O que aconteceu antes do big bang?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

O que causou o surgimento do universo? A causa raiz deve ser especial, dizem os cientistas. Mas se atribuímos o início de tudo ao Big Bang, surge a pergunta: o que aconteceu antes disso? O autor oferece um raciocínio fascinante sobre o início dos tempos.

Perguntar à ciência o que era antes do tempo é como perguntar "Quem era você antes de nascer?"

“A ciência nos permite determinar o que aconteceu em um trilionésimo de segundo após o Big Bang.

“Mas dificilmente saberemos o que causou o Big Bang.

“É decepcionante, mas algumas coisas são completamente desconhecidas. E isso é bom.

Sejamos honestos: é bastante estranho pensar que a história do Universo começou com uma espécie de aniversário de 13,8 bilhões de anos atrás. Isso está de acordo com muitos princípios religiosos, segundo os quais o cosmos foi criado por intervenção de cima, embora a ciência nada diga sobre isso.

O que aconteceu antes do início do tempo?

Se tudo o que aconteceu tem uma relação causal, o que causou o surgimento do universo? Para responder a uma pergunta muito difícil sobre a Causa Primeira, os mitos religiosos sobre a criação do mundo usam o que os antropólogos culturais às vezes chamam de "ser positivo" ou fenômeno sobrenatural. Visto que o tempo teve um início em algum ponto no passado distante, a Causa Primeira deve ser especial. Deve ser uma razão sem causa, um fenômeno que acabou de acontecer, e nada o precedeu.

Mas se atribuímos o início de tudo ao Big Bang, surge a pergunta: o que aconteceu antes disso? Quando estamos lidando com deuses imortais, a questão é completamente diferente, pois para eles a atemporalidade não é uma questão. Deuses existem fora do tempo, e nós não. Para nós, não existe "antes do tempo". Portanto, se fizermos a pergunta sobre o que aconteceu antes do Big Bang, será um tanto inútil, mesmo se precisarmos encontrar o significado. Stephen Hawking uma vez comparou isso com a pergunta "O que é o norte do Pólo Norte?" E eu gosto da frase "Quem era você antes de nascer?"

Aurelius Augustine hipotetizou que o tempo e o espaço apareceram junto com a criação do mundo. Para ele, foi, claro, providência divina. E para a ciência?

Na ciência, para entender como o Universo se originou, se desenvolveu e amadureceu, voltamos no tempo, tentando reconstruir o que estava acontecendo. Como os paleontólogos, identificamos "fósseis", ou seja, os restos de matéria de dias passados, e então com a ajuda deles aprendemos sobre vários fenômenos físicos que existiam naquela época.

Assumimos com segurança que o Universo está se expandindo há bilhões de anos e que esse processo continua agora. Nesse caso, "expansão" significa que as distâncias entre as galáxias estão aumentando; as galáxias se afastam umas das outras a uma velocidade que depende do que estava dentro do universo em diferentes épocas, ou seja, que matéria ocupava o espaço.

O big bang não foi uma explosão

Quando falamos sobre o Big Bang e a expansão, imaginamos a explosão que deu início a tudo. É por isso que o chamamos assim. Mas isso é um equívoco. As galáxias estão se afastando umas das outras porque estão literalmente separadas pelo próprio alongamento do espaço. Como um tecido elástico, o espaço se estende e carrega galáxias, como a corrente de um rio carrega troncos consigo. Portanto, as galáxias não podem ser chamadas de destroços voando de uma explosão. Não houve explosão central. O universo está se expandindo em todas as direções e é completamente democrático. Cada ponto é igualmente importante. Alguém em uma galáxia distante vê a remoção de outras galáxias da mesma forma que nós.

(Observação: galáxias próximas têm desvios deste fluxo cósmico chamado "movimento local". Isso é causado pela gravidade. Por exemplo, a nebulosa de Andrômeda está se aproximando de nós.)

Voltar ao passado

Se girarmos o filme cósmico para trás, veremos como a matéria está sendo cada vez mais comprimida no espaço cada vez menor. A temperatura sobe, a pressão sobe e começa a decadência. As moléculas se dividem em átomos, átomos em núcleos e elétrons, núcleos atômicos em prótons e nêutrons e, em seguida, prótons e nêutrons em quarks. Essa decomposição sequencial da matéria em seus constituintes mais básicos e elementares ocorre à medida que o relógio avança na direção oposta à da explosão.

