O Big Bang e a Origem de Tudo

Como o universo começou? Essa é uma pergunta que cientistas e filósofos ponderaram ao longo da história enquanto olhavam para o céu estrelado acima. É o trabalho da astronomia e da astrofísica fornecer uma resposta. No entanto, não é fácil de resolver.

Os primeiros vislumbres principais de uma resposta vieram do céu em 1964. Foi quando os astrônomos Arno Penzias e Robert Wilson descobriram um sinal de microondas enterrado nos dados que eles estavam captando para procurar sinais sendo devolvidos pelos satélites do balão Echo. Eles assumiram na época que era simplesmente ruído indesejado e tentaram filtrar o sinal.

No entanto, verifica-se que o que eles detectaram vinha de um tempo logo após o início do universo. Embora não soubessem disso na época, descobriram o

O que começou o nascimento do universo? De acordo com a física, o universo surgiu a partir de uma singularidade - um termo que os físicos usam para descrever regiões do espaço que desafiam as leis da física. Eles sabem muito pouco sobre singularidades, mas sabe-se que essas regiões existem nos núcleos de buracos negros. É uma região onde toda a massa devorada por um buraco negro é espremida em um ponto minúsculo, infinitamente maciço, mas também muito, muito pequeno. Imagine amontoar a Terra em algo do tamanho de um ponto. Uma singularidade seria menor.

Isso não quer dizer que o universo tenha começado como um buraco negro. Tal suposição levantaria a questão de algo existente antes o Big Bang, que é bastante especulativo. Por definição, nada existia antes do início, mas esse fato cria mais perguntas do que respostas. Por exemplo, se nada existia antes do Big Bang, o que fez com que a singularidade fosse criada em primeiro lugar? É uma questão de "pegar" os astrofísicos ainda estão tentando entender.

No entanto, uma vez criada a singularidade (por mais que acontecesse), os físicos têm uma boa idéia do que ocorreu a seguir. O universo estava em um estado quente e denso e começou a se expandir através de um processo chamado inflação. Passou de muito pequeno e muito denso para um estado muito quente. Em seguida, esfriou à medida que se expandia. Esse processo agora é chamado de Big Bang, um termo cunhado por Sir Fred Hoyle durante uma transmissão de rádio da British Broadcasting Corporation (BBC) em 1950.

Embora o termo implique algum tipo de explosão, não houve realmente uma explosão ou um estrondo. Foi realmente a rápida expansão do espaço e do tempo. Pense nisso como explodir um balão: quando alguém sopra ar, o exterior do balão se expande para fora.

O universo muito primitivo (algumas frações de segundo após o início do Big Bang) não estava vinculado pelas leis da física como as conhecemos hoje. Portanto, ninguém pode prever com grande precisão como era o universo naquele momento. No entanto, os cientistas ter foi capaz de construir uma representação aproximada de como o universo evoluiu.

Primeiro, o universo infantil era inicialmente tão quente e denso que até partículas elementares como prótons e nêutrons não poderiam existir. Em vez disso, diferentes tipos de importam (chamada matéria e antimatéria) colidiram, criando energia pura. Quando o universo começou a esfriar durante os primeiros minutos, prótons e nêutrons começaram a se formar. Lentamente, prótons, nêutrons e elétrons se uniram para formar hidrogênio e pequenas quantidades de hélio. Durante os bilhões de anos que se seguiram, estrelas, planetas e galáxias se formaram para criar o universo atual.

Então, voltando a Penzias, Wilson e CMB. O que encontraram (e pelo qual ganharam um premio Nobel), é frequentemente descrito como o "eco" do Big Bang. Deixou para trás uma assinatura em si mesma, assim como um eco ouvido em um canyon representa uma "assinatura" do som original. A diferença é que, em vez de um eco audível, a pista do Big Bang é uma assinatura de calor em todo o espaço. Essa assinatura foi estudada especificamente pela sonda Cosmic Background Explorer (COBE) e pela Sonda de anisotropia por microondas de Wilkinson (WMAP). Seus dados fornecem a evidência mais clara do evento cósmico do nascimento.

Enquanto o Grande explosão A teoria é o modelo mais aceito que explica as origens do universo e é apoiado por todos evidência observacional, existem outros modelos que usam a mesma evidência para diferenciar um pouco história.

Alguns teóricos argumentam que a teoria do Big Bang é baseada em uma premissa falsa - que o universo é construído em um espaço-tempo em constante expansão. Eles sugerem um universo estático, que foi originalmente previsto pela teoria de Einstein sobre relatividade geral. A teoria de Einstein só foi modificada posteriormente para acomodar a maneira como o universo parece estar se expandindo. E a expansão é uma grande parte da história, principalmente porque envolve a existência de energia escura. Finalmente, um recálculo da massa do universo parece apoiar a teoria dos eventos do Big Bang.

Embora nossa compreensão dos eventos reais ainda esteja incompleta, os dados da CMB estão ajudando a moldar as teorias que explicam o nascimento do cosmos. Sem o Big Bang, nenhuma estrela, galáxias, planetas ou vida poderiam existir.

• O Big Bang é o nome dado ao evento de nascimento do universo.
• Pensa-se que o Big Bang ocorreu quando algo iniciou a expansão de uma pequena singularidade, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás.
• A luz logo após o Big Bang é detectável como a radiação cósmica de microondas (CMB). Representa a luz de uma época em que o universo recém-nascido estava se iluminando cerca de 380.000 anos após o Big Bang.

• "A grande explosão." NASA, NASA, www.nasa.gov/subject/6890/the-big-bang/.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-powered-the-big-bang.
• "As origens do universo." Geografia nacional, National Geographic, 24 de abril 2017, www.nationalgeographic.com/science/space/universe/origins-of-the-universe/.

Atualizado e editado por Carolyn Collins Petersen.