💥 👊🏾 📮 Dois Big Bangs ℹ️ 🎚️ 👎🏻

Quando os cientistas falam sobre o Big Bang, eles significam duas possibilidades. Mas apenas um deles está correto.

Essas teorias são baseadas na hipótese de que toda a matéria do universo foi criada em um big bang em um determinado momento no passado distante
- Fred Goyle

Se você pensa sobre o início do Universo do ponto de vista científico, há uma teoria que descreve tudo o que vemos melhor do que outros: a teoria do Big Bang. Mas nem todos concordam com o que exatamente significa o Big Bang.

Mais precisamente, algumas novas declarações sugerem que pode não haver Big Bang. Eles têm direito à vida? E o que isso significa?

Para entender isso, vamos voltar 100 anos quando decidimos dar uma olhada detalhada em uma certa classe de objetos celestes - uma espiral opaca e uma nebulosa elíptica.

Hoje é fácil olhar para esses objetos e dizer: "Ah, então são galáxias!" Mas cem anos atrás, não era tão claro. Nossos telescópios eram muito ruins para distinguir nesses objetos as estrelas individuais das quais eles consistiam e, portanto, eram considerados apenas uma espécie de nebulosa. Mas eles tinham algo muito estranho: velocidade.

Veja bem, cada elemento tem seu próprio espectro característico - um conjunto de linhas que ele absorve ou emite - e esse espectro é fixado em comprimentos de onda específicos. O hidrogênio, por exemplo, sempre emite linhas a 656, 486, 434 e 410 nm, cada uma delas associada a uma transição de energia atômica. E nessas espirais e nebulosas elípticas, todas as linhas de absorção apareceram, mas foram fortemente alteradas das linhas usuais.

A explicação mais simples? Não são novos tipos de elementos ou leis da física. Só que esses objetos estavam se movendo rapidamente em nossa direção ou em nossa direção. Como o som - por exemplo, as sirenes de um carro da polícia - varia em altura, dependendo se ele se move de nós ou para nós, a distância de um objeto distante muda o comprimento de onda da luz, dependendo se ele se move de nós ou de nós.

Se ele se move em nossa direção, a luz muda para o extremo azul do espectro. Se de nós - para vermelho. No início do século XX, Vesto Melvin Slifer descobriu que a grande maioria dos objetos em espiral havia mudado para o espectro vermelho, tanto que eles se moviam mais rápido do que todos os objetos conhecidos no Universo!

Mas somente na década de 1920, as pessoas começaram a colecionar peças desse quebra-cabeça. Edwin Hubble - o famoso telescópio que recebeu seu nome - observou labaredas nessas espirais em busca de supernovas. Para sua surpresa, ao observar Andrômeda, ele descobriu o primeiro, depois o segundo e o terceiro. E então ele viu o quarto no mesmo lugar onde estava o primeiro! Ele imediatamente percebeu que não era uma supernova, mas uma estrela variável. E, graças à compreensão da natureza das estrelas variáveis, ele conseguiu calcular a distância do objeto e descobriu que estava fora da nossa galáxia.

Obviamente, quando ele percebeu que as estrelas estavam contidas em objetos em espiral, ele não parou por aí. Ele começou a medir distâncias para dezenas de outras galáxias e, combinando os dados com os dados de velocidade de Slifer, encontrou algo notável: em média, quanto mais longe uma galáxia estava de nós, mais rápido ela se afastava de nós.

E assim nasceu o universo em expansão.

No contexto da relatividade geral, o espaço-tempo, cheio de matéria ou radiação em diferentes lugares - e conosco é exatamente isso - não é particularmente bom em permanecer estático. Expande ou contrai, dependendo do conteúdo de energia. Hoje, nosso universo está se expandindo, passando de um estado mais denso no passado.

Isso também significa que, como a energia da luz (radiação) depende de seu comprimento de onda, se o Universo costumava ser menor, ficava mais quente e as energias contidas nele eram mais altas.

Mas e se a extrapolarmos de volta? Imagine que o universo é o que é, mas vamos torná-lo menor e mais quente no passado. Como tudo seria se voltássemos longe o suficiente?

