Capítulo VII

 

O PROBLEMA DA INFLAÇÃO

 

“Os limites da ciência são como o horizonte;

quanto mais deles nos aproximamos, mais eles recuam.”

- Bacon -

 

 

     Inicialmente suponha-se que o Big Bang teria ocorrido como sendo uma enorme explosão que libertou imensa energia. Só que a explosão inicial não explicava a existência da Homogeneidade verificada posteriormente pela radiação cósmica de fundo. Para justificar este facto Alan Guth teve a ideia de introduzir um novo conceito, a inflação. Esta expansão inflacionária ultra-rápida encarregar-se-ia de homogeneizar o Universo todo por igual. A teoria da inflação é necessária para explicar a homogeneidade inicial do Universo, caso contrário, o Universo não teria tido tempo suficiente para se uniformizar.

     A era de inflação conduziu a uma estranha forma de comportamento do Universo, de tal modo que este período tem levantado muitas questões e continua à espera de esclarecimentos. Pois, receia-se que possa voltar a existir um novo período de inflação.

     Os Cosmólogos procuram compreender como é que durante a primeira fracção de segundo do nascimento do Universo, imediatamente após a explosão do Big Bang, a expansão do Universo adquiriu valores elevadíssimos, ultrapassando mesmo a velocidade da luz!

     O Universo observável, o próprio tecido do espaço e do tempo, terá dilatado enormemente, em valores bastante superiores do que aqueles calculados hoje sobre a expansão do Universo. Durante o período de tempo em que durou a inflação, o Universo duplicou de tamanho a cada 10-35 segundos. Duplicou-se, portanto, centenas de vezes; daí resultando que o seu volume cresceu pelo menos 1050 vezes, ao mesmo tempo que a temperatura caía na vertical, de 1028 K para 1023 K.

     Será que conseguiremos explicar o porquê de ter ocorrido a inflação?! E igualmente o porquê de esta ter cessado?!

     Os dados mostram-nos que o período de inflação não ocorreu em simultâneo com a explosão do Big Bang, mas sim umas fracções de segundos mais tarde.

     Como podem constatar por este gráfico que nos mostra a evolução do raio do Universo imediatamente após ter ocorrido o Big Bang, verifica-se que no início a explosão foi regular e linear. Posteriormente é que ocorreu a expansão inflacionária, exactamente neste momento aqui:

 

 

- Era Inflacionária -

Relação do raio do Universo com a temperatura

 

     O que foi que terá desencadeado esta inflação?!

     Este período pode parecer estranho. Mas talvez não seja assim tão estranho como pensamos …

    Mais uma vez, partindo da hipótese de que no início do Universo não existia Gravidade, isto é, supondo que inicialmente não haveria influência gravitacional, a explosão inicial teria começado por se expandir regularmente; mas sem qualquer factor de contracção exercido por forças gravitacionais, esta explosão iria, certamente, expandir-se continuamente.

     Façamos agora uma analogia:

     Quando um gás se expande, a densidade relativa do gás deixa de ser constante, pois esse gás é obrigado a distribuir-se por um volume cada vez maior. E essa densidade, ou seja, a quantidade de partículas presentes por unidade de volume, vai sendo cada vez menor e o gás vai ficando cada vez mais rarefeito, mais vazio, cada vez mais vazio até ficar praticamente preenchido por vácuo.

     No início da expansão do Universo ocorreu um processo semelhante. Eliminando esta variável, a influência gravitacional, o Universo era livre de se expandir à vontade e rapidamente. Ao mesmo tempo que a densidade ia reduzindo drasticamente; chegando a um ponto em que a densidade presente por unidade de volume era quase zero. Se esta expansão não cessar, a barreira do zero é transposta e o Universo atinge uma densidade negativa. Esta densidade negativa conduz a um momento muito crítico: Revela a energia do Falso Vácuo.

     Assim que o Universo entra neste falso vácuo, abre as portas a uma enorme quantidade de energia. É essa enorme quantidade de energia que entra e desencadeia a inflação.

     Mas o nosso Universo não permite densidades negativas e, como tal, a energia repulsiva do falso vácuo é instável e por isso decai rapidamente. A porta que o Universo abriu tem de ser rapidamente fechada. Assim que entra energia suficiente para repor uma densidade positiva, para valores logo acima do zero, a inflação termina, cessando automaticamente.

     O período de inflação durou realmente muito pouco tempo, alguns micros- segundos … fascinante!

     3ª Pista: A ausência de Gravidade conduz a densidades negativas.  

     Os cosmólogos podem ficar descansados, provavelmente não haverá mais nenhum período de inflação neste Universo.