Dimensiunile Universului

Mult timp, călătorii care au străbătut Pământul în expediţii către tărâmuri îndepărtate au fost copleşiţi de imensitatea şi diversitatea Planetei noastre. Curând după aceea, scrutând cerul, astronomii au descoperit că Pământul nostru este o picătură miraculoasă de viaţă într-un ocean cosmic imens, plin cu miliarde de stele. Tehnologiile ultimului secol au împins mai departe marginile lumii. Prin intermediul unor telescoape de mare putere, situate în spaţiul cosmic, astrofizicienii pot cerceta Universul până aproape de marginile lui vizibile. Bolta cerească pe care o putem admira în fiecare seară senină se descoperă astfel ca o remarcabilă fereastră către un Univers gigantic.

Viaţa zilnică, în ritmul ei grăbit, ne răpeşte cea mai mare parte din clipele în care am putea zăbovi cu privirea spre frumuseţile acestei lumi. Şi cum graba ne opreşte din drumul către dezvăluirea frumuseţilor ascunse ale naturii, într-un fel asemănător, experienţa cotidiană, limitată la pragurile simţurilor noastre, ne împiedică să gândim la cât de mare este lumea în care trăim. Faptul că instrumentele puse la punct de om se pot apropia de marginile Universului, şi că fenomenele lui, prin veşmântul matematicii, să intre în mintea noastră, ne-ar putea sugera că Universul nu este chiar atât de mare. Totuşi, dimensiunile Universului sunt copleşitoare! În fapt, el este cu adevărat imens şi, oricât ne-am strădui să-l închidem complet în mintea noastră, nu vom reuşi. Cu atât mai puţin să-l cucerim! Dar, ceea ce se cade să înţelegem însă din această măreţie a Universului nu sunt doar dimensiunile şi istoria lui copleşitoare, ci măreţia lui Dumnezeu care l-a făcut. Cât de mare este Universul? Dimensiunile Universului nu sunt cunoscute. Se cunoaşte până în prezent doar mărimea Universului observabil. Tehnologiile ultimilor decenii au permis depăşirea tuturor limitelor de observaţie, către distanţe din ce în ce mai mari. Potrivit observaţiilor actuale, Universul este atât de mare, încât nici un model comparativ nu este suficient de bun pentru a-l exprima, printr-o analogie, în termenii familiari experienţei directe, reprezentabili sau intuitivi. Nici cel mai mic fir de praf, încă vizibil cu ochiul liber, în comparaţie cu întreg Pământul, sau chiar cu Soarele, nu poate sugera corect cât de mică este planeta noastră în raport cu întreg spaţiul cosmic cunoscut. Un model care să sugereze mărimea Universului observabil se poate totuşi construi, în mai multe etape, cu ajutorul mai multor termeni de comparaţie. S-ar putea face, spre exemplu, o primă comparaţie între Pământ şi Sistemul Solar, o alta între Sistemul Solar şi Calea Lactee ca apoi, ultima dintre ele, să fie între Calea Lactee şi Universul cunoscut. Pământul are raza ecuatorială de peste 6.300 km şi un volum de o mie de miliarde de miliarde de metri cubi! Masa totală a pământului este estimată la aproape 6 milioane de miliarde de miliarde de kg. Suprafaţa uscatului reprezintă 29,2% din suprafaţa totală a planetei. Pământul se deplasează pe orbită în jurul Soarelui cu o viteză de 29,78 km/s şi în jurul propriei axe cu 465 m/s. Soarele are raza de 696.000 kilometri şi o masă totală de 2 miliarde de miliarde de miliarde de tone. La suprafaţă, Soarele are o temperatură efectivă de peste 5.000 de grade Celsius. Şi Soarele, la rândul său, se deplasează, faţă de stelele vecine, cu o viteză de 19,7 km/s. Sistemul Solar este cuprins în interiorul orbitei lui Pluto. Aceasta are raza ecuatorială este de 0,23 din raza Pământului şi masa aproape 0,003 din masa Pământului. Perioada de rotaţie a lui Pluto în jurul Soarelui (mişcare de revoluţie