É curioso como a gente percebe a natureza, aparentemente calma, visualmente tranqüila, mas fervilhando em partículas, energia, matéria e movimento. Fazer parte dessa paisagem, olhar para o céu e sentir-se dentro dele, é motivo mais que suficiente para começar a fazer perguntas e entrar num ciclo interminável de respostas que geram perguntas, que querem respostas, que apontam mistérios que existem para ser desvendados.
A primeira sensação é de que há uma ordem em tudo isso. E foi pensando assim que os gregos associaram a palavra "cosmo", que quer dizer ordem em grego, à idéia de universo. E toda a evolução do conhecimento, principalmente no ocidente, se dá na tentativa de entender e explicar essa ordem.
Olhar para o céu ou para a Terra é só uma opção... a ordem deve estar em todas as partes. As pesquisas sobre nós mesmos e o nosso planeta já avançaram bastante, mas ainda restam muitas indagações. Se é assim com o que está próximo de nós, é justo avaliar o quanto há pra ser desvendado no universo.
Hoje nós sabemos que toda a energia consumida e transformada na Terra tem origem nas reações termonucleares do Sol, e que as substâncias de que somos feitos e que nos envolvem muito provavelmente têm origem no processo de evolução das estrelas. Mas, essa é uma noção recente. Foi só no final do século XVIII que surgiu a idéia de galáxia, mas mesmo assim muita gente pensava que as estrelas da VIA LÁCTEA eram todo o universo. Havia no céu dos telescópios do século XVI umas nuvens que pareciam poeira estelar ou coisa parecida, e foi só com a instalação de instrumentos mais potentes, já em 1925 , que a astronomia pôde identificar as estrelas gravitando nos diferentes formatos das galáxias .
Enquanto o estudo do céu mais próximo permitia definir melhor a estrutura da VIA LÁCTEA, a observação do céu de fundo apresentava centenas, milhares de novas galáxias. Novas "ilhas-universo" apareciam a dezenas de milhares de anos-luz, cada uma com bilhões de estrelas.
Através dessas descobertas, foi possível realizar cálculos para testar as teorias sobre a origem, idade e destino do universo. As galáxias estavam se afastando umas das outras, confirmando um universo em expansão.
A medição da velocidade de afastamento das galáxias permite estimar a idade provável do universo. Hoje em dia, o tempo aceito para a existência do universo está entre 15 e 20 bilhões de anos. E, quanto mais se avança nas teorias e nas estimativas, mais mistérios aparecem.
Um desses paradoxos se refere aos AGLOMERADOS GLOBULARES, que são agrupamentos de estrelas que giram em torno da maioria das galáxias e que podem conter desde algumas dezenas de milhares até vários milhões de estrelas . O problema é que eles parecem ser mais velhos que as galáxias, ou mais antigos que o próprio universo . Utilizando os mesmos métodos de datação adotados para as galáxias, os aglomerados globulares chegam a indicar 25 e até 30 bilhões de anos de idade.
As estrelas mais brilhantes dos aglomerados são gigantes vermelhas e supergigantes. Alguns teóricos acreditam que os aglomerados globulares foram as unidades formadoras das galáxias nos primeiros momentos de criação do universo.
Parece, no mínimo, um contra-senso pensar que alguma coisa possa ser mais antiga que o universo. Mas, é para onde nos leva o exercício da busca de nossas origens. Contra-senso ou não, os AGLOMERADOS estão aí e alguns deles são visíveis até a olho nu.
Aglomerado ocular O aglomerado identificado como NGC 5139 é visualizado como
ÔMEGA da constelação do CENTAURO, apesar de estar a cerca de 17 000 anos-luz
de nós. É que ele tem um diâmetro aproximado de 300 anos-luz e deve conter
por volta de um milhão de estrelas.
Longe do alcance da vista desarmada - e ainda mais envolvidos em dúvidas - estão os QUASARES. Poderosas fontes de energia concentrada em relativamente pequenas porções de espaço, os QUASARES continuam desafiando os astrofísicos.
