Como construir um universo

Trecho do livro de Bill BrysonBreve História de Quase Tudo.

Por mais que você se esforce, jamais conseguirá captar quão minúsculo, quão espacialmente modesto é um próton. Um próton é uma parte infinitesimal de um átomo, que por sua vez é uma coisa insubstancial. Os prótons são tão pequenos que um tiquinho de tinta, como o pingo neste i, pode conter algo em torno de 500 bilhões deles, mais do que o número de segundos contidos em meio milhão de anos. Portanto, os prótons são exageradamente microscópicos, para dizer o mínimo. Agora imagine que você possa (claro que isto é pura imaginação) encolher um desses prótons até um bilionésimo de seu tamanho normal, num espaço tão pequeno que, em comparação, um próton pareceria enorme. Agora compacte nesse espaço minúsculo uns trinta gramas de matéria. Ótimo. Você está pronto para iniciar um universo.

Estou pressupondo que você deseja construir um universo inflacionário. Se você prefere construir um universo mais convencional, do tipo big-bang comum, precisará de materiais adicionais. Na verdade, terá que reunir tudo que existe – cada partícula de matéria daqui até o limite do universo – e comprimir num ponto tão infinitesimalmente compacto que não terá nenhuma dimensão. Trata-se de uma singularidade. Em ambos os casos, prepare-se para um verdadeiro big-bang. Naturalmente, você vai querer se retirar para um local seguro a fim de contemplar o espetáculo. Infelizmente, não há local para onde se retirar, porque fora da singularidade não existe local.

Quando o universo começar a se expandir, não estará se espalhando para preencher um vazio maior. O único espaço que existe é o espaço que ele cria ao se expandir. É natural, mas errado, visualizar a singularidade como uma espécie de ponto grávido solto num vácuo escuro e ilimitado. Não há espaço, nem escuridão. A singularidade não tem nada ao seu redor. Não há espaço para ela ocupar, nem lugar para ela estar. Nem sequer podemos perguntar há quanto tempo ela está ali – se acabou de surgir, como uma boa ideia, ou se estava ali eternamente, aguardando com calma o momento certo. O tempo não existe. Não há passado do qual ela possa emergir. E assim o universo começa. Numa única pulsação ofuscante, num momento de glória demasiado rápido e expansivo para ser descrito em palavras, a singularidade assume dimensões celestiais e inconcebíveis.

No primeiro segundo dinâmico (um segundo ao qual muitos cosmologistas dedicarão suas carreiras tentando descrevê-lo em detalhes crescentes) são produzidas a gravidade e as outras forças que governam a física. Em menos de um minuto, o universo possui 1,6 milhão de bilhões de quilômetros de diâmetro e cresce a grande velocidade. Existe muito calor agora, 10 bilhões de graus, o suficiente para iniciar as reações nucleares que criam os elementos mais leves – principalmente hidrogênio e hélio, com uma pitada (cerca de um átomo em 100 milhões) de lítio. Em três minutos, 98% de toda a matéria existente ou que virá a existir foi produzida. Temos um universo. É um lugar da mais espantosa e gratificante possibilidade. E foi tudo produzido mais ou menos no tempo que se leva para preparar um sanduíche.

Quando ocorreu esse momento é objeto de discussão. Os cosmologistas há bastante tempo vêm discutindo se o momento da criação foi há 10 bilhões de anos, duas vezes essa cifra, ou um valor intermediário. O consenso parece estar se formando em torno de uns 13,7 bilhões de anos, mas essas coisas são notoriamente difíceis de medir, como veremos adiante. Tudo que se pode realmente dizer é que, em certo ponto indeterminado num passado bem remoto, por razões desconhecidas, surgiu o momento conhecido na ciência como t = 0. Estávamos a caminho. Claro que existe muita coisa que não sabemos, e muito do que julgamos saber são descobertas recentes, inclusive a noção do big-bang.

