mais ciencia a teoria do big bang - IFSP-PRC

MAIS CIENCIA
A TEORIA DO BIG BANG
ChristianoNogueira
CezarCavanhaBabichak
a humanidadetem procurado
Desdea antigüidade
encontraruma Íormade explicarcomo é o universoe
de como deve ter sido sua origem.Um dos primeiros
registrosque possuímossobre essa busca remonta
da GréciaAntiga.Naquelaépoca,uma visãoque cermuitosdos que buscavamaquela
tamenteinÍluenciou
explicaçãoÍoi a elaboradapelo ÍilósoÍoAristóteles.
Para ele, todos os objetosque existiamno universo
tinhamseu movimentonatural,o qualdeviaser entend i d o c o m o o m o v i m e n t oq u e e x i s t eq u a n d on ã o h á
nenhummovimentoÍorçadodo objeto.O movimento
naturaldeobjetosque estavamno céu (objetoscelestes) era o circular,girandoem tornoda Terra,enquanto que o movimentonaturaldos objetosque estãona
Terra (objetosterrestres)era o compostopor uma trajetória retilínea,indo ou para cima ou para baixoda
Terra.lsso porqueos círculoseram, naquelaépoca,
consideradosas Íigurasgeométricasmais perÍeitas
que
que existiam.Ao mesmotempo, considerava-se
perÍeitos.
também
que
Íossem
nele
há
o
e
tudo
o Céu
Pareciaser natural,então,considerarque essesobjetos perÍeitosdescrevessemtrajetóriasperÍeitas'Já
com relação à Terra,sabemos (e isso também era
reconhecidopelosgregos)que as coisasque existem
sobre sua superÍícienão são perÍeitas.Por exemplo,
o s h o m e n sb r i g a me n t r es i , e t a m b é mt u d o a q u i n a
Terratem uma origem,umameia-vidae um desapareparaos objetos
cimento,indicandouma mutabilidade
terrestres.Essa mutabilidadeindicava,para muitos
já que
pensadoresdaquelaépoca,uma imperfeição,
que
não são
só é necessáriauma mudançadas coisas
perÍeitas.Assim,era esperadoque os objetosterrestres deveriamter movimentosnaturaisdiferentesdos
celestes.
E havendodistinçõesquantoà naturezados movimentosnaturaisparaos objetoscelestese os terrestres, imaginava-seque também houvessedistinções
quanto ao própriomaterialconstituintedessesobjetos. Foi, então,postuladolque os objetosque existiam na Terraeram todoscompostospor apenasquatro elementosbásicos:o elementoterra,o água,o ar
e o fogo. Todosos objetoseram Íeitosdessesquatro
elementose o que variavade um objetoparaoutroera
apenas as proporçõesque haviam entre eles. E os
possuíamdiÍerentespesos.
elementos,acreditava-se,
tinha um objeto'maiorera
terra
elemento
mais
Quanto
sua tendênciaa ir para baixo,pois este elementotinha como lugarnaturalo centroda Terra,istoé, quanto
mais elementoterra um objetotivesse,maiseste objeto procurariaestarlá embaixo.Quantomaiselemento
Íogo um objetotivesse,maior seria sua tendênciaa
subir,poiso elementoÍogo tinhacomo lugarnaturala
esÍerasobre nossascabeças.Os elementoságua e
entreos elemenintermediários
ar eramconsiderados
por exemplo,
tos terrae fogo.Com isso explicava-se,
por que uma rolhabóia na água enquantoum pedaço
de metalaÍunda.A rolha supostamentedeverlapossuir mais ar e Íogo do que terra, enquantoo pedaço
de metaldevertater mais terra do que os outroselementos.
Os objetoscelestes,por sua vez, eram compostos por um quintoelemento,um elementoconsiderado perÍeitoe imutável,ao qualderamo nome de éter
"eterno")'Porém,este
(da mesmaorigemda palavra
éter,é bom enfatizar,não tem nada a ver com o grupo
químicasque hoje conhecemoscomo
de substâncias
é t e r e s .A p e n a so s n o m e s s ã o o s m e s m o ,j á q u e a
químicade hoje nem Íala mais em elementosterra'
á g u a , Í o g o e a r , m a s s i m e m c a r b o n o ,h i d r o g ê n i o '
oxigênio,etc.