siderală) reprezintă 247,6 ani tereştri. Distanţa până la Soare este de aproximativ 40 de ori mai mare decât distanţa de la Pământ la Soare. Distanţa de la Soare la Pluto este suficient de mare ca strălucirea şi dimensiunile Soarelui să fie atât de mici încât intensitatea radiaţiei lui să fie de 1.600 de ori mai mică, fiind invizibil cu ochiul liber. Calea Lactee execută o mişcare de rotaţie în jurul centrului galaxiei, cu viteza de 250 de km/s, în 233 de milioane de ani. Masa galaxiei este de aproape un miliard şapte sute de milioane de mase solare, numărând între 150 şi 200 de miliarde de stele. Giganticul Sistem Solar Pământul este cel mai mare obiect fizic cunoscut prin intermediul experienţei directe. În lungul ecuatorului, planeta noastră măsoară aproape 40.000 de kilometri, fiind suficient de încăpătoare pentru opt sute de metropole cu diametrul de 50 de kilometri fiecare, aşezate una lângă alta. Străbătute la pas, toate aceste oraşe imaginare ar necesita aproape 3 ani de efort, fără întrerupere. Comparativ cu Soarele însă, Pământul are dimensiuni foarte mici. Pe bolta cerească, astrul principal nu pare să fie cu mult mai mare decât Luna. În realitate însă, volumul său este suficient de încăpător pentru un milion de planete precum Pământul. Dacă în locul Soarelui ar fi aleasă o minge de baschet (de aproximativ 25 cm în diametru), fixată într-un punct la sol, atunci Pământul ar fi mai mic decât un sâmbure dintr-un bob mărunt de strugure, situat la 25 de paşi de mingea de baschet. Atât de depărtat şi atât de mic este Pământul în raport cu astrul central. Pentru a atinge limitele Sistemului Solar, trebuie să ne îndepărtăm de mingea de baschet, cu ceva mai mult de 800 de paşi. Dacă la capătul acestui parcurs aşezăm pe sol o pietricică cât două-trei granule de nisip, putem avea o imagine a diferenţei de mărime şi a distanţei dintre Pluto şi Soare. Privit la această scară, se poate remarca cu uşurinţă că Sistemul Solar este extrem de rarefiat. Însă, pe măsură ce observaţiile vizează zone tot mai largi din Univers, materia este distribuită din ce în ce mai rarefiat. Spre exemplu, dacă întreg Sistemul Solar este cuprins într-un disc de 800 de metri, amplasarea celei mai apropiate stele de Soare ar echivala cu aşezarea altei mingi de baschet, la peste 10.000 de kilometri de cea care reprezintă Soarele. Lumina solară parcurge distanţa până la Pământ în aproape 8 minute. Altfel spus, Soarele se află la o distanţă de 8 minute lumină de Pământ. De la cea mai apropiată stea până la Pământ, o rază de lumină călătoreşte timp de patru ani. În rest, toate celelalte stele de pe bolta cerească se află la distanţe mai mari de 100 de ani lumină. Încât, de fiecare dată când privim în sus, spre stele, şi tot mai departe în Univers, dezvăluim un trecut tot mai îndepărtat din istoria lui. Până în acest punct, aşadar, Pământul este, în raport cu Sistemul Solar tot atât de mic cât este un sâmbure de măr în marginea unui imens teren circular cu raza de 850 de metri! Cât un punct pe întreg cuprinsul Pământului Galaxia în care se află Soarele are forma unui disc cu diametrul de 80.000 de ani lumină. Sistemul nostru Solar se află la o distanţă de 25.000 de ani lumină de centrul galaxiei. Practic, un călător care ar avea intenţia să ajungă în centrul galaxiei ar avea nevoie de 25 de mii de ani să termine călătoria, în condiţiile în care s-ar deplasa cu viteza luminii. În comparaţie cu această imensă aglomerare de stele, Sistemul Solar este de-a dreptul insignifiant. El trebuie mişcorat şi mai mult. Dacă, prin intermediul unui instrument performant de scriere, marcăm pe o foaie de hârtie un punct minuscul