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Há cerca de 13,8 bilhões de anos, um evento único
e inesperado deu origem a tudo que nós conhecemos.
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O Big Bang.
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Não faltam vídeos discutindo perguntas como onde
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o Big Bang aconteceu? Ou o
que havia antes do Big Bang?
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E essas são perguntas interessantes.
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Mas no vídeo de hoje eu quero
responder uma pergunta que eu
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tenho certeza que ninguém respondeu pra você.
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O que você veria se você presenciasse o Big Bang?
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Pra começar nossa viagem, nós vamos partir do dia
de hoje, 13,8 bilhões de anos depois do Big Bang,
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e eu vou deixar uma contagem regressiva aqui
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embaixo para você acompanhar o quão
longe nós estamos do nosso destino.
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Apesar de estarmos bem confortáveis no
planeta Terra, o espaço não é nada agradável.
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Atualmente, a temperatura média do
universo é de menos 270 graus Celsius,
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que é muito menor do que a
menor temperatura natural já
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registrada na Terra, de menos 89,2 graus Celsius.
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Se você for para o espaço, é bom levar um casaco.
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Melhor ainda se for da Loos,
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que inclusive você tem 15% de desconto
se usar o cupom Ciência todo dia.
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Se você olhar para o espaço atualmente,
você vai testemunhar um universo escuro,
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marcado por luzes brilhantes
que são as estrelas e galáxias.
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Mas para os padrões do universo,
você é praticamente cego.
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Porque tudo o que você enxerga fica dentro de uma
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pequena região do que é possível
ver, que é a faixa da luz visível.
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Se o seu olho fosse equipado com lentes especiais
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para captar outras frequências
de luz, como o micro-ondas,
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você ainda conseguiria ver o
brilho que restou do Big Bang.
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Essa é a radiação cósmica de fundo.
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Ela é a luz do início do universo que
esfriou conforme o universo se expandiu.
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E essa é a luz que vai nos
guiar em direção ao Big Bang.
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O universo está cheio de luz de todos os tipos e
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dá pra usar esse fato para determinar
uma espécie de cor média do universo,
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chamada de Cosmic Latte.
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Essa é a cor do universo. Que é meio sem graça.
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Do ponto de vista tátil, ficar exposto ao vácuo do
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espaço faria você sentir seu sangue
ferver por causa da baixa pressão.
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Então, além do agasalho, leve um traje de
astronauta na sua próxima viagem espacial.
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Em relação aos outros sentidos, o espaço não
tem cheiro, muito menos ar para respirar. E
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ele também não transmite sons. Mas você ficaria
surpreso com o que vai acontecer daqui a pouco.
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Voltando mais 4 bilhões de anos para o passado,
agora nos encontramos em um universo com quase
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10 bilhões de anos de idade. A primeira impressão
que você teria ao chegar nesse momento do universo
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é de que ele parece basicamente o mesmo. Se você
conseguisse ver em todas as frequências de luz,
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você talvez notasse o universo como sendo um bege
um pouco mais claro que o Cosmic Latte do presente,
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com temperatura média do universo apenas 1 grau
mais alta. Então, é bom continuar de agasalho.
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Mas o que tem de tão especial nesse momento que
me fez querer parar aqui? Foi aqui que a segunda
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aceleração do universo começou. Ou, em outras
palavras, onde a energia escura começou a dominar.
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Até aqui, o universo era dominado pela gravidade.