Mas, por que a Terrasempreserviacomo um bom
paraanalisarmosos movimentosde todos
reÍerencial
os objetosdo universo?Vejaque os objetoscelestes
sempregiramem torno da Terra, enquantoos objetos terrestressempresobemou caemtomando como
reÍerência a Terra. Esperava-se,então, que a Terra
Íosse um objetoprivilegiadopara a explicaçãodesses
E qual seriaa causadesseprivilégio?A
movimentos.
resposta encontradaÍoi que a Terra deveria ser o
centro do universo (o chamadosistemageocêntrico:
geo = Terra;centrico= relativoao centro).Que outro
motivoseriase não Íosse esse?
CláudioPtolomeu(séc.
Na basedestesraciocínios
l l l d . C . )c r i o uu m m o d e l od e u n i v e r s op l a u s í v ecl o m a
idéiade a Terraestar no centrodo universo.Assim a
Lua, o Sol, os planetasvisíveisa olho nu que eram
conhecidosna época,e a esÍeraceleste(esferaonde
estavampresasas estrelasque parecemnão movimentarementresi) giravamem círculosem torno da
Terra.Esse modelode universo,juntamentecom a
Físicaque explicavaos movimentosdos objetos,apepor outrosfilósoÍosdurantea ldasar de questionado
1300anos'
de Média,durouaproximadamente
N o s é c u l o X V I o a s t r ô n o m op o l o n ê s N i c o l a u
Copérnicoapresentouum sistemade universodiÍer e n t e( o c h a m a d os i s t e m ah e l i o c ê n t r i c oh:e l i o= S o l ;
centrico= relativoao centro).Nele,a Terrae os demais planetasgiravamem órbitascircularesem torno do Sol e, portanto,o Sol era consideradoo cent r o d o u n i v e r s o .M a s e s s e s i s t e m a ,a p e s a r d e s e r
rixiÌi
mais simplesdo que o propostopor Ptolomeu,não
foi amplamenteaceitonaquelaépoca.Era devidoao
Í a t o d e n a q u e l aé p o c a ,t í n h a m o s o s m o d e l o s d e
P t o l o m e ue d e C o p é r n i c oc o m e ç a n d oa c o n c o r r e r
entre si. O de Ptolomeuera coerentecom as explicações Íísicas que existiamnaquela época para a
existênciados movimentosnaturaisdos objetos(tanto os terrestresquantoos celestes).Mas o modelo
de Copérnicoera incoerentecom aquelaexplicação
Íísica: se a Terranão é o centro do universo,então
porque os objetoscaem em direçãoao seu centro?
Copérniconão souberesponderesta perguntae nem
c o n s e g u i up r o p o rq u a l q u e tre o r i an o v aq u e p u d e s s e
e x p l i c a ra q u e d a d o s o b j e t o s a q u i n a T e r r a . E s s e
p r o b l e m ac o n t i n u o ui n s o l ú v eal t é q u e a l g u mt e m p o
depois, mesmo com poucas pessoasda academia
científicacrendono sistemade Copérnico,o físico e
m a t e m á t i c oa l e m ã oJ o h a n n e sK e p l e rc o n s e g u i uc o locar novos dados nessa discussão:baseado nos
dados observacionais
das posiçõesdos planetase
d a s e s t r e l a so b t i d o sp e l o a s t r ô n o m od i n a m a r q u ê s
Tycho Brahe (estesdadosÍoram recolhidosdurante
aproximadamente35 anos) conseguiumostrar,por
meio de muitoscálculosmatemáticos,que o modelo que descrevea Terrae os outrosplanetasgirando
em torno do Sol podiaser levadomais a sério se fizéssemosuma pequenacorreção:as órbitasque os
planetasdescreviamao girar em torno do Sol não
eramcírculos,comopropunhaCopérnico,
mastinham
o Í o r m a t od e e l i p s e s ,c o m o S o l o c u p a n d ou m d e
seus Íocos e os planetasÍicando numa certa época
do ano um pouco maispróximosdo Sol, e em outras
épocas um pouco mais afastadosdaqueleastro.
