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quarta-feira, 27 de abril de 2011

Big Bang : Introdução

       A humanidade em todo seu percurso sempre olhou para o céu e questionou: “Do que somos feitos? O que são estes pequenos pontos no céu a noite?”. Essas perguntas por milênios e séculos foram explicadas através da mitologia, filosofia e até mesmo da religião. Mas o homem não se contentava apenas com isso, ele foi em busca da verdade realizando várias descobertas. Descobriu que o planeta era redondo; que não era o sol que orbitava no nosso planeta, mas sim todos os planetas do sistema solar orbitavam ao redor dele; descobriu que havia algo mais complexo, como uma constelação; e mesmo através de tantas descobertas ele nunca parou, sempre buscou mais. Hoje ele busca através de suas teorias saber a origem de tudo, do universo. E é sobre isso que trataremos neste blog. A teoria mais aceita atualmente, onde tudo começou com uma grande explosão!

Prefácio à teoria da grande explosão (Big Bang) - Contexto Histórico

       O homem sempre se perguntou sobre sua origem, desde a antiguidade ele vem observando o céu e tentando descobrir como tudo surgiu. Mas, para descobrir como tudo havia surgido, era preciso descobrir como tudo funcionava, descobrir como o lugar onde eles viviam funcionavam. Muitas teorias começaram a aparecer tentando explicar a movimentação do Sol, da lua, dos planetas. Por volta de 1500, os homens, apoiados pela igreja, acreditavam que a terra era o centro do universo, e que tudo girava ao seu redor (Geocentrismo).

                                       Modelo Geocêntrico


       Porém vários estudiosos começaram a estudar o céu com base em métodos empíricos, ou seja, por meio da observação dos movimentos dos corpos celestes, tentando de alguma outra forma, desvendar os mistérios. Nicolau Copérnico foi o primeiro a tentar mudar a concepção de que a Terra era o centro do universo, elaborando a teoria do Heliocentrismo, aonde o planeta Terra orbitava em torno do Sol. 

                   Modelo heliocêntrico proposto por Nicolau Copérnico.

       Johannes Kepler foi um defensor da teoria heliocentrista e, através da matemática, provou que os planetas giravam ao redor do Sol em uma forma elíptica, e que ao passar perto dele sua velocidade aumentava, porém não soube responder como.


Johannes Kepler e uma demonstração da descoberta da órbita elíptica dos astros entorno do Sol

       Galileu Galilei foi quem de fato comprovou a teoria heliocentrista de Copérnico e Kepler com a melhora do telescópio refrator. Através do telescópio, Galileu pode observar vários objetos como planetas, luas, manchas solares no espaço como ninguém havia visto e criar a concepção de que a Terra seria apenas mais um planeta girando ao redor do Sol. A igreja se sentiu ameaçada com as descobertas de Galileu, ele foi condenado por ter reinterpretado a bíblia sem a permissão da igreja, sendo forçado a parar seus experimentos e suas descobertas sobre o espaço. Mesmo sem continuar realizando suas descobertas, Galileu Galilei deixou um grande legado às gerações futuras, possibilitando a elas seguirem o rumo do descobrimento do Big Bang.

                                              Telescópio refrator melhorado por Galileu Galilei
       Foi preciso outro gênio para estabelecer uma ligação entre a pista deixada por Galileu com a influência do Sol na movimentação dos planetas. Este gênio foi Isaac Newton, que explicou o mecanismo onde os planetas se movem no espaço, além de todas as coisas. Newton usou a matemática para descrever o universo, uniu as ideias de Kepler e Galileu para descobrir a causa da queda dos objetos na Terra e esse fenômeno era o mesmo que faz os planetas girarem entorno do sol. Essa “coisa” foi chamada de força da gravidade, é ela que dá ordem ao universo junto com as outras três grandes forças da física, aonde objetos com massa exercem poder de atração uns sobre os outros. É ela que impede que os planetas saião do seu movimento entorno do Sol.


       Quase 200 anos depois, Albert Einstein criou uma nova lei da física praticamente redefinindo o universo, suas ideias revolucionaram o espaço e o tempo. Se Einstein não tivesse existido, não entenderíamos o real funcionamento do universo. Einstein acreditava que o universo era eterno, um universo com começo e fim não era estético nem bonito, era mais fácil pensar no universo como algo que sempre existira do que algo que havia sido criado. Em 1905, Einstein publicou a teorias da relatividade especial que explorava a relação entre espaço e tempo. Em 1915, Einstein alterou a teoria da relatividade especial para a geral, para incluir o efeito da gravidade descoberto por Newton no tecido espaço-tempo. Essa teoria mostrava que o universo estava expandindo, mesmo ele negando a dinâmica do universo. Essa mesma teoria poderia ser usada para mostrar o momento da criação do universo, pois se o universo está se expandindo, isso quer dizer que em algum momento ele já foi pequeno. Isso levou as pessoas a acreditarem que o universo teve uma origem.

Teoria já aderida com conceitos criados por Newton, como a gravidade. Essa teoria pode ser comparada atualmente com a teoria das cordas. 
Referências Bibliográficas
25/04/2011 15h26
25/04/2011 12h20 Adaptado.

Teoria da Grande Explosão (Big Bang)

       De 1920 em diante, muitas descobertas estavam acontecendo, a tensão entre ciência e religião só aumentava. Ironicamente, o primeiro estudioso a defender a teoria da origem do universo foi um padre, George Lamaitre afirmava que o universo não existira desde sempre, mas que houvera um início e esse início foi criado. Lamaitre estudou as teorias de Einstein e descobriu que o universo estava em expansão, portanto em algum momento no passado ele deve ter sido realmente minúsculo. Segundo Lamaitre o universo teria de originado de um átomo primordial, uma singularidade, algo infinitamente denso e quente que explodiu em algum momento no passado originando o universo e tudo o que conhecemos. 

