Big Bang
Autor: Live Ick | Publicado: 2012-05-15T20:12:00-03:00




E então o tempo começa. O que os cientistas sabem sobre a explosão que deu origem a tudo? E como eles chegaram a essa conclusão?

Tito Montenegro





Antes de mais nada, preciso fazer uma confissão: o texto ainda nem começou e já há duas informações nesta página que não são verdadeiras. A primeira está no título. Na verdade, o Universo não surgiu em uma grande explosão – pelo menos não da forma como uma bomba explodiria. O termo big-bang ("grande explosão", em inglês) foi escolhido como a mais simples definição do modelo científico que afirma que, há bilhões de anos, todo o Universo estava concentrado em um espaço tão exíguo que faria qualquer partícula parecer gigantesca. De um início muito mais quente que o inferno e incrivelmente mais apertado que um ônibus às 6 da tarde, o cosmo passou a se expandir e a esfriar rapidamente. Essa "explosão" – desculpe, leitor, vamos ser obrigados a continuar usando essa expressão – teria ocorrido em todos os pontos do Universo ao mesmo tempo. O segundo erro é ainda mais grave: nenhum cientista é capaz de dizer o que existia antes do big- bang. Pode até ser que realmente não houvesse nada, mas não é impossível que existisse alguma coisa. O fato é que essa questão ainda desafia as mentes mais brilhantes do planeta. Para chegar até aqui, a astronomia precisou de milênios de pesquisa e perspicácia. Mas, nos bastidores, a história de uma das maiores teorias de todos os tempos também traz relatos de intriga, vaidade, fugas espetaculares, bobagens. E um anão. Vire a página e volte no tempo.



100% periferia

Para conhecer a história completa do big-bang, é preciso voltar ao século 4 a.C. Isso porque o primeiro passo em direção a ele foi dado por um filósofo grego, Aristarco, que propôs uma idéia ousada: a Terra não seria o centro do Universo, mas giraria em torno do Sol. O modelo foi considerado ridículo e ficou esquecido por 2 mil anos, até que um polonês atrevido escreveu Sobre as Revoluções das Esferas Celestes. Nicolau Copérnico, o autor do tratado, voltou-se contra a teoria dominante do grego Ptolomeu, segundo a qual a Terra estaria no centro de tudo. A obra de Copérnico saiu em 1543 – e só então ele percebeu uma terrível traição. No prefácio, escrito sem o seu consentimento, sua teoria era apresentada como "não necessariamente verdadeira nem ao menos provável" e a hipótese de que o Sol estava no centro do Universo era considerada "absurda". A punhalada só foi possível porque, durante a impressão do livro, ele estava de cama se recuperando de uma hemorragia. Morreu no dia em que recebeu a edição.

Ao longo das décadas seguintes, na Dinamarca, um astrônomo chamado Tycho Brahe havia ganho tanta reputação que o rei Frederico II deu a ele uma ilha e dinheiro para construir um observatório. Apesar das lunetas, a especialidade da ilha eram as festas. Pessoas importantes eram convidadas para cerimônias animadíssimas, que contavam com a presença de Jeep, um anão que fazia as vezes de bobo da corte. Em 1588, com a morte do rei, Brahe perdeu seus privilégios. Acabou tendo de abandonar o castelo (e a badalação) e migrou para Praga, onde conheceu o alemão Johannes Kepler. Era uma dupla perfeita: Brahe fazia as mais precisas observações da época. E Kepler, que seria o melhor intérprete desses dados, descobriu três coisas fundamentais: os planetas não se movem em círculos, mas em elipses; a velocidade desses planetas varia continuamente e o Sol não está exatamente no centro dessas órbitas. A suspeita se confirmou com as pesquisas do italiano Galileu Galilei, um católico devoto que tirou proveito das recém-inventadas lunetas. Ele percebeu que havia luas em torno de Júpiter, o que era uma prova incontestável de que a Terra não era o centro do Universo. Acabou condenado pela Inquisição à prisão domiciliar.



Contra Einstein

Antes de se tornar o mais famoso físico de sua época – e uma referência para os séculos seguintes –, o inglês Isaac Newton teve uma infância conturbada. Seu pai havia morrido três meses antes do seu nascimento. A mãe se casou com um homem mais velho, que não permitiu que o garoto Isaac morasse com eles. Abandonado, Newton se tornou um homem amargo e às vezes cruel – a ponto de, quando se tornou inspetor da Casa da Moeda britânica, mandar enforcar e esquartejar os falsificadores que tiveram o azar de passar pela sua frente. Mesmo assim, construiu as fundações de uma nova ciência. A sua lei da gravidade, de 1666, ensina que todo objeto no Universo atrai outro objeto. "O poder da fórmula é resumir tudo o que Copérnico, Kepler e Galileu vinham tentando explicar sobre o sistema solar", escreveu o inglês Simon Singh em Big Bang, um livro que descreve a história dessa explosão (e que inspirou grande parte desta matéria). Ou seja, uma maçã cai no chão não porque se dirige ao centro do Universo, mas porque a Terra e a maçã têm massa. Assim, a lei explicava, por exemplo, por que os planetas fazem uma órbita elíptica em torno do Sol – o que havia sido demonstrado por Kepler.

As descobertas permitiam que os cientistas entendessem o funcionamento de quase todas as estrelas que conseguiam ver na época, mas não dava a mínima pista de onde saiu aquilo tudo. Um grande passo nessa direção veio em 1915, quando o alemão Albert Einstein, então já famoso e acostumado a revolucionar a física, resolveu mudar tudo de novo e apresentou sua teoria da relatividade geral. No centro dela estava a noção de que tanto o tempo como o espaço são flexíveis e deformáveis por fatores como velocidade, energia e gravidade. Só tinha um problema: como o Universo era molengão e as estrelas se atraíam, todo o espaço já deveria ter se curvado e desabado sobre si mesmo. A idéia parecia ridícula. "Einstein tinha idéias em cosmologia completamente reacionárias. Era um homem do século 19, quando todos achavam que o Universo tinha um fim e estava parado desde sempre", diz o físico Mário Novello, presidente do Instituto Nacional de Cosmologia, Relatividade e Astrofísica. Einstein elaborou então o que ele mesmo depois considerou a maior bobagem de sua carreira: alterou as equações para que elas se encaixassem na sua visão de um Universo que não cresce nem diminui.

O problema é que essa limitação de Einstein dificultou a vida dos outros. Dois estudiosos – o russo Alexander Friedmann e o belga George Lemaître – acharam uma solução para o impasse: se o Universo estivesse se expandindo, é possível que ele nunca entrasse em colapso. A gravidade de tudo o que existe não conseguiria fazê-lo se curvar porque o Cosmos esticaria e se manteria estável. Mas quando Friedmann foi buscar a benção de Einstein, este lhe disse que a idéia parecia "suspeita".

Lemaître – que conseguia levar duas profissões aparentemente antagônicas de padre e cosmologista – insistiu, até porque suas idéias tinham um tempero a mais. Ele não só estava convicto de que a teoria de Einstein implicaria um Universo em expansão como acreditava em um "momento da criação". Tudo teria começado em uma região pequena e compacta que "explodiu" e cresceu. Ele chegou até a cunhar a expressão "átomo primordial" para descrever a provável aparência do Universo em seu começo, que seria "um hoje sem ontem". Mas o belga não teve mais sucesso do que Friedmann ao buscar o apoio de Einstein – já então capaz de construir e destruir reputações no meio científico. Em 1927, ouviu deste um veredicto nada animador: "Seus cálculos estão corretos, mas a sua física é abominável". A teoria teria de esperar mais alguns anos antes que fosse aceita – inclusive por Einstein.



Tudo expande

O começo do século 20 foi marcado não apenas pelo surgimento da relatividade, mas também pela construção de telescópios grandes e modernos. O americano Edwin Hubble foi o nome mais conhecido dessa safra de observadores. Em 1923, trabalhando no Observatório de Monte Wilson, na Califórnia, Estados Unidos, ele identificou uma cefeida (um tipo de estrela) em uma nebulosa e mostrou que ela estaria localizada muito longe da Via Láctea. Isso provou que não habitamos a única galáxia do Universo. Mas o passo mais importante começou a ser dado em 1929, quando Hubble percebeu que as estrelas mais afastadas da Terra são aquelas que estão se afastando mais rapidamente. O Universo estaria, portanto, se expandindo. Hubble, no entanto, deixou claro que o problema dele era coletar os dados – e nunca se propôs a teorizar sobre isso. Ele preferia os holofotes de jornais e TVs, pois agora também era uma celebridade.

