Big Bang: entenda a teoria da origem do Universo
Um dos temas mais cobrados no Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) e nos vestibulares de todo o país é sobre a origem do Universo, conteúdo essencial em matérias do ensino fundamental e médio. Por conta disso, e pensando sempre em ajudar você na hora da prova, resolvemos desenvolver esse artigo com uma das teorias mais válidas a respeito do assunto: Big Bang.
Em primeiro lugar, é importante lembrar que existem somente duas teorias válidas a respeito da origem do Universo: a evolucionista, também chamada de científica, e a criacionista, dada como religiosa. Como religião baseia-se em crenças diversas, a segunda não faz parte da cartilha escolar e, por isso, está fora das provas. Com isso, nos resta o entendimento da teoria evolucionista, cobrada nos processos seletivos das faculdades.
Para a ciência, o Universo teve o seu início em um processo chamado de “Big Bang” e, a partir dele, foi se expandindo. Essa teoria do Big Bang, no entanto, diz muito mais a respeito da ideia de evolução do que a explosão em si, já que as circunstâncias do acontecimento são desconhecidas. Para os cientistas, essa explosão partiu de uma única partícula com densidade infinita (que, inclusive, ultrapassa as leis de espaço e tempo).
Ficou interessado e quer saber mais sobre o assunto para mandar bem na prova do Enem? Continue a leitura e fique por dentro com a gente! 🙂
Neste artigo você vai encontrar:
O que é a teoria do Big Bang?
O que podemos afirmar é que a teoria do Big Bang é – se não a única – a teoria mais aceita no meio científico, mesmo na atualidade, para a explicação sobre a origem do Universo. Ela sustenta a ideia de que, como vimos acima, o Universo surgiu por meio da explosão de uma partícula única, chamada de átomo primordial, e ocasionou o cataclismo cósmico. Tal ocorrido se deu há cerca de 13,8 bilhões de anos e afirma, inclusive, que o Universo se mantém em contínua expansão.
Por isso, apesar do termo “Big Bang” nos remeter à ideia de explosão, não é sobre isso que se trata a teoria, mas sim de uma expansão originada a partir de um estado minúsculo para o que, hoje, chamamos de Universo. Ou seja, a teoria do Big Bang não tem a intensão de explicar a origem de tudo, mas de nos fazer entender como essa explosão se transformou e se mantém em constante expansão.
Quem criou a teoria do Big Bang?
A teoria do Big Bang foi proposta em 1920 pelo padre jesuíta e astrônomo Georges-Henri Lemaître (1894-1966) e, originalmente, foi chamada de hipótese do átomo primordial. Tempo depois, a hipótese foi tomando forma e desenvolvida pelo físico russo George Gamov (1904-1968). Para o cientista, uma das principais ideias foi a de que a formação dos núcleos atômicos do Universo deixava rastros de radiação detectável, em faixa de micro-ondas.
Lemaître, ao propor a teoria, levou em consideração os estudos a respeito da teoria da relatividade geral, de Albert Einstein (1879-1955), que já havia sido explorada pelo matemático russo Alexander Friedmann (1888-1925), porém, em uma interpretação muito mais matemática do que física para a expansão do Universo. Lemaître ultrapassou os estudos do matemático e buscou explicar a explosão do átomo de uma maneira muito mais robusta.
Mais tarde, os estudos de Edwin Hubble (1889-1953) reforçaram a ideia de que as galáxias se mantêm em afastamento por todas as direções, completando ainda mais a teoria do Big Bang. Esse estudo identificou que, quanto mais distante uma galáxia estiver, maior é a velocidade com que ela se afasta de nós, definição chamada de Lei de Hubble.
Fundamentos do modelo do Big Bang
Para entender um pouco melhor os princípios básicos da teoria do Bing Bang, é importante ter em mente que o modelo se apoia em dois pilares fundamentais. Explicamos um pouco sobre cada um deles logo abaixo:
Relatividade geral
A teoria da relatividade geral é imprescindível para os estudos da evolução do Universo. Em 1905, Albert Einstein propôs tal teoria postulando que a luz, no vácuo, possui velocidade constante (independente da fonte), que a massa tem dependência da velocidade, que o tempo se dilata ao longo de um movimento de alta velocidade, que energia e massa se equivalem e que matéria alguma se move mais rápido que a luz no vácuo.
Indo além, a teoria da relatividade geral apresenta a gravitação como a ação das massas sobre tempo e espaço, resultando em alterações dos corpos e demais propriedades físicas. Podemos dizer então que, em resumo, na teoria da relatividade geral, Einstein afirma que a relação entre espaço e tempo é alterada conforme a matéria.
O princípio cosmológico
O princípio cosmológico parte do princípio de que o Universo é homogêneo e isotrópico, na qual o primeiro significada que, em grande escala, a densidade média do Universo é igual em todo o Universo e, o segundo, refere-se à aparência do Universo, afirmando ser ela a mesma em qualquer direção. Em conjunto, homogeneidade e isotropia implicam em uniforme. Ou seja, no Universo, não há direção nem lugar especial.
Principais aspectos da teoria do Big Bang
Depois da teoria de Lemaître, outras observações astronômicas começaram a aparecer. Um exemplo é a observação divulgada por Edwin Hubble (1889-1953) sobre o movimento das galáxias. Segundo o cientista, as galáxias se distanciam umas das outras em todas as direções de espaço e em alta velocidade. Indo além, essa teoria foi evidenciada por uma descoberta dos físicos Arno Penzias e Robert Wilson a respeito da radiação cósmica, o que reforçou ainda mais a hipótese do átomo primordial.
