ÁREA DE GEOGRAFIA : O UNIVERSO

Organizada por Alexsandro Barbosa Costa, julho de 2007

Definição

Conjunto de estrelas, planetas, galáxias e outros astros celestes inseridos no sistema espaço-temporal que obedecem às leis da física.

Esta definição, embora bastante vasta, é ainda incompleta frente aos avanços do conhecimento e da agregação cada vez maior de descobertas antes desconhecidas e que passam a ter comprovação científica

Origem

O Big Bang, ou, na verdade grande expansão, também conhecido como modelo da grande explosão térmica, parte do princípio de Friedmann, segundo o qual enquanto o Universo se expande, a radiação contida e a matéria se esfriam. Para entender a teoria do Big Bang, deve-se em primeiro lugar entender a expansão do Universo, de um ponto A para um ponto B; assim, podemos, a partir deste momento, retroceder no espaço, portanto no tempo, até o Big Bang.

Sabe-se que a matéria primordial - muitos acreditam ser o hidrogênio - ao aglomerar-se gravitacionalmente deu origem às primeiras galáxias, onde surgiram posteriormente estrelas e planetas, num processo de expansão que ainda está em marcha, desde há cerca de 13,7 mil milhões de anos (no Brasil, bilhões de anos).

Mais sobre o Big Bang

Em cosmologia, o Big Bang é a teoria científica que o universo emergiu de um estado extremamente denso e quente há cerca de 13,7 bilhões de anos. A teoria baseia-se em diversas observações que indicam que o universo está em expansão de acordo com um modelo Friedmann-Robertson-Walker baseado na teoria da Relatividade Geral, dentre as quais a mais tradicional e importante é relação entre os redshifts e distâncias de objetos longínquos, conhecida como Lei de Hubble, e na aplicação do princípio cosmológico. Em um sentido mais estrito, o termo "Big Bang" designa a fase densa e quente pela qual passou o universo. Essa fase marcante de início da expansão comparada a uma explosão foi assim chamada pela primeira vez, de maneira desdenhosa, pelo físico inglês Fred Hoyle no programa "The Nature of Things" da rádio BBC. Hoyle, proponente do modelo (hoje abandonado) do universo estacionário, não descrevia o Big Bang mas o ridicularizava. Apesar de sua origem, a expressão"Big Bang" acabou perdendo sua conotação pejorativa e irônica para tornar-se o nome científico da época densa e quente pela qual passou o universo.

Em 1927, o padre e cosmólogo belga Georges Lemaître (1894-1966), derivou independentemente as equações de Friedmann a partir das equações de Einstein e propôs que os desvios espectrais observados em nebulosas se deviam a expansão do universo, que por sua vez seria o resultado da "explosão" de um "átomo primeval". Em 1929, Edwin Hubble forneceu base observacional para a teoria de Lemaitre ao medir um desvio para o vermelho no espectro ("redshift") de galáxias distantes e verificar que este era proporcional às suas distâncias, o que ficou conhecido como Lei de Hubble-Humason.

A teoria do Big Bang não é um acontecimento igual a uma explosão da forma que conhecemos, embora o universo observável com a ajuda das lentes dos modernos telescópios espaciais ainda descreva um resultado de uma explosão (uma fuga cósmica) há quem levante dúvidas se realmente houve algo que explodiu ou se foi uma explosão a causa dessa dilatação observada. Alguns afirmam que o termo "Big Bang" é utilizado como uma aproximação para designar aquilo que também se costuma chamar de "Modelo Cosmológico Padrão". Este consiste numa aplicação da Relatividade Geral ao Universo como um todo. Isso é feito, em um primeiro momento, assumindo-se que o universo é homogêneo e isotrópico em larga escala.

