O que a gravidade tem a ver com o Big Bang?

Autor: 
Robert Lamb

Um palhaço anda no palco. Talvez ele puxe uma pistola de caubói do coldre. Talvez ele estoure um balão. De qualquer forma, o final da história é inevitável: sua calça cai. As crianças explodem em gargalhadas, mas isso está bem longe de uma simples piada vaudeviliana. Essa é uma das quatro forças fundamentais da natureza em ação.

Sim, é a gravidade - uma força tão constante e onipresente que nós raramente a notamos. Sem gravidade, o Universo como conhecemos não poderia existir. Como tal, a gravidade tem um papel de estrela na teoria do Big Bang, o evento da imensa expansão do qual os bilhões de galáxias do Universo surgiram. 

A força da gravidade deforma o espaço-tempo
© Karl Dolenc / iStockphoto
A gravidade é responsável pela maioria das estruturas do Universo, como planetas, galáxias e estrelas. Sem ela, o Universo como conhecemos não poderia existir

 

De acordo com a lei da gravitação universal de Isaac Newton, a gravidade é uma força atrativa que age em cada partícula da matéria no Universo. A força de atração depende da distância e da massa, porém.  Se estiverem próximas o bastante, duas partículas de poeira cósmica vão gravitar uma em direção à outra. Entretanto, a força gravitacional de um planeta vai atrair objetos que estão muito mais distantes.

No começo do século 20, o físico Albert Einstein ampliou as descobertas de Newton com sua teoria geral da relatividade, que, entre outras coisas, explicava a gravidade não como uma força, mas como uma distorção na forma espaço-tempo. Um objeto especialmente massivo como uma estrela deforma tanto o tempo quanto o espaço em torno dela. O tempo em si passa mensuravelmente mais devagar quando muito próximo de tal objeto e encurva o caminho de ondas de luz rápida que de outra forma seria reto. A gravidade dita a estrutura do Universo, da maneira como os corpos cósmicos se formam à forma como eles orbitam planetas mais massivos ou estrelas.

Einstein também propôs que o Universo começou como uma singularidade, um ponto com volume zero e densidade infinita contendo toda a matéria do Universo. Então o big bang ocorreu, rapidamente expandindo toda matéria com ferocidade bastante para sobrepujar a atração da força interna da gravidade. Einstein também previu que nós seríamos capazes de dizer que a gravidade estava presente nesses momentos iniciais, graças às ondas gravitacionais (ou mudanças no campo gravitacional). Todo o gás e poeira resultantes, com o tempo foi formado no Universo que conhecemos hoje devido à gravidade também.

A gravidade é uma das quatro forças da natureza, junto com o eletromagnetismo, força nuclear forte e a força nuclear fraca. Todas essas forças estão ligadas à teoria do Big Bang. Além disso, as teorias pioneiras de Einstein sobre a natureza da gravidade foram centrais para a compreensão do Universo que ele apresentou com a relatividade geral.

Então, para lembrar: a Gravidade não é apenas a força que faz cair a calça do palhaço. É um aspecto-chave do Universo, desde os tempos remotos do Big Bang.