Fronteiras da Física: Big-Bang Originou o Universo?

Antes de começar...

"Quero deixar claro que, quando é dito que o Big-Bang deu origem ao Universo estamos nos referindo a como ele é hoje (O Big-Bang originou a expansão). A pergunta seria, o que originou o Big-Bang?."

Quantos de nós olhamos para o céu a noite e nos perguntamos: como surgiu o universo? Essa pergunta, por muito tempo, tem sido a questão chave para todas as coisas. Compreender a nossa existência e se há um propósito para ao qual estamos aqui.

Por muito tempo, o homem buscou as respostas para as questões que envolviam o universo. Por que as coisas são puxadas para baixo? Por que o sol desaparece e reaparece? O que é o tempo? Quem somos nós? De onde viemos e para onde vamos? Entre muitas outras perguntas. Cada questionamento nos conduziu um passo à frente nessa longa jornada em busca de respostas. Mas a questão mais importante parecia não ter uma resposta. Até agora!

A ciência vive evoluindo, a cada descoberta feita é um passo rumo a um horizonte que nós mesmos desconhecemos. No princípio não tínhamos resposta alguma para a nossa própria existência, não tínhamos respostas para a razão do porque chovia ou respostas sobre o nosso planeta. Até que começou a surgir o questionamento e a filosofia nos conduziu à idéia das coisas.

Antigamente, quando não tínhamos a ciência tínhamos a crença. Não que a crença seja ruim, pelo contrário, mas todos os acontecimentos, todas as causas, eram obras de um ser maior. A explicação para a chuva era a seguinte: existe uma pessoa mais poderosa que nós, e ela está nos dando a chuva.

Os mitos foram as primeiras explicações para todas as coisas, mas esses mesmos mitos foram sendo substituídos por outros mitos ou até mesmo por explicações lógicas. Mas mesmo os mitos não explicavam o surgimento do universo. Sempre caímos na mesma questão: Se houve um criador, de onde esse criador surgiu? E se ele sempre existiu, por que houve uma espera infinita para criar algo?

A idéia de tempo é complexa demais. Mas o que é o tempo? Existe um tempo?

A Teoria da Relatividade formulada por Albert Einstein nos mostra que seres diferentes vêem realidades diferentes. Se um sujeito A entrasse em um foguete e viajasse a uma velocidade próxima a da luz, podendo ser observado por um sujeito B, a massa do foguete iria parecer se tornar mais fina. Porém o sujeito A, dentro do foguete, iria ter outra idéia de realidade, pois ele veria todas as coisas externas sofrendo uma mudança na massa e sendo recurvadas. Esse mesmo conceito de realidades diferentes mostra que se você viajar próximo a velocidade da luz durante vinte anos, você envelhecerá apenas quatro anos. O tempo pode ser quebrado, o tempo muda em diferentes pontos do espaço.

Mas para entender melhor o conceito de tempo e espaço seria melhor entender como ele se originou. Muitos filósofos ou até mesmo cientistas preferem acreditar que o universo é estacionário e que ele sempre existiu. Porém, se o universo sempre existiu ele teria de ser bem mais quente do que uma estrela, pois a radiação estrelar estaria viajando pelo espaço a um tempo infinito. O universo tinha de apresentar um início.

Em 1927, um padre e cosmologista chamado Georges Lemaître propôs uma explicação para os desvios espectrais observados em nebulosas. Lemaître propôs que esse fenômeno ocorria graças a uma expansão do universo, e tal expansão é obra da explosão de um átomo primário. Einstein desacreditou em tal teoria. Para ele, o universo tinha uma propriedade natural de expansão, ao qual ele denominou de Constante Cosmológica. Mas após as observações feitas pelo Hubble, com o deslocamento das ondas de luz para o vermelho, Einstein viu que realmente as galáxias estão cada vez mais distantes e dessa forma ele abandonou sua constante cosmológica, dizendo que esse foi o maior fiasco de sua vida.

