A definição de Universo pode ser posta pelo conjunto de toda a matéria e energia existente desde o microcosmo ao macrocosmo. É aceito atualmente originado a partir do Big Bang e estando ainda em processo de expansão. Sua idade é indeterminada, acredita-se, porém que esteja entre dez a vinte bilhões de anos.
Na antiguidade eram comuns os símbolos representando os corpos celestes nas manifestações de arte rupestre. Na civilização Egípcia, entre outras, era suposto que a Terra fosse plana, e os astros lâmpadas ou chamas fixas numa abóbada celeste móvel. Existiam crenças onde se acreditava que o Sol nascia a cada amanhecer para morrer ao anoitecer. A observação dos astros e a interpretação religiosa mantiveram uma ligação sobre a noção de Universo
Tales de Mileto, Anaximandro de Mileto e Anaxímenes de Mileto, nasceram e viveram em Mileto no século VI a.C, são considerados por muitos historiadores o trio de pensadores que originalmente antecederam aos filósofos do mundo ocidental. De seus tratados apenas restaram citações em obras de autores subseqüentes, desta forma existem controvérsias nas interpretações de suas obras. Os três, independentemente das divergências de interpretações de suas obras, tiveram papel preponderante na tentativa de desvendamento da natureza do Universo pelos cientistas, desde a antiguidade até a atualidade.
Na Grécia antiga atribui-se a Tales de Mileto, (embora suas obras não tenham sobrevivido), a afirmação de que a água era a substância fundamental do Universo e de toda a matéria. Segundo os milésios a nova concepção de mundo foi designada pela palavra grega que significa discurso ou razão, denominada “logos”, esboçando-se desta forma, a primeira tentativa de explicação racional do Universo sem a utilização de entidades sobrenaturais.
O conceito de logos o contrapunha ao pensamento mítico, sendo a imanência e a negação do antropomorfismo. Tales de Mileto, segundo o historiador grego Diógenes Laércio, acreditava que a água era o princípio formador da matéria. Segundo sua análise, isto ocorreria porque os seres vivos precisariam da umidade para sobreviver, e os seres mortos se ressecariam. Todos os germes e alimentos estariam cheios de água e seria natural, portanto que a nutrição destes resultaria daquilo de que provinham. A água para o filósofo seria o princípio da natureza úmida de todos os seres vivos e a Terra estariam repousados sobre aquele elemento. Em sua análise física através da cosmologia baseada na água, tentou demonstrar que as combinações se fazem pela mistura e pela mudança dos elementos e que o mundo é um só.
Tales fundador da escola de Mileto e seus contemporâneos, imaginavam que a esfera do céu estaria dividida em cinco círculos, ou zonas, a ártica; o trópico de verão; o equador; o trópico de inverno e a antártica. Foi o primeiro astrônomo conhecido a explicar um eclipse do Sol verificando que a Lua é iluminada por esse astro.
Aquele sábio, provavelmente teria sido um dos precursores do método científico. Isto ocorreu devido a sua tentativa de explicar os fenômenos da natureza. Seu raciocínio analítico substituiu a explicação mítica da origem do Universo, dando uma lógica seqüencial e racional para os eventos.
Contemporâneo de Tales de Mileto e seu discípulo, Anaximandro de Mileto, foi o filósofo a que se atribuiu a elaboração de tratados sobre astronomia, cosmologia e geografia. Acredita-se que sua utilização perdurou por vários séculos. Consta que Anaximandro era racionalista e prezava a simetria da natureza do Universo. Que utilizava as proporções matemáticas e geométricas para tentar mapear a esfera celeste, abrindo assim o caminho para os astrônomos posteriores.
Sua teoria versava que o mundo derivava de uma substância primordial imponderável chamada de “apeiron”, que significa “ilimitado”, e que esta seria matéria indestrutível e eterna.
A substância teria precedido a "separação" em contrários dos elementos. Exemplos seriam o seco e o úmido, o quente e o frio, estes representavam assim a unidade primordial que regeria a diversidade dos fenômenos naturais. Segundo Anaximandro no apeiron estariam contidos todos os elementos antagônicos, e que este não teria um princípio porque não tinha fim.
Anaximandro de Mileto descobriu a obliqüidade da eclíptica, inventou o quadrante solar e lhe são atribuídos os primeiros mapas geográficos e uma teoria evolucionista, onde sugere hipóteses sobre a transformação de espécies inferiores em superiores. Afirmava que a Terra não tinha porque se mover em nenhuma direção, portanto deveria se manter em repouso, permanecendo assim em sua posição sem suporte no centro do universo.
Claudius Ptolemaeus da Biblioteca de Alexandria, conhecido pela cultura ocidental somente como Ptolomeu, nasceu, acredita-se, em meados do século II d.C, sabe-se que trabalhou em Alexandria, no Egito, entre os anos 120 e 145 da era cristã. Se baseou num modelo universal completo onde a Terra era o centro do Cosmos e circundada por oito esferas que seriam a Lua, o Sol, as estrelas, os planetas Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno, estes estavam em órbitas menores, cada um em sua respectiva esfera.
Segundo Ptolomeu, na esfera mais afastada estavam as estrelas que mantinham sempre a mesma posição. Por este modelo, as posições dos astros poderiam ser previstas com relativa precisão. A dificuldade encontrada era o posicionamento orbital da Lua esta acabou tendo a dedução de uma trajetória tal, que em determinados períodos sua distância para a Terra ficava a metade da distância em relação a outros períodos. Este modelo foi aceito pela Igreja Católica durante toda a Idade Média apesar da grande falha, reconhecida por Ptolomeu. Ora, se Lua estivesse à metade da distância da Terra em determinados períodos que em outros, seu tamanho aparente deveria ser o dobro. Este fato, porém foi mandado ser ignorado pela Igreja e sua tese geocêntrica onde o Planeta Terra ocupava o centro do universo foi aceita durante 14 séculos.
Ptolomeu foi contemporâneo a Marco Aurélio, e considerado por muitos historiadores como o último dos sábios gregos. A civilização medieval teve seu primeiro contato com a ciência grega através dos seus trabalhos de matemática, geometria, física, astronomia e geografia.
Em alguns relatos antigos estão citadas algumas obras de Ptolomeu, por exemplo:
*“Peri diastáseos”, ou “Sobre a dimensão”, nesta existia uma tentativa de provar a existência do espaço tridimensional.
*“Peri ropon , ou “Sobre o equilíbrio”, esta obra tratava da física mecânica, e de fenômenos relacionados ao movimento e às forças.
*“Geographike hyphegesis, ou “Introdução à geografia”, neste trabalho Ptolomeu apresentava idéias onde a Ásia poderia se estender para o leste e da existência de um continente ao sul do oceano Índico. Segundo historiadores, esta obra influenciou Cristóvão Colombo na crença da possibilidade de alcançar o Continente navegando para oeste. E capitão James Cook em 1.775, rumou ao Sul na tentativa de encontrar o Continente Antártico.
*“Harmonica”, ou “Harmônica”, este era um tratado em três volumes que discorria sobre música, e a harmonia das notas musicais.
*“He mathematike syntaxis”, ou “A coleção matemática”, também conhecida como “Ho megas astronomos”, ou “O grande astrônomo” ou, Almagesto, este era o título da tradução em árabe datada no século IX. Esta obra foi dividida em 13 livros. Nestes existia a compilação dos dados obtidos pelos antigos astrônomos gregos anteriores a Ptolomeu, entre estes Hiparco e o seu primeiro catálogo estelar.
Ptolomeu, em “O grande astrônomo” catalogou 1.022 estrelas, destas 172 descobertas por si. Sua obra ensina a construção de um instrumento para calcular a altura de um corpo celeste acima da linha do horizonte, chamado astrolábio. Foi baseado na obra de Hiparco que Cláudio Ptolomeu adotou o sistema geocêntrico, onde o Sol, Mercúrio, Vênus, a Lua, Marte, Júpiter, Saturno e as estrelas descreveriam, em suas órbitas, círculos perfeitos. Quando mencionamos os termos música das esferas, ou sétimo céu, estes são resultantes daquela época, pois cada esfera representava um “céu”, conforme ensinavam Platão e Aristóteles.
Para demostrar a teoria de Ptolomeu, eram construídos dispositivos mecânicos, ou máquinas que simulavam o movimento real dos planetas vistos em planta (a visão em planta é aquela em que se observa um determinado objeto, ou desenho de cima para baixo). Alguns mecanismos representavam os movimentos planetários com precisão. A prova efetuada mecanicamente era irrefutável. Neste ponto era gerada a certeza de que uma determinada teoria estava correta, portanto, muito difícil de ser derrubada, a não ser que a criação de outra teoria deixasse a anterior obsoleta.
