10 cele mai stranii descoperiri în spațiul cosmic

Spațiul cosmic a reprezentat, fără îndoială, o parte fascinantă a realității umane și locul unora dintre cele mai interesante descoperiri științifice din toate timpurile. 

De când au reușit să înțeleagă o parte din lucrurile care îi înconjoară, oamenii și-au ridicat privirea către stele în căutare de noi răspunsuri, inspirație și constanță. 

Universul a inspirat calendare și horoscoape care analizează modul în care aranjarea obiectelor cosmice ne poate influența personalitatea și evenimente majore de pe parcursul vieții. 

În același timp, spațiul cosmic a inspirat numeroase viziuni asupra viitorului. 

Am inventat scenarii fantastice, călătorii interplanetare, primul contact cu alte rase inteligente și chiar călătoria în timp prin intermediul găurilor de vierme

Universul este vast iar noi nu putem percepe și înțelege decât o fărâmă din el. Iată însă 10 cele mai stranii descoperiri în spațiul cosmic care au aprins imaginația oamenilor de știință și-au dovedit cât de multe mai are încă omenirea de învățat.

10. Descoperiri în spațiul cosmic - Semnale radio misterioase

Printre cele mai interesante descoperiri în spațiul cosmic se numără semnalele radio misterioase. Acestea au fost identificate, pentru prima oară, în 2007, când Duncan Lorimer și studentul său David Narkevic au descoperit o serie de semnale radio ultraputernice cu o durată de doar câteva milisecunde.

Aceste „fulgere” enigmatice au fost numite unde radio rapide (FRB) și par să provină de la surse aflate la miliarde de ani lumină distanță de Terra. 

Și mai interesant este că astronomii estimează că un FRB de lungime și intensitate medie eliberează mai multă energie într-o milisecundă decât Soarele în 3 zile. Însă, în ciuda energiei fantastice cu care este emis un astfel de semnal, pe Pământ nu ajunge decât o fracțiune, adică undeva la 1.000 de ori mai puțină decât semnalul recepționat de un telefon mobil aflat pe lună. 

Multe FRB au fost înregistrate din 2007 și până în prezent. Cel mai misterios dintre acestea este FRB 180916 care se repetă în mod regulat, cu aceeași intensitate, o dată la fiecare 16,35 zile. 

De menționat că majoritatea semnalelor radio misterioase își au originile în afara Căii Lactee dar, în aprilie 2020, radiotelescopul CHIME a identificat un astfel de semnal provenind din interiorul galaxiei noastre, descoperire care a adâncit și mai mult misterul semnalelor FRB.

Semnale radio misterioase ocupă locul 10 în top cele mai stranii descoperiri în spațiul cosmic.

9. Descoperiri în spațiul cosmic - Pulsarii

De ce se numără pulsarii printre cele mai stranii descoperiri în spațiul cosmic? Să pornim de la simpla definiție a acestor corpuri ceresti misterioase.

Pulsarii sunt stele neutronice care se rotesc foarte rapid, stele extrem de dense compuse aproape în întregime din neutroni. Un pulsar are un diametru de până în 20 km. Însă în ciuda diametrului redus, densitatea lor enorma face ca masa unui pulsar să depășească de 1,18 până la 1,97 ori masa Soarelui. 

Însă ce este o stea neutronică?

O stea neutronică se formează atunci când nucleul unei stele care explodează violent (fenomen cosmic care poartă denumirea de supernovă) colapsează datorită propriei mase, devenind extrem de dens.

Apoi, neutronii de la suprafața stelei se descompun în protoni și electroni. Pe măsură ce aceste particule încărcate sunt eliberate de la suprafață, ele intră într-un câmp magnetic intens (cu o valoare de 1.012 gauss; câmpul magnetic al Pământului este de doar 0,5 gauss) care înconjoară steaua și se rotește odată cu ea. 

Accelerate la viteze apropiate de cea a luminii, particulele emit radiații electromagnetice prin emisie de sincrotron. 

