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O Universo e o Big Bang


Publicada em: 12/04/2010

De onde viemos? Para onde vamos? Como o universo foi criado? E qual é a sua idade? Será que ele vai existir para sempre? Estas são questões para as quais não há uma única resposta, mas várias respostas prováveis. Uma delas, mais aceita do ponto de vista cosmológico, está relacionada com a teoria do Big Bang. De acordo com esta teoria, uma grande explosão (o Big Bang) deu origem ao Universo, e a tudo o que existe nele, inclusive nós. Ainda não sabemos o que havia antes nem o motivo da explosão, mas já estamos em condições de reconstituir o que ocorreu a partir daquele momento: tudo aquilo que existe hoje teve origem numa explosão ocorrida há 15 bilhões de anos. Num brevíssimo instante, nosso Universo, e junto com ele o espaço e o tempo, surgiu a partir de um pequeno embrião cósmico incrivelmente denso e quente. Hoje, bilhões de anos depois, este Universo continua se expandindo em todas as direções.

 

A expansão do Universo

A origem da teoria do Big Bang pode ser creditada a Edwin Hubble (1889 - 1953). Por meio de observações astronômicas, ele descobriu que o universo está em constante expansão, a velocidade de expansão de uma galáxia em relação à Terra, por exemplo, é proporcional à distância de afastamento. Assim, galáxias que se encontram o dobro da distância da Terra se movem duas vezes mais rápido em relação à nós. Além disso, Hubble descobriu que o universo se expande igualmente em todas as direções.

A teoria do "Big Bang" defende que o Universo teve origem a partir de uma violenta explosão ocorrida no "embrião cósmico". Este "embrião" estava excessivamente concentrado e com temperatura muito elevada. A explosão projetou matéria e massas de gás em todas as direções. Esses vapores começaram a formar galáxias de estrelas, que passaram a se deslocar para fora à medida que o Universo se expandia.
De acordo com cientistas que medem a velocidade de expansão do Universo, tudo o que hoje podemos observar, tanto a olho nu quanto com sofisticadas aparelhagens, estava comprimido em um único ponto, há mais de 15 bilhões de anos. Imagina-se que esse ponto simplesmente explodiu e, como em qualquer explosão, seus pedaços espalharam-se para todos os lados. Essa massa expandiu-se ao longo do Universo em um movimento parecido com o do leite que é fervido em uma panela.
Se pudéssemos retroceder no tempo e inverter a explosão, veríamos como as galáxias se reagrupariam num espaço muito reduzido; descobriríamos que o Universo, muito antes da formação das galáxias, era menor que o núcleo de um átomo e tinha uma temperatura altíssima.
Ninguém sabe com certeza como ocorreu o Big Bang e o que ocorreu antes dele - trata-se de uma pergunta que a ciência ainda não sabe responder. O enigma da origem do Universo implica difíceis considerações de física quântica, por que naquelas épocas primitivas tudo cabia em dimensões da ordem do átomo. Uma das conjecturas em estudo sugere que o embrião cósmico que deu origem ao universo foi uma flutuação de um "vazio quântico" primordial. A partir da explosão, o Universo começou a se expandir, arrastando consigo o espaço e o tempo.

 

Qual a idade do Universo?

Ninguém sabe com exatidão a idade do universo, mas como demonstrou Hubble, este dado está relacionado ao seu tamanho e à velocidade de sua expansão. Seria possível avaliar o tamanho do Universo medindo a distância em que se encontram as galáxias mais distantes; no entanto, medidas como essa requerem o uso dos mais potentes telescópios e ainda assim estão fadadas a uma considerável margem de erro. As estimativas dos astrônomos indicam uma idade aproximada de 15 bilhões de anos.

É importante lembrar que a teoria do Big Bang é na verdade um modelo que procura explicar a origem do Universo. Mas ela não se constitui uma teoria acabada, fechada, definitiva, já que se encontra em constante revisão e desenvolvimento. À medida que novas observações astronômicas vão sendo feitas, e as pesquisas teóricas vão avançando, esta teoria torna-se mais completa, tornando o nosso conhecimento a respeito das origens do Universo mais amplo e consistente.

 

O que veio antes do Big Bang?

E antes da grande explosão, o que havia? Muitos cosmólogos acreditam que o nosso cosmo seja apenas um entre muitos Universos, talvez infinitos. O Big Bang marcaria apenas o nascimento do nosso Universo, mas haveria outros, eventualmente muito mais antigos.

O que se passou depois do Big Bang?

Sabe-se que os efeitos da explosão primordial ainda estão muito longe de terminar: seus fragmentos continuam se distanciando uns dos outros e, portanto, o espaço do Universo está cada dia maior. Os cientistas acreditam que o universo irá se expandir para sempre, diluindo-se vagarosamente, até que todas as estrelas se extingam e que o mundo caminhe para a escuridão eterna. Mas muito se especula sobre o que terá acontecido depois da grande explosão.
Segundo vários astrônomos e cosmólogos, a matéria e massas de gás provenientes da explosão terão se resfriado em consequência da sua expansão. Nos primeiros segundos depois deste fenômeno, formaram-se os elementos leves, como o hidrogênio, que existe em grande abundância no Universo, o hélio e, provavelmente, o lítio. Os átomos mais pesados formaram-se nos quinze minutos seguintes.
Por fim, e passados cerca de dois bilhões de anos, as massas de gás formaram nuvens que, à medida que foram se expandindo, resfriaram-se e se condensaram, dando origem à formação de estrelas e galáxias. Este fenômeno ocorreu devido à concentração da matéria.
Mas o que acontecerá com o Universo no futuro? Os estudiosos da matéria colocam duas hipóteses sobre o que poderá acontecer ao Universo: ou irá ceder sob o peso da sua própria gravidade até ficar reduzido a um único ponto, ou seja, entrará em regressão (teoria do Universo fechado), ou continuará a expandir-se indefinidamente (teoria do Universo aberto).

 

Universo aberto
Se o Universo for aberto, continuará a expandir-se devido à existência de um período infinito de tempo, pois a matéria está dispersa num campo gravitacional que não a impede de se expandir.
O fato de o Universo ser aberto não impede que estrelas, planetas e galáxias deixem de existir, pois toda a matéria do Universo tem um ciclo de duração.

Universo fechado
Se o Universo for fechado entrará em colapso, voltará a aquecer e a contrair-se, culminando com um Big Crunch, ou seja, toda a matéria irá se deslocar para um ponto e será esmagada no interior de um buraco negro.

Este fenômeno acontecerá no Universo se a gravidade contrariar a expansão resultante do Big Bang. A teoria do Big Crunch (a grande implosão), em alguns modelos cosmológicos, será o fim do Universo. Essa teoria explica que, quando a expansão presente for revertida e o Universo se contrair sob a ação de sua própria gravidade, haverá uma grande implosão. Já o modelo do Universo oscilante sugere que o Big Crunch é seguido por um novo Big Bang, de onde surge um outro Universo em expansão.
Na década de noventa, o satélite espacial Rosat constatou que existe mais matéria invisível que matéria visível na composição do Universo. Esta descoberta vem reforçar a ideia de que o Universo é fechado e que, portanto, não se irá expandir para sempre...