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Universo nasce em uma violenta explosão.

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O universo passa por uma “inflação” super-rápida, expandindo do tamanho de um átomo para o tamanho de uma laranja em uma fração minúscula de tempo (10^-43 segundos). É o chamado “Tempo de Planck” ou “Era de Planck”. A matéria só pode ser descrita segundo as leis da Mecânica Quântica, mas o universo tem que ser descrito pela Teoria da Relatividade, por causa da extrema densidade e gravidade. Não dá para definir “antes” e “depois” sem ambiguidades. As noções tradicionais de “espaço” e “tempo” não servem para descrever a realidade.

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O universo é muito quente para que os quarks se combinem. Esta “sopa” de quarks, elétrons e outras partículas existe nos primeiros 10^-32 segundos. A temperatura do universo está em torno de 10^27 graus Celsius.

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Um milionésimo de segundo depois do Big Bang, o universo resfria rapidamente, e os quarks começam a se combinar em prótons e nêutrons. As interações fundamentais da gravitação, o eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca tomam a forma que têm hoje.

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Os elementos mais leves da tabela periódica (Hidrogênio e Hélio) surgiram nos primeiros minutos de vida do universo por meio da combinação de prótons, dando origem aos núcleos atômicos mais leves. Esse processo deixou um rastro de energia detectável, proveniente de todas as direções do universo: a radiação cósmica de fundo. Durante os seus primeiros 300-400 mil anos de idade, o universo era tão denso que a luz não conseguia propagar-se, tudo era como uma névoa densa, que absorvia toda a luz.

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Com a crescente expansão do universo e diminuição da temperatura, os elétrons livres uniram-se aos núcleos atômicos, formando os primeiros átomos neutros, na fase conhecida como “recombinação”. Nessa fase, a luz passou a se propagar com mais facilidade pelo espaço, e o Universo tornou-se cada vez mais “transparente”.

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Idade das Trevas e surgimento da estrutura em larga escala

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Idade das Trevas e surgimento da estrutura em larga escala

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Entre 370 mil e cerca de 1 bilhão de anos após o Big Bang.

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De 370 mil anos até cerca de 1 bilhão de anos. Após recombinação e dissociação, o universo era transparente, mas as nuvens de hidrogênio apenas entraram em colapso muito lentamente para formar estrelas e galáxias, então não havia novas fontes de luz. Os únicos fótons (radiação eletromagnética, ou "luz") no universo foram os liberados durante a dissociação (hoje visível como fundo cósmico de microondas) e emissão de rádio 21 cm ocasionalmente emitido por átomos de hidrogênio. Os fótons dissociados teriam preenchido o universo com um brilho laranja pálido brilhante no início, gradualmente mudando para vermelho não visível depois de cerca de 3 milhões de anos, deixando-o sem luz visível. Este período é conhecido como a Idade cósmica das Trevas.

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Em algum momento, cerca de 200 a 500 milhões de anos, as primeiras gerações de estrelas e galáxias se formam atraídas pelo filamento na forma de espuma da matéria escura, filamentos que já começaram a se unir por todo o universo. As primeiras gerações de estrelas podem ter sido enormes (100-300 massas solares) e não-metálicos, com vida útil muito curta. Terminam de queimar seu combustível de hidrogênio e explosão enérgica altamente das supernovas instabilidade de pares e depois de meros milhões de anos. Essas primeiras gerações de supernovas criaram a maior parte cotidiana dos elementos, que vemos ao nosso redor até hoje e semeiam o universo com elas.

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Aglomerado de galáxias se superaglomerados surgem com o tempo. Em algum momento, fótons de alta energia das estrelas mais antigas, galáxias anãs e talvez quasares levam a um período de reionização que começa gradualmente entre 250 a 500 milhões de anos, é concluído em cerca de 700-900 milhões de anos e diminui em cerca de 1 bilhão de anos. O universo transitou gradualmente para o universo que vemos ao nosso redor hoje, e a Idade das Trevas só chegou ao fim em cerca de 1 bilhão de anos.

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Desde 1 bilhão de anos e por cerca de 12,8 bilhões de anos, o universo tem a mesma aparência de hoje. Ele continuará parecendo muito semelhante por muitos bilhões de anos no futuro. O disco fino da nossa galáxia começou a se formar em cerca de 5 bilhões de anos, e o Sistema Solar formado em cerca de 9,2 bilhões de anos, com os primeiros traços de vida na Terra emergindo em cerca de 10,3 bilhões de anos.

De cerca de 9,8 bilhões de anos de tempo cósmico, a lenta expansão do espaço gradualmente começa a acelerar sob a influência da energia escura, que pode ser um campo escalar em todo o universo. O universo atual é bem compreendido, mas além de cerca de 100 bilhões de anos de tempo cósmico, as incertezas no conhecimento atual significam que temos menos certeza de qual caminho nosso universo seguirá.