BIG BANG

"Precisamos mais do que simples cosmologia para compreender a estrutura e o significado do universo."

A cosmologia trata da estrutura e origem do universo. A cosmologia moderna come�ou na d�cada de 1920, quando os maiores telesc�pios de ent�o estavam sendo usados para estudar os objetos mais remotos no espa�o e para achar respostas a quest�es sobre a estrutura do universo. As respostas levaram a perguntas sobre a origem do universo. As observa��es do astr�nomo norte-americano Edwin Hubble (1935) demonstraram que quase todas as gal�xias indicam um "deslocamento para o vermelho". Isso significa que a cor da luz que recebemos delas � mais vermelha do que quando partiu de sua fonte. Um modo poss�vel de produzir tais mudan�as de cor � pelo efeito Doppler, isto �, o movimento das gal�xias afastandose da Terra.

Para interpretar suas observa��es, Hubble precisava de um modelo cosmol�gico do universo. Diversos modelos existiam na �poca. Os de Milne e Lemaitre indicavam um universo em expans�o de acordo com a Teoria Geral da Relatividade, de Einstein. O modelo de Zwicky era mais est�tico, mas requeria ajustes menores � f�sica conhecida e nenhuma introdu��o de conceitos novos. Era, portanto, o quadro ao qual as observa��es de Hubble podiam adaptar-se melhor. O pr�prio Hubble n�o estava muito seguro sobre como interpretar suas observa��es e, sendo relutante de in�cio para tirar a conclus�o de um universo em expans�o, chamou os deslocamentos para o vermelho de "deslocamentos aparentes de velocidade".

Pouco depois, Hubble abandonou em parte suas reservas iniciais e interpretou o deslocamento para o vermelho pelo efeito Doppler; isto �, concluiu que a maior parte das gal�xias est� se afastando de n�s. Da� surgiu a express�o "universo em expans�o".

O universo em expans�o:

O passo seguinte foi simples. Se hoje o universo est� se expandindo, ent�o, no passado, ele devia ser menor. Retrocedendo bastante no tempo, o universo deve ter tido um tamanho m�nimo a partir do qual se expandiu. Parecia uma conclus�o l�gica dizer que o universo teve um come�o no tempo. N�o devia surpreender que essa id�ia fosse bem recebida pelos crist�os, que viram esse momento no passado como o equivalente ao "no princ�pio" de G�nesis 1:1. N�o se podia responder facilmente � quest�o de qu�o longe no passado ocorreu este come�o. Era necess�rio medir n�o s� a velocidade presente de expans�o mas tamb�m suas varia��es com a dist�ncia. A rela��o observada entre dist�ncia e deslocamento para o vermelho � chamada a lei de Hubble, e o par�metro que descreve a expans�o do universo � o par�metro de Hubble, Ho. A primeira estimativa de Hubble deu H0= 500 km/seg/kpc com uma conseq�ente idade do universo de 2 bilh�es de anos.

O Big Bang:

Isso causou um problema imediato, porque os ge�logos j� tinham calculado a idade da Terra como de uns quatro bilh�es de anos, e era inconceb�vel que a Terra, como parte do universo, pudesse ser mais velha que o pr�prio universo. A raz�o dessa estimativa baixa para a idade do universo era a dist�ncia limitada para a observa��o das gal�xias naquele tempo. Ao se fabricarem telesc�pios mais poderosos, o valor de Ho podia ser determinado com maior precis�o, com um melhor acordo entre as escalas geol�gica e cosmol�gica de tempo. Por volta de 1960, a situa��o tinha melhorado tanto que a idade do universo ent�o geralmente aceita era de cerca de 10 bilh�es de anos.

Embora outras teorias sobre a hist�ria inicial do universo tenham surgido atrav�s dos anos, o mundo cient�fico em geral aceitou a teoria do Big Bang depois da descoberta de evid�ncia importante em 1965. Em suas fases iniciais, sup�e-se que o Big Bang tenha consistido de um g�s muito quente e muito denso de part�culas elementares no in�cio, e de hidrog�nio e h�lio mais tarde. Neste g�s, a luz emitida por uma part�cula n�o podia ir longe antes de esbarrar com outra part�cula, quando sua dire��o e freq��ncia seriam alteradas. Assim, se tivesse sido poss�vel ver o universo primitivo de fora, poder-se-iam ver somente as camadas exteriores; o universo n�o era transparente.

