Prezentare multimedia realizata in cadrul Concursului Stiintific National de Astronomie- editia 2015 "Nicolaus Copernic" Colegiul National "Horea, Closca si Crisan " Alba Iulia, Jud. Alba

1. Formarea Universului de la origini pana in prezent

2. Structura si evolutia universului
Universul este tot ceea ce in mod
fizic exista, intreaga lume
inconjuratoare , este in permanenta
miscare si transformare , nemarginit
spatial si temporal si cuprinde toate
fortele, toate legile fizicii si
constantele acesteia care le
guverneaza, precum si din toate
materiile si alte forme de radiatii si
energie.
Universul mai este denumit si
Cosmos(din grecescul Kosmos=lume,
univers ordonat), originea si evolutia
sa constituind obiectul de studiu al
Cosmologiei.

3. Problema originii si existentei universului
in care ne aflam, a preocupat, inca din
inceputuri, pe oameni. Astfel, s-au realizat
diverse ipoteze, dar cea mai plauzibila fiind
cea a Big-Bangului, acesta ipoteza
bazandu-se pe unele informatii obtinute
prin observatii astro-fizice si pe
cunostintele de fizica atomica si nucleara.
Se presupune ca universul s-a constituit cu
13,7 miliarde de ani in urma exploziei Big
Bang. Dar Big Bangul nu a fost doar o
simpla explozie, ci si o expansiune si
dezvoltare a spatiului insusi. Fiecare parte
a spatiului a participat la el.

4. De exemplu, partea spatiului ocupata de Terra,
Soare si galaxia noastra era foarte calda si
densa. Astronomii au detectat doua elemente
care ar fi putut fi create numai de Big Bang:
hidrogen si heliu in proportii de 75% respectiv
25%. In al doilea rand, noi putem detecta
lumina ramasa din explozie. Aceasta lumina e
vizibila datorita radiatiilor cosmosului. Ea se
apropie tot mai mult de Terra, din indepartate
regiuni ale spatiului, calatorind milioane de
ani lumina ca sa ajunga aici. Lumina nu este
vizibila cu ochiul liber, ci cu ajutorul unor
instrumente speciale. Intr-adevar,astronomii
Arno Penzias si Robert Wilson au fost primii
care au descoperit reflexiile Big Bangului.
Apoi, In 1991, nava spatiala trimisa de NASA a
capturat prima imagine a vechii lumini care
venea din toate directiile cerului, confirmand
astfel teoria exploziei.

5. In urma acestei explozii,
observatiile astro-fizice au dus la
concluzia, ca galaxiile se deplaseaza
in spatiu, departându-se ontre ele.
De asemenea, s-a constatat
existenta, in Univers, a unor radiatii
care pot fi detectate cu ajutorul
unor instrumente speciale.

6. Conform aceastei teorii , toata materia existenta
astazi in Univers era concentrata Intr-un corp
mic, extrem de fierbinte, o ,,minge de foc’’.
Materia era reprezentata prin particule
elementare si antiparticule.
S-a produs o expansiune foarte rapida a acestei
materii fierbinti, ca o imensa explozie. Ca urmare
a expansiunii, materia se racea incât, la dublarea
volumului, se injumatatea valoarea temperaturii.
Astfel,s-a calculat ca la o secunda dupa marea
explozie, temperatura materiei scazuse la circa 10
miliarde de grade, adica de aproape 1000 de ori
mai mare decât este temperatura In interiorul
Soarelui. Materia era alcatuita atunci din
electroni si protoni, cu antiparticulele lor, dar si
din neutroni.
Expansiunea si racirea au continuat si electronii
s-au unit cu antielectronii, formând fotoni. In
felul acesta, universul a devenit o sfera de
lumina.

7. Dupa 100 de secunde de la marea
explozie, protonii s-au unit cu
neutronii, formând nucleul de
hidrogen greu (deuteriu). Din
acestea s-au format nucleele de heliu
si alte elemente mai grele. Neutronii
ramasi au dus la formarea nucleelor
de hidrogen. Acest proces a durat
câteva ore.
Expansiunea Universului a continuat
inca aproximativ un milion de ani,
fara schimbari deosebite, ci doar o
racire continua. In acest timp,
temperatura a coborât la doar cateva
mii de grade, incât a inceput
formarea de atomi, prin unirea
nucleelor cu electronii
Se considera Insa ca in unele parti
ale Universului, expansiunea s-a
Incetinit si acolo s-a concentrat
materia, formând galaxii.

8. Atractia gravitationala a dus la
comprimarea norilor de
hidrogen si heliu, cu cresterea
locala a temperaturii pâna la
declansarea fuziunii nucleare.
Aceasta a dus la cresterea din
nou a temperaturii si la formarea
stelelor. Ele au atras In jurul lor
materia racita formând planete,
asteorizi, meteoriti si comete.
In felul acesta s-a format
Sistemul Solar In cadrul Galaxiei
noastre. O aglomerare mare de
materie a dus la formarea
Soarelui, care este o stea. In jurul
lui, s-au produs alte aglomerari
de materie, mai mici, care au
format planetele cu satelitii lor.

