Mais sobre a história do Big Bang

Hubble teorizou que o universo se expande com o passar do tempo. Isso significa que, há bilhões de anos, o universo teria sido muito menor e mais denso. Para ele, se recuássemos o bastante, teríamos um colapso do universo para uma área com densidade infinita que conteria toda a matéria, energia, espaço e tempo do universo. De certa forma, a teoria do Big Bang surgiu como resultado de um processo de engenharia reversa.

Um dia desses... Os cientistas utilizam as observações de Hubble para estimar a idade do universo. As estimativas atuais, com base na constante de Hubble, sugerem que o universo tem 13,7 bilhões de anos, com uma margem de erro de 200 milhões de anos para mais ou para menos. Outros métodos de estimativa da idade dependem de se determinar as idades das estrelas e dos elementos. Esses métodos nos oferecem uma gama de possibilidades cujo limite superior é o de 15 bilhões de anos.

Algumas pessoas tinham objeções sérias a essa teoria. Entre elas estava o famoso físico Albert Einstein. Ele defendia a teoria de que o universo era estático - que ele não muda, foi e será sempre o mesmo. Einstein esperava que sua teoria da relatividade geral propiciasse a ele uma compreensão mais profunda sobre a estrutura do universo.

Cortesia STSci e NASA
Imagens de antigas galáxias obtidas pelo Telescópio Hubble

Ao concluir a formulação de sua teoria, Einstein ficou surpreso ao descobrir que, de acordo com os seus cálculos, o universo teria que estar se expandindo ou se contraindo. Como isso conflitava com sua crença em um universo estático, ele saiu em busca de uma explicação plausível. Sua proposta era a de uma constante cosmológica - um número que, quando incluído em sua teoria geral da relatividade, serviria para eliminar a hipótese de expansão ou contração do universo. Quando as constatações de Hubble lhe foram apresentadas, Einstein admitiu que estava errado. O universo parecia estar se expandindo e a própria teoria de Einstein sustentava essa conclusão. A teoria e as observações deram origem a algumas previsões, muitas das quais foram confirmadas por observações posteriores.
Uma dessas previsões é a de que o universo seja a um só tempo homogêneo e isotrópico. Essencialmente, isso significa que o universo parece o mesmo não importa qual seja a perspectiva do observador. Em nível localizado, essa previsão parece falsa, afinal, nem todas as estrelas dispõem de um sistema solar dotado de planetas, como a nossa, e nem todas as galáxias parecem iguais. Mas em nível macroscópico, abarcando milhões de anos-luz, a distribuição de matéria no universo é estatisticamente homogênea. Isso significa que, mesmo que você estivesse na ponta oposta do universo, suas observações sobre a estrutura dele seriam semelhantes às obtidas aqui na Terra.

A homogeneidade astronômica Dizer que o universo é homogêneo e isotrópico é outra maneira de dizer que ele é o mesmo em todos os lugares e que suas propriedades são as mesmas em qualquer direção, ou seja, que não existe uma posição especial ou central no universo. Esse postulado é muitas vezes definido como princípio cosmológico ou princípio de Copérnico.

Outra previsão era a de que o universo teria sido intensamente quente nos estágios iniciais do Big Bang. A radiação desse período deve ter sido fenomenalmente alta, portanto deve haver traços remanescentes dela. Como o universo precisa ser homogêneo e isotrópico, as provas devem estar distribuídas equitativamente pelo universo. Os cientistas descobriram indícios dessa radiação nos anos 1940, ainda que na época não soubessem exatamente o que haviam encontrado. Só em 1960 duas equipes científicas diferentes descobriram o que hoje designamos como radiação cósmica de fundo em microondas (RCFM). A RCFM é formada por resquícios da intensa energia emitida pela bola de fogo primordial do Big Bang. No passado, ela era intensamente quente, mas agora se resfriou a gélidos 2,725 kelvins (-270,4 graus Celsius).

Cortesia NASA
Imagem da radiação cósmica de fundo em microondas obtida pela Sonda de Anisotropia de Microondas Wilkinson (WMAP)

Essas observações ajudaram a solidificar a Teoria do Big Bang como modelo predominante para a evolução do universo.