Como resultado da expans�o cont�nua do universo, por fim sua densidade teria diminu�do o bastante para permitir que a radia��o emitida por uma part�cula pudesse atravessar quase todo 0 universo sem encontrar outra part�cula. Naquele momento o universo se tornou transparente. O universo teria ent�o uns 300 mil anos. Esta � uma idade bastante reduzida; 300 mil anos de um total de cerca de 15 bilh�es � equivalente a duas horas na vida de uma pessoa de 50 anos. J� na d�cada de 1940, Gamow, Alpher e outros tinham previsto essa situa��o e tinham calculado que a radia��o emitida naquela �poca poderia atingir-nos hoje sem modifica��o e, assim, informar-nos sobre a condi��o do universo de ent�o.

Em 1965, dois engenheiros trabalhando para a companhia de telefones Bell fizeram uma descoberta inesperada. Acharam um barulho estranho que atingia sua antena de r�dio e, depois de analis�-lo, conclu�ram que vinha de uma fonte de radia��o que era uniforme por todo o c�u e tinha uma temperatura de apenas 3 Kelvin. Foi logo reconhecido que essa era a radia��o emitida no momento em que o universo se tornou transparente. Esta descoberta deu um apoio muito forte � teoria do Big Bang e convenceu muitos cosmologistas de sua validade.

Esta radia��o de 3 K, ou radia��o c�smica em microonda (CMB), parecia ter a mesma intensidade em todas as dire��es. Significava que ela se originava em lugares com a mesma temperatura e densidade. Isso era um problema. Num meio t�o uniforme, como podiam ser formadas as estruturas presentes no universo - estrelas, gal�xias, superaglomerados de gal�xias? Esta estrutura representa a aus�ncia de homogeneidade que devia existir em uma data primitiva porque, sendo um meio completamente homog�neo, � imposs�vel introduzir nele elementos heterog�neos sem se referir a uma influ�ncia exterior.

Visto que estas primeiras conclus�es foram todas tiradas com base em observa��es feitas da Terra, com todas as incertezas introduzidas pela passagem de radia��o atrav�s da atmosfera da Terra, planos foram feitos para que um sat�lite pudesse fazer observa��es do espa�o e obter maior precis�o. Assim, o sat�lite explorador do fundo c�smico (COBE) foi lan�ado em 1990. Em 1992 seus resultados tinham sido analisados e pequenas diferen�as de temperatura foram descobertas quando olhando em dire��es diferentes. Estas pequenas flutua��es de temperatura e densidade pareciam suficientes para explicar a forma��o de gal�xias e outras estruturas. Como resultado, em suas linhas gerais, a teoria do Big Bang foi aceita pela maioria dos cosmologistas e, com o aux�lio da m�dia, por muita gente mais. � duvidoso que o modelo do Big Bang tivesse sido recebido com tanto interesse se tivesse sido apenas um modelo para a origem do universo f�sico, inanimado.

Tentando explicar a origem da mat�ria que se encontra em seres vivos, a teoria do Big Bang ficou envolvida com a teoria da evolu��o biol�gica naturalista. Assim, durante os tr�s primeiros minutos, quando o universo era muito quente e denso, cr�-se que somente os mais simples elementos qu�micos - sobretudo hidrog�nio e h�lio - foram formados. Quando isso foi realizado, a temperatura tinha diminu�do tanto que a forma��o de n�cleos de elementos qu�micos - nucleoss�ntese - n�o mais era poss�vel. Portanto, a quest�o sobre a origem dos elementos qu�micos importantes para a vida - como oxig�nio, nitrog�nio, carbono, c�lcio e muitos outros - que tamb�m s�o achados m Terra, torna-se uma das mais interessan tes na cosmologia moderna.

O processo de nucleoss�ntese:

Depois dos primeiros 300 mil anos: - de acordo com a teoria do Big Bang - quando o universo se tornou transparente, for�as gravitacionais ainda fizeram sentir sua influ�ncia. Sob esta influ�ncia, pequenas heterogeneidade come�aram a crescer, atraindo a mat�ria pr�xima. Finalmente isso levou � forma��o de grandes nuvens compostas principalmente de hidrog�nio e h�lio Essas se contra�ram ainda mais, e como resultado a temperatura em seus n�cleos subiu. Quando a temperatura central nesses objetos atingiu 10 milh�es K, iniciaram-se processos nucleares. O hidrog�nio come�ou a ser transformado em h�lio com a produ��o de muita energia que se tornou vis�vel como radia��o, e estrelas "nasceram". Assim, as estrelas brilham por causa das rea��es nucleares no seu centro. Embora as estrelas sejam enormes, a quantidade de combust�vel nuclear - hidrog�nio que elas cont�m n�o � ilimitada. Depois de consumida grande parte do hidrog�nio, o n�cleo da estrela entra em colapso, e a temperatura aumenta para cerca de 25 milh�es K. A essa temperatura, o h�lio que at� aqui tinha estado inerte, passa a ser usado como combust�vel para a etapa seguinte de nucleoss�ntese, que converte h�lio em carbono.

