2. i EEI
ENCICLOPEDIA DE BUZUNAR
Seria ,,SINTEZE"
jX-4"
V. L. Ghinzburg
Astrofizica
contemporana
in romXneste de
onN RAUIU 9i ELENA ToMA
Editura enciclopedicd romdni
Bucure;ti s 1972
I
{
l,
1ll
,t
3. Bnrarlr Jlaaepenuu Inna6ypr
COBPEMEHIIA,fl ACTPOOfi 3ff ITA
tr4s4orerrcrno IIAYItA
Moc$so, 1970
Prefatd
De un sfert d,e secol, d,escoperiri,le aslronomice se succed, una
dupd, alta gi, totugi, se agteaptd An conti,nuare no,i d,escaperi,ri,,impor-
tante. Au lost d,escoperi,te rad,i,ogalani,ile, ,,steleln Boentgen" ,
rluasari,i, gi, pulsarii, rad,ialia sincrotrond, gi, remanentd, cu spectru
continuu, rad,i,ali,a d,in domnniul rad,io monouomal,icd, a hid,ro-
genului, a hidronilului, a amoni,acului, gi a apei,. 8e cerceteaad,
d,iuersele nuclee alom'ice, eleclron'i,i Si, pozi,tronii,d,i,n rad,i,ali,a cos-
mdcd,. B-a trecut la folosirea rachetelor gi, a sateli,li,lor pentru obser-
aali,i,le astronom'iu. A luat fi,inld, astronomiu rad,i,ali,ei, gamma,
astronomia rad,i,af ilor Roenl,gen pi, astronomia tn d,omen'iul, submi,-
limetric, fd,rd, sd, ne mai relerim la'impresionanl,eln progrese d,in
d,omeni'ul astronomigi opltr,ce y mar' ales al,rad,ioastronomiei,. Se
lac ,inaestigali,i, pentru a pund tn euid,enld, parti,culcle neutrino d,e
prouenienld" cosmicd, qi undele graui,{,ali,onalc.
Au fosl, clari,fical,e multe problemn, d,ar tnaintea cercetd,torilor
au apd,rul gi, mai, multe probleme no,i,, gi, mai, multe eni,Ernc. S-au
deschi,s larg zdgaauri,le pentru o dezuoltare ,i,mpetuoasd, gi, conti,nud.
Des'igur, toate acestea au fd,cut sd, ueascd, gi, mai, mult alenti,u
q'i i,nl,eresul pentru astronomin. Ar fi,loarte regretabi,l d,acd, cerru-
rile largi, rle cititori, nu ar pulea sd,-gi, sati,sfacii curiozitutea d,ectt
lu o Anfiraipre ayreci,abild" sau ar auea d,rept sursd, de informnlie
4. d,oar Slirile insulicinnt d,e d,etali,ate Si, ad,esea i,nsufi,cinnt d,e eracte
c&re a,par tn ziare Si, f,n unelc reui,ste d,e populari,zare a gti,i,nlei.
Auste cons'id,erente, ca 6i' d,ori,nla d,e a tmpd,rtdgi' citi{,orilor entu-
ziasmul 'la!d, d,e succesele Sli,inlei, gi, senli,mentul d,e lncordatd,
agteplare a unor noi, realtadri, l-au l,nd,emnal, pe autor sd, su'ie
o ser'f,e d,e articole d"e populari,zare. Cinci d,'inlre aceste articole
conslitu'ie cuprinsul aceslu'i mic aolum. Pri,mul (,,Astrofiai,ca
contemporand," ) reprezi,ntd, un fel d,e ,inlrod,ucere la tntreaga cule-
gere. Cw pri,lejul pregd,tiri,i, arl,icolelor pentru ti,par ele au fost,
binetnteles, reu'iau'il,e gi, completate dn conformi,tate cu n,iuelul as-
Iro'fi,zici,i, d,e la f,nceputul anului 1969. (Jlteri,or, au mai lost
fd,cute gi alle prec'iad,ri, gi, puneri, la punct.
O cul,egere d,e arti,cole nu este o monograf,ie, f,ntocmild, d,upd utr,
plan unic gi, d,eci, li,psi,td, d,e repetd,ri,; pe d,e altd, parte tnsd, fi,ecare
d,intre arti,colele cuprinse An culegere poal,e fi, ci,ti,t i,nd,epend,ent d,e
celelalf,e , ceea ce reprezi,nt(t un anumi,l auantai . In ori,ce caz, aullrul
a fiicut tot ce 't-a lost cu putinld, g,i au Ancerca o s,incerd, bucur,i,e
d,acd, alli, fi,zicicni, ;i, astrofi,zicien,i uor oferi, atenli,ei citi,torilor
Iucrd,ri, d,e populari,zare a gtii,nlei, mai, d,esd,uirgi,te.
In tncheiere erpr'i,m s'incerele'mele mutlwmi,ri, lui, B.B. Pi,kelner
pi,lui, I{.A. Raislruia pentru o serie d,e obseraali,i, utile, fd,cute d,e
ei, cu pri"lejul lecturi,i manuscrisului.
V. L. Ghi,nzburg
Astrofizica contemporand
Astronomia a luat fiintd in antichitate qi poate c[ u-ar fi
o .*ug.ruru s[ consider5,m'c5, are aceeaqi viista cu civilizalia
umanX. Dar importanta atribuit5, astronomiei, atenlia ce i s-a
acordat in diverse etipe ale istoriei nu au fost intotdeauna
aceleapi. Perioade de relativ5, acalmie erau urmate de epoci
bogate in descoperiri remarcabile. n'i,rd, doar qi poate, ziua dg
4 octombrie 195?, cind a fost lansat primul satelit artificial
al PS,mintului, trebuie consideratX ca data care a mareat lnce-
putul uneia dintre aceste epoci. Evident, posibilitatea de a
irimite in spaliul cosmic dispozitive mecanice qi oameni are
pentru intreaga omenire o mare semnificalie, care dep[geqte
inult cadrul lspectului pur qtiinlific, in speld, astronomic.
Dar chiar dacd ne vom concentra atenlia numai asupra proble-
melor qtiinfifice, este greu s[ apreciem la justa ei va]oare
irnportan.ta
-lansd,rii
satelililor qi a rachetelor cosmice.
Pe ile alti parte, ar li greqit sh, tliscut_il,m prob-lemele,qtiinJi'
tice legate de iansarea satelifiior 5i a rachetelor ldri a le privi
ln legitura lor Iireasci cu caracterul qi tcndinfelc de dezvoltare
ale astronomiei qi astroiizicii -eontemporane..
Care sint acedte tendinte qi care sint astizi cele mai caracte'
ristice trdsdturi ale astronrimi'ei gi mai ales ale astrofizicii ea parte
constitutivi a acesteiat Ce probl-eme din ilomeniul astronomiei
-
I
5. ltiiote ilcspre univcrs, ilespre cosmos - trebuie consiilerate astf,zi
ra funilamentale sau ileosebit ile importante qi actuale?
Nu avem preteiltia sX rdspundem clt de clt exhaustiv la aceste
intrebdri. Putem doar sd supunem atentiei cititorilor o
serie de observatii, uneori discutabile, care se referh, la proble-
rnele, realiz[rile qi ch,ile de dezvoltare ale astrofizicii moderne.
Care sint
cele mai caracteristice trdsdturi
ale astrofizicii contemporane ?
Uneori se alirmi, ci tris[tura caracteristied a dezvoltirii stiin-
$ei ln cpoca noastrd, cste ritmul rapiil al acestei dezvoltiri.'Cinil
e vorbo de qtiinli in ansamblul ei sau ilespre marile ei comparti-
nletrte, ctru sint astrono-mia, fiziea, biologia qi matematiea, nu
creilem ei acest punet de vbilere p6ate fi-acc6ptat.
Intr-adev[r, ce inseamnH, ritmul de dezvoltare a stiintei?
De bunH, seam5, ceva analog ritmului de creqtere a industriei,
ceva ce poate fi ca-racterizat prin cresterea volumului produc-
fiei, bund,oarH, in decurs de un an. Este adevlrat ci, volumul
,,producliei qtiintifice" este mult mai greu de apreciat sau de
mdsurat decit produsele economiei nalionalc, caio pot fi eva-
luate direct in bani. ExistX totuti desiui jndicatori care carac-
terizeazh ritmul de dezvoltare 'a gtiinlei. Dintre u..gtio iu*
parte: num5,ml .
cercetd,torilor, cheltuielile materiale
'pentru
cer-cetarea ;tiintificX. num5rul revistelor qtiinlifice qi al stu-
diilor eare apar in ele. Din pi,cate, informalia de care dispunem
in ac-east5, privin{d, este cu totul incomplct5,. Ea atestb totuqi
destul de convingii,tor ch, ln ultimii 200-300 de ani ritmul cie
creqter-e a-gtiinfei in ansamblu sau a diferitelor discipline sufi-
cient de dezvoltate (matematica, Iizica etc.) se carieterizeazd
_printr-o constanth remarcabili,, reprezeniind aproximativ
5-7 % pe ail.
ModificXri destul de mari ale ritmului s-au observat in tirn-
pul celor douX r5zboaie mondiale, dar ln ansamblu, dupfi, cum
a,m m4i spus, in decursul unei perioade indelungate ritmul de
dezvoltare a qtiinlei se caracterizeazE printr-o"anumit6 con-
I
stanti, fapt care nu trebuie si ne surprindd, prea
-mult.
Sb ne
gindim cd, md,rirnea constant[ a procentului anual de creqtere
a, productiei are urm6toarea semnificalie: creqterea produc{iei
---a numd,rului de studii ptiinlifice, cle piitl5,
- intr-un an
oalecare, este raportati, la niirelul deja atins, adicl la num5rul
de articole publicate pe an ln perioada examinatl (dupE cum
se stie, o asemenea lege de varialie, care ln cazul de fa!6 exprimi
creqterea volumului producliei in funclie de timp, se nume;te
exnonentialil).
S-ut potro'cred.e c5, aceast[ lege a constantei ritmului de
dezvoltare nu va acfiona nelimitat, dar in epoca contemporani
qi in viitorul apropiit nu este de a,steptat sX, apar5, factori care
i5, limiteze crelterea cantitativ[ a producliei gi a qtiinlei.
Chiar in cazul unui ritm de crestere de 5o/o produc$ia qtiinli-
fici, se mS,regte ln 50 de ani de zece ori, iar in 100 de ani de
100 de ori. Or, populalia globului a crescut ln medie, in ultj-
mul secol, cu aproximativ- Io/o pe an, ceea ce inseamnX c5 in
100 de ani populalia n-a fdcut decit si se tripleze (in secolele
XVII pi XVIII ritmul de cregtere a populatiei a fost mai redus).
Aceast5, deosebire intre ritmurile da cregtere a gtiin{ei qi a
popLrlaliei este o reflcctare qi, dacd, vre-ti, o manifestare a ade-
vAiului binecunoscrtt cl rolul qtiinlei in viata societ5lii creqte
neincetat.
Revenind la tema noastr5,, putem constata c5, nu ritmul
inalt al dezvoltXrii este cel ce deosebeqte considerabil astrono-
mia contemporand, de cea din ultimele trei secolez. AceastX
I l)eoarece in forrnula corespunzi,toaro variabila timp figureazi,
ca exponent (N.7.).
'9 In pofida constanlei ritmului de creqtere a qtiinlei, impresia ci in
ultima ferioacli produclia qtiinliticd a cresc_ut impetuos este ;i ea
indreptl'titd, Ei intiu totul int;]ligibild, dat fiintl caracteruI exponential
al deirenilenlei. lntr-adev[,r, aceasti, dependenld, este dati de lormula
u : uo 6t7r, unde, in cazul care ne intereseazS,, y este un indicator
our."ii. al caniiti!ii de produelie qtiinqiticI in dorneniul respertiv, iar
1 timpul (cind l:0 valoarea lui y: yot. ln [impul caracterist'c T
indicitorul u va creqte de e ori (e : 2,72), aqa incit, de pilda, I'aloa-
rea ? : 20 corespunde cregteriiluiy cu 5o/o pe an. Derivata dAl9t :
-- @olT)etlr : AlT, adici cregterea dE este proporlionali, cu valoarea
lui gr, iar ritmul de creqtere
duldt
- L .rte constant. Pe de aiti
oarte. valoarea inclicatorul oi ualo toorrrlnro, dat I este determina,tri,
hu rregtrteu lui in ultima perioi.dl de timp a duratei ?. De exemplu'
tie go numi,rul total de articole dintr-un domeniu oalecare apd,rute in
6. afirmalie p-oate fi uqor verificat5, dacX comparEm, de pildd,,
dimensiunile instrumentelor astronomice.
Telescopul lui Galilei, primul dinistorie care afost infuentat
spre cer.(la 7 ianuarie 1610), a fost confecgionat de miinite'tui
si avea l'n-gimea de numai'un metru, diametrul lui fiind ceva
mai mare de 5 cm. lreptat, dimensiunile telescoapeloruo"*r_
cyt, qi.ast5,zi cel mai mare telescop optic, care aiirtrat infunc-
liune in 1948, are o oglindi, cu un diiametru de O m. ne aici
rezalt[ cd, puterea de rezolutie si luminozitatea telescoapelor,
care sint caraeterizate de dieimeirul ;i suprafala l;;iii;6;;;;
a oglinzilor, au crescut respectiv de'100'si dd 10 000 de ori.
Dacd, e sX, vorbim nrr dcspre aspectul caniitatiu rl probl.m.i,
ci despre calitate, care are^ in qtiint5
'n
rol .u totui auo*rfrii,
nici sub acest raport nu putem subir,precia realizdrile ,..ur.ul
brle a_te inarntasilor noqtri. Descoperirile lui Galilei, care a
putut sh,_ detectez.e munlii din L;;i"p;i.i, a. p. air.ir-*ili
faz9l.9.plane-tei Venu.s,. patru satelili ai tui Jupiter, qi ca.e ;
stabilit yh,^ d9
fapt Calea Laptelui cstc o aglomerarL a. *iof o,
sint fdrh, indoiald, mari realizdri, intru ni"mic rnai preios in
ceea ce priveqte importanla lor in istoria gtiinlei ciecif cele
mai impresionante cuceriri gtiintifice ale conterirporaneitd,tii.
- {$ada.r, particularitatea etapei aetuale trebuie ciutatd, mai ales
Itr insuti earaeterul dezvoltlrii astronomiei. in aDaritifl de noi
caracterisliei. Intr-adevir, aceste earaeteristit'i sini Iripante.
. ln_antichitate. apoi in epoca lui Galilei, in secolul al XIXJea
sr,- de fapt, pind in 1945, in astronomie a existat un mono_
pol: practic-.era folositi, o singurf metod[ deobservarq-cea
opticE. Explica[ia constt, in faftul cd, atmosfera terostr5 lasd,
si, treacd numai undelc.electromagnetice din speetrul optic crr
o.lungime de undd, mai_mare de"0,3 microni qi -oi .'icX au
cifiva microni ;_cu ochiul l-iber. putem-vedea .uaiulii ,o , ion_
gim.e. de undfr, de 0,4-0,7b miironi. prin urmare,'toate obser_
:tgT"" efectuat prin aceasti, fereastrb, opticfl Ao transpa_
.tSL9 Ci acum}late in iiteratu.ra'niversalE pin6 atunci, cre;terea acestui
indicator av-ind loc^ao_trivit legii expon'ongiale. Si pr;r;p;;;,'d;
as_eTenca, cil T :20 de ani. ln acest caz,'in 1g6g d
";
fi ;;;i' ;;
2,72 yo,-adici.numai in ultimii 20 ile ani's-au publiEat;;- t?; ;;
mai multe arricole deeit in inireaga perioada,fir-i.ir J. rriibl ii,i
aici_rezult5, clar^cd, majorirarea reiurtitelor qtiin!ifice ur,foii'intrlo]
oevrr reatlzate in ultima perioadi, de timp.
