Resposta curta: Não sabemos realmente como o universo foi criado, embora a maioria dos astrofísicos acredite que começou com o Big Bang

A concepção de um artista do Big Bang dando origem a múltiplas galáxias. Crédito da imagem: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images

Sabemos que vivemos em um universo em expansão. Isso significa que todo o universo está ficando maior a cada dia que passa. Isso também significa que no passado nosso universo era menor do que é hoje. 

Voltando no tempo

Durante a maior parte da história do universo, ele foi pontilhado por objetos celestes semelhantes aos que estão presentes agora, eles estavam apenas mais próximos. 

Por exemplo, quando nosso universo tinha menos de 380.000 anos, o volume do universo era cerca de um milhão de vezes menor do que é hoje e tinha uma temperatura média de cerca de 10.000 kelvins. Era tão quente e denso que era um plasma, um estado da matéria onde os átomos são divididos em prótons, nêutrons e elétrons. No entanto, encontramos plasmas em muitas outras situações no espaço e na Terra, então temos uma boa compreensão de como eles funcionam.

Mas quanto mais recuamos, mais complexa se torna a física. Quando o universo tinha apenas doze minutos de idade, era uma sopa intensa de prótons, nêutrons e elétrons, ainda governada pela mesma física que usamos para entender bombas e reatores nucleares. 

Se olharmos para trás ainda antes disso, no entanto, as coisas ficam realmente incompletas.

Quando tentamos entender o universo quando ele tinha menos de um segundo de idade, não temos nenhuma teoria da física que possa lidar com as temperaturas e pressões insanamente altas que o universo experimentou. Todas as nossas teorias da física falham e não temos compreensão de como partículas, forças e campos operam nessas condições.

Nascendo a singularidade

Os físicos podem mapear o crescimento do cosmos usando a teoria geral da relatividade de Einstein, que conecta o conteúdo do cosmos à sua história de expansão.

Mas a teoria de Einstein contém uma falha fatal. Se seguirmos a relatividade geral até sua conclusão final, então, em um tempo finito no passado, todo o nosso universo foi amontoado em um único ponto infinitamente denso. Isso é conhecido como a singularidade do Big Bang.

A singularidade é frequentemente enquadrada como o "início" do universo: Mas não é um começo de forma alguma.

Matematicamente, a singularidade no Big Bang não está nos dizendo que o universo começou ali. Em vez disso, está nos dizendo que a própria relatividade geral não se aplica e perdeu seu poder preditivo e explicativo.

Os físicos há muito sabem que a relatividade geral é incompleta. Não pode explicar a gravidade em alta força ou em pequenas escalas, conhecidas como gravidade quântica. Em outras palavras, para entender completamente os primeiros momentos do universo, precisamos de uma nova física. 

Este gráfico mostra uma linha do tempo do universo com base na teoria do Big Bang e nos modelos de inflação. Crédito da imagem: NASA/WMAP

Uma pergunta para as gerações

Infelizmente, atualmente não temos essa física. Temos vários candidatos à gravidade quântica, como a teoria das cordas e a gravidade quântica em loop, mas essas teorias não foram totalmente desenvolvidas, muito menos testadas.

Mas se qualquer uma dessas teorias estiver correta, elas podem nos dizer coisas interessantes sobre o início do universo.

No caso da gravidade quântica em loop, a singularidade é substituída por um pedaço de espaço-tempo de tamanho finito. Enquanto isso, na teoria das cordas, nosso universo se origina de uma "paisagem" de universos possíveis. Também é possível que nosso Big Bang exista apenas como um de uma série infinita de universos, multiplicando-se sem fim em um multiverso. Somente novos avanços na física teórica ajudarão a resolver a obscuridade dessas ideias possíveis.

Mas há outro problema: Talvez nunca saibamos o que causou o Big Bang. Em seus primeiros momentos, até mesmo nossas próprias concepções de tempo e espaço se desmoronam. Em escalas tão extremas, conceitos normais e cotidianos como "início" e "antes" podem nem fazer sentido.

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Referência:

SUTTER, Paul. How was the universe created? Live Science, Nova York, 25, nov. 2022. Disponível em: <https://www.livescience.com/how-was-the-universe-created>. Acesso em: 26, dez. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.