As teorias que veem o Big Bang não como o início, mas uma 'transformação' do Universo:apostas palpites futebol

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Crédito, NASA/JPL-Caltech/ESA/CXC/STScI

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O Universo que podemos ver atualmente é compostoapostas palpites futebolaglomeradosapostas palpites futebolpartículas, poeira, estrelas, buracos negros, galáxias e radiação

apostas palpites futebol A história tradicional do Universo apostas palpites futebol tem começo, meio e fim.

Tudo começou com o Big Bang, 13,8 bilhõesapostas palpites futebolanos atrás, quando o Universo era pequeno, quente e denso.

Em menosapostas palpites futebolum bilionésimoapostas palpites futebolbilionésimoapostas palpites futebolsegundo, aquele pequeno Universo se expandiu para maisapostas palpites futebolbilhõesapostas palpites futebolvezes seu tamanho original por meioapostas palpites futebolum processo chamado "inflação cósmica".

A seguir veio "a saída graciosa", quando a inflação parou. O Universo continuava se expandindo e esfriando, mas a uma fração da taxa inicial.

Nos 380 mil anos seguintes, o Universo foi tão denso que nem a luz foi capaz se mover através dele — o cosmos era formado por um plasma opaco e superquenteapostas palpites futebolpartículas dispersas.

Quando as coisas finalmente esfriaram o suficiente para os primeiros átomosapostas palpites futebolhidrogênio se formassem, o Universo rapidamente se tornou transparente.

A radiação irrompeuapostas palpites futeboltodas as direções, e o Universo estava a caminhoapostas palpites futebolse tornar a entidade irregular que vemos hoje, com vastas faixasapostas palpites futebolespaço vazio pontuadas por aglomeradosapostas palpites futebolpartículas, poeira, estrelas, buracos negros, galáxias, radiação e outras formasapostas palpites futebolmatéria e energia.

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Em algum momento, esses pedaçosapostas palpites futebolmatéria se afastarão tanto que desaparecerão lentamente, segundo alguns modelos matemáticos. O Universo se tornará uma sopa fria e uniformeapostas palpites futebolfótons isolados. Não é um final particularmente dramático, embora satisfatório.

Mas e se o Big Bang não foi realmente o começoapostas palpites futeboltudo?

Talvez tenha sido um pontoapostas palpites futebolviradaapostas palpites futebolum ciclo contínuoapostas palpites futebolcontração e expansão. Ou poderia ser mais como um pontoapostas palpites futebolreflexão, com uma imagem espelhada do nosso Universo expandindo-se para o "outro lado", onde a antimatéria substitui a matéria e o próprio tempo flui para trás.

Ou ainda um momentoapostas palpites futeboltransiçãoapostas palpites futebolum Universo que sempre esteve — e sempre estará —apostas palpites futebolexpansão. Todas essas teorias estão fora da cosmologia convencional, mas são apoiadas por cientistas influentes.

O crescente número dessas teorias concorrentes sugere que agora é horaapostas palpites futeboldeixarapostas palpites futebollado a ideiaapostas palpites futebolque o Big Bang marcou o início do espaço e do tempo. E até mesmoapostas palpites futebolque possa haver um fim.

A teoria da inflação cósmica é falha?

Muitas teorias concorrentes sobre Big Bang resultamapostas palpites futeboluma profunda insatisfação com a ideiaapostas palpites futebolinflação cósmica.

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Crédito, NASA

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Cicatrizes deixadas pelo Big Bang na formaapostas palpites futeboluma fraca radiaçãoapostas palpites futebolmicroondas que permeia todo o cosmos fornecem pistas sobre como era o Universo primitivo

"Tenho que confessar que nunca gostei da inflação desde o início", diz Neil Turok, ex-diretor do Instituto Perimeterapostas palpites futebolFísica Teóricaapostas palpites futebolWaterloo, no Canadá.

"O paradigma inflacionário falhou", acrescenta Paul Steinhardt, professorapostas palpites futebolciências na Universidade Princeton, nos Estados Unidos, e proponente do modeloapostas palpites futebolque o Big Bang foi um pontoapostas palpites futebolviradaapostas palpites futebolum ciclo contínuoapostas palpites futebolcontração e expansão do Universo.

"Sempre considerei a inflação uma teoria muito artificial", diz Roger Penrose, professor eméritoapostas palpites futebolmatemática na Universidadeapostas palpites futebolOxford, no Reino Unido.

"A principal razão pela qual essa teoria não morreu ao nascer é que era a única coisa que as pessoas podiam pensar para explicar o que chamamapostas palpites futebol'invariânciaapostas palpites futebolescala das flutuaçõesapostas palpites futeboltemperatura do fundo cósmicoapostas palpites futebolmicro-ondas'."