10
renti a atmosferei. ba chiar, ln majoritatea cazurilor, nurnai
in fartea vizibil5, a sPectrului.
Or, in univurs sint emise, propagate 9i poartd' o ilformalie.mul-
tilaidral6 unde electromagnetice ain tiraie regiuniie spectruluicu
io"ni.i de undH, carc viriazi de la cifiva kilometri pinS' la
l.u.iioni infimc dintr-o miliardime de'centimetru. De aceea,
,friui tAra o argumentare speciald, este evident c[ observarea
cosmosutui ,todui prin ferei,stra optici, a transparenlci atmo-
sferei sirdcegte considerabil imaginea.
Cea mai caracteristioi gi mai importarltd' partieularitate a eta-
neiactualeinilezvoltarca'aslronomieiSiastrolizicii-1pr*etie.nt,
irl-rl;-I";-.looOu o* dupfl 19a5-1948) eons-th toemai in aparifia
'qi-i"i*i-t;d pe scari tot inai largfl a metoilelor neoptice'
Cea mai cunoscutH, qi important5, este metoda radioundelor,
tesat[ de folosirea fereitrei de transparentd, a atmosferei terestt'e
in" domeniul undelor radio. Prin aceast5, fereastr5, pot trece
,ra_i. cu lungimi de undi, de la cif iva milimetri pind la citeva
zeci de metril ln mai putin de dou5' decenii radioastronomra
s-a dezvoltat gi s-a ramiticat extraordinar. ajungind.ast*,zi 19' 1c
divid6 la rindul ei in astrotlomie metagalactici 9i galacilci''
*aitr*ii.ttmie solarE, radioastronomia Lunii 9i planetelor
qi astronomia radar.
Undele electromagnetice, care dephqesc limitele ferestrelor
de transparentX menJionals, nu ajuni li suprafata Pd'mintului ,
pcntru observarea lor fiind necesar si, recurgem la ractlosonoe,
iachete si sateliti. Pin[ la supratata P5'mintulut ajung.' in
-l*ia O* lurnioa gi radiounde. numai inete.ori[ii, de provenien-
til cosmicE, neutiinii ;i undelc gravitationale (a cdror exts-
i.nia-r.rri iA din tcoria relativ i tnf i i generalizate a lu i E i ns tein).
Siudiul meteorililor rcprczintd un mijioc de cercetare cunos-
cut incd, demult. AstS,zi el trhiegte o a doua tinere-te ea urmare
, i.ooitrntelor perfectiondri ale metodelor radioehimici gene-
rui. i. ft..arile privind folosiroa enorgiei nucleare'
'-.i;;;.;
;e priieqte receptionarea particuletor neutrino 9i a
ond.lot graviialioriale, ca'nu a fost-inc5' realizath, dacb' este
si, vorbim de mh,sur5,tori certe.
-
S[ enumerH,m pe scurt noi]e metode din astronomie'
l) Railioastronomia. Pe PImint se recepfioneaz[ radiafii
cu o lungime de undl de la ciliva milimetri pini la zecr $l
11
7. uneori sute de metri. Pe sateliti pot fi receptionate radiatii
cu o lungime de undd, pin5, la t'sari citiva kilbinetri. nuaiodr_
tronomia cu ajutorul satelitilor a qi inregistrat primele *o..mu.
f) Astronomia optiei. b,azatd, pp satelifi si rachete. Chiar
sl rn lrmrtele rerestrel optrce de transparentd, existenta atmo_
sferei intluenfeazd negaiiv calitatea ii;;ii"1i i;;; ;;f;;-
rneazd, si scintileaza din pricina curenii16r de'aer etc.). Dln
aceastd cauzx folosirea satelitilor gi a rachetelor deschid6 mari
pos.ibilitxgi gi in fata astronomi.i-optice, promirind noi .uuii-
zarl. Atara de aceasta, prezinCd rrn interes deosebit receptio_
rtarea-radiagiilor ultraviolete qi infrarosii dincolo de fereistra
optrc5, de transparentd, a atmosferci (astronomia in ultraviolct
sr inrnlraro{u/,. {n aceste directii s_au qi obginut unele rezul_
tate interesante, dar se.pot reaiiza succese incomparabil mai
mari. Mention5,m cd, ln loc de sateliti artifici'ali poutu ]i
f olosita cu rucces Luna, .uru'.riu iii,rrli
^
ar'ii1i.;;rfii';i;
acest punct de vedere ofer5, condilii itlealepentru un obseivator
astronomio.
- 3) A-stronomia, Hoentgen- qi,-astronomia gamma. Lungimea
de und5, caracteristich, iadiapiilor Roentge;este de 10-8;n -
: 1 A.(angsrrtirn). Lirngimea'd;
""d;;"?;;iafiei
gamma
-este
si mai mici,.
ln acest domeniu al spectrului se manifestd cu o deosebitd,
lrutu,rg
proprieth,file cuantice ale radiatiei electromagnetice ; in
locullungimii de unda este comodsE caracteriz;m ricliatia prin
encrgia cuantelor care*o compun (adicb, a fotonilor).'Arifnl,
in spectrul radiatiilor Rocntgeir sint incruse de obicei iadiatiile
ale c5,ror fotoni au o energie intre clteva sute pi multe zeci de
mii de electronvolfi. Foton-'ii cu o energie qi mai mare rini a.nii-
mili fotoni gumri,.. Pentru .r;p;*1ft- *;;iirnam .x'r-rrri""-
lelo radioactive emit radialie gimm'a cu o energie .uru uiiog.
milioane do electronvolfi. Acceleratoarelo moderie permit ob!"i-
nerea do fotoni gamma cu o energie care se mXsoari in miliarde
de electronvolli. Este in afari, de orice lndoialX cH, in cosmos se
gd,sese fotoni cu o energie gi mai rnare.
1
.ob:ervagiile-in domeni'l radialiilor infrarogii sint impieclicate in
special de.vaporii de api care se concentreazi instraturile'de ios aie
atmosterel. l)e aceea astronomia in inirarosu se dezvolti cu'succes
pe baza folosirii rrdiosondelor (baloanelor;.'
t2
Astronomia Roentgen qi gamma
- cu exceplia eitorva cazuri
speciale
- se poate dezvolta numai pe baza folosirii rachetelor,
a, satelililor, ca qi a baloanelor de altitudine. Radialia Roentgen
rr, Soarelui se studiazd, de ciliva ani qi in acest domeniu s-au ob!i-
nut rezultate apreciabile. In 1962-1963 a fd,cut primii pagi
si astronomia Roentgen cosmicX, (nesolarH'). Asupra acestei noi
ramuri a astronomiei ne vom opri mai pe larg eeva mai departe.
4) Stuiliul rarlia$iei eosmiee primare. In afarH, de undele
clectromagnetice ;i de particulele fi,r5, sarcinS, neutrino men-
t,ionate anterior, care posedi o capacitate de penetralie deose-
bit de mare, mai ajunge la P5,mint,,,c5,l5,torind" prin cosmos, qi
radiatia cosmic5. Aceast5, radialie consti, din particule rapide
inc5,rcate: protoni, nuclee ale diferitelor elemente, electroni si
pozitroni. O caracteristicE a radialiei cosmice este energia deo-
sebit de mare a unor particule care intrX ln componenla ei.
Astfel, s-au observat particule (protoni sau nuclee) cu o ener-
gie care atinge 1020 : 100 miliarde de miliarde de electron-
volli, de un miliard de ori mai mare declt energia-particule-
lor'ce se oblin in cele mai perfecte dintre acceleratoarele
construite pin[ in prezent.
Studiul radialiei cosmice dateazd, de aproximativ o jumXtate
dc secol, dar abia folosirea radiosondelor, a rachetelor gi a sate-
lililor a permis cercetarea particulelor primarc care vin direct
dr'n cosmos. De aceea este lesne de inleles ci, astrofizica radia-
tiei cosmice, adic5 studiul aspectului astrofizic al problemelor
privitoare la radia{ia cosmicS,r, a inceput s5, se dezvolte relativ
recent (nucleele au fost descoperite in radialiile cosmice pri-
n:are in 1948, iar pozitronii abia in 1963).
5) Metoilele ilireete ile eereetare cu ajutorul satelililor qi al
rachetelor cosmice. E vorba de m5,sur5,tori fflcute direct pe
satelili qi rachete, de pildd, md,surarea concentrh,rii particule-
ior in6i,rcate din curenlii de plasmi' (gaz ionizat) emisi de Soare.
I)e aceste metode lin studiul micrometeorilor, fotografierea
Lunii qi a planetelor de la distanle mici, precum qi investi-
garea directd, a suprafelei Lunii qi a planetelor. Este un dome-
niu extrem de important qi deosebit de interesant, dar, intrucit
1 Sturtiul radialiei cosmice prezintd, un mare interes gi pe alt plln:
ca metodi, de cercetare a partiCulelor elementare gi a interacliunii lor.
Nu ne vom referi aici la aeest aspect (denumit de obicei nuclear).
13
8. in pres[ au api,rut numeroase materiale consacrate acestor
metode, putem sL nu ne oprim aici asupra lor.
Printre metodele directe putem situa de asemena procedeele
radar pentru studiulSoarelui, al Lunii ;i alplanetelo]. Aceastd
metodd, a c5rei vechime nu depS,geqte nici dou5, decenii, a
adus rezultate interesante, care de asemenea qi-au g5,sit o reflec-
tare destul de larg[ in pres6.
6) Astronomia neutrinilor. Acest domeniu este de-abia in
curs de afirmare, dar este de prevEzut c5, intr-un viitor apropiat
eI va aduce primele rezultate, respectiv ya duce Ia punerea
ln eviden!6 a neutrinilor provenili din Soarel. Aceasta va per-
mite sX primim informalii despre reacliile nucleare care se
desfXqoard in interiorul Soarelui: particulele neutrino slnt
emise in cursul reactiilor care se petrec mai ales in partea cea
mai fierbinte a Soarelui, partealui centralX. MenlionXm ci o
asemenea posibilitate de a arunca o privire cu ajutorul,,telesco-
pului neutrinic" ln adincul Soarelui (a cXrui razd este de apro-
ximativ 700 000 km) ar fi pdrut cu desdvirgire fantasticd nu
numai in secolul trecut, dar gi acum vreo trei decenii. Ast5,zi
experien{ele de acest gen sint de domeniul realului si probabil
ci in curind yor fi efectuate.
Este de aqteptat ca in viitor sd se deschid5, de asemenea
posibilitatea de a recepliona unde gravitalionale de origine
cosmicd,. In 1969 a qi ap5,rut o gtire despre descoperirea unei
puternice radiatii gravitationale, dar deocamdati, nu putem
in nici un caz considera aceast6 concluzie ca fiind bazatS, pe
date sigure.
Dupd, cum am mai subliniat, timp de milenii sau de secole,
{agd, ne referim la perioada inauguratX cu investigaliile lui
Galilei, toate cunoqtintele despre univers, despre cosmos erau
oblinute numai cu ajutorul aparatelor situate pe P6mint si
- intr-o mXsur6 mici,
- cu ajutorul datelor oferite de meteo-
rili .
I)e aeeea, aparitia simultani ln decursul unei perioarlc scurte
- in ultimele iloud-trci decenii - a mai multor metoile, variate
qi esen!ialmente noi, reprezintd o ailevdratd revolu!i'e in as-
tronomie.
1 Experienlele au aritat c5, neutrinii provenili din Soare par a fi
produqi intr-un numir mai reilus decit se credea (N.7.).
74
Aceastd revolutie este lntru totul comparshili in ceea ce pri-
veqte importan6a iri cu cea legatd, de trecerea ile la observafiile
tidute eu ochiril liber la tolosirea de telescoape optice.
Ca orice alt proces revolulionar, aparilia qi dbzvoltarea noi-
Ior metode astfonomice nu este lipsit5, {e dificult5li la care ne
vom mai referi la sfirgitul acestui eapitol. Deocamdat[ am dori
doar sd, menliondm cX nici un fel de metode noi in astronomie
riu pot diminua importanta metodei optice clasice. Astrono-
rnia-opticd terestr5, nu std,'bineinfeles, pe loc, ci se perfeclio'
neazH, in raport cu progresul rapid al electronicii moderne 9i in
general al intregii fiziei qi tehnici contemporane.
Asaalar noua ctapi, in ilezvoltarea astronomiei nu consti in renun'
lnrei la lolosirea t^elescoapelor optiee, ci in imbinareo lor cu ratlio'
ir,stronomia, cu astronom'ia ln ultravioletr-cu astronomia R,oent-
cen si sam'rna. cu metodele fizieii radia!iei cosmiee gi a partieu'
iolor'nEutrinoi eu procedeele radar edsmiee. cu- misurilorile
ilirecte efectuaie ile pe satelili gi rachete, preeum qi eu misurito'
rile ilirecte etectuate pe Luird qi pe diverse planete.
Noi rezultate
ale cercetdrilor astrofizicii
Noile metoile utilizate in astronomie nu numai ci, par ileose'
bit de promitdtoare, dar au qi dat unele rezultate de semnifieatie
lnnrlamentali.
Exemple pregnante sinb descoperirea radiogalaxiilor (adich
ir unor aglomer5,ri de sute de milioane qi chiar de multe miliarde
de stele care emit, in domeniul radio, radiatii deosebit de puter-
nice), a quasarilor (surse cvasistelare) 9i a pulsarilor, a radia-
tiilor in domeniul radio qi a radialiilor Roentgen provenite din
anvelopele supranovelor, cercetarea radialiei termice rema-
rtente din cosmos cu o temperaturH, de 2,?0K qi a radialiei pro-
vcnite d'e la hidrogenul neutru din univers, descoperirea qi
studiul radialiei solare ln domeniul radio, deosebit de variatS,
in formele ei, ca gi a neomogenitElii densith,lii norilor de
plasmd, interplanetarH,.
15
9. Trebuie sH, menlion6m de asemenea descoperirea gi cercotarea
radiafiilor in domeniul radio emise de LunE, de Jupiter, de
Venus qi de alte planete, realizarea radiolocaliei Soarelui,
Lunii qi a planetelor, clarificarea rolului important al radiatiei
cosmice in univers, realizarea unor fotografii ale p6rtii ascunse
,si ale celei vizibile ale Lunii qi ale lui Marte, luate de la dis-
tanlH, mic5. Dintre realiz5,rile qtiinfifice cele mai remarcabile
face parte, fbr6 indoialX, qi aducerea pe PEmint a unor esan-
tioane de roci selenare.
Tuturor problemelor mentionate mai sus le sint consacrate
numeroase (sute, uneori chiar mii) de articole; intr-o serie de
cazuri ele au fEcut obiectul unor ample monografii.
