O que existia antes do Big Bang?
Confira como foi a evolução do universo, instante a instante, logo após a explosão que deu origem a tudo
Ninguém sabe. Mas, provavelmente, nada. A Física ainda não consegue explicar os fenômenos que ocorreram no exato momento da “grande explosão”, que dá nome ao modelo sobre a origem do Universo mais aceito hoje em dia.
Mas, seguindo essa lógica, o “nada” inclui tudo que existe hoje, só que de uma forma diferente de como o conhecemos. Seria uma situação em que não haveria espaço nem matéria, apenas energia pronta para dar origem às coisas.
A ciência tem modelos matemáticos que remontam a frações de segundo após o Big Bang. Segundo os cálculos, após a explosão, um processo de inflação fez as primeiras partículas surgirem do vazio e se expandirem num período de bilionésimos de segundo. Confira um passo-a-passo desses instantes na origem do universo:
1) 10-43 segundo
No início, o Universo era denso e quente, e as leis da Física como conhecemos não faziam sentido. É a chamada singularidade. Mas em poucos instantes, tudo isso iria mudar. Imagine o número 0,1 com 42 zeros entre a vírgula e o 1. É a partir dessa fração de tempo após o início de tudo, que a Física começa a valer. Esse é o Tempo de Planck. O Universo tinha o tamanho do Comprimento de Planck (fração do centímetro representada por 0,1 com 33 zeros entre a vírgula e o 1). A temperatura era de 1032 oC.
2) 10-36 a 10-32 segundo
Nesse período (inflação), o Universo sofre um rápido e gigantesco aumento em seu volume. A causa pode ter sido um processo semelhante ao que os físicos chamam de “transição de fase”, como na transformação de água em gelo, com liberação de energia na mudança do estado líquido para o sólido. O Universo fica menos denso e mais frio.
3) Um segundo
Já existem prótons (as partículas positiva do átomo), nêutrons (as partículas neutras do átomo) e força eletromagnética. A temperatura cai para 9 bilhões oC. Há espaço para corpos subatômicos, como os neutrinos, se separarem do todo inicial, comportando-se como partículas livres no campo gravitacional do Universo. Isso permitiu a formação, muito depois, de estruturas como as galáxias.
4) Um minuto
A densidade do conjunto continua a cair. A temperatura é da ordem de 900 milhões oC. Elétrons e pósitrons (as antipartículas dos elétrons) se aniquilam rapidamente. A relação entre nêutrons e prótons é de 24% para 76%, respectivamente. Hoje, essa diferença proporcional ainda se mantém, o que ajuda a provar que o modelo do Big Bang está certo.
5) Três minutos
Prótons e nêutrons começam a se unir para formar um núcleo atômico (nucleossíntese). Antes essas partículas eram muito energéticas e não ficavam juntas. São formados então o hélio, o lítio e os primeiros deutérios (variação do hidrogênio). De acordo com o modelo do Big Bang, 25% dos elementos leves surgiram desse hélio e 75% do hidrogênio original.
6) 300 mil anos
Elétrons começam a se unir a prótons, formando átomos estáveis de hidrogênio. A matéria já domina o Universo e os núcleos de átomos começam a se aproximar uns dos outros devido à força gravitacional. Outro evento importante é o escape de fótons, que são as partículas elementares da força eletromagnética. Essa radiação de micro-ondas tornou o Universo transparente (antes ele era opaco, ou seja, não observável) e é percebida ainda hoje como a Radiação Cósmica de Fundo. A luz visível, como a entendemos hoje, veio somente com a formação das estrelas, centenas de milhões de anos depois.
7) 13,82 bilhões de anos
Estamos aqui. A temperatura do Universo está em -270 oC. Aparatos como o telescópio são importantes para a observação do Cosmos. Sondas espaciais da Nasa corroboram o Big Bang ao medirem a velocidade de expansão das galáxias e a Radiação Cósmica de Fundo, um tipo de “eco” do Big Bang detectado por acaso em 1964.
8) Qual é o futuro do universo?
Segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, depende da massa total dele. Se for muito grande, fará a expansão parar, dando início a um processo de contração. Se for pequena, o Universo vai expandir para sempre.
CONSULTORIA Thiago Pereira, professor de física da UEL, Elcio Abdalla, físico teórico do Instituto de Física da USP, Ronaldo Marin, físico do Instituto de Artes da Unicamp, e Júlio César Borin, físico graduado pela UEL
FONTES Documentários Buraco Negro: Quem Veio Primeiro? e Galáxias – A Nossa, As Outras, da Univesp TV; O Que Explica a Existência do Buraco Negro?, do Globo Ciência; sites fisica.uel.br/astrofísica e chandra.harvard.edu; livro The 4 Percent Universe: Dark Matter, Dark Energy, and the Race to Discover the Rest of Reality, de Richard Panek; artigos A Origem do Universo, de João Evangelista Steiner, e Teoria Quântica da Gravitação: Cordas e Teoria M, de Élcio Abdalla
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