Cele două galaxii,
prinse în fatala îmbrăţişare a gravitaţiei, vor continua să se rotească una în jurul celeilalte,
smulgându-şi reciproc materie. În cele din urmă, peste sute de milioane de ani,
cele două galaxii se vor uni într-o singură galaxie.
Se crede că multe din galaxiile actuale, între care şi Calea Lactee,
au fost asamblate din ciocniri între galaxii mai mici, de-a lungul a miliarde de ani.
Colosala şi violenta interacţiune dintre galaxii
stimulează formarea de stele din norii masivi de gaz, creând super roiuri din stele albastre şi fierbinţi.
Calea Lactee se află pe traiectoria de ciocnire cu vecinul nostru galactic, galaxia din Andromeda
Galaxiile se apropie una de alta cu aproape 500000 km în fiecare oră, iar în 3 miliarde de ani,
se vor ciocni frontal.
Ciocnirea va duce la o magnifică uniune între cele două galaxii,
în urma căreia, Calea Lactee va înceta să mai fie galaxia spirală pe care o cunoaştem acum.
Ciocnirea va da naştere unei uriaşe galaxii eliptice,
conţinând toate stelele din Calea Lactee şi galaxia din Andromeda.
De pe Pământ, ciocnirea se va vedea cam aşa.
Deşi aceasta nu se va întâmpla decât departe în viitor,
sunt multe forţe misterioase în natură, care lucrează în mod continuu...
MONŞTRII UNIVERSULUI
Găurile negre sunt "zmeii" Universului: înghit tot ce le vine în cale, nelăsând să scape nimic.
Aşa că, pentru astronomi, centrul unei găuri negre reprezintă misterul absolut.
Nici un soi de informaţie nu poate scăpa din strânsoarea gravitaţională a găurii negre.
Nu există nici o cale de ieşire.
Nici măcar lumina nu iese. Atunci, cum ştim că aceste obiecte chiar există?
Găurile negre nu pot fi observate direct.
Dar astronomii pot studia efectele indirecte ale acestora,
pentru că lucrul ce îl oferă din plin o gaură neagră este forţa gravitaţională.
Rezoluţia foarte bună a telescopului Hubble a pus în evidenţă efectele dramatice alte găurilor negre asupra spaţiului din vecinătate.
Şi nu numai efectele gravitaţionale, căci astronomii au descoperit că atunci când materia este compresată
în jurul unei găuri negre, ansamblul reverberează ca un clopot.
Acesta este sunetul produs de o gaură neagră aflată la 250 milioane de ani lumină de Pământ.
Sunetul vibrează în discul de materie ce înconjoară gaura neagră şi a fost modificat
pentru a-l face audibil de urechea umană. In realitate este un "Si" bemol, 57 de octave mai jos ca "Do".
Astronomii spun că găurile negre sunt singularităţi, puncte matematice în spaţiu
fără volum, fără extensie spaţială, dar de densitate infinită!
Găurile negre pot apare în timpul colapsului final al unei stele masive, mult mai masive ca Soarele.
Rămăşiţele stelare lăsate în urmă de moartea şi colapsul unei stele masive pot fi atât de mari că nici o forţă, în natură,
nu poate să le oprească de la un colaps gravitaţional într-un volum infinit de mic.
Deşi aparent materia a dispărut, colapsată, îngrămădită, într-un volum zero,
încă excercită o puternică atracţie gravitaţională, iar stelele şi alte obiecte ce trec prin preajmă pot fi absorbite înăuntru.
Orice gaură neagră are un "punct fără întoarcere", numit "orizont critic"
De exemplu, odată ce o stea este trasă dincolo de această limită, dispare pentru totdeauna.
În timp ce se apropie de orizontul critic, steaua condamndată urmează o fatală orbită spirală.
Când se apropie şi mai mult,
materia mai apropiată de gaura neagră suferă o atracţie mai puternică decât restul stelei.