O modelo de Ptolomeu foi adotado, portanto imposto pela Igreja durante a “Idade das Trevas”, impedindo desta forma o avanço da astronomia por um milênio. Essa concepção dos teólogos medievais, rejeitava qualquer teoria que não colocasse a Terra em lugar privilegiado.
Santo Agostinho em sua obra “De civitate Dei”, ou “Da cidade de Deus”, divulgada de 413 a 426, discute questões como a teologia da história assim com a cosmologia onde aponta que a civilização está em progresso lento. Segundo Agostinho, os homens e o Universo existem a partir de 5.000 anos antes de Cristo. Esta afirmativa parte do livro Gênesis e que está muito próxima do final da última glaciação, segundo a arqueologia em torno de 10.000 a.C., e que marca o início da civilização. Agostinho em suas reflexões sobre o que Deus fazia antes da criação do Universo, afirmou que o tempo é uma propriedade do Universo criado por Deus, portanto o tempo se iniciou com o Universo e que não existia antes da sua criação, logo não procede o questionamento do que existia antes da criação
Muitas obras dos grandes astrônomos antigos foram acumuladas nas bibliotecas romanas e, posteriormente, em Constantinopla, passando para as mãos dos árabes. Para os muçulmanos, o conhecimento astronômico era uma disciplina necessária às suas crenças religiosas, pois através da orientação seguida pela abóbada celeste era possível encontrar a localização de Meca. Os astrônomos islâmicos embora interessados em astrologia, acabaram por preservar os conhecimentos dos sábios gregos traduzindo suas obras antigas. Os árabes realizaram novas observações, compilaram dados para a confecção de novas tábuas celestes, melhoraram instrumentos astronômicos, desta forma, a astronomia não perdeu os conhecimentos adquiridos, embora muitas obras originais gregas tenham se perdido. Entre os cristãos o sistema de Aristotélico ainda continuava sendo o utilizado. Do século II d.C. até o século XII d.C. a astronomia permaneceu praticamente sem se desenvolver no Ocidente.
Foi somente em 1.270 que Afonso X o Sábio, rei de Castela, fez publicar as “Táblas alfonsíes”, estas se baseavam no sistema de círculos de esferas descrevendo os caminhos percorridos pelos astros no firmamento. Somente no final da Idade Média caíram os antigos sistemas astronômicos, depois das navegações de Cristóvão Colombo e Fernão de Magalhães.
Nicolau Copérnico em 1.530 concluiu um tratado chamado “De revolutionibus orbium caelestium”, ou “Sobre as revoluções dos orbes celestes”, neste propunha a idéia de que o Sol era o centro estático do Universo, onde a Terra e todos os demais corpos giravam em torno do Astro Rei em órbitas circulares. Em 1.540, a proposta foi publicada e passou a ser encarada real por diversos astrônomos da época, sendo então oficializada teoria do heliocentrismo por Copérnico.
Johannes Kepler e Galileu Galilei, quase um século depois, começaram a estudar e observar as afirmações de Copérnico.
Galileu observando o movimento oscilatório de um lustre da catedral de Pisa comparativamente às suas próprias pulsações, notou que o movimento do pêndulo era periódico e que havia pequenas oscilações que ocorriam em intervalos regulares, chamadas de isócronas. Através desta observação, verificou que o período de um pêndulo não depende nem da massa da substância, nem da sua natureza.
Enquanto estudava, inventou a balança hidrostática, em 1.589, publicou trabalhos sobre a gravidade, além de pesquisar os movimentos que se registram na superfície terrestre. Em suas experiências comprovou que objetos de diferentes massas em queda livre caem com a mesma aceleração.
Com suas experiências, Galileu alterou a visão dos cientistas daquela época, estes foram surpreendidos pelas contradições da física aristotélica em relação às suas descobertas que geraram a noção de gravidade.
Logo em seguida aos holandeses criarem as primeiras lentes ópticas, Galileu as aperfeiçoou e fazendo experimentos ópticos acabou por criar um telescópio capaz de aumentar a imagem 32 vezes. Com este dispositivo teve seu horizonte universal ampliado.
Em torno de 1609 Galileu iniciou suas observações astronômicas através de um telescópio óptico. Observando Júpiter, descobriu que este era seguido por quatro pequenos corpos ou luas que giravam em torno de si. Por comparação, concluiu que nada precisava girar em torno da Terra obrigatoriamente, contrariando o modelo aristotélico-ptolomaico de Universo.
Suas observações propiciaram muitas descobertas astronômicas. Estas foram reunidas num livro intitulado “Sidereus nuncius” ou “O mensageiro celeste” de 1.610.
Galileu descobriu as manchas solares, as montanhas da Lua, os satélites de Júpiter, os anéis de Saturno e as fases de Vênus. Exibiu seu invento em Roma em 1.611, e publicou a obra “Istoria i dimostrazioni intorno alle macchie solari”, ou “História e demonstração em torno das manchas solares” em 1.613, nesta obra defendeu as idéias heliocêntricas de Copérnico, reafirmou o sistema heliocêntrico como o verdadeiro e as Escrituras alegóricas e, portanto não poderiam servir de base para conclusões científicas. Em função disto, a Igreja Católica, que preconizava o geocentrismo, considerou as descobertas de Galileu e a polêmica provocada pelo tema “perigosas para a fé cristã”.
Em 1616 a Igreja Católica incluiu as publicações de Copérnico na lista de publicações apócrifas, proibindo sua leitura sob pena de heresia até que houvesse a “correção das afirmações que não condiziam com a fé cristã”.
Martinho Lutero afirmou que: “(sic) Este tolo se acha acima das estrelas... As Sagradas Escrituras nos dizem que Josué ordenou ao Sol que ocupasse um lugar, e não a Terra”.
A Igreja Católica proibiu o livro de Copérnico e condenou Galileu, a julgamento pelo tribunal da Inquisição proibindo-o de estudar sobre o sistema de Copernicano.
Devido às proibições a que foi submetido, Galileu se dedicou no estabelecimento e comprovação de novos métodos de pesquisa científica baseados na experimentação, daí em 1632 surgiu a obra “Diálogo sopra i due massimi sistemi del mondo, tolemaico e copernicano” ou “Diálogo sobre os dois máximos sistemas do mundo, ptolomaico e copernicano”. Esta publicação provocou mais polêmica ainda, e suas idéias consideradas mais perigosas que as de Calvino e Lutero, levando-no para um novo julgamento pela inquisição. Galileu Galilei concordou no final em abjurar para evitar a sua tortura ou a morte.
Após o tribunal, Galileu publicou sua obra sobre o movimento em 1638, intitulada “Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze” ou “Discursos e demonstrações matemáticas sobre duas novas ciências”. Criador da chamada “ciência do movimento” acabou por criar as bases da dinâmica, lançando assim uma nova metodologia científica.
Johannes Kepler orientou sua teoria onde os planetas não giravam em órbitas circulares, porém elipticamente. Foi neste ponto que houve a unificação do modelo observado ao modelo previsto através de cálculos.Utilizando os modelos geométricos dos gregos e a teoria heliocêntrica de Copérnico, descobriu três leis básicas do movimento planetário.
*A primeira lei de Kepler afirma que “os planetas do sistema solar giram ao redor do Sol e descrevem órbitas elípticas, aproximadamente circulares”.
*A segunda lei de Kepler, estabelece que “a velocidade do movimento se adapta à posição do planeta na curva elíptica de modo uniforme, ainda que não constante”.
*A terceira lei de Kepler “fixa uma proporção entre o raio da órbita e o tempo que o astro leva para descrevê-la”.
Johannes Kepler publicou seus cálculos em 1.596 na obra intitulada “Prodomus dissertationum mathematicarum continens mysterium cosmographicum”, ou “Primeiras dissertações matemáticas sobre o mistério do cosmo”, enviou um exemplar para Tycho Brahe. Outras obras do astrônomo são “Harmonices mundi”, ou “As harmonias do mundo” de 1.619, além das “Tabulae rudolphinae” ou “Tábuas rudolfinas” de 1627, estas usadas pelos astrônomos por mais de um século no cálculo das posições planetárias.
Foi convidado pra ser assistente de Tycho e sucedeu-lhe após sua morte, em 1601, herdando então a documentação compilada por Brahe durante toda a sua vida.
Kepler aperfeiçoou então sua teoria baseada nos três princípios. Fazendo observações na órbita de Marte, em comparação aos fenômenos ópticos da atmosfera e às estrelas distantes conseguiu comparar os dados medidos aos observados.
