Sobre els orígens de l'univers
De les cosmogonies a les cosmologies modernes
Escodrinyar en els orígens resulta fascinant. L'ésser humà sempre s'ha sentit interpel·lat pel cosmos. Al llarg de la història s'ha anat formulant preguntes sobre l'univers: l'univers ha existit sempre? Quan es va originar? Què va haver-hi abans del Big Bang? Quin és l'origen de l'ordre estructural? Com serà el futur del nostre univers?
Al llarg del temps s'han anat desenvolupant diferents respostes a aquestes grans preguntes. La filosofia primer i posteriorment la ciència han intentat penetrar en els secrets de l'univers. A l'actualitat alguns científics presenten un model geomètric de l'origen del nostre univers que es remunta, més enllà del temps, fins a la frontera metafísica prèvia al Big Bang. Modernament Roger Penrose ha plantejat un nou paradigma cosmològic que posterga l'origen de l'univers més enllà del Big Bang. S'han trobat senyals còsmics de violentes col·lisions entre forats negres en un univers passat, evidències d'activitat física abans del Big Bang.
COSMOGONÍAS
(del grec kosmogonía, compost de 6`F:@H, kosmos, bon ordre, adorn, món, i (@<Z, goné, generació) Relat mític que explica l’origen del món i la seva estructura.
Les cosmogonies són inicialment teogonies: la constitució del món s'explica mitjançant successives generacions de divinitats, que estableixen una jerarquia i un ordre que representa la distinció dels diversos nivells fonamentals del món (celeste, terrestre i subterrani) i l'equilibri i relació que existeix entre els diferents components del món. Les teogonies/cosmogonies de Hesíode (s. VIII aC), en la seva Teogonia i Els treballs i els dies, van influir directament en alguns aspectes de les dels primers presocràtics.
Coneixement científic
És el coneixement produït per l’activitat humana que anomenem ciència. Les seves principals característiques es defineixen dient que es tracta d’un coneixement: racional, metòdic, objectiu, verificable i sistemàtic, que es formula en lleis i teories, i és comunicable i obert a la crítica i a l’eliminació d’errors .
Històricament, aquest tipus de coneixement va tenir els seus orígens a Grècia, cap al s. VI aC, a les colònies jònies d’Àsia Menor, primer en forma de coneixements de matemàtiques i astronomia, i després en forma de cosmologies noves que van substituir -en els seus mètodes, però no en els seus objectius- a les velles cosmogonies, tant gregues i egípcies com babilòniques i hebrees. A aquest primer naixement es va afegir, en el s. XVII, també en occident i en la conca del Mediterrani, el segon i definitiu sorgiment de la ciència, gràcies a la renovació del model astronòmic del món per obra de Nicolau Copèrnic i, després, a l’aplicació del mètode matemàtic als fenòmens físics de la natura, obra de Galileu. Aquests autors i els qui van seguir recolzant-se en el seu model d’investigar van donar origen al que es va denominar llavors «ciència nova» i posteriorment «ciència moderna», la qual, amb la síntesi posterior de la mecànica clàssica de Newton, que va suposar la seva culminació, es va constituir en model de coneixement científic, o de ciència, per a tota la civilització posterior.
COSMOLOGIAS
(del grec i`F:@H, cosmos, món, univers, i 8`(@H, logos, discurs: és, doncs, la ciència del món)-
Aquest terme s'aplica actualment a una branca de la ciència, encara que originàriament procedeix de Christian Wolff (1831), qui, considerant l’etimologia de la paraula, l’aplica a una branca de la filosofia, pròpiament de l’ontologia, a la qual anomena cosmologia racional, i l’objecte de la qual és l’estudi del com a totalitat.
Kant precisa que constitueix una il·lusió transcendental tractar del món com una totalitat, l’origen o límit del qual pugui investigar-se, ja que, el món o l’univers no és res més que una simple idea a la qual no correspon, com globalitat que pretén ser, cap experiència, pel que és una «idea transcendental», que només pot servir com una dea reguladora per orientar la raó cap a una major comprensió de qualsevol experiència, però no per la via de la ciència o del coneixement, sinó de la reflexió i de la síntesis d’idees. Si no és així, la raó cau en antinòmies veure cita.
La cosmologia científica, en canvi, ciència que té el seu origen en la revolució copernicana del s. XVI, amb el rebuig de la imatge geocèntrica aristotèlica de l’univers, transmesa pel sistema ptolemaic, no abraça la temàtica científicament inabordable a què es refereix Kant, ja que, fins i tot tractant de l’origen de l’univers, es remet sempre a un món o a un univers -o a teories sobre el món i l’univers- que és (o són), d’alguna manera, objecte d’experiència sensible.
La cosmologia científica recorre a dos tipus de metodologia: la que es basa preferentment en l’observació astronòmica o astrofísica (aplicada, per exemple, a l’anàlisi de la constitució física de les estrelles), i la que recorre preferentment a teories més àmplies de la mecànica (clàssica o relativista), confirmades o confirmables experimentalment. Així, per exemple, la hipòtesi anomenada de Kant-Laplace (exposada per part de Kant, en 1755, en Teoria dels cels) sobre l’origen del sistema solar a partir d’una nebulosa primitiva desenvolupada segons la teoria de la gravitació universal de Newton, o la teoria de l’univers en expansió, o de l’espai corb, basades en la teoria de la relativitat de Einstein.
La cosmologia ha recorregut sempre a la construcció de models d’univers, en els que conflueixen, en diversa proporció segons l’època que es construeixen, elements matemàtics, geomètrics físics, culturals i estètics, que volen ser una explicació de la realitat i que necessàriament han de concordar amb els fets observats. El primer model de l’univers que pot considerar-se científic és el construït per Copèrnic i perfeccionat per Kepler, que suposa un món finit, encara que de dimensions molt més grans que les del món ptolemaic, el centre del qual és el sistema solar embolicat per una esfera d’estrelles fixes. (L’anterior model no pretenia tant ser una explicació de la realitat com una descripció dels fets observats juntament amb un mètode geomètric per poder calcular-los). Les observacions i descobriments astronòmics fets amb el telescopi per Galileu van contribuir a la difusió de la cosmologia copernicana i la van fer plausible, mentre que les lleis de la mecànica galileana van eliminar els prejudicis i arguments aristotèlics sobre la caiguda dels cossos. Newton construeix el model final descrivint la força que mou tot l’univers copernicà, deduïda de les lleis del moviment de Galileu i de les del moviment dels cossos celestes de Kepler; a diferència de l’univers de Copèrnic, l’univers de Newton no té centre i és infinit.
L’astrofísica
L’astrofísica, ciència que neix a finals del s. XIX, desvia el interès pel moviment dels planetes, i el dirigeix al coneixement de l’estructura de l’univers, estudiant la naturalesa de les estrelles fixes, la composició física de les quals s’arriba a conèixer. El desenvolupament tecnològic que aporten els grans telescopis i les noves tècniques de espectroscòpia i fotografia permet una intensificació de les observacions astronòmiques i astrofísiques, així com experiments de laboratori, i la intensificació de la investigació especulativa. És l’època que es construeixen hipòtesi basades en la teoria de la gravitació per explicar l’origen del sistema solar (hipòtesi de Kant-Laplace), que U. Le Verrier i J.C. Adams descobreixen el planeta Neptú aplicant les lleis de Newton, però comença també l’època de noves teories cosmològiques sobre l’evolució de l’univers. En 1929, l’astrònom nord-americà Edwin Hubble (1889-1953) prova experimentalment (pel fenomen conegut com a «desplaçament al vermell» en l’espectre òptic de la llum que emeten les galàxies llunyanes) que les galàxies distants s’allunyen de la Terra amb major velocitat quant més allunyades estan. Es va veure en això la confirmació experimental de la teoria d’un univers en estat d’expansió. Si l’univers s’expandeix, no és infinit i ha tingut un començament. L’univers es considera, a partir d’aquest moment, com un tot finit i homogeni en moviment; per tant, pot estudiar-se com un tot dinàmic sotmès a les lleis de la gravitació. La relació del moviment de l’univers amb la gravitació és justament el que proposa la teoria de la relativitat d’Einstein (per a qui la gravitació és un efecte de l’acceleració procedent de l’espai corb).
El meteoròleg rus, Alexander Friedmann (1888-1925) havia ja construït, en 1922, el model matemàtic d’univers resultant de l’aplicació de la teoria de la gravitació a un univers en expansió, i d’allà sorgeix la teoria de l’origen del món per un esclat inicial d’una massa de matèria comprimida en un punt matemàtic amb densitat i corbes infinites (teoria del Big Bang»). La resta cosmològica calòrica calculada d’aquest supòsit esclat inicial immensament intens, després d’un període de temps de 10 mil milions d’anys d’expansió i refredament de la bola de foc inicial, va ser descobert en 1965 pels astrònoms americans, Arno Penzias i Robert Wilson, i és conegut amb el nom de «radiació còsmica de fons» (a la qual s’assigna una temperatura de només tres graus per damunt del zero absolut). Les observacions del satèl·lit Cobe, primer (en 1992), i del satèl·lit Wmap, a partir del 2004, permeten calcular amb força precisió aquest fenomen.
La imatge actual de l’univers
La imatge actual de l’univers el descriu com un univers finit, en expansió, en la seva major part buit, constituït per cúmuls de galàxies, compostes al seu torn per estrelles lluminoses (prop de mil milions d’estrelles per galàxia) i cossos opacs, distribuïts uniformement per tot l’univers. La uniformitat de l’univers no es refereix només a la distribució de matèria per tota la seva extensió, que el converteix en homogeni (el mateix a tot arreu) i isotròpic (el mateix en qualsevol direcció), sinó també a les lleis que regeixen en qualssevol regions de l’univers (semblants a les que es compleixen en la Terra i en la seva proximitat). La uniformitat de l’univers és coneguda amb el nom de principi cosmològic. Ara bé, actualment es considera que la composició de l’univers es:
- un 70% energia obscura o fosca
- un 25% materia fosca
- un 4% materia ordinària invisible, que es detecta pels seus efectes gravitatòris
- 0,5% estrelles i matèria visible
- 0,5% neutrins
El fet de suposar un començament en el temps produït pel gran esclat indueix a molts autors, sobretot els partidaris d’una cosmologia creacionista, a atribuir l’origen de l’univers a l’acció d’un Déu creador del món, o almenys a plantejar la qüestió de la procedència de la matèria inicial que esclata i de la qual s’origina l’univers. Per creació pot entendre’s el que passa en el punt 0 (en el model de Friedmann es descriu com el punt R=0). La resposta actual estàndard a aquesta qüestió parteix del supòsit que la «matèria» corresponent al punt R=0, que rep el nom de singularitat, resulta igual que la cosa en si kantiana suposada per la teoria, però totalment inintel·ligible per a, i des de, la teoria. La imatge d’univers basada en la teoria de la relativitat sembla exigir l’existència d’una singularitat que és incapaç d’interpretar. Per la mateixa raó, no té sentit científic intentar descriure el que passa abans de l’explosió inicial; en la singularitat inicial no existeix el «abans» ni el «fenomen» ni «res» descriptible per alguna llei científica, i, en principi, parlar del que està més enllà de l’espai-temps no té sentit per a la física actual.
D’on procedeix la matèria inicial de la que procedeix l’univers?
Existeixen altres intents de resposta a la pregunta («¿d’on procedeix la matèria inicial de la que procedeix l’univers?»), per exemple, la del univers inflacionista, teoria proposta en 1981 per Alan Guth, precisament per respondre als nombrosos interrogants que deixa plantejats la teoria del Big Bang. En aquest univers inflacionista, sotmès a un procés de refredament a partir d’una temperatura inicial summament intensa, la matèria és propietat del sistema espaciotemporal, sense que calgui recórrer a una causa externa al mateix. De moment, cap teoria física resol satisfactòriament el problema dels orígens.
Actualment s’ha reintroduït la idea d’una energia obscura o fosca, que ja va ser prevista per Einstein i que ell mateix va retirar i que paradoxalment ara s’ha tornat a reintroduir per tal d’explicar determinats fenòmens, com l’acceleració de l’expansió de l’univers. És a dir, que aquesta energia fosca actuaria com una espècie de força gravitatòria repulsiva. A més lliga raonablement bé am altres paràmetres cosmològics, com la geometria plana de l’univers. No obstant això, mentre no es comprengui més bé l’energia fosca, la qüestió de si l’univers seguirà expandint-se indefinidament o no encara no es pot respondre.
L’univers, concebut segons la relativitat einsteiniana, d’acord amb el tipus de propietats geomètriques que se li atribueixi pot considerar-se finit o infinit: si és hiperbòlic, infinit; si és esfèric, finit. De fet aquest model topològic d’un univers amb geometria "plana" és el model actualment acceptat: l’univers va créixer exponencialment des del principi del Big Bang, i la part visible de l’univers és una part tant petita d’ell que sembla pla, com sembla plana la Terra per aquell que solament pugui veure uns pocs metres al seu voltant.
Respecte de "l’edat" de l’univers actualment s’accepta que té una antiguitat de 13.700 milions d’anys, amb un error de més o menys 200 milions d’anys.
Des del punt de vista epistemològic, és de notar que les teories físiques, si no expliquen l’origen, ajuden a aprofundir en la qüestió sobre què significa que les coses hagin pogut tenir un començament.
Font: Filosofia en xarxa
