A Grande História #2: o início do Universo

o que havia “antes”?

Andre Mazzetto
Aug 9, 2017 · 6 min read
Não havia nada antes, simplesmente porque não havia antes.

Como já falamos no texto inicial, vamos começar nossa História pelo início do espaço e do tempo, lá no Big-Bang, há quase 14 bilhões de anos.

Mas como saber se o Big Bang é realmente o início? Não tinha nada antes?

Os físicos afirmam que espaço e tempo são a mesma coisa. Eles são um expressão diferente para uma coisa única: o espaço-tempo. O espaço-tempo foi criado pelo Big-Bang, ou seja, não existia espaço, nem tempo, antes do Big Bang.

Isso significa que não havia “antes”.

Então perguntar o que existia antes do Big-Bang é uma pergunta que não faz muito sentido. Levando isso em consideração, a criação do tempo parece um bom ponto para iniciar nossa jornada. Uma possibilidade é a que os cosmologistas chamam de um multiverso. Um vasto espaço multidimensional, dos quais novos universos continuam aparecendo. Cada início com seu próprio Big-Bang privado.

Talvez esse seja o antes. Meio parado…

O Universo é grande (falta referência). Muito grande. Mais do que você esta pensando agora. Fazer uma retrospectiva na escala de bilhões de anos é difícil para nosso pequenos cérebros. Nós normalmente não lidamos bem com grandes unidades de tempo, então vamos mudar a escala.

13 bilhões de anos viram 13 anos. Vamos começar:

O universo se formava, 13 anos atrás.

Logo depois, há 12 anos ocorreu a formação das primeiras estrelas e galáxias.

Agora damos um pulo no tempo, para 4,5 anos atrás, quando a Terra se formou. Bem próximo, há 4 anos, a vida apareceu na Terra.

A vida multicelular apareceu apenas há 6 meses atrás. A vida é recente na História do Universo. Nesta escala, os dinossauros foram extintos há 3 semanas. Humanos e chimpanzés se separaram do seu ancestral comum há 3 dias.

O primeiro Homo sapiens apareceu há 50 minutos atrás.

Agricultura? Há 5 minutos.

A revolução industrial? 6 segundos atrás.

A internet? No último segundo.

Quer saber o que é ironia? É que quem fez a hipótese de que o Universo começou em um ponto único foi um padre, George Lemaître. O “Bang”, ou seja, a explosão, não era algo místico que surgiu do nada. Era simplesmente o próprio Universo, expandindo de um ponto pequeno, condensado, para o infinito, em uma velocidade inimaginável.

Foi incrivelmente quente. Estamos falando de trilhões de graus aqui. E foi expandindo incrivelmente rápido. E continha tudo que está no universo de hoje. Muita coisa aconteceu no primeiro segundo.

Diferentes formas de energia apareceram neste caos. As forças incluem:

Gravidade, a força que deixa tudo por perto;

Eletromagnetismo;

Forças nucleares forte e fraca. São estas que seguram núcleos atômicos juntos, e vão ter uma papel muito grande na nossa história.

A matéria também apareceu em várias formas, incluindo a matéria escura, que nós realmente não entendemos muito bem, além da matéria atômica, feita de quarks e elétrons. Isso só ocorreu porque um pouco mais de matéria foi criada. O que ocorreu foi uma assimetria. Se você tem Transtorno Obsessivo Compulsivo (TOC) e gosta de tudo arrumado e organizado, na mesma quantidade, você teria uma crise de pânico aos saber que um pouco mais de matéria foi criada em relação à anti-matéria.

Pode ser até parecido, mas simétrico não é. A natureza não gosta muito de simetrias.

Todas as partículas de anti-matéria aniquilaram as partículas de matéria, mas sobrou um pouco de matéria. É por essa pequena diferença em quantidade que você pode organizar sua casa paranoicamente. Quase 400.000 anos depois (note: isso é quase meio bilhão de anos!), o Universo continuou se expandindo e ficando mais frio…frio o suficiente para que os elétrons, que têm cargas negativas, juntem-se com prótons que têm cargas positivas. Juntos, eles formaram os átomos. Os primeiros que surgiram foram Hidrogênio e Hélio, os mais simples.

