A Teoria do Big Bang
Leonardo S. Alves, Fabio S. Casula e
Rafael do P. Puglia
Introdução
• A teoria do Big Bang parte do pressuposto de
que a matéria estava toda concentrada em um
único ponto, um grão primordial de densidade
infinita. A partir de uma perturbação de
motivos desconhecidos esse grão teria
explodido e expandido dando origem ao
espaço e ao tempo como os conhecemos..
História da Teoria
• A teoria foi bolada pelo padre e cosmólogo George
Lemaître, que, partindo das equações de campo de
Einstein, derivou as equações de Friedmann, que
regem a expansão métrica do espaço, e propôs que os
desvios espectrais das nebulosas eram devidos à
expansão do universo. Logo, em algum momento a
matéria deveria estar toda concentrada.
• A comprovação observacional veio em 1929, 2 anos
depois, com Hubble que observou o “redshift” das
galáxias distantes, que comprovavam que as galáxias
estavam se afastando e que, quanto mais distantes,
mais elas se afastavam.
Compreensão da Expansão
• A explosão térmica que teria ocorrido no Big
Bang resultaria em uma expansão do universo e
conseqüentemente uma redução na temperatura
e na densidade média do mesmo.
• A compreensão dessa expansão é meio
complexa, pois a teoria parte da idéia que tempo
e espaço foram criados juntos, o que leva a uma
expansão em quatro dimensões, o que dificulta o
entendimento. Podemos pensar em uma
expansão volumétrica através do tempo.
Não há nenhum centro do universo porque não há
nenhuma borda do universo. Em um universo finito, o
espaço é curvado de modo que você poderia viajar
bilhões de anos-luz em uma linha reta e
eventualmente você terminaria onde você começou. É
também possível que nosso universo seja infinito. Em
ambos os exemplos, os grupos de galáxias enchem
completamente o universo e movem-se para os lados,
em todos os pontos que fazem o universo se expandir
Um exemplo de um universo muito pequeno que
contem somente 48 estrelas. Uma nave espacial
voando entre estas estrelas não pode encontrar a
borda deste universo. Se sair em um lado do universo
reentrará no outro lado. As pessoas na nave espacial
vêem um número infinito de estrelas ao redor dela.
Este universo não tem nenhum limite e nenhum
centro.
Há uma suposição comum que o Big Bang foi uma explosão que
ocorreu no espaço vazio e que a explosão expandiu no espaço
vazio. Isto é errado.
O espaço e o tempo foram criados no Big Bang. No começo do
universo o espaço era preenchido completamente com a matéria.
A matéria estava originalmente muito quente e muito densa e
então expandiu e esfriou para eventualmente produzir as
estrelas e as galáxias que nós vemos no universo hoje.Embora o
espaço possa ter sido concentrado em um único ponto no Big
Bang, é igualmente possível que o espaço fosse infinito no Big
Bang. Em ambos os cenários, o espaço foi enchido
completamente com a matéria que começou a expandir.
Não há nenhum centro da expansão, o
universo está expandindo simplesmente em
todos os pontos. Os observadores em todas
as galáxia vêem a maioria das outras
galáxias no universo que movem-se
afastando-se delas.
A única resposta a pergunta "Onde
aconteceu o Big Bang" é que isso ocorreu em
toda parte do universo.
O espaço foi criado no Big Bang. Nosso
universo não tem nenhum borda ou limite não há nenhuma ' parte externa ' de nosso
universo. É possível que nosso universo seja
parte de uma infinidade de universos, mas
estes universos não necessitam
necessariamente de ' um espaço ' para
existir dentro.
O tempo foi criado no Big Bang - nós não
sabemos se existia antes do Big Bang.
Algumas teorias sugerem que nosso universo
é parte de uma infinidade de universos
(chamados ' multiverso ') que estão sendo
criados continuamente. Isto é possível mas
muito mais difícil de provar.
Uma pergunta interessante é a seguinte:
Se o universo tem 14 bilhões de anos de idade, como poderiam
as galáxias ter viajado mais de 14 bilhões de anos-luz?
Pode ser que nosso universo seja infinito e esteve preenchido
com a matéria em toda parte desde o Big Bang. Há também a
evidência de que no início o universo pode ter expandido muito
mais rapidamente do que a velocidade de luz (Teoria
Inflacionária). Não há nenhum limite de quão rapidamente o
espaço pode expandir-se. É possível inflar o espaço de modo que
embora as partículas não estejam viajando rapidamente, o
espaço entre partículas aumente enormemente.