O Big Bang

Há muitos equívocos em torno da teoria do Big Bang. Por exemplo, tendemos a imaginar uma “explosão” gigantesca. Especialistas no entanto afirmam que não houve explosão, não havia uma expansão. Ao invés de imaginar um balão estourando e liberando o seu conteúdo, imagine um balão em expansão: um balão infinitamente pequeno se expandindo para o tamanho de nosso universo atual.

Outro equívoco é que nós tendemos a imagem a singularidade como uma bola de fogo que aparece em algum lugar no espaço. Segundo os especialistas, o espaço não existia antes do Big Bang. De volta aos anos 60 e início dos 70, quando os primeiros homens caminhou sobre a lua “, três astrofísicos britânicos, Steven Hawking, George Ellis, e Roger Penrose voltaram sua atenção para a Teoria da Relatividade e suas implicações sobre as nossas noções de tempo. Em 1968 e 1970, eles publicaram artigos em que estendeu a teoria de Einstein da Relatividade Geral para incluir medições de tempo e espaço. De acordo com seus cálculos, o tempo e o espaço teve um início finito que correspondeu à origem da matéria e energia. A singularidade não aparece no espaço, mas sim, o espaço passou a existir dentro da singularidade. Antes da singularidade, nada existia, nem o espaço, tempo, matéria ou energia. Então, onde teve início a singularidade? Nós não sabemos. Nós não sabemos de onde veio, porque está aqui. Tudo que realmente sabemos é que estamos dentro dela.

Estamos razoavelmente certo que o universo teve um começo, mas será possível um “hoje sem ontem…?”. As galáxias parecem estar se afastando de nós a velocidades proporcionais às suas distâncias.
Se o universo era inicialmente muito quente como o Big Bang sugere, devemos ser capazes de encontrar algum vestígio desse calor. Em 1965, radioastrônomos Arno Penzias e Robert Wilson descobriram 2,725 grau Kelvin (-454,765 grau Fahrenheit ou -270,425 grau Celsius) na radiação cósmica de fundo (CMB), que permeia o universo observável.

O que é essa radiação cósmica de fundo…?
Em todas as direções do Universo, há uma radiação muito baixa de energia e muito uniforme que vemos preenchendo o Cosmos. Essa é a chamada radiação de fundo de 3 graus Kelvin, ou a Radiação Cósmica de Fundo. Estes nomes surgem devido esta radiação ser essencialmente um corpo negro com temperatura ligeiramente inferior a 3 graus Kelvin, isto é, picos na porção do espectro de microondas. Esta radiação é a mais forte evidência para a validade do modelo do big bang.
A teoria do Big Bang é um esforço para explicar o que aconteceu no início do nosso universo. Descobertas na astronomia e na física têm demonstrado uma dúvida razoável de que nosso universo tenha, de fato, ter um começo. Antes desse momento não havia nada, durante e depois daquele momento houve uma coisa: o nosso universo.

O que é a Singularidade ?
A totalidade do nosso universo foi comprimida nos confins de um núcleo atômico. Conhecida como singularidade, este é o momento antes da criação, quando o espaço e o tempo não existiam. De certa forma, você pode pensar no universo como um buraco negro às avessas. Um buraco negro é cercado por um horizonte de eventos, uma superfície interna que não podemos ver. O universo é cercado por um horizonte cosmológico, uma superfície externa da qual não podemos ver. A grande diferença , porém, é que o horizonte de eventos é fixo enquanto o horizonte cosmológico varia de observador para observador. Assista ao vídeo (1ª parte de 5)…eu recomendo.

O Efeito Doppler

O Universo em que vivemos está expandindo. Sabemos disso porque vemos galáxias e grupos de galáxias se afastando progressivamente no universo. Esta expansão tem ocorrido desde que o universo foi formado há 14 bilhões de anos em um evento muito quente, denso conhecido como o Big Bang.
O espaço e o tempo foram criados no Big Bang. No início do universo, o espaço foi totalmente preenchido com a matéria. A matéria era originalmente muito quente e muito densa e então se expandiu e esfriou para eventualmente produzir as estrelas e galáxias que vemos hoje no universo.
Não se sabe o que existia antes do Big Bang. Esta questão é difícil de responder. Algumas teorias sugerem que nosso universo é parte de uma infinidade de universos (chamados de um multiverso), que estão sendo continuamente criados. Isto é possível mas muito difícil de provar.

Como sabemos que as galáxias estão se afastando ?
Vejamos um exemplo: Você já ouviu o apito de um trem em movimento, o que a acontece quando esse trem se distancia mais de você ? O som do apito parece diferente embora não seja diferente, é o mesmo som. É uma consequência do Efeito Doppler . Quando o trem se afasta do ouvinte, as cristas das ondas sonoras são “esticadas” ou deslocadas, resultando em um tom mais baixo. Quanto mais rápido o trem se afasta, mais esticado as ondas se tornam. O mesmo vale para qualquer objeto emissor de onda, quer se trate de ondas sonoras, ondas de luz ou ondas de rádio.Por outro lado, o comprimento de onda de objetos que estão se aproximando de nós são mais curtos do que aqueles emitidos por um objeto em repouso.

Átomos emitem ou absorvem a luz em comprimentos de onda característicos: hidrogênio, hélio, e todos os outros elementos atômicos têm seus próprios espectro ou assinatura. Na primeira metade deste século, Vesto Slipher estava estudando os espectros de luz emitida a partir de galáxias próximas. Ele notou que a luz vinda de muitas galáxias eram deslocadas para o comprimento de onda vermelho, isto é, no final do espectro. A interpretação mais simples desta “mudança” foi que as galáxias estavam se afastando de nós, como no Efeito Doppler .

Se medirmos a mudança do espectro de uma estrela, sabemos que se aproximam ou se afastam de nós. Mas esta mudança é para o vermelho, indicando que o foco da radiação ta indo embora. Isso é interpretado como uma confirmação da expansão do universo.
No começo parece que as galáxias estão se afastando da Via Láctea em todas as direções, dando a impressão de que nossa galáxia é o centro do universo.

Este efeito é devido à forma como o Universo se expande. É como se a Via Láctea e outras galáxias estivessem localizados em pontos na superfície de um balão. Inflando o balão todos os pontos se distanciariam de nós. Se mudarmos a nossa posição em qualquer um dos outros pontos e realizássemos a mesma operação, observaríamos a mesma coisa.
Lembrando que o efeito Doppler também pode ser aplicado à Luz, portando é só transportar a ideia das ondas sonoras para as ondas eletromagnéticas…
Assista ao vídeo: