Eloy Guillermi Castellón Bermudez

A TEORIA DO BIG BANG E A EXPANSÃO DO UNIVERSO

Eloy Guillermo Castellón Bermúdez

Membro da AAML

Compilador

‘Nós declaramos esse espaço infinito, dado a que não há qualquer razão, conveniência, possibilidade, sentido e natureza que lhe trace um limite”.

(Giordano Bruno).

Segundo De Graese (2017), o Cosmo era formado por partículas que acumularam muita energia a temperaturas altas, de em torno dos 5 bilhões de graus Celcius ou 10 bilhões de graus Farenheit. Acredita-se que uma partícula era tão pequena, da ordem de um trilionésimo do tamanho de um ponto numa folha de papel, denominado como átomo primordial. Esse cosmo, através de uma explosão cósmica, inicia a expansão do Universo, formando-se um composto de partículas chamado de plasma ou sopa primordial. Esta teoria é mais bem conhecida como a Teoria do Big Bang (Grande explosão); fato este acontecido, em torno de 13 a 15 bilhões de anos atrás.

Esta teoria esta considerada evolucionista, mantida pela ciência. Criada em 1.927 por Lemaitre (1894-1966) e desenvolvida por Gamov (1904-1968), o qual observou a formação de núcleos atómicos, com uma radiação detectável na faixa de micro-onda. Micro-ondas são Magnetrões, produto da radiação eletromagnética produzidas num espectro entre 1 mm e 30 cm (Guitarrara, 2022).

A teoria de Lemaitre foi fundamentada na Teoria da Relatividade de Albert Eistein (1879-1955), em 1.915, para entender a força gravitacional que atua no Espaço-Tempo, criado a partir do tempo da explosão. Dando origem a expansão do universo e que continua se expandindo até o dia de hoje, formando as Galáxias, como demostrado por Hubble (1889-1953). O termo big-bang teria sido cunhado no final da década de 1940, pelo astrônomo Fred Hoyle (1915-2001), de forma sarcástica ao fazer uma análise crítica à teoria proposta.

Segundo Ariel Sanchez, Pesquisador e PhD. Em astronomia, do Instituto Max Planck, na Alemanha, em entrevista concedida a Alejandro Martins (2019), da BBC, opinou que a Evolução do universo é controlada pela gravidade, segundo e teoria da Relatividade de Einstein. A aplicação das equações como um todo, são soluções de universos dinâmicos, ou seja, que se expandem ou se contraem. O universo, de acordo com a teoria de Hubble está se expandindo. De acordo com Einstein, a matéria contida no universo tende a desacelerar essa expansão

As galáxias são materiais compostos de estrelas, poeiras, gases, matéria escura que formam o universo. As estrelas são corpos celestes que tem luz própria; são enormes, compostas por gases que produzem ao se recombinar, reações nucleares e que se mantem por milhões de anos sem explodir, graças à gravidade. O meio estelar está composto de gases, principalmente Hidrogênio, hélio, pero em estrelas muito massivas, quando o gás fica ionizado pela radiação ultravioleta; fica brilhando pela fluorescência, brilho que perdura por muito tempo até acabar o gás.

As galáxias podem ser classificadas pelos seus formatos. Existem pelo menos 3 tipos: elípticas, que possuem uma forma circular-achatada. Algumas elípticas são muito alongadas, chegando a ter até 300.000 anos luz de diâmetro. As menores, chamadas também de anãs, são muito mais comuns; 30 % das galáxias têm formato elíptico como em Andrómeda.

Galáxias espirais são comuns e correspondem a 2/3 todas as galáxias conhecidas, como a Via Láctea. Estas galáxias têm a forma semelhante a um disco, compostos por braços que circundam e que podem sair diretamente de uma região central com um tom de coloração branco-azulado, compostos por gases, poeira, estrelas; com um processo de formação de novos astros no seu interior.

Finalmente, temos também galáxias irregulares, que não possuem um formato definido. São formações antigas, precedendo as elípticas e espirais. Formadas por poeiras, e gases, e a sua forma irregular se dá em função da influência gravitacional de outras galáxias próximas (Guitarrara, 2022).

Algumas galáxias têm um buraco negro no centro; astrónomos e físicos definem buracos negros como bolsões de matéria extremamente densos; objetos de massa tão incrível e volume minúsculo que distorcem drasticamente o espaço-tempo. É uma região do espaço, em que o campo gravitacional é tão forte que a luz não pode escapar nem atravessar. A maioria dos buracos negros, se formam dos restos condensados de uma estrela massiva, ou seja, o que sobra após a morte de uma grande estrela (Nationalgeographicalbrasil, buracos negros).

Após a morte de uma estrela massiva, pode evoluir para o que denominam de estrelas anã branca. Se as estrelas são maiores do que a massa superior ao sol em 10 vezes, existe a possibilidade que a morte da estrela cause um colapso gravitacional, explodindo numa supernova e deixando o buraco negro, que irá deformar o campo de curvatura do espaço tempo (Nationalgeographicalbrasil, buracos negros).

