As teorias que veem o Big Bang não como o início, mas uma 'transformação' do Universo:apostas gratis

Nos 380 mil anos seguintes, o Universo foi tão denso que nem a luz foi capaz se mover através dele — o cosmos era formado por um plasma opaco e superquenteapostas gratispartículas dispersas.

Quando as coisas finalmente esfriaram o suficiente para os primeiros átomosapostas gratishidrogênio se formassem, o Universo rapidamente se tornou transparente.

A radiação irrompeuapostas gratistodas as direções, e o Universo estava a caminhoapostas gratisse tornar a entidade irregular que vemos hoje, com vastas faixasapostas gratisespaço vazio pontuadas por aglomeradosapostas gratispartículas, poeira, estrelas, buracos negros, galáxias, radiação e outras formasapostas gratismatéria e energia.

Em algum momento, esses pedaçosapostas gratismatéria se afastarão tanto que desaparecerão lentamente, segundo alguns modelos matemáticos. O Universo se tornará uma sopa fria e uniformeapostas gratisfótons isolados. Não é um final particularmente dramático, embora satisfatório.

Mas e se o Big Bang não foi realmente o começoapostas gratistudo?

Talvez tenha sido um pontoapostas gratisviradaapostas gratisum ciclo contínuoapostas gratiscontração e expansão. Ou poderia ser mais como um pontoapostas gratisreflexão, com uma imagem espelhada do nosso Universo expandindo-se para o "outro lado", onde a antimatéria substitui a matéria e o próprio tempo flui para trás.

Ou ainda um momentoapostas gratistransiçãoapostas gratisum Universo que sempre esteve — e sempre estará —apostas gratisexpansão. Todas essas teorias estão fora da cosmologia convencional, mas são apoiadas por cientistas influentes.

O crescente número dessas teorias concorrentes sugere que agora é horaapostas gratisdeixarapostas gratislado a ideiaapostas gratisque o Big Bang marcou o início do espaço e do tempo. E até mesmoapostas gratisque possa haver um fim.

A teoria da inflação cósmica é falha?

Muitas teorias concorrentes sobre Big Bang resultamapostas gratisuma profunda insatisfação com a ideiaapostas gratisinflação cósmica.

"Tenho que confessar que nunca gostei da inflação desde o início", diz Neil Turok, ex-diretor do Instituto Perimeterapostas gratisFísica Teóricaapostas gratisWaterloo, no Canadá.

"O paradigma inflacionário falhou", acrescenta Paul Steinhardt, professorapostas gratisciências na Universidade Princeton, nos Estados Unidos, e proponente do modeloapostas gratisque o Big Bang foi um pontoapostas gratisviradaapostas gratisum ciclo contínuoapostas gratiscontração e expansão do Universo.

"Sempre considerei a inflação uma teoria muito artificial", diz Roger Penrose, professor eméritoapostas gratismatemática na Universidadeapostas gratisOxford, no Reino Unido.

"A principal razão pela qual essa teoria não morreu ao nascer é que era a única coisa que as pessoas podiam pensar para explicar o que chamamapostas gratis'invariânciaapostas gratisescala das flutuaçõesapostas gratistemperatura do fundo cósmicoapostas gratismicro-ondas'."

O Fundo Cósmicoapostas gratisMicroondas (ou CMB, na sigla inglês) tem sido um fator fundamentalapostas gratistodos os modelos do Universo desde que foi observado pela primeira vezapostas gratis1965. É uma fraca radiação ambiente encontradaapostas gratistodo lugar no Universo observável que remonta àquele momentoapostas gratisque o Universo tornou-se transparente.

O CMB é uma importante fonteapostas gratisinformações sobre como era o Universo primitivo. É também um mistério tentador para os físicos. Para todas as direções que os cientistas apontam um radiotelescópio, o CMB parece ser o mesmo, mesmoapostas gratisregiões que aparentemente nunca poderiam ter interagido entre siapostas gratisnenhum momento dos 13,8 bilhõesapostas gratisanosapostas gratishistória do Universo.

"A temperatura do CMB é a mesmaapostas gratislados opostos do céu, e essas partes do céu nunca teriam entradoapostas gratiscontato", diz Katie Mack, cosmóloga da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos Estados Unidos.

"Algo teria que conectar essas duas regiões do Universo no passado. Algo tinha que fazer com que essa parte do céu tivesse a mesma temperatura que essa outra parte do céu."

Sem algum mecanismo para uniformizar a temperatura no Universo observável, os cientistas esperariam variações muito maiores entre diferentes regiões.

A inflação oferece uma maneiraapostas gratisresolver esse "problemaapostas gratishomogeneidade", com um períodoapostas gratisexpansão tão intensa e rápida que que quase tudo acabou indo parar muito além da região a qual podemos observar e com o que podemos interagir.

Nosso Universo observável se expandiuapostas gratisuma minúscula região homogênea dentro daquela confusão quente primordial, produzindo o CMB uniforme. Outras regiões além do que podemos observar podem ser bem diferentes.

"A inflação parece ser algo que tem apoio suficiente dos dados para que possamos tomá-la como padrão", diz Mack.