E apesar de estar se expandindo, a expansão não
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estava acelerando. Mas isso mudou quando a
expansão de uma energia misteriosa, que nós
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conhecemos como energia escura, começou a dominar
o futuro do universo. Esse é um ponto crucial
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na história, mas que passaria despercebido se
dependêssemos apenas dos nossos sentidos. Às vezes
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a beleza de uma viagem não é a vista, e sim o
significado que ela pode ter para alguém. Voltando
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para o passado cada vez mais remoto, existe mais
um momento curioso que é digno de parada. Em algum
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momento entre 15 e 400 milhões de anos após o
Big Bang, a temperatura média do universo era de
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uns 20 graus Celsius. Essa é a nossa definição de
temperatura ambiente. Seria possível um ser humano
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não congelar no espaço? Então sinta-se livre para
tirar o casaco. E além de temperaturas agradáveis,
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nós estamos nos aproximando da formação
das primeiras estrelas do universo,
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que aconteceu alguns milhões de anos após o Big
Bang. As galáxias eram muito mais brilhantes. E
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as primeiras estrelas deveriam ser enormes e ter
cores mais azuladas do que as estrelas do universo
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atual. Ao mesmo tempo, várias galáxias estavam se
colidindo e se fundindo. O universo era um lugar
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muito mais caótico e dramático. O universo
estava em processo de transição, aos poucos
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deixando de ser um espaço sem estrelas, para um
universo recheado de bolhas de hidrogênio capazes
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de fazer fusão nuclear. E além disso, o próprio
espaço estava preenchido com a radiação quente do
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Big Bang. Nessa época, a radiação cósmica teria
tons avermelhados. E essa radiação de fundo não
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só seria visível, como também seria responsável
por uma porção significativa da energia total do
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universo. Muito antes das estrelas e das galáxias,
o universo já foi dominado por radiação. E uma
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radiação quente como uma tarde de verão é um
lembrete desse passado energético. Voltar para
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mais próximo do Big Bang significa abandonar a
agradável companhia das estrelas e as temperaturas
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amenas do universo de milhões de anos. Você está
preparado? Porque a viagem a partir de agora pode
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ser um pouco turbulenta. Como era o universo sem
o brilho das estrelas? Escuro. Mas estamos agora a
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380 mil anos depois do Big Bang. Outro momento de
transição importante na história do universo. E o
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que exatamente mudou? Eu não consigo ver nada.
Bom, os primeiros átomos neutros se formaram
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em um processo chamado de recombinação.
Que é um nome bem ruim se me perguntarem,
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porque a palavra recombinação dá a impressão
de que aconteceu alguma combinação antes. O
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que é mentira. A recombinação, na verdade, foi
a primeira combinação das partículas que formam
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átomos, que são os prótons de carga positiva
e os elétrons de carga negativa. Antes dessa
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primeira recombinação, os elétrons estavam livres,
misturados com toda a matéria do universo na forma
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de plasma quente. E esses elétrons livres são
muito bons em bloquear a luz. Eles tornavam
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o plasma do universo primordial extremamente
opaco. A luz não conseguia viajar pelo universo
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sem esbarrar em um elétron. E isso só mudou
quando o universo esfriou o suficiente para
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os elétrons ficarem presos aos prótons, formando
os primeiros átomos neutros de hidrogênio. E aí
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a luz pôde se espalhar pela primeira vez. É essa
luz que podemos ver na radiação cósmica de fundo,
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que também marca o limite de o quanto no passado
nós podemos estudar usando apenas luz. Então,
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o que você veria na época da recombinação?
Ignorando o fato de os elétrons bloquearem
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a sua visão, o universo seria como a chama de uma
vela queimando em um laranja intenso, com pequenas
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variações de tons em regiões mais quentes ou mais
frias. A temperatura do universo seria bem alta,
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por volta de 3.000 graus Celsius, metade da
temperatura da superfície do Sol. Mas isso
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seria tudo. Além dessa cor alaranjada que parece
a chama de uma vela, não teria mais nada pra ver.
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Não existiam galáxias e muito menos estrelas. O
universo é apenas um grande brilho laranja. Tudo
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bem, existe hidrogênio neutro. Mas além de átomos
serem pequenos demais para conseguirmos ver,
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o hidrogênio neutro não possui cheiro, nem cor,
muito menos sabor. TUTU! Senhores passageiros,
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por favor arreviem além dos cintos, porque
nós vamos atravessar uma época de turbulência.
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Conforme voltamos no tempo em direção ao Big
Bang, nós percebemos que o universo começa
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a ficar cada vez mais azulado e cada vez mais
quente. Chegamos a um ponto em que o universo tem
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apenas 300 anos-luz de tamanho e uma temperatura
de milhões de graus Celsius. Esse é o universo
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dominado por radiação. Todos os ingredientes
que formam os átomos estavam desmontados. O
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universo era uma sopa de prótons, elétrons, fótons
e outras partículas. Mas se nós já tínhamos todos
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os ingredientes para formar átomos, por que eles
não se formaram? Justamente por causa da radiação.
