A teoria do Big Bang é a explicação científica para a origem do Universo. Isto é, nem sempre se teve uma concepção firme para o início do universo além das interpretações religiosas. Na verdade, mesmo na ciência existia muita disputa sobre qual seria a melhor visão da história do universo. E mais, até mesmo sobre o que seria o universo em si. Toda essa discussão se encontra em uma área. Seu nome é cosmologia.
A palavra cosmologia vem de “cosmos” e “logos”, do grego. Isto é, as palavras para “mundo” e “estudo”, respectivamente. Por isso, apesar dos recentes avanços da cosmologia científica, o campo de conhecimento já existia enquanto na filosofia e nas ideias sobre a realidade de diversos povos desde a antiguidade. No caso da cosmologia bíblica, esta se trata da origem da criação divina, sobretudo a partir do Livro de Gênesis. Está presente, portanto, nas concepções cristãs e judaicas sobre a origem de tudo que conhecemos. As culturas tradicionais chinesa, hindu e iorubá, contudo, tem suas próprias visões sobre o que ocorreu. E nas diferentes culturas do mundo, isso pode se dar de forma radicalmente diferente da ideia judaico-cristã.
Não é exagero, portanto, dizer que a humanidade tem uma necessidade histórica de entender de onde veio tudo que conhecemos. O que diz, então, a ciência, pelo que sabemos até agora?
O que é o Big Bang?
A grosso modo, a teoria do Big Bang explora a ideia de que o universo surgiu há cerca de 13.7 bilhões de anos de um ponto infinitamente pequeno, denso e quente. Isto é, uma singularidade. O “Big Bang” em questão é a “grande explosão”, do inglês, que originou tudo. Isto é, a expansão e inflação desse ponto em altíssimas velocidades. E, curiosamente, a teoria foi proposta primeiramente por um padre, o belga Georges Lemaître. Para muitos, pode parecer uma contradição, mas não para o religioso. Para ele, ciência e fé estavam em esferas diferentes da experiência humana.
O modelo do Big Bang foi desenvolvido aplicando a relatividade geral à cosmologia. Contudo, o próprio Einstein era extremamente cético quanto à ideia. Apesar disso, pouco tempo depois, Edwin Hubble publicava seus trabalhos relacionando a velocidade de objetos celestes à sua distância da Terra (ou de algum outro ponto do universo) a partir de observações. Assim, ele mostrava que o universo, realmente, se expandia.
Após os trabalhos de Lemaître, as investigações sobre sua teoria continuaram. O físico Alan Guth, por exemplo, propôs que a expansão do universo começou de forma explosiva, em um período de muito menos que um segundo de duração. Isto é, a inflação cósmica. No “reaquecimento”, então, o universo é permeado com partículas e radiação, em altíssimas temperaturas. A matéria, a partir disso, começa a se reunir, com quarks formando prótons e nêutrons, e esses formando núcleos atômicos. Finalmente, os núcleos se ligam a elétrons livres para gerar átomos. E, sem elétrons livres para colidir com as partículas de radiação, a luz está livre para se dissipar, no que hoje chamamos de radiação cósmica de fundo (CMB, no inglês).
Resquícios das origens
A CMB foi prevista por cosmólogos nos anos 40. Sua descoberta, contudo, se deu quase 20 anos depois. E, o que é mais curioso, por acidente. Arno Penzias e Robert Wilson trabalhavam no Bell Labs na construção de um sistema de antena e recepção de rádio. Eles detectaram um sinal que era praticamente igual em todas as direções e que deveria ser decorrente de altas temperaturas. Era estranho, aliás, a ponto dos cientistas acharem que poderia ser causado por pombos dentro da antena. Após removerem todas as interferências, contudo, o sinal permanecia. Penzias e Wilson, então, entraram em contato com Robert Dicke, que trabalhava buscando evidências da CMB na mesma época. O resultado do feliz acidente é que o sinal correspondia aos cálculos previstos para a radiação de fundo. A teoria do Big Bang, então, tornava-se cada vez mais consensual entre a comunidade científica.
Os astrofísicos e cosmólogos ainda procuram por formas de observar indiretamente o Big Bang. Com as recém-observadas ondas gravitacionais, podemos observar também resquícios de como a inflação acelerada no começo do universo perturbou o espaço-tempo. Há também a ideia de que diferentes pontos do espaço-tempo podem ter expandido em ritmos diferentes, o que poderia afetar até mesmo as leis da física em cada um desses setores. Seria, portanto, como diferentes universos coexistindo. Ou um multiverso. E mesmo observações da CMB têm mostrado irregularidades em uma radiação que deveria ser uniforme pelo universo. Assim, há muito para descobrir ainda sobre a origem de tudo.