"É o que ensino nas minhas aulas. Mas sempre digo que não sabemos ao certo se isso aconteceu. Mas parece se ajustar bem os dados e é o que a maioria das pessoas diria ser mais provável."

Mas sempre houve deficiências com a teoria. Em especial, não há um mecanismo específico para desencadear a expansão inflacionária ou uma explicação testávelapostas gratiscomo a saída graciosa poderia acontecer.

Uma ideia apresentada pelos defensores da inflação é que partículas teóricas compuseram algo chamado "campoapostas gratisinflação" que impulsionou a inflação e depois se decompôs nas partículas que vemos ao nosso redor hoje.

Mas, mesmo com ajustes como esse, a teoria da inflação faz previsões que, pelo menos até agora, não foram confirmadas.

Ela diz que o espaço-tempo deve ter sido distorcido por ondas gravitacionais primordiais que ricochetearam pelo Universo com o Big Bang. Mas, embora certos tiposapostas gratisondas gravitacionais tenham sido detectadas, ainda não foi encontrada nenhuma destas primordiais para dar suporte à teoria.

A física quântica também leva a teoria da inflação a lugares confusos. Prevê-se que as raras flutuações quânticas façam com que a inflação divida o espaçoapostas gratisum número infinitoapostas gratisremendos com propriedades totalmente diferentes — um "Multiverso" no qual literalmente ocorre tudo que seja imaginável.

"A teoria é completamente inconclusiva", diz Steinhardt. "Só podemos dizer que o Universo observável pode ser assim ou assado ou qualquer outra possibilidade que você possa imaginar, dependendoapostas gratisonde estivermos no Multiverso. Não é descartado nada que seja fisicamente concebível."

Steinhardt, que foi um dos arquitetos originais da teoria inflacionária, enfim se cansou da faltaapostas gratiscapacidadeapostas gratisprevisão eapostas gratistestabilidade.

"Realmente precisamos imaginar que existe um número infinitoapostas gratisuniversos confusos que nunca vimos e nunca veremos para explicar o Universo simples e notavelmente suave que observamos?", ele questiona. "Eu digo que não. Temos que procurar uma ideia melhor."

Um pontoapostas gratisvirada e o 'Universo Espelho'

O problema pode ter a ver com o próprio Big Bang e com a ideiaapostas gratisque houve um começo no espaço e no tempo.

A teoriaapostas gratisque o Big Bang pode ter sido um pontoapostas gratisvirada vaiapostas gratisencontro à imagemapostas gratisum Universo quente e denso que começou a se expandir e esfriar 13,8 bilhõesapostas gratisanos atrás.

Mas,apostas gratisvezapostas gratisser o começo do espaço e do tempo, esse foi um momentoapostas gratistransiçãoapostas gratisuma fase anterior, durante a qual o espaço estava se contraindo.

Em um salto,apostas gratisvezapostas gratisuma explosão, diz Steinhardt, partes distantes do cosmos teriam muito tempo para interagir umas com as outras e formar um único Universo suave, no qual as fontesapostas gratisradiação CMB teriam a chanceapostas gratisse equilibrar. De fato, é possível que o tempo tenha sempre existido.

"E se um salto aconteceu no nosso passado, por que não poderia haver muitos deles?", diz Steinhardt. "Nesse caso, é plausível que exista umapostas gratisnosso futuro. Nosso Universoapostas gratisexpansão pode começar a se contrair, retornando a esse estado denso e iniciando o cicloapostas gratisnovamente."

Steinhardt e Turok trabalharam juntosapostas gratisalgumas versões anteriores deste modelo, nas quais o Universo encolheu a um tamanho tão pequeno que a física quântica sobrepôs a física clássica, deixando as previsões incertas.

Mais recentemente, porém, outra colaboradoraapostas gratisSteinhardt, Anna Ijjas, desenvolveu um modeloapostas gratisque o Universo nunca fica tão pequeno a pontoapostas gratisa física quântica predominar.

"É uma ideia bastante prosaica e conservadora, descritaapostas gratistodos os momentos por equações clássicas", diz Steinhardt.

"A inflação diz que há um Multiverso, que há um número infinitoapostas gratismaneiras pelas quais o Universo pode surgir e que vivemos naquele que é suave e plano. Isso é possível, mas não provável."

Neil Turok também vem explorando outra alternativa mais simples à teoria inflacionária, o "Universo Espelho". Ele prevê que outro universo dominado pela antimatéria, mas governado pelas mesmas leis físicas que as nossas, está se expandindo para o outro lado do Big Bang — uma espécieapostas gratis"antiuniverso", se você preferir.

"Deduzo uma coisa das observações dos últimos 30 anos, que é que o Universo é incrivelmente simples", diz ele.

"Em grande escala, não é caótico. Não é aleatório. É incrivelmente ordenado e regular e requer muito poucos números para descrever tudo."

Com issoapostas gratismente, Turok não vê lugar para um Multiverso, outras dimensões ou novas partículas para explicar o que pode ser visto quando olhamos para o céu.

O Universo Espelho oferece explicação para tudo isso — e também pode resolver um dos grandes mistérios do Universo.