Este processo se repete v�rias vezes, cada ciclo levando menos tempo que o precedente, at� que elementos qu�micos, incluindo o ferro, sejam formados. O que acontece a seguir depende agora da massa da estrela. Se uma estrela tem massa suficiente, explode como uma supernova, produzindo muitos elementos mais pesados que o ferro em bem pouco tempo. Na explos�o, a quantidade maior da mat�ria da estrela volta para o espa�o, onde pode formar grandes nuvens das quais uma outra gera��o de estrelas pode ser formada. Por fim, e muito provavelmente em mais de um lugar, formam-se planetas compostos de massa s�lida, incluindo mesmo a Terra. Neste ponto, imagina-se que os processos da evolu��o natural�stica assumam o controle para gerar a vida e desenvolv�-la em seres vivos inteligentes. Quanto ao Big Bang, paramos aqui.

H� muito no modelo do Big Bang com o qual os crist�os podem concordar. O universo primitivo era dominado por radia��o e luz, lembrando-nos do que ocorreu no primeiro dia da semana da cria��o. Ad�o foi formado de material existente na terra, isto �, do p� da terra. O soi, a lua e as estrelas foram feitos quando muitas outras coisas j� existiam: o quarto dia vem depois do "princ�pio". Infelizmente para o Big Bang, h� tamb�m muitas discrep�ncias com G�nesis 1: Os primeiros 300 mil anos, quando o universo se encheu de luz, realmente n�o podem ser comparados com o primeiro dia de G�nesis; a vida n�o � criada, mas surge a partir da mat�ria inanimada; muito mais do que seis dias s�o necess�rios para se completar o processo, etc.

Problemas cient�ficos e filos�ficos:

Fora as diferen�as entre a cosmologia e o G�nesis, percebo problemas cient�ficos e filos�ficos dentro do pr�prio modelo do Big Bang. Estes podem ser mencionados brevemente como segue:

Problemas cient�ficos. Primeiro, a causa do deslocamento para o vermelho n�o � necessariamente o afastamento das gal�xias. H� outros fen�menos que podem causar um deslocamento para o vermelho. Entre estes, o assim-chamado "deslocamento gravitacional para o vermelho" implica em massas incrivelmente grandes para as gal�xias mais distantes; e o assim-chamado "efeito Doppler transversal" exigiria uma revolu��o muito r�pida ao redor de um centro. Lembrando o que Ellen White escreveu sobre "s�is, estrelas e sistemas planet�rios, todos na sua indicada ordem, a circular em redor do trono da Divindade"1 dever�amos admitir esta possibilidade, especialmente uma vez que a revolu��o em volta de um centro � uma carater�stica geral de objetos c�smicos. Finalmente h� tamb�m a id�ia de que, por intera��o com a mat�ria, a luz perderia parte de sua energia durante a longa viagem de uma gal�xia distante at� a Terra. Em minha opini�o, a id�ia de "luz cansada" nunca recebeu a aten��o que merece.

Segundo, na teoria do Big Bang, as part�culas elementares como el�trons, pr�tons, neutrinos, n�utrons e outras, foram produzidas nos primeiros momentos do universo. De acordo com a melhor informa��o, bem apoiada por experi�ncias de laborat�rio, tais part�culas elementares s�o formadas em pares: com cada part�cula aparece uma antipart�cula, feita de antimat�ria: p�sitrons com el�trons, antipr�tons com pr�tons, etc. Quando uma part�cula encontra sua antipart�cula, as duas desaparecem num fulgor de energia. No universo muito denso, justamente depois que part�culas e antipart�culas foram formadas, teria sido inevit�vel que toda part�cula tivesse encontrado sua antipart�cula. Como resultado, o universo estaria cheio de radia��o e destitu�do de mat�ria, exceto part�culas como os n�utrons, que n�o t�m antipart�culas. Todavia, h� muita mat�ria normal no universo. Ou devia haver alguma assimetria na produ��o de part�culas elementares - com mais part�culas normais do que "antis", ou ent�o cerca da metade do universo devia consistir de antimat�ria, cuidadosamente isolada da mat�ria normal. Mas n�o h� indica��o disso.

