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Todas as sextas-feiras, ao vivo, a partir das 21h (pelo horário de Brasília), vai ao ar o Programa Olhar Espacial, no canal do Olhar Digital no YouTube. O episódio da última sexta-feira (23) (que você confere aqui) repercutiu a nova pesquisa sobre o possível fim do nosso Universo ser um grande colapso, conhecido como “Big Crunch”, e outras hipóteses para a morte do cosmos.
O youtuber e estudante de astronomia, Felipe Hime, explicou as bases cientificas para o final de tudo e comentou o inédito artigo sobre o assunto – ainda em revisão por pares e disponível no repositório arXiv. Hime atua na divulgação científica de temas relacionados à astronomia, exploração espacial, fundamentos de física e matemática nas redes sociais e em três canais no YouTube: Felipe Hime, Himeverso e Universo Observável.
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Energia escura e gravidade estão em um “cabo de guerra”
Por séculos, a humanidade acreditou que o Universo fosse um plano infinito e eterno. Essa visão começou a ruir em 1929, quando o astrônomo Edwin Hubble observou que as galáxias estavam se afastando umas das outras e, portanto, o cosmos estaria em constante expansão, sendo mais dinâmico do que pensávamos.
No final do século XX, equipes lideradas pelos astrônomos Adam Riess, Saul Perlmutter e Brian Schmidt deram um passo além: descobriram que a expansão do Universo estava acelerando. A responsável por esse fenômeno seria a energia escura, uma força desconhecida para a física naquela época, mas que mudou para sempre a forma como cientistas entendem o cosmos.
“A energia escura é uma força de repulsão, como se fosse alguém soprando um balão para ele encher cada vez mais rápido. Ela faz com que o espaço se expanda de maneira acelerada”, explicou Marcelo Zurita, astrônomo e apresentador do Olhar Espacial.
Dessa forma, o cosmos está em um constante “cabo de guerra” entre a força da gravidade, que aproxima os astros, e a energia escura, que acelera a expansão do Universo desde o Big Bang. Os diferentes valores que esses dois fatores podem assumir no futuro é o que definirá o destino do cosmos, e talvez o seu fim.
Big Rip: energia escura “rasgaria” o tecido do espaço-tempo
Em 2003, pesquisadores apresentaram a hipótese da Big Rip – ou Grande Ruptura – no artigo “Phantom Energy and Cosmic Doomsday” (Energia Fantasma e o Juízo Final Cósmico, em português). Esse seria o desfecho em que a energia escura vence o embate.
Nesse caso, ao invés de se manter constante, a aceleração do crescimento do cosmos se tornaria mais forte com o tempo. “O Universo se expandiria de forma cada vez mais acelerada, o que levaria a uma ruptura, como se o elástico do espaço-tempo estourasse”, disse Zurita.
A energia escura acabaria superando todas as forças fundamentais que mantêm o cosmos coeso, desfazendo galáxias, estrelas, planetas e, por fim, despedaçando até as menores partículas do mundo atômico.
“O espaço-tempo iria esticar em todas as escalas. Um planeta, por exemplo, está imerso no espaço-tempo, por isso esticaria até o ponto de se despedaçar. Isso chegaria ao limite de os átomos terem seus elétrons arrancados e as partículas fundamentais também desintegrarem”, explicou Hime.
Em 2015, uma pesquisa da Universidade de Vanderbilt demonstrou como a ruptura final do Universo poderia ocorrer. Dentre os pesquisadores, estava o matemático brasileiro Marcelo Disconzi, que trouxe uma abordagem inovadora para o problema.
Disconzi aplicou as equações que descrevem a viscosidade, propriedade ligada à resistência dos fluidos, ao contexto cósmico. Com esse método, a equipe conseguiu, feliz ou infelizmente, comprovar que o Big Rip é possível na realidade.
Big Freeze: tudo se afastaria até o Universo congelar
Em um contexto em que a energia escura e a gravidade se mantêm equilibradas, o cosmos continuaria a se expandir. “A velocidade de crescimento do Universo até diminui conforme ele cresce, mas nunca para, segue infinitamente”, explicou Hime.
Com o tempo, os astros se afastariam cada vez mais, mergulhando o Universo em um isolamento crescente. As estrelas, ao consumirem todo o seu combustível, se apagariam, resfriando os planetas ao redor e deixando para trás um cenário de escuridão total e frio cósmico, nomeado de Big Freeze, ou Grande Congelamento.
O cosmos atingira o que pesquisadores chamam de “estado de entropia máxima”, uma situação em que a energia está distribuída da forma mais uniforme possível, não havendo diferença de temperatura ou pressão que possa causar fluxo de energia ou matéria.
“Nesse caso, a relação entre gravidade e energia escura estaria em equilíbrio. O Universo se expandiria vagarosamente até todas as galáxias e estrelas ficariam distantes umas das outras, terminando em uma morte fria”, disse Zurita.
Big Crunch: a gravidade vence e tudo colapsa
Se a gravidade vencer o embate com a energia escura, podemos esperar pelo Big Crunch, ou Grande Colapso. Nesse caso, a expansão do cosmos se desaceleraria até parar, depois se inverteria.
Tudo o que conhecemos começaria a se aproximar até colidir e se juntar em um único ponto extremamente denso. “Em determinado momento, a expansão deixaria de ocorrer e o Universo colapsaria em um grande ‘Big Bang as avessas’”, comentou Zurita.
Um estudo deste ano, publicado por pesquisadores das Universidades de Cornell, nos Estados Unidos, e de Jiao Tong, na China, prevê que o nosso universo terminará em um Big Crunch. A equipe também estimou a data do evento: 20 bilhões de anos até tudo colapsar.
A previsão é que o tamanho máximo do cosmos seja 69% maior do que o atual. Seriam necessários 7 bilhões de anos até ele chegar a essa dimensão, depois começaria a se contrair. Segundo o estudo, o encolhimento duraria 13 bilhões de anos e o desfecho seria toda a matéria comprimida em um só lugar, sendo esse o ponto final cósmico.
Hime explicou que isso pode não ser o fim. Esse evento poderia ser seguido de outro Big Bang, gerando um Universo novo. Assim, o cosmos seria cíclico, alternando entre expansão e contração.
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Para astrônomo, esses finais são apenas especulações
Esses três principais cenários são baseados no embate entre as forças de expansão e contração do Universo, não levando em conta outros fatores fundamentais. Embora sejam ótimos exercícios de física, continuam sendo hipóteses que necessitam de dados observacionais para serem complementadas.
“O tema da Morte do Universo, ou seja, tentar entender o que vai acontecer muito no futuro, é altamente especulativo”, disse o divulgador científico.
Caso a comunidade cientifica consiga compreender melhor a natureza da energia escura, esses cenários podem se alterar. Por isso, entender essa misteriosa força é um dos temas principais de pesquisas astronômicas e envolve diversos dos melhores laboratórios e grupos de cientistas do mundo.
“Essas especulações do final do Universo são algo que nunca teremos a resposta de fato. O máximo que conseguimos é aplicar tudo que sabemos de matemática e física até agora e tentar encontrar algo que faz sentido. Mesmo assim, creio que nunca saberemos a resolução dessa pergunta”, concluiu Hime.
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