Guião do material Como Se Formou O Universo, material da Casa das Ciências, disponível para download em: http://www.casadasciencias.org/index.php?option=com_docman&task=doc_details&gid=34227226&Itemid=23

1. “Como Universo?
Guião “Como se formou o Universo?”
Este diapositivo coloca a questão que irá introduzir o Modelo do Big Bang.
Este diapositivo introduz o Modelo do Big Bang como o modelo actualmente utilizado para descrever
a formação do Universo.
No diapositivo representam-se algumas etapas da evolução do Universo segundo o modelo do Big
Bang. De acordo com o modelo actualmente aceite, o Universo inicia-se com um evento denominado
Big Bang, num estado de temperatura e densidade elevadas. Em expansão, o Universo arrefece e,
apenas uma fracção de segundo após o Big Bang, a matéria organiza-se sob a forma de partículas
subatómicas protões e neutrões. (Os protões e neutrões formam- -se a partir de quarks, mas no
programa da disciplina não há qualquer referência a estas partículas, pelo que não é obrigatório referi-
las). Cerca de 380 000 anos após o Big Bang, o Universo é suficientemente frio para que electrões se
unam a núcleos atómicos e a matéria organiza-se sob a forma de átomos. Os fotões, que até então
interagiam fortemente com a matéria, são agora “livres” de se propagarem pelo Universo e formam a
radiação cósmica de fundo. Após centenas de milhões de anos, a matéria organiza-se em estruturas
como as galáxias que, em larga escala, se afastam umas das outras devido à contínua expansão do
Universo. Actualmente, 13,7 mil milhões de anos após o Big Bang, é possível observar um Universo
estruturado.
Imagem: Esquema da formação do Universo.
Este diapositivo introduz algumas provas que fundamentam o modelo e o tornam aceite pela
comunidade científica.
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2. Uma das provas é a recessão das galáxias.
É possível observar que as galáxias fora do Grupo Local (onde se insere a Via Láctea) se afastam da
Terra. Isto ocorre devido à expansão do Universo, como defendido pelo Modelo do Big Bang. No
entanto, não significa que somos o centro do Universo. Como as galáxias, no Universo em larga escala,
se afastam umas das outras, um observador numa qualquer galáxia terá a percepção que as restantes
se estão a afastar dele. Este fenómeno é ilustrado na animação da expansão do Universo de um site
em língua inglesa, que se pode aceder através da palavra sublinhada expansão:
(http://bcs.whfreeman.com/universe9e/default.asp#571828__574244__).
Dentro do Grupo Local existem galáxias que se aproximam (como a Galáxia da Andrómeda) e que se
afastam da Via Láctea, consequentemente, da Terra, mas estes movimentos são locais. As galáxias
movimentam-se umas relativamente às outras, num grupo coeso pela acção da gravidade, e não
devido à expansão do Universo.
Imagem: Esquema da expansão do Universo.
Outra prova é a existência da radiação cósmica de fundo.
A radiação cósmica de fundo, por vezes também referida como radiação fóssil, é constituída pelos
fotões que praticamente deixaram de interagir com a matéria no início do Universo (cerca de 380 000
anos após o Big Bang). Formam-se, então e pela primeira vez, átomos que os fotões não conseguiam
ionizar.
Imagem: radiação cósmica de fundo, publicada em 2008, obtida pela Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).
A abundância dos elementos leves também é considerada uma prova que apoia o Modelo do Big
Bang. Segundo este modelo, ocorreram reacções nucleares de fusão (nuclessíntese primordial), que
cessaram cerca de 15 minutos após o Big Bang. Devido à expansão do Universo, a densidade e
temperatura diminuiram e as condições deixaram de ser favoráveis à fusão nuclear. No processo,
formaram-se só os elementos hélio e lítio, este em pequenas quantidades, e, segundo alguns autores,
berílio.
Os valores actuais de hidrogénio e hélio, que perfazem 99% de toda a massa do Universo, são
consistentes com o modelo.
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3. Este diapositivo pretende ilustrar que, apesar do modelo ser o mais aceite, não é perfeito e tem
algumas limitações, pelo que poderá ser rectificado ou mesmo alterado no futuro.
Duas limitações do modelo do Big Bang são o facto de não descrever o que causou o Big Bang nem,
por limitações dos conhecimentos em condições de temperatura e densidade tão elevadas, o que
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aconteceu nos primeiros 10 s, chamada época de Planck.
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