Steaua se deformează şi se întinde catre gaura neagră, până când
imensele forţe mareice o rup în bucăţi şi o devorează.
Se întâmplă şi alte lucruri ciudate în preajma acestor obiecte,
o deformare a spaţiului şi timplului care îndoaie spaţiul şi încetineşte trecerea timpului.
Toate obiectele cu masă, deformează structura spaţiului şi timpului, dar găurile negre o fac în mod extrem.
Conform vestitei teorii a relativităţii generalizate a lui Einstein,
orice călător curajos care ar vizita o gaură neagră şi ar putea să stea deasupra orizontului critic
fără a fi înghiţit de gaura neagră, s-ar întoarce înapoi mai tânar decât oamenii lăsaţi în urmă, acasă.
Probabil că cel mai interesant obiect, presupus de astronomi, este o "gaură de vierme".
O gaură de vierme este o "scurtătură" prin spaţiu şi timp, între două puncte diferite din Univers.
Daca există, poate că găurile de vierme vor putea fi folosite pentru a călătorii prin spaţiu,
mai repede decât i-ar lua luminii să parcurgă spaţiul obişnuit.
Hubble a descoperit că găurile negre se găsesc, adeseori, în centrul galaxiilor.
Avem una chiar în centrul Căii Lactee - o gigantică,
super-masivă gaură neagră, probabil de un milion de ori mai mare ca acelea create de colapsul unei stele masive.
Aceasta ar putea fi rezultatul unirii mai multor gauri negre "stelare", formate în istoria îndepărtată a Galaxiei.
Când două galaxii de ciocnesc, găurile negre centrale desfaşoară un dans elaborat.
Mult timp după ce galaxiile s-au unit,
găurile lor negre centrale continuă să orbiteze una în jurul celeilalte mai multe milioane de ani,
înainte de o puternică şi violentă unire finală.
Acest proces este aşa de puternic, încât modifică structura spaţio-temporală suficient de mult pentru a putea fi observat
de pe Pământ, cu o nouă generaţie de telescoape gravitaţionale, sau poate cu sateliţi speciali.
În comparaţie cu milioanele de ani, necesare pentru o ciocnire galactică,
acest cataclism final durează relativ puţin. Deci, şansele de a observa un asemenea eveniment sunt mici.
Până acum 50 de ani, astronomii credeau că Universul era un loc extrem de linişit.
Dar asta e departe de adevăr...
Spaţiul este cutremurat de evenimente violente: explozii cataclismice de supernove,
ciocniri între galaxii întregi, şi masive descărcări de energie
datorate cantităţilor enorme de materie ce se prabuşesc în găurile negre...
Descoperitea quasarilor a fost prima indicaţie a acestei agitaţii cosmice...
Prin telescoapele de la sol, quasarii arată ca nişte stele normale.
Asta este ceea ce astronomii au crezut iniţial, numindu-le obiecte "cvasi-stelare".
Dar quasarii sunt, de fapt, mult mai strălucitori şi mai îndepărtaţi decât stelele...
Ei pot străluci mai tare decât 1000 de galaxii normale şi sunt energizaţi de găuri negre supermasive.
Stelele ce orbitează prea aproape sunt sparte în bucăţi, curgând în quasar ca apa într-o uriaşă chiuvetă cosmică.
Gazul formează un enorm disc spiral, supraîncălzit de căderea liberă catre gaura neagră.
Acest gaz îşi aruncă energia în spaţiu, în două jeturi colosale deasupra şi dedesuptul discului.
Quasarii se regăsesc în multe feluri de galaxii, multe dintre ele aflate în interacţie.
Se pare că sunt mai multe mecanisme de "aprindere" a quasarilor.
Ciocnirile între galaxii pot provoca naşterea quasarilor,
dar telescopul Hubble a descoperit quasari chiar şi în galaxii aparent normale.
Dar quasarii nu sunt singurele obiecte superenergetice descoperite de astronomi...
