Entenda de uma vez: o que é inflação cósmica?

Uma das coisas mais impressionantes sobre o Universo é que ele parece igual não importa para onde você olhe.

As famosas imagens de campo profundo colhidas periodicamente pelo Telescópio Espacial Hubble mostram justamente isso. A estratégia consiste basicamente em apontar o venerável satélite para uma região do espaço onde aparentemente não há nada para ver e então deixá-lo “olhando fixamente” para lá por um longo período, acumulando as poucas partículas de luz que chegam até formar uma imagem.

Toda vez que os cientistas fazem isso, duas coisas incríveis acontecem. A mais óbvia é que se tornam visíveis galáxias muito, muito distantes – um mar delas num pedacinho insignificante de céu. A menos óbvia é que pouco importa para onde aponte o Hubble, a imagem sai mais ou menos igual. Em suas maiores escalas, o Universo se revela incrivelmente homogêneo – guarde essa informação.

Surpresa similar foi revelada pelas observações da radiação cósmica de fundo – um eco do Big Bang que mostra como era o Universo cerca de 380 mil anos depois do princípio. Pouco importa para onde você aponte sua antena, as micro-ondas das profundezas do cosmos têm todas a mesma energia (temperatura), míseros 2,7 graus Celsius acima do zero absoluto.

O Universo teria saído do tamanho de um átomo e passado a medir bilhões de anos-luz em um trilionésimo de trilionésimo de bilionésimo de segundo.

Juntando as duas coisas, podemos concluir não só que o Universo é hoje muito homogêneo como também nasceu dessa mesma maneira. E isso era uma dor de cabeça. Como explicar essa uniformidade? Para que esse fosse o caso, as circunstâncias do nascimento do Universo teriam de ter sido muito especiais e improváveis, e cientistas não gostam disso. Eles acreditam que os adjetivos certos para o fenômeno de início do Universo deveriam ser “natural” e “inevitável”.

A transição entre esses dois extremos começou a nascer em 1979, quando o físico teórico americano Alan Guth apresentou pela primeira vez a ideia da inflação cósmica. No começo dos anos 1980, a teoria desenvolvida por ele, Andrei Linde e Paul Steinhardt representou uma solução elegante para esse problema dificílimo. E tudo que basta para destruir o mistério é imaginar que, em sua primeira fração de segundo, o Universo se expandiu absurdamente depressa, num ritmo exponencial, mais rápido que a luz.

Quer ver como funciona? Imagine uma folha de borracha em que cada pontinho é de uma cor diferente, e cada cor está representando um nível de energia diferente. Como se esperaria de um ambiente inicial nada especial, esse tem todas as cores aleatoriamente distribuídas. Agora imagine se concentrar num desses pontinhos, digamos azul, e então esticar tão depressa a folha de borracha que, para onde quer que você olhe, em todas direções, tudo que você consegue ver é azul. Isso explicaria naturalmente a situação que temos no Universo real. A radiação cósmica de fundo, para onde quer que olhemos, tem a mesma “cor” em todo lugar.

De acordo com os cálculos, para terminarmos com um Universo como o observado hoje, bastaria uma fase inflacionária que durasse uma ridícula fração de segundo (entre 10^-33 e 10^-32 segundos após o Big Bang, se você quer saber o número exato) para expandir um pequeno pontinho em muito mais que todo o Universo observável. Daí em diante, a expansão seguiria o ritmo mais maneiro indicado pelo afastamento das galáxias observado ao telescópio.

A teoria da inflação é sem dúvida uma das melhores ideias da história da cosmologia e resolve um caminhão de problemas. Se estiver certa, ela levará nosso entendimento até a primeira fração de segundo após o Big Bang – o que não é pouca coisa.

Ainda não há evidência experimental conclusiva, daquelas que permitiriam colocar a inflação na mesma categoria do próprio Big Bang, como ideia confirmada. Mas a busca está em andamento.

Os cientistas têm trabalhado duro para procurar na radiação cósmica de fundo um padrão indicativo das ondas gravitacionais que a inflação teria produzido. Em 2014, um grupo internacional operando um radiotelescópio chamado BICEP2, no Polo Sul, chegou a afirmar ter feito a incrível descoberta, mas análises posteriores mostraram que era um falso positivo. Não chegamos lá. Contudo, se a inflação for um dia confirmada, será uma das descobertas mais fantásticas do Universo.