O BIG BANG: COMO TUDO COMEÇOU

INTRODUÇÃO: Os estudos sobre astronomia sempre foram muito idealizados, pois de uma maneira geral, o céu exerce um fascínio sobre o homem, representando uma fronteira distante e inalcançável entre real e imaginário (FRÓES, 2014). A comunidade científica atual, em sua grande maioria, defende a ideia de um modelo experimental sobre a origem do universo (FAGUNDES, 2002), uma grande descompressão de um ponto virtualmente quente e denso, chamado de singularidade inicial, ao qual nem matéria nem energia eram distinguíveis, proposto inicialmente por Georges Lemaitre (STEINER, 2006). A partir dessa singularidade, que devido a incrível quantidade de energias necessárias para mantê-la comprimida, houve um processo de expansão acelerada, resultado de uma perturbação ainda não teorizada, gerou o caos inicial. Os primeiros momentos após o Big Bang foram nomeados de período Planckiano, que durou cerca de 3 x 10-10 segundos (TEIXEIRA, 2000) onde, devido às altas temperaturas resultantes da perturbação inicial, não se era aplicado nenhuma lei da física conhecida atualmente. O universo recém-formado era jovem demais para manter e diferenciar matéria de energia, tudo que existia era radiação de microondas de fundo, tais radiações são os principais fatos que sustentam a teoria do Big Bang (ARTHURY, 2013), pois, até hoje, ela pode ser estudada no universo, como ondas eletromagnéticas com temperatura de 2,7º Kelvin, próxima ao zero absoluto (FILHO, 2014). Após o término do período Planckiano, o universo entrou em uma fase inflacionária, onde ele ganharia tamanho em um curto período de tempo, permitindo assim que o cosmo dissipasse temperatura para as mais diversas áreas e esfriasse. Com o resfriamento do universo, matéria e energia se desassociam e os primórdios de elementos químicos começam a se formar (TEIXEIRA, 2000). O trabalho foi desenvolvido pensando na carência de informações da sociedade atual sobre esse tema, mesmo sendo um assunto em constante avanço nas últimas décadas, ainda é muito renegado por ir ao oposto a movimentos culturais e religiosos. O presente trabalho tem por objetivo disseminar informações a cerca da origem do universo, visto que este ainda é um tema trabalhado com vários estigmas na sociedade atual, indo contra vários paradigmas culturais. REFERENCIAL TEÓRICO: O momento inicial, ou estado de repouso do universo, foi teorizado primeiramente por Max Planck, que em uma tentativa de unir os processos da termodinâmica idealizou os corpos negros, que (SIMÕES 2009) afirma que o corpo negro é um processo físico teórico que o descreve com a característica de absorver totalmente a radiação eletromagnética que a transpassa. No seu interior, como em uma cavidade, a radiação ali contida não tem por onde sair, então é emitida e reemitida continuamente pelas suas paredes. A partir da perturbação inicial, deu-se a origem do universo, sendo este colapso nomeado de Big Bang (FRÓES, 2014), momento em que o corpo negro primordial se descomprimiu em radiação e inflou em uma fração de segundos, datado em cerca de 15 bilhões de anos atrás. Mas, para Steiner (2006), uma das primeiras questões que surgem quando se estuda a origem do universo é “Para qual lado devemos olhar para vermos em qual ponto o universo surgiu?”. Se considerarmos os trabalhos de Edwin Hubble, podemos perceber que o universo está em expansão (FRÓESS, 2014), se fizermos analogia a uma bexiga, cada vez que a assoprar, maior ela fica, da mesma maneira se a esvaziarmos. Se a bexiga for considerada como o universo, um observador qualquer visualizaria da superfície a sua expansão, mas não sua origem, pois ela teria acontecido em um passado remoto. Assim sendo, a superfície simboliza o espaço em expansão, o interior seria passado e o exterior o futuro, assim, a origem do universo se deu no passado, onde espaço conhecido, que surgiu a partir do Big Bang, aconteceu no “interior da bexiga”, quando nem mesmo o espaço existia (STEINER, 2006). Após o Big Bang, eis que surge um período conhecido como Planckiano, que foi o momento onde espaço, tempo e energia se desassociaram, porém, esta é uma das fases mais misteriosas e complexas do universo, pouco conhecida, pois as leis da física atual não se aplicavam a ele (TEIXEIRA, 2000). Com o término de Planck, o universo se caracterizou por uma fase de rápida expansão, chamado de fase inflacionária, onde a velocidade de distanciamento seria até maior que a velocidade da luz, cerca de 300.000 km/ segundo. Alguns estudiosos defendem a ideia de que a partir do Big Bang poderiam ter surgido vários universos, porém, após a fase inflacionária, cada universo