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  • Foto do escritorBeatriz Franco

CALENDÁRIO CÓSMICO: E SE OS 13,8 BILHÕES DE ANOS DO NOSSO UNIVERSO FOSSEM ORGANIZADOS NUM CALENDÁRIO



Já parou para pensar o quão antigo é o nosso Universo? E o que ele era antes de nós? Chegamos aqui há tão pouco tempo que não representamos nem um mês em toda a história. Como dito anteriormente, o nosso Universo é realmente muito antigo e estima-se que ele tem aproximadamente 13,8 bilhões de anos.

Para organizar todos os acontecimentos ao longo desse tempo foi criado um Calendário Cósmico que é equivalente ao nosso Calendário anual, mas ao invés de um mês representar alguns dias, como fazemos no nosso calendário, cada mês representa pouco mais de um bilhão de anos.

Nesse Calendário, selecionamos alguns acontecimentos relevantes para a nossa história.


BIG BANG


O Big Bang é uma das teorias cosmológicas existentes para entender o surgimento do nosso Universo, por isso, no calendário cosmológico ele está marcado no primeiro dia do ano. No momento inicial, o Universo inteiro estava comprimido em um espaço menor que um núcleo atômico (formado por prótons e nêutrons, os quais são formados, respectivamente por dois quarks up e um quark down; dois quarks down e um quark up). A teoria do Big Bang é amplamente aceita atualmente, porém, várias teorias estão surgindo e complementando essa teoria, mas teorias como a relatividade complementam o que aconteceu depois do Big Bang, neste caso, como a gravidade (que nos afeta diariamente) surgiu e como ela atua sobre nós. Outro fato que comprova a verificação da teoria como possível são as subpartículas atômicas, visto que no início (que curiosamente, não sabemos qual é e nem como começou) tudo estava comprimido e não existia uma determinação de elementos químicos como temos hoje, mas de algo sabemos: o que determina e diferencia os elementos químicos são as partículas atômicas, que por sua vez são compostas por subpartículas atômicas (como já citado). Não temos muitas informações sobre a conhecida Era de Planck (momento em que tudo estava comprimido em um espaço menor que um núcleo atômico), então, seguindo adiante temos a Era da Grande Unificação, a qual temos como principal característica a elevada temperatura e o brilho que esse “Baby Universe” tinha. Não seríamos capazes, nem com a maior tecnologia que temos hoje de sequer visualizar este momento, já que o brilho e o calor que estavam presentes matariam qualquer ser em questão de segundos. Esta afirmação anterior possui dois erros por mais que seja tida como verdade por muitos e muitos astrônomos, astrofísicos e outros profissionais da áreas, a primeira afirmação falsa está na questão do brilho deste Universo, esse brilho não poderia existir, visto que a matéria estava tão compactada que era impossível a luz passar por ela (problemática: a luz não era a coisa mais rápida do Universo? Sim, e continua sendo, visto que ela não tinha nem espaço para se movimentar o que tornava seu trajeto extremamente curto e impossível de ser realizado). Outra coisa: não poderíamos ver isto jamais, visto que como vamos ver algo acontecendo no Universo se estamos no Universo? Estávamos, indiretamente, presentes neste acontecimento e nesta situação. Durante a Era da Grande Unificação, temos que três das quatro F.F. (Forças Fundamentais) têm a mesma intensidade, sendo elas a Força Forte, Força Fraca e Força Eletromagnética. Abrindo uma observação: a noção de eletromagnetismo, atração e repulsão das partículas e campos não é algo tão novo assim na Física, certo? Mas, teoricamente, como nós temos, dentro de um próton, DOIS quarks up e um quark down, sem que estes entrem em colisão entre sim por atração? Isso faria com que tudo que existe no Universo não existisse mais, inclusive nós. Resposta para esta intrigante questão? Força Nuclear Forte, que tem como principal responsabilidade manter os núcleos atômicos estáveis. Voltando às três forças de mesma intensidade: não temos respostas para este momento, não conseguimos sequer imaginar essas três forças atuando e interagindo entre si com a mesma intensidade. O período de um “pequeno universo” acabou, entramos em uma nova Era, a Era da Inflação, que como o próprio nome já diz, foi o período no qual o Universo expandiu absurdamente rápido e continua expandindo, desmentindo completamente uma das afirmações que Einstein fez em 1917 . O físico que descobriu que o Universo ainda está em expansão foi o renomado Hubble, com a sua Lei que explica a seguinte relação V = H.d, uma simples equação, interpretando a equação: V representa a velocidade de afastamento das galáxias, que depende da constante de Hubble - expressa por H, e também a distância que é medida em mpc (Megaparsec). Por esta interpretação, a cada 3,09 . 10^19 km a velocidade de afastamento entre as galáxias aumenta.





