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Há 13,7 bilhões de anos, o universo nasce em uma violenta explosão. Toda sua energia e massa estavam contidas em um volume trilhões de vezes menor do que a cabeça de um alfinete.

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10-43 segundos depois do Big Bang (Era de Planck)

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10-43 segundos depois do Big Bang (Era de Planck)

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Nesse momento as nossas leis da física não se aplicam, pois, o Universo era tão quente e denso que as quatro forças da natureza ainda não haviam se separado.

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10-36 segundos depois do Big Bang (Era da Grande Unificação)

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10-36 segundos depois do Big Bang (Era da Grande Unificação)

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Com a expansão e resfriamento do Universo, a gravidade se separa das outras forças fundamentais: nuclear forte e eletrofraca.

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10-32 segundos depois do Big Bang (Era da inflação)

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10-32 segundos depois do Big Bang (Era da inflação)

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O Universo passa por uma expansão exponencialmente rápida. Nesse ponto o universo se esfriou cerca de 10 milhões de vezes. Fazendo com que nessa temperatura seja possível utilizar as teorias quânticas modernas. A força eletrofraca se divide em eletromagnetismo e nuclear fraca — formando as quatro forças fundamentais que temos hoje.

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10-12 segundos depois do Big Bang (Era Quark)

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10-12 segundos depois do Big Bang (Era Quark)

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Mesmo com as forças já separadas, o Universo ainda é muito quente e energético para permitir que os quarks formem hádrons (como os prótons e nêutrons). Tudo era uma espécie de sopa (ou plasma) de quarks e glúons.

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Pelas teorias modernas é explicado que nesse ponto deveria existir a mesma quantidade de matéria e anti-matéria, ou seja, para cada quark existiria um anti-quark e para cada próton um anti-próton e dessa forma só existiria radiação no universo. Entretanto no universo existe mais matéria que anti-matéria e esse fenômeno não consegue ser explicado. (algo desconhecido fez com que exista mais matéria que anti-matéria.)

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10-6 segundos depois do Big Bang (Era Hádron)

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10-6 segundos depois do Big Bang (Era Hádron)

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O plasma de quarks e glúons é resfriado e se formam os hádrons. Matéria e antimatéria se aniquilam, mas uma insignificante (e misteriosa) assimetria permite que a matéria vença a disputa. Assim surgindo os neutrinos.

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O Universo já mede cerca de 10 anos-luz. Depois dos hádrons, é a vez dos léptons (como neutrinos e elétrons), então, eles se aniquilam com seus opostos.

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10 segundos depois do Big Bang (radiação)

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10 segundos depois do Big Bang (radiação)

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O Universo continuava uma monótona sopa opaca de núcleos de hidrogênio e hélio, quente demais para os elétrons se juntarem aos prótons e formarem átomos. Quando isso aconteceu, foi liberada a famosa radiação cósmica de fundo. Fazendo com que todo o universo seja apenas radiação.

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380mil-560 milhões de anos depois do Big Bang (formação dos primeiros átomos)

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380mil-560 milhões de anos depois do Big Bang (formação dos primeiros átomos)

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Depois de um longo período em que o Universo é dominado por uma escuridão de átomos de hidrogênio, formam-se as primeiras estrelas (560 milhões anos depois do Big Bang), que criam elementos mais pesados como os metais e formam as galáxias. Nesse momento o universo é composto por cerca de 75% de hidrôgenio, 25% de hélio e uma quantidade insignificante de lítio. Podendo chegar a temperaturas de 30ºC sendo possível existir as primeiras formas de vida.

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Surge o sistema solar em que a terra está localizado.

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Depois do surgimento do sol existia uma nuvem molecular gigante, que formou os planetas gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.) e os planetas rochosos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.) que levaram cerca de 3 milhões de anos para surgirem por completo, após o surgimento do sol.

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“Terra Primitiva” é o termo usado para definir o planeta Terra no seu primeiro bilhão de anos. Este período envolve a condensação dos planetas do sistema solar a partir da nébula (nuvem molecular gigante) e da acresção de meteoritos, bem como a formação da atmosfera primitiva e da hidrosfera.

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Uma das teorias mais aceitas é a hipótese da evolução química, proposta por Stanley Miller e Harold Urey em 1953. Essa teoria sugere que as moléculas orgânicas, que são a base da vida, podem ter se formado a partir de elementos e compostos simples presentes na Terra primitiva. Em seu famoso experimento, Miller e Urey demonstraram que é possível criar aminoácidos (os blocos de construção das proteínas) a partir de gases como metano, amônia e água, submetendo-os a descargas elétricas simulando as condições da Terra primitiva.

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A Terra primitiva tinha condições que favoreciam a formação de moléculas complexas, incluindo a presença de água líquida, minerais, fontes de energia e radiações UV que podem ter desempenhado um papel na síntese de moléculas orgânicas.

