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Marcas que se vêem no clarão do Big Bang

Essa luz revela fatos de um passado remoto, que não pode mais ser observado

As descobertas do satélite COBE (Cosmic BackGround Explore) no ano passado continuam a trazer novidades exitantes para a comunidade cientifica. Os dados colhidos por esse pequeno robô parecem ter revelado um aspecto fundamental da natureza do Cosmo. Operando na faixa de microondas, ele é cego para tudo àquilo que os telescópios vêem: planetas, estrelas e galáxias. Ele enxerga diretamente a luz emitida pelo Universo, quando ele tinha 300 000 anos.
Essa idade é muito importante, pois marca a transformação fundamental em que o Universo passou de opaco a transparente. Antes disso, ele era mais quente que a atmosfera do sol e a luz estavam fortemente acopladas à matéria. Tudo o que acontecia a uma delas refletia na outra. Ou seja, sempre que a gravidade tentava aglutinar matéria, a luz agia em sentidos contrario e desmanchava os caroços.

A partir daí, o Universo ficou frio o suficiente para a luz se desacoplasse da matéria, então, e cada uma seguisse sua própria historia. A matéria, então, encaroçou, em forma de astros; e a luz pode viajar livremente através; e a luz pôde viajar livremente através do espaço, preenchendo-o uniformemente.
O extraordinário é que ainda hoje podemos presenciar esse acontecimento. O desacoplamento é como uma cortina luminosa, escondendo todo o fundo do céu: para além dela, nada pode ser visto. O Universo fica mergulhado como numa neblina impenetrável. É o mesmo quando se olha para o Sol: a superfície, onde a luz se liberta da matéria, esconde o que está atrás. Naquela cortina, entretanto, existem traços impressos que relevam o desenvolvimento do cosmo em tenras idades.

O primeiro traço é a temperatura da matéria. O COBE obteve 2,7350 graus Kelvin (-270, 415 graus Celsius), que se tornam, na verdade, quase 10 000 graus – como a região do desacoplamento está muito distante, ela se afasta da Terra, como acontece também com as galáxias, e devido a esse afastamento parece mais fria. È o que diz a teoria da relatividade. A medida da temperatura não é uma novidade, mas agora ela é conhecida com a precisão de 0,0001 graus. Daí se tira a espantosa conclusão de que, desde 1 dia até 300 000 anos de vida tinha sido terrivelmente atribuída: foi quando houve, por exemplo, a fase inicial da expansão acelerada, chamada inflação, que deu origem às partículas elementares: houve a quase total aniquilação da matéria pela antimatéria, o evento que gerou a luz medida pelo COBE; e houve a criação dos núcleos atômicos. Saber que aqueles períodos foi calmo não é dedução simples. Mas pode se ter uma idéia do raciocínio por meio uma analogia com a mistura de água e gelo. No inicio, quando se mede a temperatura da água em diversos lugares, obtêm-se valores diferentes: não houve tempo para a mistura se completar. Por isso, não há precisão sobre o conjunto das medidas. No caso do Universo, a alta precisão indica que a mistura ocorreu em breve período: já estava pronta, ou homogênea, desde o primeiro dia de vida.
Outra conclusão importante decorre de o COBE ter achado manchas de temperatura produzidas por aglomerações da matéria. O problema é que essas estruturas se espalham por todo o céu, e não teriam tido tempo para isso se tivessem sido formadas na época da recombinação Só massas próximas de matéria poderiam interagir gravitacionalmente e se aglomerar durante o tempo de vida do Universo. Isso indica as manchas têm origem primordial, remontam à área da inflação.

O COBE também viu um Universo muito pouco encaroçado. Seus contrastes de densidade são pequenos demais para que a gravidade tivesse tempo de formar galáxias tais como se vêem hoje: apresentando fortes contrastes de densidade. O baixo contraste efetivamente medido é de sinal de que as galáxias se formaram com a contribuição de um agente de natureza diversa da matéria normal (chamada de matéria bariônica). Já se sabia que o Universo não era constituído apenas por matéria luminosa: continha também a chamada matéria escura.
O COBE sugere que esta ultima não reúne apenas estrelas escuras ou massas planetárias, mas tem uma natureza ainda desconhecida, não-bariônica.