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Quem Sou Eu: Fabrício Siqueira

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Nascido na cidade de Bom Jesus do Itabapoana, no norte do estado do Rio de Janeiro. Biólogo, Astrônomo amador e autodidata em diversas áreas de conhecimento.

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21 de nov de 2009

Explorando o Universo: Big Bang


"O homem é um pedaço do Universo cheio de vida." (Ralph Waldo Emerson)

"Penso que estamos vivendo ainda na Pré-História do entendimento do Universo." (Ulya Prigogine)

"Em um Universo que já tem 10 ou 15 bilhões de anos, estamos constantemente esbarrando em surpresas." (Carl Sagan)


Estamos andando no meio da noite em um local de pouca iluminação artificial,como por exemplo, pelas areias próximas à praia e, por um momento estacionamos os nossos passos e voltamos os olhos para o céu. Talvez seja impossível não expressar o fascínio por tamanha beleza. Incontáveis e distantes pontos de luz que compõem a nossa galáxia, a Via Láctea. Algo que desperta a nossa imaginação e curiosidades em relação ao Universo no qual vivemos, e também nos faz enxergar o quanto somos insignificantes mediante tanta grandeza.

A nossa galáxia contém bilhões e bilhões de estrelas, e representa apenas UMA galáxia entre um número bastante elevado de outras galáxias na imensidão cósmica. Nos perguntamos: " De onde surgiu o Universo que mal conhecemos ?" "O que deu origem às galáxias, estrelas e planetas? " "O Universo teve mesmo um início ou existe de todo o sempre? " O interesse pelas origens do todo universal faz parte da história da humanidade e na atualidade possuímos recursos para um melhor entendimento relacionado a essa questão.

O Big Bang constitui uma teoria científica que defende o surgimento do Universo a aproximadamente 13,7 bilhões de anos a partir de um ponto onde toda a matéria e energia se encontrava concentrada, em níveis extremos de densidade e temperatura. Esse ponto é conhecido como "'atomo primordial" ou singularidade. É baseado nas observações que indicam que o Universo se encontra em um estado de expansão, e a teoria é a mais aceita para explicar a sua origem.

O alicerce da teoria foi proposto pela primeira vez em 1927, pelo padre católico e cosmólogo belga Georges Lamaitre (figura ao lado), e segundo a sua proposição, os desvios espectrais observados nas nebulosas eram atribuídos à expansão do Universo, e esta expansão era o resultado de uma "explosão" de um "átomo primordial". Em 1929, o astrônomo Americano Edwin Hubble mediu o desvio para o vermelho (Redshift) de galáxias distantes e constatou que esse desvio era proporcional às suas respectivas distâncias, o que apoiava as idéias de Lamaitre. Posteriormente a teoria do Big Bang foi defendida e desenvolvida pelo cosmólogo russo George Gamow.

Para entendermos o que significa esse desvio espectral relacionado ao afastamento das galáxias, primeiro precisamos conceituar algo que em Física é conhecido como Efeito Doppler. Imagine que uma ambulância se aproxima de um observador com a sirene ligada. Quanto mais ela se aproxima, o som da sirene se torna mais agudo para a audição do observador (o comprimento de onda dimunui e a frequência aumenta), e , posteriormente, quando a ambulância se afasta, o som vai se tornando gradativamente mais grave (o comprimento de onda aumenta e a frequência diminui). Assim como o som a luz também se propaga em ondas, assim, uma galáxia que se afasta tende a exibir um espectro de luz de um comprimento de onda maior, que em se tratando da luz visível, seria o comprimento de onda característico da cor vermelha.

Para se ter uma idéia de como seria esse afastamento da galáxia, peguemos um pequeno balão inflável de borracha. Com uma caneta fazemos vários pontos em seu tecido e então começamos a enchê-lo com ar. Veremos que a medida em que o balão infla, os pontos se afastam uns dos outros. Imaginemos que cada ponto corresponda a uma galáxia, e assim temos uma analogia do como as galáxias se distanciam umas das outras (NOTA: Não é correto dizer que as galáxias se afastam de nós, como se o nosso sistema solar ou da Via Láctea como um todo representasse um "centro do Universo", e sim que TODAS as galáxias se afastam UMAS DAS OUTRAS). Se as distâncias entre as galáxias estão aumentando, é plausível pensar que em um passado distante, toda a matéria esteve reunida de alguma forma.E a medida em que o Universo inicia o seu processo de expansão, gradativamente a sua temperatura e densidade diminuem. Vejam a seguinte animação, que resume o que foi abordado em relação à expansão do Universo:



A velocidade na qual uma determinada galáxia se afasta da Terra, por exemplo, é proporcional à distancia em que a primeira se encontra em relação a última. Quanto maior for a distância, maior será a velocidade (Lei de Hubble-Homason : Vm = 16r, onde Vm = velocidade de afastamento em km/s; 16= constante de Hubble e r= distância entre a Terra e a galáxia que está sendo estudada, em unidades de milhões de kilômetros). Poucos minutos após o Universo iniciar a sua expansão, neutrons e prótons se combinam para formar núcleos de deutério e de hélio (Nucleosíntese). Após centenas de milhares de anos, os elétrons se combinam com núcleos para formar átomos, a maioria de hidrogênio. Os primeiros aglomerados de matéria que apresentam uma certa densidade começam a atrair gravitacionalmente mais matéria e assim começam a surgir nuvens de gás e poeira, estrelas, galáxias, e outros corpos.Posteriormente outros elementos como carbono, oxigênio seriam formados.

Alguns cientistas alegam que em um dado momento, quando o universo for totalmente resfriado, ele iniciará um processo de contração que resultaria naquilo que é o inverso do Big Bang: O Big Crunch!
É importante lembrar que a teoria do Big Bang descreve a evolução geral do Universo a partir de um instante inicial, mas não fornece explicações para este instante (Tempo Zero)ou o que vem antes deste instante. O Universo descrito seria quadridimencional, sendo três dimensões espaciais e uma dimensão temporal. A dualidade espaço-tempo se inicia a partir do momento em que o universo começa a se expandir. E muitos concordam que em Cosmologia não faz sentido se referir ao tempo antes do Big Bang.

O Big Bang seria contrário à idéia do Universo Estático, defendida por Albert Einstein. O nosso Universo continua a se expandir e a sua temperatura diminui no decorrer desta expansão. Qual será o seu destino? Este seria o único Universo existente, ou seria apenas UM Universo em meio a outros que possivelmente poderiam existir ? No seu entendimento, outras questões estão envolvidas, como por exemplo: A prevalência da matéria sobre a antimatéria; a misteriosa matéria escura; a energia escura; entre outras. Seriam temas em potenciais para futuras postagens. Apesar da ciência da atualidade possuir ferramentas para explorar o cosmos, o Universo esconde muitos mistérios. Ficamos a imaginar de que maneira as nossas descobertas futuras poderão nos surpreender.

Vídeo Sobre o Big Bang:




Sugestões de Leitura

Evidências do Big Bang:

http://www.talkorigins.org/faqs/astronomy/bigbang.html#evidence

Perguntas frequentes em Cosmologia:

http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmology_faq.html
http://veja.abril.com.br/250608/p_114.shtml

Big Bang or Steady State? Creation of Elements:

http://www.aip.org/history/cosmology/ideas/bigbang.htm

Animação de eventos relacionados:

http://pckepler.if.ufrgs.br/univ/eras.htm

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