IMAGEM DO UNIVERSO (30/n)

SURGE A TEORIA DO BIG BANG

Einstein lutou contra suas próprias equações, que indicavam a expansão do Universo. Ao fazê-lo, criou a constante cosmológica, um fator de camuflagem que permitia anular a força gravitacional, mas sem excedê-la, de maneira que o Universo deveria permanecer estático, sem grandes aproximações nem grandes afastamentos entre as galáxias.

- Concordo com o Universo estático de Aristóteles e Newton, disse Einstein.

- A solução da constante cosmológica é inviável, retrucou em 1922 o físico russo Alexander Friedmann. Mesmo se existisse em algum momento, o Universo estático passaria a se expandir ou a se contrair imediatamente, pois a Relatividade Geral indica o Universo estático como uma solução instável.

- Neguei minhas próprias equações...

As observações telescópicas de Edwin Hubble, anunciadas em 1929, indicavam que todas as galáxias se afastam umas das outras com velocidades extraordinariamente elevadas, sepultando a hipótese do Universo estático, de Aristóteles, Newton e Einstein. Friedmann estava com a razão.
Em 1931 Einstein visitou o Monte Wilson, em Pasadena, na Califórnia, e examinou todo o material de Hubble, que indicava um desvio sistemático para o vermelho e levava à conclusão de que o Universo realmente se expandia, conforme indicavam suas próprias equações. E em 3 de fevereiro de 1931 reconheceu sua derrota publicamente e, ao fazê-lo, declarou:

- A constante cosmológica foi o maior erro da minha vida.

Big Bang

Para explicar o Universo em expansão, agora uma tese vitoriosa, surgiram na primeira metade do século XX, para além de outras teorias menos importantes, duas teorias que se excluíam mutuamente:

(1) Teoria do Big Bang (1927) - o Universo foi criado numa explosão, o que explica a sua expansão.

(2) Teoria do Universo Estacionário (1948) - o Universo sempre existiu, mas cria matéria e se expande.


Alexander Friedmann faleceu em 1925, num estado de delírio, vítima de febre tifóide, sem ver confirmado o seu estudo genial, que até hoje serve de referência para os cosmólogos. Tinha apenas 37 anos. Seus trabalhos tiveram pouca repercussão, tanto que em 1927, sem saber dos mesmos, o físico e padre belga Georges Lemaître, ainda antes da publicação das observações de Edwin Hubble, apresentou um trabalho que também descartava a constante cosmológica e chegava à mesma conclusão de Friedmann: o Universo está em expansão.
Lemaître (1894-1966) nasceu em Charleroi, na Bélgica, estudando engenharia e física na Universidade de Louvain, depois do que ordenou-se padre no seminário de Maline. Como físico, Lemaître estagiou em Cambridge, antes de ser professor na Universidade de Louvain. Fez duas carreiras paralelas, como físico e padre.

- Existem dois meios de alcançar a verdade, costumava dizer. Eu decidi seguir ambos.

Lemaître e Einstein

Seus estudos cosmológicos também partiram das equações de Einstein e foram mais longe que os de Friedmann, intuindo que o Universo iniciou sua expansão a partir do que chamou de um "ovo cósmico" ou “átomo primordial”, supercompactado, que explodiu e evoluiu para o Universo atual.
Físico, em vez de matemático, que era o caso de Friedmann, Lemaître tinha familiaridade com o decaimento radioativo, um processo pelo qual átomos de núcleos pesados, como o urânio, partem-se em átomos menores, liberando partículas, radiação e energia. Por analogia, propôs a hipótese de que o mesmo acontecera com o "átomo primordial", que teria se quebrado em átomos menores, que, por sua vez, foram se quebrando sucessivamente até chegar aos átomos atuais.

- Estamos cumprindo uma expansão causada pela explosão do "átomo primordial", num passado muito remoto. A evolução do mundo se compara a um espetáculo de fogos de artifício que acabou de terminar; uns poucos fragmentos vermelhos, cinzas e fumaça. Nós, que chegamos muito mais tarde, o que podemos fazer é imaginar como foi o esplendor da criação!

Recuando no tempo (para a esquerda)

- Pode explicar por que pensa assim?

- Não está o Universo se expandindo continuamente? Então as galáxias:

- amanhã estarão mais distantes de nós;
- ontem, claro, estavam mais próximas;
- mais próximas ainda, no ano passado;
- no início todas estavam juntas, e nós, lá dentro.

Em outras palavras, um relógio que andasse para atrás veria o Universo diminuindo progressivamente de tamanho. Se recuarmos a um tempo suficientemente remoto, é lógico que todo o espaço deve ter estado compactado num volume muito pequeno, com pressão, temperatura e densidade inimaginavelmente elevadas.

Brian Green

No seu livro "O Universo Elegante", o físico Brian Green assim explica o Big Bang:

"Se o tecido do Universo está se estirando, o que vai sempre aumentando as distâncias entre as galáxias que acompanham o fluxo cósmico, podemos imaginar o caminho inverso dessa progressão, recuando no tempo para aprender sobre a origem do Universo. Caminhando para trás, o tecido do espaço se encolhe e as galáxias se aproximam cada vez mais umas das outras. O encolhimento do Universo faz com que as galáxias se comprimam e, tal como em uma panela de pressão, a temperatura aumenta extraordinariamente, as estrelas se desintegram e se forma um plasma superaquecido, composto pelos constituintes elementares da matéria. (...) À medida que se retrocede ainda mais no tempo, a totalidade do cosmos reduz-se ao tamanho de uma laranja, de um limão, de uma ervilha, de um grão de areia, restringindo-se sempre a volumes cada vez menores. Extrapolando esse percurso até o "começo", o Universo se reduziria a um ponto, no qual toda a matéria e toda energia estariam contidas, a uma densidade e temperatura inimagináveis. (...) O Big Bang irrompeu dessa mistura volátil e espargiu as sementes do Universo em que vivemos."

Big Bang: a panela explodiu.

Essa a teoria do Big Bang, a primeira que surgiu no vácuo deixado pelo destronado Universo estático de Aristóteles, Newton e Einstein.

- A teoria parece mirabolante, mas estaria correta?

- Ninguém estava em condição de garantir nada, naquele ano de 1927.

- Na ciência as teorias têm de ser testadas e provadas, sob pena de descambarem para a poesia.

Então, vale a pena continuar a viagem, para ver como a coisa se resolveu...