BIG BANG em Debate (1)

DE ONDE VEIO O TERMO BIG-BANG?

Fred Hoyle

Dextter – O termo “big bang se deve ao  astrônomo britânico Fred Hoyle – ele era contra a teoria do big bang…e se apoiava   na teoria de um ‘universo estacionário‘… O ‘modelo’ tentava explicar a forma como o universo seria eterno, e essencialmente, ‘imutável‘… — mesmo com as galáxias se afastando umas das outras.

A teoria apoiava-se na criação periódica   de matéria entre as galáxias — de modo que… quando estas se afastassem umas das outras — novas galáxias surgiriam, preenchendo o espaço… deixado vazio.

“O universo resultante está num ‘estado estacionário‘ da mesma maneira que, no fluxo de um rio… as moléculas individuais de água movem-se… – mas novas aparecem… – e o rio parece ser imutável”.

Essa teoria era a única alternativa ao “Big Bang”… que concordava com as observações da época (o desvio para o vermelho das observações de Hubble)…e Hoyle foi um forte crítico do Big Bang. Ironicamente…foi ele o responsável pela aparição do termo “Big Bang” num programa de rádio da BBC… “The Nature of Things“… – enquanto criticava a teoria… ele cunhou o termo ‘big bang‘ para se referir ao mesmo, de forma irônica – mas, para o seu azar (e espanto)… a expressão foi perfeita para explicar como tudo aconteceu.

Jacob Na verdade, Hoyle era tão genial que de imediato sacou a impossibilidade do que predizia a teoria de Lemaitre, abraçada por Gamow. — Inicialmente, Lemaitre propôs que, no princípio, havia uma estrela com toda a massa do Universo… – e, essa estrela explodiu. Hoyle sabia que uma estrela com tanta massa — teria um campo gravitacional tão intenso, que nela, o próprio tempo não passaria. Como poderia então, explodir? Assim, em tom de chacota, começou a se referir à teoria como a… ‘Teoria da Grande Explosão‘.

Anos mais tarde…  quando se calculou a massa para a formação de um ‘buraco negro’, compreendeu-se que tal estrela não poderia ter existido. A teoria sofreu uma pequena correção – passando-se a dizer que era um acúmulo de energia que expandiu rápida e violentamente.

Outro grande problema jogado para baixo dos tapetes na TBB é a questão da temperatura dessa “nuvemde energia. Ela teria que ser muito quente, para que chegássemos aos dias atuais com a temperatura que temos. Mas, espere  —  temperatura é… nível de agitação ATÔMICA! … Se não há átomos, não há agitação, não há temperatura.

Dizer que a energia era muito quente é um tiro no pé da Física. Entretanto, certamente você irá encontrar alguns teóricos que dirão que isso “seria perfeitamente possível, já     que, naquele instante, as leis da física não valiam…

1) TEORIA DO ESTADO ESTACIONÁRIO
Apresentada em 1948 para se contrapor ao ‘Big Bang’… Entendia que o Universo era eterno e infinito – mas não tocava no assunto do ‘redshift’, medido nas galáxias mais distantes. Exatamente por isso, a ‘Teoria do Estado Estacionário’ foi deixada de lado.

2) COSMOLOGIA DO ESTADO QUASE-ESTACIONÁRIO
Em 1993, Hoyle escreveu OUTRA TEORIA – mas, ainda considerando o Universo eterno. Precisava encontrar uma explicação para a expansão do Universo, e trabalhou com afinco nisso… Como não aceitava o “nascimento” do Universo…teve que buscar outra explicação para o redshift…

Por fim, acabou por concluir que … deveria haver estrelas que transformavam energia em matéria – o que faria com que o Universo expandisse. Calculou e findou por compreender que o Universo pulsa…como um coração… tem períodos de expansão e retração. Contudo, seus cálculos lhe trouxeram uma surpresa. Se assim fosse, a expansão seria ACELERADA!

Quando foi apresentada à comunidade científica…  a ‘CEQE‘ recebeu muitas críticas, principalmente quanto a este ponto: “IDEIA ESTÚPIDA E ABSURDA! A EXPANSÃO       DO UNIVERSO NÃO PODE SER ACELERADA!”