9. Si in prezent continua concentrarea materiei In
corpuri mai mari. Astefel, unii asteroizi si meteoriti
sunt atrasi si cad pe suprafata planetelor si
satelitilor lor. Pamântul primeste o cantitate de
aproximativ 100 000 de meteoriti In 24 de ore.
Chiar daca pare bizar, insusi spatiul se extinde In
continuare, in special vastele regiuni dintre galaxii.
Conform teoriei lui Einstein, spatiul nu e doar
pustiit; este real, flexibil si se poate intinde.
Notiunea ca spatiul este intr-o continua dezvoltare
este predictia lui Einstein amintita In teoria
gravitatiei, o simpla, dar universala legatuta dintre
spatiu, timp si materie.
In 1920, astronomul Edwin Hubble, prima data a
observat ca distantele dintre galaxii se departeaza
de noi, chiar cum se astepta Einstein, spatiul dintre
galaxii crescând In volum.

10. Este oare universul nostru unic?
Teoria inflationara a universului model ne spune ca universul In care traim
nu este unic. Modelul inflationar prevede ca Big Banguri se produc In
continuare In alte regiuni ale spatiului, iar alte teorii sugereaza ca acele
locuri pot fi complet diferite de ale noastre si chiar legile naturii si numarul
dimensiunii spatiului sa fie schimbate.
Aceasta parere, ca universul nu ar arata la fel ca In partea In care traim
poate explica misterul despre universul nostru; De ce constantele si legile
naturii sunt asa, ci nu altfel? De exemplu; de ce viteza luminii nu este mai
rapida decât aceea pe care o are? De ce electronii sunt mai luminati decât
protonii care orbiteaza In atom? Tot ce stim este ca aceste legi
fundamentale si constante au fost putin diferite când le-am pus In practica ,
iar viata cum o stim nu ar fi existat.

11. Inainte de Big Bang
Fizicieni moderni pot calcula marimea si densitatea universului cunoscut la orice timp din 13.7
milioane de istorie, de la marea explozie. Oamenii de stiinta sunt mândri de realizarile sale doar
primele 10-43 secunde ramânând obscure .
Dar ce s-a Intâmplat Inainte de Big Bang ? Nimeni nu poate sti. Toata memorie acelei perioade este
pierduta, totul este uitat. Aceea a fost o perioada atat de catastrofica instabilitate Incât nu se stie ce
s-a Intâmplat Inainte. Noi probabil nu vom afla niciodata. Nu mai exista nicio informatie ramasa
dinainte de Big Bang.
HDF ( the hubble Deep Field), eliberata In iunie 2003, a putut sa se uite Inapoi In urma cu 1 milion
de ani dupa marea explozie, iar HUDF (The Hubble Ultra Deep Field) , eliberata In Martie 2004, a
putut privi inapoi cu doar 0,7 milioane de ani dupa Big Bang, apropiata de perioadele când galaxiile
abia ce se formasera.
Universul este compus din energie neagra si materie neagra, amândoua având Intelesuri vagi In
prezent. Doar 4% din univers este reprezentat de materia ordonata. Materia observabila este
raspândita uniform prin univers ce isi pierde existnta la distante mai lungi de 300 milioane ani
lumina. Materia observabila este de asemenea rapândita izotropical(isotropically), acest lucru
Insemnând faptul ca nicio directie de observare nu se diferentieaza de celelalte; fiecare regiune a
cerului are cam acelasi continut.

12. Densitatea prezenta din unviers este scazuta, cam 9.9×10-30g/cm3. 73 % o reprezinta
energia neagra, 23% materie neagra rece si 4% materie ordonata. Proprietatile energiei
negre si materiei negre sunt necunoscute. Materia neagra graviteaza ca o materie
ordonata, si acestea Incearca sa Incetineasca expansiunea universului; In contrast,
energia neagra accelereaza expansiunea.
Elementele chimice, In special cei mai luminosi atomi ca hidrogenul, deuteriu si heliu,
par fi identice In univers si In istoria observabila. Universul pare sa aiba mai multa
materie decât antimaterie, o posibila legatura cu observarea violarii CP. Universul pare
sa nu aiba nicio Incarcatura electrica, si mai mult gravitatea pare sa fie factorul
dominant In studierea cosmologiei.

13. Figura geometrica a universului. Relativitatea generala de asemenea prezice faptul ca
Universul trebuie sa aiba o forma distincta, care sa depinda direct de cât de repede se
extinde universul.(Constanta Hubble). Pentru a determina figura geometrica , trebuie ca
doua raze de lumina paralele, Intotdeauna sa ramâna paralele una fata de cealalta.
Astfel, au existat trei optiuni pentru figura geometrica a universului: curbare pozitiva,
curbare negativa si curbare 0.

14. Curbarea pozitiva
Universul este considerat o sfera care se extinde pe zi ce trece dupa marea exlozie, dar
cercetatorii au afirmat ca sfera are un volum finit, si când ea va atinge volumul maxim,
se va produce o noua explozie.

15. Curbarea 0
Un spatiu cu curbarea 0 este numit un spatiu uniform. Spatiul uniform nu este compact,
spatiul se extinde la infinit In toate directiile, deci aceste optiuni reprezinta un univers
deschis. Spatiul si timpul se extind permanent in timp.

16. Curbarea negativa
Cu o curbura negativa , spatiul are un volum infinit. Optiunile curburii negative
reprezinta un Univers deschis.

20. Sfarsit
CRETIU FLORINA
CLASA A X-A D