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CAPÍTULO 8
A origem da estrutura
Quando examinamos a história da matéria no universo, retrocedendo 14
bilhões de anos da melhor forma possível, encontramos rapidamente uma
tendência singular que clama por explicação. Por todo o cosmos, a matéria
tem se organizado consistentemente em estruturas. De sua distribuição
quase perfeitamente uniforme logo depois do big bang, a matéria tem se
amontoado em todas as escalas de tamanho para produzir aglomerados
gigantes e superaglomerados de galáxias, bem como as galáxias individuais
dentro desses aglomerados, as estrelas que se congregam aos bilhões em toda
galáxia, e bem possivelmente objetos muito menores – planetas, seus satélites,
asteroides e cometas – que orbitam muitas, senão a maioria, dessas estrelas.
Para compreender a origem dos objetos que agora compõem o universo
visível, devemos focar os mecanismos que transformaram a matéria outrora
difusa do universo em componentes altamente estruturados. Uma completa
descrição de como as estruturas surgiram no cosmos requer que misturemos
dois aspectos da realidade cuja combinação ora nos escapa. Como visto em
capítulos anteriores, devemos perceber como a mecânica quântica, que
descreve o comportamento de moléculas, átomos e partículas que os formam,
se ajusta à teoria da relatividade geral, que descreve como quantidades
extremamente grandes de matéria e espaço afetam umas às outras.
As tentativas de criar uma única teoria que uniria nosso conhecimento
do subatomicamente pequeno e do astronomicamente grande começaram
com Albert Einstein. Têm continuado, relativamente com pouco sucesso, até
o tempo presente e vão persistir num futuro incerto até atingirem a “grande
unificação”. Entre todos os desconhecidos que os incomodam, os cosmólogos
modernos sentem de forma muito aguda a falta de uma teoria que una
triunfantemente a mecânica quântica à relatividade geral. Enquanto isso,
esses ramos aparentemente imiscíveis da física – a ciência do pequeno e a
ciência do grande – não dão a mínima para nossa ignorância; em vez disso,
coexistem com extraordinário sucesso dentro do mesmo universo, zombando
de nossas tentativas de compreendê-los como um todo coerente. Uma
galáxia com 100 bilhões de estrelas não dá aparentemente muita atenção à
física dos átomos e moléculas que compõem seus sistemas de estrelas e
nuvens de gás. Tampouco o fazem as ainda maiores aglomerações de matéria
que chamamos de aglomerados e superaglomerados de galáxias, eles próprios
contendo centenas, às vezes milhares de galáxias. Mas mesmo essas enormes
estruturas no universo devem sua existência a flutuações quânticas
imensuravelmente pequenas dentro do cosmos primevo. Para compreender
como surgiram essas estruturas, devemos fazer todo o esforço possível em
nosso presente estado de ignorância, passando dos minúsculos domínios