Depois da Inflação, o Universo já possuía um tamanho considerável e esfriou um pouco, mas a temperatura ainda era muito elevada, o que impedia que prótons e nêutrons se formassem, logo, os quarks e os glúons ficavam se movendo infinitamente pelo Universo (com muita energia). Para esta Era, podemos trazer uma problemática, ainda sem resposta: teoricamente, no início do Universo deveríamos ter a mesma quantidade de matéria e de antimatéria mas se essa afirmação fosse verdadeira, não poderíamos existir e nada existiria, visto que um quark teria se aniquilado com um anti-quark. Aproximadamente 10-6 segundo após o princípio (também chamado de Big Bang, incorretamente, visto que, por tradução, Big Bang significa uma “Grande Explosão” e já vimos que o processo foi de inflação, expansão), prótons e nêutrons começaram a se formar, mas e os elétrons? Ainda estamos em um período muito quente para que estes elétrons começem a orbitar um átomo. E finalmente, aproximadamente 3 minutos após o Big Bang, os primeiros núcleos atômicos começaram a se formar e os primeiros elementos que surgiram foram: Hélio (contando com dois prótons e dois nêutrons) e o Lítio (contando com três prótons e três nêutrons).


ESTRELAS EXPLODINDO EM LUZ


No dia 10 de janeiro, as primeiras estrelas (já minimamente formadas) começaram a explodir em luz. Para compreender este processo, vamos lembrar do processo de vida de uma estrela: Sabemos que todas as estrelas se formam num local conhecido como Supernova (que curiosamente, surgiu da morte de uma estrela), neste local, elementos provenientes de outras estrelas mortas que originaram esta Supernova (é importante lembrar que a Supernova não dá origem apenas a estrelas, mas a planetas e satélites também) estão espalhados no espaço, até o momento que eles começam a se juntar esse agrupamento é possível diante da alta temperatura e da densidade do “disco”, sendo assim, a fusão nuclear ocorre e completa o nascimento da estrela.



As estrelas obtêm sua energia através de uma fusão nuclear, e isto, certamente propõe uma forte relação com a nossa bomba nuclear. A fusão nuclear inicia-se quando temos elementos leves, como o Hidrogênio que possui apenas um próton em seu núcleo, e essas moléculas se juntam formando um átomo de um elemento mais pesado, como o Hélio que possui dois prótons; mas essa não é a única relação que caracteriza uma fusão. Para que ela aconteça devemos ter uma alta temperatura e uma alta pressão, extremos valores; a uma convergência essas condições são encontradas justamente no núcleo de uma estrela. O núcleo de uma estrela funciona basicamente como o Big Bang, temos muita matéria acumulada em um restrito espaço, mas temos uma força que não estava presente (pelo o que sabemos até agora) no Big Bang: a Força (que não é uma força, enfim, isso é uma discussão para outra hora) Gravitacional. Esta “força” faz com que toda a matéria presente se concentre no centro do núcleo, o que faz com que a pressão seja extrema e a temperatura elevada. Quando a pressão atinge um valor x e a temperatura atinge 100 milhões de graus Celsius, a fusão nuclear começa a acontecer, e esse fenômeno expele uma força contrária a gravidade. Quando a força gravitacional torna-se maior que a pressão interna (ou vice-versa) a estrela está chegando a seu fim, mas antes, um ponto importante: a fusão nuclear precisa de combustível, ou seja, o Sol continuará transformando Hidrogênio em Hélio até que o hidrogênio simplesmente acabe, nesse cenário, a pressão interna certamente diminuirá e a estrela vai diminuir de tamanho, mas com a diminuição da estrela, o núcleo acumulará tanta matéria que a pressão interna vai aumentar novamente. Com essa nova “fase”, a estrela é capaz de transformar o Hélio em elementos “maiores” como o Lítio e o Berílio, mas, novamente, quando o estoque de Hélio acabar, o processo se repete e vai avançando os elementos da tabela periódica. Mas, esse processo acaba quando chega no Carbono, já que a gravidade não será capaz de gerar uma pressão interna para continuar o processo de fusão nuclear, não existe massa suficiente.


