De acordo com estudos antigos e observações, o universo é tudo o que existe fisicamente, a soma do espaço e do tempo e, é claro, as diversas formas de matéria. Existem diversas teorias sobre o início do universo, uma delas é o Big Bang. Como diz o próprio nome, houve uma enorme explosão e sua onda de expansão gerou e moldou o cosmos. Após isso, surgiu toda a matéria, incluindo os conceitos de espaço e tempo. Mas o que tinha antes do Big Bang?
A resposta para essa pergunta está sendo buscada em um estudo feito por Ghazal Geshnizjani, do Perimeter Institute, Jerome Quintin, da Universidade de Waterloo, e Eric Ling, da Universidade de Copenhague. O estudo desses três matemáticos foi publicado em outubro de 2023.
Em seu trabalho eles buscaram analisar a singularidade, que é ponto do espaço-tempo em que a curvatura se torna infinita, de antes do Big Bang acontecer. Para fazer isso eles aplicaram a Teoria da Relatividade de Albert Einstein para conseguirem o número mais longe possível no tempo.
Antes do Big Bang
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O objetivo do estudo é determinar se a singularidade do Big Bang vista até os dias atuais é, na verdade, uma ilusão matemática. Até porque o ponto pode ser entendido como uma função de 1/x, enquanto o valor de x se aproxima ao zero. No momento que ele chega em zero, essa fórmula não é mais bem definida e por conta disso não pode ser uma base para descrever a realidade.
Contudo, se a singularidade do Big Bang fosse parecida com a vista quando se faz uma análise do meridiano de Greenwich, por exemplo, uma ilusão matemática iria acontecer. Então, se acontecesse uma função de 1/longitude, a fórmula perderia sua definição acima do meridiano de Greenwich, porque esse ponto representa o zero longitudinal. No entanto, não tem nada de errado com os locais que são atravessados por essa linha imaginária. Tanto que para que essa situação seja revertida basta colocar outra longitude como o ponto zero.
Uma coisa parecida com essa foi vista em análises matemáticas feitas de buracos negros. Uma das equações foi publicada em 1916, por Karl Schwarzschild, e fazia a determinação do termo zero, no caso, a singularidade, no horizonte de eventos.
Contudo, depois de anos, o astrônomo Arthur Eddington usou outras coordenadas e mostrou que a singularidade seria outro ponto. Ao contrário do centro de um buraco negro que não pode ter essa mudança em uma análise. Isso é a garantia de um lugar onde a densidade e a curvatura são infinitas.
Por conta disso que os três matemáticos querem observar se a singularidade do Big Bang é como o centro de um buraco negro, isso quer dizer, se ele é o ponto final ou um horizonte de eventos. E se mudando as coordenadas os resultados seriam diferentes.
Surgimento
El país
Seja esse estudo do três matemáticos sobre o que aconteceu antes do Big Bang ou outros feitos ao longo do tempo, o fato é que esse evento, seja antes, durante ou depois dele, chama muita atenção dos pesquisadores.
Segundo acreditam alguns cosmologistas, o universo anteriormente frio, escuro e vazio, como o que talvez será o nosso futuro, pode ter sido a fonte do próprio Big Bang. Para responder a essa questão de como o Big Bang pode ter surgido do nada é preciso explicar o estado quântico de todo o universo no começo da época de Plank.
Embora todas as tentativas de se fazer isso ainda sejam bastante especulativas, algumas delas vão para o mérito das forças sobrenaturais. Contudo, outras explicações, que são possíveis candidatas, ficam dentro do reino na física. Como exemplo disso, um multiverso, que contém um número infinito de universos paralelos, ou modelos cíclicos do Universo, nascendo e renascendo novamente.
De acordo com Roger Penrose, físico ganhador do Prêmio Nobel de 2020, o seu modelo é intrigante, mas controverso. Ele propôs um universo cíclico denominado “cosmologia cíclica conformada”.
O físico se inspirou por uma conexão forte interessante entre um estado muito quente, denso e pequeno do universo, assim como era o Big Bang, e um estado extremamente frio, vazio e expandido, como será o futuro distante do universo.
A teoria proposta por ele para explicar essa correspondência é a de que esses estados se tornam matematicamente idênticos quando são levados aos seus limites. Embora seja totalmente paradoxal, a ausência total de matéria pode ter dado origem a toda matéria que se vê em volta do universo.
Então, o Big Bang surge de um quase nada. Isso é o que resta quando toda matéria em um universo foi consumida em buracos negros, que por sua vez se transformam em fótons, que ficam perdidos em um vazio. Como resultado, todo o universo surge de uma coisa que, quando visto de outra perspectiva física, é o mais perto que se pode chegar do nada. Contudo, esse “nada” ainda é muita coisa. Ele ainda é o universo físico, mesmo que esteja vazio.
Então, como pode o mesmo estado ser um universo frio e vazio de uma perspectiva e um universo quente e denso de outra? A resposta vem em um procedimento matemático chamado “reescalonamento conformado”. Ele é uma transformação geométrica que, na realidade, muda o tamanho de um objeto mas deixa a sua forma intacta.
Nesse sentido, Penrose mostrou como o estado denso e frio e o denso quente podem ser relacionados por esse reescalonamento, o que coincide com as formas de seus espaços-tempos, mas não com seus tamanhos.
Para um filósofo, essa visão de Penrose é bastante fascinante, até porque ela abre novas possibilidades para explicar o Big Bang. Além dela levar as explicações para além da causa e efeito comum.
Portanto, ela é um grande caso de teste para se explorar as diferentes formas pelas quais a física pode explicar o mundo. Sem dúvidas, essa visão merece mais atenção dos filósofos.
Fonte: Revista Planeta, Science Alert
