Ciência UENF

A Teoria do Big Bang

Adriana  Bernardes
adrianaobernardes@uol.com.br

Teorias cosmológicas existem desde muito tempo, pois o homem sempre tentou criar uma teoria a respeito do mundo em que vivia. As cosmologias indiana, egípcia, entre outras, tentaram explicar o mundo a partir de observações do dia a dia, porém sem muito sucesso. Nesta época, a cosmologia ainda não se constituía em ciência, como é hoje.

Grandes contribuições foram dadas pelos gregos, ainda que não estivessem corretos. Foi o momento em que, pela primeira vez, a cosmologia se aproximou da ciência. Na Antiguidade, a Teoria Geocêntrica, proposta por Aristóteles, creditada por Hiparco e embasada anos mais tarde por Ptolomeu, afirmava ser a Terra o centro do universo.

Neste momento, acreditava-se que existia apenas a Terra, o Sol e os planetas no universo. Essas idéias surgiram a partir da observação cotidiana dos fenômenos celestes. Na época não acreditavam que a Terra se movia — coisa que o senso comum nos leva a crer.

Mais tarde surgiu a Teoria Heliocêntrica, que foi pensada desde a antiguidade por Aristarco de Samos e voltou com força com as idéias de Nicolau Copérnico. Nesta teoria, nosso modesto Sol constituía-se no centro do universo e todos os planetas giravam a seu redor. Esta teoria recebeu grandes contribuições de Galileu, Kepler e Newton, entre os anos de 1600 e 1700.

A teoria que predominou no século XX, o modelo do Big Bang — a teoria cosmológica conhecida pela maioria das pessoas —, afirma que o universo surgiu a partir de uma singularidade inicial. A propósito, esta singularidade seria um momento do universo em que este possuiria uma condensação máxima de matéria. Esta singularidade era o próprio universo.

Esta teoria se fortaleceu nos anos 40, sendo o maior responsável por isso o físico russo Georg Gamow (1904-1960), nascido na Ucrânia. Gamow era contemporâneo de outro grande físico da época, Alexander Friedmann (1888-1925), que havia criado um modelo de universo em expansão. Gamow foi o responsável por inserir leis físicas na teoria de Friedmann.

A ideia de início do universo foi lançada em 1931 pelo abade e astrônomo belga Georges Lemaitre (1894-1966). O universo teria tido início então, segundo ele, a partir de um “ovo” primordial.

A teoria do Big Bang afirma que o universo surgiu a partir de uma grande explosão. Este nome foi dado, de forma irônica, por Fred Hoyle (1915-2001) em 1950.

Na foto abaixo, um dos experimentos do acelerador de partículas do CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares), o maior já construído, capaz de recriar as condições iniciais do universo.

Atlas, experimento do maior acelerador de partículas
já construído (Foto obtida do site da Nasa)

A teoria da qual Hoyle era partidário era a do universo estacionário, segundo a qual o universo não teria tido um início, nem teria um fim. O espaço e tempo seriam infinitos e a matéria, continuamente criada. Vale lembrar que Einstein, na época, também era partidário desta teoria.

Mais tarde surgiram no cenário científico dois físicos americanos que deram contribuições importantes, mas ainda sem constatação observacional: Ralph Alpher (1921-2007) e Hans Bethe (1906-2005). Este era alemão, naturalizado americano.

Eles criaram a teoria da expansão do universo a partir de uma singularidade inicial. Segundo a teoria de Alpher e Bethe, haveria uma radiação oriunda deste momento, que seria detectável em microondas.

Em 1964, outros dois cientistas também americanos, Arno Allan Penzias (1933-) e Robert Woodrow Wilson (1936-), obtiveram a comprovação observacional das idéias de Alpher e Hans. Eles eram radioastronomos e detectaram através de uma antena um ruído, ou seja, um sinal não esperado, contínuo, que não deveria existir. Este ruído foi relacionado a resquícios da explosão, ou seja, do Big Bang.

Dois fatores contribuíram para o desenvolvimento desta teoria: a descoberta de Edwin Hubble (1889-1953) sobre o universo em expansão e a radiação de fundo, que deu o prêmio Nobel a Penzias e Wilson em 1965.

A propósito, Hubble, o cientista, trabalhando no telescópio de Monte Wilson, deu grandes contribuições à cosmologia moderna: descobriu que a Via-láctea não era a única galáxia existente, e que as galáxias se afastavam continuamente umas das outras. Esta é uma das principais evidências do Big Bang.

O modelo cosmológico do Big Bang é chamado singular, porém existem modelos cosmológicos que se opõem a ele e são chamados não-singulares. Nestes modelos o universo não surgiu de uma singularidade inicial, região de máxima condensação de matéria. (Lembrando que a condensação máxima de matéria teria existido pelo fato de o volume, naquele momento, ser igual zero; logo a densidade de matéria tenderia ao infinito).

Em 1980, Alan Guth (1947-), físico e cosmologista americano, professor do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), sugeriu que teria ocorrido uma espécie de inflação no início do universo. Ele haveria crescido 1030 , ou seja, 1 seguido de trinta zeros, após 10-36s, velocidade maior que a da luz. É bom observar que era o universo que crescia à velocidade maior que a da luz e não um corpo que se deslocava com velocidade maior que a da luz.

Podemos dizer que o ponto forte da teoria do Big Bang, que a tornou tão popular, é o fato de a mesma permitir a existência de um momento da criação, fato que, sem dúvida, seduziu a opinião pública e também a comunidade científica.

Porém a teoria do Big Bang começou a perder a hegemonia a partir dos anos 90. Dos anos 70 ao ano 2000, a teoria do Big Bang foi a dominante, e a imprensa tornou esta teoria de domínio popular. Porém, estamos vivemos uma época de mudança de paradigma, ou seja, uma mudança de modelo.

Mário Novello, cosmologista do Centro Brasileiro
de Pesquisas Físicas (CBPF)

No modelo não-singular não há começo. Este momento, de condensação máxima, é apenas a passagem de uma fase para outra, ou seja, a passagem da fase de colapso para a fase de expansão. O modelo não-singular é o chamado modelo do universo eterno, que vem sendo discutido por cosmologistas brasileiros, entre outros o cosmologista do CBPF (Centro de Pesquisas Físicas), Mário Novello.

SUGESTÃO DE VÍDEO:
Neste vídeo o professor Mário Novello fala sobre a teoria do Universo Eterno:
http://youtu.be/vuYz_k5LCw4

SUGESTÃO DE LIVRO:
Do Big Bang ao Universo Eterno
Mário Novello
Editora Zahar

(Data de publicação: 21/03/2012)