Assim, acaba a vida de uma estrela, como o Sol. Até existe um momento que uma estrela pode fundir o Carbono; quando o Sol para de ser uma estrela (já que parou de realizar fusão) ele se transformará em uma estrela anã branca, e existem alguns Sistemas “Solares” que contém uma estrela principal e uma estrela anã branca, que por sua vez pode “roubar” massa da estrela principal, tornando-a capaz de fundir o Carbono, processo que não teria muita duração, já que a pressão interna entraria em uma “batalha” contra a gravidade, e essa batalha geraria uma explosão, expelindo toda a massa da estrela para o Universo. E essas supernovas, emitem luz.


GALÁXIAS


As primeiras galáxias surgiram da atração entre áreas extremamente massivas. Estas áreas surgiram da distribuição de matéria que aconteceu após o Big Bang, essa distribuição não foi completamente igualitária, ou seja, ninguém determinou a quantidade de matéria que deveria ter em cada megaparsec de Universo. Sendo assim, algumas áreas tiveram mais matéria do que outras, e partindo do princípio da atração gravitacional, essas áreas começaram a se atrair, esse complexo ficou conhecido como uma pequena galáxia. Essas pequenas galáxias, pelo mesmo princípio, também se atraíram, gerando grandes galáxias, como a nossa Via Láctea. Sabemos que as galáxias podem ser formadas por estrelas, planetas, satélites,entre outros corpos; dentro deste complexo massivo que hoje chamamos de galáxia, o Hidrogênio era certamente o elemento mais presente, sendo assim, a junção da “poeira cósmica de Hidrogênio”, originou as primeiras estrelas. Mas, não existiam apenas hidrogênio nesta poeira cósmica, e esses outros componentes vão originar o que hoje conhecemos como planetas e satélites. A formação das galáxias não é um processo tão complicado de se explicar, por isso, as informações já citadas são suficientes. Foi um processo bem objetivo, uma galáxia surgiu e foi se juntando a outra e assim por conseguinte.





SISTEMA SOLAR


O nosso Sistema Solar surgiu há aproximadamente 4,6 bilhões de anos atrás. Existia uma chamada nuvem molecular (que por definição é uma nuvem densa e de baixa temperatura, condições que permitem a formação de novas moléculas), e esta nuvem em determinado momento entrou em contato com uma Supernova, o que levou ao colapso gravitacional dessa nuvem.


Sabemos que o nosso Sol surgiu de uma junção de átomos, principalmente de hidrogênio, mas e os nossos planetas? Há 4,6 bilhões de anos, surgia o nosso Sol e ele não tinha planetas ainda o orbitando, mas tinha poeira estelar, diante do princípio da atração gravitacional, essa poeira foi puxada para perto de rochas e então formou-se uma espécie de anel que orbitava o Sol, cheio de poeira, gases e rochas.


A nossa Terra formou-se a partir de gases primordiais, que são conhecidos como “tijolos da vida” por conta de serem base para o desenvolvimento das formas de vida primordiais, e rochas, esse processo é "padrão" para todos os planetas rochosos do nosso Sistema Solar, mas o Planeta Terra de 4,56 bilhões de anos é bem diferente do que o atual Planeta Terra, tema que será abordado mais profundamente posteriormente. Os Planetas Rochosos são os planetas mais próximos do Sol, isso se explica por conta de sua composição predominante de rochas, que são mais densas que os gases que originaram os Planetas Gasosos, logo esses materiais mais densos possuem uma tendência para permanecer próximos ao Sol. A formação desses Planetas ainda é uma incógnita mas a teoria mais aceita postula sobre a presença de uma nebulosa solar que estaria constituída por gases e poeiras e diante da Força Gravitacional do Sol, muitos corpos como meteoritos foram atraídos para essa região e foram se juntando até formar esses Planetas.


