Care Este Cea Mai Puternică Forță Din Univers?

când vine vorba de legile fundamentale ale naturii, putem descompune totul în patru forțe care se află în centrul tuturor lucrurilor din Univers:

1. forța nucleară puternică: forța responsabilă de menținerea nucleelor atomice și a protonilor și neutronilor individuali.
2. forța electromagnetică: forța care atrage și respinge particulele încărcate, leagă atomii împreună în molecule și viață și provoacă curent electric, printre altele.
3. forța nucleară slabă: forța responsabilă pentru unele tipuri de dezintegrare radioactivă și transmutarea particulelor fundamentale grele, instabile în cele mai ușoare.
4. și gravitația: forța care leagă Pământul, Sistemul Solar și stelele și galaxiile împreună.

în funcție de modul în care o privești, fiecare forță are o scară și o circumstanță în care strălucește mai presus de toate celelalte.

coborâți la cele mai mici scări-10^-16 metri, sau de un milion de ori mai mici decât un atom-și forța nucleară puternică le poate depăși pe toate celelalte. Luați nucleul de heliu, de exemplu: doi protoni și doi neutroni, legați împreună într-o configurație stabilă. Chiar și repulsia electromagnetică dintre cei doi protoni nu este suficientă pentru a depăși forța puternică asemănătoare lipiciului care ține nucleul împreună. Chiar dacă luați un neutron, lăsându-vă cu doi protoni și doar un neutron, acel izotop de heliu este stabil, de asemenea. Forța puternică, la cele mai mici distanțe, va depăși în mod constant toate celelalte și, prin urmare, în multe circumstanțe poate fi considerată cea mai puternică.

dar încercați să vă construiți nucleul atomic prea mare și forța electromagnetică preia controlul. Uraniul-238, de exemplu, va scuipa un nucleu de heliu din când în când, deoarece repulsia dintre diferitele părți ale nucleului este prea mare pentru ca forța puternică să-l țină împreună. Pe scări cosmice mai mari, sunt câmpurile magnetice intense generate de stelele prăbușite și de materia încărcată cu rotație rapidă, care pot accelera particulele către cele mai mari energii din Univers: razele cosmice de energie ultra-înaltă care ne bombardează din toate direcțiile de pe cer. Spre deosebire de forța puternică, nu există nicio limită a domeniului forței electromagnetice; câmpul electric al unui proton poate fi simțit din cealaltă parte a Universului.

forța nucleară slabă ar putea părea cel mai slab candidat pentru cea mai puternică forță, dat numele său, dar chiar și această relativă slabă are momentele sale să strălucească. În condițiile potrivite, forța electromagnetică (care lucrează pentru a respinge componentele încărcate similar) și forța nucleară puternică (care lucrează pentru a lega nucleele împreună) se pot anula reciproc, permițând forței slabe cu rază foarte scurtă de acțiune să se ridice la proeminență. Când o face, poate face diferența în stabilitatea unui sistem, deoarece poate provoca dezintegrarea radioactivă (beta), unde un neutron se transformă într-un proton, electron și un neutrino anti-electron. Neutronii liberi, multe elemente grele și chiar tritiu, izotopul instabil găsit în apa radioactivă (tritiată), toate evidențiază puterea forței slabe.

dar la scara cea mai mare-la scara galaxiilor, a grupurilor de galaxii și multe altele-niciuna dintre forțele de mai sus nu contează atât de mult. Chiar și electromagnetismul, a cărui rază de acțiune se poate extinde în univers, nu are prea mult efect, deoarece numărul de sarcini pozitive (în mare parte protoni) și numărul de sarcini negative (în mare parte electroni) pare a fi exact egal. Chiar și observațional, putem constrânge diferența de sarcină din Univers să fie mai mică de o parte din 10^34. Universul ne spune că, deși electromagnetismul ar putea fi mult mai puternic decât gravitația între oricare două particule, dacă adunăm suficiente particule care sunt în general neutre din punct de vedere electric (sau aproape de acesta), gravitația va fi singura forță care contează. Fuziunea nucleară și presiunea de radiație asociată nu pot rupe nici măcar stelele, deoarece forța lor de atracție gravitațională depășește acea împingere energetică spre exterior.

grupuri de galaxii și structuri imense, mari, pot fi găsite pe o suprafață de peste un miliard de ani lumină în univers. Și totuși, dacă căutați structuri de 8, 10 sau 15 miliarde de ani lumină, veți găsi absolut zero în întregul cosmos. Motivul pentru aceasta, destul de nedumerit, nu se datorează niciuneia dintre forțele pe care le-am menționat, ci mai degrabă unui fenomen cu totul neașteptat: energia întunecată.