As Origens Cosmológicas

As origens da Cosmologia são desconhecidas, mas pode-se imaginar que desde tempos remotos, o mais primitivo ser humano se interessou em observar fenômenos que ocorriam a sua volta e tentar compreendê-los. Atraído inicialmente pelos fenômenos que mais interferiam em sua vida como as variações alternadas de claridade e escuridão, as variações de temperatura e clima. Todas associadas ao deslocamento do Sol em relação ao horizonte. Observava também fenômenos celestes como as fases da Lua, os eclipses, o aparecimento de cometas e de vários outros fenômenos da natureza.

A falta de conhecimento sobre a verdadeira natureza do cosmos deve ter produzido no homem primitivo um sentimento de curiosidade, admiração e temor, levando-o a acreditar na natureza divina dos corpos celestes. Para muitos povos do passado, os astros eram verdadeiros deuses, e para outros, símbolos de divindades atribuindo a estes a influência sobre a vida na Terra. Os homens dessa época, que melhor interpretavam estes fenômenos celestes, formavam elites sacerdotais que dominavam e determinavam os costumes destes povos.

Com sua evolução, o homem começou a utilizar as estrelas e as “estrelas errantes”, (denominação dada aos planetas na época) para sua orientação em viagens. Por volta do ano 6000 a.C. aconteceu a transição entre a civilização nômade e a sedentária com o surgimento da agricultura. Desta forma, as comunidades requeriam conhecer em que época do ano poderiam semear e em qual colher, e assim como prever os fenômenos metereológicos.

Observando constantemente o Sol, a Lua, as estrelas, asteroides, planetas e cometas, o homem notou uma regularidade de ocorrência de vários fenômenos, que lhe permitia marcar ou medir a passagem do tempo, e juntamente com a construção dos primeiros relógios de areia, estabeleceu os primeiros calendários tão necessários a suas atividades agrícolas. Em suas observações pode criar métodos para determinar a sua posição na superfície da Terra por meio das posições dos astros, o início das estações do ano, bem como prever fenômenos que ocorriam com os corpos celestes. Assim, as estrelas guiavam os caminhos aos nômades e marinheiros, ao agricultor as fases da Lua e a viagem anual do Sol indicavam a época de semear.

No começo das civilizações alguns homens se dedicaram por completo a estudar os mistérios que cercam o Universo. Tem-se assim uma fase de transformação dos conceitos místicos e mitológicos, dando origem ao nascimento da investigação científica ligada as suas necessidades cotidianas e curiosidade intelectual.

Quanto ao Universo, o ser humano passa a perguntar: Do que é feito? Como surgiu? Como terminará? Prova disto são as múltiplas respostas dadas a estas perguntas ao longo do tempo e que em conjunto, constituem a história do pensamento cosmológico.

O que é Cosmologia

Desde os tempos mais remotos o ser humano procura formas conceituais e filosóficas para descrever a vida e o cosmos.

Cosmos é o termo usado para designar o Universo em seu conjunto, a estrutura universal em sua  totalidade, desde o microcosmos ao macrocosmos. É a totalidade de todas as coisas, desde o Universo ordenado, as estrelas, até as partículas subatômicas.
Assim, ao olhar o céu em uma noite sem nuvens e distante das luzes da cidade, é inevitável a sensação de vastidão e encanto que o cosmos proporciona. Inúmeras estrelas distantes pontuam o firmamento e ao observar com mais atenção percebe-se uma faixa leitosa que atravessa o céu (foto). Esta faixa é a projeção de um grande número de estrelas na direção do plano galáctico, e não permite a identificação individual das estrelas. Esta aparência leitosa dá origem ao nome de nossa galáxia, a Via Láctea, uma entre os bilhões de galáxias existentes no Universo.
Diante deste cenário grandioso e encantador é natural surgir as indagações: Do que é feito o Universo? O Universo é finito ou infinito? O Universo terá um fim? Teve um início? A procura por tais respostas através de teorias e explicações que buscam reconstruir uma realidade do mundo dá origem a uma área do conhecimento humano denominada Cosmologia. Assim, a Cosmologia é a ciência que estuda a estrutura, a evolução e a composição do Universo.