Agora como se formaram os Planetas Gasosos? O que sabemos até agora é resumido em duas teorias: 1. Teoria da Aglutinação de Matéria ou aumento do núcleo: a aglutinação é o processo de união entre elementos distintos e essa teoria diz que o núcleo de um planeta gasoso (que é formado com aproximadamente 10 vezes a massa do Planeta Terra) e como esse núcleo já é denso e gigante, ele é capaz de atrair outros elementos. 2. Instabilidade de disco: O disco gasoso ao redor de uma estrela (no caso dos Planetas Gasosos do Sistema Solar) é tão massivo que ele começa a formar aglutinação de matéria, essa aglutinação entra em colapso e forma um planeta gasoso. Além disso, a Teoria da Nebulosa Solar, citada anteriormente, também pode explicar a formação desses planetas.


Resumidamente, temos como história do nosso Sistema Solar: antes de qualquer planeta, tivemos o surgimento do Sol que nasceu da morte de uma Estrela Gigante de gerou uma Supernova, o Sol é responsável por 99% da massa do nosso Sistema Solar, o que faz com que a temperatura e a pressão sejam extremas e assim, o Hidrogênio começa a se fundir em Hélio iniciando o processo de fusão nuclear, o que torna o nosso Sol oficialmente uma Estrela. Os Planetas formaram-se em regiões com maior distorção no espaço-tempo, ou seja, maior gravidade, visto que a atração gravitacional fazia com que rochas e gases sejam atraídos no mesmo espaço, formando um protoplaneta. Esses protoplanetas eram formados por elementos mais pesados (Ferro, Silício), uma vez que o Sol consumiu boa parte dos gases leves, como o Hidrogênio. O Planeta Terra formou-se em uma região na qual outros vários protoplanetas também se formaram, portanto eles eram obrigados a dividir essa órbita inicial, em um determinado momento, um dos protoplanetas (nomeado como Téia) colidiu com a Terra, é como consequência tivemos que os restos do protoplaneta Téia formaram um anel ao redor da Terra e desses restos, durante milhares de anos, formou-se o nosso satélite natural, a Lua. Júpiter foi um dos primeiros planetas a se formar, e curiosamente, por pouco não tornou-se uma estrela como o Sol. Vênus provavelmente nasceu da colisão com um outro planeta, e um fato interessante foi que essa colisão resultou na alteração do eixo direcional de rotação do Planeta, fazendo-o rodar do lado contrário a maioria dos planetas, situação semelhante ocorreu com Urano. Marte era muito semelhante a Terra, o Planeta era cercado por um Oceano, fato que fez com que o seu núcleo esfriasse muito rápido, fenômeno que teve como consequência o enfraquecimento do campo magnético marciano.


