Big Bang – Teoria da origem do universo


Tina Andreolla

Dra. em Física – Área Radioastronomia; Professora Adjunta da UTFPR – Campus Pato Branco, pesquisadora do projeto Astronomia da SEB/MEC

Como se chegou à ideia do Big Bang

No início do século XX, até por volta de 1908, havia um consenso de que o universo era estático e eterno, não se cogitava o início do universo a partir do Big Bang. Em 1916, Albert Einstein publicou a teoria da relatividade, a qual dizia que o universo estaria se expandindo. A idéia de universo, ganhou novos rumos. Cientistas, com a ajuda de telescópios, iniciaram pesquisas em busca da verificação desta teoria.

Até 1923, os cientistas acreditavam que o universo se restringia à Via Láctea, sem nada observável além de suas fronteiras. Entretanto, observações sistemáticas de uma estrela cefeída (Fig. 1) variável chamada V1 na galáxia de Andrômeda ajudaram o astrônomo Edwin Hubble a mostrar que aquela estrela se encontrava fora dos domínios de nossa galáxia, assim expandindo as dimensões de nosso universo, tornando-o um lugar bem maior.

Fig. 1 - Estrela cefeida que ajudou a desvendar um universo para além da Via Láctea. Fonte: NASA, ESA e Equipe da Herança Hubble

Pouco depois, em 1929, Hubble mostrou que as galáxias se afastam uma das outras com velocidades proporcionais a sua distância e, medindo suas distâncias verificou que, quanto mais distante, maior era sua velocidade de afastamento. Verificou, também, que a luz proveniente de galáxias distantes sofre um desvio para o vermelho (redshift). Esse tipo de desvio acontece quando o observador e a fonte luminosa estão se afastando e, a velocidade com que a galáxia está se afastando da Terra pode ser calculada pelo desvio observado. Tal descoberta constitui a primeira evidência para a expansão do universo.

Com o desenvolvimento da radioastronomia, a partir da década de 1930, descobriram-se entre outras coisas, objetos astronômicos que estão a bilhões de anos luz de distância da Via Láctea. Essas informações levaram os pesquisadores a questionar que, se o universo se expande sem parar, houve um momento em que sua massa estava concentrada em um único ponto. O termo “Big Bang”, a Grande Explosão, foi sugerido (em 1950) por Fred Hoyle, satirizando o evento de início do universo, pois vários cientistas fizeram diversas pesquisas com a ajuda de telescópios e deduziram que o universo estava realmente se expandindo de modo ordeiro. Fazendo o caminho inverso para explicitar a ideia do Big Bang, imaginando que, se ao invés de expandir ele fosse contraído, todo o universo iria convergir até chegar a um ponto de origem. Lemaître denominou este ponto de “átomo primordial” e propôs que esse se partiu em inúmeros pedaços, que foram se dividindo cada vez mais, até formar os átomos presentes no universo, criando não somente a matéria e a radiação, mas também o que conhecemos como espaço e tempo.

Big Bang

A teoria do surgimento do universo mais aceita atualmente é que ele teve início com o Big Bang quente há  aproximadamente 13,7 bilhões de anos (tempo previsto pela Lei de Hubble, que encontra interpretação na Relatividade Geral) e tem se expandido e esfriado ao longo do tempo, formando as estruturas que conhecemos hoje. As figuras 2 e 3 mostram um esquema de como essas estruturas foram evoluindo. O primeiro microsegundo foi o período de formação, quando a matéria dominou a antimatéria (ver artigo: “Cientistas descobrem assimetria entre matéria e antimatéria”http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=assimetria-entre-materia-antimateria) que serviram de “sementes” para a formação de galáxias e outras estruturas, a matéria escura e a energia escura (ver artigo: “Existe Mesmo Uma Energia Escura?” Revista Scientífic American Brasil, Ed. Especial nº 41).

Simulações de computadores auxiliam a reproduzir como o universo evoluiu (ver vídeo: “Origen del Universo”. http://www.youtube.com/watch?v=R3-OcZF8-Fc). Nos primeiros instantes após o Big Bang, a temperatura era extremamente elevada, da ordem de 1032 Kelvin (K). Os avanços científicos mostram que as primeiras estrelas e galáxias surgiram quando o universo tinha cerca de 100 milhões de anos. As regiões mais densas se expandiam mais lentamente e começaram a colapsar. Como tinham cerca de um milhão de massas solares cada uma foram as primeiras estruturas do cosmos ligadas gravitacionalmente e, eram formadas de matéria escura incapaz de emitir ou absorver luz.

Fig. 2 - Cronologia da evolução das estruturas a partir do Big Bang. Fonte: TURNER, M. S. A Origem do Universo. Scientific American Brasil. Edição especial, nº 41, 2010

A radiação cósmica de fundo em microondas descoberta por Arno Penzias e Robert Wilson em 1964 (Turner, 2010) vislumbra o universo na tenra idade de 380 mil anos no período em que os átomos se formaram. Antes disso o universo era uma mistura de núcleos atômicos, elétrons e fótons que ao esfriar-se a 3.000 K os núcleos e elétrons se combinaram para formar átomos.

Fig. 3 - Evolução das estruturas do universo a partir do surgimento do átomo. TURNER, M. S. A Origem do Universo. Scientific American Brasil. Edição especial, nº 41, 2010.

Com o passar do tempo estrelas e galáxias foram se formando e, hoje em dia a temperatura do universo caiu para 2,7 K, que é a temperatura característica da radiação cósmica de fundo.

Agora, assista na íntegra o episódio ‘Big Bang’, da série ABC da Astronomia da TV Escola e deixe seus comentários!