Problemas filos�ficos. Primeiro, embora a condi��o do universo durante os primeiros 300 mil anos de sua exist�ncia n�o esteja aberta para observa��o direta, podemos notar sua condi��o naquela �poca a partir do CMB e, assumindo que a expans�o ocorreu tamb�m antes daquele tempo, extrapolar em dire��o a �pocas anteriores. Regredindo no tempo deste modo, encontramos um universo cada vez mais denso e quente, onde temos de aplicar princ�pios de f�sica cada vez menos compreendidos a fim de esclarecer o que estaria acontecendo. Inevitavelmente, chegamos a um ponto no tempo antes do qual o universo era t�o denso e quente que mesmo nosso conhecimento mais avan�ado de f�sica te�rica n�o mais pode lidar com essas condi��es extremas. Chegamos a esse ponto quando estamos a apenas 10-43 segundos do ponto zero, o come�o do tempo e do espa�o.

A condi��o incompreens�vel do universo durante esta primeira fra��o de segundo � chamada uma singularidade. Algu�m poderia pensar que uma fra��o de segundo t�o pequena pudesse ser olvidada e que ter�amos condi��es de anunciar triunfalmente que chegamos ao come�o do tempo. Mas o problema � que num intervalo de 10-43 segundos o universo j� devia conter muita mat�ria e que, como resultado, n�o chegamos muito mais perto de compreender de onde veio tudo isso. Alguns dizem que esta mat�ria "primordial" � o resultado de uma fase pr�via do universo, quando ele sofreu colapso depois de ter-se expandido inicialmente. Assim, pode-se inv.ocar um universo que atravessa ciclos repetidos de expans�o e contra��o, com nosso universo simplesmente sendo a vers�o atual. Este assim-chamado "universo oscilante" n�o responde realmente � pergunta sobre sua origem. Dizer que sempre houve um universo ou o priva de todo prop�sito, ou o identifica com o eterno Deus da B�blia. Nenhuma dessas alternativas � aceit�vel para o crist�o. Outros, sendo mais honestos, lembram que � poss�vel criar mat�ria a partir de energia. A quest�o �bvia permanece, naturalmente: de onde veio essa energia? Em minha opini�o, um Deus todo-poderoso � a �nica resposta real.

Segundo, o desenvolvimento da teoria do Big Bang durante os �ltimos 70 anos tem sido cheio de pressuposi��es, as quais - segundo as regras de racioc�nio puramente cient�fico - n�o deviam fazer parte do processo cient�fico. Entre elas, as seguintes devem ser mencionadas: (1) A expans�o do universo � baseada numa filosofia tendenciosa. Em sua interpreta��o do deslocamento para o vermelho, Hubble adotou a validade da Teoria Geral da Relatividade (n�o m� escolha) e do Princ�pio Cosmol�gico - o universo parece o mesmo de qualquer ponto de observa��o. Embora pare�a ser uma hip�tese razo�vel - de fato a �nica que pode ser feita de modo �til - sua validade em qualquer escala conhecida n�o �, e talvez nunca seja, confirmada. (2) A teoria do Big Bang � baseada na pressuposi��o de que a ci�ncia pode explicar tudo, que pode responder a todas as perguntas. Esta � uma pressuposi��o incapaz de ser provada, e aqueles que cr�em em Deus sabem que n�o pode ser correta. A ci�ncia n�o tem boas explica��es sobre a origem do amor e do �dio, da alegria e tristeza, verdade, beleza, consci�ncia e muitas outras caracter�sticas humanas. (3) V�rias teorias alternativas t�m sido rejeitadas, muitas vezes sem uma investiga��o adequada de suas propostas. Teorias assim-chamadas n�o-cient�ficas, isto �, teorias que cont�m elementos de filosofia ou religi�o, s�o rejeitadas sem a devida considera��o. Assumindo esta atitude, a cosmologia condenou-se a si mesma porque ela tamb�m incorporou certas pressuposi��es filos�ficas, n�o cient�ficas. E, pior, a cosmologia fechou os olhos �quilo que bem poderia ser uma parte essencial da realidade e do universo.

Isso � mais bem visto naquilo que considero o dogma n�o expresso mas muito bem entendido da cosmologia, segundo o qual o Deus da B�blia e do Calv�rio n�o existe, e qualquer deus no qual creiamos � fruto de nossa pr�pria imagina��o.

