(8) Em rigor deveria chamar-se-lhes elipsoidais, pois não são aplanadas (*n. do r.*).
À medida que o tempo foi passando, o hidrogénio e o hélio existentes nas galáxias ter-se-iam dividido em nuvens mais pequenas que entraram em colapso sob o efeito da sua própria gravidade. Enquanto estas se contraiam, e os átomos colidiam uns com os outros no seu interior, a temperatura do gás aumentava, até acabar por se tornar suficientemente elevada para se iniciarem reacções de fusão nuclear. Estas convertiam o hidrogénio em mais hélio e o calor emitido aumentava a pressão e evitava assim que as nuvens se contraíssem mais. Terão ficado estáveis durante muito tempo, como estrelas iguais ao nosso Sol, transformando hidrogénio em hélio e radiando a energia resultante como calor e luz. Estrelas mais maciças precisavam de ser mais quentes para poderem equilibrar a sua atracção gravitacional mais forte, fazendo com que as reacções de fusão nuclear se sucedessem de tal maneira mais depressa que gastavam o seu hidrogénio em apenas cem milhões de anos. Então contraíam-se ligeiramente e, quando aqueciam mais, começavam a transformar hélio em elementos mais pesados como o carbono ou o oxigénio. Isto, contudo, não libertava muito mais energia, de maneira que surgia uma crise, como foi descrito no capítulo referente aos buracos negros. O que acontece depois não é perfeitamente claro, mas parece provável que as regiões centrais da estrela entrem em colapso até um estado muito denso, como uma estrela de neutrões ou um buraco negro. As regiões exteriores da estrela podem por vezes ser destruídas numa tremenda explosão chamada supernova, :, que brilha mais do que qualquer outra estrela na sua galáxia. Alguns dos elementos mais pesados produzidos perto do fim da vida da estrela seriam ejectados de novo para o gás da galáxia (9), fornecendo alguma da matéria-prima para a nova geração de estrelas. O nosso próprio Sol contém cerca de 2% destes elementos mais pesados, porque é uma estrela de segunda ou terceira geração, formada há cerca de cinco mil milhões de anos, a partir de uma nuvem de gás em rotação contendo os detritos de supernovas mais antigas. A maior parte do gás dessa nuvem formou o Sol ou foi "soprado" [para o espaço exterior], mas uma pequena quantidade de elementos mais pesados juntou-se para formar os corpos que agora orbitam em torno do Sol, os planetas, entre os quais a Terra.
(9) Este fenómeno cíclico, que possibilita a reciclagem da matéria no espaço interestelar é designado por *astração* (*n. do r.*).
A Terra, ao princípio, estava muito quente e sem atmosfera. Com o tempo, arrefeceu e adquiriu uma atmosfera a partir de gases emitidos pelas rochas. A atmosfera primeva não nos teria permitido sobreviver. Não continha oxigénio, mas uma quantidade de outros gases venenosos para nós, como o ácido sulfídrico (o gás que cheira a ovos podres). Há, no entanto, outras formas primitivas de vida que podem desenvolver-se perfeitamente em tais condições. Pensa-se que se desenvolveram nos oceanos, possivelmente como resultado de combinações casuais de átomos em grandes estruturas, chamadas macromoléculas, que eram capazes de produzir estruturas semelhantes a partir de outros átomos no oceano. Ter-se-iam então reproduzido e multiplicado. Em alguns casos teria havido erros na reprodução. Na sua maior parte esses erros teriam sido tais que a nova macromolécula não podia reproduzir-se e eventualmente terá acabado por ser destruída. Contudo, alguns dos erros teriam produzido novas macromoléculas que se :, reproduziam ainda melhor. Apresentavam, portanto, vantagens e tinham tendência para substituir as macromoléculas originais. Deste modo se iniciou um processo de evolução que levou ao desenvolvimento de organismos auto-reprodutores cada vez mais complicados. As primitivas formas de vida consumiam diversos materiais, incluindo o ácido sulfídrico, e libertavam oxigénio. Isto modificou gradualmente a atmosfera até à composição que tem hoje e permitiu o desenvolvimento de formas de vida mais perfeitas como os peixes, os répteis, os mamíferos e, por fim, a raça humana.