Multe din descoperiri sunt pur şi simplu întâmplătoare, făcute atunci când se caută cu totul altceva.
Asemenea descoperiri întâmplătoare au schimbat de multe ori cursul astronomiei.
Erupţiile de radiaţie gama au fost descoperite întâmplător, în anii 1960, de sateliţii militari americani,
care de fapt se uitau după efectele testelor nucleare sovietice.
În loc să detecteze urmele celor mai devastatoare explozii produse de oameni,
ei au descoperit cele mai puternice erupţii din Univers...
Aceste erupţii super energetice de radiaţie gama, sunt detectate cel puţin odată pe zi în direcţii aleatoare pe cer.
Deşi erupţiile gama durează doar câteva secunde,
energia degajată egalează cantitatea de energie radiată de întreaga Cale Lactee în câteva secole.
Radiaţia gama nu este vizibilă cu ochiul liber, deci ne trebuie instrumente speciale pentru a o detecta.
Timp de 30 de ani, nimeni n-a ştiut cauza acestor izbucniri.
E ca şi cum un glonte de radiaţie gama ar trece pe lângă Pământ, fără ca să vedem arma din care s-a tras.
Împreună cu apropape toate telescoapele din lume, telescopul Hubble s-a uitat după "fumul" de la gura armei, multi ani de zile.
A observat poziţii de pe cer unde exploziile gama fuseseră detectate în trecut, încercând să găsească un obiect prin preajmă.
Toate eforturile au fost în van, până când ...
În anul 1999, când observaţiile lui Hubble au fost cruciale, în determinarea originii acestor explozii în galaxii extrem de îndepărtate.
Ar putea fi colapsul unei stele masive cauza erupţiilor gama?
Sau întâlnirea dramatică dintre două obiecte super dense, cum ar fi două găuri negre, sau o gaură neagră şi o stea neutronică?
Găurile negre sunt, cu siguraţă, unele dintre cele mai exotice obiecte din Univers.
Pe lângă influenţa asupra mediului înconjurător, ele îşi pot arăta prezenţa şi pe alte căi spectaculoase,
pentru că enorma lor gravitaţie poate curba chiar şi lumina.
De fapt, razele de lumină care trec pe lângă o gaură neagră încetează să mai urmeze o traiectorie rectilinie,
şi sunt deflectate pe drumuri noi, creând un veritabil telescop natural, care poate privi în spaţiu mai adânc decât ne-am imagina.
ILUZII GRAVITAŢIONALE
Asemănător călătorilor prin deşert ce zăresc miraje, atunci când lumina obiectelor îndepărtate
este curbată de aerul cald plutind deasupra nisipului, în Univers putem vedea miraje.
Mirajele pe care le vedem cu telescoapele moderne, precum Telescopul Spaţial Hubble, nu sunt create de aerul cald,
ci de gravitaţia îndepărtatelor roiuri de galaxii - concentrări enorme de materie.
Cu mult timp în urmă, oamenii credeau că Pământul este plat.
Asta e cumva de înteles - curbura planetei nu ne afectează traiul cotidian.
Spaţiul însuşi poate fi curbat, deşi nu este uşor de văzut acest lucru doar privind spre cerul nopţii.
Dar curbura spaţiului creează fenomene pe care le putem observa...
Una din predicţiile lui Albert Einstein este că gravitaţia curbează spaţiul şi îndoaie razele de lumină,
în acelaşi fel în care valurile de pe suprafaţa unui lac creează un mozaic luminos pe nisipul de pe fundul lacului.
Lumina galaxiilor îndepărtate este distorsionată şi amplificată de câmpul gravitaţional
al roiurilor masive de galaxii, interpuse între ele şi Pământ.
E ca şi cum am privi printr-o lupă uriaşă. Fenomenul se numeşte lentilă gravitaţională.
Modelul ciudat, format de razele de lumină la întâlnirea cu un obiect masiv,
depinde de natura "corpului lentilă". Astfel, obiectul din planul îndepărtat poate avea diverse forme...
