O Big Bang | Astronomia #4

[Música] foi Edwin hubbel que nos anos 20 revolucionou a astronomia observar que o universo está se expandindo e o fato de que o universo se expande E vertiginosamente apontaria então que teve um início estamos no observatório paranal um dos principais centros de pesquisa astronômica do planeta e onde com os mais Av equipamentos os cientistas tentam decifrar a origem do vasto e insondável universo [Música] [Aplausos] [Música] [Aplausos] quando Albert Einstein publicou a teoria da relatividade geral ele acreditava firmemente que o universo era estáo e eterno pouco depois da publicação de suas teorias vários físicos começaram a

estudar as consequências da relatividade geral no universo primeiro experimentaram ver quais seriam os resultados para o universo sem matéria e sem energia depois com energia ou matéria uniformemente distribuída em todos os casos os resultados indicaram universos que se expandem ou se One of the people Who first had the Idea Of The Big Bang was actually a catholic Priest Who was working with einstein's equations of General relativity and one of the things that he noticed was that These equations thate isso contra tudo que a comunidade científica acreditava então el introduziu n suas equações uma constante chamada

constante cosmológica e essa constante ela conseguiu travo erit é embora os os cálculos tendem a a mostrar a mostrar isso as pessoas sempre descartavam isso não isso aqui é uma abstração nossa é um erro de cálculo é uma é uma forma de é um defeito do modelo e observou-se que se você acrescentava essa equação um princípio cosmológico que é chamado o princípio onde o universo é o mesmo em qualquer posição tem ou é o mesmo em qualquer direção se você acrescenta isso a equação de Einstein e resolve essa equação Você tem uma equação que descreve

a evolução do universo foi o religioso belga George lemetre quem decidiu considerar seriamente a possibilidade de que a equação de a estava correta e ao combiná-la com as leis da termodinâmica obteve uma fórmula que descrevia a expansão do universo desde alguns instantes após o seu surgimento no tempo trata-se de uma fórmula matemática que não pode explicar o surgimento do universo ou da vida mas indica um início e mostra a expansão a partir dos primeiros momentos até os dias de hoje esta fórmula é o modelo conhecido como Big [Música] Bang então ele pegou a equação de

einste deduziu as consequências dela e pegou também consequências da termodinâmica juntou com leis conhecidas e chegou à conclusão não o a equação em si nos dá vários modelos possíveis de universo mas também ah se eu juntar com essas outras leis conhecidas como coisas da termodinâmica eu posso afirmar que o universo está se expandindo sim mesmo sem olhar pro céu o universo está se expandindo e se eu olhar pro resultado completo dessa da solução dessa equação diferencial eu descubro que o universo teve uma origem e aí ele chamou esse modelo que é o resultado desse desse

cálculo de modelo do do ovo primordial ou algo assim né que o universo teria partido de um de uma coisa muito concentrado e se expandindo até esse momento você tinha uma equação que descrevia a evolução do universo mas era uma equação nessa mesma época Edwin Hubble começou a estudar as Nebulosas e percebeu que todas elas tinham um desvio pro vermelho ou seja isso indicava que as galáxias estavam se distanciando da terra e ele observou que quanto mais longe essas galáxias estavam mais rápido elas se moviam e sempre Para mais distante e se você observar em

várias direções todo mundo indo para mais distante a conclusão é que o universo está se expandindo Einstein quando viu o trabalho de Hubble ele não acreditou ele foi pessoalmente ao Observatório de Hubble para confirmar Aquilo em loco Se era realmente Verdade Aquilo ou não e ele se convenceu e ele teve que reformar a sua teoria ao ponto dele dizer que aquela constante cosmológica foi o maior erro da vida [Música] dele a expressão Big Bang foi usada publicamente pela primeira vez por sir Fred H em um programa de rádio da BBC em março de 1949 naquela

