Do Big Bang aos Primeiros Organismos Complexos

 

De acordo com o consenso da ciência, o universo teve início com o Big Bang há aproximadamente 13,8 bilhões de anos. O Big Bang não foi uma explosão no espaço vazio, mas o momento em que o próprio espaço começou a se expandir rapidamente a partir de um estado extremamente quente e denso, dando origem ao tempo, à matéria e à energia.

Nos primeiros instantes ocorreu uma expansão acelerada chamada inflação cósmica. Logo depois formaram-se quarks, elétrons e neutrinos. O quark é uma partícula que forma os prótons e nêutrons, nunca existindo de forma isolada na natureza. O elétron é uma partícula com carga elétrica negativa que orbita os núcleos atômicos e é responsável pela eletricidade, pelas reações químicas e pela luz visível. O neutrino é uma partícula quase sem massa e sem carga elétrica, que interage de forma extremamente fraca com a matéria. Essas três partículas são chamadas de fundamentais porque são as menores unidades de matéria que conhecemos atualmente e não podem ser divididas em partes menores. Elas funcionam como os tijolos básicos de tudo que existe no universo e possuem propriedades diferentes de massa, carga e tipo de interação, o que permite que sejam identificadas e estudadas em experimentos de física de partículas.

Nos primeiros três minutos após o Big Bang, prótons e nêutrons se uniram formando os núcleos de hidrogênio e hélio. Durante centenas de milhares de anos o universo permaneceu em um estado de plasma ionizado e opaco. Os fótons eram constantemente espalhados pelos elétrons livres, impedindo que a luz viajasse longas distâncias. Só quando a temperatura caiu para cerca de 3.000 Kelvin, aproximadamente 380 mil anos após o Big Bang, os elétrons conseguiram se ligar aos núcleos atômicos, formando os primeiros átomos neutros. Esse processo é chamado de recombinação. Com a formação dos átomos neutros, praticamente não restaram mais elétrons livres para espalhar a luz. Os fótons puderam, então, viajar longas distâncias sem interferência, tornando o universo transparente. Nesse momento os fótons se desacoplaram da matéria e começaram a se propagar livremente pelo cosmos. Esses fótons são os mesmos que hoje observamos como a radiação cósmica de fundo em microondas, resfriada pela expansão do universo até a temperatura atual de 2,725 Kelvin. Essa radiação é chamada de cósmica porque vem de todo o universo e preenche todo o espaço como um fundo uniforme. Ela é chamada de micro-ondas porque, ao longo de bilhões de anos, a expansão do universo esticou seu comprimento de onda até a faixa das micro-ondas.

A partir daí, o universo continuou se expandindo e esfriando. Durante um longo período conhecido como Idade das Trevas, não havia ainda estrelas nem fontes de luz. Com o passar do tempo, a força da gravidade começou a atuar sobre as nuvens de hidrogênio e hélio, fazendo com que o gás se concentrasse em regiões mais densas. Entre 100 e 400 milhões de anos após o Big Bang, formaram-se as primeiras estrelas. Essas estrelas eram muito massivas, quentes e de vida curta. Elas produziram os primeiros elementos mais pesados e emitiram luz, encerrando a Idade das Trevas cósmica. Com o tempo, essas estrelas se agruparam devido à gravidade, dando origem às primeiras galáxias. A Via Láctea, nossa própria galáxia, começou a se formar há cerca de 10 a 13 bilhões de anos, crescendo aos poucos pela atração de gás e de outras galáxias menores.

Muito tempo depois, há aproximadamente 4,6 bilhões de anos, uma nuvem de gás e poeira colapsou e formou o Sistema Solar, com o Sol no centro e os planetas ao seu redor. A Terra se formou há cerca de 4,54 bilhões de anos através do processo de acreção de materiais rochosos e metálicos. Nos seus primeiros milhões de anos, a Terra era um planeta extremamente quente, com uma superfície coberta por oceanos de magma. Aos poucos ela foi resfriando, permitindo que a água se condensasse e formasse os oceanos, enquanto uma atmosfera primitiva começava a se desenvolver.

Com o passar do tempo, a Terra entrou em um período mais estável. Há cerca de 3,5 a 4 bilhões de anos surgiram as primeiras formas de vida no planeta, provavelmente organismos unicelulares simples, como bactérias e arqueias, que viviam nos oceanos. Durante bilhões de anos, a vida permaneceu majoritariamente microbiana. Por volta de 2,4 bilhões de anos atrás ocorreu o Grande Evento de Oxigenação, quando cianobactérias começaram a produzir oxigênio em grande quantidade, transformando lentamente a atmosfera da Terra. Isso permitiu, muito tempo depois, o surgimento de organismos mais complexos.