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Ribeirão Preto, SP, Brazil
Professor de Física licenciado em física pela UNESP (Bauru) Atualmente é mestrando em ensino de física pela UFSCar. Também é baixista da banda de rock and roll GOZZ e da banda tributo ao Pink Floyd DOGS, da qual também é vocalista.

sexta-feira, 30 de janeiro de 2009

Big Bang e a Expansão do Universo
















Há muita discussão, muita controvérsia, muita dúvida sobre a origem do Universo e sobre seu destino, mas não há tantas respostas...

Dentre as teorias mais aceitas para "modelar" a origem de nosso universo está a famosa teoria do Big-Bang, que nasceu de observações e conclusões de Edwin Hubble, astrônomo que verificou e quantificou a expansão do Universo.

Na década de 1920, Hubble (foto) verificou que as galáxias (corpos celestes que se mostram, a olho nu, como manchas difusas no céu ou nebulosas) se afastam de nós, e mais, verificou que as galáxias mais distantes afastam-se com maior velocidade de evasão! Esta é, basicamente, a forma qualitativa da Lei de Hubble.

Bem. Agora imaginemos este processo como se estivéssemos "voltando a fita do tempo"; a conclusão mais óbvia é que a matéria universal eseve concentrada num ponto e deste ponto evadiu a partir de um dado instante, considerado como o início do tempo.

Cálculos mostram que esta singularidade, esta grande concentração de matéria e energia, teria ocorrido há cerca de 13,7 bilhões de anos.

Por mais estranho que isto pareça, a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, explica de forma aceitável a expansão do Universo e o afastamento das galáxias de acordo com a Lei de Hubble, sendo um forte sustentáculo em prol da Teoria do Big-Bang.

Fato interessante sobre a Teoria do Big Bang, associado à propagação da luz com velocidade limite c, de aproximadamente 300.000km/s, é que, ao observarmos galáxias muito longínquas, estamos de fato olhando para o passado! Por exemplo: ao olharmos para um corpo celeste que se encontra a cem anos-luz da Terra, isto significa que sua luz viajou cem anos até chegar aqui, logo, estamos vendo o que se passou há cem anos neste corpo!

















Com isto, os cosmólogos podem estudar a evolução das galáxias, contanto que tecnologia avançada o suficiente esteja disponível, pois, ao observarmos uma galáxia que está a 10 bilhões de anos-luz de nós, estamos olhando 10 bilhões de anos no passado, logo, estamos contemplando a juventude de uma galáxia! Resumindo:olhar pra longe é ver o passado!

A imagem acima é uma fotografia do tipo ultra-deep field, obtida pelo telescópio espacial Hubble, e mostra galáxias a até de 12 bilhões de anos-luz de distância. ou seja, ao observarmos esta fotografia, olhamos 12 bilhões de anos no passado destas galáxias.

Uma pergunta persistente acerca da Teoria do Big-Bang é como era o Universo antes da explosão primordial e no seu exato instante?

A Teoria da Relatividade Geral prevê uma densidade infinita imediatamente antes da explosão, o que é um resultado difícil de se interpretar e aceitar, constituindo um ponto fraco da Teoria do Big-Bang e da física contemporânea em geral.

No fim da década de 1940, George Gamow propôs que o Big-Bang pudesse ter deixado evidências, pistas observáveis até os dias de hoje, pois uma concentração tão compactada de matéria e energia deveria ter emitido muita luz, e que com a expensão, a temperatura dessa emissão tivesse baixado. Em 1965, dois engenheiros de telecomunicações verificaram, durante tentativas de eliminar um ruído persistente de sinal, que esta radiação, na banda das microondas, vinha de todas as direções, parecia isotrópica e tinha temperatura de 2,7 Kelvins. Este achado foi considerado como a comprovação fenomenológica do Big-Bang e rendeu aos engenheiros Arno Penzias e Robert Wilson, um prêmio Nobel.de física em 1978.

Dois outros mistérios sobre o Universo permanecem com muitas perguntas: a matéria escura e a energia escura.

Em 1933, o astrônomo Fritz Zwicky calculou a massa do algomerado de galáxias de Coma e verificou que esta massa seria cerca de 400 vezes maior do que a soma das massas das galáxias uma a uma. Isto o levou a concluir que deveria haver uma espécie de matéria escura, responsável por manter o aglomerado coeso, e que esta matéria existiria em proporções muito maiores do que a matéria que conhecemos. Até então, pouco ou quase nada se sabe sobre esta matéria escura.

Em 1998 descobriu-se que a expansão do Universo está acelerada. Os fenômenos gravitacionais são absolutamente incapazes de explicar tal aceleração, pois a gravidade tenderia a desacelerar a expansão e, se a massa total do Universo fosse suficiente, faria com que, a partir de certo momento, o Universo passasse a se contrair! Esta descoberta sugeriu a existência de uma misteriosa energia escura que provoca tal aceleração na expansão.

Tantos problemas e tantas dúvidas não nos permitem dizer que uma teoria como a do Big-Bang seja definitiva e verdadeira. Estima-se que 94% da matéria existente no universo seja do tipo escura e que 74% da massa-energia (conceito relativístico) do Universo seja do tipo energia escura. Se isto for verdade, conhecemos superficialmente uma porção minoritária do Universo, logo, fazer afirmações categóricas e assumir teorias como verdades absolutas seria, no mínimo, inocente.

Dependemos de tecnologia cada vez mais avançada para ampliarmos nosso conhecimento e isto é uma limitação para que respostas sejam encontradas em ritmo mais acelerado.

Para saber mais, clique nos números das referências a seguir: [1],[2].