... Inelele lui Einsten, când întreaga imagine este amplificată si deformată într-un cerc luminos...
... imagini multiple, copii fantomatice ale imaginii galaxiei originale...
... sau distorsionat, în arce şi arculeţe în formă de banană.
Deşi Einstein realizase, încă din 1915, că acest fenomen ar putea exista,
nu credea că s-ar putea observa vreodată de pe Pământ.
Cu toate acestea, calculele lui aveau să fie confirmate în anul 1919.
În timpul unei expediţii pentru o eclipsă de Soare, în Insulele Principe, lângă coasta Africii,
expediţie condusă de renumitul astronom britanic Arthur Eddington,
au fost observate poziţiile stelelor aflate lângă discul solar.
Poziţiile observate erau puţin mişcate, în exterior faţă de centrul Soarelui,
comparativ cu poziţiile observate atunci când Soarele nu era în zonă.
Actualmente, mirajele gravitaţionale ale obiectelor din universul îndepărtat sunt observate frecvent, de cele mai bune telescoape terestre,
şi, desigur, de ochiul ager al lui Hubble.
Hubble a fost primul telescop care a observat detaliat, în interiorul arcelor gravitaţionale multiple,
dezvăluind forma şi structura internă a obiectelor mărite de mirajul gravitaţional.
În anul 2003, astronomii au dedus că misteriosul arc albăstrui, într-una din imaginile luate de Hubble, era cea mai mare
şi mai fierbinte regiune observată vreodată, în care se formează stele.
Sunt necesare obiecte foarte masive, roiuri de galaxii de exemplu,
pentru a curba spaţiul suficient, astfel încât efectul să fie observabil în imagini ale Universului îndepărtat
- chiar şi cu rezoluţia spaţială excepţională a lui Hubble.
Până acum, lentilele gravitaţionale au fost observate în principal în jurul roiurilor de galaxii,
care sunt grupări de sute sau mii de galaxii,
despre care se crede că sunt cele mai mari structuri din Univers, legate gravitaţional.
Astronomii ştiu că materia vizibilă în Univers este doar un mic procent din masa totală ce trebuie sa fie acolo,
pentru că materia exercită forţe gravitaţionale,
iar obiectele vizibile sunt insuficiente pentru a ţine galaxiile şi roiurile de galaxii laolaltă.
Pentru că gradul de curbare al "bananei" din mirajul gravitaţional depinde de masa totală a "lentilei",
mirajele gravitaţionale pot fi folosite pentru a "cântări" roiurile şi a înţelege distribuţia materiei întunecate.
Folosind imaginile clare obţinute de telescopul Hubble, putem spune care dintre arce provin de la aceeaşi galaxie.
Acest proces permite astronomilor să studieze detaliile galaxiilor din Universul timpuriu
aflate prea departe pentru fi văzute direct cu telescoapele şi tehnologia prezentă.
O lentilă gravitaţională poate funcţiona ca un soi de "telescop natural". În anul 2004,
Hubble a reuşit să detecteze cea mai îndepărtată galaxie din Universul cunoscut,
folosind amplificarea unei asemenea "lentile gravitaţionale".
NAŞTEREA ŞI MOARTEA UNIVERSULUI
Lumina se deplasează în vid cu cea mai mare viteză care poate fi atinsă, dar aceasta este totuşi finită.
Aceasta înseamnă că razele de lumină au nevoie de un anumit timp pentru a se deplasa între două puncte din spaţiu.
Viteza luminii este de circa 300.000 de kilometri pe secundă.
Distanţa de la Pământ la Lună este de 300 de mii de kilometri.
Aceasta înseamnă că lumina are nevoie de o secundă pentru a călători de la Lună la Pământ.
Când privim Luna, o vedem aşa cum a fost în urmă cu o secundă.
Cine dintre noi nu şi-a imaginat, cum ar fi dacă ar putea călători înapoi în timp?
