Big Bang - ''Let there be light...''

Hoje quero escrever sobre coisas abstractas que não fazem sentido prático nenhum, mas que são verdade na mesma. A realidade tem destas coisas.

Quero escrever sobre a nossa melhor explicação para a existência, ou de onde vem a vida, o universo, e tudo. Não vou argumentar a favor da ocorrência do big bang, isso é tema para outro dia. Se não acredita no big bang, eu não o censuro. Mas aconteceu. É incrível, mas aconteceu. A realidade está a borrifar-se para a nossa incredulidade.

Se durante os próximos parágrafos alguma coisa for impossível de visualizar, é porque é mesmo. Não somos nós que não conseguimos compreender ou visualizar, é só que não fomos feitos para isso. Não temos ferramentas do senso comum que tornem estas ideias familiares.
Isso não faz com que as coisas sejam menos verdade.

O big bang é a melhor explicação que existe para o início da existência. Há cerca de 13,8 biliões de anos, toda a matéria/energia estava concentrada numa singularidade muitas vezes menor do que um átomo.
(O quê?)

Ninguém sabe o que existia antes do big bang, nem o que o provocou. Sabemos que perguntar isso não faz muito sentido, porque se não havia espaço-tempo, não havia ''antes''. O facto de não haver ''antes'' é um entrave significativo à causalidade. Esta é uma resposta insatisfatória para o nosso senso comum.

Esta é uma representação de uma grande explosão, que é como imaginamos o evento. O problema, é que o big bang não foi uma explosão ''no'' espaço. O big bang foi a explosão ''do'' espaço-tempo. Ou melhor, o big bang corresponde ao momento em que o espaço-tempo se começou a desdobrar.
Como é que se desenha isso?

Para facilitar, não havia ''luz'' quando o universo estava na infância. Luz no sentido de fotões a viajar. Portanto preparem-se para não conseguir imaginar um ''desdobramento do espaço tempo'', às escuras.

Agora, tenho que falar da primeira ''época'' depois do big bang.
Durou cerca de 10^-43 segundos (!!). Chama-se época de Planck.

O que é divertido sobre esta época, é que a electricidade que faz o vosso computador funcionar, a gravidade que vos agarra ao chão, e as forças que unem os núcleos dos átomos do vosso corpo, eram a mesma coisa. Poisssss.... é. Eu também não percebo. Mas pelo que li, ainda não se percebeu bem esta época, e só quando a física unificar a mecânica quântica com a relatividade geral, é que talvez se perceba. Este era o problema em que um tal de Albert Einstein estava a trabalhar quando morreu.
Nós ainda não o resolvemos...

A época de Planck acaba quando a gravidade se separa das outras forças, e o universo jovem tem mais duas épocas em que as forças fundamentais se separam umas das outras, ao mesmo tempo que se expande. A expansão é depois acelerada de maneira inimaginável, durante um período de chamada ''inflação'' do universo. O volume do universo aumentou cerca de 10^78 vezes.
O que quer que isso queira dizer...

É este período de expansão acelerada, que acabou 10^-32 segundos depois do big bang, o responsável pela distribuição homogénea da matéria pelo espaço-tempo. É por causa da inflação que há estrelas no céu todo, qualquer que seja a direcção escolhida para observar. Era aborrecido se a matéria ficasse toda ao canto do universo.
Quando a inflação acabou, o universo estava cheio de uma ''sopa de quarks e gluões''.

Portanto, o periodo de inflação foi importante para misturar a sopa de quarks. Para o universo não ficar com grumos, com certeza.

(Não descobri imagens de sopa de quarks. Esta é bonita.)

Depois,  a supersimetria dos bosões e dos fermiões quebrou-se, e... bem... para ser perfeitamente sincero, isto está a demorar, e eu esqueci-me do meu doutoramento em astrofísica nas outras calças... portanto...

Depois da quebra da simetria eletrofraca, veio a época dos quarks, e a dos hadrões, e depois a época dos leptões. Os leptões foram aniquilados, ninguém sabe porquê, e começou a época dos fotões. E depois a dos anões (!). E dos elfos. Já que este post parece fantasia de baixa qualidade... Já vi coisas de melhor qualidade em reuniões de cientologistas!

Pois... estamos no fim da época dos leptões, e passaram 10 segundos desde o big bang. Todas as forças que conhecemos e adoramos - o electromagnetismo, a gravidade e as forças nucleares atómicas, são independentes e funcionam. Toda a matéria criada pelo big bang combinou-se com a antimatéria, anularam-se e sobrou uma réstia de matéria.

Parem e pensem nisto. Se o big bang tivesse criado quantidades iguais de matéria e antimatéria, o universo estava cheio de energia. Mas sem matéria. Por sorte, por cada 10.000.000.000 partículas de antimatéria, havia 10.000.000.001 partículas de matéria. Essa partícula a mais deu jeito.

(um bocadinho da matéria que sobrou do big bang)

Essa réstia, essa espuma do big bang, é tudo o que existe hoje. As estrelas que vemos no céu, assim como o vosso jantar, vieram desse bilionésimo de matéria que sobrou.

A época dos fotões vigora desde os 10 segundos de vida do universo, até aos 380.000 anos. O que dá para respirar um bocado.

380.000 anos foi o tempo que o universo levou a arrefecer o suficiente para os electrões se combinarem com os protões para fazer Hidrogénio. Até aqui matéria e a radiação estavam no mesmo estado. Lembrem-se que matéria e energia são a mesma coisa, em estados diferentes.

Depois deste evento, a radiação separou-se da matéria, e aconteceu um flash inimaginável. Porque os fotões podiam viajar livremente pelo universo, o que não tinha acontecido até agora. Aos 380.000 anos de idade do universo, que a matéria começou a emitir radiação.

Hoje em dia, esse flash é visível com os instrumentos adequados.
Chama-se ''Radiação Cósmica de Fundo'', e é uma das maiores provas reais que temos da ocorrência do big bang.

A partir deste momento, a luz pode brilhar no universo. Nesta altura era radiação térmica, as primeiras estrelas só se formaram depois de mais 560 milhões de anos.

Não foi criada luz, foi dada uma autorização pelas leis da física para que a luz pudesse viajar.

''Let there be light...''.