Reinterpretando o Big Bang Teoria da origem da matéria não explica por que Universo é plano

De onde surgiu a matéria que compõe tudo o que existe? Essa pergunta, bem mais antiga do que a ciência, encontrou uma resposta no modelo cosmológico conhecido como Big Bang. Segundo ele, o Universo surgiu há aproximadamente 14 bilhões de anos, a partir de uma região menor do que uma moeda de um centavo onde a matéria estava comprimida a pressões e temperaturas absurdamente altas. De repente, devido a uma instabilidade não muito bem definida, essa matéria começou a se expandir como um balão de festa. À medida que isso ocorria, a temperatura foi baixando. A matéria original passou por uma série de transformações, ficando cada vez mais complexa, até que surgiram os primeiros átomos em torno de 400 mil anos após o "bang" inicial.
Essa é, de forma resumida, a história contada pelo modelo original, proposto no final da década de 1940 por George Gamow, Ralph Alpher e Robert Hermann. O trio de cientistas supôs que inicialmente a matéria fosse composta pelos integrantes dos átomos, prótons, nêutrons e elétrons e mais os fótons, as partículas da radiação eletromagnética. Sabiamente, não se preocuparam com a questão da origem dessas partículas. Contentaram-se em descrever a evolução cósmica a partir do momento em que elas já estavam presentes. Hoje, sabemos que isso se deu aproximadamente um centésimo de milésimo de segundo após o "bang".
O modelo, refinado desde os anos 1960, teve vários triunfos. Dentre eles, a previsão da existência da radiação cósmica de fundo, uma relíquia da época em que surgiram os primeiros átomos, descoberta em 1965. Entretanto, o modelo tem várias limitações. Uma delas é conhecida como o "problema da curvatura": a geometria cósmica tem de ser plana, a versão tridimensional da superfície de uma mesa.
Einstein mostrou em sua teoria da relatividade que a matéria encurva a geometria do espaço, tal qual encurvamos uma almofada ao sentarmos nela. No caso do Universo, existem três possibilidades, dependendo do balanço entre a quantidade de matéria no Universo e a força da expansão: se a matéria é muita, sua gravidade acaba provocando o colapso do Universo após alguns instantes. Se a matéria é pouca, o Universo se expande tão rapidamente que galáxias e estrelas não podem ser formadas. Sobra a possibilidade intermediária, um Universo no qual a expansão e a contração se mantém em equilíbrio. Esse Universo, que é o nosso, tem geometria plana.
A questão é por quê. O modelo original não responde a essa pergunta, limitando-se a usar a geometria plana de antemão. Em 1981, o físico americano Alan Guth propôs uma solução para o problema conhecida como universo inflacionário. Segundo ele, logo após sua origem, o cosmo passou por um período de expansão ultra rápida, mais rápida do que a velocidade da luz. Essa expansão resulta num cosmo plano. Basta pensarmos na superfície de um balão. Se focarmos numa região pequena, ela ficará cada vez mais plana com o crescimento do balão. Mas como isso ocorreu?
Guth sugeriu que, no começo, o cosmo tinha um tipo diferente de matéria, com a propriedade de criar uma expansão rápida da geometria, como uma espécie de anti-gravidade. Esse tipo de matéria exótica provavelmente existe. Após um curto período, a matéria se desintegra de maneira explosiva, enchendo o cosmo de partículas e radiação. Essa desintegração, segundo Guth, é o que chamamos de Big Bang. Portanto, o Big Bang não é o início, mas conseqüência de um processo anterior. O desafio agora é entender de onde veio essa matéria exótica. Felizmente, idéias não faltam.