Teoria do Big Bang

Vamos explicar o que é a Teoria do Big Bang e suas características. Além disso, as teorias do universo em expansão e as do fim do universo.

O que é o Big Bang?

A teoria do Big Bang diz que o universo começou depois de uma grande explosão há 13 810 bilhões de anos. Antes disso, toda a matéria que hoje existe no universo estava concentrada em um ponto extremamente pequeno chamado “singularidade”. A explosão em massa que experimentou este ponto marcou o início da expansão do universo.

À medida que se expandia, o universo resfriou, permitindo a formação de partículas elementares, átomos, estrelas, galáxias e outros objetos cósmicos ao longo do tempo.

O termo Big Bang foi usado pela primeira vez pelo astrofísico britânico Fred Hoyle durante uma transmissão de rádio em 1949. Embora Hoyle fosse crítico da teoria e preferisse um modelo alternativo para explicar a origem do universo, usou a expressão Big Bang para se referir à ideia de uma expansão repentina a partir de um estado inicial extremamente denso e quente. A denominação se popularizou e finalmente foi adotada como o nome convencional para descrever o começo do universo.

• Veja também: Stephen Hawking

Características da Teoria do Big Bang

A Teoria do Big Bang apresenta as seguintes características:

• É a teoria mais aceita para explicar a origem do universo.
• Propõe que o universo se formou a partir de uma grande explosão há 13 810 bilhões de anos.
• Foi o primeiro nome dado pelo americano Fred Hoyle em 1949.
• Segundo esta teoria, os prótons, elétrons e nêutrons foram as primeiras partículas a se formar após a explosão.
• As estrelas e galáxias começaram a se formar alguns milhões de anos depois do Big Bang.

Origem do Big Bang

Os dados que os cientistas têm sugerem que a explosão que deu origem ao universo ocorreu há cerca de 13 810 bilhões de anos. Este estágio é chamado de “universo primordial”. Supõe-se que as partículas tinham uma energia muito alta.

Nesta explosão se formaram os primeiros prótons, nêutrons e elétrons. Os prótons e nêutrons se organizaram em núcleos, enquanto os elétrons, por sua carga elétrica, organizaram-se em órbitas ao redor deles. Foi assim que a matéria se originou.

A formação de estrelas e galáxias

Os astros que conhecemos, começaram a se formar depois do Big Bang. Durante muito tempo, acreditava-se que as estrelas tinham 13 250 bilhões de anos, ou seja, tinham aparecido aproximadamente 560 milhões de anos depois do Big Bang. No entanto, sabe-se atualmente que houve galáxias anteriores, por isso que se acredita que as primeiras estrelas se formaram há mais de 13 500 bilhões de anos.

Os modelos teóricos e as observações de planetas ao redor de estrelas jovens sugerem que os planetas começaram a se formar alguns milhões de anos após a formação da estrela que os nuclea. Por esta razão, estima-se que o processo de formação de planetas começou pouco depois do aparecimento das primeiras estrelas.

O universo em expansão

Algumas das evidências que sustentam a teoria do Big Bang e a expansão do universo são:

• O paradoxo de Olbers. Este paradoxo levanta a questão sobre o porquê de o céu noturno não ser completamente iluminado por todas as estrelas que existem. A resposta a este paradoxo está na expansão do universo: se o universo se expande, as distâncias entre as galáxias aumentam com o tempo, o que torna a sua luz menos intensa e, portanto, o céu noturno não está completamente iluminado.
• A lei de Hubble. A partir da observação, foi possível verificar que as galáxias se afastam umas das outras. A relação velocidade-distância descoberta por Edwin Hubble mostra que as galáxias mais distantes se afastam mais rapidamente, o que é consistente com um universo em expansão.
• A homogeneidade da distribuição da matéria. Quando observamos o universo em grande escala, vemos que a matéria (como galáxias e aglomerados de galáxias) está distribuída uniformemente. Isto significa que o universo parece ser igual em todas as direções. Esta uniformidade é coerente com a ideia de que o universo está se expandindo.

O fim do universo

A teoria mais aceita sobre o possível fim do universo é conhecida como Big Freeze ou Grande Congelamento. Esta teoria se baseia no fato de que o nosso universo está se expandindo e em uma velocidade considerada. A razão por trás desta expansão acelerada é a energia escura, uma força de natureza desconhecida que empurra os corpos celestes para se separarem.

O que a Teoria do Big Freeze sugere é que, à medida que as galáxias se afastam, a formação de novas estrelas diminuirá e as existentes deixarão de brilhar. Com menos estrelas e menos atividade, o universo esfriará, e sem a luz e o calor das estrelas se tornará um lugar excessivamente frio e escuro.

Outras teorias que analisam o fim do universo tal como o conhecemos são a do Big Crunch (ou o Grande Colapso) e a do Big Rip. A Teoria do Big Crunch diz que a expansão do universo desacelerará com o tempo, levando a um colapso no qual o universo alcançará um estado extremamente denso e quente.

A Teoria do Big Rip, pelo contrário, sugere que a expansão do universo não só persistirá, como também se acelerará com o tempo. Assim, chegará um momento em que as forças que mantêm coesas as estruturas cósmicas serão superadas pela força da expansão. Este processo levará à dispersão absoluta de tudo o que compõe o universo, o que resultará em um estado no qual a matéria e a energia estarão infinitamente separadas.

História da Teoria do Big Bang

A Teoria do Big Bang foi formulada por vários cientistas durante a primeira parte do século XX.

• Alexander Friedmann (1888–1925). Em 1922, formulou pela primeira vez a teoria do universo em expansão, baseando-se nas equações da relatividade geral de Albert Einstein, publicadas em 1915. Friedmann desenvolveu modelos matemáticos que indicavam a possibilidade de um universo em expansão.
• Georges Lemaître (1894–1966). Em 1927, independente e com base no trabalho de Einstein e De Sitter, Lemaître chegou a conclusões semelhantes às de Friedmann sobre o universo em expansão. Sua contribuição também incluiu a noção de um “átomo primordial” que explorou, uma ideia que se assemelha ao conceito do Big Bang.
• Edwin Hubble (1889–1953). Em 1929, forneceu provas convincentes do universo em expansão, observando que as galáxias se afastam umas das outras. A relação entre a velocidade das galáxias e a sua distância, conhecida como a lei de Hubble, foi um passo crucial para apoiar a ideia de um universo em expansão.

• Continue com: Eras geológicas

Referências

• European Space Agency. (2014). El universo. ESA Kids. https://www.esa.int/
• Marcos, L. (2023). Todas las teorías sobre el origen del universo. Esquire. https://www.esquire.com/
• NASA Ciencia. (2021). ¿Qué es el Big Bang?. https://spaceplace.nasa.gov/