7 de maio de 2013

Como surgiu o primeiro átomo?

Provavelmente você já deve ter se perguntado o que aconteceu milionésimos de segundo após a criação do universo. Sabemos que ele surgiu de uma singularidade (um ponto infinitamente pequeno, quente e denso) e que houve uma expansão inicial, denominada equivocadamente de Big Bang, que aconteceu à aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Após esse momento inicial, aconteceu a “inflação”, período que o universo se expandiu em uma velocidade inimaginável. 

Após a inflação, o ritmo de expansão diminuiu consideravelmente, mas está acelerando novamente desde então, graças à misteriosa força da energia escura. Mas como surgiu a unidade formadora do tudo, o primeiro átomo? Para responder isso, precisamos voltar no tempo, quando o universo tinha frações da sua idade hoje.

Mas antes de falarmos propriamente dos átomos e de suas unidades formadoras, os quarks, precisamos falar sobre as 4 forças forças fundamentais da natureza. Existem 4 forças que permitem a existência de tudo o que existe, são elas: a gravidade, o electromagnetismo, a força nuclear forte e a força nuclear fraca. Elas são responsáveis por “ordenar” o universo, mas na verdade, elas fazem nosso universo ser muito assimétrico, diferentemente de momentos após o seu nascimento. 

Quando o universo tinha apenas uma ínfima fração de segundos de idade, com 1 trilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de segundo (0,000…1 com 44 zeros após a vírgula) a temperatura era tão alta que as 4 forças eram uma só. Nesse período, o universo era perfeitamente simétrico, já que era governado por apenas uma força fundamental.

Agora, já sabendo como era o universo primordial, podemos falar propriamente da matéria. Tudo é composto por átomos, que por sua vez são formados por prótons, nêutrons e elétrons (este último orbita o núcleo do átomo). Os prótons e os nêutrons são formados por quarks (quarks up e down), que são mantidos unidos pelos glúons (que age como se fosse uma cola). Nos instantes iniciais do universo, os átomos não existiam. Havia uma sopa cósmica de quarks, elétrons, fótons e outras partículas subatômicas que não estavam unidas.

Nesse momento, quando os quarks tentavam se unir para formar prótons e nêutrons, eles eram arremessados para longe pelos fótons, que com a altíssima temperatura estavam “descontrolados”. Mas conforme o universo foi se expandindo, sua temperatura foi diminuindo. Assim, somente quando o universo tinha 1 centésimo de segundo de vida, os quarks conseguiram se juntar para formar os prótons e os nêutrons. Somente após cerca de 3 minutos que os núcleos dos átomos se formaram.

Contudo, somente os núcleos de átomos leves conseguiram nascer nesse período, e assim foram formados apenas núcleos de 3 elementos: o hélio, lítio e hidrogênio, todos leves. Mas os elétrons ainda estava sendo arremessados para longe dos núcleos dos átomos pelos mesmos fótons. Somente após aproximadamente 380 mil anos após o Big Bang, o universo apresentava uma temperatura que permitia os elétrons de se unirem com os núcleos e finalmente formarem os primeiros átomos. 

Nesse período, os fótons se “acalmaram”, se tornando o que chamamos hoje de radiação cósmica de fundo. Até a formação dos primeiros átomos, o universo viveu um período denominado Idade das Trevas. Somente após esses 380 mil anos, a luz passou a existir, e as primeiras estruturas do universo começaram a nascer.

10 comentários:

  1. Sou muito ignorante no assunto, mas leitor voraz do blog. Uma questão, a luz não seria o Foton ? como então existiam fótons Mas não Luz?

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    1. Eles sempre encontram uma maneira de complicar o que não podem entender, e acham que apesar de leigos somos também burros .

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    2. Não, não, eles não complicam algo que não podem entender, físicos encontram uma solução para o que não compreendem a partir de várias observações e, após comprovado tais coisas, ela passa a ser a verdade mesmo.

      Respondendo a sua pergunta, o que acontecia para que a "idade das trevas" Não tivesse luz, e pelo fato de que o fóton estava tão carregado e tão energético que seu comprimento de onda era pequeno de mais, assim como um raio UV (ultravioleta), ou os raios-X.
      Como não conseguimos ver estas ondas, para nós aquilo tudo estaria escuro, mesmo que tivesse repleto de ondas.
      Se tiver mais alguma dúvida, eu posso tentar tirá-la.

      OBS: posso estar falando besteira, mas acho que é isso :P

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  2. Radiação cósmica surgiu da onde?

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  3. Como podia haver radiação sem luz???

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    1. As ondas de rádio e TV são formadas por ondas eletromagnéticas q são imperceptíveis a nossa visão. Nossa visão é limitada. não captamos varios comprimentos de onda. Essas ondas transportam energia não necessariamente na forma de luz. Foton são pacotes de energia.

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    https://www.baneh.com
    goodluck

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  5. Não senti uma clareza nestas afiramações, vc disse q no Universo primordial existia apenas uma força, mas como esta força surgiu? E como os fótons e eletrons surgiram?

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  6. Complicado demais educar filhos nos dias de hoje, pois a internet disponibiliza uma infinidade de possibilidades diferente, por isso uso um aplicativo no celular da minha filha que me permite ver tudo que ela esta acessando, tenho gostado muito do programa. https://brunoespiao.com.br/espiao-configurado-remotamente

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