O que havia antes do Big Bang? - Médico - 2023

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"Imaginar o que havia antes do Big Bang é como imaginar o que há mais ao sul do Pólo Sul."

Com esta analogia, o famoso físico teórico Stephen Hawking expressa a impossibilidade (e a falta de sentido) de se perguntar o que havia antes do nascimento de nosso Universo. E é que, como seres humanos, nossa natureza nos leva a pensar que tudo é precedido por algo.

E essa necessidade é atendida com tudo. Ou quase tudo. E é que, se retrocedermos no tempo, sempre encontraremos "algo por trás de algo". E isso funciona até chegarmos à própria origem do Universo: o Big Bang.

Essa teoria, que ganhou força a partir dos anos 60, afirma que o Universo nasceu 13.800 milhões de anos atrás de uma singularidade em que toda a matéria e energia que daria origem ao Cosmos se condensou em um ponto infinitamente pequeno. E a partir de uma explosão, ele tem se expandido desde então.


Mas, De onde vêm essa matéria e energia se não podem ser criadas do nada? O que havia antes da explosão? De onde veio o universo? Até onde podemos retroceder no tempo? Houve "nada"? Prepare-se para que sua cabeça exploda, pois no artigo de hoje nos aventuraremos a responder a essas e outras perguntas sobre o que existia antes do nascimento de nosso Universo.

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O que exatamente foi o Big Bang?

Antes de tentar responder à pergunta sobre o que existia antes do Big Bang, devemos entender o que exatamente era. O Big Bang é um conceito que se refere ao instante em que começou a expansão do Universo observável.

Foi um ponto no espaço-tempo que aconteceu agora 13,8 bilhões de anos atrás em que toda a matéria e energia do Universo foi condensada no que, na física teórica, é conhecido como uma singularidade. Mas o que exatamente é essa singularidade?


A singularidade é um ponto unidimensional no espaço. Ou seja, uma região do espaço-tempo de massa infinita e sem volume. Sim, é impossível imaginar. Não sofre. Nem mesmo os melhores físicos do mundo entendem exatamente o que é. Se você quiser entender "melhor", podemos dizer que a singularidade é o que está no centro de um buraco negro. Mas como não é entendido dessa forma, vamos continuar.

Essa singularidade se refere ao fato de que tudo o que daria origem ao Cosmos atual foi condensado em um ponto infinitamente pequeno. E, uma vez que nesta escala (lidar com infinitos é o pesadelo da física), as leis da física são quebradas, não podemos (e nunca seremos capazes de) chegar perto do momento exato do nascimento. E muito menos o que estava por trás disso, mas vamos chegar a isso.

De qualquer forma, embora não possamos chegar ao instante 0 do Big Bang, podemos chegar muito perto. Muitíssimo. Mas muito. Quantos? Então exatamente um trilionésimo de um trilionésimo de um trilionésimo de segundo após.


Nesse momento, já conseguimos entender, por meio de leis físicas, o que aconteceu. E foi depois desse primeiro trilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de segundo que o Universo teve o menor tamanho possível permitido pelas leis da física.

Ou seja, naquele momento (não colocaremos o número novamente), toda a matéria do Universo não estava mais compactada na singularidade, mas na menor distância que pode existir no Cosmos, que é conhecida como distância de Planck.

Nada menor pode (ou pelo menos não sabemos como pode ser possível) existir. Estamos falando de uma distância de 10 elevada a -33 centímetros. Em efeito: o Universo mede 0,0000000000000000000000000000000001 centímetros de diâmetro. É simplesmente inimaginável. E se levarmos em conta que nessa distância espaço-tempo toda a matéria que daria origem aos 2 milhões de milhões de galáxias se condensou, sua cabeça explode completamente.

Seja como for, foi com esse tamanho que o Big Bang também atingiu a temperatura máxima possível: 141 milhões de trilhões de trilhões de ° C. A matéria estava nessa temperatura incrível, e com tanta energia, a expansão (e obviamente o resfriamento) começou. Um microssegundo após o Big Bang, os prótons se formaram.

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Seja como for, é uma expansão que já dura 13.800 milhões de anos e que daria origem, entre muitas outras coisas ao nosso Sol, mais uma das 400.000 milhões de estrelas da Via Láctea (mais uma das 2 milhões de galáxias do Cosmos).