Pois é… acontece que 5 anos depois, os cálculos já não admitiam mais nenhuma dúvida:    a expansão É ACELERADA!… Em vez de se desculparem com Hoyle, foram buscar uma explicação…diga-se de passagem, também um tiro no pé da Física: ENERGIA ESCURA. Afinal…a comunidade científica já havia engolido outro sapo… – a MATÉRIA ESCURA.

Então, segundo os defensores do Big Bang, a expansão do Universo é acelerada por uma energia desconhecida – impossível de ser medida diretamente – chamada de ENERGIA ESCURA… Acontece que…se a Terra está no Universo… – deveríamos ter algum tipo de observação dessa Energia… – Esse raciocínio… é também válido para a Matéria Escura.

Paulo – Bom, tá meio errado isso aí… “Inicialmente Lemaitre propôs que, no princípio, havia uma estrela com toda massa do Universo, e essa estrela explodiu”.

Não era estrela!… Lemaître propõe uma evolução, a partir de um… “átomo primitivo”… – A ‘hipótese de Lemaître’ estipula que todo o universo (não apenas matéria… – mas também, o próprio espaço) estava comprimido em um único átomo … – denominado “átomo primordial“.

Aliás, o modelo inicial de Lemaître foi se modificando com o tempo; sendo incluídos efeitos relativísticos…e quânticos, gradualmente. – E…apesar da sua linha de raciocínio não ser mais aceita…foi ela que inspirou as pesquisas subsequentes que levaram às teorias atuais.

Como explicado, no começo existia um ‘átomo primordial’. Esse átomo continha toda a matéria do universo, assim como o espaço – e, talvez… até mesmo o tempo. Portanto, lá dentro devia ser um caos só. Esse átomo é que era quente…e BUM! Explodiu?…Não!…O Universo não explodiu, como entendeu Hoyle erroneamente. O Universo, simplesmente   se expandiu. A dimensão espacial contida no átomo sofreu a expansão junto com ele… e     as coisas começaram a se separar… a se formar… e esfriar… – assumindo as formas que conhecemos hoje, etc etc etc…

Como sabemos, quando uma coisa esquenta, ela se expande. Talvez, tenha sido por conta da temperatura COLOSSAL do ‘ovinho cósmico’…que ele se expandiu, e se expandiu rapidamente… ainda por cima!

Jacob Paulo: Obrigado pela correção. Realmente a “estrela” inicial, muito quente e densa, com toda a matéria do Universo era chamada pelo padre de ‘Ovo Primordial’, e também de “Átomo Primordial”. – Talvez, venhamos a discutir apenas denominações,       mas a Teoria do Big Bang na sua forma moderna não fala mais em matéria primordial, nem de explosão.

Aliás, esse é um erro conceitual que muitos dos defensores do Big Bang, desatualizados, cometem. O Big Bang NÃO FOI UMA EXPLOSÃO! Isso é o que diz a teoria na sua forma moderna. Se não havia espaço, nem matéria, não aconteceu explosão alguma … O que se diz, é o que escrevi antes: “Uma rápida e violenta EXPANSÃO DE ENERGIA”.

Então, apenas para frisar o conceito… – no começo NÃO HAVIA MATÉRIA nem átomo primordial, nem espaço. Logo, não havia um “lá dentro”. Se houvesse um “Lá dentro” já haveria um limite, um espaço onde se expandir, então já haveria um Universo. Segundo     a Teoria do Big Bang, assim como no Gênesis… “no princípio, Tudo era o Nada…”

Voltando a frisar, a matéria só surge APÓS                                                           o Big Bang … (isso é o que afirma a Teoria).

Para que você compreenda de onde saíram tantas ‘certezas’ a respeito de matéria e energia escuras, permita que eu lhe esclareça… Uma das afirmativas (falaciosas) a respeito do Big Bang é a de que a Radiação Cósmica de Fundo em Microondas (RCFM – no inglês, CMB), seriam o seu “fóssil”.

Mas, se assim fosse, essa radiação deveria estar por toda a parte, no Universo, de maneira UNIFORME (já que TODO o Universo foi criado ao mesmo tempo).  Acontece que, assim que se começou a medir a intensidade dessa radiação, descobriu-se que ela não era – DE MODO ALGUM, uniforme. Isso contradizia a teoria do Big Bang; a menos que houvesse uma explicação plausível para essa “flutuação” de intensidade.

in the dark side

Então  –  foi enviada ao espaço uma sonda… para mapear essas flutuações, que são carinhosamente chamadas de ANISOTROPIAS. O nome da sonda era WMAP – Wilkinsons Microwave Anisotropy Probe  —  ou, Sonda Wilkinsons de (medição) da Anisotropia em Microondas. Depois dessa sonda ter mapeado as anisotropias, estimou-se  —  com base nessas anisotropias – qual a quantidade de MATÉRIA  e  ENERGIA ESCURAS … capazes de causarem tal “flutuação”.