Viteza finită a luminii ne permite să medităm la această călătorie înapoi în timp.
Atunci când privim în spaţiu, trebuie doar să aşteptăm ca lumina ce vine din locuri îndepărtate să ajungă la noi,
pentru ca să ne arate imaginea corpurilor cereşti la momentul în care aceasta şi-a început călătoria.
Telescoape puternice, precum Hubble, au făcut posibil, mai bine ca niciodată, să privim tot mai departe în spaţiu şi implicit, înapoi în timp.
Este pur şi simplu extraordinar ceea ce văd cosmologii actualmente.
În anii 1920, astronomul Edwin Hubble descoperea că majoritatea galaxiilor par să se îndepărteze de noi
cu o viteză proporţională cu distanţa la care acestea se află. Cu cât o galaxie este mai îndepărtată, cu atât ea pare să se îndepărteze mai repede.
Aceasta se datorează expansiunii Universului.
Expansiunea a început cu o explozie gigantică, numită "Marea Explozie" (în engleză: "Big Bang"), petrecută acum multe miliarde de ani.
Viteza de expansiune este cheia măsurării vârstei şi mărimii Universului.
Rata de expansiune este cunoscută sub numele de constanta lui Hubble.
Vârsta şi mărimea Universului pot fi estimate dacă dăm înapoi ceasul expansiunii
– până când totul se comprimă într-un punct infinit de mic, centrul de energie care a generat Universul.
Cea mai bună justificare pentru a construi telescopul Hubble a fost aceea de a determina mărimea şi vârsta Universului.
Proiectul pentru calculul cât mai precis a constantei lui Hubble a fost iniţiat de către echipa Proiectului Cheie,
un grup de astronomi care au folosit telescopul Hubble pentru a observa cât mai exact "etaloanele de distanţă" din Univers,
o categorie specială de stele, numite variabile de tipul stelelor Cefeide.
Cefeidele sunt stele care au variaţii de strălucire foarte stabile şi predictibile.
Perioada acestor variaţii depinde în mod strict de proprietăţile fizice ale stelelor,
proprietăţi ce pot fi folosite pentru a determina distanţele până la ele într-un mod foarte eficient.
Pentru acest motiv, stelele de acest tip mai sunt cunoscute şi sub numele de "lumânări standard".
Cefeidele au fost folosite ca niste "gradaţii" pentru a ne permite să măsurăm distanţele până la supernove,
stele mult mai strălucitoare decât Cefeidele, care pot fi situate mult mai departe ca acestea.
Telescopul Hubble a măsurat lumina exploziilor supernovelor mult mai precis decât orice alt instrument,
în principal datorită rezoluţiei sale mult mai bună.
Observată de pe Pământ, lumina unei supernove este, în general, amestecată cu lumina galaxiei gazdă.
Telescopul spaţial poate distinge în mod clar între lumina galaxiei şi cea a supernovei.
Cefeidele şi supernovele ne-au oferit o măsură a mărimii Universului.
În zilele noaste, cunoaştem vârsta Universului cu o precizie mult mai bună decât înainte:
circa 14 miliarde de ani.
Vreme de mulţi ani, astronomii s-au întrebat dacă expansiunea Universului se va opri într-un viitor îndepartat,
care va colapsa apoi Universul într-o "Mare Implozie" (în engleză: "Big Crunch"), sau dacă el va continua să se expandeze din ce în ce mai încet.
Observaţiile combinate ale supernovelor îndepărtate, făcute de Hubble şi de cele mai mari telescoape ale lumii,
au fost folosite pentru a măsura distanţele până la supernovele îndepărtate.
Se pare că expansiunea Universului nu încetineşte. In schimb, ea pare să se accelereze.
Când telescopul Hubble a fost folosit pentru a măsura modificarea în timp a expansiunii Universului,
cercetătorii au determinat, destul de surprinzător, că în prima jumatate a istoriei cosmice,
rata de expansiune s-a încetinit. Apoi, o forţă misterioasă,
un fel de "anti-gravitaţie", a făcut Universul ca să apese pedala de acceleraţie, până la acceleraţia pe care o măsurăm astăzi.
