Teoria do Big Bang: o que é?

Você já se perguntou como surgiu o Universo que conhecemos hoje? Esse foi, sem dúvida, o principal questionamento que levou à criação da Teoria do Big Bang. Atualmente, ela é a mais aceita pelo meio científico para explicar como os planetas, as estrelas, as galáxias e outros corpos celestes foram criados.

Dentro da Física, a área que estuda sobre o Big Bang é a Cosmologia. Então, a seguir, vamos conferir o que foi o Big Bang e tudo o que aconteceu desde o começo até os dias atuais. Então, vamos lá!

Teoria do Big Bang

De forma simplificada, a Teoria do Big Bang diz que tudo o que conhecemos surgiu de uma explosão. No início, havia uma singularidade, um pequeno ponto que era muito denso e continha muita energia. Ao explodir, ele espalhou essa energia.

No começo, tudo era apenas composto por partículas subatômicas, como quarks, mésons e neutrinos, que depois começaram a se juntar, formando os átomos. Com o passar do tempo, essas partículas formaram galáxias, planetas, estrelas e outros astros.

Quem criou a Teoria do Big Bang?

Há uma particularidade muito interessante que envolve a criação da teoria do Big Bang. A partir das equações de Einstein (1879 – 1955), Alexander Friedmann (1888 – 1925), um matemático russo, e Georges Lemaître (1894 – 1966), um físico e padre belga, de forma independente, chegam à conclusão de que o Universo está em expansão. Ou seja, sem nem se conhecerem ou se falarem, eles conseguiram deduzir a mesma caso.

Alguns anos depois, Edwin Hubble (1889 – 1953) — sim, o telescópio Hubble, lançado pela NASA em 1990, tem esse nome em homenagem ao cientista —, ao observar galáxias, percebeu que elas estavam se afastando umas das outras. Além disso, ele descobriu que, quanto mais distante, maior era a velocidade com que elas se afastavam.

Sendo assim, a autoria da teoria é dada a Lemaître e datada de 1931. Porém, sua versão mais moderna é de George Gamow (1904 – 1968), um físico russo que, no fim da década de 30, publicou seus estudos sobre os átomos de hélio e hidrogênio. Já o termo “big bang” é do astrônomo britânico Fred Hoyle (1915 – 2001), que, em uma entrevista, usou o nome de forma pejorativa, mas que acabou batizando a teoria.

História do Big Bang

Tudo se inicia com Einstein e sua teoria da Relatividade Geral, centro da Física Moderna. Apesar de ele acreditar que o Universo era estacionário, seus cálculos serviram para mostrar que o Universo estava em expansão, ou seja, não era inerte.

Sendo assim, como já comentado, Friedmann e Lemaître utilizaram essas equações e chegaram a essa conclusão. Porém, o primeiro o fez de forma mais Matemática; já Lemaître explicou de forma mais Física. Depois veio Hubble e observou o que os cientistas anteriores haviam deduzido de forma teórica.

Após isso, podemos chegar ao seguinte questionamento: se o Universo está expandindo, então, em algum momento da História, ele esteve concentrado em um ponto, não é mesmo?

Foi exatamente isso que os cientistas pensaram. Sendo assim, eles chegaram à conclusão de que tudo o que conhecemos hoje uma vez esteve concentrado em uma única partícula,  que tinha muita energia e era muito quente.

Após a grande explosão, essa energia se expandiu. Mas como energia poderia virar matéria? Afinal, é preciso de matéria para formar planetas, estrelas e outros astros. Isso pode ser explicado pela equação E = m . c², criada por Einstein, em que energia e matéria se equivalem.

Dessa forma, a energia que se expandiu começou a esfriar. As partículas subatômicas se uniram para formar os átomos, como hidrogênio e hélio. Depois, esses átomos deram origem às galáxias, planetas, estrelas e tudo o que compõe o Universo.

George Gamow contribuiu para essa teoria ao estudar sobre a formação dos átomos de hidrogênio e hélio. Além disso, ele previu que se o Universo foi criado pelo Big Bang, então uma radiação cósmica de fundo poderia ser visível em qualquer lugar. Porém, essa radiação só foi descoberta em 1963, por Arno Penzias e Robert Wilson.

