Page 5 - Anexo do Boletim Numero 255 da APE

a matéria estava concentrada num ponto de temperatura e de densidade infinitas.
O Big Bang não correspondeu de modo algum à criação propriamente dita do Universo, mas simplesmente a um episódio particular que ele atravessou.
Este modelo foi elaborado pelo padre belga Georges Lemaître (1894-1966) que publicou em 1927 um artigo que juntava duas ideias: expansão do espaço e as equações de Einstein aplicadas ao conteúdo do Universo e meteu em evidência as observações do astrónomo americano Edwin Hubble sobre a expansão do Universo prevista por Lemaître.
Como procuro ilustrar no desenho acima, tudo começou, como se disse atrás, há cerca de 13,7 mil milhões de anos com uma “deflagração” que libertando uma energia colossal sob a forma de luz, engendrou simultaneamente o tempo, o espaço e a matéria.
Na fracção de segundo que se seguiu à “deflagração” as partículas de luz, os fotões resultantes da radiação densa e intensa originaram uma sucessão de protões, electrões, partículas exóticas (que se afastam da norma), assim como os seus duplos, antiprotão, antineutrão, anti-electrão e antipartículas exóticas, de propriedades idênticas, mas de sinal contrário.
Um milhão de anos mais tarde o Universo, já bastante arrefecido, cessou a formação de partículas novas e a matéria, após ter eliminado a sua rival, a antimatéria, estruturou-se em átomos mais leves, como o Hidrogénio, o Deutério, o Hélio (isótopos do Hidrogénio), o Lítio, etc. e formou massas de estrelas, galáxias e enxames de galáxias.
Os astros em movimento projectaram para o espaço elementos pesados que num canto perdido de uma galáxia espiral levaram à formação de um pequeno planeta azul; a Terra.
O Big Bang não passa de um modelo, um quadro, digamos assim, para pensar a expansão do Universo, havendo outras hipóteses.
Se não gostamos da expressão, podemos substituir Big Bang por uma expressão menos polémica como “Aparecimento do Universo”
Até ao instante 10-43 s a física não consegue penetrar porque a Teoria Geral da Relatividade não é adaptável a tão pequena escala: é o instante mais longínquo a que se consegue “descer” e para o qual as noções de espaço e de tempo têm sentido.
Como se procura ilustrar no esquema apresentado, nas primeiras fracções de segundo um fenómeno curioso se produz: a inflacção. O Universo dilata-se 1050 vezes funcionando aí a força gravitacional ao contrário, ou seja, em vez de atrair repele. Entre esses 10-43 e 10-32 segundos a temperatura desce de 1032 a 1015 graus Celsius. Segue-se uma expansão mais calma. Mas é durante esse tempo que o vazio cósmico, um vazio cheio de energia, se enche de estranhas personagens: a luz sob a forma de fotões, mas também a matéria sob a forma de protões, neutrões, neutrinos. A matéria coabita com a antimatéria que possui propriedades invertidas: por exemplo o electrão é electricamente negativo enquanto o anti-electrão, ou positrão, é positivo. Quando dois destes falsos gémeos se encontram eles aniquilam-se gerando um fogo de artifício de fotões.
(Uma guerra gigantesca, matéria versus antimatéria levou ao desaparecimento de toda a antimatéria; desse choque só uma ínfima quantidade de matéria escapou no desastre. É ela que constitui o Universo actual. Ligeiras quebras de simetria matéria/antimatéria e uma ligeira diferença no sistema de desintegração de algumas partículas primordiais deram uma pequena vantagem à matéria).
1.2 A formação do Sistema Solar. O aparecimento da Terra
Desse tempo data toda matéria do Universo, que não será mais criada, mas rearranjada, formando-se como foi dito atrás o Hidrogénio, o Deutério (Hidrogénio pesado), o Hélio, com igual número de electrões e de protões.
Destes choques os fotões são libertados e viajam pelo espaço: é impossível observar o que se passou antes desta etapa na qual, em cerca de 300.000 anos a temperatura atinge 3.000 graus e 2,5 mil milhões de anos, a temperatura ficaentre6Ke14K (ouseja,-267e-259oC).
Graças a estes átomos, as primeiras estrelas acendem- se queimando os seus combustíveis, juntando-se em galá- xias, depois em enxames e superenxames de galáxias.
Esta teoria do Big Bang assim apelidada ironicamente mantém-se sólida graças a três “provas”:
– as galáxias afastam-se umas das outras tanto mais quanto mais longe estão (como um balão com marcas na sua superfície e que se enche) logo, temos um Universo em expansão.
– a radiação difusa cosmológica, a primeira luz emitida foi observada em 1965.
– as proporções que os modelos impõem para os elemen- tos químicos leves (Deutério, Hélio -3, Hélio -4 e Lítio -7) cor- respondem às medidas efectuadas.
Se rebobinássemos o filme ver-se-ia que as galáxias se aproximam umas das outras, que o tamanho do Universo se reduz e que este acabaria por se reduzir a um ponto, de vo- lume nulo e com uma densidade (e temperatura) infinita (a que se chama “singularidade inicial”).
Portanto até hoje nada desacredita este filme.
Neste contexto parece que só a gravidade actuaria, mas outras interacções entram em jogo: as interacções electro- magnética, nuclear fraca e nuclear forte que determinam o comportamento da matéria naquelas condições de tempe- ratura e de densidade muito elevadas.
Os astros em movimento projectaram para o espaço ele- mentos pesados que num canto perdido de uma galáxia es- piral levam à formação de um pequeno planeta azul, a Terra, por acreção de gás e poeira em torno do jovem Sol.
Nota: escrevo português como aprendi na instrução primária e no Pilão.
Biblografia
“Os três primeiros minutos do Universo” de Steven Weinberg “A Criação do Universo” Fang Li Zhi e Li Shu Xián
“Deus joga aos dados?” de Ian Stewart
“Luz antiga Uma introdução à Cosmologia” de Alan Lightman “Descobrir o Universo” da nossa Teresa Lago e
alguns Dossier Science, Nos 62, 71, 90 entre outros
Anexo Digital ao Boletim da Associação dos Pupilos do Exército • outubro a dezembro | 4