O universo tem um começo ou uma grande explosão para sua extensão (Big Bang) e fala-se em um fim (Big Crunch). Mas o que acontece nesse período entre os dois Grandes? Como o universo evoluiu antes da chegada do Grande Colapso? São tantos os testemunhos e indagações sobre esses fatos que o que normalmente conhecemos como o Cosmologia.
O que é Cosmologia?
Cosmologia é a ciência que experimenta a origem e evolução do universo Como um todo.
Teorias e evolução histórica da cosmologia
El Desenvolvimento da cosmologia Não andou de mãos dadas com a observação experimental, pois esta é geralmente muito complexa de realizar, e apenas certos fatos conhecidos são usados para dar argumentos de excelência a uma teoria incrível que pode ser demonstrada na prática até seus últimos termos.
Nesse sentido, atualmente, a experimentação, principalmente as sondas enviadas ao espaço e radiação a do cosmos ou do universo que tateamos na Terra, estão induzindo uma idade de ouro na teoria cosmológica, e mais uma vez os eventos estão à nossa frente. Mesmo assim, a humanidade tem consciência e raciocina essa parte especulativa que, sem dúvida, está relacionada a essa parte da Física.
Podemos localizar o início da Cosmologia Ocidental há 2500 anos, na era grega. Pode-se dizer que o primeiro grande teoria cosmológica, que permaneceu até o Renascimento, foi protegido por Platão e, sobretudo, por Aristóteles, com seus quatro elementos, ou seja, terra, água, ar e fogo.
Além daquele movimento duradouro e perfeito dos objetos celestes especificados em oito esferas cristalinas rotativas, cuja matéria era a chamada quintessência. Tudo induzido por um Grande Criador, com o Terra No meio.
Da mesma forma, a duração dessa Cosmologia Aristotélica também pode ser exposta pelas transformações ad hoc feitas pelo astrônomo Cláudio Ptolomeu para explicar as evidentes anomalias que foram percebidas no movimento das estrelas (especialmente a retração dos planetas).
Por outro lado, não foi até o ano de 1543, quando o modelo geocêntrico de Aristóteles foi transformado pelo modelo heliocêntrico do matemático polonês Nicolau Copérnico, que precisamente no ano de sua morte anunciou seu trabalho sobre a revolução do esferas celestes.
Nesse sentido, essas ideias foram progressivamente consentidas e aperfeiçoadas por astrônomos como o alemão Johannes Kepler ao novo universo gravitacional do inglês Isaac Newton, que durou até Albert Einstein expressar sua teoria da Relatividade Geral no século XX.
Por fim, na fase final da Cosmologia o discurso sofreu uma importante mudança, ou seja, o conhecimento de Universo em grande escala não poderia ser separado do estudo da física do menor, era necessário que a Astronomia e a Física de Partículas andassem de mãos dadas para construir qualquer teoria cosmológica.
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O Princípio Cosmológico
El Princípio cosmológico, afirma que todos os observadores fundamentais observam a mesma cosmohistória. Da mesma forma, este princípio se opõe aos já mencionados “princípios antrópicos”, onde nossa perspectiva sobre o Universo seria privilegiada.
3 Dados sobre o Princípio Cosmológico
É essencial conhecer tudo relacionado a essas observações para entender mais facilmente o princípio cosmológico.
1. Consequências Diretas
Uma das consequências diretas do princípio cosmológico é presumir a igualdade e isotropia de Universo a grande escala. Há uma considerável suspeita observacional de que a estrutura do Universo exibe uma extraordinária semelhança de matéria e radiação em escalas de 108 anos-luz.
2. Métrica Robertson-Walker
O princípio cosmológico também anuncia a geometria que devemos usar para medir distâncias e intervalos de tempo nesta escala, e para isso devemos encontrar a métrica que governa essa geometria em grande escala.
3. Como obter os cálculos?
Esses cálculos são baseados na Relatividade Einstein Geral, mas não devemos deixar de lado o fato de que tudo se baseia, por sua vez, nas obras dos grandes geômetras, e fora as do pai da geometria, Euclides, as obras das geometrias não-euclidianas dos alemães Carl Friedrich Gauss e Bernhard Riemann, o húngaro János Bolyai e o russo Nikolai Lobachevski, no século XIX, foram decisivos. Então, vamos ver como a métrica é derivada.
Geralmente parte do chamado postulado de Weyl, que assume a semelhança do Universo como substrato ou fluido perfeito em que as geodésicas são ortogonais a uma família de hipersuperfícies do gênero espacial.
Ou seja, trabalharemos com o que é conhecido como coordenadas móveis, que são especificados pelas quedas livres dos observadores essenciais, de modo que duas geodésicas não se cruzam, exceto em algum ponto singular no passado ou no futuro.
Se os observadores fundamentais coincidem seus relógios quando para todos eles o parâmetros cosmológicos eles têm os mesmos valores (temperatura, densidade média, pressão, entre outros) o tempo comum efetivo é o que é conhecido como tempo cósmico t, que especificará as superfícies de simultaneidade. Os esboços dos parâmetros vistos pelos observadores primordiais é o que chamamos de cosmo-história.
Cosmologia e o Big Bang
Mesmo que o modelo de Grande explosão ou também conhecido como o Big Bang, é um modelo teórico observacionalmente bastante vigoroso e generosamente aceito entre a comunidade científica, há alguns aspectos que, no entanto, ainda precisam ser resolvidos.
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6 Estudos Fundamentais da Relação entre Cosmologia e o Big Bang
Alguns desses estudos são:
1. Ignorância da Origem da Cosmologia
Não se sabe o que aconteceu nos primeiros dias após o Grande explosão. A resposta é investigada através do estudo do universo primitivo, cujo objetivo é encontrar a explicação para uma possível união das quatro forças fundamentais. São elas: a força nuclear forte, a força nuclear fraca, a força eletromagnética e a mais fraca das quatro forças que é conhecida como gravitacional).
2. Falha de um modelo definitivo
Não existe um modelo definitivo da criação das estruturas atuais, a partir do Big Bang. A resposta é buscada estudando a produção e evolução das galáxias e ascensão cósmica.
3. Dúvidas sobre o Big Crunch
Não se sabe qual o destino interminável do universo
4. Matéria Escura e Energia Escura
Na maioria das vezes, a natureza do matéria escura e energia escura.
5. Partículas Elementares
No momento após o Big Bang surgiram as partículas elementares, o quarks para cima em prótons e quarks para baixo em nêutrons, e a proporção exata de prótons para nêutrons não é conhecida.
6. Constituição de Partículas Elementares
Partículas elementares são criadas por dois quarks com a mesma carga elétrica, eles não poderiam se acoplar graças à interação eletromagnética, é inútil ir ao interação nuclear forte.
Bem, isso só tem uma transcendência do tamanho máximo de um núcleo atômico e também porque a interação eletromagnética tem um alcance enorme e se o universo fosse ampliado em um único segundo cem octilhões de vezes, nesse período temporário de tempo a interação nuclear forte não poderia reunir quase todos (se não todos) os quarks.
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Em conclusão, a Cosmologia é uma ramo do Física que tem muitas questões e, na minha opinião, considero que ainda há muitos estudos a aplicar para continuar a alimentar esta ciência.