Aici ne vom m5,rgini doar s[ enunt5,m citeva considerafii
referitoare Ia rezultatele oblinute qi la importanta lor.
Pentru ca sil ne fie clarh, importanta studiului universului
dincolo de cadrul aspectului optic, sh, ne imagind,m ,,tabloul"
rad.ioelectric al cerului. Astfel, diamctrul Soarelui in unde radio
metrice depEqeqte considerabil diametrul lui ,,optic" si, ceea
ce este mai important, strXlucirea radio a Soarelui are puter-
nice oscilalii: uneori ea creqte sau se micsoreazE in proporlie
de sute de mii de ori. DimpotrivX, varialiile in str5,lucirea lu-
minii emise de Soare sint extrem de mici qi pot fi observate
numai eu ajutorul unor mdsur5,tori speciale , pe baza observ5rii
diverselor linii spectrale emise do atmosfera solar5,.
Diferenta dintre tabloul optic qi cel radio al Soarelui se ex-
plic5,prinfaptul c5, undele radio metrice sintemisodecoroana
solar5,
- partea superioarS, a atmosferei solare, deosebit de ra-
refiati si expus5, la perturbalii ...- care poate fi vdzut5 cu ochiul
Jiber numai in timpul eclipselor totale de Soare.
Cu toate ch exemplul Soarelui aratd, destul de concludent cit
de mult diferl observaliiie optice de celo radio, aceasti, deose-
bire se manifestd qi mai pregnant cind cercetd,m alte obiecte
astronomice.
IJnele surse care cu greu pot fi fotografiate cu ajutorul celor
mai puternice teleseoape rivalizeazd, in ceea ce priveqte inten-
sitatea radialiilor, cu Soarele. Astfel este in domeniul radio,
de pild[ radiosursa Casiopeoa A, caro reprezint5, anvelopa unei
supranove apS,rute in sistemul stolar reprezentat do Galaxia
noastri, cu aproximativ 250 de ani ln urm6. Distanta pin6 la
t6
srrrsa Casiopeea A, este de aproximativ 10 000 dc ani-lumin[l,
irr timp ce lumina ajunge de la Soare la P5,mint nurnai in 8
rrrinute.
O altd, radiosurs5, care rivalizeaz6, cl Soarele in ceea ce pri-
vtrste intensitatea radio este Lebilda A, care reprezintd, o gala-
xic indepErtat5,, aflatd la o distanfh, de aproximativ 600 mili-
oane de ani-lumind de noi. Sursa Leb5,da A este una dintre
rllrstul cl: nurneroasele radiogalaxii rispindite ln univers.
lleosebirea dintre radiogalaxii ;i galaxiile normale va de-
vcni mai clar5, dacd, vom ari,ta cd Galaxia noastr5,, care este o
gir,laxie normald,, si radiogalaxia Lebi,da A emit o cantitate
rkr lumin5, aproximativ egal5,, in timp ce intensitatea emisi-
rrrii radio cste in cazul Lebedei A de un milion de ori rnai mare
rftrcit in cazul Galaxici noastre.
Descoperirea radiogalaxiilor (care dateazd, din anii 19.46-
lf)53) a arX,tat c5, inlumea galaxiilor au loc gi in epoca noastrh
l)rocese explozive vehemente, care constituie sursa apariliei
rrnci puternice emisiuni radio.
Acum citiva ani a fost evidenliat5, o clasd special[ de radio-
surse extragalactice de dimensiuni relativ mici. S-a constatat
r,ii aceste radiosursc au in partea Ior centrald, puternice surse
optice de un tip nou, care au cH,p5,tat denumirea de suprastele,
ti'asistele sau quasari. Cea mai apropiatH, dintre sursele de acest
1,i1i, care figureazl in cataloage ca sursa 3C 273-8, se aflH, la o
rlistantS, de 1,5 miliarde de ani-lurninH, de noi, d.ar pefotogra-
l iile cerului se prezintd ca o stea destul de luminoas5,. S-a putut
nrrrstata ci, aceasta este cea mai puternic[ dintre toate sursele
crrnoscute in univers. Ea emite de 100 de ori mai multE lumin6
vizibilil, dccit intreaga noastrb Galax;e, care include sute de
rrri liarde de stele. I)escoperirea quasarilor, a c[ror natur5 inc[
rrrr a fost definitiv ldmuiitH,, a fost considerati, in unanimitate
rr'1 mai mare eveniment gtiintific din anul 1963.
ln anul 1965 a fost descoperit[ emisiunea radio termic5, rema-
rrr,nti"l, din cosmos. Aceastl radiafie a fost generatl cu aproxi-
rultiv 10 miliarde de ani in urm5,, cind densitatea substanlei
1 Anullumiui este distanla parcursi, de lumind, intr-un an, egald,
crr aproximativ 1018 ern:1013 km. Distanla de la Plmint la Soare
tqi,c de 1,5.108 km sau 8 minute-lumind,; distanla de la noi pini Ia
:ri,cau& cea mai apropiati, de Soare, situati in constelalia Centaurului,
r,sl,e de aproximativ 4 ani-lumini.
2 - Astrofizica contemporand L7
10. d,in univers era in medie de 1 miliard de ori mai marc decit in
nrezent.
' ln 1963 au lost descoperite radiosurse remarcabile de un
tip nou: pulsarii. Probabil ci, ace,stia reprezint5, niste stelo
neutronice cu un cimp magnetic puternic.
Alte descoperiri legate de folosirea noilor metodc in astro-
nomie nu egaleazd, prin amploarea ;i semnifica{ia lor pentru
cunoaqterea uniyersului descoperirea radiogalaxiilor, a, quasa-
rilor, a pulsarilor qi a emisiunii radio remanentc. Dar erceasth,
concluzie nu face decit sd subiinieze importanta deosebitH, a
acestor din urmi, descoperiri, fdr5, sd, diminuezc rolul cclor-
lalte. Dac[ Galilei a descoperit cci patru satelili mai ]uminosi
ai lui Jupiter, astXzi astronomia a reusit s.l descopere intensa
emisiune radio a iui Jupiter gi existenta in jurul lui a unei zonc
puternice de radialie aseniin5toare centurilor dr: radialii nlc
Pb,mintuhii, descoperite cu ajutorul satelililor artificiali.
De la l{ewton pinX nu dcmult s-a considerat ci, in univers
au un rol practic numai forlele d.e gravitalie. Astilzi metodclc
radioastronomiei qi ale fizicii radia,fici cosmice demonstrcazl
e5, in cosmos au o importantH, esential5,, si uneori chiar deter-
minanti,, presiunea radialiei cosmice ,si accea a cimpului mag-
netic. Radialia cosmici, qi ciurpurile magncticc au un rol itn-
portant in univers qi din punct de vedere energetic.
Din picate, nu ne putem opri am5nuntit asupra tuturol celor-
lalte rea,lizili enumerate de noi mai sus (vom facc parlial
acest lucru in capitolele urmi,toare). Sperd,m insi cS eficienla
qi importanfa noilor metode ale astronomiei rciesc destul dc
elar gi din exemplele citate. AfarE de &ceasta, in urmH,toarclc
dou5 paragrafe ale acestui capitol ne vom opri, pentru ilus-
trare, asupra astrofizicii radialiei cosmice qi asuprauneia dintrc
problemele ccle mai interesante, problcma stelelor neutronicc
qi a posibilitifii descoperirii lor prin metodcle astronomici
Roentgen.
Astrofizica radiafiei cosmice
Din ce este alcEtult cosmosul, cnre sint principalole elcmrnto
a,le universului? Cu pu{ini ani in urml, cei mai multi tlintro as-
tronomi qi tlintre ceiiaitri oameni de rjtilntrn ar Ii rdspuirs la:lecasti,
lntrebare tr)recum urmeazi: universul esto alcdtuit ilin stcle oare
18
Hc grupea_zi in galaxii, ilin gaz interstelar qi intergalactic qi ilintr.o
trlzi solid6: planetele, pulberea cosmloi dtc. S-ar fi putrit ile ase-
rutnea mentiona radialia electromagneticd. La aoeste ,relemente.(,
lstizi trcbriie si adaugim neapf,rai raaiaiia cosmie6."
Noul nu consti alei in afirmarea existentei railiatiei cosmice
('lro se propagf, prin spatiul interastral. Faptirl acesta'este cunos-
crrt de citcva decenii. Pini, nu ilemult insi radiatia cosmici era
tonsittrorald ea urr tonomrr serundar, dc importanld minori pen-
lru tslronomie in ansamblul ei. Or, s-a ajuns la eoncluzia ei aceasla
or|l o ero&re.
ln primul rind radiafia cosmicS, generarea qi acumularea
r,i rcprczinti, un fenomen cosmic universal: se forrneaz[ gi in
Soarc qi, incontestabil, in toate stelele sau in majoritatea lor.
l,)il apare in cantitd,ti imense cu prilejul izbucnirii suprano-
vclor qi apoi se mentine parlial in anvelopele gazoase in expan-
siune care se formeaz5 cu pritrejui izbucnirii supranovelor. 0
ulirtitate ;i mai mare {e radia{ie cosmici, este prezentl in gala-
xii, qi in special in radiogalaxii, unde naqterea lor este legati,
rLr producerea unor explozii ln nucleele galactice.
ln al doilea rind, radiatia cosmicE reprezintE o prezent5 im-
prrrtanlE, in univers, in sensul c6, dupi, cum s-amaispus, ener gia
si presiunea ei au un rol substantial;i determinE, de pildi,,
intr-o rn[surd considerabilS,, energia qi dinamica, dislpi,rii
;r nvelopelor supranovelor, a norilor radioemi!5,tori din radio-
sa,laxii etc.
in cosmos existd, cimpuri magnetice (ceca ce s-a demonstrat
prin d-iferite rnetode, intre altele, in spaliul interplanetar pe
lrir,zd, de mdsurhtori directe fEcutc cu ajutorul racfietclor cos-
rrrice). Aceste cimpuri sint slabe: valoarea caracteristicX, a
r,impului ln spaliul interstelar reprezintX a suta mia parte din-
lr-un oersted (cimpul magnetic terestru la pol este egal cu apro-
ximatiy 0,5 oersted). Se poate spune lns[ cE, valoarea micb
;r cimpurilor interstelare este compensatX de uriaqa lor intin-
rlrre. De pildi,, in Galaxia noastr5, distanla caracteristic5 la
r:ilre cimpul suferX o modificare substantial5, se cifreazE, in me-
rlic la cifeva zeci de mii de ani-lumin5.'Pentru a in,telege crim
;rctioneazi un asemenea cimp asupra particulelor' ine6rcate
lrcbuie sE comparX,rn dimensiunile menlionate ale cimpului
(tL raza traiectoriilor unei particule in acest cimp. Dupi-cum
sc gtie, o particulX, inc5,rcat5, se misc5, intr-un cimp magnetic
pc o linie elicoidal5,, iar dac5, viteza ei cstc riguros perpendicu-
2t 19
11. lar5, pe cimpul magnetic, ea se mi$-cH, pe un cerc' Raza acestui
ce"c'este in*cazul plotonilor gi al electroniisl ft:E/30Q8. cm*
unde fl este inteniitatea cimpului magnetic in oerstezi, iar E
- enerEia particulei in electronvolli (se presupune cl, parti-
cnla esie.,'iltrarelativist5", ceea ce'inseamnE, c6"viteza ei este
foarte apropiati, de viteza luminii sau' cu alte cuvinte, cE'
cnerEia ii E>Mt', unde M este masa de repaus a particulci,
iar 7
- vileza luminii). Intr-un eimp cu o intensitate H=
N10-5 oerstezi, pentru particuleie tipice ale radialiei cosmice
(protoni si nuclee) cu o-cnet'gie B=1 0r0..'l0rr eV, taza Rx
!t0tt cni, adicH, eit. oe ordinui distanlei de la PXmint la Soare.
Pe dc alt5, parte, dup[ cum s-a ar5,tat mai sus, dimensiunile
cimnurilor riraEneticc-cosmicc in Galaxie sint de milioane d,e
ori ^
mai rnoti din care cauzb actiunea cimpului interste-
iar asupra radialiei cosmice nu numai c5, nu este mici,, ci, dim-
potrivh,, este foarte marel.
Migcarea particuielor clin radialia cosri'rich, in c.impurile mag-
neticb inter^stelare, care la scara'intregii Galaxii pot fi consi-
derate neordonate, liaotice, face ca radialiile cosmice s5, se
,,amestece". Ca urmare, radialiile cosmice ajung la P6'mint
(sau mai exact la sistemul solar) ln cantit[li.cga]e din toate
partile sau, cum se mai spune' radialia cosmicS, este izotropi,
ianizotropia fluxului de radialie cosmicH, inc5, nu este cu certi-
irrdinc stilititx qi in orice caznLr dep5geqte fracliuni de procent).
Izotropia radialiei cosmice are ca evidentd, consecinlti fap-
tul c[ siudierca radiatici cosmice in afara atmosferei terestre
igi.friui iu pttit.tiu siitemului solar) nu. ne permite-s5, oblinern
iirformalii dirccte despre sursele acestei radia,tii, despre.locul
und.e se' aflh, aceste srirse qi despre ceca ce reprezint5, ele. De
aceea studiul radia{iei cosmice prin metode fizice (sonde, sate-
iiti pi rachete) este incd,, desigur, insuficient' cu toate ci, are un
roi foartc apreciabil. Concretl pe aceasti, cale putem afla com-
1 Avem aici un exempln, caracteristic pentru gtiinlele naturii,,al
Iantului cd, in sile valori-le unor mlrimi, fi,r5, si, fie raportate Ia alte
rnarimi. nu pot fi considerate mari sau mici. La fel cimpul magnetic
tcrestru lfracqiuni de ocrsted) este loarte mic in comparatie. cu cimpu-
rile prLtcrnice'iolosite asti.zi in laboratoare, cirnpuri a caror in[ensitate
se dl,soari in sute de mii de oerstezi; dar acelaqi cimp terestru este
rnare(pubernic) cind este vorba defolosirea busoleisau de propagarea
deasupra Pamintului a ratlioundelor eu o lungime de und5, mai mare"
bund,oard de 100 m etc.
20
l)onenta chimicS, a radialiei cosmice (fluxurile.de protoni tri
ilr: diverse nuclee), numd,rul de electroni si pozitroni qi _spec'
t,rul energetic al tuturor acestor particule, adicd, dependenla
l'luxului lor de energie. Aceste informalii sint, bineinleles,
lira,rte importante.
S-a conltatat, de pildH,, cir, in radiatia cosmici, sc g5,sesc
rlcstul de muite nuclee ale elemcntelor uqoare : iitiu, beriliu
si bor. X'luxul acestor trei tipuri de nuclee estc in ansa,mblu
;rproximativ egal cri lluxul tuturor nucleelor relativ grcle care
isi au locul in tabclul periodic de elcmente dupd, nucleele de
c;rrbon, azot, oxigen si fiuor. Pe da altd partc, inunivers canti-
la,tca totali, de litiu, beriliu qi bor este in medie de 100 000 de
ori mai mic[ decit cea de elemente grele. Acest fapt curios .sc
lxplicE in felul urmX,tor: in drumul tror de la surse la.Pi,rnint,
"rdialiile
cosmice nu se deplaseazH, in vid, ci in mcdiul inter-
sl;g111, strEbh,tind Lrn strat de gaze (ln cca mai mtlre parte hiclro-
gcn) cu o masI, de 2...10 g/cm2 (ceea ce inseamnS, c5, o coioanh,
rlo gaz cu o sec,tiune de 1crnz are o masd egal5, cu 2..'10 g).