Aceasta ne sugerează o soartă extraordinară a Universului, din cauza că forţa de anti-gravitaţie
devine mai puternică cu timpul. Dacă această forţă va continua,
probabil ca va deveni mult mai puternică decât toata gravitatia, aruncând Universul într-o acceleraţie ultra-rapidă
care va rupe în atomi constituenţi toată materia. Cosmologii numesc acest scenariu de coşmar "Marea Dezintegrare" (în engleză: "Big Rip").
PRIVIRE ÎN TIMP
Primim noutăţi neaşteptate din spaţiul îndepărtat.
Aşa cum geologii sapă adâncurile Pământului pentru a găsi fosile tot mai vechi
ce ne aduc mărturii ale epocilor îndepărtate, la fel şi astronomii, "excavează" din ce în ce mai adânc, către începuturile timpului,
privind lumina care soseşte de la obiecte tot mai întunecate şi mai îndepărtate.
Telescopul Hubble a început o noua eră, pe care o putem numi "astro-arheologie", o eră care a demarat în timpul Craciunului anului 1995..
Poate părea puţin ciudat să aţintim cel mai sofisticat telescop către aceeaşi zonă de cer pentru 10 zile la rând.
La finele lui 1995, astronomii au încercat acest lucru pentru prima dată.
Observaţiile foarte "profunde" se efectuează prin expuneri foarte lungi ale unei anumite zone de pe cer.
Ele au ca scop detectarea obiectelor mai puţin strălucitoare, prin colectarea luminii pe o lungă perioadă de timp.
Cu cât observăm mai profund, cu atât mai vizibile devin obiectele mai puţin strălucitoare.
Corpurile cereşti pot fi mai puţin vizibile pentru că strălucirea lor naturală este mai mică, sau pentru că distanţa până la ele este mai mare.
"Când am propus pentru prima dată acest experiment,
nimeni nu ştia dacă acesta va conduce la rezultate ştiinţifice interesante.
Dar când am privit pentru prima oara imaginile, am fost înmărmuriţi! Am putut vedea peste 3000 de galaxii în acest câmp mic."
Regiunea de cer, observată în constelaţia Ursa Mare (Carul Mare)
a fost selectată aşa încât să fie cât mai puţin aglomerată, încât Hubble să poată observa mai departe de stelele
din Calea Lactee, dincolo de galaxiile apropiate.
Cele câteva mii de galaxii observate în primul "Câmp Profund" (în engleză: "Deep Field") se află la stagii diferite de evoluţie,
fiind înşirate de-a lungul unui coridor întins pe miliarde de ani lumină.
Acesta a permis astronomilor să studieze evoluţia acestor obiecte de-a lungul timpului,
observând divese galaxii, la diferite etape ale vieţii lor.
După primul câmp profund, o altă expunere lungă a fost făcută pe cerul sudic.
Împreună, Câmpul Profund Nordic şi cel Sudic, au pus la dispoziţia astronomilor, pentru prima oară, ferestre de observaţie către Universul îndepărtat.
Câteva din obiectele ce apar în aceste imagini sunt atât de slabe, încât pot fi asemănate cu
lumina unei lanterne, aşezate pe Lună, observată de pe Pământ.
"Am putut spune cu siguranţă că acest Câmp Profund, observat de Hubble, a deschis o nouă eră în cosmologia observaţională.
Aceasta ne-a format imaginea pe care o avem, pentru Universul îndepărtat."
Câmpurile Profunde, obţinute de telescopul Hubble, au produs o adevărată revoluţie în astronomia modernă.
