L’univers és energia (2/4)

L’espai s’expandeix i es va refredant ràpidament. La matèria està constituïda per fotons i un plasma de quarks virtuals, en constant transformació, apareixen i s’aniquilen. Vam passar de temperatures de cent mil milions de graus i densitats superiors a 4.000 milions de cops la de l’aigua a valors inferiors al 10% i en 30 minuts encara baixarà fins 300 milions de graus. Al mateix temps de la inflació es trenca la simetria de les forces unificades. L’Univers està dominat per fotons, quarks, antiquarks, electrons, positrons i neutrins, partícules que es creaven i aniquilaven contínuament. Per cada partícula diferent del fotó, existien mil milions de fotons.

Podríem entendre aquests trencaments de simetries, o separació de forces, com transicions de fase. Intentaré explicar-ho posant un símil amb l’aigua, vapor, líquida i sòlida.

Si la tenim molt calenta, la trobarem en forma de vapor, totes les seves molècules seran lliures i es podran desplaçar sense cap restricció en totes direccions. Si baixem la temperatura, el vapor anirà condensant en gotetes líquides. Aquestes ja no tindran la mateixa llibertat com quan estaven en forma de vapor, hauran perdut, el que es diu, un grau de llibertat. Només es podran moure dintre de la zona líquida, no podran viatjar per l’aire. Si encara refredem més l’aigua, la congelarem. Això implica que totes les molècules quedaran atrapades dins d’una xarxa cristal·lina de la qual no es poden moure. Abans, dins del líquid, es podien moure per una superfície, ara, ja ni això, estan atrapades dins la xarxa. Hem de recordar que el moviment de les molècules el causa la temperatura i això és energia. 

Retornant als primers instants de l’Univers, les forces fonamental s’han anat separant, desacoblant, primer la gravetat, després la resta.

Al nostre Univers tenim matèria, no antimatèria. Com va passar això? Sembla que les partícules s’anaven formant i destruint sistemàticament, d’acord amb la física quàntica. Però una d’aquestes reaccions no funcionava a igual velocitat en un sentit que en l’invers. Es trencava el que els científics nomenen simetria CP (càrrega-paritat). N’Andrei Sàkharov ho va intuir el 1967.

Quan l’Univers tenia un centèsim de segon es calcula que la temperatura rondava els cent mil milions de graus (1011 K). Abans no sabem dir quina seria la temperatura, la interacció forta  no és prou coneguda i no ens permet fer els càlculs de forma fiable. Però en qualsevol cas la teoria no permetria que fos superior als dos bilions de graus (2*1012 K). L’Univers podria ser una esfera de quatre anys-llum. Amb la caiguda de la temperatura ara és més fàcil que els neutrons, més pesats, es converteixin en protons, més lleugers, i no a l'inrevés. Ara hi ha més protons que neutrons (62/38%). La densitat ha caigut fins a 30 milions de cops la de l’aigua.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 316 de l'octubre de 2026

L’univers és energia (1/4)

Tot sencer és energia. Segons la Teoria Cosmològica Estàndard actual o Teoria del Big-Bang (BB), basada en les aportacions d’Albert Einstein, tota l’energia sembla que es trobava densament concentrada (singularitat) i que, quan es considera el principi de l’Univers, va explotar. Fa uns 13.700 milions d’anys. No hem d’entendre el BB com una explosió tradicional, sinó com si el mateix espai creixés, abans no existia ni espai ni temps. No és fàcil d’imaginar, certament.

Aquesta teoria està suportada per l’experimentació. Hi ha tres puntals bàsics:

- Radiació del Fons Còsmic de Microones (FCM)

- Expansió de l’Univers, desplaçament cap al vermell (constant de Hubble)

- Proporció entre hidrogen i heli a l’Univers (75/25%)

Tots tres punts han estat plenament demostrats pels científics, només el segon punt presenta una certa discòrdia en el valor final de la constant. Segons un mètode indica 73 km/s/megaparsec (JWST) i segons un altre només 67 (FCM). Des de fora sembla poc, però pels teòrics és massa diferència. Sembla que alguna cosa se n’escapa.