O Universo tem um diâmetro de 93.000 milhões de anos-luz. E tudo isso nasceu do Big Bang. Mas o que havia antes? Agora que entendemos (na medida do possível) o que foi essa explosão, podemos nos aventurar a responder à pergunta de um milhão de dólares.

Até que ponto no passado somos capazes de ver?

Como bem sabemos, tudo o que vemos é graças à luz. Y luz, apesar de ter uma velocidade muito alta, não é infinitamente rápida. Demora um pouco para ir do objeto de envio até nós. E isso, que não é perceptível às distâncias humanas, é (e muito) quando falamos do Universo.

Ou seja, a luz viaja a 300.000 km por segundo. Isso significa que leva um segundo para viajar 300.000 quilômetros. É uma velocidade enorme. Mas é claro, quando falamos sobre distâncias de bilhões de bilhões de km, até a luz se parece com uma tartaruga.

Portanto, sempre que olhamos para algo, estamos tecnicamente olhando para trás. Quando olhamos para a Lua, vemos como ela era um segundo atrás. Quando olhamos para o Sol (não faça isso, você vai se machucar), estamos vendo como era o Sol há cerca de oito minutos. E quando olhamos, através de telescópios, para nossa estrela mais próxima (Alpha Centauri), vemos como era Alpha Centauri cerca de 4 anos atrás. E quando olhamos para Andrômeda (a galáxia mais próxima de nós), vemos como era Andrômeda há 2,5 milhões de anos.

Quanto mais olhamos, mais no passado vemos. Por isso, se buscarmos os objetos mais distantes, mais nos aproximaremos do próprio nascimento do Universo. Na verdade, encontramos galáxias que estão a 13 bilhões de anos-luz de distância, que são as mais jovens (e sua luz levou 13 bilhões de anos para chegar até nós). Isso significa que estamos "viajando" de volta a apenas 800 milhões de anos após o Big Bang.

E agora você certamente está pensando (e com muita astúcia) o seguinte: "se quanto mais longe olhamos, mais perto chegamos do nascimento do Universo, se virmos longe o suficiente, podemos ver o instante 0 do Big Bang?" Ótima pergunta, mas infelizmente não.

Existe algo que nos impede. E é que luz como tal "nasceu" 380.000 anos após o Big Bang. E é que antes desses 380.000 anos, havia tanta energia, que a radiação eletromagnética era de frequência muito alta. Sem ir muito longe, basta entender que o Universo ainda não era frio o suficiente (ou expandido) para permitir a existência da radiação eletromagnética do espectro visível.

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Até então, o Universo era uma "sopa opaca" de matéria na qual não havia luz, apenas radiação de alta energia. Foi somente 380.000 anos após a expansão que, literalmente, houve luz. Portanto, o máximo que podemos ver no passado é 380.000 anos após o Big Bang. O que está antes disso é provado por previsões físicas, mas não podemos (e nunca seremos capazes) de ver, pois ainda não havia luz.

A única coisa que resta como um remanescente (a única coisa que foi capaz de escapar desta "sopa") daqueles primeiros 380.000 anos são os neutrinos (partículas subatômicas tão incrivelmente pequenas que viajam praticamente na velocidade da luz) e as ondas gravitacionais, mas ambos são muito difíceis de detectar.

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Portanto, nossa barreira natural é 380.000 anos após o Big Bang. Agora, podemos saber o que aconteceu entre o trilionésimo de um trilionésimo de um trilionésimo de segundo após a explosão e os 380.000 anos depois, graças às previsões da física teórica. Mas e antes desse trilionésimo de um trilionésimo de um trilionésimo de segundo? É aqui que entram os problemas.

A radiação de fundo em microondas, que demonstrou a existência de um Big Bang.

Algum dia saberemos o que existia antes do Big Bang?

Antes de entrar na questão do que existia antes do Big Bang, é importante deixar claro. Não sabemos e nunca saberemos. Não importa o quanto vamos, nunca seremos capazes de responder à pergunta sobre o que estava lá antes. Como disse Hawking, é como se perguntar o que está mais ao sul do pólo sul.