Se você somar toda a massa conhecidaapostas gratisuma galáxia — estrelas, nebulosas, buracos negros e assim por diante —, o total não cria gravidade suficiente para explicar o movimento dentroapostas gratisgaláxias e entre elas.

O restante parece ser composto por algo que não podemos ver: matéria escura. Esse material misterioso é responsável por cercaapostas gratis85% da matéria no Universo.

O modelo do Universo Espelho prevê que o Big Bang produziu uma partícula conhecida como "neutrinos destros"apostas gratisabundância.

Embora físicosapostas gratispartículas ainda não as tenham observado diretamente, eles têm certezaapostas gratisque existem. E são elas que compõem a matéria escura,apostas gratisacordo com aqueles que apoiam a teoria do Universo Espelho.

"É a única partícula nessa lista (de partículas no modelo padrão) que possui as duas propriedades necessárias que ainda não foram observadas diretamente e pode ser estável", diz Latham Boyle, um dos principais defensores da teoria do Universo Espelho e colegaapostas gratisTurok no Instituto Perimeter.

A teoria dos ciclos cosmológicos

Talvez a alternativa mais desafiadora ao Big Bang e à inflação seja a teoriaapostas gratis"Cosmologia Cíclica Conforme" (CCC),apostas gratisRoger Penrose.

Como a teoria do pontoapostas gratisvirada, ela envolve um universo que pode ter existido para sempre. Mas, no CCC, ele nunca passa por períodosapostas gratiscontração, apenas se expande. "A opinião que tenho é que o Big Bang não foi o começo", diz Penrose.

"A imagem completa do que sabemos hojeapostas gratisdia, toda a história do Universo, é o que eu chamoapostas gratis'era'apostas gratisuma sucessãoapostas gratiseras."

O modeloapostas gratisPenrose prevê que grande parte da matéria no Universo acabará sendo arrastada para buracos negros ultramassivos.

À medida que o Universo se expandirá e esfriará para quase zero absoluto, esses buracos negros "ferverão" por meioapostas gratisum fenômeno chamado Radiação Hawking.

"É preciso pensarapostas gratistermosapostas gratisanosapostas gratisgoogol, o que significa um número 1 com 100 zeros", diz Penrose.

"Esse é o númeroapostas gratisanos para que os buracos negros realmente grandes finalmente desapareçam. E então você terá um Universo dominado por fótons (partículasapostas gratisluz)."

Penrose diz que, nesse ponto, o Universo começará a ter uma aparência semelhante àapostas gratisseu início, preparando o cenário para o inícioapostas gratisoutra era.

Uma das previsões do CCC é que pode haver um registroapostas gratisuma era anterior na radiação cósmicaapostas gratisfundo que originalmente inspirou o modeloapostas gratisinflação.

Quando buracos negros hipermassivos colidem, o impacto libera uma enorme quantidadeapostas gratisenergia na formaapostas gratisondas gravitacionais. Quando finalmente evaporam, liberam uma enorme quantidadeapostas gratisenergia na formaapostas gratisfótonsapostas gratisbaixa frequência.

Ambos os fenômenos são tão poderosos, diz Penrose, que podem "irromper para o outro lado"apostas gratisuma transiçãoapostas gratisuma era para outra, cada uma deixando seu próprio tipoapostas gratis"sinal" incorporado no CMB como um eco do passado.

Penrose chama os padrões deixados para trás pela evaporação dos buracos negrosapostas gratis"Pontos Hawking".

Nos primeiros 380 mil anos da era atual, esses seriam apenas pequenos pontos no cosmos, mas à medida que o Universo se expandisse, eles apareceriam como "manchas" no céu.

Penrose tem trabalhado com cosmólogos poloneses, coreanos e armênios para verificar se esses padrões podem realmente ser encontrados por meio da comparaçãoapostas gratismedições do CMB com milharesapostas gratispadrões aleatórios.

"A conclusão a que chegamos é que vemos esses pontos no céu com 99,98%apostas gratisconfiança", diz Penrose.

O mundo da física permaneceu, no entanto, amplamente céticoapostas gratisrelação a esses resultados até o momento e houve um interesse limitado entre os cosmólogosapostas gratistentar replicar a análiseapostas gratisPenrose.

É improvável que possamos observar diretamente o que aconteceu nos primeiros momentos após o Big Bang e muito menos nos momentos anteriores.

O plasma opaco superaquecido que existia nos primeiros momentos provavelmente obscurecerá para sempre nossa visão.

Mas existem outros fenômenos potencialmente observáveis, como ondas gravitacionais primordiais, buracos negros primordiais, neutrinos destros, que podem nos fornecer algumas pistas sobre quais teorias sobre o Universo estão corretas.

"À medida que desenvolvemos novas teorias e modelosapostas gratiscosmologia, elas nos dão outras previsões interessantes que podemos investigar", diz Mack.

"A esperança não é necessariamente que vejamos o começoapostas gratistudo diretamente, mas que talvez,apostas gratisalguma forma, possamos entender melhor a estrutura da própria física."

Até lá, a história do Universo, seu início e se tem um fim, continuará sendo debatida.

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