( lir urmare a interacliunii nucleelor mai grele caro intri, in con-
l)0tlLlnta radialiei cosmice cu nucleele atomilor din rncdiul jnter-
st;clar se formeazX nuclee fragmentale, ln special nuclee de iitiLr,
lrrrriliu ;i bor. Aqadar compozilia chimic5, a radia{iilor cosmic.e
,rqlindeqte istoria c5l5,toriilor lor qi studiul acestci compozilii
rrl sfsrfi lntr-adevir o informatie de pre!.
0u toate acestea, studiul radialici cosmice nu ar forma nn
inl,rcg capitol al astrofizicii contemporanc (cel pe crre-l uu-
rrrim ,,astrofizica radiatiei cosmicc") dac5, astronomii al dispune
popfvv cercetarea acestei radialii numai dc metode fizicc (averrt
irr vedere inregistrarea radialiei cosmice primare in apropierea
I'i'r,mintului cu ajutorul emuisiilor fotografice, a diversolor con-
lorlrc etc.).
l)in fericire, existd, o posibilitatc (a c[rei importanli ar fi
1ir'cu s-o apreciem la justa ei valoare) de a stridia ra,dialiile
r,osrnicc care se afli, nu numai in colfurile indepErtate a,le Gala-
:iici noastre, dar qi departe, dincolo de lirniteie ei, ryi chiar si din-
to lo de iimitele c.[e vizibilitate ale celor mai puternice telescoape.
l,lste 'r.orba de radioemisiunea cosmic5, receptatH, cu ai',rtornl
nrrliotelescoapelor. Ea este generatH, in cea mai mare partc de
rirrliatiile cosrnice, mai precis de componenta lor electronic5,.
Am mai spus c)i, in cimpul magnetic particulele inc[rcate
siut antrenatc intl-o miscare turbionar5,; miscarea lor intr-rin
2l
12. asemenea cimp nu este rectilinic, ci accelera't.X. Dar o migcare
acceleratE a sarcinii electrice are ca urmare emiterea de radia-
lii electromagnetice. Aceast5 radiatie, care apare atunci clnd
particulele se rni;c5, intr-un cimp magnetic, se numeste ratl'ia-
lie de 'frf,nare magneticd" (cind e vorba de particule ultrarelati-
viste, o asemenea radiatic se numeqte, de obicei, sincrotrond,.
Dup5, cum s-a constatat, pentru electronii cu energia ca-
racteristicd, radialiei cosmice E-108-1010 sV, atunci cind ei
.qe dcpiaseazi in cimpurile magnetice interstelare cu o intensi-
tate H=10-c-10-5 ocrstezi, radialia de frinare magneticl se
situeaz5, ln esentS, tocmai in domeniul undeloi radio de ordin
mctric. folosite pe o scar5, deosebit de larg5 in radioastronomie.
In felul acesta. r'adioastronomia si astrofizica radiatiei cos-
mice slnt strins legate intre ele. lntrucit undele radio'cu lun-
gime metricd, se propagi, in cosmos practic fErH, obstacolo qi
rectiliniu, cu ajutorul lor putcm afla cili clcctroni cu energie
mare se gH,sesc intr-un invelis sau altul al unei supranoye, in
Galaxie etc. Tocmai observaliiic radioastronomice au permis
oamenilor de ;tiin!i, s5, tragE concluzia cL radialia cosmicE,
sau cel putin componenta ei electronic5,, este prezent5, in cele
mai diverse regiuni ale universului.
Nu trebuie sX cred.em insd ch, radialia cosmic5 ne dI de veste
despre existenta ei numai prin intermediul undelor radio. Cu
toate c5, radialia din domeniul radio ocupd incontestabil pri-
mul ioc in ceea ce priveqte volumul gi valoarea informafiei
furnizate, trebuie s5 subliniern ci, mai existh, qi alte posibiliti,fi.
Astfel, in unele condilii (dac5, cimpul magnetic este sufici-
ent de puternic sau dacd exist5, electroni cu o foarte mare ener-
gie), radiatia de frinarc magnetic5, ajunge in domeniui optic
sau chiar in dorneniul Roentgen al lungimilor de undi, (vezi
paragraful urm5,tor).
Afar5, de acoasta, ca rlrmare a unei serii intregi de procese
pe care le implici interactiunea radialiei cosmice cu mediul
(gazul) interstelar qi cu radia{,ia opticd interstelar5, (emisii de
stele) iau nagtere radialii gamma.
Radialiile gamma cosmice se propag5, in general rectiliniu
gi aproape fd,r5, absorb{ie. De aceea, la fel ca undele radio, ele
ne pot furniza informalii despre radialiiie cosmice care le gene-
reaz6. Studiul radialiei gamma cosmice, care constituie obiec-
1ul astronomiei gamma, se afld, de fapt la inceputurile sale,
22
dal parc deosebit de prornit5tor. Fe de altd, parte, studiul radia-
liei Roentgen cosmice a realizat de pe acum progrese impor-
I;lnte .
Investigatia complexi,, adic5, folosirea tuturor metodelor
l,ccesibile, procedeu atit de caracteristic pentru stiinla contem-
pol'au5,, a permis acumularea unui material bogat cu privile la
r';r,diatia, cosmicil din univers. $i, a;a cum se intimplX de obicei
cind e vorba despre un domeniu cu adev5,rat important si vast,
in pofida belgugului de noi informalii, ln locul unor probleme
rczolvatc apar mereu altele nu mai pulin interesante. S5, ne
rclerim doar la faptul c5, asti,zi in astrofizica radiatiei cosmice
s{) pun cu o deose-bitE, acuiiate problema radialiei cosmice din
spaliul intergalactic (adic5, aflat intre galaxii), problema celei
rlin quasari qi radiogalaxii, problema acceleratiei radialiei
rosmice in atrnosfera pulsarilor; se pune de aserncneil problema
roluiui care le rcvine fenomenelor specifice plasmeil in ce pri-
r.csto intelegcrea comport5rii radialiei cosmice.
Stelele neutronice
gi astronomia Roentgen
lnci cu r'-reo trei decenii in urnoi s-a prosuplrs ed, este posibili
cxistonta unor stele neutronice, adici a unor stele tormate ln
r,serrti'nuuai din neutroniz. Aeoasti, Bresupunere a ap6,rut ea
urulil,rc a analizei cvolutiei stelelor.
l)up[ cum se qtie, stelele lumineazl datorit5, energiei care
rrrr ticgsjii cu prilcjul rcactiilor nucleare ce au loc in interiorul
lor. 0a urmarc a arderii combustibilului nuclcar, steaua in
r,llc din urmi, se comprimE,. Dar destinul ei nu este univoc qi
rltrpinde atit de nasa stelei in momcntul cind s-a consumat
combLrstibilul nuclear, cit qi dc caracterul ultimei faze a aces-
Lui proces. Dac5, masa stelei M cste mai mic5, decit aproxima-
tir.' l,2 M" (unde M":2'1033 g este masa Soarelui), iar pro-
1 Gazul interstelar si intergalactic este ionizat, adici se aIIi, in
stare de plasmd. Comportarea particulelor incd,rcate rapide care se
rrri;cd, in plasm5, prezintii o serie rle particuiaritS,fi in comparafie cu
rtriscatea particulelor de acest fel intr-un mediu neionizat.
2 Amintim ci nucleele atomice sint compuse din protoni gi neutroni"
23
13. cesul de ardere a combustibilului nuclear qi de comprimare
a stelei se desf5,qoarE lent, astrul se transformi, intr-o stea dens5,
eare poartl denumirea cle piti,cd, albd,. Asernenea stele sint alcfi,-
tuite din plasm[ foarte puternic comprirnatX (nuclee atomice
qi electroni). Densitatea substantei in centrul piticelor albc
€ste d€ ordinul a l-06... 10ro g/cm3 (ea este cu atit rnai marc cu
cit masa stelei este mai apropiatH, de masa limitd, sau masa
critic5,, egal5 aproximativ cu I,2 M,). Cit despre Soare, chiar
in centrul lui densitatea este de ordinul a tr00 g/cme.
tr'orlele gravitalionale tind sX comprime steaua. Li se opun
p-resiunea plasmei (substanla stelei) gi presiunea radialiei.
In steiele ,,obi;nuite" are loc inpermanentd, sintcza nuclearl,:
se desfiqoar5 reaclii nucleare care inci,lzesc steaua ,si in special
zona ei central5,. Ca urmare se creeazS, un decalaj dc presiuni
atit de considerabil incit forlele gravitalionale nu pot comprima
steaua plnd, la dimensiuni cu totul mici. Darpe md,sura arderii
combustibilului nuclear qi a ri,cirii stelei, comprimarea cregte
qi se ajunge la uriaqele densitilli mentionate (chiar ln cazul
piticelor albe mai pu{in dense este vorba de o comprimarc
care face ca 1 cm3 de substantd stelar5, sH, aibH, o greutate de o
ton5,). Se poate pune problema de ce nu se comprimH, steaua .si
mai mult atunci cind rdcirea continu5,. Explicafia consth, in
faptul ci, in cazul densitd,lilor mari se manifestd, sirntitor legile
cuantice, care ,,interzic" elcctronilor sX, se apropie prea mult
de nucleele atomice. De fapt, tocmai din accastil pricind, exist[
atomi stabili, in care electronii nu cad pc nucleut.
Dar pentru stelele ,,pitice albe" cu o mas5, care deplqe;tc
masa critic5, de aproximativ I,2M rnici chiar prcsiunea,de'/'ero"
nu rnai poate invinge forlele gravita{ionalc care comprimi
steaua. Dac5, masa ei.41 este mai mic6 decit aproximativ 2 XIr,
steaua, comprimindu-se, sc transformi intr-o stea neutronici.
De aitfei, steaua neutronicd, poate sd aibii o mas5, mai mic5,
dpcit masa critic6, respectiv I,2 Mr. fn acest caz pitica alb5,
qi steaua neutronicS, reprezint5, dou5, stXri posibile gi diferite
ale echilibrului stelelor. La care anume din acestc dou5, sti,ri
1 Pentru cei care cunosc elementele teoriei cuan.tice, not5,m cii este
vorba t1e ,,energia de zero" qi de prineipiul lui Fauli. Ca urmare, chiar
la o ternperaturi egal6 cu zero absolut gazul electronic are o energic
cineticfi gi o presiune diferitf de zero. Tocmai datoriti, acestei presiuni
este echilibrati forla de gravitalie in piticele albe.
24
rriunsc ea este un lucru care depinde de caracterul stelei in
.ln"A. ia.ire. Dup5, cum s-a mai menlionat, in cazul ragilji
ii ..r"pri-erii lenie (daca un asemenea proce"s este posibii)
i. frrrri.*rA o pitic[ alb5,. Daci ins;, combustibilul nuclear din
rr"u *ta. ptea reped.r', ea igi picrde stabilitalea 9i explodcazl-'
{'il u'mat'i, sc pbat. tormh, ca ,,ramasita" o stea neutrontca
(ti;rlg.4.o.otidi1iu ca masa ei sd, fie'mai mic5' de 2 lui')'
Pentiu itetele c' o rnasE mai mare de2 M, nu existd' o stare
,1. ..ttitilrtu stabil la temperaturi joase ,si ele se comprimi
*fi-it"i (are loc fenomenul de pri,bu;ire gravitalionalX
slu colaps).
ln acJst'capitol ne intereseazii, numai stelele neutronice-,
-aqa
c5, iiu vom vorbi despre alte produse ale evoluJiei stelelor'
IJste cazul sil precizam c5, in procesul formi,rii stelelor neutro-
nicc piotonii p se combinS, cu electronii e-.9i, emilind o parti-
culd,'neutrino v, s0 transformH in nctttrotti n (are loc
-procesul
p I e-->n f v.1. In starc neutronicd,. o stea are o densttale
'apioximativ .gil5, ..,, a nucleelor atomice, relpectiv densitatea
ci mcdie este clali, cu 1014 g/cma : 100 000 000 t/cm3'.De aceea,
daci o stea cu masa Soar[lui trece in stare neutronicS" ea- va
nrr.u o razil de numai 10 knt, in timp ceraza fotosferei solare
i,irifrit. pentru ochi este d.e ?00 000tm.(densitatea medie a
Soor.fti iiind egal:t aproximativ cu densitatea apei, adic5' cn
1 g/cnr3).
-
i;antiiatea de luninX emisH, de o stea este proporlionald' cu
suprafata ei, respectiv cu pi,tratul razei' DacS' Soarele s-ar
iii,"riirri"" intr-o'stea neutr'onic6, (proces cu totul imposib.il
it, rtn,li*l actuall), ea, ar emite o cantitate de lumind' de mili-
i"Ar a. ori mai iriicd,, temperatura suprafe{ei (a fotosferei;.r5-
rninind neschimbatX,. Tocmai de aceea mult timp s-a conslde-
rat ch, observarea stelelor neritronice este imposibilh', cu
exceplia cazului cind printr-ut miracol 0 asemenea stea s-ar
glsi tra o distanqa foa'rtc micd, de noj.
S-a ereat aslfel o situa!ie parattroxali: pc ile o parte apir.use
o ipotrr'z[ deosehit rll inlcresant[ 5i imporlanti ptntrtt astrollzl0at
iot'p. a* alt[, parte nu exista deeii o speranti minimi de a o ve-
rilica.
^"-
ii' ultimii ani s-a vfizut ins[, cil acesto temeri erau neintemeiate.
lntr-adcviir, in procesul cle formare a unei stele neutronice
are loc o inc5,'lzire qi citva timp o asemenea stea poate foarte
t|i
14. bine sH, ajungS, mai caldd, decit fotosfera solarii, a ciirci ti:rupc-
ratur5, este de 6000'C. Dar cu cit un corp este mai cald,-cu
atit el radiazd, mai puternie : in cazul cchilibrului termic, ener-
gia radialiei electromagnetice este proportional[ cu ?4, unde
7 este tempe-ratura suprafelei. De aserncnea, cu cit un corp
este mai cald, cu atit mai mici sint lungimile de undh, alo
radiaJ,iei pe care o- emite c_u precEdere, asa i"ncit pentru punctul
maxim al spectrului produsul dintre iungimea-de unh5 L si
temperatura ? este constant (legea deplasil,rii a lui lVien).
Este lesne de inleles ci o stea cu o ternperaturl dc 10 000 000"
va emite mai mult radialii Rrentgenl. Puterca acestei radi-
alii este atlt de mare lnclt ,,telescoapele Roentgcn" existente
ne-ar permite si, observd,m o stea neutronicl :tflati, Iir, o dis-
tan!6 de mii de ani-lumin5,.
Aceastd, posibiiitate a atras cu ciliva ani in urrnii atentia
astronomildr qi fizicienilor din numeioase tiri, in primul riird
{atoriti, faptului c5, ln 1962-1963 a fost tiesoope.itl radialia
Roentgen cosmicd, (nesolarH,) gi s-a stabitit existdnta .,nor suisc
puternice qi discreie (adici,-distincte po slera iercascii) a,le
acestei radialii.