După primul Câmp Profund, aproape toate observatoarele terestre şi spaţiale şi-au îndreptat telescoapele către aceeaşi regiune de cer,
pentru perioade mai lungi de timp. Câteva din cele mai interesante rezultate din astronomie au ieşit la iveală din această fructuoasă sinergie
între instrumentele de diferite mărimi, aflate în diferite condiţii, sensibile la diferite lungimi de undă.
Toate acestea ne-au furnizat o primă imagine clară a ratei de formare a stelelor în Univers.
Uimitor, ele ne-au arătat că formarea stelelor s-a petrecut în câteva miliarde de ani de la începutul Universului.
Atunci, stelele s-au format cu o rată de 10 ori mai mare decât cea pe care o vedem astazi.
Deîndată ce astronomii au început să descopere cele mai îndepărtate obiecte din Univers
ei au încercat să împingă observaţiile din ce în ce mai departe în timp.
In 2003 şi 2004, telescopul Hubble a luat cea mai adâncă observaţie făcută vreodată:
Câmpul Hubble Ultra-Profund. Acesta este o expunere de 28 de zile,
care merge mult mai adânc cu detecţia de obiecte slabe, comparativ cu Câmpurile Profunde Nord şi Sud anterioare.
Câmpul Hubble Ultra-Profund pune în evidenţă primele galaxii care s-au născut din aşa numitele "epoci întunecate"
- la puţin timp după Marea Explozie, atunci cînd primele stele au încălzit Universul întunecat şi rece.
Imediat după Marea Explozie, în Universul nou născut, aflat în expansiune foarte rapidă - înainte de era stelelor şi a planetelor -
distribuţia materiei era destul de uniformă.
Odată cu trecerea timpului, regina tuturor forţelor - gravitaţia - a început să acţioneze. Incet, dar sigur...
Sub influenţa gravitaţiei datorată misterioasei materii întunecate,
regiuni mici de materie obişnuită au început să se coaguleze în zone unde densitatea era puţin mai mare decât cea medie.
În lipsa stelelor care să lumineze spaţiul, Universul se afla în epoca sa întunecată.
Din ce în ce mai multă materie a fost atrasă acolo unde densitatea regiunilor a devenit mai mare,
ceea ce a demarat competiţia dintre expansiunea spaţiului şi gravitaţie.
Acolo unde gravitaţia a învins, regiunile şi-au oprit expansiunea, începând să colapseze spre interior.
Aşa s-au născut primele stele şi galaxii.
Acolo unde densitatea materiei a fost cea mai mare - la intersecţia dintre structurile de materie aşezate în filamente
- s-au format cele mai mari structuri cunoscute: roiurile de galaxii.
Imaginile de Câmp Profund pun în evidenţă o gamă largă de galaxii, de diverse mărimi, forme şi culori.
Astronomii vor studia caţiva ani la rând diversitatea de forme ale galaxiilor din această imagine, pentru a înţelege
cum s-au format şi cum au evoluat de la Marea Explozie.
Într-un contrast vibrant cu bogăţia clasicelor galaxii spirale şi eliptice,
există de asemenea o adevărată grădină zoologică de galaxii ciudate, care plutesc prin Univers. Unele arată precum nişte scobitori;
altele precum perlele într-o brăţară. Câteva par să interacţioneze între ele.
Formele lor ciudate reprezintă un strigăt îndepărtat, care vine din maiestuoasele galaxii spirale şi eliptice pe care le vedem astazi.
Aceste mingi galactice ciudate, reprezintă o cronică a perioadei când Universul a fost mai haotic,
atunci când ordinea şi structura tocmai începea să existe.
Este foarte important faptul că Hubble are mai multe instrumente la bord,
aşa încât să poată executa diferite observaţii în aceaşi timp.
Câmpul Hubble Ultra-Profund, în fapt, este compus din două imagini separate, luate cu două instrumente:
camera Hubble ACS şi instrumentul NICMOS. NICMOS vede chiar mai departe decât ACS.
El detectează radiaţia în infraroşu, aşa încât să scoată la lumină cele mai îndepărtate galaxii văzute vreodată,