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Há aproximadamente 4,5 bilhões de anos teve início a formação do planeta Terra. A Terra nesse período era muito quente como uma esfera de fogo, devido a isso não abrigava nenhum tipo de vida.

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No decorrer do tempo o planeta terra entrou em um processo de resfriamento, que favoreceu o surgimento de uma estreita camada de rocha em toda extensão da superfície. No processo de resfriamento a Terra expeliu uma grande quantidade de gases (nitrogênio, oxigênio) e vapores de água. A partir desses elementos formou-se a atmosfera que proporcionou a ocorrência das primeiras precipitações, com a acumulação de água da chuva surgiu os oceanos primitivos.

A origem da vida no Planeta Terra ocorreu primeiramente na água, em um primeiro momento surgiram seres primitivos, tais como as bactérias, algas e microrganismos, isso há cerca de 3,5 bilhões de anos.

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Planeta terra no processo de resfriamento

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Planeta terra no processo de resfriamento

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Após milhões de anos os primeiros seres marinhos evoluíram dando origem a outras formas de vida, como os primeiros invertebrados aquáticos (medusa, trilobitas, caracóis e estrela-do-mar), isso há aproximadamente 400 milhões de anos, além disso, as plantas tiveram sua dispersão nos ambientes. Nesse mesmo período, determinadas plantas marinhas iniciaram um processo de adaptação externa, ou seja, passaram a se fixar em ambientes terrestres.

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Planeta terra de 200 a 70 milhões de anos

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Planeta terra de 200 a 70 milhões de anos

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Os grandes répteis, denominados de dinossauros, estavam dispersos em toda extensão do planeta há aproximadamente 200 milhões de anos, paralelo a esse fato surgiram os mamíferos e as primeiras plantas com flores (angiospermas). Os grandes répteis foram extintos há aproximadamente 70 milhões de anos.

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Planeta terra de 65 milhões de anos até os dias atuais

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Planeta terra de 65 milhões de anos até os dias atuais

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Há 65 milhões de anos a atmosfera já estava com a mesma configuração atual e as grandes cadeias de montanhas (Alpes, Andes e Himalaia) já tinham iniciado seu processo de formação. Nesse momento, as aves e os mamíferos proliferaram por todo o globo em grande número.

Mais tarde, entre quatro milhões e um milhão de anos, surgiram os primeiros ancestrais do homem, desse momento em diante a Terra passou por diversos períodos de glaciação, porém há 11 mil anos as geleiras se estabilizaram somente nos pólos, onde existem atualmente.

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As evoluções da Terra e dos seres vivos, A formação da Terra e suas etapas, A formação da superfície terrestre, Surgimento da atmosfera, das chuvas e oceanos, Surgimento das formas primitivas de vida, Surgimento dos grandes répteis, Surgimento dos mamíferos.

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Do Big Bang até você em um minuto: uma brevíssima história do Universo

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Assista a animação da GALILEU que explica as origens do cosmos — e como ele se tornou o que é hoje

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Curso Objetivo Pré-Vestibular - As melhores cabeças!

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1. Cosmologia

Em Astronomia chamamos de Universo o espaço com a matéria e energia que o formam.
A Cosmologia estuda a origem, a estrutura e a evolução do Universo ou de partes componentes deste, tal como um sistema planetário.

Muitos foram os seres humanos que dedicaram as suas vidas ao estudo das ciências e da descoberta da origem do Universo.
Dentre as principais descobertas e teorias desenvolvidas para elucidar a origem do Universo, podemos citar :

1914 - Albert Einstein enuncia a Teoria da Relatividade, mostrando a equivalência entre matéria e energia.
E = m . c²

1917 - O astrônomo holandês Willen de Sitter demonstra de forma teórica que o Universo está em expansão.

1927 - O astrônomo belga Georges Lemaitre sugere que, inicialmente, toda a matéria do Universo estava concentrada em um único lugar: o ovo cósmico ou átomo primordial.

1929 - Edwin Hubble, baseado em suas observações, enuncia sua famosa lei segundo a qual a velocidade com que uma galáxia se afasta de nós está relacionada com a sua distância até nós, e, portanto, com o tempo. Esta foi a primeira evidência da expansão do Universo.

1950 - Herman, Gamow e Alpher propõem a Teoria do Big-Bang (nome sugerido por Hoyle para o evento que dá início ao Universo).

1965 - Os físicos americanos Arno Penzias e Robert Wilson detectam a radiação cósmica de fundo, equivalente à radiação emitida por um corpo negro a uma temperatura de 2,7K.

2. Lei de Hubble

O astrônomo Edwin Powell Hubble (1889-1953), em 1929, reuniu elementos suficientes para concluir que: "A velocidade com que uma galáxia se afasta de nossa galáxia é diretamente proporcional à sua distância de nossa galáxia".

