Não tenho conhecimentos científicos mas gosto de Cosmologia. Pelo que estive a ler percebi que no início o Universo foi de certa forma homogéneo e era muito mais pequeno do que atualmente. Como é que da homogeneidade nasce o que quer que seja? Como é que tudo decorre a partir de uma pequena região do espaço? (não deveria do espaço como um todo?) A partir da observação temos a noção de que o Universo está em expansão. Todas as galáxias parecem estar a afastar-se umas das outras e quanto mais distantes de nós mais rápido parecem afastar-se. Isto é assim não apenas do ponto de vista de um observador na Terra mas igualmente para qualquer observador em qualquer ponto do Universo. Do Universo em expansão surge a ideia do modelo do Big Bang: este modelo veio permitir dar resposta a uma série de questões em aberto. Contudo acabou por levantar outras questões.

Ao observar o Universo em larga escala vemos que este é homogéneo (todos os pontos são equivalentes) e isotrópico (todas as direções são equivalentes). Note-se que aqui a palavra homogéneo é válida para grandes escalas (superiores a milhares de anos-luz). Na pequena escala isto não é assim. Existem irregularidades: estrelas, planetas, montanhas, pessoas,...

A partir da observação sabemos que a distribuição da radiação cósmica de fundo é isotrópica, isto é, é a mesma em qualquer direcção que se olhe. Isto significa que em algum momento do passado todos os pontos do Universo devem ter estado em contacto causal entre si (deve ter sido possível ir de um extremo ao outro do Universo a uma velocidade não superior à da luz num intervalo de tempo inferior à idade do Universo nessa época).

Sabemos estimar a idade atual do Universo bem como o seu tamanho. Recuando no tempo verificamos que no instante zero o Universo era ainda grande demais para que todas as suas partes pudessem comunicar entre si.

Por outro lado se fizermos a viagem a partir do instante zero para a frente, considerando que nesse mesmo instante zero todas as partes do Universo estavam em contacto, então vamos chegar à conclusão de que o Universo apenas terá tempo para se expandir para o tamanho da ordem dos 100cm de diâmetro (o que é absurdo). Temos portanto uma falha no modelo base do Big Bang.

Para melhorar o modelo do Big Bang Alan Guth sugeriu o mecanismo da inflação. Antes da inflação o Universo era suficientemente pequeno para que todos os pontos estivessem em contacto causal entre si. Durante a inflação o Universo expandiu-se a um ritmo muito superior e por um factor da ordem de 10 elevado a 30 (ou mais). Depois da inflação continuou a sua expansão ao ritmo normal. Depois da inflação faz sentido distinguir entre Universo (o todo) e Universo Observável (o que cada observador consegue ver em seu redor...).

Antes da inflação o Universo era de certa forma dominado por ondulações na sua densidade (como as ondas na superfície de um lago). Nesta fase estas ondulações ou flutuações ocorriam a escalas sub-atómicas. Com a inflação estas oscilações foram esticadas para escalas muito superiores à escala do Universo Observável nessa época. Uma flutuação maior do que o Universo Observável não tem qualquer efeito nesse universo. Contudo quando o Universo se expandir até uma dimensão da ordem dessa flutuação esta irá entrar novamente no nosso horizonte: de acordo com o modelo aceite atualmente são estas flutuações que estão na origem da formação de estruturas como as galáxias e os enxames de galáxias.

Nota: parte destas ideias são baseadas obviamente na observação. Outras, como a inflação, são introduzidas por forma a melhorar o modelo matemático. Não significa que isto corresponda à realidade absoluta (aliás nenhuma teoria corresponde à realidade absoluta, nenhuma teoria pode afirmar-se como 100% correta). O que importa quando se introduz uma nova teoria ou modelo é que este seja capaz de prever todas as situações já observadas e conhecidas e além disso prever novas situações não observadas mas que venham a ser observadas no futuro. O modelo do Big Bang munido da inflação enquadra-se nesta situação, facto pelo qual é aceite (embora existam investigadores que tentam introduzir alterações ao modelo ou mesmo modelos alternativos - tudo isto faz parte do processo de investigação....).

Para complementar o exposto acima (com mais texto e algumas figuras) sugiro o seguinte:

Universo explosivo, inflacionário, acelerado e desconhecido

O Big Bang e a evolução do Universo

Da Relatividade Geral à Cosmologia Contemporânea (em particular a secção 4).