Resumo da apresentação do dia 11/09
De onde viemos? Para onde vamos?
As velhas perguntas e os recentes avanços da cosmologia
por Saulo Carneiro de Souza
professor do Instituto de Física da UFBa
Começamos discutindo alguns mitos de criação, que, ao contrário da moderna cosmologia, são antropocêntricos e definitivos, mas que, como ela, delimitam e definem o que chamam universo. Discutimos então a cosmologia newtoniana, iniciada com Copérnico, Galileu e Kepler, e que, após transferir o centro do universo da Terra para o Sol, nos leva à concepção de um universo infinito. Com o advento da teoria da Relatividade Geral de Einstein, na qual a geometria do espaço-tempo é modificada pela presença de matéria, chegamos aos modernos modelos cosmológicos, inicialmente desenvolvidos por Friedmann e Lemaitre, e segundo os quais o espaço se encontra em permanente expansão. Tais modelos, verificados pelas observações de Edwin Hubble sobre o afastamento das galáxias distantes, implicam a existência de uma fase inicial extremamente quente e densa na evolução do universo, o que veio a ser mais tarde corroborado pela descoberta da radiação cósmica de fundo, um fóssil dessa era inicial. Ao final da mesma, com o decréscimo da temperatura, elétrons e núcleos atômicos puderam ligar-se, constituindo o hidrogênio e hélio de que a maior parte da matéria visível é feita. A expansão entrou então numa nova fase, durante a qual foram formadas as galáxias e estrelas, nas quais os elementos mais pesados foram sintetizados. Observações mais recentes nos estão levando a uma era de precisão observacional, a uma nova fase das pesquisas em cosmologia. Observa-se que a matéria de que somos feitos constitui tão somente 5% de todo o conteúdo energético de nosso universo, com outros 25% existindo, no interior das galáxias, sob a forma de uma ainda desconhecida “matéria escura”. Os demais 70% formam a assim chamada “energia escura”, cuja presença tem se manifestado de forma convincente em observações do afastamento de supernovas distantes. Nesse contexto, estamos chegando à imagem de um universo espacialmente plano e infinito, cuja expansão, hoje cada vez mais acelerada, seguirá indefinidamente, levando-nos a um cosmos cada vez mais vazio, frio e escuro. O universo tem se expandido por cerca de 14 bilhões de anos, o que nos leva a perguntar sobre o início desse processo. Tudo o que nossas equações podem nos dizer é que a expansão teve início numa singularidade, ou seja, um estado em que toda a infinita matéria do universo e o próprio espaço concentravam-se em um único ponto. Neste cenário, não faz sentido perguntar que havia antes, pois o próprio tempo também nasce nessa singularidade. Se ela realmente existiu, ou se nossa descrição teórica de tempos tão primordiais deva ser modificada, é algo que não sabemos ainda responder.
As velhas perguntas e os recentes avanços da cosmologia
por Saulo Carneiro de Souza
professor do Instituto de Física da UFBa
Começamos discutindo alguns mitos de criação, que, ao contrário da moderna cosmologia, são antropocêntricos e definitivos, mas que, como ela, delimitam e definem o que chamam universo. Discutimos então a cosmologia newtoniana, iniciada com Copérnico, Galileu e Kepler, e que, após transferir o centro do universo da Terra para o Sol, nos leva à concepção de um universo infinito. Com o advento da teoria da Relatividade Geral de Einstein, na qual a geometria do espaço-tempo é modificada pela presença de matéria, chegamos aos modernos modelos cosmológicos, inicialmente desenvolvidos por Friedmann e Lemaitre, e segundo os quais o espaço se encontra em permanente expansão. Tais modelos, verificados pelas observações de Edwin Hubble sobre o afastamento das galáxias distantes, implicam a existência de uma fase inicial extremamente quente e densa na evolução do universo, o que veio a ser mais tarde corroborado pela descoberta da radiação cósmica de fundo, um fóssil dessa era inicial. Ao final da mesma, com o decréscimo da temperatura, elétrons e núcleos atômicos puderam ligar-se, constituindo o hidrogênio e hélio de que a maior parte da matéria visível é feita. A expansão entrou então numa nova fase, durante a qual foram formadas as galáxias e estrelas, nas quais os elementos mais pesados foram sintetizados. Observações mais recentes nos estão levando a uma era de precisão observacional, a uma nova fase das pesquisas em cosmologia. Observa-se que a matéria de que somos feitos constitui tão somente 5% de todo o conteúdo energético de nosso universo, com outros 25% existindo, no interior das galáxias, sob a forma de uma ainda desconhecida “matéria escura”. Os demais 70% formam a assim chamada “energia escura”, cuja presença tem se manifestado de forma convincente em observações do afastamento de supernovas distantes. Nesse contexto, estamos chegando à imagem de um universo espacialmente plano e infinito, cuja expansão, hoje cada vez mais acelerada, seguirá indefinidamente, levando-nos a um cosmos cada vez mais vazio, frio e escuro. O universo tem se expandido por cerca de 14 bilhões de anos, o que nos leva a perguntar sobre o início desse processo. Tudo o que nossas equações podem nos dizer é que a expansão teve início numa singularidade, ou seja, um estado em que toda a infinita matéria do universo e o próprio espaço concentravam-se em um único ponto. Neste cenário, não faz sentido perguntar que havia antes, pois o próprio tempo também nasce nessa singularidade. Se ela realmente existiu, ou se nossa descrição teórica de tempos tão primordiais deva ser modificada, é algo que não sabemos ainda responder.
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