O Fundo Cósmicoapostas palpites futebolMicroondas (ou CMB, na sigla inglês) tem sido um fator fundamentalapostas palpites futeboltodos os modelos do Universo desde que foi observado pela primeira vezapostas palpites futebol1965. É uma fraca radiação ambiente encontradaapostas palpites futeboltodo lugar no Universo observável que remonta àquele momentoapostas palpites futebolque o Universo tornou-se transparente.

O CMB é uma importante fonteapostas palpites futebolinformações sobre como era o Universo primitivo. É também um mistério tentador para os físicos. Para todas as direções que os cientistas apontam um radiotelescópio, o CMB parece ser o mesmo, mesmoapostas palpites futebolregiões que aparentemente nunca poderiam ter interagido entre siapostas palpites futebolnenhum momento dos 13,8 bilhõesapostas palpites futebolanosapostas palpites futebolhistória do Universo.

"A temperatura do CMB é a mesmaapostas palpites futebollados opostos do céu, e essas partes do céu nunca teriam entradoapostas palpites futebolcontato", diz Katie Mack, cosmóloga da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos Estados Unidos.

"Algo teria que conectar essas duas regiões do Universo no passado. Algo tinha que fazer com que essa parte do céu tivesse a mesma temperatura que essa outra parte do céu."

Sem algum mecanismo para uniformizar a temperatura no Universo observável, os cientistas esperariam variações muito maiores entre diferentes regiões.

A inflação oferece uma maneiraapostas palpites futebolresolver esse "problemaapostas palpites futebolhomogeneidade", com um períodoapostas palpites futebolexpansão tão intensa e rápida que que quase tudo acabou indo parar muito além da região a qual podemos observar e com o que podemos interagir.

Nosso Universo observável se expandiuapostas palpites futeboluma minúscula região homogênea dentro daquela confusão quente primordial, produzindo o CMB uniforme. Outras regiões além do que podemos observar podem ser bem diferentes.

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Crédito, NASA/Esa

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Os físicos teóricos estão cada vez mais apontando falhas na teoria da inflaçãoapostas palpites futebolexplicar a propagaçãoapostas palpites futebolmatéria e energia observada no Universo

"A inflação parece ser algo que tem apoio suficiente dos dados para que possamos tomá-la como padrão", diz Mack.

"É o que ensino nas minhas aulas. Mas sempre digo que não sabemos ao certo se isso aconteceu. Mas parece se ajustar bem os dados e é o que a maioria das pessoas diria ser mais provável."

Mas sempre houve deficiências com a teoria. Em especial, não há um mecanismo específico para desencadear a expansão inflacionária ou uma explicação testávelapostas palpites futebolcomo a saída graciosa poderia acontecer.

Uma ideia apresentada pelos defensores da inflação é que partículas teóricas compuseram algo chamado "campoapostas palpites futebolinflação" que impulsionou a inflação e depois se decompôs nas partículas que vemos ao nosso redor hoje.

Mas, mesmo com ajustes como esse, a teoria da inflação faz previsões que, pelo menos até agora, não foram confirmadas.

Ela diz que o espaço-tempo deve ter sido distorcido por ondas gravitacionais primordiais que ricochetearam pelo Universo com o Big Bang. Mas, embora certos tiposapostas palpites futebolondas gravitacionais tenham sido detectadas, ainda não foi encontrada nenhuma destas primordiais para dar suporte à teoria.

A física quântica também leva a teoria da inflação a lugares confusos. Prevê-se que as raras flutuações quânticas façam com que a inflação divida o espaçoapostas palpites futebolum número infinitoapostas palpites futebolremendos com propriedades totalmente diferentes — um "Multiverso" no qual literalmente ocorre tudo que seja imaginável.

"A teoria é completamente inconclusiva", diz Steinhardt. "Só podemos dizer que o Universo observável pode ser assim ou assado ou qualquer outra possibilidade que você possa imaginar, dependendoapostas palpites futebolonde estivermos no Multiverso. Não é descartado nada que seja fisicamente concebível."

Steinhardt, que foi um dos arquitetos originais da teoria inflacionária, enfim se cansou da faltaapostas palpites futebolcapacidadeapostas palpites futebolprevisão eapostas palpites futeboltestabilidade.

"Realmente precisamos imaginar que existe um número infinitoapostas palpites futeboluniversos confusos que nunca vimos e nunca veremos para explicar o Universo simples e notavelmente suave que observamos?", ele questiona. "Eu digo que não. Temos que procurar uma ideia melhor."