- Cea mai puternicE,.surs5, Roentgen (stea Rocntgen) st-. aflit
in constelalia Scorpionului. Din aproximativ patrirzeci de
surse mai slabe cunoscrrte, atrage o atentio cleosebitX sursa
aflath, in constelalia Taurul, unde se aflb, si' r.estita nebuloasi,
a Crabului, rlmigigd a suprunovci apdruto in 1054. -rr crrmvir
stelele Roentgen sint niqte stele neutronice calde? La primir
yed-eqe s-ar pdrea c5, aceastH, ipotezi, poate fi usor verificati,.
Stelele neutronice sint atit de mici irrcit o sur.q[ Rocntgcn le-
gatd, dB ele ar trebui s5, par5, punctualS, chiar in ca,zul celii mai
mari puteri de rezolutie. Afard, de aceasta, spectrul de frecvcnte
al radialiei termice este binecunoscut qi cle
-aceea,
in principiu,
se poate preciza das5, o surs5, este termicl, (radialia stelelor
neutronice trebuie sX fie in cazul cel mai sirnplu tcirnicil). Nu
trebuie insX s5, uitd,m sc5,derile astronornief Roeutgel, tlo-
meniu inc5, tinX,r. Instrumentele existente incX nu pot l.el,liza
o analizH, spectral[ detaliati, a radiatiei ernise de o asemtnca
_ ^1^1+
spectrul solar maximul corespunde unilei cu o lungime dc
5 000 A. De aceea in cazul temperatdrii T :1,A''.C maxirnrilui din
spectru ii va co_respunde^lu^ngimea de unili egalir cu b 000 . 0 0 00/ I 0? : :i,r
(amintim ca 1 A : 10-8 cm).
26
stea, iar puterea dc rezolutie este de fapt, pentru astronomia
Roentgen, ci,lciiurl lui Ahile.
Astronomia optic[, nu asigur5, de obicei o putere de rezolulie
mai bun5, de o secundH, (sub un asemenea unghi se Yede o
cutie de chibrituri de la, o distantl, de aproxirnativ 10 km).
ln rad.ioastronomie , slaba puterc de rezolufie a constituit mult
timp un obstacol serios gi de-abia recent s-a realizat o putere
de rezolulie de ordinul sutimilor de secundE (dup5, cumse
vede, radioastronomia a devansat cu mult in aceast5, privin!5,
astronomia optic5). Din pd,cate, puterea de rezolutie a ,,tele-
scoapelor Roentgen" folositc, care la inccput era dc citevil grade,
ast5,Zi nu este mai buni, de 1 minut si numai in citeva cazuri
*-u p"tri ajunge ia 10 secundel. In feiul acesta nici nu se poate
vor6i de determinarea direct[ a dimensiunilor unghiulalc ale
surselor Roentgen dacd, ele sint mai mici de 1 minut.
Totodat[ este foarte greu sd,seidentifice o sursS,Roentgencu
un obiect vizibil. Astfel, indat5, dup5, d,etcctarea sursci Roent-
gen din constela,tia Taurului pfrea foarte probabil c;, 0a va
coincide cu nebuioasa Crabului. Dar dimensiunea unghiularh,
a acestei nebuloase este egalil cu aproximativ 5 minute, pe cind
precizia localiz5,rii sursei in primeie experientc nu era mai bun5,
de citeva grade, deci de citeva zeci de ori mai mic5, decit cea
necesari, pentru identificarea sursei Roentgen cu nebuloasa
Crabului. $i mai pulin c1ar5, a r[mas problema naturii sursei:
putea fi vorba de o stea neutronicH, situatii, in nebuloasa Cra-
bului, dar tot atit cle bine putea s5, fie qi o sursl cu dimensiuni
apreciabile, legati de aceeasi nebuloasd. Aceastd, captivantE
problemX a putut fi rczolvat5, cu ajutorul Lunii.
La ? iulie 1964, nebuloasa Cra,bului era eclipsat5, de Lun5, (adic5,
discul lunar o asoundea observatorilor de pe Pi,mint). In acel
timp fizicienii americani au reugit sd, trimitd in cosmos o ra-
chefd, cu contoare Roentgen, care au ard,tat c5 semnalul provenit
de la sursa Roentgen incepe si, sld,beasci tocmai in momentul
eclipsil,rii nebuloasei Crabului. Ilenomenul eel mai important
insX era cH, puterea de receplie (num5,rul fotonilor Roentgen
inregistrali iirtr-o unjtate de timp) nu sci,dea brusc, ci treptat,
pe mdsuri, acoperirii nebuloasei. n'aptul acesta arat5, ctl certi-
1 Este vorba de astronomia Rcentgen nesolard,. ln cazul Soarelui
s-a putut ob{ine in 1968 o fotogratie prin intermediul razelot Roentgen
cu o rezolulie de 2".
27
15. tudine cA sursa Roentgen din nebuloasa Crabului nu este o stea
neutronich, (o asemenea stea, date fiind dimensiunile ei unghiu-
Iare infime, ar fi eclipsat5, instantaneu, adich puterea de recep-
tie ar scd,dea brusc pinX la 0)1.
DupL toate probabiliidtile, radia{ia Roeritgen din nebuloasa
Crabului, asemenea radialiei din domeniui radio si celei rnai
mari pXrli a radialiei optice a acestei nebuloase, are o natur5,
electromagnctic5,. Ea se na;tc prin accelerarea electronilor
rapizi care apare atunci cind ei se migc5, lntr-un cimp magne-
tic. Confirmarea definitiv[ a acestei presupuneri va fi posi-
bii5, nunai in urma unei cercet5,ri mai ami,nuntite, in special
prin determinarea spcctrului radialiei sau prin observ:lrea
polarizd,rii ei. Dar oricare va fi rXspunsul, descoperirea radia-
tiei Roentgen provcnite din anveiopa unei supranove r,re o im-
portantd, imens5,.
Cu toate cd sursa Iiocntgen din nebuioasa Crabului, inansam-
blu nu s-a dovedit a fi o stea neritronicX, inci, nu poate ficonsi-
derat[ respinsi, ideea insH,pi a posibilitdlii de a observa ste]ele
neutronice cu ajutorul radialiei Roentgen pe care cle o emit.
Ce-i drept, dup5, cum se constatl astXzi, stelele neutronice
par sit treac[ intr-o stare specialX suprafluid[, ceea c0 trebuie
sL duc[ la r5,cirea lor mai rapidd. ExistX gi alte temeiuri de a
considcra cd, faza cald5, a existenlei stelelor ncntronice are o
durat5, foarto scurtX. Din aceastd cauz6 poato cd, o stea neutro-
nicE indepi,rtatX, nu va putea sX fie obsen'atil (chial in domeniul
Rocntgen) decit timp de citiva ani, de citev;'i luni sau nurnai
zile dupl formarca ei. Pe de aitii, partt'. in uncle condilii (de
pild5, cind o stea neutronicir, cste inconjurati de o cantitate su-
1 Din piiLcate, metoda eelips[rii surselor de citre Lun5, este foarte
limitata. In primul rind Luna poate sI acopere rloar o parte din
bolta ccreased (e vorba de observaqii lir,cute in apropicrea Pi,rnintului);
in trl tloilea rind, chiar dacii eclipsarea este posibili,, ea se produce
foartc rar. De pilda,, nebuloasa Crabului va mai fi acoperitS, cle Lunii
in anul 1972. Pina, atunci telescoapele Iioentgen vor fi probabil sub-
stanlial perieclionatc qi, afari, de aceasta, se vor pntca fa,ce observa,tii
li,oentgcn cu ajutorul unor rachete cu razd, mare, i-1, cirror folosire va
pernite realizarca eclipsirii unor: surse tle cir.tre Luna dupi dorin{a
noastri. (Pcntru orice surs[ existii, .ovitlctrt, r; regiune din spaliu in
care aceast5, sursi, este acoperitd, de Lun[). Menfioni,m ca in 1969,
in nebuloasa Crabului a fost detectati,, de asemenea, o surs5, punctuali,
de raze Roentgen (un pulsar Roentgen; vezi li,rnuriri rnai jos, ea qi
in pelultirnul studiu din prezenta culegere).
28
ficient de rnare de gaz sau cind alS,turi de ea se afll o alt5'
stea, adic[, atunci cind ele sint ingemS,nate sau formeaz[, cum
se spune, o stea clubla), stelele neutronice pot.suteri o.incd'l-
zire'suplimentard ea urmarc a contactului cu jeturilc de gaz,
rlminiid in consecinfi, calde un timp indelungat.
Asailar iileca nosibilitdtii de a observa stelele neutronice pe
frar" Gniatiei Bocntsen eniise de ele nu estc !n niei un caz ilis-
creditati. iu este ex-elus ea un0le
"stelo
Boenlgen(' dejl descope'
rite si, Iic stelo neutronice. Dar poite cd mcritul tlescopcririi ste'
ietor neut"oni.. cntn, ilupi, cun se pirea PinS ll1 1$68r-tre.buin sd'
rr"iol tocmai astronrimiei R,oontgen, trebuie sd, fie atribuit acum
railioastronomiei. Avem ln vederc ilescoperirca pulsariloro ctro,
ilupi crem se consiileri ast[,2i, sint ni;te stele neutroniee.
Mai exact, poate aH, nu este vorba.despre tofi.pulsarii,.ci numai
despre unii ilin ei (ccilalli pot fi, in principiu, pitice albe'
ceei ce ins5, nu
'prea este verosimil). Afarb de aceasta'
trebuie fd,cuti, 0 pre;izare qi mai important[: dacd, pulsarii
sint stele neu.troniie, cel mai probabil este cH, sint stele ncutro-
nice de un anumit tip (vezi ultimul capitol dJn prezenta cu-
lesere). Oricum ar fif dbscoperirea pulsarilornu a llcut si sl[-
bilsc{ cituqi de pulin interesul pentru astronomia Roentgcn qi
nici pentni posibilitatea de a cerceta cu ajutorul ci stelelc
neutrbnice .uld.. Ac.o*15, concluzie rEmine in vigo-are ;i dup[
descoperirea, in ianuarie 1969, a unui pulsar optic'Intr-adevh,r,
s-a cdnstatai cL pulsarul IiP 0532, situat in nebuloasa Crabului
pi descoperit ta siir;itul anului 1968 datoritH, undelor radio- pc
iare le 6mite, este vizibil gi in domeniul oplic a] spectrului'
Mai precis, inch, mai demult, in nebuloasa Crabului s-a desco-
perit o stea mic[, qi slab[ care gi in trecut (incepindrcu 1952)
6ra considerat[ o r[m[gi15, posibil[ a supranovei din 1054 (attul
cind a izbucnit supranova Care a dus la formarea acestei nebtl-
loase). AstH,zi a reieqit ch, tocmai radialia optic[ a acestei stcle
pulseazd,, adic5, prezintE, foarte scurte izbucniri de lumin5, (cu o
duratS, de miimi cle secundi,), izbucniri care se succed la in-
tervale de 0,033 s).
In aprilie 1969 s-a stabilit c5, pulsarul NP 0532 este, do
asemenea, sursa unei radiatii Roentgen, care pulseazi cu o
perioadd, egal5, cu aceea a radialiilor de alte lungimi de und5,.
ln felul acesta a fost descoperit primul pulsar Roentgen.
tr'luxul radialiei sale pulsatoare Roentgen reprezintX, 5...75%
zlt
16. din intregul flux al radialiei ltoentgen a ncbuloasei Crabului;
restui radiatiei Roentgen al accstela nu pulseazd,.
S-a mentionat mai sus imposibilitatea practicH, de a ob-
serva, o stea neutronici, in domeniul optic. Prin aceasta am avut
insd, in vedere, dupi, cum rezalth, chiar din argumentarea adusd,
radiatia termici, (de echiiibru) a fot^osferei stelei neutronice,
analogl radiatiei opticc a Soarelui. In aceastX privin{5,, con-
cluzia trasi ramfure in vjgoaro. Dar radiatia pulsarului optic
NP 0532 din nebuloasa C"rabului nu este'o rialiatie de echi-
iibru; este posibil sh, fie vorba de o radiatie sincrotronicX.
Posedind un cimp magnetic destul cle puternic, steaua neutro-
nic[._poate si, fie foarte bine sursa nnei radiatii optice ne-
eirilibrate suficient de intense, de aceea descoperirea pulsarului
optic nu contravine ipotezei cX, al'em de-a face cu o stea neu-
tronic6.
Problemele fundamentale
cu care este confruntatS
astrof izica conten'tpo!'and
Este foarte firesc ca in fata astronomiei, care are drept
obiect de studiu intregul univ'ers, s5, se ridice un numdr imens
de probleme divcrsc.
-Nici
una din aceste probleme, in mb,sura
in care este corect pusd,, nu poate fi considera,tfl ca lipsiti de
importanfi, sau de interes. Oare nu prezintb interes, cie pildX,
structura si originea micrometeor.iior, a cdror greutaie re-
prezintS, o fracliune infimi dintr-un gram? Luna-, planetele,
cometele, Soarele, stelele, mediul interstelar, gala,xiile, ra-
dialia cosmici,, toate aceste obiecte care umphi cosmosul nu
sint inc5, nici pe departe studiate pe deplin. Eli merit5 cea mai
mare atentie.
De aici nu rezult5, insi, cd, toate problemelc au o egal5 impor-
tan[h, cE nu existfl citeva problcme cardinale, funlamentale.
Care anume ilintre aceste probleme au o importanfi carilinald,
eslc nn lueru iliseulabil, lieeare opfiuno reflectiutl punetul de ve-
ilerc subiectiv al unui
-autor
sau-il altuia. Cu aciasti rezervie
sd, lncerc[m totuqi sd, inilicim problemele cele msi importante cu
30
care este conlruntatri astrotizica in zilele noastre. Drept criteriu
de relec{ie menlion6m ci o problemi funilamentald nu trebuie
sii tio numai intoresanti qi importanti, ei sd aibi o semnifica$ie
prolundi, pentru astronomie in ansamblul ei, aqa incit rezolvarea
licestei problenre si insemne solutionarea unei autentice enigme
a naturii.
Printre aceste problcmc fundamentale se num[rd, urm[toarele:
1) Problema cosmologic5, adic5, structura si evolutia uni-
r.ersului in ansamblu.
2) Natura qi mceanismul form[rii railiogalaxiilor, a quasa-
rilor ;i a nuelerlor galactice. Probabil c5, de acestea este
strins legatii problerna, de asemenea dcosebit de important5,,
a naturii gi mecanismului exploziei supranovelor ,i a strueturii
;i particularit[likrr stelelor neutroniee, ale pulsarilor qi in ge-
neral ale stelolor de tip nou. De altfel, qi formarea stelelor qi
galaxiilor ,,olriqnuite" este tot o pr0blem6 de importan{5,fun-
tiamentali,.
3) Froblema existenlei civilizaliilor extraterestre gi a stabi-
lirii de rela,tii eu elc.
Pcntru comparatic not[,m cI in fizica contemporanS, am con-
sitlerat c5, se poate nnmlra printre problemele fundamentale de
rucest ordin problema particulelor elementare, respectiy a struc-
turii qi interconexiunii dintre asemenea particule cum sint
protonul, ncutronul, elcctronul, hiperonii, mezonii, neutri-
nii ctc.