Mas a polêmicasobreo modelomaiscorretopara
descreveros movimentosdos objetos(celestesou
terrestres)não havia terminado.A questãosobre o
porquêde objetoscaíremaqui na Terrapersistia.Novos elementospara essadiscussãoforamintroduzidas
no séculoXVll, quandoo físicoitalianoGalileuGalilei,
u s a n d op e l a p r i m e i r a v e zu m a l u n e t ap a r ao b s e r v a r
os astros,veriÍicou,entreoutros Íatoresimportantes,
gue o planetaJúpiterpossuíasatélitesorbitando-o.
Este Íato dizia que nem tudo que existeno universo
tem que necessariamentegirar em torno da Terra.
Nota-seentãoque a teoriade que a Terrajuntament e c o m o s p l a n e t a so r b i t a n d oo S o l c o m e Ç aa s e r
Íundamentada.
Mas a grande revoluçãode todos esse progress o c i e n t í Í i c os u r g i un o Í i n a l d o s é c u l oX V l l , q u a n d o
o Í í s i c o i n g l ê sl s a a c N e w t o np u b l i c o us e u t r a b a l h o
s o b r e a s l e i s d a m e c â n i c a .N e s t et r a b a l h oN e w t o n
apresentoua Teoriada GravitaçãoUniversal,que diz
q u e d o i s c o r p o ss e a t r a e m m u t u a m e n t ed e v i d o a o
fato de possuíremmassas.Quantomaioro valor das
massas de dois corpos,maior é a Íorça de atração
gravitacionalentre eles. Esta atraçãogravitacional
dependetambémda distânciaentre os dois objetos
considerados:quantomais aÍastadosentresi estão,
menoré a Íorçaentreeles.Com isso Newtondá uma
boa Íundamentaçãoteóricaa respeitodos trabalhos
d e B r a h ee K e p l e r ,Í a z e n d o ,e n t ã o ,c o m q u e a i d é i a
d e q u e a T e r r ae o p l a n e t a sg i r a me m t o r n o d o S o l
e m ó r b i t a se l í p t i c a sÍ o s s e a m p l a m e n t ea c e i t a p e l a
c o m u n i d a d ec i e n t í Í i c a .M u i t a s p e s q u i s a sf í s i c a s ,
b e m c o m o e s p e c u l a ç õ e s o b r ea o r i g e me a Í o r m a
por estas idéiasde
do universo,Íoram inÍluenciadas
Newton.
Foramcolocadas,naquelemomento,novasquestões que deveriamser levadasem conta nas especulaçõessobre o universo.Por exemplo:se objetos
que possuemmassas (e acreditava-se
que todos os
possuíam
objetosdo universo
essa característica)
a t r a e m - s eu n s o s o u t r o s , e n t ã o p o r q u e t o d a s a s
e s t r e l a sn ã o s e a t r a í a mm u t u a m e n t ee m d i r e ç ã oa
u m ú n i c op o n t o ,f a z e n d oc o m q u e o u n i v e r s os e e n c o l h e s s ee f i c a s s e c a d a v e z m e n o r ? O p r ó p r i o
Newtonexplicouque tal fato não deveriaocorrerse
i m a g i n á s s e m oqsu e o u n i v e r s oÍ o s s ei n Í i n i t oe a d i s t r i b u i ç ã od e m a t é r i aa o l o n g od e l e Í o s s e u n i f o r m e ,
p o i st e r í a m o sa s s i m u m n ú m e r oi n f i n i t od e e s t r e l a s
por todos os lados, Íazendo com que a Íorça
gravitacionalde todos os objetosse contrabalançass e m , d e Í o r m a q u e o u n i v e r s oe s t a r i ae m e q u i l í b r i o
estático.A verdade é que esta explicaçãode Newton
Í i c o u e m a b e r t op o i s n ã o p o d e r i as e a Í i r m a rq u e t a l
explicaçãoera satisÍatóriaou não. Essa forma de
imaginarmoso universo,razoavelmente
homogêneo
e estático,serviu de explicaçãopor um certo temp o , a t é q u e f o i d i v u l g a d ou m a r t i g o c i e n t í Í i c oq u e
mostravaque se o universoÍosse,de Íato, infinitoe
imutávele
, n t ã o p a r a q u a l q u e rp o n t o d o c é u q u e
olhássemosà noite deveriavir luz de alguma estrela, fazendocom a noitefosse tão claraquantoo dia,
o que de Íato não ocorre.AqueletrabalhocientíÍico
sugeriu,então,que o modelode universoestáticoe
i n f i n i t ot e m a l g u m ac o i s ad e e r r a d o .M a s q u a l s e r i a
o modelocorreto?