Com tantas descobertas, pôde-se concluir que o afastamento das galáxias é consequência de um Universo em expansão, como proposto em hipóteses anteriores, e que a radiação de fundo faz referência a um ponto de início, uma partícula densa unificada, confirmando todas as teorias anteriores. Sendo assim, todos os núcleos atômicos foram criados a partir do processo chamado nucleossíntese. Todas essas etapas culminam, finalmente, na teoria do Big Bang!
Ufa, acompanhou até aqui? Então confira a nossa revisão e anote bem as etapas da formação do Universo para se dar bem nos vestibulares!
O começo de tudo
Como vimos, apesar do nome sugerir explosão, Big Bang diz respeito ao processo de expansão (já que os motivos da partícula ter explodido ainda são desconhecidos, apesar de muita pesquisa em cima) de um ponto único no espaço, singular, com densidade e temperatura extremamente altas.
Período inflacionário
Sim, o Universo tem idade! E, quando ele tinha mais ou menos 10-35 segundos, período chamada de inflacionário, seu tamanho teve um aumento exponencial – cerca de 90 vezes! Com isso, o Universo ficou mais frio e menos denso, o que deu origem às forças fundamentais de espaço e tempo, entre outras conhecidas na ciência.
Universo opaco
E já que estamos falando de idade do Universo, cabe ressaltar que alguns elementos leves da tabela periódica, entre eles o hélio e o hidrogênio, surgiram nos primeiros minutos de vida. Isso se deu por meio da combinação de prótons, originando núcleos atômicos.
Com isso, um rastro de energia proveniente de todos as direções do Universo foi deixado, o que é chamado no meio científico de radiação cósmica de fundo. Outro ponto importante é em relação à densidade do Universo: entre 300-400 mil anos de idade, ele era tão denso que luz alguma conseguia se propagar.
Universo transparente
Conforme a expansão foi ocorrendo, houve, também, a diminuição da temperatura, permitindo a união de elétrons livres com núcleos atômicos, originando os primeiros átomos neutros – fase conhecida como recombinação. Assim, a luz passou a se propagar mais facilmente pelo espaço, tornando o Universo cada vez mais transparente.
Colapso gravitacional
Outra etapa marcante se deu quando o Universo atingiu cerca de 200 milhões de anos, quando as forças gravitacionais passaram a se juntar em grandes quantidades de gás. Nessa fase, o Universo era composto de 75% de hidrogênio e 25% de gás hélio. Com a aglutinação desses átomos em pequenos volumes e diante de temperaturas e pressões altas, outro processo teve o seu início: o de fusão nuclear de partículas de hidrogênio, originando as estrelas. Incrível, né?
Formação das galáxias
Quando o Universo chegou aos seus 500 milhões de anos, houve a união da força gravitacional, de forma que as estrelas passaram a se aglomerar, dando origem às galáxias.
Como podemos ver até aqui, a teoria do Big Bang não é importante para a ciência somente por nos trazer uma explicação sobre a origem do Universo, ela vai além disso. As observações astronômicas advindas dessa teoria são igualmente importantes para o entendimento do espaço, principalmente em relação à descoberta das quatro forças da natureza: eletromagnetismo, força gravitacional, força nuclear fraca e força nuclear forte.
A teoria do Big Bang pode ser extinta?
Apesar das pesquisas científicas estarem sempre se aprofundando no assunto, muito dificilmente a teoria do Big Bang será extinta, já que ela diz respeito à transformação do Universo e não ao seu início em si. Como essa expansão ainda reflete no que temos hoje no espaço, as observações astronômicas podem somar à teoria, mas sem a pretensão de anular o que foi comprovado.
O que temos, no entanto, são algumas variações da teoria do Big Bang, entre elas a que propõe que o Universo seja cíclico, ou seja, que ele é composto por ciclos intermináveis de explosões e implosões, chamados de bangs e big crunchs consequentemente – o que já é nomeado cientificamente de teoria dos ciclos cosmológicos.
Resumo do Big Bang para o vestibular
E aí, acompanhou o raciocínio? Como sabemos que nem sempre é fácil guardar todos os pontos de uma matéria, vamos listar as principais fases da teoria do Big Bang para que você tome nota e mande bem no vestibular! Vamos lá?
- O começo de tudo: apesar do nome sugerir explosão, Big Bang diz respeito ao processo de expansão;
- Fase inflacionária: origem das forças fundamentais de espaço e tempo (quando o Universo aumentou o seu tamanho em 90 vezes, tornou-se mais frio e menos denso);
- Universo opaco: fase dos primeiros minutos de vida, quando originaram o gás hélio e o hidrogênio (nesta etapa, tudo era tão denso que a luz não se propagava);
- Universo transparente: fase da diminuição da temperatura e união de elétrons livres com núcleos atômicos (aqui, a luz passou a se propagar com mais facilidade);
- Colapso gravitacional: fase em que se deu a aglutinação de átomos em pequenos volumes, originando as estrelas;
- Formação das galáxias: com 500 milhões de anos, a união da força gravitacional fez com que as estrelas se aglomerassem e dessem origem às galáxias.
Agora ficou mais fácil, né? A nossa dica é sempre fazer um resumo como o de cima para que os tópicos sejam memorizados com mais facilidade!
Caiu no vestibular!
Se você chegou até aqui, esperamos que a teoria do Big Bang tenha ficado clara e que você mande muito bem nas provas! Ah, e apesar de esse ser um assunto bastante cobrado no Enem, ele também está presente nos vestibulares de todo o país.
Confira as instituições de ensino que já cobraram a origem do Universo no processo seletivo:
- Unifal
- UFC
- UFCSPA
- UEL
- Unicentro
- UCPel
Chegou a sua vez de treinar!
Para provar o seu conhecimento no assunto, juntamos algumas questões já cobradas em provas sobre a teoria do Big Bang. É só clicar aqui para acessar a nossa lista de exercícios. Bons estudos!