Em um segundo momento se introduz flutuações de densidade no modelo e estuda-se a evolução destas até a formação de galáxias. O modelo cosmológico padrão é extremamente bem testado experimentalmente e possibilitou a previsão da radiação cósmica de fundo e da razão entre as abundâncias de hidrogênio e hélio. Os dados observacionais atualmente são bons o suficiente para saber como é a geometria do universo. Exemplificando: Se for imaginado um triângulo, com lados maiores do que milhares de vezes o raio de uma Galáxia observável qualquer, se poderá saber da validade do teorema de Pitágoras pela observação direta. Porém, não se tem idéia de qual é a topologia do universo em larga escala atualmente. Ou, é sabido se ele é infinito ou finito no espaço.

O termo Big Bang também designa o instante inicial (singular) no qual o fator de escala (que caracteriza como crescem as distâncias com a expansão) tende a 0. Alguns afirmam que as equações da Relatividade Geral falham no instante 0 (pois,são singulares). Eventos com t< t_{big bang} simplesmente não estão definidos. Portanto acreditam alguns que, segundo Relatividade Geral não faz sentido se referir a eventos antes do Big Bang. É sabido que as condições físicas do universo muito jovem estão fora do domínio de validade da Relatividade Geral devida densidade ambiental e não se espera que as respostas sejam corretas na situação de densidade infinita e tempo zero. Atualmente a Teoria do Big Bang é a mais aceita hoje pelos cientistas. Porém há pessoas que afirmam que nela existem contradições que não podem explicar alguns pontos.

Como a temperatura é a medida da energia média das partículas, e esta é proporcional à matéria do universo, de uma forma simplificada, ao dobrar o tamanho do universo, sua temperatura média cairá pela metade. Isto é, ao reduzir o tecido universal, portanto aumentando sua densidade, aquela dobrará; podemos ter um ponto de partida de temperatura máxima, e massa concentrada numa singularidade, que nos dará o tempo aproximado do início da aceleração da expansão do tecido universal, e sua gradual e constante desaceleração térmica. Para entender este processo, há que se usar um exemplo prático, a visão deve ser quadridimensional. Como os sentidos humanos somente percebem o espaço tridimensional (Coordenadas x,y,z), ilustrando a partir de um modelo em três dimensões fica mais compreensível, pois o tempo estaria numa coordenada "d", o que dificulta ao leitor comum a compreensão da evolução do tempo e espaço simultaneamente.

Imaginemos uma bolha de sabão, suponhamos que esta bolha seja preenchida por um fluido, deixemos o fluido de lado e concentremo-nos na superfície propriamente dita da bolha. Esta no início é um ponto de água com sabão, por algum motivo desconhecido, que não importa, começa a aumentar através da inserção de um gás, tomando a forma esférica. Observemos que, na medida em que o ar penetra preenchendo o interior da bolha de sabão (a exemplo de uma bexiga), começa a haver a expansão volumétrica do objeto. Nos concentremos no diâmetro da bolha e na espessura da parede. Verificaremos que, à medida em que seu diâmetro aumenta, a espessura diminui, ficando mais e mais tênue, pois a matéria está se desconcentrando e se espalhando em todas as direções. De uma maneira simplificada, podemos afirmar que o aumento do diâmetro da bolha é o universo em expansão, o aumento da área da superfície é a diminuição da densidade material, a redução da espessura da parede é a constante térmica que diminui à medida em que o universo se expande.

Futuro

Nesta altura, é ainda impossível garantir que o Universo continuará a expandir-se infinitamente, levando à desagregação de toda a matéria e à sua morte, ou se eventualmente essa expansão abrandará e se iniciará um processo de condensação. Este última hipótese, que sustenta a possibilidade da ocorrência de um fenômeno inverso ao Big Bang, o Big Crunch, leva à conclusão de que este Universo poderá ser apenas uma instância distinta de um conjunto mais vasto, a que outros 'Big Bangs' e 'Big Crunches' deram origem. O filósofo alemão Friedrich Nietzsche propôs a hipótese, na sua teoria do Eterno retorno, de que o Universo e todos os acontecimentos que contém se repetem ou repetirão eternamente da mesma forma.

 

Fonte: Wikipédia

 

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