As dificuldades iniciam-se no big bang, onde a matemática tem dificuldade em arranjar uma fórmula... é a tal singularidade inicial. E nos momentos seguintes temos ainda de "criar" um período inflacionário para que isto comece a fazer algum sentido.
O Big Bang foi descrito por Einstein como tendo partido de uma singularidade inicial. Mas essa é uma solução dada pela teoria da relatividade, que serve muito bem para escalas astronómicas mas que não serve para escalas subatómicas (a nível quântico).
Einstein ao falar de singularidade, afirmava que o universo esteve contido num ponto inicial sem volume, sugerindo portanto uma densidade infinita e também uma energia infinita.
Actualmente, é mais ou menos aceite por todos, a seguinte sequência de acontecimentos:
1. Grande expansão "Big Bang"
2. Surge o tempo dando origem à era de Planck, (t=10^-45s a 10^-35s)
[Fonte: http://www.on.br/site_edu_dist_2006/pdf/modulo5/o_inicio_do_universo_a_era_ planck.pdf]
3. O tempo decorre até ao presente. O universo continua em expansão e passa regir-se pelas leis que nós conhecemos até ao momento, pelo menos onde nos encontramos e à nossa escala.
Ora se a malha espaço-tempo é uma realidade, como poderemos definir volume e densidade antes do próprio tempo existir?!
Aceita-se o tempo como uma 4ª dimensão, um "continuo linear", mas será que antes e na era Plank, o tempo seria mais como uma sucessão de estados ou acontecimentos, isto é descontínuo?!
Apesar do universo nos parecer infinito, ele é quantificável em matéria, anti-matéria, energia, sendo por isso finito. Podemos teoricamente desdobrar tudo em partículas elementares teóricas (quarks).
Existe uma nova teoria alternativa, a qual não é bem uma sequência recorrente de Big Bang / Big Crunch, mas de um Big Bounce "Grande Salto", a diferença é que não é necessário atingir-se uma singularidade, ou melhor, o Big-Bang não surge de um ponto mas de um átomo primordial tornando possível toda uma matemática impossível nessa singularidade. Fala-nos de um universo anterior em contração a que surge o nosso em expansão, mas de uma forma não recorrente, isto é, sem memória, impossível de voltar a acontecer tudo da mesma forma!
Martin Bojowald diz "A eterna recorrência de universos absolutamente idênticos parece ser uma impossibilidade devido à aparente existência de um esquecimento cósmico intrínseco,".
[Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010130070719]
Pois é, de momento os físicos não podem fazer mais que conjecturar possíveis teorias, mas nós precisamos de descobrir algo mais! Isto é, precisamos não só de boas idéias, bons matemáticos, bons programadores que simulem modelos, de novos avanços tecnológicos que permitam comprovar ou eliminar teorias, mas também precisamos de alguma sorte, nomeadamente: estar no sítio certo no momento certo em que ocorram novos fenómenos e que os possamos medir e caracterizar!
A quantidade actual de teorias, modelos, conceitos e suas descrições matemáticas é verdadeiramente estonteante dada a sua complexidade. Apresentam-se conceitos muitas vezes desconexos uns dos outros, como pequenas ilhas de conhecimento ou de suposições, dando a sensação de um enorme oceano universal! Faz pensar, que loucura humana, se tudo na verdade puder ser bem mais simples.
Procura-se encontrar uma teoria que unifique as 4 forças: gravidade, nuclear forte, nuclear fraca e electromagnetismo,
É importante unificar teorias para:
"- Que reduza o número de parâmetros desconhecidos dos nossos modelos (actualmente cerca de 20).
- Que explique porque é que as partículas elementares têm massas tão diferentes entre si.
- Que nos faça perceber porque é que o Universo é feito de matéria e não de anti-matéria.
- Que consiga juntar a gravitação às outras três interacções para as quais temos teorias quânticas.
Actualmente as melhores possibilidades parecem ser:
Super-simetria - Introduz um tipo de simetria que prevê a existência do dobro das partículas que conhecemos actualmente. Esta teoria traz algumas vantagens, como uma porta de entrada para a Unificação com a Gravitação. Até 2010, no novo acelerador LHC poderemos confirmar se esta teoria realmente está certa ou não.
Super-cordas - Finalmente uma teoria que nos diz o que é uma partícula, algo sobre o qual não temos nenhuma ideia até hoje...! Parece muito promissora como forma de juntar a Gravidade às teorias quânticas. Estas são as versões modernas da teoria de Kaluza-Klein (1920), que tentavam juntar o Electromagnetismo com a Gravitação, e que Einstein recusou sempre por requerer que vivamos num Universo com mais do que 3 dimensões!
Teoria-M - Esta é a mais recente proposta da comunidade científica e os desenvolvimentos neste campo multiplicam-se com o passar dos dias. É uma teoria que envolve uma matemática extremamente complicada e que prevê que vivamos num Universo com 11 dimensões! A teoria-M tem o mérito de englobar as teorias de super-cordas e de constituir um quadro de trabalho muito elegante e abrangente. No entanto, tal como as super-cordas, estamos muito longe de poder testar experimentalmente esta teoria. Mas as suas consequências para a Cosmologia, por exemplo, são verdadeiramente notáveis."
[Fonte: http://cftc.cii.fc.ul.pt/PRISMA/capitulos/capitulo1/modulo2/topico5.php]
Nos próximos anos ou décadas muitos caminhos se irão desvendar, permitindo expandir o nosso conhecimento como nunca até agora.
De onde vimos, para onde vamos serão questões a esclarecer, pelo menos em parte!
Que venha a ser ou não o Big Bang baptizado de Big Bounce (Salto), sabemos à partida onde estamos, sabemos decerto que não necessitamos de o encontrar, pois encontramo-lo no presente onde nos encontramos agora mesmo, pois somos todos nós a linha da frente nessa grande bolha universal que se encontra expandindo!
Até quando expandimos?! Ninguém sabe! Podemos até expandir-nos continuamente para sempre! Num universo não recorrente, sem memória, nada o obriga a que volte a suceder tudo de novo..
Resta-nos então continuar com as nossas vidas, desbravando tudo aquilo que conhecemos por vácuo e que não é o mesmo que "espaço-vazio", mas sim todo um mundo preenchido por campos quânticos com o menor estado de energia possível.