Com a prova de que o Universo estava se expandindo nas mãos, o trabalho dos teóricos passou a ser "retroceder no tempo" para tentar descobrir como exatamente chegamos até aqui. O ucraniano George Gamow era uma das figuras centrais dessa "arqueologia do cosmos", mas a interferência política dos governantes soviéticos nas pesquisas científicas fez com que ele e a mulher resolvessem fugir de seu país. Depois de duas tentativas fracassadas – na primeira, pretendiam atravessar o Mar Negro em um caiaque – eles finalmente conseguiram e, em 1940, chegaram aos Estados Unidos. Interessado em pesquisar a física das partículas, o ucraniano percebeu que ali não havia mais ninguém estudando o tema seriamente – só depois soube que todos os outros cérebros da área haviam sido cooptados para o Projeto Manhattan, que levaria à construção da bomba atômica americana. Junto com seus colegas Ralph Alpher e Robert Herman, Gamow constatou que os primeiros momentos do Universo seriam tão quentes que quebrariam qualquer átomo e transformariam tudo em uma sopa de prótons, nêutrons e elétrons (as menores partículas conhecidas até então). E, quando ele esfriasse, essas partículas formariam apenas os menores átomos possíveis, os de hidrogênio e hélio – o que explicava por que esses elementos hoje compõem 99,9% de toda a matéria que vemos no Universo. Eles também previram que 300 mil anos depois da explosão teria havido a liberação de uma enorme quantidade de luz que faria um "eco luminoso" no Universo. E isso poderia ser percebido hoje.

Foi então que o debate se acirrou. Para uns, o Universo estaria se expandindo a partir de um momento inicial e, para outros, ele era eterno e provavelmente infinito. Um dos maiores defensores da segunda hipótese, o inglês Fred Hoyle, chegou a dizer em um programa da Rádio BBC que não via "nenhuma boa razão para preferir essa idéia de big-bang". O intuito de Hoyle era ironizar, mas era a primeira vez que alguém usava esse termo para se referir à teoria – e o apelido pegou. Para o azar de Hoyle, "essa idéia de big- bang" só ganhou evidências a partir daí. Uma das principais descobertas foi feita por Arno Penzias e Robert Wilson, dos Laboratórios Bell, em meados dos anos 1960. Eles detectaram um ruído nos seus aparelhos de radioastronomia. Como isso não os deixava trabalhar, eles foram atrás da razão. Acabaram descobrindo que se tratava da radiação cósmica de fundo – o "eco" do big-bang previsto por Gamow. "A confirmação dessa radiação deu credibilidade ao modelo. Desde então, ele tem sido refinado com inúmeras observações", diz o físico brasileiro Marcelo Gleiser, do Dartmouth College, Estados Unidos.



E antes?

As teorias sobre a gravidade não bastavam para ir além das descobertas de Gamow. O início do Universo seria tão quente e pequeno que, para entendê-lo, era necessário usar os conhecimentos da mecânica quântica, que descreve o comportamento das coisas nessa escala. À medida que os cientistas descobriam quarks, léptons, mésons e um enorme número de partículas subatômicas, novos elementos foram encaixados no retrato do início de tudo. Hoje, os cientistas acreditam ter esclarecido como era o Universo até 10-43 segundos depois do big-bang (isso significa o número 1 colocado 43 casas depois da vírgula, ou um tempo tão pequeno que nem vale a pena tentar visualizar). A situação se complica mais cada vez que alguém traz novas evidências. No final dos anos 1990, por exemplo, descobriu-se que o Universo não só aumenta, como está acelerando. Alguma força – até agora chamada de "energia escura" – está empurrando o cosmo, mas ninguém sabe muito bem o que é, nem o que ela fez desde o big-bang. O retrato atual que os pesquisadores têm do passado e do futuro do Universo é o que aparece no quadro acima.

O grande mistério agora é outro: o que havia antes do big-bang? "Para Einstein, só existia o nada. Mas, segundo a mecânica quântica, é possível criar novos espaços-tempos. Isso significa que pode ter havido alguma coisa", diz o físico Élcio Abdalla, da USP. Nesse ponto, a discussão começa a tornar-se cada vez menos científica e parece até voltar a um estágio anterior aos gregos, quando os mitos explicavam todo o Universo. Para a ciência deste começo de século 21, parece um fim de linha. Mas esses obstáculos são sempre provisórios. Ninguém pode afirmar com certeza que o modelo do big-bang – apesar de ser incrivelmente preciso na descrição do que aconteceu com o cosmo – nunca será superado.



Na livraria:

Big Bang - Simon Singh, Fourth Estate, Grã-Bretanha, 2004

Os Jogos da Natureza - Mário Novello, Campus, 2004

A Dança do Universo - Marcelo Gleiser, Companhia das Letras, 1997



Origem:Super Interessante