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Como surgiu o Universo?

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Como surgiu o Universo?

Em cosmologia, o Big Bang é a teoria científica que o universo emergiu de um estado extremamente densa e quente há cerca de 13,7 bilhões de anos. A teoria baseia-se em diversas observações que indicam que o universo está em expansão de acordo com um modelo Friedmann-Robertson-Walker baseado em Relatividade Geral, dentre as quais a mais tradicional e importante é realção entre os redshifts e distâncias de objetos longínquos, conhecida como Lei de Hubble, e na aplicação do princípio cosmológico.Em um sentido mais estrito, o termo Big Bang designa a fase densa e quente pela qual passou o universo. Esse fase marcante de início da expansão do universo, abusivamente comparada a uma explosão, foi assim chamada pela primeira vez, dessa maneira desdenhosa, pelo físico inglês Fred Hoyle no programa The Nature of Things da rádio BBC. Hoyle, proponente do modelo - hoje abandonado - do universo estacionário, não descrevia o Big Bang mas o ricularizava. Apesar de sua origem, a expressão Big Bang acabou por perder sua conotação pejorativa e irônica para tornar-se o nome científico da época densa e quente pela qual passou o universoA nucleosíntese foi a formação inicial dos primeiros núcleos atômicos elementares (Hidrogênio, Hélio). Esta ocorrreu porque a atuação da força forte acabou atraindo prótons e nêutrons que se comprimiram em núcleos primitivos. Sabe-se que esta força nuclear forte só é eficaz em distâncias da ordem de 10-13 cm. Presume-se que a nucleosíntese ocorreu 100 segundos após o impulso inicial, e que esta foi seguida de um processo de repentino resfriamento devida irradiação, que segundo alguns, ocasionou o surgimento dos núcleos, segundo outros, o surgimento dos núcleos ocasionou o resfriamento. Independente do ponto de vista, é sabido que houve o resfriamento por irradiação. Em função daquele evento (nucleosíntese), a matéria propriamente dita passou a dominar o Universo primitivo, pois, é sabido que a densidade de energia em forma de matéria passou, a partir daquele momento, a ser maior do que a densidade em forma de radiação. Isto se deu em torno de 10.000 anos após o impulso inicial. Com a queda de temperatura universal, os núcleos atômicos de Hidrogênio, Hélio e Lítio recém formados se ligaram aos elétrons formando assim átomos de Hidrogênio, Hélio e Lítio respectivamente. Presume-se que isto se deu em torno de 300.000 anos após o chamado marco zero. A temperatura universal estava então em torno de 3.000 K.O processo, ou a era da formação atômica, segundo uma parcela de pesquisadores, durou em torno de um milhão de anos aproximadamente. À medida que se expandia a matéria, a radiação que permeava o meio se expandia simultaneamente pelo espaço, porém em velocidade muito maior, deixando a primeira para trás. Daquela energia irradiada sobraram alguns resquícios em forma de microondas, que foram detectadas em 1965 por Arno A. Penzias e Robert W. Wilson, tendo sido chamada de radiação de fundo. O som característico da radiação propagada é semelhante ao ruído térmico, ou seja, um silvo branco, contínuo, linear igual ao ruído que se ouve num receptor de televisão, ou de receptores de freqüência modulada, quando estão fora de sintonia. O som característico é um "sssssss" constante, ou um ruído de cachoeira.O satélite COBE, em 1992, descobriu flutuações na radiação de fundo recebida, aquelas explicariam a formação das galáxias logo após a Grande Explosão.Um exemplo ilustrativo da expansão repentina a que se seguiu após o evento inicial, seria que a matéria comprimida num volume hipotético do tamanho de uma cabeça de alfinete, em torno de 1 mm de diâmetro, se expandiria para cerca de 2 mil vezes o tamanho do sol.Antes de completar um segundo de idade o Universo estava na era da formação dos prótons e nêutrons. Os nêutrons tendem a decair expontaneamente em prótons, porém prótons recém formados pelo decaimento não decaem. Devidos experimentos em aceleradores de partículas, sabido que o Universo naquela era, (1 segundo aproximadamente), ficou com 7 prótons para cada nêutron, este, era uma massa turbilhonante das partículas mais elementares. Era também mais denso do que o ferro e tão opaco que nenhuma luz poderia penetrá-lo.Outro dado apontado pelas pesquisas realizadas, leva à cifra de aproximadamente 500 mil anos, em média, do resfriamento universal acelerado. Supõe-se que as partículas elementares ao se fundirem, (formando hidrogênio e hélio) formaram imensos bolsões de gás que poderiam ter sido causados por pequenas alterações da gravidade, resultando assim, entre 1 e 2 bilhões de anos após o Big Bang, em protogaláxias que teriam originado estrelas.A evolução estelar aponta para as para gigantes vermelhas e supernovas, que durante a sua vida, geraram o Carbono e demais átomos. Todos os elementos, presume-se, seriam espalhados no meio interestelar através das supernovas, uma data limítrofe para estes eventos, seria algo em torno de 1,1 bilhão de anos após a explosão inicial.As supernovas semearam nas galáxias a matéria-prima para posteriores nascimentos de estrelasAcontecimentos depois do Big-BangDesde o tempo de Planck, 10-43 segundos, até cerca de 10-12 ou 10-10 seg, a energia do Universo está dominada pela radiação.Formação dos quarks: como existem mais quarks do que antiquarks no Universo, a destruição de matéria-antimatéria deixa mais quarks do que antiquarks (10-11 seg)Transição eletro-fraca: quebra espontânea de simetria formando os bósons massivos que transmitem a força fraca: W+, W-,Z. Abaixo destas energias a força fraca só age a distâncias menores que 10-16 cm, mil vezes menor que o tamnho de um núcleo (10-10 seg)Confinamento dos quarks em mésons e prótons e nêutrons: transição quarks-hádron - QCD Cromodinâmica Quântica(10-5 seg)Formação prótons e nêutrons. Como os nêutrons decaem espontaneamente em prótons, mas os prótons não decaem, o Universo ficou com 7 prótons para cada nêutrons (1 seg)Nucleosíntese: formação de hidrogênio e hélio. A força forte que atrai os prótons e nêutrons só é efetiva para distâncias da ordem de 10-13 cm. (100 seg)Matéria passa a dominar: com o esfriamento do Universo,a densidade de energia em forma de matéria passa a ser maior do que a densidade em forma de radiação (10 000 anos) Formação de átomos. O Universo é agora frio o suficiente para que os elétrons fiquem ligados aos núcleos, formando hidrogênio, hélio e lítio (t=300 000 anos, T=3000 K)Formação de estrelas e galáxias (1 bilhão de anos)C e outros átomos começam a ser formados nas estrelas e ejetados ao meio interestelar através de supernovas (1,1 bilhão de anos)

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