As supernovas são estrelas que representam na verdade, a morte de uma outra estrela. Toda estrela é formada basicamente por gases como hélio e hidrogênio que lhe servem de combustível para se iluminar, através das recombinações nucleares dos seus componentes, até que todo o gás tenha sido consumido, processo este que pode demorar milhes de anos, dependendo do tamanho da estrela. Para se transformar numa estrela supernova, teria que ter um tamanho várias vezes maior que o sol; consumir todo o gás hélio, através de fusão até lhe transformar em carbono (Faria, 2022).

Uma supernova pode ser de dois tipos: Estrelas binárias, são duas estrelas que orbitam num mesmo ponto. Quando uma delas é anã branca composta de carbono-oxigênio, rouba material da sua estrela companheira. Provavelmente a anã continua acumulando muito material, em excesso que faz com que estrela exploda, resultando numa supernova (Tinoco, 2022).

Um segundo tipo acontece no final da vida de uma estrela, como descrito acima, pelo esgotamento da massa e acúmulo no núcleo, que fica pesado e não podendo segurar seu próprio peso gravitacional, explode numa explosão gigante. O brilho da supernova é tão intenso que supera um bilhão de vezes a sua luz original, diminuindo progressivamente até desaparecer em poucas semanas ou meses. As supernovas são eventos raros que acontecem 3 vezes por século na via láctea (Tinoco, 2022).

Em estrelas bem massivas, a massa é suficiente para fundir o carbono e produzir elementos pesados como o enxofre e ferro. Uma vez fundido o núcleo, entra em colapso pela sua própria gravidade e começa cair sobre se mesmo; a parte externa é expulsa ao espaço, gerando uma onda que pode desencadear o nascimento de outras estrelas em outras galáxias. Nessa fase, os prótons e elétrons se fundem para formar a chamada estrela de nêutrons; se a estrela for 3 ou mais vezes maior que o sol, formará um buraco negro em vez de ume estrela de nêutrons (Farias, 2022).

Planetas do sistema solar, são corpos celestes que juntamente com asteroides, cometas, meteoros e satélites naturais, formam o sistema. Existem 8 planetas no nosso sistema solar, que orbitam o sol e a massa é suficiente para que sua própria gravidade possibilite que mantenham uma forma arredondada (Souza, 2022). Os planetas do sistema solar são denominados de:

Mercúrio

Vênus

Terra

Marte

Jupiter

Saturno

Urano

Netuno

Existem outros cinco planetas considerados anões: Céres, Plutão, Haumea, Makemake e Eris.

De acordo com a ordem em que orbitam o sol, os planetas podem ser classificados como:

Telúricos, terrestres ou rochosos; são os mais próximos ao sol: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte; caraterizados por serem constituídos por rochas, ferro e metais pesados.

Joviano, gigantes ou gasosos, situados mais distantes do sol: Jupiter, Saturno, Urano e Netuno; formados por hélio e hidrogênio. Todos apresentam satélites naturais e sistemas de anéis (Souza, 2022).

Asteroides são corpos celestes de formação metálica, que orbitam o sol. Não são classificados como planetas, por não alcançar o tamanho adequado. A maioria de asteroides está concentrada entre Marte e Jupiter. Análises de corpos celestes caídos na terra, demostraram que os asteroides estão compostos por silicatos, ferro e níquel. Podendo ser restos de um planeta destruído ou materiais que desde a formação do sistema solar, nunca se fundiram para formar planetas (Junior, 2022).

A poeira interestelar, preenche o espaço entre as estrelas; composta por grafite, principalmente silicatos, e gelo de água em tamanhos diferentes. Essa poeira circunda algumas estrelas refletindo sua luz com cumprimente de onda muito grande e que apresentam cores vermelhas. A luz com cumprimento de onda menores, reflete a cor da luz azul (Wiki. meio interestelar; poeira).

A gravidade é uma das quatro forças fundamentais da natureza: Gravidade, força de atração magnética, força fraca e força forte. A gravidade é a responsável por definir o peso de um corpo; é uma força vertical de cima para baixo, que serve de atração que mantem unidos ao planeta. Um objeto que se movimente em queda livre está sob a influência da aceleração da gravidade, que na terra equivale a 9.8 m/s; variando em outros planetas de acordo com o valor da massa ou peso e tamanho do planeta; no Sol a gravidade corresponde a 274 m/s; na Lua a 1.6 m/s; em Marte, 3.7 m/s; em Vênus, 8.9 m/s; Jupiter 24.8 m/s (Silas,2022).

A gravidade zero é a sensação de flutuar como se não houvesse gravidade e surge a causa de um movimento em queda livre “infinito”. Os objetos ao redor da terra estão sob a influência da sua gravidade. No entanto, com uma velocidade horizontal, dá a sensação de queda contínua e infinita; sensação esta chamada de gravidade zero (Silas. 2022).

Na física moderna, Einstein explicou a gravidade como relacionada a curvatura gerada no espaço, em virtude da presença de um corpo massivo. Segundo a teoria, o tempo e o espaço são curvados pela presença de um corpo muito massivo e isso gera a atração chamada gravidade.

