A história da teoria começou com desenvolvimento a partir de observações e considerações teóricas. Grande parte do trabalho teórico em cosmologia envolve extensões e refinamentos ao modelo básico.
Teoria do Estado Estacionário e Big Bang
Lei de Hubble sugere que o universo se expandiu, contradizendo o princípio cosmológico em que quando visto em escalas de distância suficiente grande não há direções ou lugares preferenciais. A ideia permitiu o desenvolvimento de hipóteses para a origem do universo.
Entre 1950 a 1965 o suporte às teorias foi dividido com ligeiro desequilíbrio decorrente do fato de que a teoria do Big Bang poderia explicar a formação e as abundâncias observadas de hidrogênio e hélio, enquanto que o estado estacionário explicaria como foram formadas.
No entanto, a evidência observacional começou a apoiar a ideia de que o universo evoluiu do estado quente e denso. Objetos como quasares e galáxias de rádio foram observados como comuns em grandes distâncias. O estado estacionário previu que as propriedades médias do universo devem ser imutáveis com o tempo.
Big Bang
Além disso, a descoberta cósmica do fundo em microondas de radiação em 1965 foi considerada sentença de morte ao estado estacionário, embora esta previsão tenha sido apenas qualitativa e não conseguiu prever a temperatura exata.
Depois de algumas reformulações o Big Bang tem sido considerado como a melhor teoria da origem da evolução do cosmos. Antes da década de 1960, cosmólogos pensavam que o infinito era denso e fisicamente paradoxal à singularidade no momento de partida do modelo.
Nos anos sessenta, Stephen Hawking e outros pensadores demonstraram que a singularidade da característica essencial da física descritos pela gravidade de Einstein era inviável.
A Teoria
O fato levou à maioria dos cosmologistas a aceitar ideia de que o universo tem idade finita. No entanto, por causa da falta de teoria da gravitação quântica não há como dizer se a singularidade representa ponto de origem real ao universo ou aos processos físicos que governam os processos que fazem o universo ter caráter eterno.
Através dos anos 1970 e 1980 a maioria dos cosmologistas aceitou o Big Bang, mas diversos enigmas permaneceram, inclusive a não descoberta de anisotropias e observações ocasionais que sugeriam desvios do espectro de corpo negro.
Observações COBE
Em 1990, as medições do satélite COBE demostraram que o espectro do CMB 2,725K corresponde ao corpo negro com precisão elevada. Os desvios não excedem duas partes em 100.000.
Isso mostrou que as alegações anteriores de desvios espectrais estavam incorretas e provou que o universo esteve quente e denso no passado uma vez que nenhum outro mecanismo conhecido produziu corpo negro com alta precisão.
Avanços na cosmologia do Big Bang foram feitos no final de 1990 e início do século XXI como resultado da evolução da tecnologia do telescópio em combinação com grandes quantidades de dados de satélite, como o Hubble.
Em 1998, as medições de supernovas distantes indicaram que a expansão do universo estava acelerando, fato apoiado por outras observações, incluindo às terrestres e pesquisas de grandes galáxias.
De 2003 a 2010, o WMAP tirou fotos detalhadas do universo por meio da radiação cósmica de fundo em microondas. As imagens podem ser interpretadas para indicar que o universo tem 13,7 bilhões de anos.
Nenhuma outra teoria cosmológica pode ainda explicar o vasto leque de parâmetros observados a partir da relação das abundâncias elementares primordiais para a estrutura do fundo cósmico de microondas no universo.
Grande parte do trabalho atual na cosmologia inclui a compreensão de como as galáxias se forma no contexto do Big Bang. A compreensão do que aconteceu nos primeiros eventos após o Big Bang concilia as observações com a teoria básica.
Os cosmólogos continuam a calcular parâmetros do Big Bang ao novo nível de precisão e realizam observações detalhadas para fornecer pistas sobre a natureza da energia e matéria escura, testando a teoria da Relatividade Geral em escalas cósmicas.
Filosofia Medieval: Características Universais
Na filosofia medieval havia excesso de debate sobre se o universo era finito ou infinito. A filosofia de Aristóteles considerou que passado infinito, o que causou problemas para os medievais judeus e filósofos islâmicos incapazes de conciliar a visão aristotélica com as observações. Como resultado, variedade de argumentos lógicos para o universo finito foi desenvolvido por John Philoponus, Al-Kindi, Saadia Gaon, Al-Ghazali, Immanuel Kant, entre outros.
Um Pouco de História
Em 1610, Johannes Kepler usou o céu escuro da noite para defender teorias do universo finito. Setenta anos depois foi vez de Isaac Newton descrever movimento em grande escala no sistema.
A descrição de universo que se expandiu e contraiu de forma cíclica foi apresentada pela primeira vez em um poema publicado em 1791, por Erasmus Darwin (parente de Charles Darwin). Edgar Allan Poe apresentou sistema cíclico similar no ensaio intitulado Eureka. De fato não consiste em trabalho com gênero científico, mas o autor parte de princípios metafísicos para explicar o universo usando conhecimentos físicos e astronômicos contemporâneos.
Observações na década de 1910 determinaram que as nebulosas espirais foram afastadas da Terra. Slipher utilizou espectroscopia para investigar os períodos de rotação dos planetas e composição de atmosferas planetárias.
Também na mesma década a teoria da relatividade não admitiu soluções estáticas cosmológicas dadas às premissas básicas da cosmologia descrita nos fundamentos teóricos do Big Bang.
O universo foi descrito como tensor métrico. O resultado, vindo da avaliação das equações de campo da teoria geral, considerou que a formulação das equações de campo da teoria geral pode ser errada. Constante cosmológica foi adicionada para corrigir a ideia.
Esta constante iria restaurar a descrição da teoria geral do espaço-tempo como tensor invariante métrico para a existência do tecido no espaço. Primeira pessoa que aplicou com seriedade a relatividade geral à cosmologia sem constante cosmológica de estabilização foi Alexander Friedmann.
Friedmann derivou a solução universal em expansão às gerais equações de campo da relatividade em 1922. No ano de 1927, o padre belga católico Georges Lemaître propôs modelo de expansão para o universo para explicar observações nebulosas espirais e previu a Lei de Hubble.
Ele baseou a teoria no trabalho de Einstein, independente das equações derivada de Friedmann para o universo em expansão.
Artigo Escrito por Renato Duarte Plantier