No podem afirmar res del que va passar al voltant del moment de l’origen mateix al voltant del temps zero, en el qual la densitat i temperatura extremes i els efectes quàntics desconeguts fan inviables utilitzar les lleis físiques conegudes actuals. Només sabem que quan havien transcorregut 10-43 s després del BB, era de Planck, les quatre forces fonamentals que conformen el nostre Univers, encara es mantenien unides i actuaven com una sola. Les forces eren i són:

-Força nuclear forta

-Força nuclear feble, aquestes dues, actuen a nivell de partícules atòmiques.

-La força electromagnètica

-La força de la gravetat, aquestes dues les podem  notar a nivell humà.

Estaven unificades, és a dir, es podrien descriure amb una sola equació, encara que actualment no sabem com. Poc després del BB, entre 10-43 i 10-36 s, època de la Gran Unificació, conforme l’espai va creixent i refredant-se, la gravetat se separa de les altres forces. Comença a actuar per sí mateixa.

Entre 10-36 i 10-12 s, època electrofeble, la temperatura de l’Univers ja és de 1028 K, s’ha anat refredant. Desconeixem la temperatura inicial, però alguns teòrics la xifren en 1032 K, en el mínim moment possible 10-43 s.

Per ara, a nivell teòric i experimental, només sabem unificar-ne tres, la gravetat ens queda despenjada. Es continua investigant si  les noves Teoria de Cordes o la de la Gravetat Quàntica de Bucles poden ajudar a integrar-la.

En aquest període, la força forta es desacobla de les altres dues. En aquest moment es va produir la inflació còsmica, va ser entre 10-36 i 10-32s i l’espai va créixer unes 1050 vegades. Un procés més ràpid que la velocitat de la llum. Aquest creixement tan descomunal, encara especulatiu, permet solucionar els problemes de l’homogeneïtat i isotropia de l’Univers a gran distància i que la densitat siga pròxima a la crítica. Encara no es coneix el mecanisme que el va impulsar.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 315 del març de 2026

Les llunes de Saturn, quantes són?

La resposta és clara, en aquests moments hi ha 274 acceptades per la Unió Astronòmica Internacional. Però la xifra varia molt sovint. 

El segle XVII es va descobrir el primer, Tità el 1655 per Huygens. El 1684 ja eren 4 més, Tetis, Dione, Rea i Jàpet descoberts per Cassini. Mimas i Encèlad ho van ser per Herschel el 1789 i el 1848 es va trobar Hiperió per Bond (pare i fill) i Lassell. Tots aquests descobriments pertanyen a l’astronomia romàntica, posant l’ull a l’ocular del telescopi.

A partir de 1899, amb l’ús de les plaques fotogràfiques de llarga exposició es va afegir Febe, descobert per Pickering. Ja teníem nou satèl·lits. Fins el 1966 es va aturar la llista. Aquell any en Dollfus va trobar Janus i tres dies després, Walker va trobar l’onzè, Epimeteu.

El 1980 es van trobar tres més, aprofitant que els anells de Saturn es veien de cantell des de la Terra, Helena, Telesto i Calipso, que, a més, són troians de Dione el primer i de Tetis els altres dos. Com troià s’entén que estan a la mateixa òrbita i que mantenen les distàncies respecte del cos principal, per trobar-se als coneguts com punts de Lagrange, unes posicions gravitatòriament estables.

Aquest mateix any van entrar en joc les sondes espacials. La sonda Voyager va trobar tres més, Atles, Prometeu i Pandora i el 1990 es va identificar Pan per imatges d’arxiu de la mateixa sonda. Ja arribem a 18.

La sonda Cassini, el 2004, n’hi va afegir tres més, Metone (XXXII), Pal·lene (XXXIII) i Pòl·lux (XXXIV). Poc després es va identificar Dafnis. (XXXV) El 2007 Antea (XLIX) i el 2009 Egeó (LIII). Les xifres en números romans corresponen al número d’ordre atorgat als nous satèl·lits.

Aquest salt des del 18 fins el 32, corresponen als descobriments fets amb càmeres CCD, que van substituir les plaques fotogràfiques des d’observatoris terrestres com La Silla, l’Smithsonian o el Carnegie entre d’altres. En total 123 més entre 2004 i 2009. El 2019 va entrar en joc el telescopi Canadà-França-Hawaii, amb l’afegit de 128 més ha arribat als esmentats 274.