O espaço-tempo, é um sistema de coordenadas que se usa como uma base para o estudo da relatividade. O tempo e o espaço tridimensional são concebidos em conjunto, como uma única variedade de 4 dimensões, ao que se dá o nome de espaço-tempo. Ou seja, é a taxa observada da passagem do tempo, dependendo da velocidade do objeto em relação ao observador (Wikipédia, Espaço-tempo).

Tanto as estrelas quanto toda matéria que se encontram dentro de uma galáxia, orbitam ao redor do centro da galáxia, atraídos pela gravidade da matéria; de forma que ao estudar o movimento das estrelas e do gás, pode-se analisar quanto de matéria tem uma galáxia. Observa-se que a velocidade das estrelas e do meio interestelar dentro das galáxias, é maior do que a esperada para pela matéria luminosa, existente em elas.

Isto quer dizer que existe mais matéria nas galáxias do que a observada pela sua radiação. A essa massa que não podemos detectar chamamos de Matéria Escura. Na via Láctea, a matéria escura é 10 vezes maior do que a matéria na forma de estrela e gás.

A matéria escura está formada por prótons, nêutrons e elétrons, possuindo gravidade, exercendo força de atração sobre a matéria, a sua natureza não é conhecida. É denominada de escura porque não emite radiação eletromagnética e não pode ser detectada na faixa do espectro eletromagnético, sua presença é detectável apenas pelos seus efeitos gravitacionais na evolução de estruturas no universo como galáxias e aglomerados de galáxias. Como a matéria comum, a matéria escura ajuda retardar a expansão do universo (Helerboc, 2022).

Ariel Sanchez, considerou as afirmações de Einstein sobre a matéria contida no universo, que tende a desacelerar essa expansão, argumentando que pela extensão do universo, há uma tendencia a aumentar a distância entre dois pontos do espaço, devendo de contra restar o efeito da atração gravitacional da matéria que ele contém, o que tende a aproximá-los. Astrónomos, no final do século 20, tentaram medir essa taxa de desaceleração de expansão.

Sanchez afirmou, que a expansão do universo não está em desaceleração, pelo contrário, ela está acelerando. Observações tem demostrado que as distâncias entre galáxias longínquas estão aumentando em taxa crescente. Este resultado mudou a compreensão do universo. De acordo com Einstein, isso não seria possível se o universo contiver apenas matéria. Isto indica a existência de um outro componente adicional, uma forma de energia desconhecida que tem pressão negativa e que neutraliza o efeito atrativo da gravidade, impulsionando a expansão acelerada do universo. Esse componente é denominado como energia escura e é uma força a ser estudada.

Um dos objetivos da Cosmologia é estudar a origem e a formação do universo e fazer um inventário detalhado da energia que o universo contém, com todos seus componentes e a fração da energia total, que cada um representa; na atualidade, considera-se que o universo está constituído em torno de 4 % de matéria, 25% de matéria escura, 71 % de energia escura e 0,0005% de radiação (Helerboc, 2022).

Referências Bibliográficas

De Graese, N.T.; 2017. Astrofisica para apressados. Ed. Planeta do Brasil, 178 p.

Faria, Carolina.2022. A supernova.Infoescola.com/estrela/supernova.

Guitarrara, P. Big Bang Histórias e Evidências da teoria. 2022. https://brasilescola.com.br.uol.com.biogeografia.Acessivelem agosto de 2022.

Junior, J.S.S. Asteroides. https://mundoeducacao.uol.com.br/física/asteroides/htm. Acessível em 15 de setembro de 2022.

Helerbroc, R. O que é matéria escura? Brasilescola.uol.com.br/O-que-é/fisica/O-que-é-matéria-escura.htm. Acessível em 16 de setembro de 2022.

Nationalgeographicalbrasil.com /ciencia/2022/05/buracos-negros-tudo-o-que-voce-precisa-saber.Acessivel em 12 agosto de 2022.

Martins, A. O que é matéria escura, um dos grandes mistérios do Universo. Entrevista a Ariel Sanchez. https://www.bbc.com/portuguese/geral-50413488.Acessivel em 17 de setembro de 2022.

Silas, J.S. O que é gravidade? Brasilescola. htps://brasilescola.uol.com.br/física/o-que-e-gravidade.htm. Acessível em 11 agosto de 2022.

Souza, R. Planetas do Sistema Solar. https://brasiescola.uol.com.br/geografia/planetas-2 htm

Tinoco, A. Supernova. 2022. https://socientifica.com.br/enciclopedia/supernova. Acessível em 15 de setembro de 2022.

Wikipédia pt. 2022. Meio interestelar. Pt.wikipedia.org/wiki/meio-interestelar

Wikipédia pt. 2022.Poeira interestelar.Pt.wikipedia.org/wiki/poeira-interestelar.

Wikipédia pt.2022. Espaço-tempo. Pt.wikipédia.org/wiki/espaço-tempo.