Depois disso, passou-se a estudar fenômenos observacionais sob essa ótica. Não permita    que o enganem: um choque entre galáxias leva MILHÕES de anos para ocorrer. Nenhum ser vivo conhecido seria capaz de acompanhar.

Um detalhe importantíssimo a respeito do “choque” entre galáxias: não há nenhuma colisão! Elas praticamente se “atravessam” mutuamente, acontecendo uma grande perturbação gravitacional no espaço intergalático de ambas.

A Matéria Escura é um “eufemismo” usado para explicar uma                 quantidade de massa, que deveria estar lá… mas… NÃO ESTÁ.

ENERGIA ESCURA é ainda pior. É usada para explicar a ACELERAÇÃO da expansão do Universo…  Alguns desavisados pensam que ela é usada para explicar  a  EXPANSÃO  do Universo. Não!  Usa-se a ENERGIA ESCURA para explicar a ACELERAÇÃO. Ou seja, se   já seria necessária MUITA energia para fazer o Universo expandir… agora, imagine a quantidade necessária para ACELERAR essa expansão.

Diogo Big Bang ja foi comprovado. – Conceito básico para o Big Bang, que não vi em nenhum lugar aqui…E=MC², a dualidade de energia e matéria. A ‘estrela’…ou o ‘átomo supremo’ era só energia, bastava somente uma ‘fagulha‘ para a transformação começar;   só que, energia para matéria é uma transformação que chega a ser bizarra. Agora, tente imaginar uma energia tão grande que seria capaz de “criar” o universo.

Jacob Diogo: Um conceito básico para a Teoria do Big Bang:

     “Em apenas um momento da história do Universo…                                             energia foi transformada em matéria: BIG BANG.”

Se houvesse a menor possibilidade da energia ser transformada em matéria…em algum outro momento… – não faria sentido imaginar um único instante para o nascimento da matéria. Entendeu? O nascimento do Universo (BIG BANG) é o nascimento da matéria.

Nosso sol transforma matéria em energia, principalmente através da fusão de núcleos de Hidrogênio em núcleos de Hélio. Não existem elementos de peso atômico superior ao do Ferro no interior de estrelas. Todo elemento de peso atômico superior ao Ferro (como o OURO) foi criado com a explosão de uma estrela.        ilustração ‘Fred Hoyle’ (UFMG)   ***********************(texto complementar)***************************************

Cientistas fazem mapa da matéria invisível                                                 “Cientistas estão trabalhando num raio-x do Universo através da construção                      de mapas de uma matéria invisível…a que chamaram…matéria escura“. 

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“O universo tem um esqueleto feito de uma matéria invisível, cujos telescópios mais poderosos não podem enxergar.”

Apesar da matéria escura não emitir nem refletir a luz — cientistas já não duvidam de sua existência. Esta está provada, pelos efeitos gravitacionais que causa na matéria que vemos… e, que afeta a ‘rotação das galáxiasdistorcendo a luzque emitem.

Richard Massey … do Instituto de Tecnologia da Califórnia/EUA, e sua equipe, começou a medir a forma de 500 mil longínquas galáxias… – por meio do telescópio espacial ‘Hubble’.

Em seguida… utilizaram a distorção na luz emitida por elas… — causada tanto pela matéria visível … quanto pela invisível, para elaborar mapas da distribuição de “matéria escura” entre essas galáxias e a Terra…em uma área do céu similar a 8 vezes       o “tamanho” da ‘Lua Cheia’.

Segundo o cosmólogo Domingos Barbosa, do Instituto Superior Técnico, em Lisboa… “Em distantes galáxias isoladas… – como as observadas… – é bem mais difícil detetar o efeito de distorções da luz pela matéria… do que nos “agomerados”. – Se um fóton vem de uma dessas galáxias, e atravessa essa rede de matéria escura, sua trajetória é distorcida, em uma trajetória levemente irregular”.

