À volta do Big Bang existem questões que nos aguçam a curiosidade e que nos fazem arregalar os olhos quando pensamos nas respostas em que podem resultar. No fundo, têm a ver com a nossa existência. O Ciência 2.0 foi procurar saber qual a resposta a estas perguntas.

Quando surgiu o Big Bang?

Como aconteceu o Big Bang?

Em que condições se deu o Big Bang?

O que havia antes do Big Bang?

Poderá existir outro Big Bang?

Como se formou o universo?

O mistério à volta do Big Bang é tão grande que a Física atual não consegue responder a estas questões. O que se pode dizer é que o Big Bang ocorreu há cerca de 14 mil milhões de anos, data que é identificada como a idade do nosso universo. 

Existem diversas observações que testam o modelo do Big Bang após um segundo de idade do Universo. Contudo, não é possível, para já, ter a certeza sobre o que aconteceu antes e durante este evento. 

O que havia antes do Big Bang? Há modelos matemáticos que procuram descrever o universo antes do Big Bang. Mas a melhor resposta à pergunta é, neste caso, a de que não se sabe realmente o que havia antes, nem se existiu um antes.

O universo fervia segundos após o Big Bang

O que se sabe então? Segundos depois do Big Bang, é possível afirmar que o universo estava muito quente. À medida que foi expandindo, foi arrefecendo. A temperatura da radiação cósmica de fundo pode ser medida e sabemos que ela é muito baixa. É atualmente de -270 graus Celsius.  

O universo apresenta também presentemente uma densidade muito baixa. A densidade do universo é 10^-29 inferior à densidade da água, em resultado da expansão do universo.

E como sabemos estas informações? Como conhecemos o segundo após o Big Bang? De acordo com a relatividade geral, se recuarmos no tempo, há um instante em que a densidade do universo seria infinita, seria imensamente grande. Existiria, assim, uma singularidade no modelo (associada a uma densidade e uma curvatura do espaço-tempo infinitas).

Há teorias ainda por experimentar que tentam quantificar a gravidade

À medida que nos vamos aproximando, à escala temporal, do Big Bang, a densidade aumenta e a temperatura também. Existem dados observacionais que testam bem o modelo do Big Bang nos primeiros minutos de existência do Universo. Em particular, a maior parte do hélio, e de outros elementos leves, foi produzida nos primeiros minutos do universo e as previsões do modelo estão de acordo com o que é observado.

Para descrever o Universo próximo de Big Bang, a escalas de energia extremamente elevadas, é necessária uma teoria quântica da gravitação na qual trabalham muitos investigadores no mundo inteiro.

Poderá existir outro Big Bang?

É possível especular sobre a existência de vários Big Bangs. Existem modelos consistentes com a existência de muitos universos (e portanto muitos Big Bangs) que não conseguimos observar por estarem fora do nosso horizonte.

Consultor científico: Pedro Avelino, docente e investigador, na área da Cosmologia, do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto e do Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

Foto: NASA