O que aconteceu antes do Big Bang? A resposta convencional a essa pergunta é geralmente: "Não existe algo como 'antes do Big Bang'". Esse foi o evento que iniciou tudo. Mas a resposta certa, diz o físico Sean Carroll, é: "Nós simplesmente não sabemos". Carroll, assim como muitos outros físicos e cosmólogos, começaram a considerar a possibilidade de tempo antes do Big Bang, bem como teorias alternativas de como nosso universo surgiu. Carroll discutiu esse tipo de "pesquisa especulativa" durante uma palestra na American Astronomical Society Meeting na semana passada em St. Louis, Missouri.
"Este é um momento interessante para ser um cosmologista", disse Carroll. “Somos abençoados e amaldiçoados. É uma era de ouro, mas o problema é que o modelo que temos do universo não faz sentido ".
Primeiro, há um problema de inventário, no qual 95% do universo não é contabilizado. Aparentemente, os cosmólogos resolveram esse problema inventando matéria escura e energia escura. Mas porque "criamos" a matéria para ajustar os dados não significa que entendemos a natureza do universo.
Outra grande surpresa sobre o nosso universo vem dos dados reais da sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), que estuda o Cosmic Microwave Background (CMB), o "eco" do Big Bang.
“O instantâneo do WMAP de como o universo primitivo parecia mostra que é quente, denso e suave [baixa entropia] em uma ampla região do espaço”, disse Carroll. "Não entendemos por que esse é o caso. Essa é uma surpresa ainda maior que o problema de inventário. Nosso universo simplesmente não parece natural. " Carroll disse que os estados de baixa entropia são raros, além de todas as possíveis condições iniciais que poderiam ter evoluído para um universo como o nosso, a maioria esmagadora tem uma entropia muito maior, e não menor.
Mas o fenômeno mais surpreendente sobre o universo, disse Carroll, é que as coisas mudam. E tudo acontece em uma direção consistente do passado para o futuro, em todo o universo.
"Chama-se flecha do tempo", disse Carroll. Essa flecha do tempo vem da segunda lei da termodinâmica, que invoca entropia. A lei afirma que, invariavelmente, sistemas fechados passam da ordem para a desordem ao longo do tempo. Esta lei é fundamental para a física e a astronomia.
Uma das grandes questões sobre as condições iniciais do universo é por que a entropia começou tão baixo? "E a baixa entropia perto do Big Bang é responsável por tudo sobre a flecha do tempo", disse Carroll. "Vida e morte, memória, o fluxo do tempo." Os eventos acontecem em ordem e não podem ser revertidos.
"Toda vez que você quebra um ovo ou derrama um copo de água, faz cosmologia observacional", disse Carroll.
Portanto, para responder às nossas perguntas sobre o universo e a flecha do tempo, podemos precisar considerar o que aconteceu antes do Big Bang.
Carroll insistiu que essas são questões importantes em que pensar. "Isso não é apenas teologia recreativa", disse ele. “Queremos uma história do universo que faça sentido. Quando temos coisas que parecem surpreendentes, procuramos um mecanismo subjacente que torne compreensível o que era um quebra-cabeça. O universo de baixa entropia é pista de algo e devemos trabalhar para encontrá-lo. ”
No momento, não temos um bom modelo do universo, e as teorias atuais não respondem às perguntas. A relatividade geral clássica prevê que o universo começou com uma singularidade, mas não pode provar nada até depois do Big Bang.
A teoria da inflação, que propõe um período de expansão extremamente rápida (exponencial) do universo durante seus primeiros momentos, não ajuda, disse Carroll. “Isso só piora o problema da entropia. A inflação requer uma teoria das condições iniciais. ”
Também existem outros modelos por aí, mas Carroll propôs e parecia favorecer a ideia de multi-universos que continuam criando universos "bebês". "Nosso universo observável pode não ser a história toda", disse ele. "Se fazemos parte de um multiverso maior, não há estado de equilíbrio de entropia máxima e a entropia é produzida através da criação de universos como o nosso".
Carroll também discutiu novas pesquisas que ele e uma equipe de físicos fizeram, analisando novamente os resultados do WMAP. Carroll e sua equipe dizem que os dados mostram que o universo é "desigual".
As medições do WMAP mostram que as flutuações no fundo do microondas são cerca de 10% mais fortes em um lado do céu do que no outro.
Uma explicação para esse "universo pesado de um lado" seria se essas flutuações representassem uma estrutura que sobrara do universo que produziu nosso universo.
Carroll disse que tudo isso seria ajudado por uma melhor compreensão da gravidade quântica. “Flutuações quânticas podem produzir novos universos. Se a flutuação térmica em um espaço silencioso puder levar a universos bebês, eles terão sua própria entropia e poderão continuar criando universos. ”
É verdade - e Carroll enfatizou esse ponto - qualquer pesquisa sobre esses tópicos é geralmente considerada especulação no momento. "Nada disso é coisa firmemente estabelecida", disse ele. “Eu apostaria até dinheiro que isso está errado. Mas espero poder voltar daqui a 10 anos e dizer que já descobrimos tudo. "
É certo que, como escritor, tentar encapsular a conversa e as idéias de Carroll em um pequeno artigo certamente não lhes faz justiça. Confira a opinião de Carroll sobre essas noções e muito mais em seu blog, Cosmic Variance. Leia também um ótimo resumo da palestra de Carroll, escrita por Chris Lintott para a BBC. Estou refletindo sobre a palestra de Carroll há mais de uma semana e contemplando o início dos tempos - e mesmo que possa haver tempo antes do tempo - foi uma semana interessante e cativante. Se esse tempo me trouxe para frente ou para trás no meu entendimento, ainda está para ser visto!