Se gtie cH, problema cxistenlei civilizaliilor extraterestre are
o vechime de sccole. Dar omagiindcurajul ideilor lui Giordano
Bruno gi plstrind amintirea adrnirabilei lui fermitd,li pi a
tra,gicului lui sfirEit, nu putem s5, nu subliniem ci pin[ nu de
rnult probiema civilizaliilor extraterestre avea un caracter
speculativ.
l,iteralmentc abia de ciliva ani cercetarea acestei probleme
a inccput s5, ca,pete o temelie real6, $i anume o dat[ cu dezvol-
tarea radioastronomiei. tr'5,ri doar gi poate, solulionarea unei
asemenea problemc poate sH, aib[ o uria;5 importan{5, pentru
intreaga omenire. Este suficient sI ne gindim la posibilitatea
de a recepta o informatie de la o societate aflatd, Ia un nivel
mai inalt de dezvoltare si care ar putea s5,-gi aibl sediul in
apropierea unui astru oarecare. Cu toate acestea, problema ci-
vilizatiiior cxtraterestre este 0 temf, de cercetare oarecum speci-
31
17. aid gi includerea ei in domeniul astronomiei arc un caractcr
eonvenfional.
Aceeaqi rezerv[ este valabili, intr-un anumit sens ;i pcntru
vasta problem[ a studiului Lunii gi al planetelor cu ajutorul
rachetelor. Bineinleles, elementul astronornic este cit sc poatc
de substanlial in acest domeniu gi r5,spunsul ce se aqteapt[,
va fi dat in primul rind la problemele de natur5, astronomici,
cum arfi aceea a structurii suprafelei Lunii. Totu,si, dupi,
pXrerea noastri,, centrul de greutate al ambelor probleme nen-
iionate nu se situeazI in sfera intereselor esentiale ale astro-
fizicii, ci in alte domenii.
Dimpotriv5,, primele dou5, problemc mentionate rnai sus sint,
dup[ cum e ugor de constatat, strins legate intre ele 9i nc pun
in lala celor mai profunde qi mai complexe sarcini ale astro-
nomiei. Vom incerca sL explichm aceastfl afirmalie.
Dezvoltarea ;tiinlelor naturii se desfflgoard, de fapt abia de
un timp foarte scurt in comparatie cu drlrata existcnlei hli
Ilomo sapi,ens. Este cit se poatc de firesc ca proeesul de cunoaq-
tere a lumii inconjurh,toare si, inceapd cu incercirile de a in-
lelege si de a exemplifica fenomenele cele mai simple qi mai
aproplate de loi, de care ne lovim direct in practica de toatc
zilele. Este adev5,rat c[ stelele de pe cer au atras atenlia oa-
menilor din vremurile cele mai vechi. Dar inaintc dc Galilei
nu se putea vorbi de un adev5,rat studiu al stelelor. Este sufi-
cient si, nc amintim cH, pinH, qi Copernic credea cb stelcle sint
fixate pe o sfer5, cereascS, care cuprinde in interiorul ci uni-
versul.
Nu trebuie, aqadar, s5, ne mire faptul cL dintre ramurile
fizicii cea dintii a inccput s[ se dezvolte rnecanica, str"rdiul
celor mai simple forme de migcare, gi abia dup5, a,ceea a inceput
progresul in domeniul opticii, al electriciti,fii, al fizicii mo-
ieculare etc. Este tot atil de clar gi de natural faptul cir. pe
mS,sura trecerii la noi fenomene, la ineeput s-a incercat folo-
sirea noliunilor qi imaginilor preluate din mecanica clasicir, ;i
in general din acele domenii ale fizicii care se afli irt strins
contact cu practica noastr[ cotidian5,.
' Abia in secolul al XX-lea infizicd s-a produs o revolufie al
c5,rei conlinut este legat ln modul cel mai strins de inlclcgoreir
unui adevXr simplu: legile naturii care ne permit sii, exa,ttriniim
;i sL prevedem cu suficientd precizie miscarea sau comportilrea
q.l
OL
planetelor ,si maginilor, a proiectoarelor si transformatoarelor
etc. devin cu totul insuficiente sau de-a dreptul inexacte cind e
vorba de atomi qi nuclee atomice sau de miscarea particulelor
ca vileze apropiate de viteza luminii.
Teoria relativitd,tii si teoria cuanticd,, aceste dou6 md,rete
realizflri qtiinlifice'a]e secolului al XX-lea, ne-au inarmat
tocmai cu cunoaqterea legilor migc[rii in cazul vitezelor mari
si al domeniilor (dimensiunilor) infinit mici. Despre ce anunle
viteze ;i dimensiuni e vorba? Viteza luminii este egald, cn
300 000 kn/s :3'1010cm/s, adicd, este de 10 000 de ori mai
ma,re decit viteza miqc5,rii de revolutie a P5,mlntului si de vreo
40 000 de ori mai mare decit viteza de migcare in raport cu
Fi,mintul a unui satelit artificial apropiat. Distanfa de Ia
P5,mint la Soare este egal6 cu 1,5.1ff km, raza Ph,mintului
este egal5, cu aproximativ 6 400 km, ind,llimea celor mai mari
constructii se md,soard, in sute de metri, pe cind mirimea unui
atom nu dep5,gegte a suta milioana parte dintr-un centimetru
(10-8 cm).
Avem de-a face, aqadar, cu o deosebire intr-atlev5,r enorm5,
intre diverse categorii de dimensiuni. Mai trebuie oare s5, ne
mire faptul cH, electronii gi atomii, ale clror dimensiuni sint
a,tit de mici incit ei nu numai cd, nu pot fi vi,zu!i, dar cu greu
pot fi chia,r imaginali ca o realitate, sint guvernali de alte
Iegi decit cele de care ascultl miqcarea unei turbine cu aburi?
Dacd lumea atomilor ;i ilitr-o mh,surd, qi mai mare lumea nu-
cleelor atomice este asti,zi in bunf,, mdsurd, cunoscutd,, nu se
poate spune aeelasi lucru despre obiecte gi fenomene micro-
cosmicecare lin de domeniul fiziciiparticuielor elementare. Ne
referim aici la procese caracterizate prin lungimi de und5, de
10-14...10-15 cm, respcctiv lungimi de miiioane si sute de
milioane de ori mai mici decit dimensiunile atomilor.
Ast5,zi nu exist5, incd, o teoris a acestor fenomene. desi la
elaborarea ei lucreaz5, de aproape trei decenii o armat*, tot'mai
mare de fizicieni-expcrimentatori si teoreticieni. Potrivit unei
pH,reri care se bucurH, de o larg5, rEspindire si pe care qi noi o
impirth,gim intru totul, crearea unei teorii a particulelor ele-
mentare va fi legatd, de un ansamblu de idei noi de mare pro-
funzime gi, poate, de modificarea conceptiilor de astd,zi cu
privire la spaliu qi timp la scara microcosmic5,. Este de prosupus
cd pasul care trebuie f5,cut pentru f5,urirea unei asemenea
3 - Astrofrzica contemporanE. 33
18. teorii este comparabil cu trecerea de Ia fizica clasicd, la teoria
relativitXlii qi la mecanica cuantici,.
Ce legi,turd au ins6 cu tema noastri, toate aceste consideratii
binec,ufoscute? Constatim aici existenta unei analogii direcde.
Radiotelescoapele ,si telescoapele optici de astd,zi ne"-au permis
sX p5,trundem cu privirea in univsrs pe o distanlI de ordi-
nul a 5.1022 km, ceea ce este de 3'1014 ori (de 300000 mi-
liarde de ori) mai mult decit distanla de la P5,mint la Soare !
Desigur, orice analogie are o insemnfltate limitath, dar cele
spuse mai sus permit, dup5, pHrerea noastr5,, s5, se trag5, urm[,-
toarea concluzie: pentru intelegerea problemelor cosmologice
sint necesare poate noi idei profunde in afard de cele cunoscute
pini, acum ln fizici. Mai mult, nu exist5, uici o garan{ie c5,
legile fizice cunoscute noud,, care se referi, atit la domeniul
clasic cit gi la domeniul fizicii cuantice, pot fi aplicate fh,rb
rezerve gi f5,ri, limite in cosmologie.
Pentru a ilustra aceasth observatie, ne vomreferi launexem-
plu. In a;a-numita cosmologie staJionari, la care vom mai
reveni, se considerE ci, in uniyers are loc neincetat formarea
substantei in forme cunoscute noui, de pild5, formarea hidro-
genului. Pentru ca acest caracter stationar s5, se menfind,-iar
menlinerea lui reprezinti deosebirea radicali, dintre aceastfi,
schem[ cosmologicH, si cosmologia evolufionistfl
- este su-
ficient si, aparX, un singur atom nou pe an intr-un cub cu muchea
de circa 1 km. Dac5, ne vom aminti ch, intr-un asemenea cub,
la presiunile atmosferice normale, s-ar afla 2,7.I0s4 molecule
de aer, va ap5,rea ca foarte probabilE, qi fireascE, imposibilitatea
de a respinge modelul cosmologic stationar pornind dc la md,-
surd,torile de laborator si de la Iizicabazatkpe ele. X'aptul cd, un
asemenea model, aflat in contradictie cu concepliile fizice ac-
ceptate ast5,zi, displace total multbra, inclusiv gi autorului
acestui studiu, inc6, nu poate servi ca argument hotd,ritor in
cazul de fatd. Un asemenea argument il pot oferi numai re-
zultatele observatiilor astronomice.
Aqadar, unul dintre capitolele astronomiei qi astrofizicii,
cosmologia, face parte, f[,ri, indoial5,, dintre acele * foarte
pulino la numi,r _- discipline qtiinlifice (o alt5, disciplini, de
acest fel este fizica particulelor elemontare) care ue confrunt5,
cu probleme principiale de o importan$i, cardinal5,. Prin
aceast5, zonX, trece hotarul dintre lumina cunoasterii si intu-
nericul absolut al necunoscutului.
34
Oonsiderentele expuse nu trebuie in nici un caz si, fie in-
terpretate ca o minimalizare a valorii metodelor fizice in as-
tronomie. Dimpotriv5,, necesitatea folosirii intregului arsenal
al fizicii moderne in astronomie (ceea ce ,si constituie obiectul
astrofizicii) este incontestabili, si numai niste obscurantiqti
fui qtiin{5, ar putea s-o punX, la indoialh. Din fericire, in as-
tronotnie, spre deosebire de biologia noastr[,ceamult incercatd,,
itscmenea obscurantisti, pe cit sintem informati, nu existi,.
Cu alte cuvinte, aplicabilitatea cea mai larg5, a legilor fizi-
crii la studiul planetclor, al stelelor si al galaxiilor nu stir-
ncqte nici iln fel de indoieli, gi am tinut-doar s5, subliniem
r.xisterr[a rrnor arrumite conditii gi a unor problenrc astronomice
Itr a c5,ror cercetare nu trebuie sd, uitEm c5, legile astEzi cunos-
crte ale fizicii au uu caracter probabil limitat.
Problema cosmologici nu poate fi in nici un caz consi-
dcratE, o problemd, rroui,, d€oarece ea a inceput si fie serios
discutatd, inc5, in secolul trecut.
ln primele faze ins5,, abord.area ei s-a limitat la constatarea
citorva paradoxnri care au atras atentia: oamenii de stiintl
ir.r:r enunlat problemelc, dar nu le-au dad nici un rdspuns.'Etapa
actual5, a dezvolti,rii cosmologiei a fost inaugurati, in 191? prin
;rctivitatea marelui creator al teoriei relativitS,lii, Einstein,
rurmat5, de lucrXrile lui A.A. tr'ridman, efectua,te in lJniunea
Sovietic[ la inceputul deceniului al doilea pe baza teoriei
rrlativiti,fii generalizate. Este interesant cX, dupX, cum a re-
ieqit abia dup5,10-15 ani, conciuzia esential5, a lui lrridman ar fi
pr"rtut fi obtinut5, si in cadrul teoriei gravitationale a lui New-
ton. Aceasta ar fi cerut ins6 valorificarea citorva idei in plus,
care, intr-un anumit sens) erau implicate in teoria relativi-
t5!ii generalizate.
Concluzia lui tr'ridman la care ne referim const5,, nici rnai
mult, nici mai putin, in afirmali;r, c5, unir,'ersul nu este sta-
lionar si se poate extinde. Or, to'ate ipotezele cosmologice an-
terioare porneau de la conceptia aprioric5, a inexistentei
expansiunii universului, a caracterului lui stalionar, adicd, a
imuabilit5,tii caracteristicilor medii ale universului, cum ar
fi clensitat'ea medie a substantei etc. de-a lungul vrbmurilor.
Inadmisibilitatea unor ase.enea aser{iuni apriorice in qtiin{5,
este- binecunoscut5, gi dezvoltarea cosmologiei o confirinA i"
mod strilucit. Trebuie spus ci in deceniul al treilea obser-
vatiile astronomicc i-au condus intr-adevir pe oamenii de
3* 35
19. gtiin{5, la concluzia c5, universul se extinde; ulterior aceastd
concluzie a fost suslinuth prin argumente tot mai convingd,-
toare. Cu cit mai mult este distanlat5, de noi o galaxie oareca.re,
cu atit ea se depb,rteaz" cu o vitezH, mai mate, ceea ce se ve-
rificS, printr-un binecunoscut fenomen fizic, efectul Doppler,
care constE, in deplasarea spre ro$u a liniilor spectrale in
spectrul surselor de lumini care se dep5,rteaz5, de noi.
Este adev5,rat c[ s-au f5,cut incerc[ri dea explica deplasarea
spre ro;u observatH, la spectrele galaxiilor nu prin indepi,r-
tarea lor unele de altele, ci prin alte cauze. Dar toate aceste
incerc6ri, care nu au avut niciodat[, o bazh, solid5,, au fost in-
firmate una dupE, alta, iar faptul expansiunii, dimpotrivb, este
confirmat de noi si noi m[,sur5,tori.
lndepdrtarea galaxiilor unele de altele, expansiunea univer-
sului, este un fenomen atit de neasteptat gi de grandios, lncit
semnificalia Iui depEqeqte cadrul fizicii qi al astrofizicii.
IJnii au incercat sL exploatezefaptul expansiunii universului
pentru a gdsi nigte confirmi,ri indirecte ale legendei biblice
_ ..Y
a crealiei lumii. In orice caz, problemaexpansiuniiuniversului
gi a d'eplasS,rii spre ro$u a fos't menlionatd, intr-una din enci-
clicele papei Pius al XII-lea.
Este eviilent cd nici un fenomen releritor la structura univer-
rului (qi in general nici un lapt) nu este de naturd, si conlirme
ereilinfa in I)umnezeu, a cdrei devizd ar putea li cunoscuta maxind
atribuitd unuia ilintre pirinfii biscricii: ,r0red pentru ci este ab-
suri[5.
lnsuqi caracterul irational al religiei este suficient ca s5, nu ne
mire intreaga inconsistenld a incerc5rilor de a stabili o legX,turii
intre legendele biblice qi indepS,rtarea galaxiilorunele de altele,
despre care autorii bibliei nu au avut, bineinleles, nici cea
mai mic5, idee.
Este ln schimb de mirare cum au putut afirma unii filozofi
cd expansiunea universului, caracterul ei nesta$ionar contravin
materialismului.
O pozitie autenlie materialistd eonsli in reeunoagterea cKistenlei
universului cu tolul indcpenilert de eonqtiin!a umani qi inainle
ile aparilia acestei eongtiinleo
gi nu in incerc5,rile profund antiqtiinlifice de a impune naturii
anumite legi, in spe!5, de a postula legi ale miscd,rii galaxiilor
qi ale intregii pi,rfi cercetate a universului.
36
La prima vedere se poate pH,rea c5, expansinnea universului
impliC5, in mod necesar ipotezacaracterului lui nestalionar qi,
concret, reducerea in timp a densitd,lii medii a substantei in
ruivers. Intr-adev5,r, inmodelele cosmologice evolulioniste,
a c5,ror stud.iere a fost inaugurat5 de lucrXrile lui X'ridman, den-
sitatea medie a substanlei variazd cu timpul.
Existd, totuqi un model cosmologic stationar in care, in
pofida expansiunii, densitatea substanlei rh,mine neschimbath
datoriti, fenerd,rii substantei noi, in formele ei cunoscute. O
a,semene& generare este, f5,ri, indoialS,, in contradiclie cit
legile fizice ast5,zi admise, dar, dup5, cum am mai ard,tat,
in cazul de fa!H, acest argument este insuficient, deoarece s-ar
putea spera ci, in viitor aparilia substanlei noi igi va gi,si
explicatia, odatX cu o mai mare precizare a legilor cunoscute.
Repet5,m ins5, cd, existS, o singur5, cale certd, de verificare a
exactitd,tii unor afirmalii cosmologice (,si in general qtiinti-
fice): eohfruntarea teoriei cu expeiienla'sau criobservalia. ln
c,azul de fa{5, o asemenea confruntare nu prezint5, in prin-
cipiu ilificult6li.
Astfel, in cadrul cosmologiei evolulioniste, numXrul ga-
l;r,xiilor qi in speclal al radiogalaxiilor intr-un volum dat
oarecare
- intr-o regiune a spaliului
- trebuie sd, se modifice
cu timpul sau, ceea ce este echivalent, cu distantarea de
PirmintJ. In cosmologia stationarS,, dimpotrivX, numirul medlu
de galaxii intr-o unitate de volum nu trebuie si, depind5,. de
distan{a de Pb,mint. OdatI' cu progreseie radioastronomiei a
ilpX,rut posibilitatea de a face o verificare determinind numirul
reldiogalaxiilor la diverse distanle de PXmint. Cutoate acestea
(cititorii rle vor crede, desigur, filrb, alte explicafii), rezolvarea
practic[, a acestei probleme este deosebit de dificil[. Unele
iezultate au qi fost totugi oblinute qi trebuie spus ct ele (la
fel ca unele date optice) depun mlrturie impotriva cosmologiei
stationare qi in fal'oarea cosmologiei evolutioniste. Afar5, de
aceasta, descoperirea radioemisiunii cosmice remanente cu o
temperatnrS, de 2,70 K este si ea un argurnent cit se poate de
convingdtor impotriva cosmologiei stalionare.
1 Cind observdm o galaxie care se afii, la o distanll' bun6,oard,,
de 1 miliard de ani-lunr"ind, de noi, trebuie si linem seama cd lumina
perceputi, de noi a fost emisd, de ea cu un miliard de ani in urmd,.
I
?
*
I
T
$
I
,j
l
L
i
t
'tl
a,a
20. . Dar cu aceasta problema cosrnologic5, nu este in nici vn caz
in intregime rezolvatE.
tle care dispunem. Aceasta inseamn5, c5, astrofizica mai are
de strS,bXtut, dupi cum se pare, un drum lung gi, fd,ri indoial5,,
foarte dificil ca s5, ajung5, sh, clarifice definitiv natura proceselor
care duc la formarea quasarilor qi radiogalaxiilor, precum
si a altor fenomene obsorvate in zonele centrale
- cele mai
dense
- ale galaxiilor, aga-numitele nuclee galactice.
Este posibil ca problema supranovelor si a stelelor neutronice
sd, fie strins legatlr, de problema naturii quasarilor si a nu-
cleelor galacticel. In ambele cazuri se observi, fenomere explo-
zive pi o puternicd, radia{ie neechilibratd,. Aceasta se rnanifesth,
deosebit depregnant ln cazul pulsarului NP 0532, rH,rn5,sifa supra-
novei din 1054, a ci,rei izbucnire a dus la formarea nebuloaset'
Crabului.De peurma exploziei nu a rd,rnas o stea obisnuitd,, ci
o stoa rapid variabili,, care duph, toate probabilitElile este o
stea neutronicd, magnetizatX, avind o migcare de rotalie.
Este foarte probabil c5, aceastE stoa este nu nurnai o sursH,
de unde radio, de lumind, pi radiafie $oentgen, ci qi sursa ra-
dialiei cosmico care umplo nebuloada Crabul. O asemenea
stea neutronicfl cu un puternic cinrp magnetic esto, in multe
privinle, asemh,ndtoare quasarilor, care posedd, qi ei un cimp
magnetic gi emit luminEsiunde radio. De altfelnaturapulsa-
rului din nebuloasa Crabului incd, nu este definitiv stabilit5,.
Credem ch nu esto cu totul exclusfl posibilitatea sd nu fie vorba
de o stea neutronicS,, cum s0 consider5, de obicei, ci mai curind
de un mic quasar, aq zice ,,un pui de quasar". Oricum ar fi,
Cum a evoluat universul in trecut, cum se va dezvolta el in
viitor, cum s-au format, se formeazb, si se dezvoltd, galaxiile?
Toatc aceste probleme aqteapt5, o cercetare aprofundatd. Tocmai
in cercetarea ultimului punct
- a formH,rii, structurii gi evo-
luliei galaxiilor
- cosmologia face jonc{iunea cu a doua'dintre
problemele fundamentale rnentionate mai sns ale astrofizicii
contemporane .
_ Radiogalaxiile, quasarii gi supranovele stirnesc ast},zi un
interes atit de mare din partea bamenilor de stiinti, tocmai
pentru cE in cazul lor avefr de-a face cu o explozie, cu o schim-
bare brusc[. eu nasterea dc rroi forme.
I{eavind posibilitatea sI, rlezvolt5,m aici pc larg aceastd,
tem5,, sI enunli,m doar principala dilemd, pe care, dup5 p[rerea
noastrE, o prezintH, ea. Punctul cle vedere cel mai rXspindit
si pe care, printre mulli allii, il impS,rt5,segte si automl, este
cd rad.iogalaxiile, quasarii si supranoyele'se formeazi printr-o
comprimare a gazelor urmat5, clc o explozie determinati, de
degajareatnei mari energii gravitationale in proccsul de com-
primare. Intrucit comprimarea gazului poate avea un caracter
catastrofic, astS,zi pentru descrierea ei se folososte adesea
termenul de colaps, rle care vom face uz si noi.
Asadar, prima alternativi, coristH, intr-o form5 oarecare
a colapsului gravitalional, insolit de o explozie. tln alt punct
de vedele cu privire la formarea tuturor stelelor si a gaXaxii-
lor
- punct de vedere enuntat cu destul dc multii- yremc
in urmi, qi dezvoltat astizi de V. A. Ambartumian
- se reduce
la ipoteza cxjsterrlei in univers a unui fel de corprrri supr;rdensc
(protocorpuri). care la r[stimpuri explodeaz5,, proiectind gaze
si poate gi stele intregi. I,rin urmars in acest caz nu are-loc
un colaps, ci mai curind se poatc vorbi de un anticolaps.
Tpoteza existentei unor protocorpnri supradense care sc
mentin poat-e timp de rniliarde de ani nu este citugi cle putin
confirmatS, de informalii directe. Dimpotrivi,, aceast5 ipotezfl
intimpind, o serie de obiecfii, mai ales cind este vorba de for-
marea stelelor qi galaxiilor obiqnuite. Dar atunci cind examinXnt
obiecte noi, situatia din astrofizic[ este cu mu]t mai bine
caracterizat1, printr-o altl asertiune: ipoteza existenfei pro-
tocorpurilor nu poate fi categoric respinsl pe baza datelor
1 Ultima parte a prezentului paragraf, aga cum se inid,liqeazd mai
sus, a fostscrisilainceputul anului 1969. Nu este insi,lipsit ileinteres
sii reproducem sfirgitul acestui paragrat in forma inilialn a textului
ptblicat in 1965 sub forrnd, de brogura in eilitura ,,Znanie". Iat[ acest
text: ,,Avem posibilitatea si, consemn5,rn aici un singur f apt care
pare foarte probabit dupi, descoperirea radia!,iei Roentgen emise de
nebuloasa Crabului. Se pare ci, atunci cind expiodeazl o supranovL,
ea lasd, o r5,m5,qi!i, in afari de anvelopa gazoash,, pe care-o proiecteaz5,
qi care se extinde, Acest ceva este probabil o sursi, puternicE, a ratlia-
liei cosmice sau in orice caz a componentei ei eleetronice.
Ce ri,mine deei de la steaua explodat6,, in afard, de inveliq? N-ar
putea ii vorba de o stea supradensd, in spefd, neutronicl, inconiurat5,
de un cimp magnetic Ai care se roteqte in jurul axei sale? Da, este
plauzibild, qi o asemenea ipotezd,, dar in mod cert nu se qtie nimic
in aceast6, privin!6". AstS"zi insi, se gtie in mod cert ci de pe urma
exploziei stelei din anul 1054 a r1mas intr-ailev[r ,,ceva", qi anume
este cel mai probabil ci eeea ce a rd,mas e o stea neutronicd incon-
jurat5, de un cimp magnetic qi ci, ea se roteqte in jurul axei sale.
ee
39
21. o anumit5, afinitate intre exploziile din quasari, nucleele
galactice gi izbucnirile supranovelor ni se pare foarte proba-
bil5, fi,r5, sd, ne fie totusi clar pini, unde merge aceastb, analogie.
Progresele astrofizicii
9i organizarea gtiinfei
- Principalele concluzii care se desprind cLr claritate din cele
de mai sus sint urmH,toarele
.Astrofizica si astronomia in ansamblu s-au imbog5,fit in
ultimul timp cu o serie intreagS, de metode de investigitie noi
qi eficiente. Aceasta a dus la o ldrgire considerabil[ a iiohtului
activit5,lii, la o modificare calitatfui, a situatiei.
SchimbArile intervenite in astronomi", pu .uru le considerh,rn
revolutionare gi pe care am incercat sh,-le caracterizdm mai
sus, au dus totodatH, la anumite consecinte importante si in
sfera legath.de organizarea qi planificarea'qtiinlei, preg5iirea
de specrahstr etc.
, 1) Astronomia, fh,r5, s5, mai vorbim de astrofizicX, a fost tot-
d,e1yn1 lega_t5, de fizic6. Cu toate acestea, in perioada dezvoi-
tflrii ei rapide, dar, am putea spune.pa$nice", idice in perioada
monopolului metodelor optice, se putea preciza de obicei cu
certitudine cine este fizician ;i cine cste- astronom. Vorbind
concret, incd, cu douE,-trei decenii in urm5,, cu astronomia se
ocupau aproape numai oamenii de ;tiinf[ cu pregi,tire astro-
nomici de specialitate qi care de la inceputul activitdtii lor s-au
consacrat acestei qtiin!e.
Cum e gi firesc, odath cu afirmarea noilor metode, cu totul
diferite de cele vechi, situatia aceasta s-a schimbat. De pilcl[,
astronomii-opticieni erau str5,ini de metodologia radio'astro-
nomicd,, aqa incit in acest domeniu al astronomiei a fost ne-
cesar sh, vin5, fizicieni, radiofizicieni qi ingineri radio. Analog,
majoritatea celorlalte metode noi din astionomie sint dezvol-
tate in primul rind de ch,tre oameni de stiinfd, cu o pregH,tire
qi cu 9 experien!5, prealabilh, de fizicieni ,.i ingineri. DJ mEnlio-
nat c5, si autorul acestei lucriri nu numai cL este fizician ca
pregbtire, ci a lucrat qi continuh, sd, lucreze in domeniul fizicii,
paralel cu acela al astronomiei.
40
Dach, lh,s5m la o parte aspectele secundare si eventualele com-
plicalii izvorite din complexitatea rela{iiior urnane, modifi-
carea componentei si a profilului oamenilor de qtiinl5 care se
ocupi astd,zi cu astronomia (qi care, prin urrnaie, trebuie sd,
fie numiti astronomi) nu este stAvilit[ he nici un fei de contra-
dic{ii ;i-gi dovedeqte pe deplin fecunditatea.
In aceastd, ordine de idei am tine totusi sh, subliniem trei
aspccte.
..
In primll rind_,, practica atesti cit se poate de convingdtor
c[,,oamenii noi" din astronomie lucreazi cu succes numai aiunci
cind. a_cfione azd, in strins contact cu astronomii cu pregXtire de
specialitate qi nu incearch, ,,si descopere America.. lulnd-o de
la inceput qi d,:sconsidgrind intreaga boghlic de experienf5,
;i de cunoqtinte a astronomilor. De aici decuige ciar saicina de
a dnce inainte cercetirile prin metode noi, inti-un front unitar,
pe faga;ul unic al astronomiei moderne.
A doua. problem5, important5 se referd la pregi,tirea tinerilor
astronomi. Se impune imbund,t5,tirea programelor de studiu ale
secliilor de astronomie ale universit5,tilor (in sensul intXririi
ieg5,turilor cu fizica moderni,) qi totodat6 preghtirea de astro-
nomi sau cel pulin organizarea unei serii de cnisuri de astrono-
mie la facult5,tile de radiofizic5 si fizich.
In al treilea rind, in ultirnels aooa-i..i decenii, atit in fi-
zic5, gi biologie cit qi in astronomie s-a modificat substan{ial
ritmul schimbului de informalie qtiintific[. si
- de ce sb, h-o
spunem? * a ap5rut qi o anumitb dczordine..Datorith, atitudi-
nii remarcabile de care au dat dovadS, radioastronomii din Cam-
bridgg, lumea a aflat despre tlcscoperirea pulsarilor dintr-un
articol destul de detaliat, apErut in revista ,,Nature" din 26
februarie 1968 (vezi am5nunte in uitimul studiu din acest
volum). Dar iutreaga istorie ulterioar5, a cercet5,rii pulsarilor
seamd,nd cu o curs5, de automobile. Primul pulsar descoperit la
Cambridge
- CP 1919
- a fost observat qi d^e astrontimii ae
la un alt observator britanic, radioobservatorul Jodrell Bank,
la 25 februarie, iar primele rezaltate ale observatiilor efectuate
aici au fost publicir,te in revista ,,I{ature" din'9 martie. De
atunci lucrbrile despre pulsari s-au tinut lan!. Publicul afli,
nout5,lile referitoare la pulsari in pririrui rind iru din articole,
ci din qtiri transmise telegrafic sau ,,prin ayion" (existb un bu-
letin sdpti,minal de infoimalii al fniunii trntennationale de
Astronomie), cit gi din ziare !i prin radio.
i
i
I
I
i
,
ii
4L
22. 1n esentH, acest caracter al viefii gtiinlifice gi acest ritm
al schimbului de informafii reflecti' particularitdlile epocii
noastre gi reprezint5, o consecinfh, inevitabilH, a ei. Intervin
ins5, gi alti factori care influenleazH, situalia, cum ar fi lupta
pentru prioritate, iar uneori pur gi simplu goana duph, reclam5,
;i glorie.
