Big Bang, Teoria do Big Bang

Big Bang, Teoria do Big Bang

A teoria mais aceita sobre a origem do Universo, o Big Bang, foi desenvolvida em 1948 pelo cientista russo naturalizado norte-americano Guiorgui Gamov. Segundo ele, o Universo teria nascido de uma concentração de matéria e energia extremamente densa e quente, entre 10 e 20 bilhões de anos atrás. Essa idade é hoje avaliada com um pouco mais de precisão, ficando entre 13 bilhões e 15 bilhões de anos. As estimativas da idade do Universo, com base em medições precisas da radiação cósmica de fundo, indicam que ele tenha surgido há 13,7 bilhões de anos.

Contudo, observações feitas em 2002 por cientistas do Instituto Max Plank para a Física, na Alemanha, sugerem que o Universo pode ser ainda mais velho, tendo 16 bilhões de anos. A conclusão foi feita observando a alta concentração de ferro em quasares (objetos celestes de imensa luminosidade e muito antigos) com um telescópio de raios X. Segundo eles, para que tanto ferro existisse em objetos tão antigos, seria necessária uma maior idade do Universo para que o ferro se formasse.

Como desde 1929 se observa que as galáxias estão todas se afastando uma das outras, Gamov chegou a conclusão de que houve um instante no passado em que elas estavam bem próximas. No limite, no momento de seu nascimento toda a matéria contida no Universo estaria espremida num único ponto e de tal modo concentrada que sua temperatura seria infinita. Esse ponto teria sido o começo dos tempos, quando teve início a expansão das galáxias, descrita como uma explosão, ou seja, o Big Bang.

Formação do Universo
Desde sua formação, o Universo vem se expandindo e resfriando. No primeiro milionésimo de segundo, ele contém somente uma mistura de partículas subatômicas, como os quarks e os elétrons, que são as formas de matéria mais fundamentais conhecidas. Essa primeira etapa da história da matéria é muito breve, pois os quarks, que se movem inicialmente a velocidades próximas à da luz, logo se desaceleram em razão da redução da temperatura e, por isso, deixam de existir como partículas livres. Eles se associam uns aos outros para formar os prótons e os nêutrons. Assim, entre 1 e 10 minutos de idade do cosmo ocorre a chamada nucleossíntese primordial: os quarks deixam de existir e surgem os prótons, que servem de núcleo atômico para o átomo de hidrogênio, o mais simples que há. Aparece também o hélio, o segundo átomo mais simples, feito de dois prótons e dois nêutrons. Toda a massa do Universo passa a ser constituída desses dois núcleos, na proporção de 75% de hidrogênio e 25% de hélio. Ainda hoje, mas de 90% de tudo o que existe no cosmo é composto desses dois elementos.

A terceira fase da história começa cerca de 300 mil anos depois, com a união dos elétrons aos núcleos atômicos para formar os primeiros átomos completos. Com isso, ocorre outro fato importante, que é a separação entre a luz e a matéria. A luz, que até então estava presa entre elétrons e núcleos e, por isso, era obrigada a acompanhar a expansão cósmica no mesmo ritmo que eles, passa a caminhar livremente. O Universo torna-se transparente e os fótons, que são partículas de luz, já quase não interagem com os átomos. Muitos deles vagueiam pelo espaço e podem, atualmente, ser capturados pelos telescópios. São o brilho "fóssil" do Big Bang. Por fim, o quarto período ocorre aproximadamente 1 bilhão de anos depois do instante zero, com os átomos agregando-se para formar as primeiras galáxias.

Expansão do Universo

Baseado em sua Teoria da Relatividade Geral (1916), o físico Albert Einstein desenvolveu as Equações Cosmológicas, que descrevem a evolução do Universo. Em 1922, o físico e matemático russo Alexander Friedmann, professor de Gamov, encontra uma solução para as Equações Cosmológicas correspondentes a um Universo em expansão. Em 1929, a descoberta da expansão das galáxias, pelos astrônomos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972), permite estabelecer a Lei de Hubble. Segunda ela, as outras galáxias se afastam da nossa galáxia, a Via Láctea, numa velocidade proporcional a sua distância da Terra.

Uma evidência do Big Bang, descoberta em 1965 por Arno Penzias (1933-) e Robert Wilson (1936-), é seu brilho "fóssil", resultado da separação entre os átomos e a luz há cerca de 13 bilhões de anos. Essa radiação permanece no espaço e, embora já não tenha a forma de luz visível, pode ser captada como um ruído de microondas. Seu nome é radiação de fundo cósmica. Pela sua descoberta, Penzias e Wilson ganharam o Prêmio Nobel de Física em 1978. Em 1990, o satélite Cosmic Background Explorer (Cobe), lançado pela Nasa, fez um mapeamento das regiões onde existe essa energia.

A última palavra sobre o Big Bang é uma hipótese estranha: a de que o Cosmo depois de nascer, tenha tomado a forma de uma bola de futebol americano, com doze gomos. Essa possibilidade foi levantada em 2003 por uma equipe internacional de físicos. Ainda não está comprovada, mas faz sentido, do ponto de vista matemático, e não contradiz nenhum fato conhecido acerca do Universo. Traduzindo, nada impede que o cosmo tenha mesmo essa forma. Mas também é possível que ele tenha uma outra geometria. Somente testes futuros poderão decidir qual é o desenho verdadeiro.

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