De todos os conceitos e tópicos discutidos, o Big Bang é o conceito mais controverso. Claro, esta é uma teoria científica bastante antiga, presente desde os anos 1940, e desde 1960 houve uma miríade de evidências para apoiá-la. A ideia é simples: o universo teve um começo. Era o aniversário dela. Houve um dia que não tinha "ontem" quando a matéria, a radiação e o Universo em expansão e resfriamento que conhecemos não existiam até certo ponto no tempo. E ainda assim estamos aqui. O que causa uma enxurrada de perguntas de qualquer mente questionadora. Um de nossos leitores simplesmente pensa assim e quer saber: existem teorias ou experimentos que podem calcular e provar nossa localização no espaço em relação ao ponto do Big Bang? Acho que, uma vez que nossas capacidades de observação são muito limitadas em termos de localização de nosso planeta,não será fácil determinar a curvatura do espaço. Por que pensamos que o Big Bang aconteceu em algum ponto do espaço tridimensional? Por que pensamos que o universo é uma esfera?
Essas são perguntas muito boas e todas demonstram um entendimento comum do universo pelas pessoas. Mas essas opiniões estão corretas?
Muitas vezes pensamos que o Big Bang foi uma explosão real. E o universo realmente parecia uma bola de fogo enorme, enérgica e em expansão em seus estágios iniciais.
Estava cheio de partículas e antipartículas de vários tipos, além de radiação. Tudo isso se expandiu e todas as partículas, antipartículas e quanta de radiação se afastaram umas das outras. Tudo isso esfriou e diminuiu à medida que se expandia.
Realmente parece uma explosão. Na verdade, se você pudesse ser transportado para aqueles primeiros momentos, e de alguma forma protegido de toda essa energia, haveria até um som que você pode ouvir graças ao seguinte vídeo:
Mas não é sem razão que uso a palavra "expansão" em vez de "explosão" ao descrever este fenômeno. Uma explosão é algo que acontece em um ponto do espaço, de onde os detritos são espalhados. Uma supernova é uma explosão; uma explosão de raios gama é uma explosão; a detonação de uma bomba é uma explosão; uma granada é uma explosão.
Mas o Big Bang não é uma explosão [em inglês Big Bang, Big Bang, significa literalmente "Big Bang" - aprox. trad.]. Quando falamos em um "Big Bang quente", queremos dizer o primeiro momento em que o Universo pode ser descrito como um estado contendo partículas, antipartículas e radiação. A partir desse momento, o Universo começou a se expandir e esfriar de acordo com as leis da Relatividade Geral, e seguimos o caminho da destruição da antimatéria, a formação de núcleos atômicos e átomos neutros, e, como resultado, estrelas, galáxias e estruturas em grande escala visíveis hoje. A chave para a primeira pergunta é entender exatamente o que o universo estava fazendo naquele momento: em um momento que podemos descrever pela primeira vez, com base nesta plataforma do Big Bang quente.
Vídeo promocional:
Até onde sabemos, não havia um ponto de partida específico. Não havia nenhuma "fonte" da qual o universo começou. Todas as evidências falam de uma conclusão contra-intuitiva, mas não menos verdadeira: o Big Bang aconteceu em todos os lugares ao mesmo tempo. Existem muitas evidências para isso, e o próprio Universo as fornece para nós. O Universo, a julgar pelas estruturas em grande escala, aglomerados de galáxias, o aparecimento do pós-brilho do Big Bang, a densidade média de áreas do espaço com tamanho de várias centenas de milhões de anos-luz, etc., nos dá dois fatos observáveis importantes. Suas propriedades são as mesmas em todos os lugares e parece o mesmo em todas as direções. Fisicamente falando, o universo é homogêneo e isotrópico.
Tais características do universo não podem ser obtidas com uma explosão - ponto final. Em uma explosão, os fragmentos que se movem mais rápido são os mais distantes, mas também os mais dispersos no espaço. Quanto maior a distância, menos deveria haver galáxias por unidade de volume - mas este não é o caso no Universo. Em caso de explosão, seria possível indicar explicitamente o seu ponto de partida. O universo funciona de tal forma que esse ponto estaria a apenas alguns milhões de anos-luz da Via Láctea, na fronteira do grupo local. Estatisticamente, as chances de tal ponto, dada a presença de mais de 170 bilhões de galáxias no Universo, são 100 vezes piores do que ganhar na loteria Powerball ou Mega Millions.
O fato de o universo ser homogêneo e isotrópico sugere que o Big Bang aconteceu no mesmo momento, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, e é o mesmo em todos os lugares. Mas não podemos vê-lo em todos os lugares. Nós o vemos apenas onde estamos. Nossa revisão é limitada. Portanto, você pode encontrar frequentemente essas ilustrações: como o nosso Universo é visto do nosso ponto, conosco no centro.
Mas isso não significa que o universo seja uma esfera! Podemos realmente medir a forma do universo e colocar algumas restrições nele. Se você sair e mandar seus dois amigos em duas direções diferentes para que possam se ver, vocês três formarão um triângulo. Cada um de vocês será capaz de medir o ângulo aparente entre os outros dois. Então você pode adicionar esses ângulos e obter 180º - esta é a soma dos ângulos do triângulo.
Qualquer triângulo no espaço plano.
Mas o espaço não precisa ser plano! Pode ter uma curvatura negativa como uma superfície de sela quando a soma dos ângulos é menor que 180º. Pode ser curvada positivamente, como a superfície de uma esfera, quando a soma dos ângulos é maior que 180º. Se você está no equador na América do Sul, um de seus amigos está no equador na África e o outro no Pólo Norte, você descobrirá que a diferença angular será grande. A soma dos ângulos ficará mais próxima de 270º do que de 180º. Não temos amigos no espaço, mas temos algo tão bom: flutuações na radiação de fundo. Dependendo da curvatura do espaço, eles devem ser completamente diferentes.
Fizemos observações e descobrimos algo incrível: o universo, pelo que sabemos, é plano. Muito, muito plano. Os dados mais recentes dos experimentos do Planck e do Sloan Digital Sky Survey sugerem que se o universo for curvo - positiva ou negativamente - é perceptível em uma escala pelo menos 400 maior do que a parte do universo que observamos. E podemos ver uma parte dela com diâmetro de 92 bilhões de anos-luz.
Portanto, o Big Bang aconteceu em todos os lugares simultaneamente, 13,8 bilhões de anos atrás, e nosso universo é espacialmente plano de acordo com nossas melhores medições. O Big Bang não ocorreu em algum ponto, e podemos julgar isso pela extrema isotropia e homogeneidade do universo. Essas propriedades são tão precisas que, quando encontramos uma não homogeneidade com um desvio de 0,01% da média, já pensamos que algo está errado. Então, se você afirma que o Big Bang aconteceu exatamente onde você está, e você está bem no centro de tudo o que acontece, ninguém vai se opor a você. É que tudo e tudo, em todo o Universo, pode dizer o mesmo sobre si mesmo.