Em 1915,o f ísicoalemãoAlbertEinsteinapresentou sua Teoriada RelatividadeGeral,corrigindoa teoria da gravitaçãode Newton ao adaptar as leis da
mecânicapara novospostuladosque diziamrespeito
ao comportamento
daluz2.Algumasimplicações
surgiramdessateoria,entreas quais,a mais revolucionáriaaÍirmaque o espaçoe o tempo são interligados,
istoé, que não se podefalar,comoconsideravaNewton
no seu trabalhooriginal,em um espaçoindependente
do tempoe vice versa.Porém,num primeiromomento em que Einsteinconseguiuobter suas equações,
a Teoriada RelatividadeGeralimplicavaque o universo não deveriaser estático,e sim que o universodeveria se expandir.Mas como o próprioEinsteinpossuía a crença num universoestático,ele introduziu
uma constantechamadaConstanteCosmológicana
sua teoria,Íazendocom que sua equaçõesgerassem,
agora,um universoestático.
Em meados da década de 20, dois astrônomos
americanos,EdwinHubblee VestoSlipher,descobriram um novofenômenorelacionado
à luz proveniente
::i...i
de galáxiasdistantes.Esse Íenômenomostravaque
o espectroda luz dessas galáxiastinham um deslocamentopara o vermelho.A este deslocamentochaEste eÍeito existe
mamos de efeito Doppler-Fizeau.
s o m e n t eq u a n d o h á c o m p o r t a m e n t oos n d u l a t ó r i o s
para os fenômenosem questão. E aluz, assim como
o som se propagandopelo ar ou as ondas se propagandopela superfíciede uma piscina,possuitalcomportamento.Essecomportamentopossuiváriascaracterísticasimportantes,a partir das quais podemos
deÍiniralgunsparâmetrosparao estudodas ondas' Um
dessesparâmetrosé o chamadocomprimentode onda
de uma oscilação(ì,),que é, na verdade,a distância
entreos pontosmaisaltosde duas elevaçõesda onda'
No caso do som, o comprimentode onda está relacionado ao quão agudo ou grave é o som emitidopor
Íonte.
uma determinada
oscilação
deonda(À)numadeterminada
Comprimento
O e Í e i t oD o p p l e r - F i z e apuo d e s e r Í a c i l m e n t er e conhecidop
, a r a o c a s o d e o n d a s s o n o r a s ,q u a n d o
presenciamoso movimentode uma ambulânciacom
a s i r e n el i g a d a .Q u a n d oa a m b u l â n c i as e a p r o x i m a
d e n ó s , o s o m d e s u a s i r e n ep a r e c em a i s a g u d o ,e
q u a n d oa a m b u l â n c i as e a f a s t ad e n ó s , s e u s o m é
, c o m p r i m e n t od e
m a i s g r a v e .E m o u t r a sp a l a v r a s o
o n d a a p a r e n t ed o s o m ( a q u i l oq u e n Ó so u v i m o s )é
menordo que seu comprimentoreal(aquiloque está
efetivamentesaindoda sirene)quandohá aproximaç ã o d a Í o n t e g e r a d o r ad e s o m . E , t a m b é m ,o c o m p r i m e n t od e o n d a a p a r e n t ed o s o m é m a i o r d o q u e
o r e a l q u a n d oh á o a Í a s t a m e n t od a Í o n t e g e r a d o r a
de som.