época ele estava tentando ridicularizar le por sugerir a existência de um criador Royal acreditava que o universo era eterno e buscava explicações alternativas sobre a aproximação para o vermelho das galáxias como todas as leis físicas elas são tirando uma elas são simétricas por inversão temporal quer dizer se você passa o tempo de trás para frente elas funcionam do mesmo jeito Isso significa que se o universo tá se expandindo quando você vai em direção ao passado ele estava se contraindo e portanto se você continua com essa contração você vai chegar numa na chamada singularidade que deve

ter dado origem ao Big Banking Depois dessa ideia inicial a ideia foi refinada o Big B passou então a ser refinado Então você não tem apenas a origem num tempo Inicial mas você tem a origem você acrescentou isso como se deu a formação das partículas como depois a as galáxias vão se organizando então e você vai acrescentando aquela teoria Inicial o Big Bang é frequentemente associado a uma explosão Porque inicialmente o modelo apresenta uma expansão proporcionalmente muito rápida basicamente trata--se de um modelo no qual o universo surge espantosamente rápido os físicos costumam chamar de explosão

a qualquer processo rápido um exemplo disso é a expressão explosão demográfica ao se referir ao aumento repentino e rápido de indivíduos em uma determinada [Música] população os primeiros momentos do Big Bang são muito rápidos inclusive quando você considera só os três primeiros minutos do Big B você já tem ali a formação de partículas já nos três primeiros minutos você sai de uma estrutura exem mente densa pequena e passa para um estado onde você já tem partículas você tem Separação das quatro forças fundamentais força nuclear forte e fraca que lidam lá tem a ver com o

núcleo do átomo tem a força eletromagnética força que a gente observa entre cargas de sinais iguais e sinais diferentes essa força e e tem a força de gravidade tudo isso já acontece Separação das forças formação de partículas só nos trê primeiros minutos e depois uma segunda fase também muito rápida é o que a gente chama de inflação logo após esse início que também é muito rápida quando eu uso o termo muito rápido é um termo não se trata de escalas de segundo mas escalas de milionésimos ou bilhim de segundo aconteceu o que a gente chama

de inflação a expansão o universo tá aumentando de tamanho a inflação ele passa a crescer exponencialmente você não só dobra de tamanho ou triplica de tamanho Mas você eu vou dar um exemplo você passa de dois para quatro vezes o seu tamanho depois você passa para 16 vezes o seu tamanho e por aí vai então o espaço tempo é formado começa a se expandir você tem a formação a energia começa a se converter em partículas formando o o primeiro estado da matéria que deve ter sido formado que é o chamado plasma de quarks e gluons

essa é a primeira matéria formada ela começa a se expandir junto com o universo e esfria nesse processo de expansão E à medida que ela esfria vai formando as primeiras eh os primeiros radons que são mésons como pion ca ou ou os bárions como prótons e nêutrons que são as partículas que depois vão formar os núcleos atômicos essas partículas interagem fortemente né tem a interação forte então elas se aglutinam para formar núcleos E aí come foroo inir form FS ACC structure exem Complex in terms of How various are there in terms of Huge variety Of

phenomen You have starting from star formation star Evolution stolu supermassive Black holes How supermassive Black holes influence Evolution because they Play a ro as well and then How do we go to the smaller scale in a Galaxy How do we for planets the solar system is not the only System made of a star and Planet orb around it we know that there are exoplanets orbiting around ours and how we go The Biggest and largest scales to the smallest one [Música] como as galáxias parecem estar separando-se mais rápido quando estão mais distantes isso significaria que todas

estiveram juntas Em um passado distante tendo sido lançadas de um ponto inicial por uma grande explosão porém o que o modelo do Big Bang prevê não é exatamente uma explosão mas um surgimento rápido seguido de uma expansão do universo o próprio espaço tenderia a se expandir com o tempo causando uma redução da densidade do universo fazendo com que todos os objetos tenham a tendência de se afastarem uns dos [Música] outros você sabe se foi uma explosão ou se foi apenas um início de uma grande expansão mas imagina toda a energia e matéria do universo condensado

em apenas um ponto imagina a energia a densidade contida ali são coisas que fogem a qualquer escala que nós possamos medir ou imaginar você tem um instante de um ponto muito denso instável a princípio como alguns pensam esse ponto e por alguma razão ele explode ele sai daquele estado e se expande esse momento só que esse início essa explosão ela é uma explosão porque ela é um rompimento com o estado anterior tudo bem mas depois que ocorreu a explosão o processo agora é uma expansão você você é como se você pensasse quando acontece explosão de