Nu este locul aici sI ne ocup5,m de aspectele sociale qi psiho-
logice ale problemei prioritXlii in qtiin!5, qi ale altor probleme
legate de aceasta. Am vrea doar sL avertizdm pe cititor s5, fie
prudent. Chiar dacfr va citi intr-o carte de popularizare sau chiar
intr-o monografie ,stiinlifich, ori intr-un studiu publicat intr-o
revistd, de specialitate cL o anumit5, realizare din domeniul
astronomiei rnoderne se datoregte personalit5,fii X sau persona-
litXlilor X gi Y, cititorul s5,-qi aminteasch, de vorba din b5,trini
cL adesea e mai bine sE nu-!i crezi ochilor, nici chiar propriilor
ti,i ochi. ln majoritatea cazurilor marile descoperiri sau rea-
liz5,ri ale astronomiei moderne rezult5, dintr-o activitate cu
adevS,rat colectivh,. tr'oarte multe concluzii au fost prevXzute
de foarte mulli oameni de gtiin'li, o serie de rezultq,te au fost
realizate ,si consolidate treptat';i pe cd,i diferite. ln ceea ce
priveqte teoriile qi rerzultatele fizice preluate de astrofizic[ ;i
folosite de aceasth, disciplind, aproape in toate cazurile ele au
fost bine cunoscute mai de mult de cdtre fizicicni, aqa cd, in
fond e vorba de valorificarea unor concluzii mai vechi' In
aceste conditii indicarea unei singure personalit5,li san a citorva
ca,,mari descoperitori" este, de obicei, fie un rezultat a,l unui
gradredus de informare, fie o denatllrare a adevi,rului, fie ceva
ce englezii numesc ad,optect by repelit'ion (admis in urma nnor
multiple repetd,ri).
de nume, care uneori ingreuiazd, lectura, fie Ia incercX,rile unor
autori de a-si afirma plopria lor prioritate, in_cercd,ri care iau
forme diverse-.gi, de obicei, nu prea clegante. ln aceast6, lupth,
unele pretenlii de prioritate sini neinteileiate, iar altele arnin-
tesc de cearta dintre douH, personaje rJin Reuieorul lui Gogol,
Drbcinski.gi pob.cjnsli, pe problema care dintre ei a spos"cei
dintii cuvintul ,,ei !". Din toate aceste motive autorul nu inentio-
neaz5, in articolele sale nume gi nu se opreqte in mod speiial
asupra- istoriei diverselor descoperiri sau
-realizd,ri.
Singura
rxceptie se face in capitolul Astroliaica rucli,ali,ei cosmice,6ind
se
^vorbeqte
despremecanisrnul sincrotronic al radialiei cosmice.
2) tr'olosirea noilor metode in astronomie reclamh, de obicei
mari cheltuieli. Este adev5,rat cL si marile telescoape optice
shrt foarte scumpe, dar ele au fost create in rd,stimp de decenii
{ sint exploatate in decursul unei perioade si mai fndelungate.
In ceea ce priveqte radiotelescoapele, ele se construiesc de re-
gu![ mai repede, dar se qi invechesc destul de repede.
Dac5, la sfirqitul celui de-al doilea rd,zboi mondial radioastro-
nomia era inzestratS, doar cu aparatur5, transformatl d,in vechile
aparate radar, astdzi exist5, qi se construiesc numeroase radio-
telescoape gigantice, cu un diametru real de sute de metri si
al c5ror-cos1 se ridic5 la zeci de milioane de ruble. Cercet5,riie
astronomice efectuate cu aiutoml sateli{ilor si al rachetelor
de.asemenea nu pot fi ieftine, fie chiar numai pentru cE apara-
tajul respectiv costd, scump. Astronomia neutrinilor se poate
dezvolta numai la mare adincime in subsol si deci cere si ea
rnari cheltuieli etc.
_
Bineinleles, nu trebuie sI ne inchipuim-ci astrofizica nu poate
deloc sd, inainteze fir5, mari cheltuicli. in primul rind &istE
multe probleme a c5,ror rezolvare cere cheltuieli rclativ modeste.
.tn.al doilea rind, in gtiin{a contemporanX, este organizatd, in
linii mari colaborarea internationalfl. Rezultatele stiintifice
ob{inute intr-o !ar5, oarecare cu'ajutorul unor instruniente'uni-
cale intr5, in cele din urm5, in patrimoniul comun al oamenilor
de stiinfd,. ln al treilea rincl, un rol foarte mare revine astrofi-
zicii teoretice, ai cH,rei promotori nu au nevoie de utilaj (dacl,
trecem cu vederea folosirea maqinilor de calcul). $i totugi,
vorbind in ansamblu si concret, in cazul unei ldri ca Uniun-ea
Sovieticd, unde amploarea activitS,tii stiintifice este imensi,,
dezvoltarea armonioasd, a astronomiei este cri desivirqire impo-
sibili, fir5, construirea de aparate mari qi costisitoaie.
I
rl
Aceste observalii nu a,u drept scop diminua,rea rolului auto-
rilor unor realizh,ri qtiinlifice. Este, de pild5, incontestabil
faptul cd, cosmologia contemporan5, a luat fiinth, odat[ cu lu-
.rirru publicat[ d"e Einstein'in 191?; este tot itit A. limpede
importanla remarcabild a lucr5,rilor lui Fridman, Hubble qi
ale nulttir alti oameni de gtiinfn. Cind se face istoricul unei
descoperiri ar trebui men{ionali toli cei care qi-au adus contri-
bulia la cercetatea problemei. Ceea ce considerim ins5, in mod
cu totul deosebit ca fenomen negativ este exacerbarea preten-
liilor la prioritate, care duce fie la o accentuare nejustificath a
meritelor unui autor sau ale citorva, fie la o in;irare nesfirqitfl
42
t
I
l
43
23. 3) Cind vorbim despre cX,i noi qi despre v.erificarea unor noi
idei gi metode, realizarea unor progrese, chiarcu oameni adec-
vaqi gi cu fonduri considerabile, este posibil5, numai in cazul
unei organiziri concrete qi al unei- planificd,ri_ rafionale
-a
activith,Jii. Dac5,, bunS,oarfi, in loc dp a se rezo]va cu rapidi-
tate qi 6uraj toate problemele organizatorice pi financiarg: Pjo-
iectaiea qi construirea unor mari radiotelescoape s-ar t5,rd,g5,na
timp de rirai mulli ani, ar fi cu ncputin![, sh, se asigure victoria
in competi,tia interna!ionald, contemporani,.
Afarh, de aceasta, s[ linem minte c[' intr-o serie de cazuri o
primH, rezolvare a unei frobleme oarecare este posibil5, cu. mij-
ioace relativ modeste, dar c5, pentru a face pagii urmitori este
nevoie de obicei de cheltuieli matcriale de multe ori mai mari.
De aceea rapiditatea in rezolvarea problemelor organizatorice
a activitdlii qtiinlifice este adeseori echivalent5, cu economi-
sirea unor fonduri uriaqe.
Nu este cazul s5, ne oprim aici asupra problemelor organiza-
torice ale activit5,lii de cercetare qtiinlific5, ;i de finanlare a ei.
Dar autorul sc corisiderH, dator sX,-qi exprime profunda convin-
gere cd, in domeniul astronomiei, in sfera prob.lemelor gi.preo-cu-
[Xritor la care ne-am referit mai sus, organizarea rafionalE. a
ictivit5,lii ptiinlifice, a planificXrii qi finan!firii ei nu sint nici
pe departe intotdeauna asigurate in condi{ii optime.
4) Dezvoltarea ;tiinfci poate fi considerabil frinat5, dac5, ea
ajuirge prizonieri, a scoiasticii si a mptafizicii-
O ilustrare pregnant5, a afirmaliiior noa'stre este preistoria
revoluliei din istrinomie, pe drept cuvint legatS, de
lume].e lui
Galilei, revolulie la care ne-am referit qi la inceputul stucliului
nostru.
Telescoapele lui Gatilei se prezentatl ca niqte simple tubrui
nrevi,zute iu dou5, lentile. Dar ochelarii
- instrument de la
.o.u *-uo luat lcntilele
- eralr foiosili pe atunci de sute de ani
si chiar telescopul a fost inventat inaintea lui Galilci. De aceea
ar putea s5, stirneasc5, mirare faptul cX pin5, la acest om de qtiin{5,
niireni nu a cercetat cerul cu ajutorul instrumentelor optice.
Explicatia este destul de surprinzH,toare: cercetarea univer-
snlui'cn ajutorul telescopului era impiedicatd, in primul rind
de preiutlecH,li sau, dach, vreli, de o atitudine filozofic5' vici-
oos$. littr-adevd,r, in disculia'despre lentile s-a suslinut urmi,-
torul punct de vedere: ,,Scopul principal tr,l observafiei este
44
cnnoaqterea adevhrului. Or, prin lentilele ochelarilor vedem
obieetele mai mari sau mai mici decit sint in realitate. Lenti-
lele ne arati, obiectele mai apropiate sau mai indepd,rtate, iar
uneori chiar r[,sturnate gi deformate. Asadar, lentilele nu ne
permit si vedem realitatea. De aceea cine nu yrea sL fie indus
in eroare nu trebuie sh, foloseasci, lentilele".
Ce-i d,rept, Galilei nu a folosit pur qi sirnplu telescopul, ci
l-a pertectionat substan,tial, in special prin alegerea unor len-
tile adecvate care realizeazd, o m5,rire relativ mare, de circa
30 de ori. De mentionat cE Galilei a construit aproape 100 de
telescoape, dintre care a folosit numai sapte.
Lucrul cel mai important este insE, cE Galilei a avut incredere
in lentile, in autenticitatea cuno;tinfelor care pot fi oblinute
cu ajutorul telescoapelor. Se poate aprecia cit de revolulionar
a fost acest pas, de pildE dup6 faptul cd, majoritatea contem-
poranilor lui Galilei au desconsiderat pur qi simplu descoperi-
rile lui, socotindu-le rodul fanteziei, ba chiar au refuzat sd,
i'oloseascS, pind, gi cele rnai perfecte telescoape construite de
el. fntr-o scrisoare adresat5, lui Kepler, Galilei scria: ,,Sd, rid€m,
prietene Kepler, de marea prcstie a oamenilor. Ce putem spune
despre cei mai de seamE, filozofi de aiei, care cu o ind[,rbtnicie
rlutd,cioas6, in pofida miilor de insistente, nu au vrut s5, arunce
mi,car o privire nici asupra planetelor, nici asupra Lunii, nici
asupra telescopului".
Numai cu pretul unor nriage eforturi au izbutit Galilei ;i
discipolii lui sh, fringd, impotrivirea inverqunat5, a scolasti-
cilor gi sd deschidS, zhgazurllo pentru progresul ptiintific.
Din pi,cate ar fi o greqeald, sE ne inchipuim c,5 astdzi, la 350
de ani de la Galilei, scolastica si metafizica au fost definitiv
infrinte. Este suficient si ne referim la contestarea aprioric5
a legilor lui Mendel qi a intregii teorii cromozomice a eredit5lii
.- contestare care a avut loc nu chiar aqa demult
- pentru a
ne convinge de viabilitatea pseudoqtiinlei suslinute cu pretinse
argumente filozofice.
Aceeaqi concluzie se desprindea diu incerci,rile destul de
numeroase de a califica drept idealiste teoria relativiti,fii, me-
canica cuanticS, si cosmologia relativistS,. Pe aceeasi linie se situ-
eazd, infond neinlelegerea destul de r[spinditfl a rolului gi locu-
lui cercetb,rilor gtiintifice fundamentale care nu sint nemijlocit
legate cu tehnica si'cu economia nafionald,.
45
24. $i totuqi gregelile trecutului ne-au invh,lat multe, qi dificul-
t5,tile care se ridic5, astd,zi in calea astronomiei pot fi consi-
derate un fenomen secundar, care nu mai modifie5, tabloul in
ansamblu.
Posibilitifile astronomiei au erescut. in tata ei se ridied pro-
bleme grandioase qi ile naturd perlect realisti, a eiror rezolvare
v& cere, probabil, ileeenii de munci lncorilatd. Nu mai vorbim
rlespre taptul ci locul problenoelor care arr api,rut sau au fost cla-
rilicate astflzi il vor lua noi probleme.
Nu Incape iniloiald ci inci lnainte ile stirgitul secolului al
XX-lea 9i poate ehiar in anii urm6tori sint ile agteptat uulte des-
coperiri astronomiee noi, ileosebit ile interesante.
Structura universului
gi evolutia lui in timp
In atltoareu euenimenlelor istorice d,in 7917 att, fosl prinse mi,lioane
,ci, m,ilioane d,e oanreni, 1n aceastd, ultintd peri,oud,d a'rdzboiultr,i mondial,
tin e'poca Reuoluli,ei d,in Octombrie d,in Rusia, poate cd numai, cf,teua zeci
I,e fi,zicieni qi astronomi d,in Anfueaga lume uu rentarcal nasterea cosmologdei
t:onlemporane. Ea qi-a fd,cul aparili,a sub formu uned mici, lucrdri,, ,intitu-
lold Problemele,cosmoiogiei gi teoria relativitS,fii generalizate, publicatii
in ,.('omuni(drilc Acqd,pniei d,e Sliinle d,in Prttsia:.
Aulorul acestei lucrdri era Albert Einstein, unul d,intre cele mai, mard
genii al,e tu,turor timpurilor,
2
Locul cosrnologiei in cadrul astronomiei
Cosmologia iqi propune sfi, ilea r[,spuns la intrebarea! o&re
ostc structura universului ,rin ansamblusr gi cum evolueazi el in
ti_mp. Alf,turi ile fizica particulelor elemeitare, ea lace parte ilin
directiile lunalementale ale qtiintei contemporane.
Casmologia este o parte a astronomiei; ea se ocup5, cu stu-
diul universului in mare. Distantele cu care are de-a face
cosmologia se cifreazi, la miliarde $i zeci de miliarde de
ani-luminh,, iar perioadele de timp c.,.ur. opereazH, sint de ordi-
mrl a miliarde gi zeci de miliarde de ani. Aceste cifre par ame-
litoare din pricinS, c5, le comparS,m cu mi,rimile cu care sintem
gbiqnuili- sX avem de-a face in via{a de toate zilele: metri pi
kilometri, ore $i ani. Pentru ca aceast5, deosebire in ceea ce pri-
veqte-unitd,file de mlsurd, si, nu deranjeze comparatiile noasire,
in cele co urmeazH, vom folosi in general centimetrii qi secun-
dele, degi in felul acesta imaginile vor pierde intrucitva carac-
terul lor concret.
-
Distanlele qi perioadele de timp caracteristice cosmologiei
sint:1028 cm Fi 3.10us (distanfa de un an-lumin5, este egald,
aproximativ cu 1018 cm, iar un an are 3.10?s). Bste, desi-
gur, greu s5, ne imagind,m asemenea mi,rimi cosmice, dup5,
cum este tot atit de greu s5, ne transpunem mintal inmiero-
cosmos ....- lumea atomilor (in care dimensiunile caracteristice
47