N o c a s o d a s o n d a s e l e t r o m a g n é t i c a so, c o m p r i mentode onda nos dá um espectroque vai , a partir
d o s m e n o r e sc o m p r i m e n t o sd e o n d a , d o s r a i o s
gama, raiosx, ultravioleta,alaixa de luz visívelpelo
o l h o h u m a n o .o i n Í r a v e r m e l h oa, s m i c r o o n d a s a t é
a s o n d a s d e r á d i o ,c o m m a i o r e sc o m p r i m e n t o sd e
o n d a . N o c a s o d a l u z v i s í v e l ,q u e é s o m e n t e u m a
Í a i x ad e t o d o o e s p e c t r oe l e t r o m a g n é t i c oe,n t e n d e mos que os comprimentosde onda devam ser interp r e t a d o sc o m o a s u a c o r .O m e n o rc o m p r i m e n t od e
o n d a v i s í v e lé d a c o r v i o l e t a ,p a s s a n d op a r a o a z u l ,
v e r d e ,a m a r e l o ,l a r a n j ae f i n a l m e n t eo v e r m e l h o .A
l u z b r a n c ae x i s t es e m p r eq u e u m o b j e t op r o j e t at o das as cores visíveisjuntas. Se em laboratóriodec o m p o r m o sa l u z b r a n c ae m i t i d ap o r u m g á s c o m o
h i d r o g ê n i oh, é l i o ,c á l c i o ,e o u t r o se l e m e n t o sq u í m i cos observa-seque no espectrohá Íaixas escuras,
chamadasde linhasde absorÇão.A posição destas
o c u p a d ap e l a s l i n h a s d e a b s o r ç ã on o e s p e c t r oe
. o ded e c a d a e l e m e n t oq u í m i c o 3 A
característico
o
bsere
S
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c o m p o ra l u z d a s g a l á x i a sH u b b l e
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v a r a mq u e t i n h a mo m e s m o
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mas com as linhas
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f
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to de
q u e a s g a l á x i a s e s t ã o s e a f a s t a n d od a T e r r a . E
H u b b l ev e r i Í i c o u ,a i n d a ,q u e q u a n t om a i s a Í a s t a d a
u m a g a l á x i ae s t i v e s s ed e n ó s , m a i o r e r a o d e s v i o
p a r a o v e r m e l h oo b s e r v a d o p
, r o p o n d o ,e n t ã o .q u e
quantomais afastadade nós está uma galáxia.mats
rápidoela está se aÍastando.
E s t a s e x p l i c a ç õ e sp a r a a q u e l e s d a d o s e x p e r i m e n t a i ss u g e r i r a mq u e o u n i v e r s on ã o e r a e s t a t l c o ,
e s i m q u e e s t a v ae m e x p a n s ã o c, o m o s e a s g a l á x i as tivessemtodas partindode um ponto em comum.
A s s i m ,a T e o r i ad a R e l a t i v i d a d eG e r a l ( a o r i g i n a l '
sem a ConstanteCosmológica)se encaixavaperÍeitamente a estas exPlicações.
Em 1922,o ÍísicorussoAlexandreFriedmannprop ô s o p r i m e i r om o d e l od e u m u n i v e r s oe m e x p a n s ã o
e eral
q u e e r a t a n t o c o m p a t í v ecl o m a R e l a t i v i d a d G
m
odelo
N
e
s
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q u a n t oc o m a s
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s oe r a
F r i e d m a n nt i n h a c o m o h i p ó t e s e
qualqualquer
ponto
e
em
espaço
do
semelhanteem
q u e r d i r e ç ã o ,c o m a s g a l á x i a se s p a l h a n d o - s ed a
m e s m a m a n e i r ae m q u a l q u e rd i r e ç ã o ,c o m o s e t i v e s s ep a r t i n d od e u m p o n t oe m c o m u m .
