Como surgiu o universo?
É talvez o maior grande mistério e a raiz de todos os outros. As maiores perguntas da humanidade - Como a vida começou? O que é consciência? O que é matéria escura, energia escura, gravidade? - decorrem disso.
"Todos os outros mistérios estão a jusante desta questão", disse Ann Druyan, autora e viúva do astrônomo Carl Sagan. "Isso importa para mim porque sou humano e não gosto de não saber."
Mesmo quando as teorias que tentam resolver esse mistério se tornam cada vez mais complexas, os cientistas são assombrados pela possibilidade de que alguns dos elos mais críticos em sua cadeia de raciocínio estejam errados.
Mistérios fundamentais
De acordo com o modelo padrão do Big Bang, o universo nasceu durante um período de inflação que começou cerca de 13,8 bilhões de anos atrás. Como um balão em rápida expansão, ele inchou de um tamanho menor que um elétron para quase seu tamanho atual em uma fração minúscula de segundo.
Inicialmente, o universo era permeado apenas por energia. Parte dessa energia congelou-se em partículas que se reuniram em átomos de luz como hidrogênio e hélio. Esses átomos se aglomeraram primeiro em galáxias, depois estrelas, dentro de cujas fornalhas ardentes todos os outros elementos foram forjados.
Esta é a imagem geralmente acordada das origens do nosso universo, conforme retratada pelos cientistas. É um modelo poderoso que explica muitas das coisas que os cientistas vêem quando olham para o céu, como a notável suavidade do espaço-tempo em grandes escalas e a distribuição uniforme de galáxias em lados opostos do universo.
Mas há coisas nessa história que deixam alguns cientistas desconfortáveis. Para começar, a ideia de que o universo passou por um período de inflação rápida no início de sua história não pode ser diretamente testada, e depende da existência de uma forma misteriosa de energia no começo do universo, que desapareceu há muito tempo.
"A inflação é uma teoria extremamente poderosa, e ainda não temos idéia do que causou a inflação ou se é a teoria correta, embora funcione extremamente bem", disse Eric Agol, astrofísico da Universidade de Washington.
Para alguns cientistas, a inflação é uma adição desajeitada ao modelo do Big Bang, uma complexidade necessária anexada para ajustá-lo às observações. Esta não seria a última adição.
"Também aprendemos que deve haver matéria escura no universo e agora energia escura", disse Paul Steinhardt, físico teórico da Universidade de Princeton. "Então, o modo como o modelo funciona hoje é você dizer: 'OK, você pega um pouco do Big Bang, pega um pouco de inflação, ajusta isso para ter as seguintes propriedades e adiciona uma certa quantidade de matéria escura e energia escura.' Essas coisas não estão conectadas em uma teoria coerente ".
Steinhardt teme que os cosmólogos estejam agindo mais como engenheiros do que cientistas. Se uma observação não corresponder ao modelo atual, eles anexarão outro componente ou mexer com os existentes para ajustá-los. Os componentes não estão conectados e não há motivo para adicioná-los, exceto para corresponder às observações. É como tentar consertar um carro velho adicionando novas peças de modelos mais novos, mas diferentes. Essas peças podem funcionar no curto prazo, mas, eventualmente, você precisa de um carro novo.
Um universo sem idade
Nos últimos anos, Steinhardt trabalhou com Anna Ijjas, uma física teórica da Universidade de Harvard, em uma alternativa radical ao modelo padrão do Big Bang.
De acordo com a idéia deles, chamada cosmologia de salto, o universo nasceu não apenas uma vez, mas possivelmente várias vezes em ciclos intermináveis de contração e expansão. A teoria substitui o "big bang" por um "big bounce", que conecta suavemente períodos de contração e expansão do universo e resolve muitos dos problemas que afetam a teoria da inflação.
A dupla afirma que sua teoria ekpirótica, ou "cíclica", explicaria não apenas a inflação, mas também outros mistérios cósmicos, incluindo matéria escura, energia escura e por que o universo parece estar se expandindo em um ritmo cada vez mais acelerado.
Embora controversa, a cosmologia saltitante levanta a possibilidade de o universo não ter idade e se renovar. É uma perspectiva talvez até mais inspiradora do que um universo com começo e fim definidos, pois significaria que as estrelas no céu, mesmo as mais antigas, são como vagalumes de vida curta no grande esquema das coisas.
"Gostaria de esperar que o esforço que a sociedade dedique à pesquisa científica esteja nos aproximando de verdades fundamentais, e não apenas uma maneira de criar ferramentas úteis", disse o astrônomo do Instituto de Tecnologia da Califórnia, Richard Massey. "Mas também tenho pavor de descobrir que tudo o que sei está errado e secretamente espero que não."
Este artigo foi atualizado em 27 de junho de 2019, pelo colaborador da Live Science Tim Childers.