E é que, além de a própria questão não ter sentido, já dissemos que somos limitados por barreiras naturais impossíveis de romper. Não importa quanto progresso tenhamos feito, ainda somos um saco de matéria orgânica que apareceu no Universo há pouco mais de 200.000 anos, portanto, nossa inteligência humana limitada não é capaz de processar conceitos como este.

O que mais, ainda não conseguimos unificar todas as leis do Universo. Ou seja, ainda não encontramos a conexão entre a relatividade geral de Einstein (aquela que se aplica a objetos macroscópicos) e a física quântica (o que acontece no nível das partículas subatômicas). E isso, embora não o impeça de viver o seu dia a dia, é um pesadelo para os físicos teóricos.

E é que quando tentamos chegar à origem do Universo, chegamos a um ponto onde a relatividade geral e a física quântica se chocam, já que ambos os "mundos" influenciam um ao outro, pois estamos tentando distâncias e níveis de energia incrivelmente pequenos. .tão alto quanto vimos.

Quando conseguirmos unificar todas as leis em uma (por enquanto, a hipótese mais poderosa é a Teoria das Cordas), estaremos mais perto de compreender a origem do nosso Universo. Mas, mesmo assim, o que estava lá antes permanecerá um mistério.

Por esta razão, os físicos teóricos formularam diferentes teorias. E, embora a ideia de que nasceu "do nada" seja a mais famosa entre as pessoas, não faz sentido do ponto de vista da física. E é que conceber um Universo que nasce de uma região carente de espaço-tempo, rompe com o primeiro princípio da Física: matéria não é criada nem destruída.

Mas então de onde veio a explosão? Onde estavam todas as coisas antes? Onde nasceu o Universo? Bem, existe uma teoria que, por mais maluca que possa parecer, responde muito bem à fascinante questão do que existia antes do Big Bang. Estamos falando sobre o Big Bounce.

The Big Bounce: a solução para o mistério?

Prepare-se, porque agora é quando sua cabeça vai explodir. O Big Bounce é uma teoria que parte da base de que a expansão do nosso Universo não pode continuar indefinidamente, mas tem que chegar um tempo (dentro de trilhões de anos) em que a densidade no Cosmos será tão baixa que entrará em colapso em em si.

Toda a matéria do Universo começará a se contrair até se condensar em uma singularidade.. Em outras palavras, tudo o que agora é o Universo, com seus 93.000 milhões de anos-luz de diâmetro, será comprimido e destruído até formar um ponto de densidade infinita.

Você vê para onde vão os tiros, certo? Com efeito, o Big Bounce diz que, após esta condensação do Universo em uma singularidade, as forças repulsivas nesta singularidade farão com que ele se expanda novamente. Haverá um novo Big Bang.

Ou seja, o que essa teoria defende é que não haveria nenhum começo como tal do Universo e que, se houvesse algo “antes” dele, seria outro Universo que se formou e se condensou. Portanto, o que entendemos por Universo seria um ciclo de expansões (Big Bangs) e condensações que se repetem por toda a eternidade.

Não faz sentido perguntar se nosso Universo veio do primeiro Big Bang ou não, uma vez que não haveria início ou fim do ciclo. Simplesmente teria sido assim para todo o sempre. E o mais empolgante de tudo é que, de acordo com isso, o Universo que antecede o nosso seria um Cosmos igual, mas com as leis físicas invertidas.

Ou seja, seria um Universo em que a matéria é antimatéria (e isso explicaria sua presença na nossa) e em que o tempo fluiria para trás (o que reforçaria a ideia de que não adianta pensar em um ponto de partida). Com essa teoria, não rompemos com a primeira lei da física. A matéria não seria criada nem destruída. Seria apenas reciclado. Nunca teria sido criado e nunca seria destruído. O tempo não seria uma linha, mas um círculo sem começo nem fim.

Sem dúvida, estamos diante de uma questão incrivelmente complexa que ultrapassa os limites de nossa inteligência humana. Mas o que deve ficar claro é que não havia nada antes do Big Bang. E se houvesse, seria o resultado da condensação de um Universo invertido em uma singularidade que teria explodido em nosso Big Bang. E quando nosso Universo morrer, ele se condensará para dar a semente para um novo Big Bang. E assim por diante até o infinito.