Derradeiro destino do Universo

O derradeiro destino do Universo é um tema em cosmologia física. As teorias científicas rivais predizem se o Universo terá duração finita ou infinita. Uma vez que a noção de que o Universo iniciou com o Big Bang se tornou popular entre os cientistas, o destino final do Universo se converteu em uma pergunta cosmológica válida, dependendo da densidade média do Universo e a taxa de expansão. O Universo está atualmente em expansão. Entretanto, as medições que Allan R. Sandage realizou nos anos 1960 com seu telescópio de 200 polegadas (aproximadamente 5 metros) mostram que o ritmo de expansão atual é menor que o de há 1 bilhão de anos. 

Este fato pode implicar ou não que a expansão se detenha, permitindo duas alternativas para o destino último do Universo. Segundo as teorias cosmológicas atuais, a quantidade de matéria que há no Universo é a que decidirá o futuro do mesmo. Tem-se uma idéia bastante aproximada da quantidade de matéria visível que existe, mas não da quantidade de matéria escura, dependendo então desta o futuro do Universo.

Pode-se calcular que se a densidade do Universo é menor que três átomos por metro cúbico, será insuficiente para travar a expansão, o Universo expandir-se-á indefinidamente (Big Rip) e será condenado a uma morte fria em meio da obscuridade mais absoluta. Neste caso os fenômenos físicos se encerrariam em uns 35 bilhões de anos. Mas se a massa for suficiente para deter a expansão, terá lugar o Big Crunch ou, o que é o mesmo, o Universo, forçado pela grande quantidade de massa, começará a comprimir-se até que, dentro de uns 20 bilhões de anos, acabe por colapsar em uma singularidade, algo parecido ao Big Bang, mas ao inverso ("Big Crunch"). Neste caso após o Big Crunch é possível que o Universo comece de novo com outro (ou, segundo o modelo cíclico, o mesmo) Big Bang.

Big Rip (em português: Grande Ruptura) - É uma teoria, apresentada inicialmente em 2003, que diz que se a velocidade de expansão do universo atingir uma velocidade acima do nível crítico, isto causará o deslocamento de todos os tipos de matéria, e então as galáxias se isolariam, e depois de alguns bilhões de anos os próprios átomos se desintegrariam. A chave desta hipótese é a quantidade de energia escura no Universo. Se o Universo contém suficiente energia escura, poderia terminar tendendo a uma desagregação de toda a matéria. 

O valor chave é w, a razão (quociente) entre a pressão da energia escura e sua densidade energética, variável fundamental nas equações de estado do universo e seu comportamento no futuro. Para w < -1, o Universo acabaria por se desagregar. Primeiro, as galáxias se separariam entre si, logo a gravidade seria demasiado fraca para manter integrada cada galáxia. Aproximadamente três meses antes do "fim", os sistemas solares perderiam sua coesão gravitacional. 

Nos últimos minutos, se dissipariam estrelas e planetas, os átomos e mesmo os bárions (formados pelos quarks) não compensariam com suas interações internas a expansão do universo e seriam destruídos uma fração de segundo antes do "fim do tempo". Diferentemente do Big Crunch, na qual tudo se consensa em um só ponto, no Big Rip o Universo se converterá em partículas subatômicas mínimas dispersas que permaneceriam para sempre separadas, sem coesão gravitacional nem energia alguma. Os autores desta hipótese, entre eles Robert Caldwell do Dartmouth College, calculam que o fim do Universo, tal como conhecemos, ocorreria em aproximadamente 3,5 × 1010 anos (35 bilhões de anos) depois do Big Bang, ou dentro de 2,0 × 1010 anos (20 bilhões de anos).

Big Crunch - O Big Crunch, ou em português, o Grande Colapso, é uma teoria segundo a qual o universo começará no futuro a contrair-se, devido à atração gravitacional, até entrar em colapso sobre si mesmo. Essa teoria suscita um mistério ainda maior de se analisar do que o Big Bang.

A cosmologia e o Big Crunch - Algumas perguntas dos cosmólogos são : E depois? Será que o universo vai realmente acabar? Ou será que continuará a expandir-se para sempre até esfriar-se totalmente e se tornar um Universo de escuridão? Ou será que ainda continuaria num ciclo eterno de Big Bangs e Big Crunchs?  O princípio da elasticidade gravitacionalAté 1998 pensava-se que a velocidade com a qual as galáxias se afastam deveria diminuir com o tempo devido à atracção gravitacional entre elas. A este princípio alguns astrofísicos chamam de "memória elástica" universal.

Pesquisas mais recentes (1998), baseadas em observações de supernovas extremamente distantes, comprovaram que a aceleração da expansão do universo é positiva, o que significa que a velocidade com a qual as galáxias se afastam umas das outras está aumentando, e não diminuindo como seria de se esperar pela atração gravitacional. Isso significa que o Universo está se expandindo cada vez mais rapidamente, acelerando, e os cosmólogos não vêem como essa situação poderá ser revertida. Para explicar este fato, novas teorias gravitacionais estão sendo formuladas, implicando noções como matéria escura e energia escura. A evidência da aceleração da expansão do universo é considerada como conclusiva pela maioria dos cosmólogos desde 2002, e com essa descoberta a hipótese do Big Crunch sofreu um grande revés.

Densidade universal - O que provavelmente irá acontecer no futuro dependerá da comparação entre a atracção gravitacional e a velocidade à qual o Universo se expande. A determinação da magnitude desta atracção está relacionada com a densidade média da matéria no Universo.

Universo aberto - Se a densidade média do Universo for inferior a um certo valor, conhecido como densidade crítica do universo, então a atracção gravitacional que lhe está associada deverá ser demasiado pequena para impedir a expansão do Universo. Diz-se que o Universo é aberto ou ilimitado.

Universo fechado - Se a densidade média do Universo for superior à densidade crítica, o Universo deixará, provavelmente, de se expandir e começará novamente a se contrair. Esta contracção irá ser acelerada e, eventualmente, produzirá o Big Crunch, que é o inverso do Big Bang. O Universo será fechado e limitado.

Universo plano - Se a densidade média do Universo é exactamente igual à densidade crítica. Neste caso, a expansão do Universo não irá parar e aproximar-se-á cada vez mais do limite definido. O Universo será, então, plano.

A densidade média X densidade crítica - De forma a poder decidir qual dos três hipotéticos futuros irá acontecer, os cosmólogos precisam conhecer a relação exacta entre a densidade média do Universo e a densidade crítica, mas, infelizmente, nenhuma das densidades é rigorosamente conhecida. Actualmente, estima-se que as suas densidades diferem apenas de um pequeno factor, o que é suficiente para tornar difícil a decisão sobre se o Universo é aberto ou fechado, sugerindo ainda que ele possa ser plano. Ainda para dificultar, a fim de explicar certos fenômenos, foi postulada a existência de uma matéria negra, um tipo de matéria de difícil detecção, o que dificulta ainda mais a análise cosmológica.

Curiosidades

O Big Crunch também é conhecido com gnaB giB ("Big Bang" lido ao contrário).

Fonte: Wikipédia