Antony Hewish și Jocelyn Bell, astronomi care lucrează la Universitatea din Cambridge, au descoperit pentru prima dată pulsarii în 1967 cu ajutorul unui radiotelescop special conceput pentru a înregistra fluctuații foarte rapide ale surselor radio. 

Căutările ulterioare au dus la detectarea a aproximativ 2.000 de pulsari. Un procent semnificativ din aceste obiecte sunt concentrate spre centrul Căii Lactee, enormul sistem galactic din care face parte și Pământul.

8. Descoperiri în spațiul cosmic - KIC 846285

Nu puteam întocmi un top al celor mai stranii descoperiri în spațiul cosmic fără să includem și KIC 846285, una dintre cele mai ciudate stele descoperite până în prezent.

KIC 846285 (cunoscută și sub denumirea de Tabby’s Star sau Boyajian Star) este o stea de tip F din constelația Cygnus, situată la aproximativ 1.470 de ani-lumină de Pământ. 

Când astronomul Tabetha Boyajian de la Universitatea de Stat din Louisiana și colegii ei au văzut pentru prima dată KIC 846285, au rămas uluiți. Misteriosul obiect cosmic își schimba luminozitatea la intervale regulate de timp, uneori înregistrând diferențe în cantitatea de lumină emisă și de 22%. 

Au fost invocate diferite teorii, inclusiv posibilitatea unei megastructuri extraterestre care să învăluie parțial steaua, dar în prezent, majoritatea cercetătorilor cred că steaua este înconjurată de un inel anormal de praf care provoacă o reducere a luminozității.

7. Descoperiri în spațiul cosmic - Segue 2

Încă din cele mai vechi timpuri galaxiile au reprezentat unele dintre cele mai importante descoperiri în spațiul cosmic.

Galaxiile sunt imense și conțin sute de miliarde de stele. Unele sunt atât de mari și de luminoase încât le putem observa chiar și cu ochiul liber. 

Însă nu același lucru se poate spune despre Segue 2, o galaxie „pitică” care conține aproximativ 1.000 de stele. Prin comparație, în galaxia din care facem parte și noi, Calea Lactee, se află între 100 și 400 de miliarde de stele și cel puțin tot atâtea planete.

Situată în constelația Aries (Berbec), Segue 2 se află la o distanță de 110.000 de ani lumină de sistemul nostru solar, îndepărtându-se de noi cu o viteză de 40 de km/s. Majoritatea stelelor din această galaxie pitică sunt foarte vechi, formându-se pe când universul era încă tânăr, acum 12 miliarde de ani.

Datorită dimensiunilor extrem de reduse și a faptului că se află atât de aproape de Calea Lactee, unii astronomi consideră Segue 2 o „galaxie satelit”.

6. Descoperiri în spațiul cosmic - Găurile albe

Teoria existenței așa-numitelor „găuri albe” a fost lansată de oamenii de știință care studiau fizică găurilor negre.

Astfel, calcule matematice complexe au demonstrat că, în eventualitatea în care singularitatea din interiorul unei găuri negre nu ar avea masă, sau nu ar exista masă în zona din jurul găurilor negre, cunoscută sub numele de event horizon, atunci, teoretic, s-ar putea forma găuri albe.

Acestea s-ar comporta complet opus găurilor negre. În loc să absoarbă toată materia din jurul lor, găurile albe ar arunca materie în univers. 

Cu toate acestea, calculele matematice arată că aceste găuri albe s-ar putea forma doar dacă în interiorul lor nu ar exista nici măcar un singur atom de materie. În caz contrar, găurile albe s-ar prăbuși și ar dispărea.

Oamenii de știință au teoretizat că existența găurilor albe nu ar fi fost posibilă decât imediat după Big Bang, momentul nașterii universului, înainte ca materia să fie expulzată în toate direcțiile.