A teoria de Lemaître passou a fazer sentido, e foi chamada de Grande Explosão, ou Big-Bang. O universo teria se originado há aproximadamente 13,7 bilhões de anos, de um estado denso e muito quente. Desde então o universo está em expansão. Se o universo está inflando um dia ele terá de parar e quando isso acontecer podemos chegar ao fim de todas as coisas, com o frio absoluto. Ou então, poderá ocorrer um Big-Crunch e tudo voltar a ser um átomo primário. Talvez o Big-Crunch já tenha ocorrido várias vezes e conseqüentemente o Big-Bang também. Mas um dia houve a primeira explosão.

O Big-Bang não explica o que explodiu, por que explodiu e como explodiu. A teoria não diz nada a respeito de si mesma. No final a explicação para o surgimento do universo estava escondida por detrás de uma grande incógnita: a singularidade. O Big-Bang tinha tudo para ser uma teoria elegante, mas não explicava como ocorreu a explosão e por essa razão ele teria de ficar de lado.

Por volta da década de 20, cientistas fizeram uma descoberta um tanto quanto desconfortável. Quando tentaram demarcar a exata localização de partículas atômicas, como o elétron, viram que isso era impossível. As partículas não apresentam uma única exata localização. Os elétrons desapareciam de uma hora para outra, e junto com eles a matéria. Mas o estranho é que, temos depois, a matéria voltava a aparecer. De fato, o átomo não deixava de existir, ele simplesmente migrava para outro lugar. Mas que outro lugar?

Há muito tempo, místicos diziam existir universos paralelos. Tais universos eram habitados por fantasmas, monstros e outros seres. Mas seria realmente possível tais universos existirem? A ciência não queria ser relacionada a tais mitos, mas a idéia de universos paralelos parecia ser a única explicação para o fenômeno observado nos átomos.

Quando as partículas migravam, elas iam para universos paralelos e nesses universos as pessoas também se questionavam a respeito de seu desaparecimento. Tais partículas não existem apenas em nossa realidade. Esses universos paralelos apresentam realidades diferentes. Uma realidade ao qual Hitler saiu vitorioso na segunda guerra, Collor permaneceu no poder, e uma realidade na qual você nem existe. Porém tal idéia pareceu ser fictícia demais, e os cientistas decidiram abandoná-la.

Quando Einstein morreu ele deixou uma teoria inacabada para nós. Essa era a Teoria de Tudo ou Teoria Absoluta. A questão que agora estava envolvendo os físicos era a respeito dessa teoria. O que será que Einstein estava tentando mostrar ao mundo? A teoria absoluta estava tentando abrir novos horizontes para a existência do universo e encontrar uma resposta para a grande singularidade. Mas a teoria a qual os físicos estavam procurando tinha de ser algo simples e belo.

Uma grande descoberta iria revolucionar todo o conceito de matéria ao qual estávamos acostumados a ter como Modelo Padrão. Até então víamos os componentes elementares da matéria formados por pequenos pontos unidimensionais, algo microscópico. Porém, ao analisar a matéria vimos que estávamos a estudando de uma forma errada. Não eram pontos mas sim pequenos filamentos unidimensionais ao qual chamamos de cordas. O problema com o modelo padrão era uma explicação para a gravidade, que esse modelo não apresentava. Por essa razão, era necessária uma nova teoria. A Teoria das Cordas substituiu o modelo padrão.

Para compreender a teoria das cordas, vamos imaginar uma corda de violão. Se você tocar a corda de um violão será produzido um tipo de freqüência e consequentemente isso soará como uma nota. Se tocar a mesma corda mas de uma outra forma você produzirá uma outra freqüência e assim uma nota diferente. O universo é uma sinfonia e cada elemento é um tipo de vibração de uma dessas cordas.

A teoria das cordas prediz um universo com dez dimensões, sendo três espaciais, uma temporal e seis dimensões recurvadas. Nós podemos nos deslocar em três dimensões: para cima e para baixo, para frente e para trás, para direita e para a esquerda. Einstein mostrou o tempo como sendo a quarta dimensão, todas as outras dimensões seriam tão pequenas que nossa percepção não nos mostra que elas existem.

Os estudos com as cordas estavam começando a animar os físicos, porém, tantos estudos nos conduziram à beira do abismo. Para a maioria, a teoria das cordas estava soando como a teoria absoluta, mas para poder dar certeza disso seria necessário que as cordas passassem por um teste: explicar a origem do universo.