şi convenim că acel punct extrem de mic, cu rază de aproximativ 0,02 milimetri, este Sistemul Solar, cât de mare ar fi atunci galaxia noastră? Ea nu ar avea, cum s-ar putea opina, nici dimensiunea foii pe care este desenat punctul, nici dimensiuni comparabile cu o cameră sau cu mărimea unei clădiri cu 200 de etaje. Dacă Sistemul Solar ar fi micşorat cât până la conturul unui astfel de punct, galaxia noastră, cu o sută de miliarde de astfel de puncte, ar fi de mărimea întregului Pământ! Sute de miliarde de stele Calea Lactee nu este decât o foarte mică parte din Universul observabil. Ea aparţine unui grup local de galaxii ce are o lăţime de câteva milioane de ani-lumină. Acesta mai conţine galaxia Andromeda, împreună cu alte 34 de galaxii mai mici. Grupul local se află la marginea roiului Fecioarei, un arhipelag de câteva sute de galaxii, al cărui centru se află la o distanţă de aproximativ 50 de milioane de ani lumină. Roiurile de galaxii sunt la rândul lor organizate în conglomerate şi mai mari (super-roiuri sau clusteri). Cât de mari sunt aceste aglomerări în raport cu dimensiunile unei galaxii? Dacă, spre exemplu, Calea Lactee ar fi redusă la mărimea Pământului, un cluster ar avea dimensiuni mai mari decât are Sistemul Solar în realitate. În fine, actualele dimensiuni ale Universului observabil sunt mai mari de aproximativ 7 milioane de ori faţă de cele ale unui cluster. (Limitele Universul observabil sunt extinse astăzi până la aproximativ 13,5 miliarde de ani lumină, iar masa totală, după unele estimări, este de 1080 atomi). Universul şi pământul, imposibil de comparat Pe scurt: Pământul este, în raport cu Sistemul Solar, cam tot atât cât este un sâmbure de măr într-un teren circular cu raza de un kilometru. Sistemul Solar este atât de mic în raport cu galaxia noastră, cât este acel punct minuscul desenat pe un petic de hârtie, în comparaţie cu întreg Pământul. Mai departe trebuie spus că, atât cât este un sâmbure de măr într-un disc de un kilometru, cam atât de de mică este galaxia noastră pe lângă dimensiunile unui cluster. Însă Galaxia trebuie micşorată chiar mai mult, pentru a putea vedea cât de mică este în raport cu întreg Universul. În fine, un cluster, în comparaţie cu dimensiunile Universului observabil, este tot atât de de mic cât este un punct în raport cu întreg Pământul. Ce urmărim cu toate aceste comparaţii? Să arătăm faptul că, orice alegere am face, nu dispunem de repere vizuale pentru a aşeza acest lanţ de comparaţii cap la cap, pentru a exprima mărimea Universului observabil. Nu putem să introducem şi Pământul, şi Universul, în interiorul aceleiaşi reprezentări intuitive. Dacă vrem să aducem dimensiunile Universului la ceva posibil de cuprins cu mintea, atunci Calea Lactee şi Sistemul Solar vor fi foarte mici, încât Pământul va fi imposibil de reprezentat. Dacă facem Calea Lactee mai mare, cât să poată fi reprezentată intuitiv, în genul unui fir de praf, Universul va fi mult prea mare ca să mai poată fi cuprins cu mintea. Acum se poate vedea mai lesne faptul că fiecare dintre aceste entităţi ar putea fi imaginate întrucâtva, însă toate deodată nu pot intra în acelaşi timp într-o reprezentare intuitivă. Universul cuprins de mintea omului Însă dincolo de mărimea impresionantă a Universului, există un miracol şi mai mare: faptul că el poate fi cunoscut de către om. La nivelul experienţei directe se poate observa uşor că fiecare zonă geografică are anumite trăsături caracteristice; există o anumită compoziţie a solului, anumite condiţii climaterice (temperatură, umiditate, presiune atmosferică), floră şi faună specifice. În funcţie de amplasarea zonelor geografice, există chiar anotimpuri diferite pentru aceeaşi perioadă calendaristică. În cazul Universului observabil însă, nu este aşa. Zonele îndepărtate din Univers un prezintă deosebiri semnificative. Dimpotrivă, ele, chiar separate între dânsele, prin distanţe de miliarde de ani lumină, seamănă foarte mult. Faptul că pretutindeni în Univers acţionează aceleaşi interacţiuni şi sunt valabile aceleaşi legi permite omului să-l cunoască. „Toată ştiinţa noastră ne demonstrează că legile sunt aceleaşi pretutindeni. Experimentele din toată lumea converg spre acelaşi set de explicaţii fizice. Mai mult, posibilitatea de a explica un număr mare din observaţiile noastre astrofizice asupra unor regiuni îndepărtate ale cosmosului, folosind un set fix de principii fizice, ne duce la concluzia că aceleaşi reguli sunt valabile pretutindeni.“i Mult timp, ştiinţa a cuprins doar fenomene şi procese fizice din natură, aflate la îndemâna experienţei directe. Rezultatele observaţiilor nu semnalau nici o legătură între lumea terestră şi cea a stelelor sau planetelor. De fapt, existau prea puţine date concrete şi corecte despre stele sau planete şi nimic despre alte galaxii. Cercetarea atentă a bolţii cereşti a produs surprize extraordinare, dezvăluind faptul că între lumea terestră şi planetele sau stelele cosmosului există legături remarcabile, care sugerează chiar o anumită unitate a lor. De la cosmos la Univers Legile, ca enunţuri universale şi necesare, nu s-au putut impune drept instrumente utile în descrierea naturii, decât atunci când ideea de cosmos a fost înlocuită cu cea de Univers. Atâta timp cât s-a menţinut ideea că Pământul este diferit calitativ de celelalte corpuri din Sistemul Solar, iar toate acestea sunt diferite calitativ de stelele fixe, nu putea fi imaginată ideea unui enunţ universal care să descrie, de pildă, mişcările tuturor corpurilor.ii Potrivit observaţiilor lui Newton, căderea unui măr, rostogolirea unei bile pe un plan înclinat, curgerea unui fir de apă sau traiectoria unei comete sunt, de fapt, rezultatul manifestării aceleiaşi forţe! Datele şi calculele făcute de el au furnizat argumente solide pentru a afirma existenţa unei legături strânse între toate aceste fenomene. Alte descoperiri care au urmat au contribuit la schimbarea semnificativă a reprezentării noastre despre lume. S-a dovedit că multe din fenomenele sau corpurile din natură, considerate mult timp fără nici o legătură, pot fi explicate destul de bine prin intermediul a patru interacţiuni. Universul se dovedeşte prin toate acestea că ne este accesibil. Mai mult chiar, fără regularităţile acestea, ne-ar fi imposibilă chiar şi numai cunoaşterea unui minuscul bob de sare - unul atât de mic încât cu greu să poată fi văzut cu ochiul liber... Carl Sagan, un astronom şi cosmolog, subliniază acest lucru. Într-un grăunte, minuscul de sare, cât să fie vizibil cu ochiul liber, există circa 1016 atomi de sodiu şi de clor (adică 10 milioane de miliarde). Dacă vrem să cunoaştem în mod deplin structura acestui grăunte de sare, trebuie să ştim cel puţin poziţiile tridimensionale ale fiecărui atom. În creierul uman, din punct de vedere anatomic, există probabil 1011 neuroni (adică o sută de miliarde). Simplificând, desigur, Sagan scrie că am putea conveni ca fiecare neuron să primească o singură informaţie, încât numărul total de lucruri pe care creierul omenesc le poate cunoaşte, poate fi apreciat la o sută de mii de miliarde, adică un procent din numărul atomilor din bobul de sare!iii. În ultimă instanţă deci, Universul este cognoscibil tocmai pentru faptul că este caracterizat de câteva legi. Cât de mare este Dumnezeu? Însă