A crise do Big Bang

João Steiner

O Universo em que vivemos está em contínua expansão. Essa descoberta, feita em 1929 pelo astrônomo americano Edwin Hubble, nos leva à conclusão de que todas as galáxias, assim como as estrelas e os planetas dentro delas, surgiram, há cerca de 15 bilhões de anos, de uma grande explosão chamada de Big Bang. Hoje, o estudo dessa explosão tornou-se uma investigação emocionante.

O foco dessa pesquisa é a idéia de que, no instante zero do Big Bang, a expansão cósmica teve um ritmo excepcional – muitíssimo mais veloz do que atualmente. Essa fase, chamada de inflação, foi crucial para a evolução posterior do Universo, pois, entre outras coisas, teria levado à formação das galáxias.

Embora tenha feito muito sucesso desde a sua criação, nos anos 80, o conceito do Big Bang inflacionário tropeça num ponto decisivo, que é a densidade de matéria no Cosmo. Para entender o problema, ee preciso notar que as teorias, no início, contêm equações matemáticas que podem estar corretas ou não – só a observação, em seguida, pode assegurar se elas representam fielmente a realidade. No caso da inflação, os cálculos teóricos bateram com os fatos em diversos aspectos, mas falharam quanto ao valor da densidade. Na prática, faz-se a estimativa contando as estrelas, as galáxias e os aglomerados de galáxias dentro de um certo volume do espaço. Mas o número obtido dessa forma é três vezes menor do que o fornecido pelos cálculos teóricos.

Diante disso, uma saída seria supor que a teoria da inflação está errada. Mas ela acumulou tantos êxitos que seria bem difícil achar outro esquema para substituí-la. Seria, então, possível reformar o modelo inflacionário?

Continua após a publicidade

Sim. Uma das maneiras de fazer isso é admitir a existência da chamada constante cosmológica. Trata-se de uma espécie de antigravidade que Albert Einstein já imaginava desde 1916. Em poucas palavras, é como se o próprio vácuo fizesse pressão sobre a matéria à sua volta, contribuindo para a expansão universal (veja a reportagem Velocidade máxima, SUPER, número 6, ano 12, página 38). Mais tarde, essa possibilidade foi abandonada, mas voltou à tona recentemente porque há indícios de que o Cosmo está crescendo cada vez mais rápido (embora nem de longe tão depressa quanto na fase da inflação).

A causa dessa aceleração seria a constante cosmológica. Mas ela também está ligada ao problema da densidade porque toda força representa energia – e esta, para a Física, é equivalente à massa e à matéria. Então, se existir mesmo, a energia da antigravidade precisaria ser incluída no cálculo da densidade, ao lado da massa das galáxias e das estrelas. Com isso, talvez se elimine a discrepância verificada entre a densidade teórica e a que se obtém por meio das observações.

João Steiner – Professor de Astrofísica do Instituto Astronômico e Geofísico da USP