O universo está cheio de bilhões de galáxias e trilhões de estrelas, juntamente com um número quase incontável de planetas, luas, asteróides, cometas e nuvens de poeira e gás - todos rodando na vastidão do espaço.
Mas se ampliarmos, quais são os elementos básicos desses corpos celestes e de onde eles vieram?
O hidrogênio é o elemento mais comum encontrado no universo, seguido pelo hélio; juntos, eles compõem quase toda a matéria comum. Mas isso representa apenas uma pequena fatia do universo - cerca de 5%. Todo o resto é feito de coisas que não podem ser vistas e só podem ser detectadas indiretamente.
Principalmente hidrogênio
Tudo começou com um Big Bang, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, quando a matéria super quente e densamente empacotada subitamente e rapidamente se expandiu em todas as direções ao mesmo tempo. Milissegundos depois, o universo recém-nascido era uma massa pesada de nêutrons, prótons, elétrons, fótons e outras partículas subatômicas, agitando cerca de 100 bilhões de graus Kelvin, segundo a NASA.
Todo pedaço de matéria que compõe todos os elementos conhecidos na tabela periódica - e todo objeto no universo, de buracos negros a estrelas massivas a manchas de poeira espacial - foi criado durante o Big Bang, disse Neta Bahcall, professor de astronomia. no Departamento de Ciências Astrofísicas da Universidade de Princeton, em Nova Jersey.
"Nós nem conhecemos as leis da física que teriam existido em um ambiente tão quente e denso", disse Bahcall à Live Science.
Cerca de 100 segundos após o Big Bang, a temperatura caiu para 1 bilhão de graus Kelvin. Aproximadamente 380.000 anos depois, o universo havia esfriado o suficiente para que prótons e nêutrons se unissem e formassem lítio, hélio e o isótopo hidrogênio deutério, enquanto elétrons livres estavam presos para formar átomos neutros.
Como havia tantos prótons circulando no universo primitivo, o hidrogênio - o elemento mais leve, com apenas um próton e um nêutron - se tornou o elemento mais abundante, constituindo quase 95% por cento dos átomos do universo. Cerca de 5% dos átomos do universo são hélio, de acordo com a NASA. Então, cerca de 200 milhões de anos após o Big Bang, as primeiras estrelas formaram e produziram o restante dos elementos, que compõem uma fração dos 1% restantes de toda a matéria comum do universo.
Partículas invisíveis
Outra coisa foi criada durante o Big Bang: matéria escura. "Mas não podemos dizer de que forma ele tomou, porque não detectamos essas partículas", disse Bahcall à Live Science.
A matéria escura não pode ser observada diretamente - ainda - mas suas impressões digitais são preservadas na primeira luz do universo, ou na radiação cósmica de fundo no microondas (CMB), como pequenas flutuações na radiação, disse Bahcall. Os cientistas propuseram a existência de matéria escura pela primeira vez na década de 1930, teorizando que a atração invisível da matéria escura devia ser o que mantinha os aglomerados de galáxias em movimento rápido. Décadas depois, na década de 1970, a astrônoma americana Vera Rubin encontrou evidências mais indiretas de matéria escura nas taxas de rotação das estrelas mais rápidas do que o esperado.
Com base nas descobertas de Rubin, os astrofísicos calcularam que a matéria escura - mesmo que não pudesse ser vista ou medida - deve constituir uma parte significativa do universo. Mas cerca de 20 anos atrás, os cientistas descobriram que o universo continha algo ainda mais estranho que a matéria escura; energia escura, que se pensa ser significativamente mais abundante do que a matéria ou a matéria escura.
Uma força irresistível
A descoberta da energia escura surgiu porque os cientistas se perguntavam se havia matéria escura suficiente no universo para causar expansão ou reverter a direção, causando o colapso do universo interiormente.
Eis que, quando uma equipe de pesquisadores investigou isso no final dos anos 90, eles descobriram que não apenas o universo não estava entrando em colapso, como se expandindo para fora a um ritmo cada vez mais rápido. O grupo determinou que uma força desconhecida - apelidada de energia escura - estava empurrando contra o universo no aparente vazio do espaço e acelerando seu momento; As descobertas dos cientistas renderam aos físicos Adam Riess, Brian Schmidt e Saul Perlmutter o Prêmio Nobel de Física em 2011.
Modelos da força necessária para explicar a taxa de expansão acelerada do universo sugerem que a energia escura deve constituir entre 70% e 75% do universo. Enquanto isso, a matéria escura é responsável por cerca de 20% a 25%, enquanto a chamada matéria comum - o que realmente podemos ver - é estimada em menos de 5% do universo, disse Bahcall.
Considerando que a energia escura compõe cerca de três quartos do universo, compreendendo que é sem dúvida o maior desafio que os cientistas enfrentam atualmente, o astrofísico Mario Livio, então com o Instituto de Ciências do Telescópio Espacial da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland, disse ao site irmão da Live Science Space.com em 2018.
"Embora a energia escura não tenha desempenhado um papel enorme na evolução do universo no passado, ela desempenhará o papel dominante na evolução no futuro", disse Livio. "O destino do universo depende da natureza da energia escura."