uma granada o momento inicial a explosão é aquele momento Inicial mas a onda de choque se propaga nós sentimos a uma determinada distância aquela onda de choque e essa onda de choque eu chamo essa onda de choque de explosão não eu chamo de expansão El Universo está en expansión eso significa que todo se aleja de todo no significa que nosotros estos en el centro Y Hay analogías queo hace eh por ejemplo imagense un Globo Y en el Globo Uno hace un marquitas con un LP con tinta Y esas Son las galaxias Yo después infla Globo

el Globo expande Tod puntitos se separ entre s sio está sento esos puntos Mira alredor di ah todo se aleja de m sio se va a otro Punto se sienta Ahí tambén di lo mismo poro universo centroo filent porque intivo eu não posso imaginar que a expansão é do universo a expansão de alguma coisa dentro de outra por exemplo quando eu tô enchendo uma beiga aqui vou encher uma beiga ela vai se expandir dentro dessa sala então tudo bem mas só que o universo não é assim o Universo ao mesmo tempo que ele é a

bexiga ele é a sala ele é tudo neste ponto surgem algumas críticas ao modelo como a constatação de que existem objetos que parecem violar essa regra de velocidade média de expansão mas no caso em que os objetos estão sendo atraídos por forças gravitacionais mais intensas que a tendência da expansão do universo a gravidade vence e os objetos não se afastam um exemplo disso é o nosso planeta a terra mantém sua distância do solando unel compid de Las observes potencia de instrumentos de oberva para medir Conor pris la velocidad de expans Del universo incluso la velocid

expans del universo a diferentes distancias nosotros Y hacer una comparación con la con el censo de masas en el universo se descubrió Elo 98 1998 estamos ha de un pasado muy reciente que esta expansi no solamente se iba no solamente no se iba deteniendo no se iba haciendo cada vez más lenta por efecto de la de la gravedad mutua entre Los objetos del universo sino que iba aceler es decir cuanto más tiempo pasa de seeto desento mu fundamental tan fundamental di lugar Premio Nobel ficao 2011 tan fal dij exg Factor All la masa laaa incluso

eo dequier del universo soier otra yc quein FUA la mas una repuls de origen desconocido que los cosmólogos laman la energía oscura algun manera hayar Pero porque Sep en qu consiste que se manifesta como una energ levao una presión negativa Y hace la graved pierda fuerza convier una debo esta ferza que en cuenta y origena esoo y es [Música] cosm termodinâmica é o ramo da física que descreve os estados de equilíbrio em nível macroscópico o primeiro princípio da termodinmica concio como daação daer de acordo com essa lei a energia não pode ser criada nem destruída

uma vez que a energia de um sistema isolado não varia com o tempo e como a energia não pode ser criada nem destruída a sua origem só pode ser explicada com a origem do universo que por definição é a origem do tempo mas uma pergunta continua latente O que teria causado esta origem a segunda lei da term diz que a entropia total de sistema sempre aumenta ponto ou seja desde o surgimento do universo quando ou de que forma a entropia sempre aumenta Essa é a única lei física que não obedece aquela simetria por inversão temporal

o tempo não pode ser invertido sem que as coisas mudem completamente assim como uma mancha de tinta na água não pode se concentrar sozinha é impossível que alguns acontecimentos ocorram no sentido contrário isso é redução da entropia redução da desordem e isso não acontece na natureza How the Universe ched over Erse AM disorder isang o grau de desordem do universo ele ele aumentou em relação ao ao que era no Big Bang claro que a gente não sabe exatamente o que era né Mas você tinha toda a energia concentrada num num espaço muito pequeno isso ou

mesmo quando você começou a formar as partículas né o o sistema ainda era muito menor quando ele se expande a entropia aumenta e se ele se expande rapidamente a entropia vai aumentando cada vez mais independentemente de qual tenha sido a origem do universo a segunda lei da termodinâmica carrega em si a inevitável implicação de que o universo teve uma origem mais ordenada o que para alguns sugere a ideia de um organizador com isso em mente qual é a probabilidade de que o universo tenha surgido por acaso essa probabilidade foi avaliada pelo físico matemático Roger penrose

