Antes das estrelas iluminarem a noite, o universo já guardava uma história surpreendente sobre a origem da luz. Contrariando o senso comum, a resposta curta à pergunta “havia luz no começo do universo?” é não. Mas a resposta longa revela uma jornada cósmica fascinante.
Quando o universo nasceu, há cerca de 13,8 bilhões de anos, tudo o que existe estava concentrado em um ponto infinitamente denso. A grande explosão conhecida como Big Bang não só deu origem ao espaço, como também à expansão de tudo o que existe nele. Segundo o físico e astrônomo Andrew Layden, naquele momento toda a matéria era apenas energia, conforme previsto pela famosa equação de Einstein, E=mc².
Nos primeiros instantes após o Big Bang, o universo era um caldeirão escaldante de energia. A temperatura era tão elevada que partículas fundamentais como fótons (luz), prótons, nêutrons e elétrons se formaram dentro do primeiro segundo. Cerca de três minutos depois, os primeiros núcleos atômicos, como os do hélio, surgiram a partir da fusão dos prótons e nêutrons, conforme explicado pela NASA.
Mas, embora a luz já existisse, ela não conseguia se espalhar livremente. O universo primordial era tão quente e denso que os elétrons se moviam em alta velocidade, impedindo que os núcleos atômicos os capturassem para formar átomos. Era como se o cosmos estivesse mergulhado numa névoa impenetrável, um plasma denso em que os fótons colidiam constantemente com elétrons livres e não conseguiam viajar longas distâncias.
Essa situação lembra o que ocorre no interior do Sol, onde a densidade e a temperatura impedem que a luz gerada no núcleo escape diretamente. Apesar da velocidade da luz ser de cerca de 300.000 quilômetros por segundo no vácuo, estima-se que a luz leve entre 1 a 2 milhões de anos para atravessar o Sol até sua superfície.
O universo começou a se tornar transparente cerca de 380 mil anos após o Big Bang, quando a expansão fez a temperatura cair para aproximadamente 3.000 kelvins (2.725 °C). Nesse ponto, os elétrons finalmente foram capturados pelos núcleos atômicos, formando os primeiros átomos estáveis. Com isso, a “névoa” se dissipou e os fótons puderam, pela primeira vez, viajar livremente — a luz se libertou.
Essa luz inicial possuía um comprimento de onda correspondente à radiação visível e infravermelha, mas, com a contínua expansão e resfriamento do universo ao longo de mais de 13 bilhões de anos, ela se alongou até as micro-ondas. Foi essa radiação remanescente — chamada de radiação cósmica de fundo em micro-ondas — que os astrônomos detectaram pela primeira vez em 1964. A temperatura média atual do universo é de apenas 2,73 kelvins (cerca de -270 °C).
Estudar essa radiação tem permitido reconstruir a estrutura em larga escala do universo, revelando o posicionamento de galáxias e vazios cósmicos. Efeitos como o lenteamento gravitacional, causado pela massa das galáxias distorcendo a luz, oferecem pistas sobre a distribuição de matéria ao longo do cosmos, como explica o cosmólogo Srinivasan Raghunathan.
Após a liberação da luz primordial, o universo mergulhou em um longo período conhecido como eras escuras. Sem estrelas, o céu era escuro, apesar da presença da radiação de fundo. Somente centenas de milhões de anos depois, a gravidade começou a aglutinar nuvens de gás, fazendo com que colapsassem sobre si mesmas.
Essas condensações deram origem às primeiras estrelas, e com elas surgiram as primeiras galáxias. Cerca de 1 bilhão de anos após o Big Bang, o universo finalmente presenciava o início do que os astrônomos chamam de alvorada cósmica. A luz, que um dia esteve aprisionada, passava agora a brilhar em bilhões de sóis.
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