E m 1 9 6 5 , o s e n g e n h e i r o sa m e r i c a n o sA r n o
Penziase RobertWilsondescobrirama radiaçãode
Í u n d o n a Í a i x a d a s m i c r o o n d a sd a r a d i a ç ã oe l e t r o magnéticaE
. s t a r a d i a ç ã od e Í u n d o v i n h a d e t o d a s
as direçõesdo espaçointerestelarcom praticamente as mesmas intensidades.Uma lei da
T e r m o d i n â m i c aa, c h a m a d a l e i d e W i e n d a r a d i a ção de um corpo negro,diz que toda a radiação
e m i t i d ap o r u m c o r p o d e v i d oe x c l u s i v a m e n tae s u a
t e m p e r a t u r at e m u m c o m p r i m e n t od e o n d a d a r a d i a ç ã o e l e t r o m a g n é t i c an a q u a l e s t e c o r p o e m i t e a
m a i o rp a r t ed a e n e r g i a ,e c o n h e c e n d o - sees t ec o m primentode onda para um certoobjetoé possíveldet e r m i n a rs u a t e m p e r a t u r aO. S o l ,p o r e x e m p l o e. m i te a maiorparte de sua radiaçáono comprimentode
o n d a c o r r e s p o n d e n tàe c o r a m a r e l a .E n t ã o ,p e l a l e i
d e W i e n ,s u a t e m p e r a t u r an a s u p e r íf c i e é e m t o r n o
d e 6 . 0 0 0 " C .U m a c h a m a d e f o g o a m a r e l at a m b é m
tem aproximadamenteste valor de temperatura'
enquantouma chamade Íogo azuladatem uma tem. r a d i a ç ã od e Í u n d o '
p e r a t u r ae m t o r n od e 9 . 0 0 0 " C A
p
o
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o n ,n a Í a i x ad a s m i e
Penzias
encontrada
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t u r ad o u n i v e r s on a
c r o o n d a sr e p r e s e n t aa
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270,3"C
p r a t i c a m e n t ea
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todas
mesmaintensidade,sugere-seque o universodeve
iiii''''
l'
::::i:1:::
:
ii::i:,,::::::,:;i:rjii;:tr:r::11r:i
ser homogêneoem grandeescala,como no modelo
p r o p o s t op o r F r i e d m a n n .
E m 1 9 7 5 ,a t r a v é sd a s e q u a ç õ e sd a R e l a t i v i d a d e
G e r a l , Í o i c o n c e b i d a a p r o v á v e l e x i s t ê n c i ad o s
chamadosburacosnegros.Estescorposseriamum
p o s s í v e el s t á g i oÍ i n a l d e v i d a d e e s t r e l a sg i g a n t e s c a s q u e , a p b s t e r e m a c a b a d os e u c o m b u s t í v enl u c l e a r ,a g r a v i d a d ef a r i a c o m q u e e l a s e c o n t r a í s s e
de Íorma extrema, atingindo um volume
i n i m a g i n a v e l m e np
t ee q u e n o ,p o r é mc o m u m a m a s s a q u e p o d e r i aa t i n g i rv a l o r e se q u i v a l e n t eas m i l h a r e s d e e s t r e l a sc o m o o n o s s o S o l . O r a , c o m u m a
m a s s at ã o g r a n d ee m u m v o l u m et ã o p e q u e n o ,u m
b u r a c on e g r o t e r i a u m a d e n s i d a d ee x t r e m a m e n t e
a l t a . A e s t e l o c a l c h a m a m o sd e s i n g u l a r i d a d ej ,á
q u e a s l e i sa t u a i sd a F í s i c an ã o c o n s e g u e md e s c r e v e r o g u e a c o n t e c en u m a s i t u a ç ã od e s s a 4 .A g r a v i d a d e d e s t e sc o r p o s s e r i a t ã o g r a n d eq u e p a r a e s c a p a r d e l e s s e r i a n e c e s s á r i au m a v e l o c i d a d ed e
escapesuperiora velocidadeda luz. Como pela RelatividadeGeral nada pode superara velocidadeda
l u z , p o d e m o sc o n c l u i rq u e a l u z , e n e m q u a l q u e r
objetoexistenteno universo,poderiaescaparde um
b u r a c on e g r o ,d a í o n o m e b u r a c on e g r o .