Por exemplo, átomos de hidrogênio decaem cerca de 400.000 anos antes do Big Bang, núcleos atômicos em cerca de um minuto e prótons com nêutrons em um centésimo de segundo (quando vistos ao contrário, é claro). Como nós sabemos disso? Encontramos os restos de radiação da época em que os primeiros átomos se formaram (radiação de fundo de micro-ondas relíquia) e descobrimos como os primeiros núcleos de átomos leves apareceram quando o universo tinha apenas alguns minutos de idade. Esses são precisamente os fósseis cósmicos que nos mostram o caminho na direção oposta.

Atualmente, podemos simular experimentalmente as condições que existiam quando o universo tinha um trilionésimo de segundo. Pode nos parecer um valor desprezível, mas para uma partícula de luz de um fóton, é um longo tempo, permitindo que ela voe uma distância que é um trilhão de vezes o diâmetro de um próton. Quando falamos sobre o Universo primitivo, devemos esquecer os padrões humanos e as ideias sobre o tempo.

Claro, queremos chegar o mais perto possível do momento em que o tempo foi igual a 0. Mas em algum ponto topamos com a parede da ignorância e só podemos extrapolar nossas teorias atuais na esperança de que elas nos dêem pelo menos alguns indícios de que está acontecendo no início dos tempos, em tais energias e temperaturas que não podemos criar em laboratório. Mas sabemos de uma coisa com certeza. Quando o tempo está próximo de zero, nossa teoria atual das propriedades do espaço e do tempo, que é a teoria geral da relatividade de Einstein, não funciona.

Este é o reino da mecânica quântica, em que as distâncias são tão pequenas que temos que imaginar o espaço não como uma folha contínua, mas como uma estrutura granular. Infelizmente, não temos uma teoria qualitativa que descreva essa granularidade do espaço, pois não existem leis físicas da gravidade em uma escala quântica (conhecida como gravidade quântica). Os candidatos, é claro, são, por exemplo, a teoria das supercordas e a gravidade quântica em loop. Mas atualmente não há evidências de que eles descrevam fenômenos físicos corretamente.

A cosmologia quântica não responde à pergunta

No entanto, a curiosidade de uma pessoa exige que os limites sejam aproximados do valor zero do tempo. O que você pode dizer? Na década de 1980, Alexander Vilenkin, Andrei Linde e James Hartl e Stephen Hawking propuseram três modelos de cosmologia quântica, em que o universo existe como um átomo e a equação é semelhante à usada na mecânica quântica.

Nessa equação, o universo é uma onda de probabilidade que, em essência, conecta a região quântica atemporal com a clássica, onde há tempo, ou seja, com o universo em que habitamos, e que agora se expande. A transição do quantum para o clássico significa literalmente o surgimento do espaço, o que chamamos de Big Bang. Assim, o Big Bang é uma flutuação quântica sem causa, tão aleatória quanto o decaimento radioativo: da ausência do tempo à sua presença.

Supondo que um desses modelos simples esteja correto, seria uma explicação científica da Causa Primeira? Podemos nos livrar totalmente da necessidade de uma causa usando as probabilidades da física quântica?

Infelizmente não. Claro, tal modelo seria um feito intelectual surpreendente. Seria um passo colossal na compreensão da origem de tudo. Mas isto não é o suficiente. A ciência não pode existir no vácuo. Ela precisa de um aparato conceitual, conceitos como espaço, tempo, matéria, energia. Ela precisa de cálculos, ela precisa de leis de conservação de quantidades como energia e momento. Você não pode construir um arranha-céu com ideias, assim como não pode criar um modelo sem conceitos e leis. Pedir à ciência para "explicar" a Causa Primeira é como pedir à ciência que explique sua própria estrutura. Este é um pedido para fornecer um modelo científico que não use precedentes, não há conceitos anteriores para operar. A ciência não pode fazer isso, assim como uma pessoa não pode pensar sem um cérebro.

O enigma da causa raiz permanece sem solução. Como resposta, você pode escolher religião e fé, e também pode assumir que a ciência descobrirá tudo com o tempo. Também podemos, como o cético grego antigo Pirro, reconhecer humildemente que há limites para nosso conhecimento. Podemos nos alegrar com o que conquistamos e continuar a compreender, ao mesmo tempo em que percebemos que não há necessidade de saber tudo e entender tudo. Basta que continuemos a ter um interesse curioso.

A curiosidade sem enigma é cega, e uma charada sem curiosidade é falha.