Inicialmente, os QUASARES foram identificados como estrelas azuis. Foi a radioastronomia que permitiu a definição de algumas das características desses corpos celestes. Eles têm um centésimo do diâmetro de uma galáxia, mas possuem luminosidade variando entre 100 e 1000 galáxias, isso considerando as várias freqüências do espectro eletromagnético . Alguns deles são os objetos celestes mais distantes que conhecemos, encontrados a 14 ou 15 bilhões de anos-luz de nós.
Talvez eles tenham sido testemunhas vivas dos primeiros tempos do universo. Hoje, já são conhecidos mais de 3 000 "QUASI STELLAR ASTRONOMICAL RADIOSOURCES", que é a expressão que deu origem à palavra QUASAR.
Os QUASARES podem ser etapas de evolução das GALÁXIAS ou, segundo algumas teorias, podem ser uma espécie de "saída" de BURACOS NEGROS. Ao contrário das estrelas, os quasares não produzem energia como resultado típico de reações termonucleares, e por isso as teorias sobre o "funcionamento" dos quasares fazem uma possível vinculação entre eles e os NÚCLEOS ATIVOS DE GALÁXIAS.
A partir daí, os modelos se baseiam na idéia da acresção de matéria, quer por contração de estrelas massivas, quer por atração de um buraco negro. Isso tudo fica muito misterioso porque, para se explicar um mistério, acabamos usando outros mistérios ainda mais intrincados.
Afinal, estamos falando de eventos ocorridos há 14, 15 bilhões de anos. Todas essas hipóteses se sustentam numa grande teoria geral de origem e destino do universo conhecida como "BIG BANG" ou "GRANDE EXPLOSÃO".
Era uma vez... e toda a matéria, tudo o que conhecemos ou não, devia fazer parte de algo tão pequeno quanto as menores partículas que conhecemos. Nosso universo era então alguma coisa muito densa e inacreditavelmente pequena . Espaço e tempo não existiam.
O que ocorreu então, no instante da grande explosão ? Essa tem sido a pergunta que físicos, astrofísicos e cosmólogos - teóricos ou não - tentam responder nos laboratórios, nos computadores e nas observações astronômicas.
Os modelos mais aceitos sugerem que as primeiras entidades a se diferenciar
no universo foram as FORÇAS DA NATUREZA.
Primeiro a GRAVIDADE.
Modelo do Big-Bang
A seguir a "FORÇA FORTE", que é a energia responsável por manter os núcleos atômicos coesos.
Os átomos ainda não existiam nesse "período" do universo em formação, mas a força que os manteria unidos já existia, já era uma entidade individual . Nós estamos lidando com frações de 10 -43 de segundo, como se tudo estivesse ocorrendo quadro a quadro, numa supercâmera lenta.
Então teria ocorrido uma imensa e rapidíssima expansão, na qual o universo teria ocupado muito mais espaço do que viria a ocupar nos 5 bilhões de anos seguintes. Esse evento recebeu um nome bem conhecido de nós, brasileiros: "INFLAÇÃO". Mas os "planos" do universo são muito mais eficientes que os nossos e a INFLAÇÃO DO BIG BANG retroagiu instantaneamente.
Após a grande contração, teriam surgido os QUARKS e ANTIQUARKS, que são consideradas hoje em dia as menores constituintes da matéria. Como dá pra imaginar, QUARKS e ANTIQUARKS se anulam no contato, mas aproximadamente um a cada bilhão de pares conseguiu sobreviver para se combinar e formar a matéria como nós conhecemos.
Agora é o ELETROMAGNETISMO que se torna entidade independente transitando entre partículas carregadas negativa e positivamente, transportado pelos FÓTONS. Na seqüência, quem se separa é a chamada "FORÇA FRACA", que é, a grosso modo, a energia responsável pela organização do movimento dos elétrons em torno dos núcleos atômicos. Só então começariam a se formar o que viriam a ser os átomos. Viria então um longo período de dominação da energia entre 10-32 segundos após o BIG BANG e os 3 000 primeiros anos de vida do universo, quando, e só então, pelo esfriamento geral do universo, a matéria passou a predominar.