Antes disso, os fótons de luz não podiam viajar livremente pelo Universo, porque eles se mantinham presos por partículas carregadas. Com a criação dos átomos neutros, os fótons puderem mover-se livremente. Neste ponto ocorreu uma grande liberação de energia, o que chamamos de Radiação Cósmica de Fundo. Esta radiação é uma das principais peças que explicam o Big Bang, porque está em todo o lugar. Ligue seu rádio em uma frequência que não há nenhuma emissora, ou sua televisão em um canal que não pega. Sabe aquele barulho de fundo? Então, é a Radiação Cósmica de Fundo.

Você pode ouvir o Universo!

Sintonize seu rádio e saia por aí ouvindo o Universo!

Usando apenas as observações possíveis com nossos olhos humanos não poderíamos chegar a conclusões assim. Por isso que a Ciência foi criada. Um cara chamado Edwin Hubble chegou à conclusão que estrelas e galáxias estão se movendo para longe de nós, com base no Efeito Doppler.

A teoria da inflação é fortemente apoiada pela matemática, principalmente pela Radiação Cósmica de Fundo. A outra teoria, de que o Universo não estava expandindo (estacionária) não explica a Radiação Cósmica de Fundo.

Como muitas das coisas na Ciênca, a radiação foi encontrada acidentalmente em uma antena no laboratório Bell, nos Estados Unidos. Dois caras estavam tentando tirar todo o barulho de fundo de uma antena de rádio, mas não conseguiam se livrar de um zumbido fraco, não importava qual a direção que a antena era apontada. Eles tentaram de tudo, incluindo matar os pombos que ficavam em volta da antena. Depois de muito tentar, viram que outros pesquisadores também tinham o mesmo problema. Investigando mais a fundo, descobriram que aquele zumbido era o Universo! Não fique triste, graças à morte destes pombos podemos ouvir o Big Bang.

Também, deste tamanho fica fácil ser alvo de pombos…

Mas isso não era suficiente. O pessoal queria ver a radiação. A luz tem uma velocidade, ou seja, quando a luz sai do Sol tem que viajar pelo espaço para chegar até a Terra, e isso demora 8 minutos. Se você olhar para o céu agora estará vendo o Sol como ele era há 8 minutos atrás. Se nós olharmos para algo que está há 13,8 bilhões de anos-luz de distância, estamos vendo o que aconteceu há 13,8 bilhões de anos.

Estaremos vendo o início do Big Bang!

Esta radiação pode estar viajando desde o início do Universo. Agora podemos ver que não havia nada antes disso, além de estudar esta radiação para aprender sobre todos os passos que o Universo teve que dar para chegar aqui hoje.

Sim, agora podemos ouvir e ver. Precisa de mais alguma coisa?

Uma janela para o passado.

Com isso chegamos no nosso primeiro limiar de complexidade, o Big Bang.

O primeiro limiar da Grande História.

Vamos rever as nossas 4 características principais da Grande História:

O primeiro limiar é o início do Universo.

Ingredientes: existia muita energia no início do Universo, e a gente não sabe muito bem de onde veio. É isso mesmo…não sabemos, mas estamos pesquisando pra descobrir!

O que emergiu? Basicamente o Universo inteiro.

Cachinhos Dourados: também não sabemos. É possível que nos próximos 10 ou 20 anos pode ser que se descubra algo, mas agora não sabemos.

Olhando para trás vemos Hidrogênio, Hélio e um pouquinho de Lítio. O resto da Tabela Periódica foi criada depois, nas estrelas. Mas isso é assunto pro próximo post.

Este é o caminho que vamos seguir. Fique ligado no próximo!

Adaptado de “Big History” — David Christian & David Baker — Macquarie University.

Todos os textos da Grande História podem ser encontrados neste link!

Ciência Descomplicada

Explorando a Ciência

Andre Mazzetto

Written by

Biólogo, um cientista que não é movido a café. Entusiasta da Ciência e da Educação. Editor e autor do blog Ciência Descomplicada.

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