George Lemaitre (esquerda) ao lado de Albert Einstein (direita).

       Essa teoria só foi comprovada em 1952 quando Edwin Hubble viu em seu telescópio algo que invalidava a constante cosmológica de Einstein, alterando a imagem do universo. Usando o telescópio mais moderno da época, ele também revelou que o nosso sol era apenas uma dentre as bilhões de estrelas na nossa galáxia, a Via Láctea. Hubble também descobriu que, medindo o brilho das estrelas, era possível calcular sua distância de nós, sendo possível assim descobrir novas galáxias. Além disso, com base na velocidade de expansão do universo, era possível calcular sua idade, porém os seus cálculos não foram muito corretos. Ele publicou que o universo teria dois bilhões de anos. Isso fez a imagem de Hubble piorar, pois já se sabia que o planeta Terra era mais velho que isso, juntamente com a credibilidade de Hubble, caiu também a credibilidade da teoria do Big Bang, de Lamaitre.

Imagem cedida pela Nasa, do telescópio Hubble, que desde 1990 quando foi lançado ao espaço trouxe mais de 200.000 imagens do universo e dos seus corpos celestes.
       Até a metade do século 20, parecia que a teoria de Lamaitre nunca mais seria aceita. Porém um de seus defensores, George Gamow, começou a realizar vários estudos para provar a teoria do Big Bang. Outra teoria havia surgido dizendo que havia em algum lugar do espaço algo que criava a matéria continuamente, dando a idéia de que o universo sempre existira. Gamow sugeriu que alguns elementos teriam surgido no momento da explosão do átomo primordial devido à alta temperatura, porém o Big Bang só explicava a origem do hidrogênio e do hélio, ambos presentes em grandes concentrações pelo universo, sendo também a "receita" principal para a criação de estrelas.

Foto cedida pela Nasa e adaptada para o modelo representativo. Três moléculas de hidrogênio auxiliadas pelo calor e pela pressão no núcleo da nossa estrela, foram um átomo de Hélio (He).

       Segundo Gamow toda a matéria existente hoje no universo encontrava-se concentrada no chamado átomo inicial, e que uma incalculável quantidade de energia, depois de intensamente comprimida, de repente explodiu, formando com o passar do tempo formas complexas, como gases, estrelas e planetas.

       A medida com que o universo se expande ele diminui sua temperatura o que, para alguns astrônomos, significa que daqui a algum tempo, quando o Universo estiver totalmente frio, ele voltará ao tamanho original, a forma da singularidade. Se formos pensar dessa forma, de que o Universo vai voltar a sua forma original, quer dizer que ele já existiu antes do que nós conhecemos como Big Bang, é o que afirma uma outra teoria, e a única diferença é que em vez de se afastar as galáxias iam se aproximando uma das outras. 
       Na década de 60 com a corrida espacial pós-guerra fria, a estimativa inexata de Hubble foi corrigida, resolvendo um dos problemas do Big Bang. Em 1965, um grupo de cientistas defensores do Big Bang acreditava que a explosão teria liberado algum tipo de resíduo ou eco no espaço e que este poderia ser captado por seus aparelhos. Esse aparelhou captou de fato alguma coisa, ele captou radiação que comprovou a teoria de Gamow sobre a radiação de fundo. 
       Essa descoberta nos permitiu montar um modelo de como era o universo, quando existia apenas aquele átomo primordial denso e muito quente que se expandiu e se esfriou, formando os primeiro átomos, estrutura que formariam as estrelas, galáxias, planetas e pessoas. Esse modelo, essa teoria é que conhecemos como Big Bang!

       Atualmente, os cientistas estimam a idade do universo em 13,7 milhões de anos. A teoria do Big Bang, baseia-se em dois outros princípios, a teoria da Teoria da relatividade geral de Albert Einstein, que explica a gravidade da matéria, e o principio cosmológico, que independente do ponto de observação o espectro do universo é o mesmo, não existem posições privilegiadas.
       Além desses princípios básicos, a teoria do Big Bang se apóia em diversas outras idéias, princípios e teoria que juntos tentam explicar com o maximo de certeza como surgiu o Universo.
Neste momento, há diversos estudiosos no mundo tentando descobir o formato de nosso universo. Para isso eles utilizam satélites  que encaminham um feixe de luz do nosso planeta e percorrem uma certa distância no espaço (veja no desenho em vermelho). Quando o feixe de luz volta ao nosso planeta, eles notam se ele apresenta ou não um certo ângulo e altura, que demontram que o universo possui alguma forma curvilínea. Para mais informações, entre em contato com o observatório astrológico chileno.

Referências Bibliográficas
27/04/2011 15h02. Adaptado.
24/04/2011 16h50. Adaptado.

terça-feira, 26 de abril de 2011

Conclusão

       Com a criação do universo e todas as teorias criadas pelo homem, conseguimos perceber que a origem do nosso universo e seu grande papel em nossas vidas foi de extrema importância. Descobrimos como grandes mentes do passado contribuíram para formalizar essas teorias usadas até hoje. A maior explosão que já ocorreu foi aquela que criou desde pequenas estruturas simples como átomos até grandes constelações. Porém, ainda não podemos dizer com total exatidão de onde viemos, essa antiga e clássica pergunta continuará questionando o homem e levando-o às novas descobertas. Este blog nos permitirá divulgar para nossos colegas fatos que talvez eles desconheçam ou nunca pensaram que poderiam existir.
                           “É preciso saber de onde veio para saber para onde ir”

Beatriz Patara, Juliana Ciocca, Kauê Francischelli, Luis Neves Alonso, Marcelo Potenza.