O Big-Bang e as cordas teriam de andar lado a lado, uma teria de completar a outra. Mas as duas teorias começaram a entrar em atrito uma com as outras. O problema já havia começado na grande explosão, pois a singularidade ainda permanecia em nosso meio, mas agora as cordas estavam com problemas também. Quanto mais estudávamos a teoria, mas longe ficávamos do que realmente queríamos. Ao final de tudo, a teoria das cordas quebrou-se em cinco diferentes teorias: cinco teorias das cordas.

Uma teoria que parecia ser elegante, simples, bela agora estava se autodestruindo. Para alguns pode ser fácil pensar: mas por que não ignoramos as outras quatro teorias e ficamos apenas com uma teoria? Isso seria deixar de lado algumas das leis da física e isso é um desastre. Os físicos estudam um universo ao qual segue leis da física, não podemos deixá-las de lado.

Michael Duff um pouco antes do auge das cordas havia começado o seu estudo a respeito de uma teoria a qual ele chamava de Supergravidade. Essa teoria não era muito diferente das cordas. A diferença maior estava em seu número de dimensões. Enquanto as cordas apresentavam dez dimensões, a supergravidade apresentava onze.

Onze dimensões, um número que para a maioria era sem sentido. A maioria não levou a sério a supergravidade de Duff, mas com o problema das cordas os físicos decidiram reaver o conceito da 11ª dimensão. A 11ª dimensão acabou sendo a salvação para a teoria das cordas, o acréscimo dessa dimensão fez com que a teoria das cordas voltasse a soar bem. Na verdade não eram cinco diferentes teorias, mas apenas uma única teoria se manifestando de cinco formas. Porém, a teoria das cordas acabou se tornando um pouco diferente.

Uma nova conclusão mostrou que toda a matéria do universo está interligada a uma espécie de membrana. Membrana, a palavra chave agora. Agora estávamos de volta ao caminho certo, e com uma nova teoria que unificou as cordas e a supergravidade: Teoria-M, a teoria da membrana.

A teoria-M apresenta onze dimensões, sendo que o universo flui pela 11ª dimensão. Universo fluindo? Agora os físicos estavam trazendo de volta os universos paralelos, pois eles pareciam realmente existir. Vamos tomar como prova disso a força da gravidade. A maioria das pessoas acreditam que essa é uma força muito forte, mas na verdade é uma força fraca. A própria força de um imã é maior que a da gravidade. Um imã levanta facilmente um clipe e você pode levantar um livro, por exemplo. A gravidade não atua apenas em nosso universo, mas assim como as partículas, essa força atua em universos paralelos.

Porém a gravidade pode chegar ao nosso universo por meio da 11ª dimensão, e assim sua força é distribuída em todos os outros universos. Todas essas dimensões extras são tão pequenas que nós nem conseguimos perceber, mas elas estão tão próximas de você quanto a sua camiseta.

Mas como isso tudo pode explicar a origem do universo?

Voltemos ao princípio. O físico Burt Ovrut, junto com seus amigos de trabalho, chegou a uma resposta para a singularidade. No princípio, as membranas oscilantes começaram a se aproximar e quando elas se tocaram ocorreu a explosão. Porém, não foi uma única explosão mas várias, para falar a verdade explosões estão sempre ocorrendo e criando nova matéria no universo. Cada vez que uma parte das membranas se tocam, ocorre uma nova explosão.

Esse foi a explicação para a singularidade, ao qual juntou o Big-Bang a teoria-M de uma forma simples e elegante. Porém, alguns ainda podem se questionar a respeito dos universos paralelos, ou a outro modo, da existência das membranas da seguinte forma: mas e o início desses universos?

O que mais nos deixa pensativos quanto a questão da existência é questão do tempo. Imaginar que algo nunca teve um princípio é estranho e perturbador, mas pensamos dessa forma unicamente porque somos seres que tiveram um principio e que estamos contidos em um universo temporal. Mas o tempo foi criado a partir da explosão, anterior a isso não havia dias nem qualquer tipo de contagem. Havia apenas a possibilidade.