Isaac Newton, já em 1664 escreveu um ensaio intitulado "Quaestiones quaedam philosophicae", ou "Certas questões filosóficas", em 1667, apresentou a Isaac Barrow um trabalho sobre cálculo infinitesimal, chamou-o método matemático dos fluxos. Em seguida descobriu as fórmulas matemáticas que descrevem a “centrípeta”, ou aceleração circular uniforme. Concluindo assim que a descoberta do princípio que governa a rotação da Lua ao redor da Terra é o mesmo da gravitação terrestre, em 1.704 publicou a obra Opticks, Óptica.
Em 1687, Isaac Newton publicou sua obra “Philosophiae naturalis principia mathematica”, ou “Princípios matemáticos da filosofia natural”, dividida em três tomos. O primeiro intitulado “De motu corporum”, ou “Do movimento dos corpos”, neste trata a chamada “mecânica racional”, mostra a lei da inércia e formula suas definições, demonstra uma nova noção de força e a noção de massa. O segundo tomo, extensão do primeiro, trata do movimento dos corpos num meio resistente e delineia a hidrodinâmica. Nos dois primeiros tomos Newton exclui a possibilidade da redução da mecânica à cinemática pura. Ainda ensaia o princípio da igualdade entre ação e reação e as regras da aceleração no vácuo.
O terceiro tomo foi intitulado “De sistemate mundi” ou “Do sistema do mundo”, neste volume é apresentada a mecânica do sistema universal examinada à luz dos princípios matemáticos. São analisadas as marés, os movimentos os planetários, os cometas e demais corpos celestes. Em sua obra, todas as exposições são precedidas de considerações filosóficas sobre as regras do raciocínio, das proposições e dos fenômenos analisados.
Nos seus três volumes do “Princípios matemáticos da filosofia natural”, Newton demonstra a teoria do movimento dos corpos espaço temporal utilizando lei da gravitação universal como base de praticamente todos os fenômenos naturais relativos ao Universo como um todo. Mostra que os corpos são mutuamente atraídos por todos e quaisquer outros corpos, por uma força tanto mais intensa quanto maciços forem os corpos e mais próximos estejam uns dos outros.
A solução matemática de Newton em síntese unifica a observação dos corpos, sua órbita elíptica e a previsão de seu lugar no tempo. Ela demonstra como a gravidade faz a Lua se mover elipticamente em torno da Terra e da mesma forma como a Terra e os outros planetas têm órbitas semelhantes em torno do Sol.
As esferas celestes de Ptolomeu, obsoletas então, foram abandonadas. Para a ciência, as estrelas fixas passaram a ter movimento, a ser corpos semelhantes ao nosso Sol.
Em 1691, Richard Bentley e Newton debateram sobre a possibilidade das estrelas se atrair mutuamente caindo umas sobre as outras. Newton argumentou que se houvesse um número finito de estrelas num espaço finito, de fato umas cairiam sobre as outras. Porém, no caso de um número infinito de estrelas distribuídas uniformemente num espaço infinito, não haveria esta ocorrência pelo fato de não haver qualquer ponto central onde elas pudessem estar em órbita, portanto cair. Há que se ter cuidado quanto à nossa visão de universo infinito, pois neste caso se considera como qualquer ponto o seu centro, uma vez que em volta de si existem infinitos corpos ao infinito. A abordagem de universo a partir deste ponto ganha uma dinâmica onde devemos considerar que todas as estrelas caem umas sobre as outras, e que a dúvida real é o quanto isto mudaria no caso do acréscimo de mais estrelas distribuídas uniformemente além da região pré-determinada de espaço no domínio do tempo.
Pela lei da gravitação universal, estrelas acrescentadas à massa estelar já existente não fazem diferença, pois iriam colapsar independentemente de sua quantidade na mesma velocidade e sem alteração. Porém quando se lida com infinitos, não podemos acrescentar tantas estrelas quantas quisermos, pois existe uma elasticidade espaço-temporal, portanto não vão sempre despencar umas sobre as outras. Atualmente acredita-se que é impossível uma visão estática infinita do Universo onde a gravidade é sempre atrativa, existe uma possibilidade de colapso a partir de um certo número de massa onde pode ocorrer uma súbita explosão de energia a partir de um certo momento de saturação. Neste, os corpos colapsados não mais podem cair sobre si, havendo desta forma uma repulsão gravitacional gerada pela excessiva compressão material.
