Teoria do Big Bang
Representação do Big Bang
Durante muito tempo, os homens se questionaram sobre como o Universo teria surgido. Você já parou para pensar sobre como tudo começou? Essa questão é muito complexa e existem milhares de explicações para ela. Por vários seculos o ser humano tem se satisfeito com a ideia de que o universo foi criado por um Deus, más essa ideia tem sido questionada por vários filósofos e cientistas, que perceberam que o universo funcionava de uma maneira bem diferente de como as religiões diziam. Aos poucos, foi necessário abandonarmos a ideia de que ocupamos uma posição central no Universo e adotarmos a concepção de que nossa localização no Universo é insignificante. Aqui abordaremos a teoria mais aceita até o momento, a teoria do Big Bang.
Em 1930, Edwin Hubble percebeu que as galáxias estavam se afastando uma das outras, com uma velocidade muito alta, e que quanto mais distante uma galáxia estiver, mais rápido ela se afasta. Quanto mais tempo se passa, mais distantes as galáxias ficam uma das outras, e com base nisso, se voltássemos no tempo as galáxias iriam ficar cada vez mais próximas, a ponto de ficarem todas juntas no mesmo ponto. Estimasse que o universo tenha cerca de 13,6 bilhões de anos, esse valor se dá pelo fato de conseguirmos ver apenas os objetos que estejam a 13,6 bilhões de anos luz da Terra. A teoria do Big Bang diz que tudo o que existe no Universo esteve compactado em um único ponto, e que a partir daí começou a se expandir. Imagine todo o Universo (todas as estrelas, planetas, galáxias e etc) encolhido em um único ponto. Se você já ouviu falar na Teoria da Relatividade sabe que a matéria curva o espaço-tempo, e que isso cria a gravidade. No momento que o universo estava nesse único ponto, sua densidade e gravidade eram infinitas, tão grande que esmagava a se próprio. Quanto menor ele ficava, maior ficava sua densidade e com isso, maior sua gravidade. A gravidade era claramente a força dominante. Mas a gravidade é uma força atrativa. Ela impele os objetos a aproximar-se mutuamente. O que, então, terá sido responsável pela força centrífuga que levou o espaço a expandir-se? Aparentemente, uma força repulsiva muito poderosa deve ter desempenhado um papel essencial no momento do "Bang", mas que força é essa, dentre as que existem na natureza? Por muitas décadas essa pergunta, a mais básica de todas, ficou sem resposta. Então, em 1980, uma velha observação de Einstein deu lugar ao que conhecemos como cosmologia inflacionária, e com essa descoberta finalmente pôde-se dar o crédito à força que o merece: a gravidade. Não sem surpresa, A ideia dizia que em determinadas condições ambientais, a gravidade pode ser repulsiva e, segundo a teoria, essas condições propícias prevaleceram durante os primeiros momentos da história cósmica, e chamamos essa força de energia escura. Em um intervalo de tempo que faria um nanossegundo parecer uma eternidade, o universo primitivo proporcionou um ambiente em que a gravidade exerceu o seu lado repulsivo com enorme vigor, afastando todas as regiões do espaço umas das outras com extrema ferocidade.
A força repulsiva da gravidade foi tão poderosa que a explosão não só se revelou, mas mostrou ter tido uma intensidade muito maior do que qualquer um de nós havia antes imaginado. Na cosmologia inflacionária, o universo primitivo expandiu-se com um fator incrivelmente gigantesco. A ideia é que o universo estava compactado em um ponto infinitesimal, tão pequeno que um fóton seria gigantesco comparado à ele, trata-se de uma singularidade. Se você pudesse voltar até o momento do Big Bang, com certeza iria se retirar para um local seguro a fim de contemplar o espetáculo. Infelizmente, não há local para onde se retirar, porque fora da singularidade não existe local. Quando o universo começar a se expandir, não estará se espalhando para preencher um vazio maior. O único espaço que existe é o espaço que ele cria ao se expandir. É natural, mas errado, visualizar a singularidade como uma espécie de ponto minúsculo solto num vácuo escuro e ilimitado. Não há espaço, nem escuridão. A singularidade não tem nada ao seu redor. Não há espaço para ela ocupar, nem lugar para ela estar. Nem sequer podemos perguntar há quanto tempo ela está ali, se acabou de surgir, como uma boa ideia, ou se estava ali eternamente, aguardando com calma o momento certo. O tempo não existe. Não há passado do qual ela possa emergir. E assim, do nada, nosso universo começa. Numa única pulsação colossal, um momento de glória por demais rápido e expansivo para ser descrito em palavras, a singularidade assume dimensões celestiais, um espaço inconcebível.