Referências

CUTNELL, J. D., JOHNSON, K. W. Física I. vol. 3, 6 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2006

HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. vol. 4, 8 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2009

KANTOR, C. A., et.al. Quanta Física – Física 2º ano Ensino Médio. 1 ed., São Paulo: PD, 2010

OLIVEIRA FILHO, K. S. Astronomia & Astrofísica, 2 ed., São Paulo: Livraria da Física, 2004

TURNER, M. S. A Origem do Universo. Scientific American. Edição especial, nº 41, 2010

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15 Responses to Big Bang – Teoria da origem do universo

  1. talita borges disse:

    quero fazer uma pergunta:
    pk ciencia e religiao nunca fazeram as pazis??

    • Norma Reis disse:

      Talita, essa questão sempre foi muito polêmica. Eu, particularmente, acredito que Deus criou o Universo. Pode ter sido por meio de uma grande explosão, por que não? Mas, o fato é que não temos como provar nenhuma dessas coisas. Alguns cientistas não acreditam em Deus porque não podem vê-lo, mas também não temos prova definitiva de que o Universo realmente começou com uma explosão. Há outras teorias “concorrentes”. Vivemos em um Universo de mistérios! E, talvez por isso mesmo, tão fascinante.

    • André Tato disse:

      Ciência e religião andaram de mãos dadas até o século XVIII. Houve uma separação gradual, mas até hoje reflexos da igreja podem ser encontrados na ciência atual.
      É relativamente difícil definir o quanto a igreja contribuiu ou atrapalhou, considerando fatores a inquisição e os altos investimentos em Ciências naturais.
      Muitos cientistas religiosos partiram de pressupostos baseados em Deus e conseguiram êxito em suas experiências. Até mesmo ateus experimentaram a fé no decorrer do desenvolvimento científico. Não é possível contar, por exemplo, quantos tiveram seus trabalhos baseados na existência de um éter que preenchia o espaço.

  2. joaopaulo disse:

    na verdade bin bang foi sim criado po deus por causa de uma grande esplosao de teorito muinto facinate a e eu nao sou nerd

    • andretato2013 disse:

      O Big Bang e Deus possuem em comum: a infactibilidade (a grosso modo vamos dizer que ninguém nunca viu nenhum dos dois pessoalmente). Mesmo se tratando de ciência, a fé no objeto de pesquisa muitas vezes vai nos impulsionar e ajudar a determinar quais caminhos serão trilhados ou qual a melhor escolha entre várias em um dado momento da pesquisa.

  3. aexia melhado disse:

    niguem pode comcordar ou descordar por que se isso existe ou não, não sabesmo ai fica uma boa pergunta sera que alguem um dia vai nos provar se existe ou não.
    mais agradeço por deus ter criado esse mundo tao maravilhoso temos que aproveitar em quato a tempo..

    • thays disse:

      uma das teorias que explicam a origem do universo e a da grande explosão ou big bang . essa teoria afirma que , no inicio , existia apenas um denso aglomerado de particulas no qual ocorreu , a cerca de 15 bilões de anos , uma grande explosão . cerca de 300 mil anos apó a explosão , particulas comçaram a se juntar , originando os primeiros atomos.

  4. K. Zedcov disse:

    No meu entender, o UNIVERSO tem origem na força ativa de DEUS q é o Espirito Santo. A Bibilia é uma prova viva.

  5. Uma coisa me deixa extremamente intrigado, o fato de uma partícula de matéria tão ínfima em tamanho, como alguns dizem, se assemelha ao tamanho de uma cabeça de alfinete, como esta poderia gerar tudo o que existe hoje em quantidade de matéria inanimada? Se não havia outra matéria substancial antes dessa explosão, aonde do nada surgiriam poeiras estrelares que agregariam-se as partículas que se expandiram da explosão? Caso não houvesse essa poeira estrelar que se agregou as partículas expandidas da explosão, apenas iriam repetir-se incontáveis explosões de minúsculas partículas que nunca chegariam a quantidade de matéria que temos hoje, como por exemplo a terra, que tem o equivalente de massa de 5,973 6 x 1024 kg, como isso tudo poderia surgir de uma pequena partículas oriunda de uma explosão, onde nada mais havia a não ser outras minúsculas partículas que como essa se originaram dessa explosão? Se eu explodo uma banana e nada há além desta, quando as partículas que se segregaram dessa explosão juntarem-se haverá novamente uma banana, e nada além disso, como poderia no caso dessa partícula de matéria gerar coisas tão gigantescas?

    • Norma Reis disse:

      Pois é, realmente um mistério a formação do Universo.
      O que a ciência não explica, a presença de um criador supremo pode responder…

      • Katia Detlinger disse:

        O que não pode acontecer na ciência é colocar Deus como solução para tudo. A ciência está para descobrir e tentar tirar muitas dúvidas que temos, mas não se resolve um problema com outro problema, ou seja, não se resolve as incógnitas da ciência com Deus e vice-versa.

  6. Bianca disse:

    Olá Sou Do 5 ano da 4 serie Estamos Estudando Sobre isso Me Interessei Sobre Isso e Gostaria De Saber Se Há Alguma Maneira De Acontecer isso Em Outro Planeta Como Venus Jupter Marte?Então Gostaria De Saber Também Por que O Planeta Plutão (Mais Conhecido Como Planeta Anão)Deixou De Ser Um Planeta,Adorei Essa Materia!!

  7. Bianca disse:

    Ola Desculpa Imcomodar de volta Mas tenho mais uma pergunta há chances de um asteroide atravessar a terra? Obrigada!!

  8. rafaelli disse:

    nao acreditoo em nadaa so no meu Deuus maravilhosooooooooo!

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