A ideia vinha pipocando desde a década de 1920, quando foi originalmente proposta por Georges Lemaître, um sacerdote e sábio belga, mas só se tornou uma noção ativa na cosmologia em meados da década de 1960, quando dois jovens radioastrônomos fizeram uma descoberta extraordinária e involuntária. Seus nomes eram Arno Penzias e Robert Wilson. Em 1965, eles estavam tentando usar uma grande antena de comunicações de propriedade da Bell Laboratories, em Holmdel, Nova Jersey, mas foram incomodados por um ruído de fundo persistente – um zumbido constante e agitado que impossibilitava qualquer trabalho experimental. O ruído era incessante e disperso. Vinha de todos os pontos do céu, dia e noite, em todas as estações do ano. Durante um ano, os jovens astrônomos fizeram tudo que lhes ocorreu para localizar e eliminá-lo. Testaram todos os sistemas elétricos. Remontaram instrumentos, verificaram circuitos, sacudiram fios, removeram a poeira de plugues. Subiram até a antena e colocaram fita vedante em cada junção e rebite. Voltaram a subir à antena, com vassouras e escovões, e removeram cuidadosamente o que descreveram num artigo posterior como “material dielétrico branco”, ou o que se conhece mais comumente como titica de pássaro. Nada do que fizeram funcionou.

Sem que eles soubessem, a menos de 50 quilômetros de distância, na Universidade de Princeton, uma equipe de pesquisadores, liderada por Robert Dicke, vinha tentando descobrir exatamente aquilo de que eles com diligência procuravam se livrar. Os pesquisadores de Princeton perseguiam uma ideia que havia sido sugerida na década de 1940 pelo astrofísico russo George Gamow. Segundo Gamow, se alguém perscrutasse o espaço a uma profundidade suficiente, encontraria alguma radiação cósmica de fundo remanescente do big-bang. Gamow calculou que, depois de atravessar a vastidão do cosmo, a radiação alcançaria a Terra em forma de microondas. Num artigo mais recente, ele chegou a sugerir um instrumento capaz de detectá-las: a antena da Bell em Holmdel. Infelizmente, nem Penzias, nem Wilson, nem ninguém da equipe de Princeton havia lido o artigo de Gamow.

O ruído que Penzias e Wilson estavam ouvindo era, sem dúvida, o mesmo ruído que Gamow postulara. Eles haviam encontrado o limite do universo, ou pelo menos da parte visível dele, a 145 bilhões de trilhões de quilômetros de distância. Eles estavam “vendo” os primeiros fótons – a luz mais antiga do universo -, embora o tempo e a distância os tivessem convertido em microondas, exatamente como Gamow previra no livro Inflationary Universe. Ainda sem saber o que causava o ruído, Wilson e Penzias telefonaram para Dicke, em Princeton, e descreveram o problema na esperança de que ele pudesse sugerir uma solução. Dicke percebeu imediatamente o que os dois jovens haviam descoberto. “Pessoal, acabamos de ser passados para trás”, ele informou aos colegas ao desligar o telefone.

Pouco depois, a Astrophysical Journal publicou dois artigos: um de Penzias e Wilson descrevendo sua experiência com o zumbido, o outro da equipe de Dicke explicando sua natureza. Embora não estivessem em busca da radiação cósmica de fundo, não soubessem o que era quando a encontraram e não descrevessem nem interpretassem seu caráter em nenhum artigo, Penzias e Wilson receberam o Prêmio Nobel de física em 1978. Os pesquisadores de Princeton obtiveram apenas manifestações de apoio. De acordo com Dennis Overbye, em Lonely hearts of the cosmos (Corações solitários do cosmo), nem Penzias nem Wilson entenderam a importância de sua descoberta até lerem a respeito no New York Times. Aliás, a perturbação da radiação cósmica de fundo é algo que todos já experimentamos. Sintonize sua televisão em qualquer canal que ela não receba. Cerca de 1% da estática saltitante que você vê resulta desse remanescente antigo do big bang. Da próxima vez que reclamar que não tem nada naquele canal, lembre-se de que você pode sempre assistir ao nascimento do universo.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Deixe uma resposta:

%d blogueiros gostam disto: