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O universo passou por várias fases distintas. A primeira parte do primeiro segundo é especulativa, mas a física da última parte é bem conhecida para nós. Nos primeiros minutos, os elementos mais leves (hidrogênio e hélio) foram formados.
Nos 380.000 anos seguintes, o universo foi um plasma quente (mas sempre resfriando) de elétrons, núcleos e fótons. Em 380.000 anos, era frio o suficiente para que elétrons e núcleos se combinassem em átomos, em um processo chamado recombinação. Os fótons foram libertados do plasma e o universo se tornou transparente pela primeira vez. Como o universo era opaco antes da recombinação e transparente depois, vemos essa época como uma 'parede', e é conhecido como fundo cósmico de microondas.
O que se seguiu foi um período conhecido como "idade das trevas cósmica". A única luz era a do brilho desbotado do Big Bang, e o assunto era composto pelos elementos primordiais e pela exótica 'matéria escura'. Durante esse tempo, a acumulação gravitacional produziu lenta mas seguramente concentrações cada vez maiores de matéria e, quando estas se tornaram suficientemente densas, reações nucleares puderam se formar e as primeiras estrelas e galáxias nasceram. Eles iluminaram e ionizaram o universo novamente, cerca de 400 a 500 milhões de anos após o Big Bang, no que é conhecido como 'época de reionização'.
A atividade aumentou exponencialmente, culminando na "época do quasar" de 2 a 4 bilhões de anos após o Big Bang, um período frenético de formação de estrelas e galáxias caóticas, interações entre galáxias, quasares de monstros e galáxias de rádio. Essa atividade finalmente começou a cair, embora ainda continue hoje; hoje, a incidência de quasares é mil vezes menor do que no pico da época do quasar. Com 13,7 bilhões de anos, o universo alcançou uma "meia idade digna".
Os 'elementos pesados', como carbono e oxigênio, essenciais para a vida como a conhecemos, são todos produzidos em estrelas, e esse processo está ocorrendo desde que as primeiras estrelas se formaram. Cada geração de estrelas ejeta mais elementos pesados no meio intergaláctico, de modo que a abundância dos elementos pesados se acumula ao longo do tempo.
Quando o Sol e a Terra se formaram, 4,6 bilhões de anos atrás, mais de 8,4 bilhões de anos de formação de estrelas e planetas já haviam ocorrido no universo. A formação estelar ainda ocorre hoje, portanto, no total, houve mais de 13 bilhões de anos de formação estelar e planetária.
Ao aproximar-se agora do nosso planeta, a vida começou pouco depois da formação da própria Terra, entre 3,8 e 3,5 bilhões de anos atrás (bya). Mas para quase metade da idade da Terra, as únicas formas de vida eram microorganismos como bactérias. Formas de vida mais complexas começaram a aparecer cerca de 1 a 2 bya. Os invertebrados, que apareceram cerca de 600 milhões de anos atrás (mia), foram as formas de vida multicelulares mais antigas e os vertebrados apareceram cerca de 500 mia. A vida invadiu a terra cerca de 400 milhões de anos. Os dinossauros dominaram de 240 milhões de anos até a sua extinção 66 milhões de anos e, em seguida, os mamíferos assumiram o controle. Muitas espécies vieram e foram. Nossos parentes vivos mais próximos são os chimpanzés, que se separam de nossa linhagem ancestral 5-6 mya; nossos parentes mais recentes foram extintos.
É incrível pensar como os humanos apareceram recentemente na cena cósmica. Nossa espécie apareceu apenas cerca de 200.000 anos atrás, nossos ancestrais emergiram da África há apenas 50.000 anos, a agricultura começou 10.000 anos atrás e tivemos tecnologia moderna apenas nos últimos 100 anos! Somos recém-chegados ao universo.
Agora sabemos que existem planetas orbitando outras estrelas como o nosso Sol, provavelmente bilhões delas somente em nossa galáxia, e bilhões mais em bilhões de outras galáxias. Dada a enorme escala de tempo do universo, qualquer vida nesses planetas deve ser milhões ou bilhões de anos mais ou menos avançada que a vida na Terra. Se for menos avançado, certamente não será capaz de se comunicar conosco. Se for mais avançado, sua tecnologia provavelmente seria totalmente irreconhecível para nós. No entanto, provavelmente não estamos sozinhos no universo.
É claro que as escalas de tempo discutidas acima cobrem apenas o universo "convencional" do Big Bang até agora. Se havia um multiverso "preexistente", não temos idéia de quanto tempo antes "pode" se estender. E, à medida que a expansão do universo está se acelerando, o futuro do universo pode ser realmente muito longo: trilhões e trilhões de anos.
Peter Shaver obteve um PhD em astrofísica na Universidade de Sydney, na Austrália, e passou a maior parte de sua carreira como cientista sênior no European Southern Observatory (ESO), com sede em Munique. É autor ou co-autor de mais de 250 artigos científicos e editou seis livros sobre astronomia e astrofísica.