A idéiade buraco negro seria o caminhoinverso
d o q u e s e p r o p õ e mc o m a i d é i ad e u m u n i v e r s oe m
expansão.No buraconegro,toda a massa da estrel a s e c o n t r a ie m u m p o n t o e m c o m u m .E s t e p o n t o
e m c o m u m s e r i a o c e n t r o d a e s t r e l a .N o c a s o d o
e as interpreuniverso,as equações,as observações
taçõesdos Íenômenosdescritosacimasugeremque
toda a matériaexistenteestá se expandindocomo
se tivessesaídode um pontoem comum,como numa
g r a n d ee x p l o s ã oc, o m on u m B i g B a n g .A s s i mn o Í u turo,dependendoda quantidadede massado univers o ( d e c e r t a m a n e i r a a i n d a a c r e d i t a m o s ,c o m o
N e w t o n ,q u e q u a n t o m a i o r a m a s s a d e u m c o r p o ,
maior será sua atração gravitacional),ele poderia
seguirtrês caminhosdiÍerentes.Poderiase expandir para sempredevidoà explosãodo Big Bang. Poderia se expandiraté certo limite e Íicar estacionáse contrabario, parao caso de a Íorçagravitacional
l a n ç a rc o m a e x p a n s ã od o B i g B a n g .O u , f i n a l m e n te, o universopoderiase contrair,no caso de a Íorça
gravitacional
entre seus corposvencera expansãodo
Big Bang,Íazendocom que,no Íuturo,o universotodo
se transÍormenum gigantescoburaconegro.
Com uma teoriade certaÍorma bem Íundamentada
(o que eqüivaledizer"bemaceitapor grandeparteda
Geral
comunidadeacadêmica")que é a Relatividade
de Einstein,e constataçõesexperimentaiscomo a
para o vermelhoe a radiaçãode Íundo,
deslocamento
o modelode um universoem expansãocomo proposta por Friedmanntem sidotambémamplamenteaceito pela comunidadecientíÍica.Assim,o universopoderiater se originadoem um únicopontochamadode
como nos buracosnegros,onde a densingularidade,
sidadee a temperaturaseriamaltíssimas,os conceitos de espaçoe tempo que conhecemosdeixariamde
iliii::i:iaii
as leisda f ísicaexistentes
existir,consequentemente
hoje Íalhariam,pois elas são deÍinidasa partirdo espaço e do tempo.O chamadode Big Bang,termocriado pelo Íísico inglêsFred Hoyle,seria uma grande
explosãoinicialdo universoa partirde um pontoonde
toda sua matériae energiado universoestariamconcentradase depoisse expandiriano decorrerdo tempo (o que poderiaexplicaro aÍastamentodas galáxias). A radiaçãode Íundo seria um resquícioda temperaturainicial,da ordem de 1012"C, do universoe
indicaque à medidaque o universoÍoi se expandindo
nestes 10 a 20 bilhõesde anos, ele foi se resÍriando
até a atual temperaturade 270,3"Cnegativos.Outro
é do satéliteamericanoCOBE,que
dadoexperimental
signiÍicaExploradorde Fundo Cósmico,lançadoem
1989,feito para detectara radiaçãode Íundo do Big
Bang, e conÍirmoumais precisamenteo comportamentodo universono passado.
P o r é m ,d e v e - s ed e i x a rb a s t a n t ec l a r oq u e o B i g
B a n g n ã o é o ú n i c om o d e l od e u n i v e r s oq u e e x i s t e
a t u a l m e n t eE
. l e é a p e n a so m a i s a c e i t op e l o sm o t i vos apresentadosanteriormente.Novosdados e teo r i a s q u e v ê m s e n d o d e s c r i t o se m a r t i g o sd i v u l g a d o s p e l a c o m u n i d a d ec i e n t í Í t c aa n d a mq u e s t i o n a n do as interpretaçõesdadas para fenômenosdescrit o s a c i m a .P o r e x e m p l o ,h á a l g u m a sp e s q u i s a sq u e
mostramque o desviopara o vermelhoda luz proven i e n t ed e g a l á x i a se x t r e m a m e n t ed i s t a n t e sd a T e r r a i n d i c a m ,s e g u n d on o s s ai n t e r p r e t a ç ãaot u a l ,q u e
essas galáxias deveriam estar se distanciandoda
Terracom uma velocidademuitopróximada luz. Mas
q u a n d oc a l c u l a m o sa e n e r g i an e c e s s á r i ap a r a q u e
estas galáxiastenham essa velocidade,os resultad o s s ã o a b s u r d o s ,m o s t r a n d oq u e a l g o p o d e e s t a r
errado com os fundamentosda Teoriado Big Bang.