EVOLUÇÃO DA VIDA NA TERRA


Ainda não sabemos ao certo como a vida surgiu no Planeta Terra, existem diversas hipóteses. Vamos tratar inicialmente da Teoria dos Coacervados, uma respeitada teoria neste ramo. A Teoria dos Coacervados é uma teoria que questiona a Biogênese (princípio que diz que um ser vivo só pode surgir de um outro ser vivo preexistente), mas acredito que essa definição de questionar é um pouco incorreta, acredito que a Coacervados sirva como um complemento da Biogênese, já que esta última possui uma falha: de onde surgiu o primeiro dos seres vivos? Inicialmente, a atmosfera terrestre era formada por elementos básicos: vapor de água, amônia, hidrogênio, metano, dentre outros elementos. Estas substâncias eram instáveis visto que sofriam recorrentes descargas elétricas e estavam expostas a uma alta radiação, já que a camada de ozônio ainda não tinha se desenvolvido. Logo depois, tivemos a presença de água líquida que chegou (segundo a Teoria da Panspermia) em meteoros de fora da Terra, juntamente com a água líquida chegou o Carbono, elemento essencial para o futuro desenvolvimento de plantas e algas. Posteriormente, a quantidade de água que estava presente na atmosfera em forma de vapor, foi se condensando aos poucos e simultaneamente, a Terra foi esfriando (processo que auxiliou na formação de rochas). A condensação do vapor de água ocasionou, juntamente com a queda de meteoros, na formação de lagos e oceanos. A Teoria dos Coacervados fala sobre a possibilidade de a vida ter surgido nos oceanos primitivos a partir de moléculas orgânicas. Como dito anteriormente, os gases presentes na atmosfera sofriam constantemente descargas elétricas e efeitos da radiação, sendo assim, a teoria postula que a partir de moléculas inorgânicas surgiram as moléculas orgânicas como as proteínas; essas proteínas no oceano se juntaram e formaram um coacervado. Um coacervado é um conjunto de proteínas aglomeradas e envoltas por moléculas de água. Temos que ter em mente a nossa “indiferença” no Planeta, sem pensar em uma perspectiva pessimista; digo isto, porque somos vida igual a árvore é, igual o gato é, e igual os dinossauros foram; A primeira forma de vida possivelmente se assemelha às bactérias que hoje conhecemos (sim, as bactérias também são seres vivos com seu próprio metabolismo, que realiza reações químicas). Para que estas bactérias surjam precisávamos de uma molécula a qual é capaz de se replicar e de se reproduzir, essas moléculas foram encontradas em algum momento próximas às fontes termais (no oceano primitivo, como postula a Teoria dos Coacervados). As moléculas já associadas, que hoje chamamos de DNA ou RNA, interagiram com uma membrana plasmática. Essa interação ocorreu visto que o DNA viu na membrana uma possibilidade de proteção para que ele possa realizar reações químicas separado do ambiente, além disso, ocorreu a separação do meio externo e do meio interno de uma célula. Assim, surgiram as células mais simples (DNA em um líquido protegido por uma membrana, de modo informal), lembrando que anteriormente comentamos sobre a necessidade de uma molécula/ser/mecanismo que seja capaz de se replicar e de se reproduzir, estas primeiras células tiveram exatamente esta função. Sabemos que o DNA se replica, porém ele é passível de erros, o que torna as células diferentes entre si. Simultaneamente à expansão desses seres na Terra, eles começaram a interagir entre si e algumas interações foram tão íntimas que um ser vivo começou a viver dentro de outro ser vivo, o que originou as primeiras células eucarióticas (com núcleo definido). Com a citação das células eucarióticas, podemos mencionar a Teoria endossimbiótica que explica o surgimento de algumas organelas presentes nessas células, como a mitocôndria. Essa teoria sugere que algumas organelas foram desenvolvidas a partir de organismos procariontes e endossimbiontes, os organismos endossimbiontes são aqueles que vivem dentro de um organismo secundário, estabelecendo uma relação de simbiose. Acredita-se que esses organismos hospedeiros eram uma espécie de fagócito heterotrófico. Estas novas células, mais poderosas do que as outras devido à presença de organelas, mitocôndrias, entre outros fatores, começaram a novamente se unir, gerando um aglomerado de células. Esse aglomerado permitiu com que a divisão de funções fosse aplicada, ou seja, cada célula começou a ser responsável por algo, além disso, o aglomerado de células foi herói de um novo ciclo: seres multicelulares. Toda esse processo ocorreu dentro dos oceanos e um acontecimento fez com que os seres começassem a sair do mar; a Lua inicialmente era mais próxima da Terra e a tendência é que ela se afaste cada vez mais, sendo assim, durante o afastamento da Lua, a maré começou a baixar, fato que expôs parte dos seres que viviam na superfície e na parte mais rasa do oceano. Um dos momentos mais importantes foi a “dominação” do ambiente terrestre pelas plantas, e isto possibilitou que os animais também tivessem uma expansão. Nossa espécie (Homo) só surgiu há 6 milhões de anos e desde então vem propondo longos avanços tecnológicos graças ao uso do nosso funcional cérebro. O nosso cérebro nem sempre foi tão desenvolvido como é hoje, ele foi se desenvolvendo aos poucos e teve um avanço com o consumo de proteína pelos primeiros Homo Sapiens.


O desenvolvimento do Homo Sapiens racional foi o último acontecimento marcante para a história do nosso Universo, por mais que acontecimentos como o domínio da técnica da agricultura foram realmente muito importantes, para a imensidão do Universo, o que são 12 mil anos?


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS




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