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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.

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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    Respostas
    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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