O universo está cheio de bilhões de galáxias e trilhões de estrelas, junto com um número quase incontável de planetas, luas, asteróides, cometas e nuvens de poeira e gás – todos girando na vastidão do espaço .
Mas, se aumentarmos o zoom, quais são os blocos de construção desses corpos celestes e de onde eles vêm?
O hidrogênio é o mais comum elemento encontrado no universo, seguido pelo hélio; juntos, eles constituem quase toda matéria comum. Mas isso representa apenas uma pequena fatia do universo – cerca de 5%. Todo o resto é feito de coisas que não podem ser vistas e só podem ser detectadas indiretamente.
Principalmente hidrogênio
Tudo começou com um Big Bang, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, quando matéria superaquecida e densamente compactada repentina e rapidamente se expandiu em todas as direções ao mesmo tempo. Milissegundos depois, o universo recém-nascido era uma massa de nêutrons, prótons, elétrons, fótons e outras partículas subatômicas, girando em cerca de 100 bilhões de graus Kelvin, de acordo com para a NASA.
Cada pedaço de matéria que compõe todos os elementos conhecidos na tabela periódica – e todos os objetos no universo, de buracos negros a estrelas massivas a partículas de poeira espacial – foram criados durante o Grande Bang, disse Neta Bahcall, professora de astronomia do Departamento de Ciências Astrofísicas da Universidade de Princeton, em Nova Jersey.
“Nós nem mesmo conhecemos as leis da física que poderiam existiram em um ambiente tão quente e denso “, disse Bahcall ao Live Science.
Cerca de 100 segundos após o Bi g Bang, a temperatura caiu para 1 bilhão de graus Kelvin ainda fervendo. Cerca de 380.000 anos depois, o universo havia esfriado o suficiente para que prótons e nêutrons se unissem e formassem lítio, hélio e o isótopo de hidrogênio deutério, enquanto elétrons livres eram aprisionados para formar átomos neutros.
Como havia tantos prótons circulando no início do universo, o hidrogênio – o elemento mais leve, com apenas um próton e um nêutron – se tornou o elemento mais abundante, constituindo quase 95% por cento do universo ” átomos s. Perto de 5% dos átomos do universo são hélio, de acordo com a NASA. Então, cerca de 200 milhões de anos após o Big Bang, as primeiras estrelas formaram e produziram o resto dos elementos, que constituem uma fração do 1% restante de toda a matéria comum no universo.
Partículas invisíveis
Outra coisa foi criada durante o Big Bang: matéria escura. “Mas não podemos” dizer que forma tomou, porque não detectamos essas partículas “, disse Bahcall ao Live Science.
A matéria escura não pode ser observada diretamente – ainda – mas suas impressões digitais estão preservadas na primeira luz do universo, ou a radiação cósmica de fundo em microondas (CMB), como pequenas flutuações na radiação, disse Bahcall. Os cientistas propuseram pela primeira vez a existência de matéria escura na década de 1930, teorizando que a atração invisível da matéria escura deve ser o que mantinha aglomerados de galáxias em movimento rápido. Décadas mais tarde, na década de 1970, a astrônoma americana Vera Rubin encontrou mais evidências indiretas de matéria escura em as taxas de rotação de estrelas mais rápidas do que o esperado.
Com base nas descobertas de Rubin, os astrofísicos calcularam que a matéria escura – mesmo que não pudesse ser vista ou medida – deve constituir uma parte significativa do universo. Mas cerca de 20 anos atrás, os cientistas descobriram que o universo continha algo ainda mais estranho do que a matéria escura; energia escura, que se pensa ser significativamente mais abundante do que a matéria ou a matéria escura.
Uma força irresistível
A descoberta da energia escura aconteceu porque os cientistas se perguntaram se havia matéria escura suficiente no universo para causar a expansão ou reverter a direção, causando o colapso interno do universo.
E eis que quando uma equipe de pesquisadores investigou isso no final da década de 1990, eles descobriram que não apenas o universo não estava entrando em colapso, ele estava se expandindo para fora a uma taxa cada vez mais rápida. O grupo determinou que uma força desconhecida – chamada de energia escura – estava empurrando contra o universo no aparente vazio do espaço e acelerando seu momentum; as descobertas dos cientistas renderam aos físicos Adam Riess, Brian Schmidt e Saul Perlmutter o Prêmio Nobel de Física em 2011.
Modelos da força necessária para explicar a taxa de expansão acelerada do universo sugerem que a energia escura deve compensar entre 70% e 75% do universo. A matéria escura, por sua vez, é responsável por cerca de 20% a 25%, enquanto a chamada matéria comum – a coisa que podemos realmente ver – é estimada em menos de 5% do universo, disse Bahcall.
Considerando que a energia escura constitui cerca de três quartos do universo, entendê-la é indiscutivelmente o maior desafio que os cientistas enfrentam hoje, o astrofísico Mario Livio, então no Space Telescope Science Institute da Johns Hopkins University em Baltimore Maryland, disse ao site irmão da Live Science Space.com em 2018.
“Embora a energia escura não tenha desempenhado um papel importante na evolução do universo no passado, ela terá um papel dominante na evolução em o futuro “, disse Livio. “O destino do universo depende da natureza da energia escura.”
- Além de Higgs: 5 partículas elusivas que podem espreitar no Universo
- 11 fatos fascinantes sobre nossa galáxia, a Via Láctea
- As 11 maiores perguntas não respondidas sobre a matéria escura
Originalmente publicado na Live Science.