O Big Bang é a pedra angular da cosmologia, mas o que exatamente ele significa?
Os Astrônomos Edwin Hubble e Milton Humason no início do século 20 descobriram que as galáxias estão se afastando da Via Láctea. Mais direto ao ponto: Cada galáxia está se afastando de qualquer outra galáxia, em média, o que significa que todo o universo está se expandindo. No passado, então, todo o cosmos deve ter sido muito menor, porém quente e denso.
Essa descrição, conhecida como o modelo do Big Bang, foi contra as novas descobertas e teorias concorrentes por cerca de um século. Então, o que é toda essa coisa “Big Bang”?
O Big Bang aconteceu em todos os lugares ao mesmo tempo.
O universo não tem nenhum centro ou da borda, e cada parte do cosmos está se expandindo. Isso significa que, se correr o relógio para trás, podemos descobrir exatamente quando tudo estava amontoado: 13,8 bilhões de anos atrás. Uma vez que cada lugar que podemos mapear no universo hoje ocupou o mesmo lugar 13,8 bilhões de anos atrás, não podemos dizer que houve um local para o Big Bang: Ele aconteceu em todos os lugares ao mesmo tempo!
O Big Bang não descreve realmente o início de tudo.
O “Big Bang” em geral refere-se a teoria da expansão cósmica e início do universo quente. No entanto, por vezes, até mesmo os cientistas usam o termo para descrever um momento no tempo, quando tudo foi embalado em um único ponto. O problema é que não temos qualquer observação ou teoria que descreva esse momento, que é adequadamente (se desajeitadamente) chamado “singularidade primordial”.
A singularidade primordial é o ponto de partida para o Universo que observamos, mas pode ter havido algo antes.
A dificuldade é que a expansão muito quente, rápida e precoce chamada “inflação”, que provavelmente aconteceu logo após a singularidade dizimar a maioria, se não todas, as informações sobre qualquer história que precedeu o Big Bang. Os físicos continuaram pensando em novas maneiras de verificar se há sinais de um universo anterior, e embora nós não tenhamos evidências de nenhum deles até o momento, não podemos descartá-los ainda.
A teoria do Big Bang explica de onde veio todo o hidrogênio e hélio no universo.
Na década de 1940, Ralph Alpher e George Gamow calcularam que o universo primitivo era quente e denso o suficiente para fazer praticamente todo o hélio, lítio e deutério (hidrogênio com um nêutron) presente no cosmos hoje; Estudos posteriores mostraram que o hidrogênio primordial realmente veio do início do Cosmos. Isto é conhecido como “nucleossíntese do Big Bang”, e que se destaca como uma das previsões mais bem sucedidas da teoria. Os elementos mais pesados (como oxigênio, ferro e urânio) foram formados em estrelas e explosões de supernovas.
A melhor evidência para o Big Bang é na forma de microondas. Logo no início, todo o Universo era denso o suficiente para ser completamente opaco. Mas em um momento cerca de 380.000 anos após o Big Bang, a expansão espalhou a matéria suficientemente para fazer com que o universo ficasse transparente.
A luz emitida a partir dessa transição, conhecida como radiação cósmica de fundo (CMB), ainda existe. Ela foi observada pela primeira vez em 1960 por Arno Penzias e Robert Wilson. Essa descoberta consolidou a teoria do Big Bang como a melhor descrição do universo; desde então, observatórios, tais como o WMAP e Planck usaram a CMB para nos dizer muito sobre a estrutura total, o teor do cosmos.
Uma das primeiras pessoas a pensar cientificamente sobre a origem do universo era um padre católico.
Além de sua formação religiosa e de trabalho, Georges Lemaître foi um físico que estudou a teoria da relatividade geral e trabalhou em alguns dos primeiros estudos do cosmos nos anos 1920 e 30. Suas metáforas preferida para a origem do universo era o “ovo cósmico” e o “átomo primordial”, mas elas nunca pegaram, o que é muito ruim, porque…
Parece que ninguém gosta o nome de “Big Bang”.
Até os anos 1960, a ideia de um universo com um começo foi controversa entre os físicos. O nome “Big Bang” foi na verdade inventado pelo astrônomo Fred Hoyle, que foi o principal proponente de uma teoria alternativa, onde universo continua para sempre sem um começo.
Sua abreviação para a teoria pegou, e até hoje todos usam esse cunho, “Big Bang”, para se referir à teoria.
O Big Bang é a pedra angular da cosmologia, mas isso não é toda a história. Os cientistas ainda tentam refinar a teoria do universo, motivados pela nossa observação de todo o material estranho lá fora. A matéria escura (que detém as galáxias juntas) e a energia escura (que faz com que a expansão do universo acelere) são os maiores mistérios que não são descritos pela teoria do Big Bang por si só.
A nossa visão do Universo, como o próprio cosmos, continua a evoluir à medida que descobrimos mais e mais coisas novas. Mas em vez de desvanecer, o Big Bang continua sendo a nossa melhor explicação do por que as coisas são do jeito que são – o fogo no início do universo.
Traduzido e adaptado de Symmetry Magazine