O Início do Universo: A Era de Planck

   Como a física consegue explicar o começo do universo? Na verdade a física que dispomos hoje não consegue. Quando voltamos para trás no tempo, na direção daquilo que teria sido o chamado Big Bang, deparamos com uma barreira ao nosso conhecimento, até agora intransponível, e que chamamos de era Planck. O mais importante é que essa barreira não será superada apenas aprofundando o que já sabemos de física. 

   Na verdade precisamos de uma nova teoria física para descrever o que deve ter acontecido nesses primeiros momentos do universo. Ocorre que à medida que vamos para dimensões muito pequenas o domínio da física quântica fica estabelecido. Os conceitos de tempo e de espaço não têm mais os significados normais que nos são dados pela física clássica. Nessas condições a Teoria Relativística da Gravitação não pode ser usada: ela pertence ao domínio da física clássica ou seja, ela não descreve os processos quânticos. 

   Precisamos de uma teoria que descreva os fenômenos gravitacionais que ocorrem dentro do domínio quântico. Precisamos de uma Teoria Quântica da Gravitação e esta ainda não é conhecida. Várias tentativas tem sido feitas para desenvolver uma teoria desse tipo mas os princípios envolvidos são bastante complexos. Há ainda um outro problema. 

   Para descrever esses momentos iniciais do universo é necessário que as interações fundamentais que conhecemos estejam unificadas em uma única teoria. Por interações fundamentais queremos dizer as forças que atuam na natureza, no nosso dia-a-dia, e são as responsáveis pelos diversos fenômenos que ocorrem ao nosso redor. Para descrever os fenômenos eletromagnéticos temos a eletrodinâmica quântica. 

   Os processos que ocorrem no interior da matéria, no núcleo dos átomos, são descritos pela cromodinâmica quântica enquanto que os processos de emissão radioativa, responsáveis pela transmutação de alguns elementos químicos, são produzidos pela chamada interação fraca. A unificação das teorias eletromagnética e fraca deu origem à chamada teoria eletrofraca ou teoria de Glashow - Weinberg - Salam. Procura-se hoje, e até agora não foi achada, uma teoria que englobe os processos descritos pela teoria eletrofraca e pela cromodinâmica quântica, a chamada teoria de grande unificação ou, simplesmene GUT, abreviação do termo inglês Grand Unified Theory. Essa teoria de grande unificação deverá ser unificada com a teoria da gravitação dando origem a uma única teoria capaz de descrever todos os processos que ocorrem no universo. 

   A essa teoria que unifica todas as interações fundamentais da natureza damos o nome de supergravidade. A menos de alguma surpresa, e a história da física está cheia de exemplos deste tipo, somente uma teoria de supergravidade é que teria condições de explicar os primeiros momentos do universo. Vemos, portanto, que para descrevermos o que aconteceu nos instantes iniciais do nosso universo possivelmente ainda precisamos "inventar" duas novas teorias! 

   Tentativas alternativas também têm sido feitas para descrever os instantes iniciais do universo. Embora a Teoria Relativística da Gravitação nos forneça uma descrição do espaço-tempo em quatro dimensões, outras teorias propõem que na era Planck o espaço poderia possuir um número maior de dimensões. Por exemplo, as teorias de supergravidade propõem 11 dimensões para o espaço-tempo. E onde estariam estas dimensões suplementares? Segundo essas teorias elas teriam sido "compactificadas", suprimidas de tal modo que a partir da era Planck somente quatro dimensões do nosso universo é que sofreriam expansão. Esta seria a razão pela qual somente percebemos 4 dimensões em nosso universo. 

   Em resumo: A era Planck cobre o intervalo de tempo que vai de 10-43 a 10-35 segundos depois do Big Bang. A temperatura durante esta época é estimada diminuir de 1032 K a 1027 K. · 10-43 segundos Neste instante a força da gravidade se separou das outras três forças, coletivamente conhecidas como a força eletronuclear. Uma teoria completa de gravitação quântica tal como a teoria dos superstrings é necessária para compreendermos estes eventos muito primordiais. Entretanto, a presente compreensão da cosmologia na teoria de cordas é muito limitada. O diâmetro do universo atualmente observável é teorizado como 10-35 metros, o que é conhecido como comprimento de Planck. Um intervalo de 10-43 segundos é conhecido como tempo de Planck. · 10-36 segundos Neste instante a força forte se separa da força eletronuclear deixando duas forças: forças eletromagnética e eletrofraca. 

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