O universo só vai ficar parecido com o que nós vemos hoje uns 300 000 anos depois, quando ele se torna transparente e o esfriamento é suficiente para que a energia eletromagnética se separe definitivamente da matéria.
As galáxias só começaram a se formar depois de 200 milhões de anos do big bang e continuam, desde então, em contínua expansão.
Quando a gente mergulha nos detalhes desses modelos a coisa parece complicada, mas em linhas gerais o BIG BANG é uma hipótese simples: num dado instante, o universo nasce a partir de uma grande explosão e segue se expandindo até a configuração atual. Talvez por isso ela tenha sido aceita com facilidade por várias vertentes da ciência e até pela Igreja, que via a cosmologia identificar o instante da criação. Mas, faltava a comprovação observacional. E ela veio com mais uma magnífica intervenção do acaso . Aliás, a radioastronomia é mestre nessas coisas desde suas origens.
Ajustando uma antena para acompanhamento de um satélite, os radioastrônomos ARNO PENZIAS e ROBERT WILSON, dos laboratórios BELL, descobriram um ruído de fundo que parecia um defeito. Eles desmontaram o equipamento, espantaram uns pombos que tinham feito seus ninhos por ali, e o sinal constante permanecia.
Fizeram então um relatório sobre o "defeito", que acabou caindo nas mãos de astrofísicos e cosmólogos. A grande descoberta foi anunciada.
Aquele ruído era a RADIAÇÃO REMANESCENTE do BIG BANG. Em 1965, um equipamento na Terra sintonizava uma espécie de "eco" eletromagnético do momento da criação, que se espalha por todo o universo em radiação de microondas equivalente a 3 Kelvin.
Depois desse primeiro achado casual, centenas de outras medições confirmaram a radiação de fundo . Inclusive o satélite COBE em 1992, que, além de confirmar a presença do fundo de microondas, detectou nele ondulações que representam estruturas de concentração da matéria primordial do universo.
O BIG BANG entusiasmava a todos não só pela possibilidade de explicar as coisas, mas também pela série de novos desafios que ele lançava. Por exemplo: para que as contas da teoria confirmem um universo fechado, que vai se expandir até um determinado limite e então passará a se contrair, há a necessidade de uma "x" quantidade de matéria.
Toda a matéria que nós conseguimos detectar no universo, estrelas , galáxias , nebulosas , quasares, tudo , mas TUDO MESMO que conhecemos, representa aproximadamente 1% do total da massa necessária.
E mais: há teóricos que afirmam que as galáxias, por exemplo, não se sustentam se não estiverem envolvidas por uma grande quantidade de matéria, que como nós não conseguimos detectar, ficou conhecida como "MATÉRIA ESCURA".
É um belo desafio saber que temos 99% do universo para compreender. Outra feição da teoria nascida das equações de EINSTEIN é que, apesar de ainda encontrar opositores, ela teve o condão de unificar duas áreas aparentemente díspares: astronomia e FÍSICA DE PARTÍCULAS. Uma se ocupa das manifestações macroscópicas da natureza, as galáxias, os aglomerados de galáxias etc.
A outra se incumbe de operar na área do infinitamente pequeno, as partículas sub-atômicas constituintes da matéria. Nas últimas décadas, a grande batalha dos pesquisadores tem sido procurar uma maneira de desenvolver uma linguagem comum que permita a unificação em busca de modelos mais adequados ao que conhecemos das manifestações da natureza.
Em ACELERADORES de PARTÍCULAS como o instalado no campus da USP em São Paulo, os físicos testam modelos para o "funcionamento" de estrelas e pesquisam a estrutura atômica buscando os caminhos que o big bang percorreu para a geração da matéria.
Um ACELERADOR de PARTÍCULAS é uma espécie de lançador de partículas que projeta um feixe orientado para percorrer uma linha onde são acelerados por eletro-ímã. Tudo se resume em fazer as particulas se chocarem de maneira controlada contra anteparos especialmente escolhidos para os diversos tipos de experimentos.