Além das obras citadas, Newton publicou em 1.704 “Opticks, or A Treatise on the Reflections, Refractions and Colours of Light “, ou “Óptica, ou Um tratado sobre a reflexão, refração e cores da luz”, nesta é demonstrada a noção de comprimento de onda, chamada por Isaak Newton de “teoria dos acessos de fácil transmissão”. Na edição em latim, é apresentado no apêndice um tratado de cálculo integral completo para explicar as conclusões do Físico.
Na segunda edição da obra Opticks, Newton incluiu “31 Questions”, ou “31 Questões”, que discorrem sobre a luz e a matéria
Em 1.707 é publicada a obra “Arithmetica universalis sive” e “De compositione et resolutione arithmetica”, ou “Aritmética universal” e “Sobre a composição e resolução aritméticas”, nesta Newton demonstra através de fórmulas matemáticas a lei da gravitação e suas aplicações, estabelecendo os fundamentos do cálculo infinitesimal.
Immanuel em 1.755 concebeu a obra “História geral da natureza e teoria do céu”, ou “Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels” em 1.755, nesta descrevia um Universo harmônico regido de forma simétrica onde todas as suas leis obedeciam a uma ordem matemática.
Futuramente, em sua aula inaugural, em 1.770, como professor universitário, Kant discorre “Sobre a forma e os princípios do mundo sensível e inteligível” ou “De mundis sensibilis atque intelligibilis forma et principii”, também conhecida como “Dissertação” ou “Dissertatio”. Esta sua obra foi, segundo consta, o passo inicial do pensamento kantiano, pois estabeleceu as bases sobre as quais houve o desenvolvimento de sua obra filosófica.
Immanuel Kant realizou o estudo “Crítica da razão pura”, ou “Kritik der reinen Vernunft” , nesta é posta a questão do começo do Universo e suas limitações no espaço, as chamadas contradições da razão pura, onde havia, segundo Kant, argumentos na tese do início do Universo e na antítese de que sempre existiu.
*Em tese, o Universo poderia não ter tido um começo, havendo, pois, um tempo infinito antes de cada evento ocorrer, o que poderia ser considerado um absurdo.
*Já em antítese, alegava que se o Universo tivesse tido um começo, haveria um período de tempo infinito antes de sua existência. Logo, não haveria uma razão para ter tido um começo num tempo em particular.
Portanto, a tese e a antítese, tinham o mesmo argumento e sua postura era de que independentemente do Universo existir, ou não, o que existia era o tempo, e este se iniciava com a sua existência.
Acredita-se que uma das primeiras tentativas de unificação das leis que tentam explicar os fenômenos que regem a natureza do Universo e do micro-universo, foi a teoria da gravidade de Newton estudada por Pierre Simon Laplace, nascido em 1.749. Laplace estudou e pesquisou a mecânica celeste, o eletromagnetismo e a probabilidade.
Pierre Simon Laplace era um cientista que estudava em especial a Matemática, a Física e a Astronomia. Em função de seu direcionamento acadêmico, seus interesses se voltaram em 1.773 para as teorias astronômicas de Edmund Halley e Newton. Observando os dados de ambos, reunindo-os e comparando-os com dados de outros cientistas e astrônomos, notou certas anomalias das órbitas planetárias. Laplace realizou desta forma cálculos minuciosos sobre os efeitos gravitacionais mútuos de todos os corpos do sistema solar. Pierre Laplace acabou descobrindo que as órbitas ideais propostas por Newton apresentavam desvios periódicos ou anomalias.
Simultaneamente aos estudos astronômicos, Laplace executou também a análise sobre eletromagnetismo, acredita-se numa tentativa de unificar as leis que regem os macro e micro-universos.
Em sua obra “Exposição do sistema do mundo” de 1.796, “Exposition du système du monde”, Laplace descreve a origem dos planetas e do Sol e a partir de uma nebulosa. No seu “Tratado de mecânica celeste”, “Traité de mécanique celeste” de 1.798 a 1.827, composto de cinco volumes, interpreta a dinâmica celeste do sistema solar, utilizando cálculos de probabilidades, além da matemática convencional.
