Cosmologia

As diversas possibilidades que foram apresentadas na tentativa de explicar a Origem do Universo são bem diferentes do que conhecemos hoje, por meio da Cosmologia Moderna, que se baseia na objetividade e se desenvolve por meio do método científico. Atualmente, a cosmologia moderna faz parte da astronomia e conta com um aparato de instrumentos tecnológicos que auxiliam as observações. Além disso, é estudada e desenvolvida por cientistas, físicos, astrônomos, matemáticos, que utilizam métodos científicos em busca de comprovações a respeito da origem do Universo. A palavra cosmologia deriva do termo grego kosmología, que significa kósmos= mundo, Universo e logos= razão, organização racional. Portanto, cosmologia é o estudo do Universo.

Hoje, sabemos que o Universo pode ser pesquisado, por meio de métodos científicos, nos laboratórios e observatórios, e a partir disso, termos explicações testadas empiricamente e divulgadas pela comunidade científica e também por professores em sala de aula, nos livros didáticos, por meios de comunicação, etc.

A palavra cosmologia deriva do termo grego kosmología, que significa kósmos= mundo, Universo e logos= razão, organização racional.

3.2.1.1 Big Bang

O Big Bang é a teoria científica que melhor explica a origem do Universo, por isso, continua sendo a mais aceita pela comunidade científica. Para a Ciência, o Big Bang é o evento que marca o início do tempo e do espaço, e ocorreu a cerca de 14 bilhões de anos. Ainda não é possível comprovar o que existia antes dele. Hoje, os astrônomos podem observar que as galáxias estão cada vez mais distantes e à medida que se afastam, a velocidade de distanciamento aumenta. Portanto, se olharmos para trás, podemos notar que essas galáxias no passado estavam bem próximas. O que levou Edwin Hubble a comprovar que o Universo está em expansão e resfriando com o passar do tempo (Lei de Hubble).

No ano de 1929, Edwin Hubble obteve evidências observacionais de que o Universo está em expansão, o que foi uma robusta evidência para o modelo do Big Bang, proposto poucos anos antes. Ele afirma que o Universo iniciou pequeno e denso, expandindo-se e resfriando-se até atingir seu atual estado.

Em 1998, um novo avanço imprevisto: a descoberta de que o Universo encontra-se em um processo de expansão acelerada. (FRÓES, 2014, p. 1)

O modelo do Big Bang foi proposto inicialmente pelo astrônomo e padre jesuíta Georges-Henri Lemaître, em 1927, que se referia à ―hipótese do átomo primordial‖. Para ele, toda matéria do Universo se concentrava em um único ponto, uma singularidade, que em dado momento, explodiu, partindo-se em milhares de pedaços. Mais tarde, George Gamow aprimorou esta teoria provando que os elementos químicos foram formados a partir de fusões nucleares no universo primordial.

Para elaborar esta teoria, Lemaître tomou como base a Teoria da Relatividade Geral (TRG), apresentada pelo físico alemão Albert Einstein em 1915, que descreve que, quanto maior a massa de um corpo, mais ele encurvará o espaço-tempo ao seu redor, determinando a força da gravidade. Conforme ilustração a seguir:

Figura 5 – Efeitos da Teoria da Relatividade Geral

Fonte: https://miro.medium.com/max/2800/0*Kj_f3cm4UK_XEZRj.

Assim como Lemaître e independente dele, o matemático e meteorologista russo Alexander Friedmann, encontrou as soluções das equações da TRG, que possuíam como característica a expansão do Universo. A Lei de Hubble é a primeira evidência para a expansão do Universo. Mais tarde, em 1964, a teoria do Big Bang é reforçada com a descoberta da radiação de microondas do fundo do Universo, pelos astrônomos Arno Penzias e Robert Wilson, que detectaram o excesso de radiação remanescente do Big Bang (OLIVEIRA FILHO;

SARAIVA, 2004).

Segundo Rodrigues (2015), a radiação cósmica de fundo (RCF) é consequência do desacoplamento da radiação da matéria, devido à diminuição de temperatura do Universo, aumentando o livre caminho médio dos fótons.

A RCF guarda informação térmica do Universo primitivo e o seu espectro é característico de um corpo negro. O seu comprimento de onda aumentou, sofrendo red-shift, à medida que o espaço-tempo se expandiu. Hoje o comprimento de onda mensurado evidencia uma temperatura aproximada de 2,7 K para o universo. (RODRIGUES, 2015, p.17-18)

Outra confirmação da teoria do Big Bang é a formação do elemento Hélio nos três primeiros minutos após a explosão. Elemento que está presente na formação de aproximadamente ¼ da matéria do Universo, e aproximadamente ¾ da matéria sob forma de hidrogênio (STEINER, 2006). Inicialmente, somente o hidrogênio e o hélio foram formados.

Centenas de milhões de anos depois esses gases se condensaram formando as primeiras estrelas.

Na figura a seguir, podemos ver os principais acontecimentos após o Big Bang até os dias atuais:

Figura 6 - História do Universo – desde o início do tempo até os dias de hoje

Fonte: nasa.gov.

• Big Bang: explosão inicial;

• Formação dos elementos químicos no universo primordial por combinações de fusão nuclear;

• Prótons, elétrons e nêutrons combinam-se formando os primeiros átomos;

• Recombinação: elétrons e prótons carregados se ligaram para formar átomos de hidrogênio eletricamente neutros;

• Idade das trevas: formam-se aglomerados de matéria;

• Formação das primeiras estrelas e galáxias;

• Evolução da galáxia: a expansão do Universo acelera;

• Hoje: o Universo continua em expansão.

No passado, o Big Bang recebeu muitas críticas de cientistas que propunham outras teorias. Inclusive este nome – Big Bang – que significa ―grande explosão‖, foi uma tentativa do astrofísico e cosmólogo inglês Fred Hoyle de desqualificar este modelo cosmológico. O nome acabou sendo adotado. Talvez daí venha a ideia errônea que os alunos recebem ainda hoje sobre a ocorrência do Big Bang e a resistência em acreditar nele.

Certamente ainda há muito que se explicar sobre o Big Bang. Na ciência, não existem teorias definitivas. Os avanços nas pesquisas continuam, assim como o Universo continua a se expandir. Enquanto isso, a missão da Astronomia é de nos dizer onde estamos, de onde viemos e para onde vamos. E, pelo visto, essa missão parece não ter fim. (STEINER, 2006, p. 247)

4 DIÁLOGOS ENTRE AS VERTENTES NÃO CIENTÍFICA E CIENTÍFICA