Acelerador de partículas - USP É com máquinas assim que os astrofísicos testam as ocorrências imaginadas para quando o universo tinha apenas um minuto de idade, como a união de PRÓTONS para a formação de HÉLIO ou a porcentagem de materiais leves em dado instante da evolução do BIG BANG. São pesquisas como essas que podem encontrar os caminhos para a detecção da matéria escura, dos 99% desconhecidos do universo.
Os mistérios nascidos da mente dos cosmólogos teóricos não param por aí. E entre eles talvez o mais instigante seja o da SINGULARIDADE, ou BURACO NEGRO. Em matemática, uma singularidade é o que acontece quando se divide algo por zero. A resposta é infinita, indefinida. A SINGULARIDADE aparecia nas previsões da RELATIVIDADE GERAL, indicando que poderia haver regiões no universo onde as leis da física não eram válidas. Regiões onde matéria e energia e até mesmo o espaço e o tempo eram destruídos ou criados.
Em tese, um excesso de matéria pode provocar um irreversível colapso sobre si mesma, arrastando tudo o que estiver dentro ou próximo do horizonte de eventos. Ainda em tese, a idéia da SINGULARIDADE ou do BURACO NEGRO é válida para qualquer forma de concentração de matéria. Tanto para uma estrela muito massiva, como para todo o universo.
Os físicos podiam inventar a idéia da singularidade, mas apenas a natureza poderia criar um buraco negro. Restava encontrá-lo.
Em 1970, um satélite projetado para detectar emissões de RAIOS X observou um sistema duplo na constelação de CYGNUS, onde astrônomos ópticos encontraram uma estrela supergigante brilhante e azul que estava girando em torno de um objeto invisível a cada seis dias, aproximadamente.
Após décadas de teorias e incertezas, CYGNUS X-1 estava ali, a "apenas" 6000 anos-luz, ainda dentro da nossa galáxia. Os buracos negros estavam no mundo.
A singularidade que deu origem ao big bang pode ser o avesso de um buraco negro?
Não para responder a nenhuma dessas questões, mas para pôr mais lenha da fogueira do universo, vale a citação de um pensamento do astrônomo inglês ARTHUR STANLEY EDDINGTON, contemporâneo de EINSTEIN :
Fonte: www.tvcultura.com.br
Conheça a teoria do Big-Bang, que explica a origem dos planetas, do Sol e das estrelas!
Você já deve ter olhado para o céu e perguntado: de onde vieram os planetas, o Sol, as estrelas? Ou olhado para a Terra e perguntado de onde vieram as rochas, os animais, as plantas e os seres humanos. Para os cientistas, tudo o que existe no universo veio de uma bolha que, há cerca de 10 ou 20 bilhões de anos, surgiu em um tipo de "sopa" quentíssima e começou a crescer, dando origem a toda a matéria que conhecemos.
Essa bolha era formada de partículas de luz (fótons) e outras partículas minúsculas, que se criavam e se destruíam o tempo todo. Os cientistas chamam essa teoria que tenta explicar a origem de todas as coisas de Big-Bang, expressão em inglês que quer dizer "Grande Explosão". À medida que crescia, a bolha mudava: ela ficou, por exemplo, bem mais fria. Quando o universo completou 500 mil anos de idade, a temperatura da bolha era de 10 mil graus Celsius! Com o tempo, as partículas também começaram a ficar diferentes umas das outras. Essas partículas minúsculas foram se juntando e formando átomos cada vez mais pesados.
Os primeiros átomos a surgir foram os de hidrogênio, elemento mais simples que existe na natureza, e os de hélio. Esses elementos se misturaram, formaram nuvens e uma parte delas gerou estrelas. Os elementos mais complexos que o hélio foram formados pelas estrelas. Outra parte dessa nuvem que produziu as estrelas formou um tipo de "disco", girando em torno delas. Nesses discos, surgiram "pelotas" que cresceram até virarem planetas e seus satélites.