5. Descoperiri în spațiul cosmic - Galaxiile fantomă

Tot în top cele mai stranii descoperiri în spațiul cosmic se află și „galaxiile fantomă”.

După cum sugerează și numele, galaxiile fantomă (sau galaxiile întunecate), sunt galaxii care au foarte puține stele. Acestea sunt compuse în mare parte din gaz și praf cosmic, făcându-le practic invizibile pentru telescoapele moderne.

Deși nu le putem observa, astronomii cred ca este foarte probabil ca aceste galaxii misterioase să existe și să fie împrăștiate peste tot prin univers. 

De fapt, o echipă formată din oameni de știință din mai multe țări a publicat mai multe date care sugerează existența unei astfel de galaxii fantomă în apropierea Căii Lactee. Rezultatele trebuie însă confirmate prin mai multe analize. 

În același timp, astronomii cred că au identificat și un alt tip de galaxie fantomă, una care este formată în proporție de 99% din materie întunecată. Ei au numit-o Dragonfly 44 și au descris-o drept „geamănul întunecat” al Căii Lactee.

4. Descoperiri în spațiul cosmic - Stringurile cosmice

Locul 4 în top cele mai stranii descoperiri în spațiul cosmic este ocupat de stringurile (corzile) cosmice. Ideea existenței acestor „corzi cosmice” este una nebunească, însă, după cum s-a demonstrat, nu imposibilă. 

În termeni simpli, corzile cosmice sunt ușoare defecte ale „țesăturii spațiului și timpului” care au apărut în momentul formării universului. 

Prima teorie privind stringurile cosmice a fost înaintată de Tom W. B. Kibble, în 1976, care a sugerat că astfel de formațiuni ar forma o rețea de corzi și bucle infinit de lungi, care evoluează odată cu expansiunea universului. 

Subiectul corzilor cosmice a fost readus în discuție la începutul anilor 2000 atunci când oamenii de știință au înțeles că acestea pot juca un rol important în așa-numita teorie a corzilor.

Potrivit acestei teorii, particulele elementare pot fi descrise drept mici obiecte unidimensionale suspendate într-un spațiu multidimensional. În unele teorii, șirurile de particule elementare ar putea crește până la dimensiuni cosmologice și s-ar comporta asemenea corzilor cosmice primordiale. 

Subiectul este unul foarte complicat și complex însă, teoretic, existența stringurilor cosmice ar putea face posibilă călătoria în timp.

3. Descoperiri în spațiul cosmic - Găurile negre

Printre cele mai importante descoperiri în spațiul cosmic se numără și găurile negre, corpuri cosmice de o gravitate extremă din care nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa. 

O gaură neagră se poate forma doar în urma imploziei unei stele masive (de câteva ori mai mare decât Soarele). Când o astfel de stea masivă își epuizează rezervele de combustibilii termonucleari, nucleul său devine instabil. 

Datorită forțelor gravitaționale, nucleul se prăbușește în interior, iar straturile exterioare ale stelei sunt distruse. Greutatea zdrobitoare a materiei care a constituit steaua se prăbușește și se comprimă până la un punct în care volumul devine zero iar densitatea infinită. Acest punct poartă denumirea de singularitate. 

Până recent, găurile negre nu au putut fi observate, în mod direct, din cauza dimensiunilor lor mici și a faptului că nu emit lumină. Ele au putut fi însă „observate” prin efectele câmpurilor lor gravitaționale enorme asupra materiei din apropiere. 

Se estimează că o masă de gaz care cade rapid într-o gaură neagră eliberează de peste 100 de ori mai multă energie decât cea eliberată de aceeași cantitate de masă prin fuziunea nucleară. 

În consecință, prăbușirea a milioane sau miliarde de mase solare de gaz interstelar sub forța gravitațională într-o gaură neagră gigantică ar explica producția enormă de energie a quasarilor și a sistemelor galactice specifice.