De fet el que ara s’identifica com satèl·lit potser només té 6 km de diàmetre, quan el més gran Tità, té 5.150 km, un cop i mig la nostra Lluna. Aquest és el segon satèl·lit més gran del sistema solar, després de Ganímedes de Júpiter. Té la particularitat de tenir una atmosfera molt densa, més que la nostra i que té metà líquid a la seva superfície.

La resta són entre un 40 i un 10% de la mida de la Lluna i un 3% màxim de la seva massa. Com a curiosos en destaquen un parell, Mimas que té un cràter que li marca un 30% de la seva superfície i recorda la coneguda com Estrella de la Mort.

Altre seria Jàpet que presenta un hemisferi molt més fosc que l’altre, potser per la composició mineral de les dues part, però que no es coneix amb certesa. També té una línia de muntanyes a l’equador que fa 1.300 km de llarg, 20 d’ample i una alçada de 10 km. Tot ben curiós.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 314 del Febrer de 2026

Trio d'eclipsis

Els propers tres anys per sobre de la península ibèrica passaran tres eclipsis de Sol, dos de totals i un d’anular. 

L'últim eclipsi de Sol total visible des de Catalunya va ser el 8 de juliol de 1842 i es va veure des de tot el país, excepte la costa, des de Sa Riera en avall. A la península va ser el 30 d’agost del 1905 i l’anterior havia sigut el 28 de maig de 1900.

El 12 d’agost de 2026, una mica abans de la posta del Sol, es produirà el primer total. Al nostre país només es veurà al sud, des de Vilanova i la Geltrú en avall, així com la part nord del País Valencià fins a Sueca i totes les Illes.

El següent total serà el 2 d’agost de 2027 i es veurà a la part sud de la península, a Andalusia, entre Almeria, Màlaga i Gibraltar, així com al nord d’Àfrica. Serà cap el migdia.

El del 26 de gener de 2018 serà només anular, visible des de Cadis fins a tocar de Barcelona i es serà a primera hora de la tarda.

Per tal de que es produeixi un eclipsi calen els tres cossos que tenim al nostre voltant, Terra, Sol i Lluna. Quan la Lluna es posa entremig de la Terra i el Sol, posició de lluna nova, es produeix un eclipsi de Sol. La Lluna ens tapa la llum del Sol.

Si la Terra es posa entremig de la Lluna i el Sol, posició de lluna plena, es produeix un eclipsi de lluna. La Terra projecta la seva ombra sobre la Lluna.

Ja hem parlat de dos tipus d’eclipsis, total i parcial, però també existeix un tercer que s’anomena híbrid, això vol dir que és una mescla de total i anular, poden produir-se en qualsevol ordre, primer l’un o l’altre. Depèn de la separació entre la Lluna i la Terra.

Segons aquesta explicació, podria semblar que cada mes s’hauria de produir un eclipsi, segons la posició de la Lluna. Però no és així, perquè el pla de rotació de la Lluna forma un angle de 5º amb el pla de rotació del Sol i no sempre es troben alineats els tres cossos. La major part dels cops és així, i els tres cossos no es troben perfectament alineats, i l’ombra que es projecta es perd per l’espai, sense tocar cap dels cossos.

Durant un any hi ha entre dos i cinc eclipsis de Sol, que poden ser parcials, anulars o totals, però no un cada mes. A més, l’ombra que projecta la Lluna damunt de la Terra és molt estreta, entre 200 i 300 km d’ample. És així perquè la Lluna és 400 cops més petita que el Sol, però es troba 400 cops més a prop. O sigui, el seu diàmetre aparent és igual, tenen la mateixa mida posant la lluna davant del Sol.

L’eclipsi del 2026 es començarà veure per Astúries a les 20:26 amb una alçada del Sol d’11º sobre l’horitzó. Travessarà Castella, Aragó, Catalunya, València i Balears, on deixarà de ser total a les 20:32 i només a 1,6º per sobre de l’horitzó.

Des de casa nostra, serà només parcial amb un 98,9% d’ocultació, però caldrà mirar-lo sempre amb ulleres de protecció, mai sense. El màxim serà a les 20:28 del vespre i caldrà mirar cap a l’oest, on es pon el Sol. El millor serà buscar un lloc amb bona visibilitat a l'horitzó, on s’ha post el Sol, com el Pla de Martís. Però per a veure’l total haurem de baixar cap a Tarragona. I que no hi hagi núvols.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 313 del gener de 2026