Inicialmente, os planetas eram muito quentes. A Terra, por exemplo, não tinha água líquida quando se formou. Foram necessários milhões de anos para que se resfriasse. Isso permitiu a formação de rios e oceanos, nos quais os cientistas acreditam que surgiram as primeiras formas de vida, e a partir das quais vieram os bichos, as plantas e o homem.
Mas nem todos os cientistas concordam sobre detalhes do Big-Bang. Uns acreditam que a matéria existente no universo formou primeiramente as galáxias, que ficaram tão grandes que se quebraram e os pedaços viraram as primeiras estrelas. Outros acham que ocorreu o contrário: primeiro surgiram as estrelas e, aos poucos, elas foram se juntando e formaram as galáxias.
Seja como for, as galáxias povoaram todo o universo. É raro existir uma galáxia isolada. Elas tendem a se juntar em grupos que podem incluir desde dezenas de galáxias até superaglomerados, com milhares delas. A Via Láctea, galáxia onde estão o Sol e os nove planetas (Júpiter, Saturno, Urano, Netuno, Terra, Vênus, Marte, Mercúrio e Plutão), formou-se nessa fase.
Há outras teorias para explicar a origem do universo, mas por enquanto o Big-Bang é a teoria mais aceita. Com o passar do tempo, os cientistas foram reunindo dados para provar que o Big-Bang realmente aconteceu. Com os telescópios modernos, eles têm conseguido observar cada vez mais longe o universo, e com o satélite norte-americano Cobe, eles puderam "fotografar" um momento muito próximo à origem do universo.
Laerte Sodré Jr
Fonte: cienciahoje.uol.com.br
O Big Bang foi a explosão que deu origem ao Universo. Ainda não
sabemos o que havia antes nem o motivo da explosão, mas já estamos
em condições de reconstituir o que ocorreu a partir daquele
momento.
Tudo aquilo que existe hoje teve origem numa explosão ocorrida há
15 bilhões de anos. Num brevíssimo instante, nosso Universo,
e junto com ele o espaço e o tempo, surgiu a partir de um pequeno embrião
cósmico incrivelmente denso e quente.
Atualmente, bilhões de anos depois, o Universo continua se expandindo em todas as direções. As galáxias distanciam-se uma das outras, fato que ocorre com mais rapidez quanto maior for a distância que as separa. Essa importante descoberta - a expansão do universo - foi realizada pelo astrônomo norte-americano Edwin Hubble (1889 - 1953).
Se pudéssemos retroceder no tempo e inverter a explosão, veríamos como as galáxias se reagruparam num espaço muito reduzido; descobriríamos que o universo, muito antes da formação das galáxias, era menor que o núcleo de um átomo e tinha uma temperatura altíssima.
O fato de as galáxias estarem afastando-se de nos poderia nos induzir a pensar que estamos num lugar privilegiado (o centro do Universo), mas não é exatamente assim. A distância que existe entre nós e as galáxias continua aumentando, da mesma forma que o Universo continua se expandindo em todas as direções.
Ninguém sabe com certeza como ocorreu o Big Bang e o que ocorreu antes dele - trata-se de uma pergunta que a ciência ainda não sabe responder. O enigma da origem do Universo implica difíceis considerações de física quântica, por que naquelas épocas primitivas tudo cabia em dimensões da ordem do átomo. Uma das conjecturas em estudo sugere que o embrião cósmico que deu origem ao universo foi uma flutuação de um "vazio quântico" primordial. A partir da explosão, o Universo começou a se expandir, arrastando consigo o espaço e o tempo.
Ninguém sabe com exatidão a idade do universo, mas, como demonstrou Hubble, este dado está relacionado ao seu tamanho e à velocidade de sua expansão. Seria possível avaliar o tamanho do Universo medindo a distância em que se encontram as galáxias mais distantes; no entanto, medidas como essa requerem o uso dos mais potentes telescópios e ainda assim estão fardadas e uma considerável margem de erro. As estimativas dos astrônomos indicam uma idade aproximada de 15 bilhões de anos.