Um pontoapostas palpites futebolvirada e o 'Universo Espelho'

Ilustraçãoapostas palpites futebolmodelo sobre o Universo

Crédito, Alamy

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Em vezapostas palpites futebolser um começo, o Big Bang poderia ter sido um momentoapostas palpites futeboltransiçãoapostas palpites futebolum períodoapostas palpites futebolespaço e tempo para outro

O problema pode ter a ver com o próprio Big Bang e com a ideiaapostas palpites futebolque houve um começo no espaço e no tempo.

A teoriaapostas palpites futebolque o Big Bang pode ter sido um pontoapostas palpites futebolvirada vaiapostas palpites futebolencontro à imagemapostas palpites futebolum Universo quente e denso que começou a se expandir e esfriar 13,8 bilhõesapostas palpites futebolanos atrás.

Mas,apostas palpites futebolvezapostas palpites futebolser o começo do espaço e do tempo, esse foi um momentoapostas palpites futeboltransiçãoapostas palpites futeboluma fase anterior, durante a qual o espaço estava se contraindo.

Em um salto,apostas palpites futebolvezapostas palpites futeboluma explosão, diz Steinhardt, partes distantes do cosmos teriam muito tempo para interagir umas com as outras e formar um único Universo suave, no qual as fontesapostas palpites futebolradiação CMB teriam a chanceapostas palpites futebolse equilibrar. De fato, é possível que o tempo tenha sempre existido.

"E se um salto aconteceu no nosso passado, por que não poderia haver muitos deles?", diz Steinhardt. "Nesse caso, é plausível que exista umapostas palpites futebolnosso futuro. Nosso Universoapostas palpites futebolexpansão pode começar a se contrair, retornando a esse estado denso e iniciando o cicloapostas palpites futebolnovamente."

Steinhardt e Turok trabalharam juntosapostas palpites futebolalgumas versões anteriores deste modelo, nas quais o Universo encolheu a um tamanho tão pequeno que a física quântica sobrepôs a física clássica, deixando as previsões incertas.

Mais recentemente, porém, outra colaboradoraapostas palpites futebolSteinhardt, Anna Ijjas, desenvolveu um modeloapostas palpites futebolque o Universo nunca fica tão pequeno a pontoapostas palpites futebola física quântica predominar.

"É uma ideia bastante prosaica e conservadora, descritaapostas palpites futeboltodos os momentos por equações clássicas", diz Steinhardt.

"A inflação diz que há um Multiverso, que há um número infinitoapostas palpites futebolmaneiras pelas quais o Universo pode surgir e que vivemos naquele que é suave e plano. Isso é possível, mas não provável."

Neil Turok também vem explorando outra alternativa mais simples à teoria inflacionária, o "Universo Espelho". Ele prevê que outro universo dominado pela antimatéria, mas governado pelas mesmas leis físicas que as nossas, está se expandindo para o outro lado do Big Bang — uma espécieapostas palpites futebol"antiuniverso", se você preferir.

"Deduzo uma coisa das observações dos últimos 30 anos, que é que o Universo é incrivelmente simples", diz ele.

"Em grande escala, não é caótico. Não é aleatório. É incrivelmente ordenado e regular e requer muito poucos números para descrever tudo."

Montanha com céu estrelado acima

Crédito, Alamy

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Nosso Universo que flui no tempo futuro pode ter um reflexo perfeito que também se estende na direção contrária do evento que chamamosapostas palpites futebolBig Bang

Com issoapostas palpites futebolmente, Turok não vê lugar para um Multiverso, outras dimensões ou novas partículas para explicar o que pode ser visto quando olhamos para o céu.

O Universo Espelho oferece explicação para tudo isso — e também pode resolver um dos grandes mistérios do Universo.

Se você somar toda a massa conhecidaapostas palpites futeboluma galáxia — estrelas, nebulosas, buracos negros e assim por diante —, o total não cria gravidade suficiente para explicar o movimento dentroapostas palpites futebolgaláxias e entre elas.

O restante parece ser composto por algo que não podemos ver: matéria escura. Esse material misterioso é responsável por cercaapostas palpites futebol85% da matéria no Universo.

O modelo do Universo Espelho prevê que o Big Bang produziu uma partícula conhecida como "neutrinos destros"apostas palpites futebolabundância.

Embora físicosapostas palpites futebolpartículas ainda não as tenham observado diretamente, eles têm certezaapostas palpites futebolque existem. E são elas que compõem a matéria escura,apostas palpites futebolacordo com aqueles que apoiam a teoria do Universo Espelho.

"É a única partícula nessa lista (de partículas no modelo padrão) que possui as duas propriedades necessárias que ainda não foram observadas diretamente e pode ser estável", diz Latham Boyle, um dos principais defensores da teoria do Universo Espelho e colegaapostas palpites futebolTurok no Instituto Perimeter.

