O Início do Universo: III - A Sopa de Quarks

Vamos viajar até antes do primeiro segundo ABB. Todo o Universo é uma sopa de quarks, leptões, fotões, bosões W e Z e os gluões. Sabemos que existiram pois os aceleradores de partículas recriaram as condições iniciais e provou-se a ocorrência destes componentes.

Neste momento começam a surgir respostas para as três grandes questões científicas nesta área - a natureza da matéria; a assimetria entre a matéria e a antimatéria; origem da granulosa sopa de quarks.

As grandes estruturas cósmicas estão unidas pela matéria escura. Neste momento há uma busca para “encontrar a estrutura unificadora para as forças e partículas da Natureza”. Esta procura levou à predição “de partículas estáveis (…) que poderiam construir a matéria escura”.

Um dos candidatos à matéria escura é o neutralino, com uma massa entre cem e mil vezes a o protão. Outro candidato é o axião. Esta é bastante leve, com apenas um trilionésimo da massa do electrão. Ambos os candidatos são “frios”, ou seja, movem-se lentamente. Assim, aglomeravam-se nas galáxias, e este poderá ser o segredo de porque existe mais matéria do que antimatéria.

No início havia um pequeno excesso de quarks em comparação com os antiquarks. Este pequeno excesso (1 quark para mil milhões de antiquarks) permitiu que à medida que o tempo ocorria cada vez mais matéria havia comparativamente à antimatéria.

Com a inflação as pequenas flutuações quânticas foram as sementes que se tornaram nas estruturas de hoje.

O grande problema da Física é a união, até agora incompatível, entre a Teoria da Relatividade Geral e a Teoria Quântica. A união destas duas teorias permite entender os momentos iniciais do Universo, os primeiros 10^-43 segundos.

A teoria das cordas prevê onze dimensões, sete extra mais as quatro familiares. Duas descobertas teóricas baseadas nesta teoria prevêem um multiverso. Primeiro, as equações da inflação sugerem que esta deve ocorrer várias vezes. Em segundo, as regiões inflacionárias formadas têm parâmetros físicos diferentes.

Assim, podem ser dadas respostas às questões “o que aconteceu antes do Big Bang?” ou “porque é que as leis físicas são como são?”. A resposta será “dentro de uma infinidade de universos, todas as possibilidades para as leis da física foram tentadas. Tais universos diferentes não podem ser testados. Não podemos saber como será um universo diferente nem se existem pois há uma barreira incontornável entre os universos… isto é, se há outros universos. Não nos podemos esquecer que estão em jogo várias ideias.

Fonte: Scientific American, Turner, Michael, “Origem do Universo”