Conclus�o:

Com base do que dissemos acima, precisamos concluir que a cosmologia moderna, representada pela t�oria do Big Bang, pode ter seu m�rito ao explicar numerosos aspectos do universo f�sico, inanimado, mas � uma teoria pobre quando se trata de explicar tudo, deixando muitas quest�es sem resposta. Como Roberto Jastrow conclui em seu livro, God and the Astronomers: "Neste momento parece que a ci�ncia nunca poder� levantar a cortina que cobre o mi~st�rio da cria��o. Para o cientista que teri~ vivido por sua f� no poder da raz�o, a hist�ria termina como um pesadelo. Ele escalou as montanhas da ignor�ncia; est� a ponto de conquistar o pico mais alto; ao alcan�ar finalmente a �ltima rocha, � saudado por um grupo de te�logos que a� se assentavam havia s�culos".

� poss�vel, ent�o, harmonizar a cosmologia moderna com a B�blia? Deverse-ia tentar faz�-lo? E, em caso afirmativo, como pode ser feito? N�o obstante as �ltimas considera��es cr�ticas, permitam-me dizer que admiro o m�todo e o empreendimento cient�ficos. Aprendemos sobre a natureza muita coisa que nos pode ajudar a viver vidas mais confort�veis. Al�m disso, a ci�ncia � um dos m�todos de Deus comunicar-Se conosco a respeito dEle mesmo e Seus planos para n�s. "Os c�us" ainda "proclamam a gl�ria de Deus" (Salmo 19:1). Mas h� pelo menos dois problemas com esta forma de comunica��o. O pecado prejudicou a obra de Deus, que Lhe reflete o car�ter apenas obscuramente. E nossa compreens�o da natureza, e dAquele que deseja revelar-Se atrav�s dela, � incompleta enquanto houver lacunas em nosso conhecimento das leis da natureza que nos deviam ajudar a interpretar a mensagem de Deus corretamente. Ao mesmo tempo, n�o nos esque�amos de que n�o podemos recuar para a torre de marfim da teologia e explicar tudo ao nosso redor a partir da B�blia somente.

Com efeito, � precisamente por causa de nossa compreens�o incompleta, tanto da natureza como das leis de Deus, que muitas vezes elas parecem contradizer-se. Mas Deus � o autor de ambas, e n�o pode haver conflito se as coisas s�o compreendidas corretamente. Precisamos das duas disciplinas a fim de ver sentido no universo em que vivemos. Albert Einstein disse certa vez: "A religi�o sem a ci�ncia � cega; e a ci�ncia sem a religi�o � manca".

Continua dif�cil saber exatamente como havemos de combinar as descobertas da ci�ncia com nossa compreens�o da B�blia, no esfor�o por obter respostas �s nossas perguntas sobre as origens. Creio que Deus criou o universo. "No princ�pio" pode bem significar que Ele come�ou Sua obra da cria��o h� muito tempo. A cosmologia, se bem compreendida, diz-nos como Deus iniciou a obra de preparar um planeta com suficiente p� da composi��o qu�mica correta para formar seres humanos e mant�-los vivos. Ent�o Deus coroou Sua obra de cria��o. Em seis dias Ele preparou a Terra para ser habitada e ent�o criou muitos seres viventes, entre eles a humanidade para ocupar um lugar especial.

O resto da B�blia conta-nos o que aconteceu a seguir, e como - a despeito de nossa rebeli�o - o magn�fico plano de Deus ser� finalmente cumprido naqueles que aceitam a reden��o oferecida mediante Jesus Cristo. O cumprimento deste plano inclui a oportunidade de aprender a verdade real sobre o universo, e eu trocarei minha opini�o de bom grado se o Criador me disser que Ele o fez de outro modo.

- Mart de Groot (Doutor em Ci�ncias Natur�is, Universidade de Utrecht) � associado de pesquisas no Observat�rio de Armagh no Norte da Irlanda. Seu endere�o postal: 2 Sandymount Road; Richhill, Co. Armagh; BT61 8QP Irlanda do Norte, Reino Unido. E-mail: [email protected]

Notas e refer�ncias:

1. Ellen G. White, O Grande Conflito (Tatu�, SP: Casa Publicadora Brasileira, 1988), p�gs. 677, 678.

2. Robert Jastrow. God and the Astronomers (New York: W. W. Norton & Co., 1978).

3. P Frank. Einstein: His Life and Times (New York: Alfred Knopf, 1947).