E x i s t e m ,t a m b é m ,c i e n t i s t a sq u e d e Í e n d e mq u e
o eÍeito do deslocamentopara o vermelhopode ser
devido a luz destas galáxiasficaremsujeitasà atraç ã o g r a v i t a c i o n a lc, o l o c a n d oe m x e q u e a i n t e r p r e taçãodo desviopara o vermelhocomo causadopelo
efeitoDoppler-Fizeau.
E , a i n d a ,h á c á l c u l o sp a t a a p r e v i s ã ot e ó r i c ad a
temperaturado universo,feitos antes da descoberta de Penziase Wilson,que variavamde valoresde
269"C negativosa 253"C negativos.Este cálculos
baseavam-senuma perspectivade universoestáti, o s t r a n d oq u e a d e s c o b e r t ad o s
co e homogêneom
autorestalveznão seja realmenteuma evidênciado
Big Bang.
E n f i m ,e x i s t e mh o j e e m d i a t e o r i a s t, a m b é mm u i t o b e m f u n d a m e n t a d a sq, u e i n d i c a mo u t r a sp o s s i do unibilidadespara a origeme o desenvolvimento
verso. As idéias mostradasneste texto são apenas
u m e x e m p l od e q u e n a v e r d a d ea i n d an ã o s a b e m o s
muitosobrea origeme a evoluçãodo universo.Mas,
com certeza,já caminhamosbastantena tentativa
de elucidareste problema.Se é que um dia realment e e s t a r e m o ss a t i s Í e i t o sc o m n o s s a s r e s p o s t a sà
q u e s t ã od e o n d e v i e m o se p a r a o n d e v a m o s .
E
i.ti
'ii,,!,
iii:iiil
r:lii::l
BibliograÍia
Notas
Steven(1980)- Os três primeiros
WEr{seRo,
minutos. Rio de Janeiro,RJ: Editora
GuanabaraDois.
Stephen(1994)- O fim da física. Lisboa:
Hrwxrrue,
EditoraGradiva.
Robertode A. (1994)- O Universo: teoriMnRrrlrs,
as sobre sua origem e evolução. São
Paulo,SP: EditoraModerna.
Attico(1994)- A ciência através dos
CHnssor,
tempos. São Paulo,SP: EditoraModerna.
MounÃo,RonaldoR. F. (1995)- Dicionário enciclopédico de astronomia e astronáutica. Rio
de Janeiro,RJ: EditoraNova Fronteira.
1. Um postuladoé uma propostaapresentadasem demonstração, admitindo-sesua plausibilidadee sem se conseguir demonstrarque a negativadesta propostaseja vercladeira.
2. Estespostuladosafirmamque a luztem velocidadede cerca
do reÍerencial
de 300.000km/sno vácuo, independentemente
adotado,e que nenhumobjeto no mundo pode ter uma velocidadesuperiorà velocidadeda luz.
3. Estefato é um dos Íundamentosda Astrofísica,a qual.entre
outras coisas,procuraanalisardo que é feita uma estrela
analisando-sealuz que delas sai e chega até a Terra.
4. Como as leisda Íísicanão descrevemo que acontecenesla
região,nem mesmoa idéia de elementoquímicoÍaz sentido, somenteenergia.
ChristianoNogueiraé ProÍessordo ObservatÓrio
do ColégioEstadualdo Paraná.
e Planetário
Astronômico
Curitiba,PR. E-mail:[email protected]
CezarCavanhaBabichaké mestreem Educaçãopela
Curitiba.PR. EproÍessorda Uniandrade,
FE-Unicamp,
hotmail.com
mail: babichak@
F-
comletralegível)
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Fichade inscrição
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(indica@o
obrigÚia):
áriodo 13P@l-E dequedesejaparticipar
degradmçao
oria ( ) SociodaALB ( ) Profissional( ) Estudarïte
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Cainscrição:
. solicitação
da disponibilidade.
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