O Que explodiu?

O big bang é uma teoria que descreve a evolução cósmica no tempo que decorreu desde uma pequeníssima fracção de segundo após o que quer que tenha acontecido que deu origem ao universo, mas não diz nada sobre o tempo zero em si. Já que, de acordo com a teoria, no começo supostamente ocorreu uma explosão. Não nos diz nada sobre o que explodiu, porque explodiu, como exoplodiu.

Einstein e todos os cientistas da época “sabiam” que o universo à maior das escalas era fixo e imutável. Einstein procurou uma modificação das equanções da relatividade geral que permitisse um universo de acordo com o preconceito prevalecente. Foi introduzida nas equações da relatividade geral a constante cosmológica.. Esta era uma forma exótica de energia que preenchia todo o espaço.

Hoje os físicos invocam a “energia escura”, que se assemelha à velha noção de éter e à nova noção de campo de Higgs.

Pressões positivas contribuem para a gravidade atractiva; as pressões negativas contribuem para a gravidade repulsiva. Quando a pressão é negativa, existe uma competição entre a gravidade atractiva normal, que surge da massa e energia, e a gravidade repulsiva exótica, que surge da pressão negativa.

A matéria e a radiação exercem uma força gravitacional atractiva. O novo termo cosmológico exerce uma força gravitacional repulsiva. Einsteis conseguia equilibrar estas duas forças para produzir um universo estático.

Hubble mostrou que o universo não é estático. Se Einstein tivesse confiado nas equações originais da relatividade geral, teria previsto a expansão do universo. Einstein arrependeu-se e apagou a constante cosmológica.

E se o campo de Higgs congelasse a uma energia não nula e aí permanecesse enquanto o resto do universo continuava a arrefecer? O campo de Higgs ficara superarrefecido. Esta situação é análoga ao que acontece com a água altamente purificada, que pode ser superarrefecia a menos de 0ºC, porque a formação de gelo requer impurezas em torno dos cristais.

Um campo de Higgs que fique preso num planalto não só preenche o espaço com energia como também contribui com uma pressão negativa uniforme: tem as mesmas propriedades da constante cosmológica.

Processos quânticos irão causar saltos aleatórios no valor do campo de Higgs permitindo que a sua energia e pressão relaxem para zero. Este salto pode ter acontecido num tempo tão curto como 10^-35 segundos.

A energia e a pressão negativa dos campos de Higgs é mais de 10¹⁰⁰ vezes maior que o valor que Einstein escolhera.

Quando o universo era muito denso a energia era carregada por um campo de Higgs, num valor afastado do seu ponto mais baixo: é o inflatão. Devido à pressão negativa, o inflatão gerou repulsão gravitacional, levando o universo a inflacionar. A repulsão durou apenas 10^-35 segundos.

O universo expandiu-se por um factor de 10³⁰ ( como escalonar uma molécula de DNA ao tamanho da Via Láctea em menos de um bilionésimo de bilionésimo de segundo).

Nenhuma da luz emitida pela maior parte do universo poderia ter-nos alcançado, e muita não chegará senão muito depois de o Sol e a Terra terem morrido.

O espaço continuou a crescer e a arrefecer permitindo que as partículas de matéria se agregassem em estruturas como galáxias, estrelas e planetas.

- "O Tecido do Cosmos" - Brian Greene