Uma relíquia do Big Bang, a radiação cósmica de fundo

Mapa da radiação cósmica de fundo. Fonte: Planck/ESA

O trabalho dos cosmólogos é tentar contar a história do universo usando evidências científicas e para tanto eles contam com uma “fotografia” tirada quando o universo tinha apenas 300 mil anos! Esta relíquia é a chamada radiação cósmica de fundo, um dos dados mais importantes para o estudo do universo primordial. Conheça um pouco mais neste texto!

Momentos após o Big Bang, partículas muito energéticas permeiam o universo na forma de um plasma. Nesta época, o universo é opaco para fótons, isto é, uma partícula de luz não consegue percorrer grandes distâncias sem sofrer colisões com outras partículas.

Os fótons são as partículas que intermediam a força eletromagnética e portanto interagem com todas as partículas com carga elétrica. Após a nucleossíntese, o universo é constituído basicamente de prótons, nêutrons, elétrons e núcleos de hélio. Não temos átomos completos, pois a ligação dos elétrons com núcleos atômicos não é estável devido à alta energia.

A temperatura do universo vai caindo à medida que ele se expande. 300 mil anos após o Big Bang, esta queda de energia é suficiente para permitir que elétrons se liguem aos núcleos de forma estável. Essa etapa na evolução do universo é conhecida como recombinação e cria os primeiros átomos dos universo. O hidrogênio que está na água que você bebe foi criado nesta época!

Com essa mudança drástica na composição do universo, passamos para um universo transparente para luz! Os fótons desacoplam do plasma primordial, podendo caminhar livremente por grandes distâncias. Estes fótons são a radiação cósmica de fundo e podemos detectá-los até hoje. Como o universo continua em expansão, essa radiação continuou perdendo energia por toda a evolução do universo. Atualmente se apresenta na forma de microondas, que são capturadas por alguns satélites especializados como o telescópio Hubble (NASA) e o satélite Planck (ESA). Elas podem ser detectadas independente da direção em que apontamos o telescópio, mas apresentam pequenas diferenças de temperatura.

Com estas diferenças é possível criar um mapa que possui informações da época que os fótons desacoplam no universo. Esse mapa é como uma fotografia do universo jovem e corretamente interpretado pode dizer a composição do universo, sua idade, taxa de expansão e muito mais! Sendo uma inestimável relíquia do Big Bang para o estudo deste fascinante universo.