Ciência

Nosso Universo está aqui

Talvez não exista apenas um cosmos, mas muitos outros. Todos irmãos do nosso e também criados pelo Big Bang. Entenda essa teoria

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Atualizado em 31 out 2016, 18h52 - Publicado em 9 fev 2015, 22h00

Por Flávio Dieguez

O fim do mundo existe, sim. Para os cosmologistas, em algum lugar do espaço há uma linha que delimita, claramente, a fronteira entre o nosso Universo e muitos outros mundos cósmicos. Entre esses mundos, um viajante veria um oceano desconhecido, cheio de uma substância hipotética, batizada de falso vácuo.

Verdade seja dita, ninguém sabe ainda como atravessar esse deserto para chegar aos cosmos estrangeiros. “Mesmo assim, estamos convencidos de que eles estão lá”, diz o astrofísico Craig Hogan, da Universidade de Chicago. “Podemos ver indícios indiretos deles no brilho do Big Bang.”

O indício, explica Hogan, é que a radiação cósmica de fundo do nosso Universo seria perfeita demais (entenda na p. 26). Ela chega à Terra de todos os lados na forma de ondas infravermelhas e exatamente com a mesma intensidade. Na prática, são como um eco do Big Bang na forma de energia. “Mas como explicar isso?”, pergunta Hogan. “O Big Bang deve ter tido irregularidades, com algumas partes mais densas e outras mais rarefeitas em energia.”

A solução, proposta em 1979 pelo matemático americano Alan Guth, do MIT, foi supor que o cosmos brotou de um único ponto da explosão – uma área tão pequena que quase não continha variações de densidade. Assim se justificaria o fulgor sem defeitos que emanou daí. Mas, então, se de um ponto do Big Bang saiu um Universo, de outros pontos devem ter surgido diversos Universos semelhantes ao nosso. Já pensou?

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Essa ideia, conhecida como Teoria da Inflação Cósmica, tenta explicar a rápida expansão que ocorreu nos primeiros instantes depois do Big Bang.

Na concepção de Guth, o espaço no princípio continha apenas um material exótico, que pertence ao reino da física quântica: o falso vácuo. Ele teria duas propriedades essenciais. A primeira é que seria dotado de antigravidade, com a qual teria aumentado o tamanho do Universo de maneira fenomenal (a tal inflação cósmica). A segunda característica é que a substância, ao ficar mais rarefeita após o crescimento, teria se transformado em partículas componentes do átomo, como elétrons e quarks.

A teoria mostra que, dentro do oceano de falso vácuo, essas partículas brotaram em bolhas contendo, cada uma delas, zilhões de quarks e elétrons. Em segui- da, cada bolha cresceu para virar um Universo inteiro. O nosso é um deles: um Universo dentro de um multiverso.

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Guth e seus colegas avaliam que os Universos estão se afastando a nada menos que a velocidade da luz. Como as leis da física proíbem ir mais depressa que isso, a viagem rumo a outros cosmos seria inviável.

Fábrica de Big Bang

Se não dá para viajar até eles, uma alternativa é construir um cosmos no braço mesmo. De acordo com Guth, é possível fabricar um Universo em miniatura no laboratório. É claro que ainda está por ser inventada uma tecnologia capaz de realizar tal proeza. Mas a investigação pode dar aos teóricos uma ideia mais precisa sobre o falso vácuo – a forma que tinham a matéria e a energia no momento do Big Bang.

Numa tentativa de reproduzir o momento da criação, é necessário levar em conta uma propriedade crucial dessa substância – a de que ela existe apenas sob altíssima compressão, como a que dominava o cosmos no início dos tempos. Num ambiente menos apertado, ele se transforma em matéria comum. Então, o primeiro passo para se criar um Universo consiste em concentrar grande quantidade de energia num ponto bem pequeno. Jogando um feixe de laser superpoderoso contra outro, se poderia criar uma pressão bem alta.

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Dessa forma, a própria luz viraria falso vácuo. Nesse estágio, ele estaria confinado a um volume muito pequeno, menor que o de um núcleo atômico. Tão apertado que bastaria desligar o laser para que o falso vácuo começasse a se expandir num ritmo alucinante. Foi o que aconteceu durante o Big Bang. Com a diferença de que, na explosão original, a substância exótica pôde crescer à vontade já que não havia nada à sua volta. No laboratório, a matéria comum e até o vazio – o vácuo de verdade – funcionam como forças contrárias à expansão.

“Depois de crescer um pouco, o Universo de bolso desabaria sobre si mesmo”, diz Guth, que fez as contas para verificar a viabilidade da experiência. Ele explica que o resultado seria um buraco negro bem pequeno e perigoso, pois, diferentemente dos grandes, os microastros escuros tendem a explodir como uma bomba atômica. “Quem tentasse a experiência provavelmente morreria”, brinca o matemático.

Num piscar de olhos

Da grande explosão aos vários Universos, entenda a Teoria da Inflação Cósmica.

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1. No momento do Big Bang, o Universo passou por um crescimento enorme, que durou menos de 1 trilionésimo de segundo. Depois, entrou numa fase em que toda matéria e energia tinham uma forma batizada de falso vácuo. Essa substância, dotada de antigravidade, acelerou o impulso da explosão inicial.

2. Espalhado, o falso vácuo passou a ficar rarefeito, possibilitando o nascimento de partículas, como os quarks e os elétrons. Esses elementos formaram bolhas dentro do oceano de falso vácuo.
3. Formadas apenas 1 segundo depois do Big Bang, cada uma dessas bolhas cresceu até virar um Universo inteiro. Dentro de todos esses cosmos, inclusive no nosso, começaram a surgir estrelas e galáxias. E hoje o nosso cosmos inteiro seria só um grão de areia na praia do multiverso.