Blogs, Blagues e Blefs: O Big Bang sem explosão

O Big Bang sem explosão – Assista de olhos fechados.

Para poder entender (mais ou menos) como se deu o Big Bang, no caso de leigos como eu, é necessário ler com atenção o texto sobre a introdução à física quântica em http://bardochoppgratis.blogspot.com.br/2012/07/facil-introducao-fisica-quantica-para.html e lembrar que sim, do “nada” pode emergir, consubstanciar-se “alguma coisa”. Isso é o que nos diz a Física Quântica. Bem... Do nada, do nada mesmo, não... Mas de algo muito parecido: O falso vácuo. É denominado assim, de “falso”, porque é “temporário”. Mesmo sendo parecido com o vácuo verdadeiro, e ao contrário deste, tem a propriedade de ser metastável, isto é, é extremamente instável. O vácuo comum você pode deixar quieto e esperar uma eternidade que não acontece nada.

Para que tenhamos uma idéia do vácuo verdadeiro, não temos no mundo um equipamento que possa extrair toda a matéria e a energia de, por exemplo, um cm3 de “espaço”, de forma a produzirmos o vácuo verdadeiro, extraindo toda essa energia ou matéria e deixar esse cm3 completamente vazio... Devemos ter sempre em mente que uma teoria que tente explicar este nosso universo – e ou outros - é boa enquanto explica tudo o que vemos. Se não for assim, revisa-se, e se for o caso, abandona-se.

Mas se desejar continuar assim mesmo sem acessar o link que sugerimos,... Vamos lá...

Imagine-se “olhando” para o acontecimento, como se fosse um “deus” que fez a sua obra e cresceu tanto ou mais do que o próprio universo que está criando – desde quando este era apenas uma partícula, ou algo correspondente a 25 gramas, ou um pão francês – acompanhando o crescimento de sua criação. Isto lhe permitirá “ver” o que vai acontecendo ao universo desde sua “ultra mini-miniatura” até essa imensidão da qual só conhecemos uma pequena parte (O universo total é pelo menos 10 elevado a 23 vezes maior do que a parte que vemos atualmente, ou seja, 100.000.000.000.000.000.000.000 vezes maior).

Para poder fechar os olhos e viajar até a formação do Universo, peça que alguém lhe leia este texto, e feche os olhos... Mas não imagine nenhuma explosão porque não a houve...

Etapa 1 – O falso vácuo se desintegra

Vimos que no falso vácuo os campos de Higgs permitem prever o aparecimento de uma partícula, ou “Bóson de Higgs”, ou ainda como é mais conhecida, a “partícula de Deus”. O surgimento do Universo, ou de uma infinidade deles, pode ter partido da instabilidade do falso vácuo ao criar uma ou mais dessas partículas, mas não houve explosão nenhuma. Definitivamente não! E antes que se pergunte sobre o que foi feito do “falso vácuo” que deu origem ao universo, ele ainda está lá... E como é fácil adivinhar, está produzindo mais universos, porque é “metastável”.

O nosso faz parte – provavelmente – de uma infinidade de universos, alguns tendo aparecido há um tempo infinito para “trás”, no tempo, e daí para cá, novos surgem a todo o instante, outros que estarão emergindo agora, neste instante, e outros que emergirão. O nosso somente pode ser “intuído” a partir de ínfimos instantes a partir de seu surgimento, quando era ainda uma pequena esfera de dimensões próximas do zero.

Então, olhe toda a escuridão do falso vácuo, e veja aquela pequena esfera escura (com dimensões tão pequenas, só mesmo sendo “deus” para conseguir vê-la, mas admitamos que a vê). Reduza também a medida de seu tempo bilhões, trilhões de vezes para poder ver tudo como se fosse em câmara lenta, porque essa ínfima esfera vai inflar tão rapidamente que a luz, que viaja a 300.000 km/s parecerá estar parada. Com a mesma medida de tempo que temos, não poderíamos “ver” nada.

