A Origem

Quando falamos em origem do universo, vem logo à cabeça a expressão Teoria do Big Bang! Na verdade, o nome correto seria teoria do universo em expansão. Foi o físico Fred Hoyle, um opositor à ideia de que o universo poderia ter se iniciado de modo catastrófico e estaria se expandido até hoje que acabou criando o termo Big Bang como forma de ironizar essa proposição. No fim das contas, o apelido acabou se tornando a forma mais conhecida de referir-se à teoria do universo em expansão. Isso sim é ironia!

Mas, do que trata essa teoria afinal e como foi formulada? Haveria evidências de que nosso universo se iniciou a partir da "grande explosão" de um ponto incrivelmente pequeno, tornando-se tudo o que é hoje? Pois fique sabendo que sim! Por mais inacreditável que possa parecer, o Big Bang deixou pistas, bem como a expansão do universo. A seguir, vamos discuti-las brevemente.

Cronologia da teoria do Big Bang

• 1912 - o pesquisador Vesto Melvin Slipher (1875-1969) descobre que a luz das estrelas no objeto M31 (hoje conhecida como galáxia de Andrômeda) apresenta um enorme deslocamento para o azul, indicando que tal objeto a estaria se aproximando do Sol. Sua conclusão deve-se ao efeito Doppler: a luz branca é composta por várias cores, as quais resultam de diferentes comprimentos de onda. Em altas velocidades, quando um objeto se afasta do observador, as ondas luminosas parecerão prolongar seu comprimento, tornando sua cor avermelhada, uma vez que a cor vermelha tem comprimento de onda mais longo. Por outro lado, se um corpo se aproxima do observador, as ondas luminosas parecerão comprimir-se, prevalecendo a cor azul, que possui comprimento de onda mais curto. Em seus estudos, Slipher notou que objetos mais distantes, por outro lado, apresentam cor avermelhada, o que indicaria seu afastamento.

Créditos: INPE. Disponível em: http://www.las.inpe.br/~cesar/Infrared/gifs/espec_vis.jpg

• 1923 – o astrofísico Edwin Hubble calcula a distância de uma estrela em M31 (atual galáxia de Andrômeda) e chega à conclusão de que ela se encontra a 2.200.000 anos-luz de distância da Terra. Como o diâmetro de nossa galáxia já era conhecido na época (aproximadamente 100.000 anos-luz), foi possível constatar que esse objeto não poderia fazer parte da Via Láctea e que o universo comporta outras galáxias além da nossa. Anteriormente, acreditava-se que a Via Láctea fosse única! (Leia mais em Galáxias).
• 1927 - o padre e cosmólogo belga Georges-Henri Édouard Lemaître (1894-1966), expõe uma teoria propondo que o universo teria tido um início repentino, a partir do que chamou de “átomo primordial”. Ainda antes dele, Alexander Friedmann previu fisicamente que nosso universo estaria em expansão, o que acabou sendo reforçado pelas observações posteriores de Hubble.

• 1929 - utilizando o telescópio do Monte Wilson (o maior da época) Milton Humanson e Edwin Hubble verificam que as galáxias se deslocam e que portanto, o universo poderia estar se expandindo. Essa constatação foi possível graças ao desvio para o vermelho notado na luz de galáxias distantes, o que foi registradado em fotografias de longa exposição de modo semelhante ao que foi feito por Slipher. Mas e quanto ao desvio para o azul em gáláxias mais próximas, como Andrômeda (M31)? Nesse caso, a gravidade está vencendo e atraindo as galáxias vizinhas, uma vez que a distância entre elas não é grande o suficiente para neutralizar a ação gravitacional e garantir seu afastamento por influência da expansão do universo.

Galáxia se afastando: desvio para o vermelho.

Galáxia se aproximando: desvio para o azul.

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Créditos: NASA. Disponível em: http://science1.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast03apr_1/

• Nos anos 60, os físicos Arno Penzias e Robert Wilson detectam um ruído de microondas presente em todas as direções do céu utilizando um radiotelescópio. Eles percebem,depois de muitas tentativas frustradas de explicar a origem desse ruído, inicialmente considerado um defeito no equipamento, que essa radiação era, na verdade, um “eco” do Big Bang.

Radiação cósmica de fundo mapeada pelo telescópio COBE da NASA em 2009. Créditos: BBC.

Disponível em: http://www.bbc.co.uk/science/space/universe/sights/cosmic_microwave_background_radiation

Do Big Bang à origem das galáxias

• 13,7 bilhões de anos atrás - o universo se inicia a partir de um ponto diminuto de energia. O tempo e o espaço têm início nesse momento.
• 10^-35 segundos após o Big Bang - a temperatura atinge 10²⁸ ºC, liberando muita energia e impulsionando a expansão. Ocorre aí a inflação, que dura um trilionésimo de segundo e deixa o universo do tamanho aproximado de um melão! Sem esse período inflacionário, o universo teria se retraído.
• 10^-4 segundos após o Big Bang - o universo se resfria o suficiente para as primeiras partículas estáveis se formarem.
• 3 minutos após o Big Bang - formam-se os primeiros núcleos atômicos. A temperatura do universo era de 1 bilhão de graus! Com essa temperatura e muita energia, os fótons (partículas de luz) colidiam com os elétrons que absorviam sua energia e não conseguiam orbitar os núcleos atômicos.
• 400 mil anos após o Big Bang - formam-se os primeiros átomos, quando a temperatura média do espaço cai para 6000ºC. A seguir, os fótons começam a se deslocar pelo espaço, formando a radiação de fundo cósmico, a radiação residual do Big Bang.
• 1 milhão a 1 bilhão de anos após o Big Bang - formam-se as primeiras galáxias.

Créditos: Poeira das Estrelas - Globo. Escrito e narrado por Marcelo Gleiser.

Bibliografia consultada

GLEISER, Marcelo. Poeira das Estrelas. São Paulo: Globo, 2006.

HAWKING, Stephen; Leonard Milodinow. Uma nova história do tempo. Rio de Janeiro: Ediouro, 2005.

INPE. Introdução à Astronomia e Astrofísica. INPE. São José dos Campos, 2001.

FILHO, Kepler de Souza Oliveira; Maria de Fátima Oliveira Saraiva. Astronomia e Astrofísica. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2004.