doar aceste simple cifre şi ordine de mărime, aşezate cu rost unele lângă altele, chiar dacă reproduc la scară Universul în care trăim, nu sunt totuşi edificatoare. Câtă vreme ne restrângem doar la datele ştiinţelor, omul, considerat ca trup biologic, pare insignifiant. Pământul pare un grăunte de praf, Sistemul Solar, o grămăjoară de bulgări ai unei stele pitice, iar galaxia noastră, scufundată într-un ocean de clusteri, de o sută de miliarde de ori mai mare. Din perspectivă creştină, măreţia omului un stă în dimensiunile lui fizice, ci în aceea că este subiect înţelegător, care poate pricepe alcătuirea Universului şi felul cum acţionează puterile puse în el. Chiar şi numai faptul că suntem înzestraţi cu putinţa de a cunoaşte Universul ne-ar putea fi deajuns pentru a ne deschide spre înţelegerea faptului că lumea aceasta imensă, şi plină de frumuseţe, este rânduită pentru om. Mai mult decât atât, urmând Sfinţilor Părinţi, am putea să urcăm, prin abisul, măreţia şi frumuseţile Universului spre cele mai înalte şi mai adânci taine ale Creatorului. Dacă opera este atât de mare, oare cât de mare este Cel ce a făcut-o? Dacă Universul conţine atât de multe miliarde de galaxii, care adună fiecare sute de miliarde de stele precum Soarele, oare cât de mare este puterea Celui ce le-a făcut cu puterea Cuvâtului Său? Universul încălzit de dragostea lui Dumnezeu pentru noi Sfântul Ioan Gură de Aur scria: „Iar dacă nu ajungeţi sau nu puteţi pricepe raţiunea tuturor creaturilor, asta nu vă fie vouă temei de necredinţă, ci pricină de slavoslovie. Când gândul rămâne neputincios şi mintea nu mai poate cuprinde, du-te cu mintea la măreţia Stăpânului tău şi tocmai de aici conchide că atât de mare e puterea Lui, că noi nu putem şti precis nici raţiunea celor făcute de El“.iv Un miracol încă şi mai mare este acela că suntem persoane după chipul Lui, că suntem cineva care receptează lumea, care o cercetează şi o înţelege. De aceea, admiraţia bolţii cereşti, contemplarea Universului şi cunoaşterea legilor lui, nu ne sunt suficiente. Fiind persoane, numai comuniunea ne împlineşte. Mult mai preţioasă decât darul înţelegerii lumii, comuniunea ne apropie de Cel ce a făcut lumea. Numai oamenii pot recepta în frumuseţea Universului această chemare de a depăşi splendoarea operei pentru apropierea de Autorul ei, Dumnezeu Treime. Numai oamenii pot răspunde conştient şi liber acestei chemări la comuniune, prin iubire, şi în solidaritate cu semenii lor. Numai oamenii, participând la această comuniune, pot sfinţi lumea, făcând mai evident, în Universul măreţ, purtarea de grijă a lui Dumnezeu şi lucrarea lui iubitoare în el, pentru noi. În acest fel, imensul Univers armonios şi rece, se încălzeşte de dragostea Persoanelor dumnezeieşti, care lucrează în el şi dincolo de el, pentru mântuirea noastră. De aceea, pentru creştini, chiar dacă descoperirile ştiinţelor nu sunt de lepădat, ele nu fac decât oficiul de început, către contemplare şi doxologie. Prin viaţa duhovnicească, raţionalitatea Universului şi înţeleapta lui alcătuire primeşte înţelesuri şi mai mari, pentru că el devine locul de întâlnire al oamenilor cu Dumnezeu şi între ei. Încât, în miezul credinţei, Universul devine Biserică. i Brian Green, Universul elegant. Supercorzi, dimensiuni ascunse şi căutarea teoriei ultime, Editura Humanitas, Bucureşti, 2008, p. 188. ii Gerard Stan, Ordinea Naturii şi Legile Ştiinţei, Editura Universităţii „Al. I. Cuza“ Iaşi, 2004, p. 61. iii Carl Sagan, Creierul lui Broca. De la Pământ la stele, Editura Politică, Bucureşti, 1989, p. 45. iv Sf. Ioan Gură de Aur, Omilii la Facere, omilia VII, VI, în PSB, vol. 21, p. 95.