O Universo se expandiu cerca de 30 bilhões de bilhões de bilhões de metros em 1 bilionésimo de bilionésimo de bilionésimo de segundo. A temperatura do universo em apenas 1 quintilionésimo de segundo era de 10 trilhões de trilhões de vezes mais quente que o interior profundo do Sol. Rapidamente, o Universo foi se expandindo e resfriando e, ao fazê-lo, o plasma cósmico primordial, homogêneo e extremamente quente, começou a formar redemoinhos e concentrações. Cerca de um centésimo milésimo de segundo depois, as coisas haviam resfriado o suficiente (algo como 10 trilhões de graus Kelvin - 1 milhão de vezes mais quente que o interior do Sol) para que os quarks pudessem organizar-se em grupos de três, formando os prótons e os nêutrons. Cerca de um centésimo de segundo depois as condições estavam prontas para que os núcleos dos elementos mais leves da tabela periódica começassem a tomar forma, a partir do plasma original. Nos três minutos que se seguiram, quando o universo esfriou-se a uma temperatura de 1 bilhão de graus, os núcleos predominantes eram os de hidrogênio e hélio, juntamente com traços residuais de deutério (hidrogênio "pesado") e lítio. Durante as primeiras centenas de milhares de anos que se seguiram não aconteceu nada de especial, além do prosseguimento da expansão e do resfriamento. Mas quando a temperatura caiu a alguns milhares de graus, a velocidade dos elétrons que se moviam em um frenesi desordenado reduziu-se o suficiente para que os núcleos atômicos, especialmente os de hidrogênio e hélio, os capturassem, formando assim os primeiros átomos eletricamente neutros. Esse foi um momento crucial: a partir de então o universo como um todo tornou-se transparente. Antes da captura dos elétrons, o universo estava inundado por um denso plasma de partículas eletricamente ativas, como os núcleos, com carga elétrica positiva, e outras, como os elétrons, com carga elétrica negativa. Os fótons, que interagem apenas com objetos dotados de carga elétrica, eram atirados incessantemente de um lado para o outro pelo denso mar de partículas ionizadas, e praticamente não chegavam a percorrer distância alguma sem serem desviados ou absorvidos. Essa nuvem espessa de partículas ionizadas impedia o movimento livre dos fótons, o que tornava o universo quase totalmente opaco, assim como o ar que conhecemos em uma neblina muito densa ou em uma vigorosa tempestade de neve. Mas quando os elétrons, com carga elétrica negativa, entraram em órbita ao redor dos núcleos, com carga elétrica positiva, produzindo átomos eletricamente neutros, a neblina desapareceu. Desde então, os fótons criados com o Big Bang têm viajado livremente, e toda a extensão do universo tornou-se visível.
Mais ou menos 1 bilhão de anos depois, quando o universo já se achava substancialmente mais calmo, as galáxias, as estrelas e por último os planetas começaram a surgir como aglomerados dos elementos primordiais, unidos pela gravitação. Hoje, cerca de 13 bilhões de anos depois do Big Bang, nós nos maravilhamos com a magnificência do cosmos e com a nossa capacidade coletiva de reunir os nossos conhecimentos em uma teoria razoável e experimentalmente testável da origem do universo. para concluir, o Big Bang não descreve como o universo surgiu, e sim como ele era nos primeiros momentos, e essa questão ainda é um desafio para a física moderna. Em um próximo artigo falaremos do Multiverso, que é uma continuação do Big Bang, que tenta explicar os momentos anteriores do inicio do nosso Universo (e de outros?).
ABC da Astronomia [3] Big Bang
Fontes: Wikipedia, livro: Breve história de quase tudo - Bill Brysson, livro: O Universo Elegante - Brian Greene.
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