Tenha em mente também que essa esfera, tão ínfima, tem volume quase igual a zero. Como a densidade é igual à massa (ou energia) dividida pelo volume, podemos avaliar que a densidade só pode ser infinita (qualquer número dividido por zero é igual a infinito). Ela é praticamente redonda nesse instante. Também, essa esfera deve ser uniforme, isto é, todos os pontos internos devem gozar das mesmas propriedades. A esfera é também extremamente quente, com temperaturas muito acima dos bilhões de graus kelvin – ou centígrados - não importa para nós, leigos, em qual unidade se mede a temperatura neste caso.

O falso vácuo tem outra propriedade: Ele apresenta o mais baixo nível de energia. Para que sua energia varie e atinja outros mais elevados, é necessário que algo aconteça nos campos de Higgs. Para os crentes, poderão dizer que foi o dedo de deus que lhe deu um peteleco. Para os estudiosos da Física Quântica, isso de deve à própria instabilidade do falso vácuo, fazendo com que os vetores do campo de Higgs mudem rapidamente de valores, de modo frenético, quer por tunelamento quântico, quer pela evolução dos estágios de energia. Para nós, que somos leigos, isso não interessa muito. O que interessa é que antes de decorrido um minuto, o universo – aquela esfera - já não é redondo. Vista do lado de fora, por você, verá que a fronteira do universo é praticamente plana. Não poderia ser diferente para uma esfera que infla de forma exponencial e que é homogênea, submetida a enorme pressão que a faz inflar tão rapidamente (imagine uma bola inchando. Sua superfície vai ficando menos redonda e mais plana na medida em que infla). A temperatura baixou consideravelmente, mas ainda não há luz. O interior é uma “pasta” sem luz, com densidade de energia constante. Tem que ser constante, porque caso contrário não estaríamos aqui para perguntar. Ademais, não haveria para onde mandar ou de onde retirar mais energia: O universo está nesse instante e neste também, rodeado de falso vácuo. O falso vácuo também infla. (Tente ver uma porção de esferas, ou de universos inflando a velocidades superiores à da luz, num meio que também infla, senão as esferas se chocariam e se aniquilariam).

Essa pasta do Universo no primeiro minuto de “vida” está sujeita a leis que não sabemos de onde surgiram. Uns dirão que foi deus que as imprimiu logo no início da formação do universo com um peteleco. A física não tem respostas, mas sabemos que tais leis são verdadeiras porque explicam o universo tal como o conhecemos, e ainda não descobrimos todas as leis. E=mc2 é uma dessas leis descoberta por Albert Einstein.

Como curiosidade, descobriu-se que há uma densidade crítica a partir da qual os campos de higgs não produziriam um universo como o nosso. Chama-se a essa densidade crítica de “Omega”. A densidade crítica Omega deve ser igual a um ou muito próximo disso. A do nosso universo varia hoje entre 0,1 e 2. No inicio do universo variava entre 0,999999999999999 e 1,000000000000001 (quinze casas decimais). Na medida em que infla de forma exponencial ( o volume aumenta rapidamente) e para que a densidade se mantenha é necessário que surja mais matéria. A matéria é retirada da energia gravitacional que é negativa. Na medida em que o universo infla e se expande, a temperatura baixa quase que na mesma proporção e mais massa surge.

2- E a luz se fez.

Até 300.000 anos após o inicio do big bang havia uma sopa de elétrons super agitados. Até aqui, ainda não havia luz, mas o universo já era tão extenso que tinha uma dimensão de 900.000 anos luz. È a partir desta fase que o universo já resfriado permite a interação entre elétrons e núcleos atômicos para formar átomos eletricamente neutros. A luz se faz, e à velocidade de 300.000 km/s tem ainda um horizonte de 900.000 anos para conseguir atingir os limites do universo. O universo torna-se finalmente transparente. Essa luz ainda não chegou até nos porque o Universo inflou muito mais do que esses 900.000 anos. Estamos hoje a cerca de 13,9 bilhões de anos desde o inicio do big bang.

A análise da radiação cósmica de fundo – os ecos do big-bang – ainda chegam até nós e mostram a uniformidade do universo.

Para entrar em detalhes sobre todas as dúvidas que ainda deve ter – este artigo serve apenas para “tentar visualizar” o big-bang e mostrar que não foi uma “explosão” – consulte, por favor, literatura relacionada com William G. Guth, Stephen Hawking, Albert Einstein e outros.

Rui Rodrigues