Em suas obras, Laplace sugeriu a existência de leis prevendo o comportamento universal como um todo. No desenvolvimento de seus estudos, havia a hipótese da previsão do estado universal num dado momento a partir dos dados de seu estado anterior, isto é, conhecendo-se um ponto “n” em determinado “tempo” universal, se poderia prever no futuro o estado “n + t” do Universo, e também um estado “n - t” no seu passado. Assim, se conhecendo as posições e velocidades do Sol e dos planetas num dado tempo “n”, usando-se as leis de Newton, se poderia calcular o estado do Sistema Solar em qualquer outro ponto do futuro, ou do passado.
No século XIX, não se sabia das teorias do Universo em expansão ou em contração. A crença geral entre os cientistas, era um Universo infinito no tempo futuro e que permanecera imutável desde o momento da criação. Ficando então eterno, onde os seres vivos nascem, envelhecem e morrem.
Naquela época, mesmo os cientistas que entendiam e aceitavam a teoria da gravidade de Newton como demonstrando um Universo dinâmico, isto é, pela própria natureza da teoria, este não poderia ser imutável, estático. Não pensavam, ou não admitiam qualquer espécie de expansão universal. Tentavam demonstrar que a força da gravidade a partir de uma certa distância bastante grande se tornava repulsiva. Raciocinando desta maneira, a gravitação dos planetas não era afetada e ao mesmo tempo garantia a permissão de uma distribuição infinita de corpos, garantindo assim, um equilíbrio universal. Isto é, entre as estrelas, sua força atrativa mútua era equilibrada por uma força repulsiva daquelas que estavam a partir de uma certa distância, dando assim um equilíbrio universal estático.
Atualmente, acredita-se que o tipo de equilíbrio baseado na repulsão gravitacional pode se tornar instável, pois estando objetos massivos numa determinada região próximos uns dos outros, suas forças atrativas mútuas se fortaleceriam mutuamente neutralizando e superando desta forma as forças de repulsão que estariam agindo à distância, fazendo as estrelas caírem umas sobre as outras, ocorrendo então um colapso universal. Em contrapartida, ao se distanciar os corpos massivos, suas forças de repulsão mútua se realimentariam dominando as forças de atração, fazendo-os se afastar cada vez mais, gerando assim mais desequilíbrio, pois o afastamento realimentaria o afastamento, e no centro do “sistema” o colapso gravitacional se realimentaria pela falta das forças repulsivas que estariam se diluindo, aumentando assim o desequilíbrio, e a queda dos objetos sobre si mesmos, numa realimentação constante e auto-destrutiva.
Em 1.823, o filósofo Heinrich Olbers desenvolveu uma teoria objetando o modelo de Universo estático e infinito, onde todas as linhas de visão acabam por se mostrar na superfície de uma estrela, isto é, no caso de um Universo infinito, de infinitas estrelas, sua energia eletromagnética, logo a luz incluída seria infinita. Neste caso de luz infinita, o céu deveria brilhar durante a noite da mesma forma que durante o dia.
O próprio Olbers afirmava que o brilho noturno de fato não ocorria porque a energia seria absorvida pela matéria opaca entre as estrelas. Porém neste caso, há que se observar que ao absorver energia, a matéria se aqueceria e incandesceria tornando-se tão brilhante quanto as estrelas.Desta forma, a única maneira de não se ter um brilho total do firmamento durante a noite, é admitir que as estrelas não estiveram sempre brilhando, e que seu brilho é finito no domínio do tempo. Assim, a matéria que poderia estar absorvendo esta energia não poderia ter se aquecido ainda, e a luz das estrelas, mais distantes, não chegando a nos atingir. Logo, ficaria a questão do que causou o início da emissão de energia pelas estrelas.
James Hopwood Jeans, foi o autor da teoria segundo a qual a matéria se cria de modo contínuo em todo o universo e John William Strutt , conhecido como Lord Rayleigh, foi o pesquisador que levou à descoberta do número de Avogadro, ambos, em suas pesquisas afirmaram que uma estrela irradia energia numa razão infinita. Naquele tempo, os conceitos das leis da física diferiam dos atuais, pois se acreditava que um corpo aquecido gerava ondas eletromagnéticas igualmente em todas as freqüências gerando um “ruído branco”. Acreditava-se, hipoteticamente, que os corpos irradiavam a mesma quantidade energia tanto nas freqüências de 1THz (um Terahertz) até 2 THz (dois Terahertz), quanto nas freqüências de 2 THz até 3 THz. Mas, desde que a freqüência seja ilimitada, a energia total irradiada seria infinita.