teria suas próprias velocidades de expansão e evolução muito distante de nós, de modo que sua luz jamais nos alcance, assim, sendo impossível a observação desses universos paralelos. Para Teixeira (2000), foram necessários pelo menos 800 mil anos para que o recém-formado universo pudesse sintetizar os primeiros átomos de elementos químicos, ou nucleogênese, na forma de Hidrogênio (H1) e Hélio (He2), além das primeiras moléculas formadas pela combinação de dois Hidrogênios (H2), que viria a se tornar o combustível das estrelas. Foi nesse momento também, que o universo começou a se tornar transparente para a luz (SAGAN, 2009). Com o passar do tempo, após o primeiro um milhão de anos, o universo já possui temperatura ideal para o aprisionamento dos elétrons pelos núcleos, onde a matéria que estava presente era constituída por 76% de Hidrogênio e 24% de Hélio, além de pequenas quantidades de Lítio e Berilo. À medida que o cosmos se expandia a temperatura se dissipava para todos os lados, impossibilitando o surgimento de elementos químicos mais pesados, que necessitavam de cada vez mais calor para se estabilizar (FILHO, 2014). A poeira cósmica enriquecida com os primeiros elementos químicos se concentrava em locais aleatórios no espaço, devido ao poder de atração e coesão entre esses átomos, formando nuvens de gás. Tais nuvens, extremamente pesadas, porém pouco densas (devido à alta quantidade de matéria distribuída em grandes áreas) entrariam em processo de contração devido à gravidade interna da nuvem, gerando as estrelas, que são em sua maioria formadas quase que totalmente pelos elementos químicos Hidrogênio e Hélio (SAGAN, 2009). Essas estrelas futuramente entrariam em colapso gravitacional e energético, onde elas consumiriam toda a matéria prima, H1 e He2, e como resultado formaria novos elementos nesse processo, como o Carbono5, à medida que fosse consumido por total o elemento anterior. Os átomos mais pesados, por diferença de densidade, migrariam para o interior da estrela até que continuamente os átomos de sua superfície fossem consumidos por total. Por outro lado, a energia liberada pela fusão dos núcleos dos átomos se torna diminuída à medida que eles vão ficando mais pesados, com isso, estrelas do tamanho semelhante ao do sol tendem a entrar em colapso no instante que todo o seu corpo é constituído de carbono, sessando sua função (TEIXEIRA, 2000). Porém, estrelas que nasceram com pelo menos 08 vezes a massa solar, conseguem fundir os núcleos de carbono em Oxigênio, Neônio e Manganês, e futuramente o Oxigênio em Silício. Mesmo com toda a grandeza desses astros, o elemento químicos mais pesados que pode surgir dentro das estrelas é o Ferro, o surgimento dos átomos mais pesados se dá no momento em que estas estrelas formadas basicamente por Fe entram no estado de SUPER NOVA e explodem, a energia resultante desse processo é tão grande que é capaz de fundir os núcleos ferrosos em elementos mais pesados, além de disseminar novos elementos para o cosmo (MILONE, 2003) . Essa teoria é comprovada pela abundância relativa da matéria do universo, onde os elementos mais pesados são mais difíceis de produzir comparados a seu antecessor. METODOLOGIA: O presente trabalho foi feito de maneira quantitativa e qualitativa, ao qual segundo Markoni e Lakatos (2005), abrange toda bibliografia já publicada e explicitada em via pública em relação ao tema ao qual se deseja estudar, desde as publicações avulsas, boletins, jornais, livros, teses, filmes e até mesmo gravações. A busca do material bibliográfico aconteceu entre os meses de maio á outubro de 2015, utilizando como palavras chaves: Big Bang, Cosmos, Ensino de Astronomia, Origem do Universo, Max Planck, Corpo Negro, dentre outros. As bases de pesquisa foram o Google Acadêmico, Scielo e a Revista Brasileira de Astronomia. Os critérios utilizados na inclusão foram: artigos completamente publicados e revisados, escritos em língua portuguesa, inglesa, ou traduzidos, entre os anos de 2000 e 2015, livros disponíveis nas versões portuguesas ou traduzidas, nas suas versões mais recentes dentre os anos de 2000 e 2015. Ao final do levantamento bibliográfico foram utilizados 11 artigos e livros, selecionados de acordo com sua relevância para o trabalho. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS: Existe uma relação íntima entre o processo inicial de formação do universo, denominado Big Bang e a dinâmica das estrelas, por outro lado, a abundância relativa dos elementos. As explosões de supernova tem fundamental importância na manutenção do universo, elas permitem que novos elementos, além de serem sintetizados em seu interior, se dissipem para outros locais menos favoráveis no cosmo (TEIXEIRA, 2000). As estrelas por sua vez, são grandes bolas de gás comprimido, compostas principalmente de hidrogênio e hélio, que durante um momento de supremacia cósmica, se negam dentro de duas forças antagônicas. A grande pressão oriunda da gravidade atrai todos os átomos para o interior da estrela e como consequência funde esses elementos em novos mais complexos, obedecendo ao limite do Ferro, que é o átomo mais pesado gerado no interior da estrela. Esse processo de fusão do Hidrogênio libera grandes quantidades de energia na forma de radiação, que passa por vários processos no interior da estrela até serem enviadas ao espaço, gerando um novo processo, de força oposta a gravidade, gerando um equilíbrio perfeito, até o combustível natural, o hidrogênio, ser completamente exaurido (FROÉS, 2014). Assim, as estrelas não são eternas como se pensava no século XIX, elas possuem um ciclo, nascem, crescem e morrem, e durante esse tempo, fabricam os elementos químicos que antes não existiam no universo primitivo. Ao morrerem, explodem e liberam seus “restos”, enriquecendo mais ainda o cosmo, não bastando, essa atividade tem força para gerar novas estrelas, que passaram pelos mesmos processos até sua morte (DAMINELI, 2010). E assim, nesse balé cósmico, o universo como se é conhecido deu seus primeiros passos para se transformar naquilo que é hoje, com toda a sua complexidade e harmonia. Embora a teoria que idealiza o Big Bang seja uma das mais aceitas pela comunidade científica, ela carece de bastante aprofundamento teórico ainda nos tempos modernos, pois possui inúmeras lacunas que precisam ser preenchidas, tendo como principal questionamento contra “O que existia antes do Big Bang?”. Justificando essa demanda, nas ultimas décadas as publicações no ramo da astronomia e física teórica vem crescendo bastante, no Brasil, observando o período dos últimos 50 anos se vê que a pesquisa cientifica vem crescendo bastante, no ano de 1965, praticamente não existia produção de material nessa área, já no ano de 1970, houve 08 artigos publicados e indexados em revistas científicas. No período 1970-2000 se registrou um aumento anual crescente e significativo de 11,1%, sendo o período mais relevante para consolidação da astronomia brasileira. Observando os anos de 2000-2008, verifica-se uma pequena taxa de crescimento anula, cerca de 1,1% apenas (STEINER, 2011). CONSIDERAÇÕES FINAIS: Embora atualmente exista um grande envolvimento da comunidade científica nas questões sobre a origem do universo, é necessário muito envolvimento dos pesquisadores teóricos e físicos para resolver as outras perguntas que funcionam como “brechas” para invalidar a teoria, além disso, pelo fato do principio do Big Bang ir contra grande parte das culturas e religiões vigentes, ele acaba sendo negado por muitos acadêmicos. Conseguir disseminar informações sobre essa teoria para toda a comunidade, não somente os acadêmicos irá despertar curiosidade, além de promover o engajamento de novas pesquisas na área, que vem crescendo com o passar do tempo, em uma média de 11,1% ao ano nas últimas décadas (1970-2000), fortalecendo os estudos (STEINER, 2011). REFERÊNCIAS ARTHURY, Luiz Henrique Martins. PEDUZZI, Luiz O. Q. A cosmologia moderna a luz dos elementos da epistemologia de Lakatos: Recepção de um texto para graduandos em física. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 35, n. 2, 2405. 2013. DANIMELI, Augusto. STEINER, João. O fascínio do Universo. ODYSSEUS Editora. São Paulo. 2010. FAGUNDES, Helio V. Modelos Cosmológicos e a Aceleração do Universo. Revista Brasileira de Ensino de Física. São Paulo. v. 24, n. 2, p. 247-253. 2002. FILHO, Kepler de Souza Oliveira; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. ASTRONOMIA E ASTROFÍSICA. Departamento de astronomia, UFRS. Porto Alegre. 2014. FRÓES, André Luiz Delvas. Astronomia, astrofísica e cosmologia para o Ensino Médio. Revista Brasileira de Ensino de Física. Campinas. v. 36, n. 3, 3504 (01-14). 2014. MILONE, André de Castro. et al. INTRODUÇÃO À ASTRONOMIA E ASTROFÍSICA. INPE. São José dos Campos. 2003. SAGAN, Carl. COSMOS. 7º edição. Gradiva Editora. Lisboa. 2009 SIMÕES, Ana. Max Planck (1858-1947), Um revolucionário conservador. Física e sociedade. Cidade. v. 31, n. 3, p. 7-11. 2009. STEINER, João E. A origem do universo. Estudos avançados. São Paulo. v. 20, n. 58, p. 231-248. 2006. STEINER, João. et al. A pesquisa em astronomia no Brasil. REVISTA USP. São Paulo, n.89, p. 98-113. 2011. TEIXEIRA, Wilson. et al. Decifrando a terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000.