A radiação cósmica de fundo nada mais é do que um ruído que surgiu do Big Bang. Aliás, sabia que você pode escutar esse ruído? É só sintonizar um rádio (precisa ser um analógico, ou seja, pode ser um rádio à pilha ou conectado à energia) numa frequência que não receba sinal de nenhuma estação. A radiação é o chiado que você escuta.

A partir de tudo isso, sabemos hoje que o Universo tem 13,8 bilhões de anos. Além disso, a galáxia mais antiga que conhecemos é a GNZ-11, captada pelo telescópio Hubble em 2016, e está a 13,4 bilhões de anos-luz do nosso planeta. Estima-se que o Universo observável tenha cerca de 93 bilhões de anos-luz de diâmetro.

Origem dos planetas

Antes de falarmos sobre a origem dos planetas em si, vamos ver quando isso ocorreu. Segundo o calendário cósmico de Carl Sagan (1934 – 1996), suponha que toda a história do Universo, desde o Big Bang até os dias atuais, caiba num calendário de doze meses ─ cada mês tem cerca de 1 bilhão de anos.

Sendo assim, no primeiro segundo de janeiro aconteceu a grande explosão. Nossa galáxia ─ a Via Láctea ─ surgiu apenas em março (11 bilhões de anos atrás). Já o nosso Sistema Solar apareceu entre o final de agosto e início de setembro (há 4,5 bilhões de anos).

Eis que, na metade de setembro, surge a vida no planeta Terra. Ela evoluiu até que o homem surgiu no finalzinho de dezembro, mais ou menos no último minuto desse mês.

Agora, falando de forma mais específica sobre os planetas, eles surgiram muito tempo depois do Big Bang. Isso porque, no começo da expansão do Universo, ele era muito quente e tinha uma cor violeta.

Assim que ele foi esfriando, passou para as cores amarelo, laranja e, por fim, vermelho. Porém, depois de 380 mil anos do Big Bang, a matéria e a radiação luminosa se separaram, fazendo com que o Universo ficasse transparente.

Essa matéria começou a dar origem às estrelas. Assim, há 4,5 bilhões de anos, existia uma nuvem de poeira e gás chamada Nebulosa Solar Primitiva. Após um colapso, houve um desequilíbrio gravitacional, o que gerou uma contração na nuvem. Assim, surgiu o sol. O resto da poeira e gás que estavam girando em torno da nova estrela, por conta da força gravitacional, deu origem aos planetas que conhecemos hoje.

Exercícios sobre o Big Bang

Agora que sabemos o que é a teoria do Big Bang, é hora de colocar em prática o aprendizado. Confira a seguir, alguns exercícios resolvidos:

1. (G1 – IFSUL 2015) “A grande maioria dos astrônomos é favorável à ideia de que o Universo surgiu de uma gigantesca explosão ocorrida entre 10 a 20 bilhões de anos. Pouco depois dessa grande explosão, formaram-se os elementos constituintes básicos da matéria, que mais tarde tornaram-se as grandes unidades astronômicas hoje conhecidas: Planetas, Estrelas, Galáxias, etc.”

ROSA, R. Astronomia elementar. Uberlândia: Ed. da Universidade Federal de Uberlândia, 1994, p. 159.

Como se denomina a Teoria que admite o surgimento do Universo a partir de uma grande explosão?

Resposta: Teoria do Big Bang.

2. (G1 – 1996) Assinale a alternativa que estiver correta:

a. Os planetas são astros luminosos.

b. O Big Bang foi a explosão de um acúmulo de matéria e energia, extraordinariamente comprimidos.

c. Estrelas são astros iluminados.

d. A Terra é o maior planeta do sistema solar.

e. Mercúrio é o planeta mais distante do Sol.

Resposta: B.

Agora que sabemos mais sobre a Teoria do Big Bang, é hora de estudar para o Enem. Confira nosso plano de estudos e saiba por onde começar. Além disso, assista à videoaula sobre a origem do Universo para fixar o que aprendeu neste post. Bons estudos!