Como você provavelmente já ouviu falar, uma equipe de cientistas identificou indícios de inflação cósmica logo após o Big Bang, uma descoberta que ajuda a explicar como o universo inteiro se originou. Por incrível que pareça, isto é muito mais importante do que você imagina.

Para compreender de fato o significado disso, vamos começar com o que exatamente a equipe de Harvard encontrou. Esqueça analogias sobre ondulações em lagos ou qualquer outra explicação mais simplificada que você leu – eis o que realmente aconteceu.

Pegando uma onda



Os resultados divulgados esta semana vêm da análise da “radiação cósmica de fundo“: é a radiação térmica que restou de quando nosso universo surgiu há bilhões de anos, e que ainda está presente como ondas eletromagnéticas cruzando o espaço. Elas são, basicamente, as ondas mais antigas que podem ser observadas no universo.

A equipe de Harvard anunciou ter observado “polarização de modo-B” nas micro-ondas que eles analisaram. Isto significa que a radiação térmica gerada pelo nascimento do nosso universo foi distorcida, e sutilmente torcida, por ondas gravitacionais que antes só existiam no papel. Agora, os cientistas mostraram que elas realmente existem.

Isto reafirma um dos princípios mais fundamentais da física moderna. Estas ondas foram previstas originalmente por Albert Einstein em 1916; são ondulações minúsculas – um milionésimo do tamanho de um átomo – que carregam energia em todo o universo. Elas são uma parte integrante da Teoria Geral da Relatividade de Einstein; agora que temos a prova de sua existência, isso tem alguns resultados profundos.

Nada de “grande colapso”

Sim, agora temos uma prova firme de que o Big Bang realmente aconteceu. Mas, talvez mais importante, a descoberta desta semana descarta a teoria concorrente mais popular: o modelo cíclico, defendido por Neil Turok, diretor do Perimeter Institute no Canadá, prevê que o universo se expande e contrai em ciclos bastante longos.

Tudo começaria com um Big Bang (Grande Explosão) e terminaria com um Big Crunch (Grande Colapso). Turok defende que o crescimento ilimitado do universo seria impedido pela força gravitacional, em um ciclo interminável de expansão e contração.

Mas a existência de ondas gravitacionais torna isso impossível. Na BBC Radio 4, o professor Stephen Hawking explica que a “teoria do universo cíclico prevê zero ondas gravitacionais no início do universo”. Na verdade, Hawking tinha uma aposta com Turok de que as ondas gravitacionais existiam – e agora ele está cobrando.

Então, além da validação dos resultados, ficamos com um excelente candidato para explicar como o nosso universo começou: o modelo de inflação cósmica do Big Bang, no qual tudo cresceu – durante uma ínfima fração de segundo – a um ritmo muito mais rápido que a velocidade da luz.

Além do Big Bang

Então, com mais confiança do que nunca, nós sabemos de onde viemos; e também estamos em uma posição melhor para entender o universo que nos rodeia atualmente. A evidência apresentada pelos pesquisadores de Harvard descreve as ondas gravitacionais como fracas, polarizadas e distorcidas pela lente gravitacional. Essa última parte é mais interessante: é a chave para determinar como a matéria escura se manifesta em nosso universo.

O que é a a “lente gravitacional“? De forma simplificada, a força gravitacional exercida por objetos grandes é o bastante para curvar a luz – inclusive as micro-ondas que os cientistas de Harvard analisaram. A boa notícia é que, se soubermos o que está entre a fonte de luz e o ponto no qual a observamos, podemos prever a quantidade de luz que deve ser curvada. Qualquer discrepância pode ser atribuída à presença de matéria escura.

Gravitational lens

A lente gravitacional dessas ondas nunca antes observados significa que, em teoria, poderíamos rastrear as origens e distribuições de matéria escura ao longo do espaço. Ou seja, enfim vamos explicar como ela realmente afeta nosso universo – uma tarefa grande e difícil para o futuro.

Mas a Dra. Joanne Dunkley, do Departamento de Física na Universidade Oxford, recentemente me disse que, se a pesquisa progredir conforme o planejado, teremos grandes descobertas nesse sentido “nos próximos cinco a dez anos”. E esta última descoberta deve acelerar isto consideravelmente.

Lembre-se que, até semana passada, não havia dados concretos para explicar o que aconteceu com o universo enquanto ele tinha um segundo de idade. Agora, podemos sondá-lo para obter informações sobre o que aconteceu antes de 10 trilhões de trilhões de bilionésimos de segundo. É uma notícia maravilhosa, por isso não é surpresa que Andrei Linde Dmitriyevich – um dos principais autores do estudo – ficou tão feliz ao ouvir a notícia:

O que veio antes?

Mas, como sempre, há uma porém. A principal vantagem do modelo cíclico, agora desacreditado, é que ele evitou cuidadosamente o fato de que toda a matéria no universo – cada átomo em nosso redor – tinha que vir de algum lugar. Para ele, tudo esteve aqui desde sempre.

O modelo de inflação cósmica, no entanto, define um ponto de partida muito claro para o nosso universo, e antes dele havia… bem, ninguém sabe ao certo. Stephen Hawking argumenta que isso não importa: ele explica que, “como os eventos antes do Big Bang não têm consequências observacionais, pode-se também cortá-los fora da teoria, e dizer que o tempo começou no Big Bang”. Mas a comunidade científica ainda não acredita totalmente nisso.

Assim, enquanto a prova de ondas gravitacionais resolve um argumento, ele traz o maior de todos para o futuro: o que estava aqui antes do Big Bang? Talvez nunca saberemos. Mas hoje temos um vislumbre sem precedentes sobre o que aconteceu logo depois.

Imagens por South Pole Telescope e Wikipédia