O Universo é chato como uma tábua

Flávio Dieguez

Nem toda a luz que chega à Terra é gerada no interior das estrelas. Isso mesmo: uma pequena parte dos raios que atravessam a atmosfera vem de muito mais longe. Na verdade, eles vêm do passado distante, pois foram criados durante o próprio Big Bang, a grande explosão que deu origem ao Universo há 13 bilhões de anos e o lançou em uma expansão permanente. Desde aquela época, essa luz cintilante percorre o espaço sem tocar em nenhuma forma de matéria, preservada como uma espécie de fóssil. É o único resquício que resta do Cosmo recém-nascido.

Para dar uma idéia do que essa luz representa para a ciência, basta lembrar que seu brilho ancestral é o único meio de se enxergar o Universo em sua totalidade original. Foi em busca dessa fantástica radiografia cósmica que, há dez anos, os cosmologistas iniciaram uma corrida para detectar a cintilação primordial e registrar sua intensidade exata em cada ponto do céu.

A imagem mais nítida e mais abrangente já feita até hoje foi revelada em abril, depois de cinco anos de trabalho, pelos cientistas do Projeto Boomerang, uma equipe de 36 pesquisadores de vários países, liderada pelos astrofísicos Paolo de Bernardini, italiano, da Universidade de Roma, e pelo americano Andrew Lang, do Instituto de Tecnologia da Califórnia. O resultado é uma visão assombrosa. Ela mostra que o Cosmo, desde o seu nascimento, é constituído de gigantescas bolhas de matéria cercadas de vácuo. Foi a luz emitida por esses aglomerados no Big Bang que os cientistas viram na forma de grandes manchas. “Essas estruturas monumentais são antiqüíssimas, pois se formaram milhões de anos antes de surgir a primeira estrela”, explicou Lang à SUPER.

Se você leu essa notícia antes e boiou – sem comprender nada –, nas páginas seguintes vai entender por que os cientistas acham que as novas imagens podem responder à pergunta do alemão Albert Einstein formulada em 1917: qual é a forma real do Universo? Para os cientistas do Projeto Boomerang, os raios ancestrais do Big Bang definem com 90% de certeza que o espaço tem a monótona planura de uma pradaria semideserta. O universo é uma tábua chata.

O Cosmo crescerá para sempre

Para explicar como o espaço pode ser curvo, os físicos costumam compará-lo a uma superfície de borracha. Claro que ele não é uma substância – trata-se só de uma analogia, mas ela ajuda a entender o raciocínio. Se você tem uma placa elástica lisa e coloca sobre ela uma bola de ferro, sua planura fica abaulada naquele ponto. O mesmo ocorre com o espaço, que é plano quando está vazio, mas entorta perto de uma estrela ou de uma galáxia. Quanto maior o corpo, mais o espaço afunda. Einstein mostrou em 1919 que, em volta do Sol, ele afunda. Mas em nenhum momento comprovou que o Universo fosse curvo ou plano.

Isso foi o que os cientistas do Projeto Boomerang fizeram. A equipe de Lang e Bernardini descobriu que o tamanho das manchas do brilho do Big Bang revela a quantidade de matéria existente nelas. Manchas grandes implicam a existência de muitos átomos; manchas pequenas, menos átomos. “As nódoas que vimos têm tamanho médio se comparadas a simulações anteriores feitas em computador (veja o infográfico). Elas correspondem a aglomerações de matéria contendo 1 átomo de hidrogênio em cada 10 metros cúbicos”, contou Lang à SUPER. “Como há setenta anos medimos curvaturas no espaço – como a que o Sol produz à sua volta –, sabemos que essa quantidade de matéria é insuficiente para curvar o Universo. Conclusão perturbadora: ele só pode ser plano.”

A primeira conseqüência disso é que a gravidade do Cosmo é fraca, uma vez que a massa gera atração gravitacional. Ocorre que essa força, por ser atrativa, tende a manter as galáxias juntas e a frear a expansão do Universo. Daí a dúvida: quem acabará vencendo o cabo-de-guerra entre a gravidade e o impulso do Big Bang? A pesquisa de Lang mostra que o Universo não tem a força necessária para interromper essa expansão. Ela é indômita. E pode fazê-lo crescer para sempre.

Big Bang levou 300 000 anos para brilhar

Há 13 bilhões de anos, o Cosmo explodiu para a existência e começou a crescer. Mas seu brilho não surgiu de imediato. A luz só encheu o espaço 300 000 anos depois do Big Bang. O motivo é que o Universo nasceu microscópico, menor do que um núcleo atômico, apesar de conter toda a matéria existente. Era tão denso que a luz da explosão ficou presa entre as partículas de matéria, os quarks. Só aos poucos o impulso da detonação fez o Cosmo se expandir, abrindo caminho para os raios luminosos (veja o infográfico).

O momento da libertação ocorreu 300 milênios após o Big Bang e é o Universo dessa época que os cientistas vêem hoje, quando observam a sua cintilação. A massa cósmica naquele momento era feita apenas de átomos de hidrogênio, os únicos existentes. É verdade que, ao longo de toda a história cósmica, parte da cintilação primitiva desapareceu, absorvida pelos astros. Mas ainda restam, segundo os cosmologistas, em cada centímetro cúbico do cosmo, 441 partículas de luz remanescentes do Big Bang. Com o tempo, elas perderam muito de sua força original. Basta ver que esse brilho tinha no princípio uma temperatura de 3 000 graus Celsius acima de zero e agora está reduzido a enregelantes 270 graus negativos.

É o calor da radiação que intriga os cientistas. De fato, na imagem produzida pelo Projeto Boomerang, o céu aparece coalhado de manchas vermelhas, amarelas, verdes e azuis, que mostram, em ordem decrescente, do vermelho para o azul, onde a luz é mais quente e mais fria. A diferença é minúscula, de apenas 1 milésimo de grau. Mas é decisiva porque os pontos mais aquecidos representam regiões de grande concentração de matéria – quanto mais espremida ela fica, mais esquenta. As áreas menos quentes revelam volumes vazios ou muito rarefeitos.

A diferença de temperatura revelou aos pesquisadores que o Universo, na infância, estava cheio de bolhas de hidrogênio dentro das quais surgiram, muito depois, as estrelas. Só então a escuridão ganhou outros focos de luz.

Para saber mais

Dobras no Tempo, George Smoot e Keay Davidson, Editora Rocco, Rio de Janeiro, 1995.

Na Internet

https://www.physics.ucbu.edu/boomerang/press

fdieguez@abril.com.br