O que existia antes do Big Bang?

É difícil imaginar uma época, cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, em que todo o universo existisse como uma singularidade . De acordo com a teoria do Big Bang , um dos principais contendores competindo para explicar como o universo surgiu, toda a matéria no cosmos - todo o próprio espaço - existia em uma forma menor do que uma partícula subatômica [fonte: Wall ] .

Depois de pensar sobre isso, surge uma pergunta ainda mais difícil: o que existia pouco antes de ocorrer o big bang?

A própria questão antecede a cosmologia moderna em pelo menos 1.600 anos. O teólogo do século IV, Santo Agostinho, lutou com a questão do que existia antes de Deus criar o universo. Sua conclusão foi que a frase bíblica "No princípio" implicava que Deus não havia feito nada anteriormente. Além disso, Agostinho argumentou que o mundo não foi feito por Deus em um determinado momento, mas que o tempo e o universo foram criados simultaneamente [fonte: Villanova University ].

No início do século 20, Albert Einstein chegou a conclusões muito semelhantes com sua teoria da relatividade geral. Considere o efeito da massa no tempo. A grande massa de um planeta distorce o tempo - fazendo o tempo correr um pouquinho mais lento para um humano na superfície da Terra do que um satélite em órbita. A diferença é pequena demais para notar, mas o tempo corre ainda mais devagar para alguém que está ao lado de uma grande pedra do que para uma pessoa que está sozinha no campo. [fonte: Redd ].

Baseado no trabalho de Einstein, o cosmólogo belga Rev. Georges Lemaître publicou um artigo em 1927 que propunha que o universo começou como uma singularidade e que o Big Bang levou à sua expansão [fonte: Soter and Tyson ].

De acordo com a teoria da relatividade de Einstein, o tempo só surgiu quando essa singularidade primordial se expandiu em direção ao seu tamanho e forma atuais.

Caso encerrado? Longe disso. Este é um dilema cosmológico que não permanece morto. Nas décadas que se seguiram à morte de Einstein, o advento da física quântica e uma série de novas teorias ressuscitaram questões sobre o universo pré-big bang. Continue lendo para aprender sobre alguns deles.

Aqui está um pensamento: e se o nosso universo for apenas fruto de outro universo mais antigo? Alguns astrofísicos especulam que esta história está escrita na radiação remanescente do Big Bang : a radiação cósmica de fundo (CMB).

Os astrônomos observaram o CMB pela primeira vez em 1965, e ele rapidamente criou problemas para a teoria do Big Bang - problemas que foram posteriormente resolvidos (por um tempo) em 1981 com a teoria da inflação . Esta teoria implica uma expansão extremamente rápida do universo nos primeiros momentos de sua existência. Ele também leva em consideração as flutuações de temperatura e densidade na CMB, mas determina que essas flutuações sejam uniformes.

Esse não é o caso. Esforços recentes de mapeamento na verdade sugerem que o universo é assimétrico, com mais flutuações em algumas áreas do que em outras. Alguns cosmologistas veem essa observação como evidência de suporte de que nosso universo "borbulhou" de um universo pai, nas palavras da pesquisadora do California Institute of Technology Adrienne Erickcek [fonte: Lintott ]

Na teoria da inflação caótica , esse conceito é ainda mais profundo: uma progressão infinita de bolhas inflacionárias, cada uma se tornando um universo, e cada uma delas gerando ainda mais bolhas inflacionárias em um multiverso incomensurável [fonte: Jones ].

Outros modelos ainda giram em torno da formação da própria singularidade pré-Big Bang. Se você pensar nos buracos negros como compactadores de lixo cósmico, eles são os principais candidatos para toda aquela compressão primordial, então nosso universo em expansão poderia teoricamente ser a saída do buraco branco de um buraco negro em outro universo. Um buraco branco é um corpo hipotético que atua de maneira oposta a um buraco negro, emitindo energia e matéria sérias, em vez de sugá-la. Pense nele como uma válvula de escape cósmica. Alguns cientistas propõem que nosso universo pode ter nascido dentro de um buraco negro, e cada buraco negro em nosso próprio universo também pode conter universos separados [fonte: Choi ].

Mas alguns cientistas acham que o universo começou, não com um Big Bang, mas com um Big Bounce.

Há muito tempo, os filósofos religiosos medievais na Índia ensinaram que o universo passa por um ciclo interminável de criação e destruição, no qual ele evolui de uma massa indiferenciada para a realidade complexa que vemos ao nosso redor, antes de se destruir e começar de novo [fonte: Davis ]

Alguns cientistas contemporâneos chegaram a uma ideia com paralelos notáveis. Eles acreditam que, em vez de um Big Bang , o universo se expande e se contrai em um ciclo, voltando sempre que encolhe até um certo tamanho. Na teoria do Big Bounce , cada ciclo começaria com um universo pequeno e suave que não seria tão minúsculo quanto a singularidade. Ele se expandiria gradualmente e se tornaria mais grosso e mais deformado com o tempo. Eventualmente, chegaria a um ponto onde começaria a entrar em colapso e gradualmente se alisaria, conforme encolhia ao tamanho do ponto inicial. Então, o ciclo começaria de novo [fonte: Wolchover ].

Para que a ideia do Big Bounce funcione, é preciso encontrar uma maneira de contornar os teoremas da singularidade desenvolvidos pelos físicos britânicos Roger Penrose e Stephen Hawking , que sugerem que um universo em contração encolheria até uma singularidade, da mesma forma que um a estrela moribunda eventualmente se condensa para formar um buraco negro. Para fazer isso, os modelos de Big Bounce dependem da ideia de energia negativa neutralizando a gravidade e revertendo o colapso, de modo que o universo e o espaço-tempo se separem repetidamente [fonte: Wolchover ].

Esses ciclos de contração e expansão se repetem, cerca de uma vez a cada trilhão de anos [fonte: Taylor ].

O Big Bounce faria um desvio da visão da civilização ocidental da realidade desde Santo Agostinho, porque reconheceria que o tempo realmente existia antes do universo como o conhecemos.

Mas, seja como um Big Bang ou um Big Bounce, a questão do que existia antes de nosso universo atual permanece uma questão em aberto. Talvez nada. Talvez outro universo ou uma versão diferente do nosso. Talvez um mar de universos, cada um com um conjunto diferente de leis ditando sua realidade física.

Explore os links na próxima página para lidar com outras questões cosmológicas elevadas.

Publicado originalmente: 7 de janeiro de 2019

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