da Universidade de Oxford e constatou que se trata de um número muito menor do que qualquer compreensão deidade estimável e pontou qual é volig do espaço que criador que plane Aim de PR um universo compatível com a segunda lei da termodinâmica e com o que observamos atualmente [Música] o plano do Criador deve ter sido de uma precisão correspondente a uma parte em menos 10 elevado a 123 trata-se de uma probabilidade incrivelmente pequena a implicação destas cifras é de que a probabilidade de que o universo organizado como conhecemos exista sem um criador é de um em

um seguido de 10 elevado a 100 zeros Se tentarmos escrever esse número colocando um zero em cada átomo conhecido do universo os átomos acabariam muito antes que os [Música] zeros análise das leis naturais de conservação da energia e da entropia parece apontar para um momento inicial em que uma fonte Sobrenatural introduziu energia e Ordem ao universo e as improbabilidades apresentadas por Pain Rose nos animam a questionar algumas das ideias estabelecidas em busca de alternativas para a origem do universo muito além do mero [Música] acaso então nós temos uma teoria e uma teoria que se adequa

bem aos dados quando a gente vai lidar com Big B é a gente pode pensar Ah eu vou rejeitar o Big Bang não acho que ele seja uma teoria correta bom mas você tem que explicar você tem que construir uma teoria também que consiga se adaptar bem a todos esses conjuntos de dados e o Big Bang faz isso esse é o cenário mais coerente com a física que a gente conhece hoje com as leis da da física que a gente conhece hoje e com as observações da astronomia podo actual comra modelo clásico universo podemos retroceder

hasta practicamente esas esos primeiros microsegundos que queda má allá importantísimo porqueas Condes iniciales Pero tamb territó praticamente desconocido a origem do universo continua sendo um mistério para os cientistas podemos saber que teve uma origem que houve uma explosão que deu início ao espaço e ao tempo ao espaço e ao tempo e desde então o universo vem perdendo densidade e temperatura mas o momento e tamanho zero ainda não tem explicação [Música] científica esse ponto essa singularidade é uma coisa que ela foge as leis da física nenhuma das leis conhecidas da física se aplicam a esse ponto

ou seja fisicamente é impossível dizer qualquer coisa a respeito desse ponto você tem um ponto então você não pode nem falar de espaçoo você tem um um ponto a singularidade e na explosão forma o espaço-tempo mas é muito difícil tratar isso porque a física que a gente constrói todas as teorias físicas elas são baseadas no espaço-tempo é é o campo onde a gente trabalha se você tira isso como que você vai construir uma teoria física Então como que você descreve Essa singularidade ela tá fora da física Então você tem essa explosão chamada big bang e

o espaço e tempo é formado o espaço tempo é nessa explos e por isoo difícil falar o que existia antes porque se existia espao e tempo existia antes també se Mir al Big Bang mu cerca Big Bang queos ver conr telescopi energas Son grandes necesitaríamos Constru un millón de millones de aceleradores de partículas como colisionador Adico en ginebra para it's a challeng we have to man because Yes we have Huge amount of models of theories and Huge amount of evidences but not everything is Clear passages we have as I said New challenge to manage new

evidences will come with the current Next Generation of Instruments and probably our View the Universe on How We Are Made of Change our knowledge evolves in his andol again not everything is Clear that's the most fascinating Part of studying astronomy astrophysics in General ao levantar os olhos para o majestoso universo com suas perfeitas simetrias suas intensas combinações de cores e suas delicadas formas que revestem a escuridão de grandeza podemos concluir que existe uma eternidade repleta de descobertas fantásticas nos esperando hoje não conhecemos todos osos a origem do tempo do espaço e da matéria mas podemos

afirmar uma coisa o universo teve origem assim como está escrito no relato de gesis contudo seria o Big Bang coerente com a Bíblia Este é um aspecto intrigante e complexo que abordaremos em nosso próximo programa i [Música]