O que havia “antes” do Big Bang?

by @ 23:05 on 22 novembro 2009. Filed under Inespecífica

A questão é que, “antes” (vamos dizer assim por enquanto) do Big bang havia um conteúdo extremamente denso, não estruturado e não diferenciado em campo, matéria e radiação, mas possívelmente um campo puro, dotado de tudo o que forma o Universo atualmente. O Big bang foi o começo da expansão desse conteúdo. Se esse conteúdo sempre existiu ou surgiu imediatamente antes não se sabe, mas ambas estas opções são plausívies. Se ele existia de forma completamente imperturbada, então não havia decurso de tempo, pois este só flui porque há alteraçõe no estado do conteúdo do Universo, de modo que o tempo, pelo menos a sua linha atual, começou a correr com o Big bang. E se entendermos que existir é permanecer no mundo ao longo do tempo, então se não há tempo não há existência. Ou seja, podemos dizer que o conteúdo do Universo surgiu, isto é, fez-se presente no mundo e no espaço, no momento do Big bang, que se caracteriza por não possuir nenhum outro anterior (isto é, não existe o “antes do Big bang”).

A medida de distâncias astronômicas é feita por múltiplos métodos, em cada faixa de distâncias, cada um calibrado pelo que lhe antecede na região de superposição. Começando pelo método de paralaxe, passa-se para o das variáveis cefeidas, das novas, das nebulosas planetárias, dos aglomerados globulares, da dispersão de galáxias, até chegar aos métodos cosmológicos, usando a constante de Hubble. A constatação de que a expansão do Universo está em aceleração, precisa ser entendida bem. Isto não significa que a velocidade de recessão aumenta com a distância, pois isto já faz parte da própria lei de Hubble, mas sim que, numa mesma distância, a velocidade de recessão atual é maior do que fora antes. Ou seja, que a constante de Hubble não é constante. Tal descoberta se deu pela mensuração mais acurada da distância e velocidade recessional de galáxias distantes usando como padrões de referência as supernovas observadas, podendo-se, assim, mapear a taxa de expansão em função do tempo, pois galáxias mais distantes nos revelam estados mais antigos do Universo.

O Universo não se expande para espaço algum. Todo o espaço existente está contido no Universo. Não existe espaço vazio fora do Universo (nem dentro). A expansão cósmica não é um afastamento relativo cinemático das galáxias umas das outras. É um aumento do próprio espaço, cada galáxia ficando onde está. É como se o espaço inchasse, afastando as galáxias sem que elas saíssem do lugar. Como não é possível observar o Universo todo (só o que está, no máximo, à distância que a luz é capaz de percorrer desde que o Universo existe), não se sabe se ele é finito ou infinito. Se é infinito (e este parece ser o caso), sempre o foi, mesmo no seu surgimento, quando a densidade era quase infinita. Se é finito, não possui um limite (uma parede). Andando-se para frente acaba-se chegando onde saiu-se, por trás. Teoricamente pode-se dizer que o Universo é finito ou infinito pela medida de sua densidade de massa/energia. Mas o valor conhecido está na fronteira dessas possibilidades, sendo os limites da incerteza colocados um em cada caso. No início a taxa de expansão foi muito grande (inflação), depois decaiu e agora está crescendo de novo.

As leis de conservação da massa/energia, da carga elétrica, do momento angular, da quantidade de movimento e outras, aplicam-se a sistemas isolados, afirmando que os valores totais das grandezas conservadas permanecem os mesmos ao longo dos sucessivos momentos do tempo. Estas e outras leis da natureza descrevem o comportamento (são “a posteriori”) das entidades naturais em todos os fenômenos de que participam. Elas só existem se houver algo que experimente algum fenômeno. Antes que o Universo surgisse, se não havia coisa alguma (nem conteúdo, nem espaço, nem tempo, nem fenômenos), então também não haviam leis naturais. Na passagem da inexistência para a existência, deu-se o surgimento de tudo e das leis. Mas as leis de conservação, como se reportam a dois momentos de tempo, não podem ser aplicadas para comparar uma situação já na vigência da existência do Universo com outra em que ele não existia. Logo não há violação de lei nenhuma ao se considerar que tudo tenha surgido, incluindo todos os seus atributos (massa, energia, carga, spin etc), sem que fosse proveniente de coisa alguma previamente existente (isto é o que se pode denominar “surgir do nada” – notando-se que “nada” não é coisa alguma, como o é, por exemplo, o vácuo e mesmo o vazio, caso existisse, pois no vazio haveria um espaço e no nada, nem isto).
Todavia pode ser que, mesmo não sendo aplicável, as leis ainda possam vigorar no surgimento do Universo, pois a carga total do Universo atual é nula, a quantidade de movimento total também, o momento angular total pode ser nulo (e, em minha tese de mestrado, eu mostrei que deve ser). Resta saber se o conteúdo de massa/energia também o é. Pode ser, mas o cálculo ainda não foi feito com segurança. Seria preciso somar as massas de toda a matéria do Universo com as energias positivas da radiação e do movimento dos corpos e subtrair a energia negativa da gravidade ou outras interações exclusivamente atrativas que possam haver. Se assim o for, o surgimento do nada não contrariaria nenhuma lei de conservação.

A dificuldade está em que tudo gravita, inclusive a matéria escura e a (impropriamente) denominada “energia escura”, mesmo que ela exerça uma espécie de repulsão. Esta “energia” precisa estar contida em algo (não existe energia pura, que não seja de algo) e este algo seria um campo (às vezes denominado de “quintessência”). Havendo energia, de qualquer tipo, ela gera energia gravitacional, que é negativa por ser atrativa, enquanto os campos repulsivos geram energia positiva. A energia dos campos eletromagnéticos não radiantes é nula, pois, no total, há tanta carga positiva quanto negativa. Como se desconhece a natureza e as propriedades desta propalada “energia escura”, não se sabe sua contribuição numérica à massa-energia total do Universo. Mas a consideração de que ela seja, de fato, nula, é bem atraente.

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