Continuando um pouco a falar do Big Bang. Pensei que talvez não fosse má ideia dar aqui uma panorâmica das origens. Bem, para começar a origem do Universo continua a ser um dos mais profundos mistérios da astronomia moderna. Sabemos que vivemos num Universo em expansão e por esse facto é de admitir que tenha havido uma altura no passado em que todo o Universo estava concentrado num ponto só, a partir do qual começou a expansão que conhecemos hoje. Não sabemos o que havia antes se é que havia alguma coisa?

Mas foi assim que nasceu a teoria do big bang, que tenta explicar a evolução do Universo desde o seu primeiro instante. De acordo com esta teoria, há 13.7 mil milhões de anos atrás, o Universo estava todo concentrado num ponto minúsculo e compacto. A partir desse ponto iniciou-se um processo rápido de expansão e no fundo é a isso que se chama o big bang, embora este termo não seja muito correcto, pois o jovem Universo não era “big”, nem fez “bang” nenhum quando começou a existir, dado que no espaço é impossível haver propagação de som devido à falta de ar. Mas na falta de um termo melhor continua-se a usar este.

É preciso também não esquecer que no primeiro instante o big bang ocorre por toda a parte, dado que a totalidade do Universo está concentrada num único ponto, não havendo nada fora dele. O espaço e o tempo são criados no momento do big bang, assim como toda a energia. Neste primeiro instante de existência as 4 interacções fundamentais que conhecemos hoje no Universo (a gravidade, a força nuclear fraca, a força nuclear forte e a força electromagnética), estavam enredadas umas nas outras como se fossem uma espécie de superforça. Com a expansão do Universo e a diminuição da temperatura, estas forças vão ganhando identidade própria ganhando as características que conhecemos hoje.

Mas à medida que a temperatura vai baixando, devido à expansão cósmica, o Universo vai passando por várias eras, onde em cada uma são criados novos pares de partículas e antipartículas consoante a temperatura reinante no espaço. Logo a seguir à inflação aparecem os primeiros quarks, que uma fracção de segundo depois formarão os primeiros protões e neutrões através de um processo conhecido por hadronização. Os hadrões são sacos de quarks e surgem pela combinação de pequenos grupos de quarks. Quando a temperatura no Universo baixa para um nível em que a energia não consegue criar quarks livres estes se unem em hadrões. Os protões e os neutrões formam-se nesta altura. Os primeiros electrões surgem ainda quando o Universo tem apenas um décimo de milésimo de segundo de idade.

Mais tarde, quando o Universo tem já um segundo de idade formam-se os primeiros núcleos atómicos e ao fim de três minutos estão criados os núcleos atómicos dos primeiros elementos químicos que apareceram no Universo: hidrogénio, hélio e lítio. Todavia, a inflação criou quantidades exactamente iguais de matéria e antimatéria que se vão aniquilando uma à outra. Mas estranhamente a matéria acaba por predominar sobre a antimatéria. Pensa-se que este predomínio se deve a uma partícula conhecida como bosão X (que medeia as intermutações entre quarks e leptões) e à sua antipartícula o anti-X, que ao decaírem em partículas mais leves (quarks e leptões) favorecem ligeiramente mais o aparecimento de partículas do que de antipartículas, ficando assim muitas partículas sem antipar. Foi este pequeno desequilíbrio que originou um excesso de matéria no Universo e que permitiu a sua existência contra a antimatéria. Se este cenário realmente corresponde à realidade devemos muito a este bosão X, mas ainda não sabemos ao certo o mecanismo que esteve por trás de tal desequilíbrio.

No entanto, serão precisos 380 mil anos para a temperatura cósmica permitir a formação dos primeiros átomos estáveis. Nesta altura a temperatura do Universo atinge os 3000º C e a matéria constitui-se em átomos permitindo a livre passagem à energia, pois os electrões ficam presos aos núcleos atómicos deixando de interferir com os fotões. De facto, antes deste período, os fotões e os electrões estavam em constante colisão e a temperatura da matéria era semelhante à da radiação. Mas quando a temperatura baixou para os 3000º C, os núcleos atómicos existentes conseguiram pela primeira vez prender os electrões e os fotões puderam finalmente circular sem grandes interacções com a matéria. O Universo tornou-se assim transparente à radiação. É aqui que surgem também as primeiras coisas que realmente podemos ver, ou seja, átomos. Estes átomos mais tarde formarão estrelas e as estrelas fabricarão átomos mais pesados do que hidrogénio e o hélio como o oxigénio e o carbono. E estes átomos mais elaborados estarão um dia na origem da vida, ou seja, de nós.