A Teoria do Big Bang é o modelo científico que explica como o universo chegou a ser como é agora, como ele já foi, e como será no futuro. Mas como é que a ciência pode ter certeza de que o Big Bang aconteceu e vem acontecendo? Que é real? Afinal de contas, ninguém estava lá para ver o Big Bang ocorrer, e ninguém está recriando Big Bangs em laboratório para estudar como ele acontece.
Mas não precisamos testemunhar um evento para saber que ele aconteceu; basta examinar os vestígios dele.
Um caçador, por exemplo, examina o solo em busca de pegadas. Examinando-as, ele descobre de qual animal é, suas características e quanto tempo faz que passou por ali – sem precisar vê-lo. Semelhante coisa fazem os astrofísicos. Eles examinam o céu e encontram as marcas dos eventos passados, marcas que aprendemos a ver e a interpretar no último século, e que nos ajudam a contar a fascinante história do nosso universo.
Escuridão do céu, à noite – Paradoxo de Olbers
Esta não é tanto uma prova do Big Bang, quanto uma prova que o universo não pode ser infinito e eterno.
Se o universo fosse infinito, homogêneo e eterno, então para onde quer que você olhasse, a linha da visão iria encontrar uma estrela. Alguns astrônomos fizeram as contas e chegaram à conclusão de que, se fosse assim, o céu noturno deveria ser tão brilhante quanto a superfície de uma estrela. Só que ele é escuro.
Se o universo fosse infinito, homogêneo e eterno, então para onde quer que você olhasse, a linha da visão iria encontrar uma estrela. Alguns astrônomos fizeram as contas e chegaram à conclusão de que, se fosse assim, o céu noturno deveria ser tão brilhante quanto a superfície de uma estrela. Só que ele é escuro.
O Paradoxo de Olbers é o resultado de se assumir premissas falsas: ou o universo não é infinito, ou ele não é eterno, ou ele não é nem eterno, nem infinito.
O universo está em expansão
A conclusão mais lógica é que, se agora as galáxias estão distantes e se afastando, se voltarmos no tempo elas ficarão mais próximas, e quanto mais voltarmos no tempo, mais próximas elas estarão.
Esta é uma evidência forte do evento. Só que existem alguns cenários (ou hipóteses, se preferir) que podem explicar um universo em expansão, sem incluir um Big Bang. Precisamos de mais evidências.
A radiação cósmica de fundo
Se considerarmos que a explicação para a lei de Hubble seja a expansão do universo, qual a consequência imediata disto? Em algum momento do passado, o universo estava extremamente denso e quente. E para onde este calor foi, se é que existiu?
Em todo o lugar. Depois de bilhões de anos de expansão, a radiação de calor original, que era na faixa do ultravioleta, está deslocada para o vermelho até a faixa do micro-ondas. Esta foi uma descoberta espetacular, por que foi primeiro prevista pela teoria, e depois foi confirmada na prática.
Com a radiação cósmica de fundo, podemos excluir todas as teorias que não preveem um universo a 3.000K em algum momento no passado.
Proporção entre elementos simples
Se estamos prontos a assumir que o universo atingiu a temperatura de 10.000.000.000 K (dez bilhões de graus), então ele deve ter passado por uma fase geral de reações nucleares. O combustível era uma mistura de prótons e nêutrons em equilíbrio a esta temperatura. As cinzas eram principalmente deutério, os dois isótopos de hélio, e o isótopo pesado do lítio.
Os cálculos mostram que, a partir de pressupostos razoáveis sobre a densidade atual de núcleons (prótons e nêutrons) e o número de famílias de partículas elementares, podemos chegar a uma proporção em que os elementos devem aparecer nas medições. Tal proporção foi comprovada pela observação.
Esta proporção não pode ser explicada por outras teorias, somente a teoria do Big Bang.
A razão entre fótons e nucleons
Existe no universo aproximadamente 1.000 fótons para cada núcleon (próton ou nêutron), e nenhuma antimatéria. A razão disto está na física de alta energia, em como a matéria se comporta em estados de alta energia (e alta temperatura, portanto).
Antes de avançar nesta evidência, é preciso entender uma coisa: em todas as reações observadas em laboratório, um número idêntico de partículas de energia, matéria e antimatéria é criado ou destruído. Para cada fóton, há uma partícula de matéria, e outra de antimatéria. Não deveria haver esta assimetria de 1000:1:0 entre fótons, matéria e antimatéria.
A explicação é que quando a matéria está a temperaturas na ordem dos 10^27 K (10 seguido de 27 zeros), os fenômenos que acontecem geram a assimetria observada. Em outras palavras, a assimetria é prova que o universo já teve uma temperatura de 10^27 K.
É importante sempre questionar a ciência e as suas conclusões, mas o questionamento tem que ser feito de forma racional e lógica. Claro que nem sempre isso acontece. Confira alguns questionamentos irracionais sobre a teoria do Big Bang:
Na verdade foi um padre católico, o belga Georges Lemaître quem criou a “teoria do ovo primordial”, que acabou sendo chamada de “Big Bang” por Fred Hoyle, um astrofísico ateu.
O Big Bang é só uma teoria, não é uma lei. Já vimos isto antes: uma teoria não vira lei, e as teorias da ciência não são “apenas uma teoria”, mas modelos que contam com hipóteses testáveis, fazem previsões, e têm evidências. [O que é uma teoria científica?]
Uma explosão na minha carteira não enche ela de dinheiro. O Big Bang, apesar do nome, não foi uma explosão, mas uma expansão do universo. No Big Bang, só se formaram átomos de hidrogênio e hélio, e traços de lítio. Outros átomos se formaram no núcleo de estrelas, e se espalharam quando elas explodiram.
Uma explosão não poderia criar um planeta redondinho ou a vida. Verdade. E nenhum cientista afirmou isto. O Big Bang aconteceu há 13,7 bilhões de anos, o planeta Terra se originou entre 4,5 a 5,5 bilhões de anos atrás, e a vida se originou a 3,8 bilhões de anos atrás. Três eventos diferentes, em tempos diferentes.
Se o Big Bang está certo, então por que ele não explica o que o originou? Uma teoria não precisa estar completa para estar correta, basta estar correta no que afirma. Por enquanto o Big Bang, apesar de não estar completo, e não explicar de forma satisfatória o tempo de Planck (a primeira fração de segundos do Big Bang), em todo o resto está correto, dentro de uma margem de erro aceitável.
Eu não acredito que o universo todo já foi do tamanho de um átomo ou menor. Quando o infomercial “Quem Somos Nós?” afirmou que a matéria é praticamente espaço vazio, ninguém duvidou. Tudo que a ciência faz é apontar que nas condições de temperatura e pressão do tempo de Planck estes espaços vazios diminuem até sumir. De qualquer forma, não acreditar em alguma coisa não prova que esta coisa seja falsa: isso é uma falácia lógica chamada “argumento da incredulidade”.
O cientista fulano de tal provou que o Big Bang não aconteceu, com sua nova teoria. Assim como os cientistas que propõe o Big Bang podem estar errados, os que duvidam da teoria também podem. Por enquanto, a ciência amplamente apoia o Big Bang, pois há décadas de acúmulo de evidências.
Até que os especialistas cheguem a um outro consenso, ele continua valendo.
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