O Universo hoje é formado por inumeráveis galáxias agrupadas em enormes famílias que recebem o nome de cúmulos, separadas por imensos vazios e espaços escuros. Entretanto, as galáxias e estrelas só começaram a se formar 2 bilhões de anos após a ocorrência do Big Bang. Nesse período inicial, o Universo continha apenas partículas materiais e energia em forma de radiações eletromagnéticas (tais como raio-x, luz e ondas de rádio).
Para reconstituir a idade do universo, os astrônomos tiveram de solicitar a colaboração dos físicos. Somente a física, que estuda as partículas elementares, pode explicar o que aconteceu na primeira etapa da vida do Universo. A física das partículas estuda os componentes fundamentais da matéria, não somente prótons, nêutrons e elétrons, mas também partículas de nomes menos conhecidos, tais como mésons, bósons, neutrinos e outras, algumas das quais subsistem durante breves instantes em condições muito especiais, criadas no interior de aparelhos conhecidos como aceleradores de partículas. Tais aceleradores podem simular as condições existentes no Universo primitivo.
No decorrer de um pequeno fração de segundo de pois do Big Bang, ocorreram mudanças extraordinárias. O universo expandiu-se rapidamente de dimensões infinitesimais até o tamanho aproximado de uma laranja. Dessa expansão velos, conhecida como inflação, emergiu um universo formado por energia radiante e partículas elementares, como quarks e antiquarks. Após essa súbita inflação cósmico, o Universo era ainda bilhões de vezes mais quente que o núcleo atual do Sol; somente depois, à medida que prosseguia sua expansão, o Universo foi esfriando. Tal resfriamento foi uma condição necessária para dar início aos processos de interação das partículas e a radiação. Antes de o Universo alcançar a idade de um décimo de milésimo de segundo (0,001 s), os quarks começaram a formar prótons e nêutrons, que são as partículas constituintes do núcleo dos átomos.
Ao final do primeiro segundo após o Big Bang, a temperatura reduziu-se a 10 bilhões de graus centígrados e o Universo estava dominado por radiação e partículas levas, como o elétron e sua antipartícula, o pósitron. Atualmente sabemos que, ao se encontrar, partículas de matéria e de antimatéria se destroem mutuamente (fenômeno chamado de aniquilação), liberando certa quantidade de energia. O mesmo ocorreu, no início da história do Universo, com os pares elétron-pósitron, que se aniquilaram, cedendo espaço a outras partículas elementares: os neutrinos. Pode se observar que, daquela fase, sobrou muito mais matéria que antimatéria, pois tudo o que se pode ver atualmente no Universo é formado por matéria, enquanto a antimatéria está praticamente ausente.
Dois minutos depois do Big Bang, houve um processo de combinação de prótons e nêutrons que deu origem ao núcleo do hélio. Nos 300.000 anos consecutivos, o Universo não experimentou mudanças significativas.
A transformação mais importante ocorreu quando o Universo, no processo de expansão, esfriou-se até alcançar a temperatura de 3.300ºC (a temperatura da superfície do Sol é de 5.500ºC). Nesse momento, os elétrons se uniram aos núcleos de hidrogênio e hélio, produzindo os primeiros átomos. Dissipou-se a névoa cósmica e o Universo tornou-se pela primeira vez transparente à luz. Nos milhões de anos seguinte, a matéria começou a se condensar por força da ação da gravidade. Cerca de 1 bilhão de anos depois do big Bang, formaram-se as primeiras estrelas e galáxias.
A radiação emitida pelo Universo primitivo descoberta em 1964, nos Estados Unidos, por Arno Penzias e Robert Wilson, chamada de radiação cósmica de fundo, talvez constitua o principal argumento a favor da teoria do Big Bang. Agora que a temperatura do Universo baixou para -270ºC, a radiação, que a princípio possuía uma enorme quantidade de energia, tornou-se muito mais fraca.
Fonte: orbita.starmedia.com