Matematicamente: V = H d
V: velocidade de afastamento da galáxia considerada.
d: distância entre a galáxia considerada e a nossa galáxia.

H: constante de Hubble.
A Lei de Hubble sugere que toda essa matéria que está em expansão, num dado instante, pode ter estado junta em um só local: o ovo cósmico ou singularidade.

3. A radiação de fundo

Os físicos norte-americanos Arno Penzias e Robert Wilson, em 1965, ao estudarem ondas de rádio, detectaram a presença de "ruídos" estranhos que iriam constituir a radiação cósmica de fundo. Os estudos posteriores mostraram que esta radiação é equivalente à emitida por um corpo negro a uma temperatura de 2,7K.

Essa descoberta da radiação cósmica de fundo parece evidenciar duas coisas: a existência do big-bang, sendo esta radiação de fundo proveniente da transformação de massa em energia radiante, um resíduo do big-bang que deu origem ao Universo, e ainda que 2,7K seria a temperatura atual do Universo considerado como um todo (uma espécie de temperatura média do Universo), o que já tinha sido previsto por George Gamow (1904-1968) em 1948.

4. Teoria do Big-Bang

A Teoria do Big-Bang admite que o Universo tem uma idade limite, da ordem de 15 ou 20 bilhões de anos e, portanto, existe um instante inicial em que o Universo foi criado.

Segundo essa teoria, há 15 ou 20 bilhões de anos uma fabulosa quantidade de energia estava localizada em uma esfera de diâmetro inferior a 1cm, denominada ovo cósmico ou singularidade.

Num dado instante (t = 0), toda essa energia, em rápida expansão, criou o Universo que se dilatou e se resfriou uniformemente.

A redução rápida de temperatura determinou as sucessivas transformações da energia liberada que se materializou na forma de partículas (quarks) e antipartículas (antiquarks). A matéria e a antimatéria se aniquilam, gerando uma quantidade enorme de energia na forma de fótons e obedecendo à equação de Einstein: E = m.c². O excesso de matéria em relação à antimatéria deu origem ao Universo em que hoje vivemos.

5. Cronologia na criação do Universo

a) Instante t = 0: instante inicial em que ocorreu o Big-Bang; a escala de distâncias vale zero, a densidade do universo é infinitamente elevada e não há ferramentas na Matemática ou na Física, que hoje conhecemos, para estudar este momento. O evento instante zero é tratado como uma singularidade no estudo da evolução do Universo.
b) Intervalo de tempo entre t = 0 e t = 10-43s: o que ocorreu neste intervalo é pura especulação teórica sem nenhuma possibilidade de comprovação através de observações físicas.
c) Intervalo de tempo entre t = 10-43s e t = 10-35s: neste curto intervalo de tempo os quarks e os antiquarks aniquilaram-se dando origem à radiação, na forma de fótons. A quantidade de quarks é maior que a de antiquarks, de modo a restar matéria na forma de quarks que deu origem ao Universo em que hoje vivemos.
O universo está-se resfriando, passando de uma temperatura de 1032K em t = 10-43s para a temperatura de 1027K em t = 10-35s.
d) No instante t = 10-30s os quarks remanescentes do processo de aniquilamento começam a se fundir, dando origem aos prótons e nêutrons.
e) No instante t = 10-6s a fusão dos quarks, originando prótons e nêutrons, é concluída e os quarks desaparecem.
Os prótons e nêutrons podem-se transmutar entre si e vão coexistir com elétrons e fótons.
f) Após o instante t = 1s, com a queda da temperatura, os prótons não podem mais se transmutar, o que não ocorre em relação aos nêutrons. É por isso que existem, até hoje, quatro vezes mais prótons do que nêutrons.
g) No intervalo de t = 10s a t = 500s ocorrem as reações de fusão dos núcleos: 25% dos núcleos de hidrogênio transformam-se em hélio; um milésimo por cento é transformado em deutério e menos de um milionésimo por cento é transformado em lítio.
Ao fim de 3 minutos as transformações fundamentais já haviam ocorrido.
h) Quando o Universo possui uma idade entre 300 000 anos e 1 milhão de anos, a temperatura já é suficientemente baixa para que os elétrons comecem a se associar aos prótons para formar os átomos de hidrogênio.
i) Antes de atingir a idade de 1 bilhão de anos, a força gravitacional começou a agir e as primeiras galáxias apareceram.

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O Surgimento do Universo - Curso Objetivo Pré-Vestibular

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Saiba mais sobre O Surgimento do Universo e aproveite as dicas de estudos do Curso Objetivo. Os professores do OBJETIVO, sempre atentos, escrevem e comentam todos os grandes assuntos da atualidade, analisando suas tendências. Deste trabalho surge o Roteiro de Estudos.