Os cientistas conseguiram também, pela 1ª vez, reconstituir a distribuição da matéria escura em 3 dimensões entre nós e essas galáxias – no campo do céu que observaram. Domingos Barbosa explica que: “Descobriram que a matéria invisível está agrupada       em enormes filamentos e bolhas – parcialmente conectados com outras regiões com matéria escura e bariônica…A matéria escura atua como o ‘esqueleto gravitacional’ invisível, para onde a matéria comum é atraída – para formar estrelas, e galáxias”. 

dark matter

Esponja cósmica

O mapa, descrito em estudo publicado na revista “Nature“, foi feito com base no projeto “Cosmic Evolution Survey” daquela região do espaço. Foi a maior empreitada da história do “Hubble”… consumindo 10% de seu tempo útil — por 2 anos…O ‘mapa’ revelou a forma com que a matéria escura se distribui. Como, em detalhes…explicou Massey:

“Há uma série de filamentos…finos e longos…que apontam em direções aleatórias e se cruzam em aglomerados de galáxias com grande massa; entre esses há vastos espaços vazios. Ou para simplificar… – É mais ou menos como uma esponja”.

Ao final do trabalho… ficou claro que a estrutura “esponjosa” com que a matéria escura se distribuiu fornece a base para estruturar a matéria convencional também. Logo após o Big Bang, o “esqueleto de matéria escura” é que se formou primeiro. – Depois então a matéria convencional fluiu para a estrutura de ‘matéria escura’… – para começar a formar estrelas, galáxias e planetas.

O trabalho permite compreender melhor como a matéria está ordenada pelo Universo. Por enquanto – ainda ninguém sabe como é constituída a matéria escura, que deve ter surgido pouco depois do ‘Big Bang‘. Os mapas apresentados mostram a distribuição da matéria até à altura em que o Universo tinha metade da idade atual.

A escola de pensamento atual defende que a ‘matéria escura’ é feita de uma partícula exótica, muito diferente da comum. (texto base) # (complemento)

mapa-matéria escura

‘Hubble fornece mapa da matéria escura’   Este estudo sobre a ‘matéria escura’ apresenta      um mapa tridimensional obtido das distorções     de galáxias distantes por lentes gravitacionais’. 

Astrônomos mapearam um andaime cósmico de ‘matéria escura‘, sobre o qual estrelas e galáxias se formam. Esta ‘matéria exótica’ não reflete, ou emite luz, mas forma a maior parte da massa do Universo – presumindo-se, que seja constituída de alguma ‘relíquia’ do Big Bang,

A equipe liderada por Richard Massey do Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia)…formou o  mapa…a partir da junção de centenas de imagens obtidas do telescópio Hubble.

Os contornos representam áreas de matéria escura…enquanto as partes coloridas…são a matéria comum.

O mapa foi obtido a partir da técnica de lentes gravitacionais, neste caso, produzido pela ação da gravidade do objeto que estiver no meio do caminho. A partir das imagens dessa luz desviada… e uma técnica matemática bastante sólida, a equipe de Massey produziu o primeiro mapa da distribuição de matéria escura do Universo.

Ele mostra grandes concentrações de matéria escura ao redor de regiões brilhantes, representando a matéria que conhecemos…o que confirma aquilo que já se suspeitava:   que ela age como um esqueleto, aglutinando a matéria bariônica (átomos e moléculas), formando as galáxias, e suas estrelas... – Como explicou mais detalhadamente Massey:

“Nós sabemos – estatisticamente… qual deve ser a forma dessas galáxias. Existindo matéria escura no meio…esta matéria escura – através da sua gravidade – curva o caminho da luz. A forma das galáxias é então, distorcida – como se as estivéssemos vendo através de lentes. – Cada uma dessas “lentes” é um pouco de matéria escura”. 

O estudo — publicado na revista ‘Nature’ — fornece a melhor prova já obtida, de que a distribuição de galáxias segue a distribuição de matéria escura; isto porque a matéria escura atrai outros tipos de matéria…através de sua força gravitacional. – A pesquisa envolveu quase mil horas de observações com o telescópio espacial Hubble…e também telescópios terrestres, com base nas medidas de cerca de 500 mil galáxias. (jan/2007)

(1ª parte do debate sobre Big Bang – entre 2006 e 2008 – numa comunidade do Orkut)

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Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979... (s/ diploma)
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