A teoria dos ciclos cosmológicos

Talvez a alternativa mais desafiadora ao Big Bang e à inflação seja a teoriaapostas palpites futebol"Cosmologia Cíclica Conforme" (CCC),apostas palpites futebolRoger Penrose.

Como a teoria do pontoapostas palpites futebolvirada, ela envolve um universo que pode ter existido para sempre. Mas, no CCC, ele nunca passa por períodosapostas palpites futebolcontração, apenas se expande. "A opinião que tenho é que o Big Bang não foi o começo", diz Penrose.

"A imagem completa do que sabemos hojeapostas palpites futeboldia, toda a história do Universo, é o que eu chamoapostas palpites futebol'era'apostas palpites futeboluma sucessãoapostas palpites futeboleras."

O modeloapostas palpites futebolPenrose prevê que grande parte da matéria no Universo acabará sendo arrastada para buracos negros ultramassivos.

À medida que o Universo se expandirá e esfriará para quase zero absoluto, esses buracos negros "ferverão" por meioapostas palpites futebolum fenômeno chamado Radiação Hawking.

"É preciso pensarapostas palpites futeboltermosapostas palpites futebolanosapostas palpites futebolgoogol, o que significa um número 1 com 100 zeros", diz Penrose.

"Esse é o númeroapostas palpites futebolanos para que os buracos negros realmente grandes finalmente desapareçam. E então você terá um Universo dominado por fótons (partículasapostas palpites futebolluz)."

Penrose diz que, nesse ponto, o Universo começará a ter uma aparência semelhante àapostas palpites futebolseu início, preparando o cenário para o inícioapostas palpites futeboloutra era.

Iustraçãoapostas palpites futebolburaco negro

Crédito, NASA/JPL-Caltech

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A cosmologia cíclica conforme prevê que grande parte do Universo será sugada por enormes buracos negros que depois desaparecerão

Uma das previsões do CCC é que pode haver um registroapostas palpites futeboluma era anterior na radiação cósmicaapostas palpites futebolfundo que originalmente inspirou o modeloapostas palpites futebolinflação.

Quando buracos negros hipermassivos colidem, o impacto libera uma enorme quantidadeapostas palpites futebolenergia na formaapostas palpites futebolondas gravitacionais. Quando finalmente evaporam, liberam uma enorme quantidadeapostas palpites futebolenergia na formaapostas palpites futebolfótonsapostas palpites futebolbaixa frequência.

Ambos os fenômenos são tão poderosos, diz Penrose, que podem "irromper para o outro lado"apostas palpites futeboluma transiçãoapostas palpites futeboluma era para outra, cada uma deixando seu próprio tipoapostas palpites futebol"sinal" incorporado no CMB como um eco do passado.

Penrose chama os padrões deixados para trás pela evaporação dos buracos negrosapostas palpites futebol"Pontos Hawking".

Nos primeiros 380 mil anos da era atual, esses seriam apenas pequenos pontos no cosmos, mas à medida que o Universo se expandisse, eles apareceriam como "manchas" no céu.

Penrose tem trabalhado com cosmólogos poloneses, coreanos e armênios para verificar se esses padrões podem realmente ser encontrados por meio da comparaçãoapostas palpites futebolmedições do CMB com milharesapostas palpites futebolpadrões aleatórios.

"A conclusão a que chegamos é que vemos esses pontos no céu com 99,98%apostas palpites futebolconfiança", diz Penrose.

O mundo da física permaneceu, no entanto, amplamente céticoapostas palpites futebolrelação a esses resultados até o momento e houve um interesse limitado entre os cosmólogosapostas palpites futeboltentar replicar a análiseapostas palpites futebolPenrose.

É improvável que possamos observar diretamente o que aconteceu nos primeiros momentos após o Big Bang e muito menos nos momentos anteriores.

O plasma opaco superaquecido que existia nos primeiros momentos provavelmente obscurecerá para sempre nossa visão.

Mas existem outros fenômenos potencialmente observáveis, como ondas gravitacionais primordiais, buracos negros primordiais, neutrinos destros, que podem nos fornecer algumas pistas sobre quais teorias sobre o Universo estão corretas.

"À medida que desenvolvemos novas teorias e modelosapostas palpites futebolcosmologia, elas nos dão outras previsões interessantes que podemos investigar", diz Mack.

"A esperança não é necessariamente que vejamos o começoapostas palpites futeboltudo diretamente, mas que talvez,apostas palpites futebolalguma forma, possamos entender melhor a estrutura da própria física."

Até lá, a história do Universo, seu início e se tem um fim, continuará sendo debatida.

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