ORIGEM DO UNIVERSO E DO SISTEMA SOLAR

1. ORIGEM DO UNIVERSO E DO SISTEMA SOLAR

As ideias de eternidade e perfeição parecem fascinar o ser humano, talvez por isso nossos antepassados viam o universo como uma manifestação divina.

Com a prova de que o universo está em constante expansão, concluiu-se que houve um momento em que ele estava comprimido em um volume diminuto e em condições físicas inimagináveis, reunindo toda matéria e energia do universo. Retrocedendo no tempo com a mesma constante de expansão, o tempo necessário para que o universo retorne ao ponto de máxima concentração, situado pelas estimativas mais confiáveis entre 13 e 14 bilhões de anos.

Subitamente surgiu a grande expansão (Big Bang), processo que persiste até hoje. A dúvida é se esse processo persistirá para sempre ou cessará no futuro, podendo dar origem a um processo recessivo e novo colapso ao estado denso (Big Crunch).

Havendo massa suficiente a força gravitacional deverá diminuir a velocidade de expansão até anular-se, e em seguida ele devera implodir sobre si mesmo. Isso ocorrerá se o universo for fechado, ou seja, a densidade média for superior a 6,5.10-30 g/cm3, daqui a dezenas de bilhões de anos. Toda matéria estará reunida em um ponto pequeno de densidade extremamente alta, virtualmente infinita, onde matéria e energia seriam indistinguíveis, não haveria espaço em seu entorno e o tempo não teria sentido.

Se o universo for aberto, ou seja, a densidade média menor que 6,5.10-30 g/cm3, o universo expandirá eternamente. As observações indicam que a densidade da matéria visível é cerca de 100 vezes menor que o valor critico, indicando que o universo continuará em expansão indefinida. Entretanto, é difícil medir essa densidade em virtude da existência da chamada matéria escura, virtualmente invisível, composta por neutrinos e outras partículas desconhecidas que interagem com a matéria conhecida pela força da gravidade, podendo esta estar presente no universo em quantidade superior à da matéria visível, e nesse caso a densidade média poderia superar o valor critico, apontando para um universo fechado.

A expansão do universo não se dá através do aumento da distância entre as estrelas de uma galáxia, e nem a distância entre as galáxias de um aglomerado, visto que estas estão ligadas entre si pela ação da gravidade. A expansão do universo significa que está aumentando continuamente a distância entre os aglomerados de galáxias que não estão suficientemente ligados pela atração gravitacional.

Com pouco menos de 1 milhão de anos de vida, a temperatura do Universo encontrava-se em cerca de 2.727 °C transparente e constituído por 74% de H e 26% de He além de quantidades diminutas de Li e Be.

As estrelas e galáxias se formaram quando o resfriamento permitiu que a matéria se confinasse em imensas nuvens de gás (nebulosas). Estas entraram em colapso gravitacional e seus núcleos se aqueceram, levando à formação das primeiras estrelas.

1. Origem do sistema solar e do planeta terra

De acordo com a teoria atualmente aceita sobre a origem do sistema solar, o material interestelar, situado nos braços espirais da Via Láctea entrou em colapso e foi condensado. O colapso gradual desse material, com cerca de 90% de sua massa concentrada na parte central da nuvem, sob influência da gravidade, foi achatado e começou a rodar em sentido anti-horário. A rotação e a concentração do material interestelar continuaram e, então deram origem ao Sol embrionário (protossol), mas ainda circundado por uma turbulenta e giratória nuvem de partículas chamada nebulosa solar.

A nebulosa solar, composta por gás e poeira cósmica, com composição química correspondente à abundancia solar dos elementos (Tabela 1), tinha formato de um disco achatado, em lenta rotação. Quando o Sol iniciou a fusão nuclear, a região interna mais quente iniciou um resfriamento gradativo e parte do gás incandescente condensou-se em partículas sólidas, iniciando o processo de acresção planetária, mediante colisões entre partículas, guiadas pela atração gravitacional.

Tabela 1. Abundancia solar dos elementos.

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Valores em átomos/106 átomos de silício. Para cada átomo de silício existem 2.720 átomos de hidrogênio.

Enquanto os planetas estavam crescendo, o material atraído para o centro da nebulosa também aglutinou, colapsou e foi aquecido a vários milhões de graus pela compressão gravitacional. O resultado disso foi o nascimento de uma estrela, o nosso Sol.

Nas proximidades do protossol (Sol no início de sua formação) a temperatura elevada vaporizava até grãos sólidos, e apenas os elementos de elevado ponto de fusão teriam condições de resistir. Os sólidos de elementos menos densos, gelo, amônia, metano e outros, seriam vaporizados nas regiões próximas do protossol.

Provavelmente formaram-se anéis com concentração de maior material sólido, separados por espaços com menos concentração. À medida que ocorreu o resfriamento, o material dos anéis foi se concentrando em corpos com dimensões de 1 quilómetro (planetésimos), posteriormente se transformaram em corpos maiores (protoplanetas) e finalmente atraíram todo material sólido que girava nas proximidades, dando origem aos planetas.

Durante o processo de aglutinação, partículas sólidas, liquidas e gasosas começaram a se acumular em massas cada vez maiores (chamadas planetesimais) que eventualmente se tornaram planetas.

Quando o Sol se tornou uma estrela, gerando energia pela fusão nuclear, a radiação e o vento solar arrastaram a matéria gasosa remanescente para longe. Os planetas mais próximos se aqueceram e suas atmosferas primitivas foram dissipadas.

Segundo modelos teóricos, em cerca de 100 milhões de anos poderia ter-se acumulado 97-98% do material que constitui hoje o planeta Terra.

Todos os objetos que compõem o sistema solar foram formados da mesma matéria (nebulosa solar) e na mesma época. O sol representa 99,8% da massa do sistema solar, com os planetas girando ao seu redor.