2. Descoperiri în spațiul cosmic - Marele Zid Hercules Corona Borealis

Pe locul 2 în top cele mai stranii descoperiri în spațiul cosmic regăsim o structură cosmică atât de mare încât nu ar trebui să existe – Marele Zid Hercules Corona Borealis. Cel mai mare „corp” din univers este atât de gigantic încât nu depășește doar percepția noastră asupra dimensiunilor cosmice, ci încalcă însăși legile fizicii! 

Cosmologii au fost dintotdeauna derutați de uniformitatea sau omogenitatea universului. Căldura generată după Big Bang este distribuită uimitor de uniform în orice direcție privim. Același lucru se poate spune și despre materia din univers.

Dacă materia nu ar fi fost distribuită în mod uniform, atunci aglomerările mai mari de materie ar fi generat forțe gravitaționale care ar fi atras aglomerări mai mici, iar Universul nu s-ar fi extins, ci mai degrabă s-ar fi contractat sub propria sa gravitație. 

Cu toate acestea, Marele Zid Hercules Corona Borealis este o super aglomerare de materie care reprezintă o neregulă sau neuniformitate atât de imensă încât sfidează legile expansiunii universului. 

Marele Zid Hercules Corona Boreal (sau pur și simplu Marele Zid) este cea mai mare structură cunoscută din universul observabil, măsurând aproximativ 10 miliarde de ani-lumină în lungime (universul observabil are aproximativ 93 de miliarde de ani-lumină ani în diametru). 

Este greu să ne imaginăm cât de masivă este această aglomerare de materie. Imaginați-vă doar că există un spațiu infinit dincolo de acest zid, pe care nu o să-l putem observa niciodată deoarece lumina are nevoie de 10 miliarde de ani pentru a traversa Marele Zid, de la un capăt la celălalt.

1. Descoperiri în spațiul cosmic - Materia întunecată

Cu siguranță una dintre cele mai stranii descoperiri în spațiul cosmic este materia întunecată (eng. dark matter).

Materia întunecată este o substanță necunoscută care formează aproximativ 30,1% din materia din univers; restul fiind reprezentat de energia întunecată (69,4%) și materia vizibilă „obișnuită” (0,5%).

Cunoscută inițial ca „masă lipsă”, existența materiei întunecate a fost dedusă pentru prima dată de astronomul elvețian american Fritz Zwicky.

În 1933, acesta a descoperit că masa tuturor stelelor din grupul de galaxii Coma reprezintă doar 1% din masa necesară pentru a menține galaxiile apropiate (în mod normal, galaxiile tind să se îndepărteze unele de altele, iar cele care se adună în grupuri sunt ținute la un loc de forțe gravitaționale uriașe, care pot exista doar ca urmare a unor mase de materie la fel de mari).

Realitatea acestei mase lipsă a rămas sub semnul întrebării zeci de ani, până în anii 1970 când astronomii americani Vera Rubin și W. Kent Ford i-au confirmat existența prin observarea unui fenomen similar: masa stelelor vizibile într-o galaxie tipică este de doar aproximativ 10% din ceea ce este necesar pentru a menține stelele „adunate” în jurul centrului galaxiei. 

În general, viteza cu care stelele orbitează în jurul centrului galaxiei lor este independentă de distanța la care se află de centru. Dar, cei doi astronomi americani au demonstrat că stelele din centrul galaxiilor au o viteză orbitală mai mare atunci când se află la o distanță mai mare de centru, și nu mai mică, așa cum ar fi fost de așteptat. 

Pentru ca acest lucru să fie posibil, masa galaxiei trebuie să crească liniar cu distanța dintre stele și centrul galaxiei. Cu toate acestea, această materie misterioasă care are masă proprie și umple spațiul cosmic nu poate fi observată deoarece nu emite lumină – de unde și numele de „materie întunecată”.

Deși astăzi avem o mai bună înțelegere a conceptului de materie întunecată, aceasta rămâne, în continuare, una dintre cele mai misterioase descoperiri în spațiul cosmic.