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Toda vez que um elétron e um próton chegavam perto
de se juntar para formar um átomo de hidrogênio,
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a radiação chutava o elétron para longe, impedindo
que um átomo se formasse. Se você tentasse
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ver alguma coisa, você não veria nada. Nenhum
raio de luz conseguiria chegar aos seus olhos.
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Todos seriam bloqueados pela nuvem de partículas
fundamentais ao seu redor. Mas isso não quer dizer
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que o universo primordial seria completamente
escuro. Durante missões para o espaço,
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astronautas relatam flashes de luz quando estão
de olhos fechados. Esses flashes são resultado de
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partículas de alta energia interagindo dentro dos
olhos dos astronautas. E é bem possível que algo
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similar aconteça com você nessa época do universo.
Você veria flashes de luz conforme partículas
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de alta energia interagissem com os fluidos
dentro dos seus olhos. Mesmo de olhos fechados,
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você não conseguiria impedir o brilho intenso do
universo primordial acontecendo dentro dos seus
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olhos. E além disso, você finalmente vai ter
algo para sentir. O universo nessa época era
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denso o suficiente para você sentir o movimento
das partículas ao seu redor. E você provavelmente
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ouviria um barulho ensurdecedor de onda de choque
cósmica se espalhando por esse gás quente e denso
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do universo primordial. E esse som é o rufar dos
tambores que marca a chegada do Big Bang. Vamos
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voltar um pouco mais, para apenas 10 segundos
após o Big Bang. Esse é o ponto no qual os
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primeiros núcleos atômicos começaram a se formar.
Visualmente, nós ainda teríamos um brilho azulado,
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se a luz chegasse nos seus olhos. O universo
também brilharia em comprimentos de onda que nós
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não vemos normalmente, como ultravioleta, então
também é bom levar protetor solar. A temperatura
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chegaria a uns 4 bilhões de graus Celsius, e não
conhecemos nenhum material capaz de aguentar essa
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temperatura. Essa temperatura é tão alta, mas tão
alta, que até mesmo o núcleo dos átomos evapora,
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e núcleos atômicos são uma das coisas mais
resistentes do universo. E é justamente nesses
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segundos após o Big Bang que o universo começou
a esfriar o suficiente para os primeiros núcleos
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atômicos surgirem, que são os núcleos atômicos
de hidrogênio. E é até por isso que falam que o
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hidrogênio surgiu no Big Bang. Uma afirmação que
só está certa se você pensa no Big Bang de forma
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correta. Pensando no Big Bang como uma explosão, a
ideia está errada. O Big Bang não é uma explosão,
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e sim um processo. Os núcleos de hidrogênio não
foram criados em uma explosão. Eles se formaram
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em um processo físico alguns segundos depois
do surgimento do universo. A ideia de que o
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Big Bang criou o hidrogênio está correta se nós
considerarmos o Big Bang como toda essa série
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de processos físicos que continua até hoje, que
transformam partículas mais simples em estruturas
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cada vez mais complexas. O ponto é que nós não
vivemos 13,8 bilhões de anos depois do Big Bang.
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Nós vivemos no ano 13,8 bilhão do Big Bang. E
foi nesse período de poucos segundos após o Big
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Bang que os quarks se combinaram para formar
prótons, os núcleos dos átomos de hidrogênio.
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O processo de criação de núcleos é conhecido como
nucleosíntese. E a nucleosíntese criou não só os
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primeiros núcleos de hidrogênio, mas também de
hélio e lítio. Nesses segundos após o Big Bang,
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que seu corpo seria queimado pela luz gerada
pelas primeiras fusões nucleares da história
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do universo, e o seu corpo seria varrido
por ondas de choque que fariam supernovas
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parecerem cócegas. E nos instantes em que sua
visão não estivesse ocupada por flashes de luz,
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você veria a própria radiação do
universo como um azul intenso,
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se estendendo até tipos de luz muito energéticos
para os seus olhos. E nós ainda não terminamos.
