O físico norte-americano Alan Guth propôs, em 1980, a ideia de que quase imediatamente após o Big Bang – a cataclísmica explosão que criou o espaço e o tempo, há uns 13.800 milhões de anos –, o Universo, que era inicialmente um grãozinho microscópico, adquiriu de forma incrivelmente rápida mais ou menos o tamanho de uma bola de futebol. Esta brutal “inflação” – a palavra é de Guth – permitia, nomeadamente, explicar por que é que o Universo é tão uniforme em todas as direcções.

Os especialistas sabiam que a inflação teria produzido ondulações no espaço-tempo, chamadas ondas gravitacionais, previstas pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein mas ainda por confirmar.

Esta segunda-feira, uma equipa internacional de cientistas anunciou nos Estados Unidos ter finalmente conseguido “ver” directamente, pela primeira vez, ondas gravitacionais que, quase para além da dúvida, são “ecos” da inflação inicial do Universo. O resultado não só confirma a última previsão da teoria de Einstein que ainda estava pendente, como também mostra, de forma convincente segundo os cientistas, a realidade da inflação cósmica inicial. Quando tinha apenas um décimo de bilionésimo de bilionésimo de bilionésimo de segundo de vida, o Universo inchou-se exponencialmente em apenas uns milhares de bilionésimos de bilionésimos de bilionésimos de segundo.

"Esta é uma peça totalmente nova e independente de cosmologia que a teoria da inflação permite encaixar nas outras peças", declarou Alan Guth, citado pela revista Nature – acrescentando que o estudo merece "claramente" um prémio Nobel.

Para detectar as ondas gravitacionais primordiais, John Kovac, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian e líder do estudo, e colegas utilizaram um telescópio chamado BICEP e instalado no Pólo Sul. O BICEP foi concebido para observar os vestígios da luz emitida pelo Big Bang, que hoje está presente em todo o cosmos sob forma de microondas – a chamada radiação cósmica de fundo (RCF) – e que víamos como “chuva” no ecrã dos antigos televisores.

Como a RCF – que nos chega dos confins do espaço-tempo, quando o Universo só tinha 380 mil anos e ainda não havia nem estrelas nem galáxias – é uma forma de luz, ela foi difundida (o termo preciso é polarizada) pelas partículas (neste caso átomos e electrões) que se interpunham no seu caminho, tal como a luz do Sol é difundida pela atmosfera terrestre, explica o Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian em comunicado. E por outro lado, como as ondas gravitacionais primordiais comprimiram o espaço à medida que o atravessavam, elas também deixaram a sua marca na polarização da RCF.

Daí que os cientistas estivessem à procura de um tipo particular de polarização da radiação cósmica de fundo característica dessas ondas gravitacionais primordiais.

“A nossa equipa queria ‘caçar’ um tipo especial de polarização daquela antiga luz [a radiação cósmica de fundo], designado modo-B, que é um padrão de polarização que só pode ser devido às ondas gravitacionais”, dizem os autores, citados no comunicado.

No ano passado, um telescópio "rival", o Telescópio do Pólo Sul, já tinha detectado este tipo de polarização. Porém, explica a Nature, esse sinal acabaria por ser atribuído à forma como certas galáxias mais próximas de nós curvam o espaço que a radiação cósmica de fundo atravessa no seu percurso até à Terra.

Não é difícil imaginar quão difícil e delicado terá sido desemaranhar as diferentes componentes da polarização. Porém, quando detectaram essa assinatura inconfundível das minúsculas flutuações iniciais do espaço-tempo, tiveram uma surpresa: o sinal revelou ser, afinal, duas vezes mais forte do que previsto por muitos cosmólogos. Isso fez com que a equipa passasse três anos a analisar e reanalisar os dados para ter a certeza de que os resultados eram reais.

“Não só estes resultados são a prova irrefutável da inflação cósmica como também nos informam sobre o momento em que essa expansão aconteceu e sobre a sua potência”, diz o físico Avi Loeb, da Universidade de Harvard, citado pela agência AFP. “E deitam uma luz nova sobre algumas das questões mais fundamentais, tais como por que é que existimos e como começou o Universo."

Dado que a inflação aconteceu no domínio da física quântica (a física do mundo subatómico), a detecção das ondas gravitacionais primordiais fornece, segundo o cosmólogo Max Tegmark, também citado pela Nature, “a primeira confirmação experimental de sempre da gravidade quântica”, teoria que pretende descrever a força da gravidade (que se exerce à escala do Universo) segundo os princípios da mecânica quântica. Por outras palavras, este é o primeiro elo experimental a ser estabelecido entre a física quântica e a Teoria da Relatividade Geral ao mostrar que a gravidade é no seu cerne um fenómeno quântico, tal como as outras forças fundamentais da física, lê-se ainda na revista britânica. Porém, falta agora os especialistas perceberem exactamente como reconciliar as duas teorias.