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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 √© a sua idade? Ser√° que ele vai existir para sempre? Estas s√£o quest√Ķes para as quais n√£o h√° uma √ļnica resposta, mas v√°rias respostas prov√°veis. Uma delas, mais aceita do ponto de vista cosmol√≥gico, est√° relacionada com a teoria do Big Bang. De acordo com esta teoria, uma grande explos√£o (o Big Bang) deu origem ao Universo, e a tudo o que existe nele, inclusive n√≥s. Ainda n√£o sabemos o que havia antes nem o motivo da explos√£o, mas j√° estamos em condi√ß√Ķes de reconstituir o que ocorreu a partir daquele momento: tudo aquilo que existe hoje teve origem numa explos√£o ocorrida h√° 15 bilh√Ķes de anos. Num brev√≠ssimo instante, nosso Universo, e junto com ele o espa√ßo e o tempo, surgiu a partir de um pequeno embri√£o c√≥smico incrivelmente denso e quente. Hoje, bilh√Ķes de anos depois, este Universo continua se expandindo em todas as dire√ß√Ķes.

 

A expans√£o do Universo

A origem da teoria do Big Bang pode ser creditada a Edwin Hubble (1889 - 1953). Por meio de observa√ß√Ķes astron√īmicas, ele descobriu que o universo est√° em constante expans√£o, a velocidade de expans√£o de uma gal√°xia em rela√ß√£o √† Terra, por exemplo, √© proporcional √† dist√Ęncia de afastamento. Assim, gal√°xias que se encontram o dobro da dist√Ęncia da Terra se movem duas vezes mais r√°pido em rela√ß√£o √† n√≥s. Al√©m disso, Hubble descobriu que o universo se expande igualmente em todas as dire√ß√Ķes.

A teoria do "Big Bang" defende que o Universo teve origem a partir de uma violenta explos√£o ocorrida no "embri√£o c√≥smico". Este "embri√£o" estava excessivamente concentrado e com temperatura muito elevada. A explos√£o projetou mat√©ria e massas de g√°s em todas as dire√ß√Ķes. Esses vapores come√ßaram a formar gal√°xias de estrelas, que passaram a se deslocar para fora √† medida que o Universo se expandia.
De acordo com cientistas que medem a velocidade de expans√£o do Universo, tudo o que hoje podemos observar, tanto a olho nu quanto com sofisticadas aparelhagens, estava comprimido em um √ļnico ponto, h√° mais de 15 bilh√Ķes de anos. Imagina-se que esse ponto simplesmente explodiu e, como em qualquer explos√£o, seus peda√ßos espalharam-se para todos os lados. Essa massa expandiu-se ao longo do Universo em um movimento parecido com o do leite que √© fervido em uma panela.
Se pud√©ssemos retroceder no tempo e inverter a explos√£o, ver√≠amos como as gal√°xias se reagrupariam num espa√ßo muito reduzido; descobrir√≠amos que o Universo, muito antes da forma√ß√£o das gal√°xias, era menor que o n√ļcleo de um √°tomo e tinha uma temperatura alt√≠ssima.
Ningu√©m sabe com certeza como ocorreu o Big Bang e o que ocorreu antes dele - trata-se de uma pergunta que a ci√™ncia ainda n√£o sabe responder. O enigma da origem do Universo implica dif√≠ceis considera√ß√Ķes de f√≠sica qu√Ęntica, por que naquelas √©pocas primitivas tudo cabia em dimens√Ķes da ordem do √°tomo. Uma das conjecturas em estudo sugere que o embri√£o c√≥smico que deu origem ao universo foi uma flutua√ß√£o de um "vazio qu√Ęntico" primordial. A partir da explos√£o, o Universo come√ßou a se expandir, arrastando consigo o espa√ßo e o tempo.

 

Qual a idade do Universo?

Ningu√©m sabe com exatid√£o a idade do universo, mas como demonstrou Hubble, este dado est√° relacionado ao seu tamanho e √† velocidade de sua expans√£o. Seria poss√≠vel avaliar o tamanho do Universo medindo a dist√Ęncia em que se encontram as gal√°xias mais distantes; no entanto, medidas como essa requerem o uso dos mais potentes telesc√≥pios e ainda assim est√£o fadadas a uma consider√°vel margem de erro. As estimativas dos astr√īnomos indicam uma idade aproximada de 15 bilh√Ķes de anos.

√Č importante lembrar que a teoria do Big Bang √© na verdade um modelo que procura explicar a origem do Universo. Mas ela n√£o se constitui uma teoria acabada, fechada, definitiva, j√° que se encontra em constante revis√£o e desenvolvimento. √Ä medida que novas observa√ß√Ķes astron√īmicas v√£o sendo feitas, e as pesquisas te√≥ricas v√£o avan√ßando, 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 v√°rios astr√īnomos e cosm√≥logos, a mat√©ria e massas de g√°s provenientes da explos√£o ter√£o se resfriado em consequ√™ncia da sua expans√£o. Nos primeiros segundos depois deste fen√īmeno, formaram-se os elementos leves, como o hidrog√™nio, que existe em grande abund√Ęncia no Universo, o h√©lio e, provavelmente, o l√≠tio. Os √°tomos mais pesados formaram-se nos quinze minutos seguintes.
Por fim, e passados cerca de dois bilh√Ķes de anos, as massas de g√°s formaram nuvens que, √† medida que foram se expandindo, resfriaram-se e se condensaram, dando origem √† forma√ß√£o de estrelas e gal√°xias. Este fen√īmeno ocorreu devido √† concentra√ß√£o da mat√©ria.
Mas o que acontecer√° com o Universo no futuro? Os estudiosos da mat√©ria colocam duas hip√≥teses sobre o que poder√° acontecer ao Universo: ou ir√° ceder sob o peso da sua pr√≥pria gravidade at√© ficar reduzido a um √ļnico ponto, ou seja, entrar√° em regress√£o (teoria do Universo fechado), ou continuar√° 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 fen√īmeno acontecer√° no Universo se a gravidade contrariar a expans√£o resultante do Big Bang. A teoria do Big Crunch (a grande implos√£o), em alguns modelos cosmol√≥gicos, ser√° o fim do Universo. Essa teoria explica que, quando a expans√£o presente for revertida e o Universo se contrair sob a a√ß√£o de sua pr√≥pria gravidade, haver√° uma grande implos√£o. J√° o modelo do Universo oscilante sugere que o Big Crunch √© seguido por um novo Big Bang, de onde surge um outro Universo em expans√£o.
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...