No final, você pode chegar a um estado tão quente e denso que os átomos não podem se formar; em todos os lugares haverá plasma ionizado quente.

Ainda mais cedo, núcleos atômicos não serão capazes de se formar; prótons e nêutrons se separam e criam um mar de partículas livres sem outra substância além do hidrogênio.
Antes disso, matéria e antimatéria são criadas espontaneamente em pares, criando todas as partículas conhecidas (e possivelmente ainda não abertas) do Universo.

E, finalmente, se aprofundarmos ainda mais o passado, onde tudo era arbitrariamente, e possivelmente infinitamente quente e denso, chegamos a uma singularidade: um lugar onde todo o tempo, espaço e energia estão concentrados em um ponto. E essa idéia de que tudo veio de um "ovo cósmico", de um "átomo primordial" ou de um "estado arbitrariamente quente e denso" e é conhecida hoje sob o nome de Big Bang.

Essa foi apenas a definição original do Big Bang. Desde que essa idéia foi dita, aprendemos muito sobre o Universo. Especificamente, aprendemos que, além de matéria e radiação, o Universo também contém energia inerente ao espaço em si, ou energia escura, ou uma constante cosmológica ou energia de vácuo (esses são sinônimos).

Agora é relativamente pequeno, mas nos estágios iniciais era muito realista.

Exatamente assim: antes da era de domínio da matéria e da radiação no Universo, a energia inerente ao próprio espaço prevalecia. Essa teoria foi proposta pela primeira vez nos anos 1970-1980 e foi confirmada por observações no início dos anos 90. Estamos falando de inflação cosmológica (ou do universo inflacionário): sobre o tempo em que não importava a radiação predominante no universo, mas a energia inerente ao próprio espaço.

E o Universo, no qual a energia do vácuo prevalece, ou a inflação, não se desenvolve como o Universo, com predominância de matéria ou radiação.

Pode parecer que eles diferem em pequenas coisas, mas ao mesmo tempo se expandem a uma determinada velocidade, a partir de algum ponto. Mas é assim? Vejamos o começo.

As linhas azul e vermelha são o cenário tradicional do Big Bang, onde tudo começa em t = 0, incluindo espaço-tempo. Mas no caso da inflação (amarela) não alcançamos a singularidade. Em vez disso, podemos ir para um tamanho arbitrariamente pequeno no passado e o tempo voltar ao infinito.

O universo, onde predominam a matéria ou a radiação, emerge de uma singularidade, no momento em que o espaço e o tempo aparecem pela primeira vez, e no universo inflacionário esse momento não existe.

Em outras palavras, o ponto em que, de acordo com nossas idéias, espaço e tempo apareceram, não precisa fazer parte do Big Bang, mesmo que exista uma fase inflacionária no início do Universo.

Quando especialistas em cosmologia - uma unidade de astrofísica envolvida no nascimento e evolução do Universo - falam sobre o Big Bang, eles significam uma de duas
coisas : O estado quente, denso e expansivo do qual o Universo observável surgiu, que se expandiu, esfriou e deu origem a elementos, átomos, estrelas, moléculas, planetas e nós.
A singularidade original que representa o nascimento do espaço e do tempo

O problema é que, se na década de 1960 essas explicações eram intercambiáveis, então agora não é assim.

A primeira explicação - um estado quente, denso e em expansão - ainda faz sentido no papel do Big Bang, mas a segunda não está mais lá. Sobre a questão de onde o espaço e o tempo vieram, ainda há debate de ambos os lados, e esse trabalho recente é apenas uma gota no oceano dessas disputas.

A principal coisa que precisa ser entendida a partir disso é o Big Bang, embora seja de onde veio tudo o que vemos no Universo, mas ainda não é o seu começo. Podemos voltar, até que essa explicação faça sentido, ao Universo inflacionário, e temos motivos suficientes para discutir e discutir o refinamento do que exatamente isso significa para começar tudo o que sabemos.

Mas houve um grande estrondo? De acordo com a primeira definição, sim, é claro. E se você usar o segundo, é melhor repensar o termo usado. Mesmo que você não seja o único a usá-lo, está fazendo certo?

Dois Big Bangs

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