Entende-se por Ciência o conjunto de conhecimentos que faz o uso do método científico baseado em um conjunto de observações que resultam em um modelo capaz de fazer previsões que podem ser testadas experimentalmente. Um dos muitos exemplos do método científico é a Teoria da Gravitação Universal desenvolvida por Isaac Newton (1642 − 1727), que usou as observações de Tycho Brahe (1546 − 1601) e Johannes Kepler (1571 − 1630) para elaborar um modelo cujas previsões foram verificadas muitas vezes, e possibilitou, por exemplo, na descoberta dos planetas Urano e Plutão.

O estudo da estrutura do Universo busca responder a questões relativas à forma e à organização da matéria nele contida. Uma unidade de distância apropriada a este estudo é o ano-luz, definido como a distância que a luz percorre em um ano. A velocidade da luz no vácuo é de aproximadamente 300 mil quilômetros por segundo, ou seja, um ano-luz equivale a cerca de 10 trilhões de quilômetros. Outra unidade relacionada ao ano-luz e também muito usada é o parsec1 que equivale a 3, 26 anos-luz2 .

A evolução do Universo é a sua história, ou seja, suas diferentes fases. Neste sentido, uma das maiores descobertas do século XX, foi sem dúvida, o fato de que o Universo está em expansão. Por muito tempo, tinha-se a idéia que, descontado o movimento aparente das estrelas devido à órbita da Terra ao redor do Sol, o Universo seria estático, ou por assim dizer, imutável. Por não ser estático, o Universo evolui e tem sua própria historia. Pensando na evolução e estagio atual do Universo, ao retroceder no tempo percebe-se que no passado as galáxias estavam mais próximas umas das outras. O Universo era menor, mais denso e mais quente. Isto conduz ao fato de que o Universo começou sua evolução a partir de um estado extremamente quente e denso, sofrendo varias modificações até adquirir a forma atual.
Observações indicam que o Universo é organizado de uma maneira hierárquica até uma escala de tamanho de 300 milhões de anos-luz. Estrelas formam galáxias, galáxias formam aglomerados
de galáxias e aglomerados de galáxias formam superaglomerados de galáxias. Em escalas bem maiores de 100 milhões de parsecs, há evidências de que o Universo seja homogêneo ou uniforme, isto é, não apresenta, na média, regiões muito diferentes.

Por fim a composição do Universo busca responder a questões sobre do que este é feito, sua constituição e matéria prima. Para explicar a composição do Universo temos que deduzi-la a partir de observações realizadas por instrumentos na Terra ou em sua orbita. Uma primeira tentativa seria pensar que o Universo é feito dos mesmos elementos que estão presentes em nosso planeta: átomos, fótons e neutrinos.
O pensamento de que o Universo era feito dos mesmos elementos presentes em nosso planeta foi por muitos anos um paradigma científico. No entanto, os avanços tecnológicos e o desenvolvimento da Cosmologia mostraram que apenas 5% do Universo seria composto por átomos. Outra fração menor ainda corresponderia a fótons e neutrinos. Assim, a maior parte do Universo não possui a mesma composição que nosso planeta. Observações e estudos a respeito do Universo também revelaram que o peso das galáxias “ou mais precisamente, a quantidade de massa”, é cerca de 100 vezes maior que o peso de todas as estrelas somadas. Desta maneira, existe na galáxia um tipo de matéria que não irradia luz, denominada matéria escura.

Importante destacar que somos a geração com capacidade tecnológica para estudar cientificamente o Universo, graças ao desenvolvimento de instrumentos de alta precisão, que fornecem informações detalhadas e precisas. Essas informações produzem resultados surpreendentes, e fazem com que atravessemos uma fase fascinante na Cosmologia produzindo novas descobertas.

 (1) Parsec é a distancia que se encontra uma estrela cuja paralaxe (angulo sob o qual o raio de orbita terrestre é visualizado perpendicularmente ao seu raio visual) é igual a 1 segundo de arco.

(2) Para se ter noção de distancia usando a velocidade da luz: Temos que o perímetro da Terra é de aproximadamente 1 décimo de segundo-luz; a distancia da Terra ao Sol é de 8 minutos-luz; a estrela mais próxima, Alfa Centauro, está a 4, 2 anos-luz; a galáxia mais próxima, Andrômeda, se encontra a 2 milhões de anos-luz.