A Teoria do Big Bang Leonardo S. Alves, Fabio S. Casula e Rafael do P. Puglia
Introdução A teoria do Big Bang parte do pressuposto de que a matéria estava toda concentrada em um único ponto, um grão primordial de densidade infinita. A partir de uma perturbação de motivos desconhecidos esse grão teria explodido e expandido dando origem ao espaço e ao tempo como os conhecemos..
História da Teoria A teoria foi bolada pelo padre e cosmólogo George Lemaître, que, partindo das equações de campo de Einstein, derivou as equações de Friedmann, que regem a expansão métrica do espaço, e propôs que os desvios espectrais das nebulosas eram devidos à expansão do universo. Logo, em algum momento a matéria deveria estar toda concentrada. A comprovação observacional veio em 1929, 2 anos depois, com Hubble que observou o redshift das galáxias distantes, que comprovavam que as galáxias estavam se afastando e que, quanto mais distantes, mais elas se afastavam.
Compreensão da Expansão A explosão térmica que teria ocorrido no Big Bang resultaria em uma expansão do universo e conseqüentemente uma redução na temperatura e na densidade média do mesmo. A compreensão dessa expansão é meio complexa, pois a teoria parte da idéia que tempo e espaço foram criados juntos, o que leva a uma expansão em quatro dimensões, o que dificulta o entendimento. Podemos pensar em uma expansão volumétrica através do tempo.
Não há nenhum centro do universo porque não há nenhuma borda do universo. Em um universo finito, o espaço é curvado de modo que você poderia viajar bilhões de anos-luz em uma linha reta e eventualmente você terminaria onde você começou. É também possível que nosso universo seja infinito. Em ambos os exemplos, os grupos de galáxias enchem completamente o universo e movem-se para os lados, em todos os pontos que fazem o universo se expandir
Um exemplo de um universo muito pequeno que contem somente 48 estrelas. Uma nave espacial voando entre estas estrelas não pode encontrar a borda deste universo. Se sair em um lado do universo reentrará no outro lado. As pessoas na nave espacial vêem um número infinito de estrelas ao redor dela. Este universo não tem nenhum limite e nenhum centro.
Há uma suposição comum que o Big Bang foi uma explosão que ocorreu no espaço vazio e que a explosão expandiu no espaço vazio. Isto é errado. O espaço e o tempo foram criados no Big Bang. No começo do universo o espaço era preenchido completamente com a matéria. A matéria estava originalmente muito quente e muito densa e então expandiu e esfriou para eventualmente produzir as estrelas e as galáxias que nós vemos no universo hoje.embora o espaço possa ter sido concentrado em um único ponto no Big Bang, é igualmente possível que o espaço fosse infinito no Big Bang. Em ambos os cenários, o espaço foi enchido completamente com a matéria que começou a expandir.
Não há nenhum centro da expansão, o universo está expandindo simplesmente em todos os pontos. Os observadores em todas as galáxia vêem a maioria das outras galáxias no universo que movem-se afastando-se delas. A única resposta a pergunta "Onde aconteceu o Big Bang" é que isso ocorreu em toda parte do universo.
O espaço foi criado no Big Bang. Nosso universo não tem nenhum borda ou limite - não há nenhuma ' parte externa ' de nosso universo. É possível que nosso universo seja parte de uma infinidade de universos, mas estes universos não necessitam necessariamente de ' um espaço ' para existir dentro.
O tempo foi criado no Big Bang - nós não sabemos se existia antes do Big Bang. Algumas teorias sugerem que nosso universo é parte de uma infinidade de universos (chamados ' multiverso ') que estão sendo criados continuamente. Isto é possível mas muito mais difícil de provar.
Uma pergunta interessante é a seguinte: Se o universo tem 14 bilhões de anos de idade, como poderiam as galáxias ter viajado mais de 14 bilhões de anos-luz? Pode ser que nosso universo seja infinito e esteve preenchido com a matéria em toda parte desde o Big Bang. Há também a evidência de que no início o universo pode ter expandido muito mais rapidamente do que a velocidade de luz (Teoria Inflacionária). Não há nenhum limite de quão rapidamente o espaço pode expandir-se. É possível inflar o espaço de modo que embora as partículas não estejam viajando rapidamente, o espaço entre partículas aumente enormemente.