Esta imagem de um universo que começou muito quente e arrefeceu enquanto se expandia está de acordo com todas as provas observacionais que hoje possuímos. No entanto, deixa um importante número de perguntas sem resposta:
1) Por que motivo era o Universo tão quente no princípio?
2) Por que razão é o Universo tão uniforme em macro-escala? Por que é que parece o mesmo em todos os pontos do espaço e em todas as direcções? Em particular, por que é que a temperatura da radiação do fundo de micro-ondas é tão semelhante quando olhamos em direcções diferentes? Parecem perguntas de exame a um grupo de estudantes. Se todos dão a mesma resposta, podemos ter quase a certeza de que copiaram. No entanto, no modelo que acabamos de descrever não teria havido tempo para a luz ir de uma região distante até outra, depois do *big bang*, embora as regiões estivessem perto umas das outras no princípio do Universo. Segundo a teoria da relatividade, se a luz não consegue ir de uma região para outra, nenhuma outra informação consegue. Assim, não havia hipótese de regiões diferentes no começo do Universo terem a mesma temperatura, a não ser que, por qualquer razão inexplicável, tivessem tido a mesma temperatura inicial. :,
3) Por que é que o Universo começou com uma taxa de expansão tão próxima da crítica, que separa universos que voltam a entrar em colapso daqueles que se expandem para sempre, de tal maneira que mesmo hoje, dez milhões de anos mais tarde continua a expandir-se aproximadamente à mesma razão crítica? Se a taxa de expansão um segundo depois do *big bang* tivesse sido menor, nem que fosse uma parte em cem mil milhões de milhões, o Universo teria voltado a entrar em colapso antes de ter alcançado o seu tamanho actual.
4) Apesar de o Universo ser tão uniforme e homogéneo em macro-escala, contém irregularidades locais, como as estrelas e as galáxias. Pensa-se que estas se desenvolveram a partir de pequenas diferenças na densidade do Universo inicial, de região para região. Qual a origem destas flutuações de densidade?
A teoria da relatividade geral por si própria não pode explicar estas características ou responder a estas perguntas, por causa do seu prognóstico de que o Universo começou com densidade infinita na singularidade do *big bang*. Na singularidade, a relatividade geral e todas as outras leis físicas perdem a validade: não é possível prever o que vai sair da singularidade. Como já foi explicado, isto significa que pode perfeitamente excluir-se da teoria o *big bang* e quaisquer acontecimentos anteriores, porque não podem ter qualquer efeito naquilo que observamos. O espaço-tempo *teria* um limite: um começo no *big bang*.
A física parece ter descoberto um conjunto de leis que, dentro dos limites impostos pelo princípio da incerteza, nos dizem como o Universo vai evolver, se soubermos em que estado está em determinado momento. Estas leis podem ter sido decretadas por Deus, mas parece que Ele deixou depois o Universo evoluir segundo elas, sem intervir mais. Mas como é que Ele escolheu o estado ou configuração :, inicial do Universo? Quais foram as "condições-fronteira" no começo do tempo?
Uma resposta possível é dizer que Deus escolheu a configuração inicial do Universo por razões que nunca compreenderemos. Isso estaria certamente dentro dos poderes de um ser omnipotente, mas se Ele o criou de uma maneira tão incompreensível, por que é que o deixou depois evoluir segundo leis que conseguimos compreender? Toda a história da ciência tem sido a compreensão gradual de que os acontecimentos não ocorrem de maneira arbitrária, mas que reflectem certa ordem subjacente, que pode ou não ser de inspiração divina. Nada mais natural do que supor que essa ordem se aplica não apenas às leis, mas também às condições que, na fronteira do espaço-tempo, especificam o estado inicial do Universo. Pode haver grande número de modelos do Universo com diferentes condições iniciais que obedecem todos às leis. Devia haver algum princípio que determinasse um estado inicial e daí um modelo para representar o nosso Universo.