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A teoria do Big Bang

Stars. Illustration copyrighted.

Os conceitos quânticos e relativistas só podem nos servir como instrumento teórico para determinar os valores mais extremos das quantidades físicas que estão em jogo: nenhuma duração inferior a 10-43 segundos, nenhuma distancia inferior a 10-33 centímetros e nenhuma temperatura superior a 1.032 Kelvins conserva um estado físico.

O universo conhecido contém aproximadamente 100 bilhões de galáxias, reunidas em grandes grupos e separadas por vastos espaços vazios.

  Vamos agora partir do exato momento em que aconteceu o Big Bang.

Instante 0/10-43segundos: esse curto espaço de tempo é chamado Tempo de Planck, e ai entra em ação forças a nós ainda desconhecidas. As leis da física deixam de agir e não há muito que especular. O universo é um ponto de volume zero, densidade e temperatura infinitas.

Instante 10-43/10-9segundos: observe, estamos ainda muito, mas muito longe de alcançar o um segundo. Trata-se da bilionésima parte de um segundo para trás, obedecendo as leis que conhecemos. Surgem partículas enormes que desaparecem devolvendo energia ao ambiente, criando as primeiras partículas subatômicas, os quarks (as partículas mais antigas). Existe apenas uma pasta energética que se expande rapidamente, formado por fótons e quarks livres. Ainda não havia luz porque os fótons ainda não tinham como se propagar no universo devido a alta densidade e a alta temperatura (que impedia a formação de átomo).                                             Entre os instantes 10-41 e 10-37 todas as forças que conhecemos, gravidade, eletromagnética, nuclear fraca e nuclear forte estavam unidas em uma única força, a chamada Grande Unificação. Após esses instantes elas se desaclopam e se transformam nas forças citadas. O universo ainda é muito quente e partículas são criadas e destruídas a uma velocidade impressionante.

Instante 10-9/10-5segundos: surgem os prótons e os neutrons, que mais tarde vão se juntar aos elétrons (ainda não criados) para formar a matéria do universo. Os prótons surgiram devido ao resfriamento do universo e a conseqüente união de quarks. Mas o universo ainda é muito quente, quente e opaco. A luz não consegue viajar através dele. A medida que os quarks se chocam começam a se unir e dar origem a partículas subatômicas, mas ainda não existe a formação de átomos. A força nuclear fraca separa – se da eletromagnética.

Instante 10-5/10-1segundos: nascem os mésons. Mésons são partículas que pertencem a família dos léptons, a mesma dos elétrons. Os mésons são muito mais pesados que os elétrons e por isso tem vida curta: logo se desintegram em outras partículas, colidindo com outros já existentes e gerando novos mésons. Ao aproximarmos do tempo 10-1segundos, finalmente surgem os elétrons e outros léptons. Observe que o universo ainda não tem um segundo de vida.

Instante 10-1/101segundos: o universo esta chegando a 10 segundos de idade. As relações entre prótons e nêutrons são fixadas, formando núcleos atômicos de elementos químicos livres. A energia faz com que parte dos prótons e nêutrons se colem, criando os núcleos atômicos dos elementos químicos livres.

 

1ºnúcleo formado

 

1P +

1N

 

e nêutrons

 
Caixa de texto: Teoria da relatividade: energia pode gerar matéria assim como matéria pode gerar energia. E=m.c²  Energia                        quarks                        prótons (+)                           

 


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e

 
                      mésons                      elétrons

 

 




O resfriamento a partir de então passa a ser lento e a idade contada em anos.

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e

 

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e

 
Instante 5min/300 mil anos: os núcleos capturam elétrons, compondo os primeiros átomos, isso libera fótons que, a partir de então, podem se propagar livremente, pois com a ligação de elétrons e prótons a densidade diminui. A primeria vaga de reações nucleares termina-se pela síntese nuclear primordial do deutério, do Helio e do lítio.

Fusão de núcleos

 

Liberação de energia

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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e

 

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e

 
            A primeira vaga de união:

 

Fusão de núcleos : Deutério – Hélio – Lítio.

 

 

Liberação de energia

 
 

 

 

 

 

 

 

 


A fusão dos núcleos originou novos átomos.

As primeiras estrelas: as primeiras concentrações materiais atraem mais matéria à sua volta, criando gigantescas nuvens gasosas que se aquecem devido ao choque de partículas. As primeiras estrelas não aprecem até talvez 100 milhões de anos após o Big Bang, elas aqueceram e ionizaram os gases à sua volta; produziram e dispersaram os primeiros elementos pesados. O colapso de algumas delas pode ter permitido o crescimento de buracos negros superdensos, que se formaram no coração das galáxias e se constituíram nas espetaculares fontes de energia dos quasares.

Via Láctea (5 bilhões de anos): Nossa galáxia surge 4 bilhões de anos após as primeiras. Ela é um disco espiralado, com 50 mil anos – luz de raio, composto por 100 bilhões de estrelas e enormes nuvens de gás e poeira. O centro galático é ocupado por um buraco negro, em torno do qual se concentram 10 milhões de vezes mais estrelas do que o resto da Via Láctea.

Sistema Solar (15 bilhões de anos): se localiza num dos braços da Via Láctea, a 30 mil anos – luz do centro. Sua idade é estimada em 4,5 bilhões de anos e, além de H e He existentes no Universo primordial, contem elementos químicos pesados (C, O, Ca, Fé, Au, U, etc.)

Células (16 bilhões de anos): a terra nasce com o Sistema Solar. E os organismos vivos teriam aparecido 1 bilhão de anos mais tarde (intervalo de tempo pequeno). Por isso alguns acreditam que a vida possa ter – se originado em nuvens gasosas, disseminando – se depois pelo cosmos e desenvolvido – se em planetas com condições favoráveis.