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Vamos voltar um pouco mais para uma fração
de uma fração de segundos após o Big Bang.
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O mais perto possível do momento que
nós conseguimos conceber do surgimento
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do universo. Esse é o momento em que a luz
surgiu. O momento no qual a radiação cósmica
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de fundo que serviu de referência para nós
durante essa jornada começou. Literalmente,
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a luz no fim do túnel. Ou... no começo do
universo. Esse período do universo primordial
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é o período da inflação. A inflação
foi um período de expansão extrema,
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que levou o universo do tamanho de uma laranja
para o tamanho de uma galáxia em muito menos do
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que um segundo. No universo moderno existem
quatro forças da natureza bem distintas,
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a graftacional, a eletromagnética e
as forças nucleares fortes e fracas.
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Logo após o Big Bang, essas quatro forças
pareciam uma coisa só. De certa forma,
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é como se as leis da física tivessem se derretido
e se fundido. O universo foi mudando conforme
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essas forças foram se separando. E a inflação
marca o momento em que a força eletromagnética
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se separou da força fraca. O processo que deve
ter produzido os primeiros fótons, as primeiras
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partículas de luz do universo. Como exatamente
essas forças eram uma coisa só é um tópico difícil
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até para a física moderna. Mas se você quiser
um vídeo sobre a grande unificação das forças,
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eu adoraria saber aqui nos comentários. É
difícil dizer como o universo era antes das
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quatro interações se separarem. Nós não temos uma
teoria capaz de descrever o universo antes disso.
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E até por isso eu preciso botar um asterisco
nesse momento maravilhoso do surgimento da luz.
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É possível que essa ideia esteja errada.
Talvez a luz sempre existiu desde o surgimento
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do universo. Mas esse vídeo favorece a outra
hipótese, a ideia de que a luz, como vemos,
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surgiu durante a separação da força fraca e da
força eletromagnética. O que infelizmente traz a
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nossa viagem até um fim. Tanto porque literalmente
não tem mais luz no universo antes disso,
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quanto porque as teorias físicas que são a
base desse vídeo quebram aos 10⁻³³ segundos
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após o Big Bang. Esse valor é chamado de
tempo de Planck. E eu não tô falando sobre
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o meu cachorro. Inclusive deixa um like
se você quiser fazer carinho no Planck,
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porque ele vai ficar bem feliz
de saber que vocês gostam dele.
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Atualmente, um tempo de Planck após o surgimento
do universo é o limite para tudo que nós
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conseguimos explicar. Não existe uma teoria física
capaz de nos levar ainda mais para o passado. É
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aqui que a luz acaba, tanto no sentido literal
quanto no sentido metafórico. A luz do nosso
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conhecimento não consegue iluminar um passado
tão remoto. O que não quer dizer que esse vídeo
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não te mostrou o Big Bang. Tudo o que esse vídeo
falou é o Big Bang. E é por isso que essa contagem
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regressiva é inútil. O Big Bang não é um momento
único e dramático no zero absoluto, mas toda uma
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história de um universo conectado por uma origem
comum e misteriosa. A energia que hoje prende os
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átomos do seu corpo e moléculas já existia mesmo
nesse passado remoto. A teoria do Big Bang é a
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teoria da evolução do universo, a história de
como a energia do universo virou tudo o que nós
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vemos hoje, inclusive Inclusive, eu e você. Você
é tão parte do Big Bang quanto as leis da física.
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Nós não só estamos no universo, nós somos
o universo. E eu digo isso em um sentido
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profundamente verdadeiro. Nós somos todos
parte do Big Bang. E nós estamos vivendo em
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um dos momentos mais visualmente bonitos da
história do Big Bang. Cercados de estrelas,
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galáxias e fenômenos astronômicos maravilhosos.
Então é bom aproveitarmos esse momento único tanto
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para o universo quanto para nós mesmos, para
que nós possamos presenciar por um período de
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tempo mesmo que curto. E eu espero que essa viagem
tenha valido a pena. Na busca por um destino, nós
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descobrimos que ele, na verdade, era a jornada.
Todo esse tempo. Muito obrigado e até a próxima.
