Como as galáxias existem?

Galáxias - aquelas vastas coleções de estrelas que povoam o nosso universo - estão por todo o lugar. Talvez o exemplo mais ressonante deste fato seja o Hubble eXtreme Deep Field, uma coleção de fotografias do telescópio espacial Hubble, que revelam milhares de galáxias numa única imagem composta. No entanto, estimar quantas galáxias existem em todo o universo é um trabalho mais difícil. Números absolutos são um problema - uma vez que a contagem começa na casa dos bilhões, leva algum tempo a fazer a adição. Outro problema é a limitação dos nossos instrumentos. Para obter o melhor ponto de vista, um telescópio precisa ter uma grande abertura (diâmetro do espelho principal ou lente) e estar localizado acima da atmosfera para evitar a distorção do ar da Terra. Embora as estimativas variem entre diferentes especialistas, uma faixa aceitável situa-se entre as 100 bilhões e as 200 bilhões de galáxias, afirma Mario Livio, astrofísico do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, EUA.

Indo mais aprofundadamente

O Hubble é o melhor instrumento disponível para a contagem e estimativa de galáxias. O telescópio, lançado em 1990, teve inicialmente uma distorção no seu principal espelho que foi corrigida durante uma visita de transporte em 1993. O Hubble também foi submetido a vários upgrades e visitas de serviço até que à missão do vaivém espacial final, em maio de 2009. Em 1995, os astrónomos apontaram o telescópio para o que parecia ser uma região vazia da Ursa Maior, e recolheram 10 dias de observações. O resultado foi um número estimado de 3.000 galáxias fracas num único quadro. Como o telescópio Hubble recebeu atualizações aos seus instrumentos, os astrónomos repetiram a experiência duas vezes.

Em 2003 e 2004, os cientistas criaram o Hubble Ultra Deep Field, que revelou cerca de 10.000 galáxias numa pequena mancha na constelação de Fornax. Em 2012, novamente usando instrumentos atualizados, os cientistas usaram o telescópio para olhar para uma parte da Ultra Deep Field. Mesmo neste campo de visão mais estreito, os astrónomos foram capazes de detectar cerca de 5.500 galáxias. Pesquisadores apelidaram esse campo de eXtreme Deep Field. Ao todo, o Hubble revela uma estimativa de 100 bilhões de galáxias no universo, mas este número deverá aumentar para cerca de 200 bilhões com melhorias na tecnologia de telescópio.

Contando estrelas

Qualquer que seja o instrumento utilizado, o método de calcular o número de galáxias é o mesmo. Você pega na parte do céu fotografada pelo telescópio (neste caso, o Hubble). Então - usando a razão entre o pedaço de céu e todo o universo - você determina o número de galáxias no universo. "Isso supõe que não há grande variação cósmica, que o universo é homogéneo", disse Livio. "Temos boas razões para suspeitar que esse seja o caso. Esse é o princípio cosmológico". O princípio remonta à teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Uma das descobertas da relatividade geral é a de que a gravidade é uma distorção do espaço e do tempo. Com esse entendimento na mão, vários cientistas (incluindo Einstein) tentaram entender como a gravidade afetou todo o universo.

"A hipótese mais simples é que se você visse o conteúdo do universo com suficientemente má visão, parece praticamente o mesmo em todos os lugares e em todas as direções", afirmou a NASA. "Ou seja, a matéria do universo é homogénea e isotrópica quando calculada em escalas muito grandes. Este é o chamado princípio cosmológico". Um exemplo do princípio cosmológico é a radiação cósmica de fundo, que é um resquício dos primeiros estágios do universo após o Big Bang. Utilizando instrumentos como Wilkinson Microwave Anisotropy Probe da NASA, os astrónomos descobriram que a radiação é praticamente idêntica para onde quer que se olhe.

Será que o número de galáxias muda com o tempo?

Medidas de expansão do universo - através da observação de galáxias a fugir de nós - mostram que tem cerca de 13.820 milhões de anos de idade. À medida que o universo fica mais velho e maior, as galáxias diminuem, ficando cada vez mais longe da Terra. Isto irá torná-las mais difíceis de ver em telescópios. O universo está a expandir-se mais rapidamente do que a velocidade da luz (que não viola o limite de velocidade de Einstein porque a expansão é do próprio universo, ao invés de objetos que viajam através do universo). Além disso, o universo está a acelerar na sua expansão. Este é o lugar onde o conceito de "universo observável" - o universo que podemos ver - entra em jogo.

Isso significa que no futuro haverá galáxias que estão além do que podemos ver da Terra. As galáxias também mudam com o tempo. A Via Láctea está em rota de colisão com a vizinha galáxia de Andrómeda, e ambos irão fundir-se em cerca de 4 bilhões de anos. Mais tarde, outras galáxias no nosso Grupo Local - As galáxias mais próximas a nós - acabarão por se combinar. Moradores da galáxia no futuro terão um universo muito mais escuro para observar.

E quanto a outros universos?

À medida que o universo inicial expandiu, há algumas teorias que dizem que os diferentes "bolsos" se separaram e formaram diferentes universos. Esses lugares diferentes poderiam estar a expandir-se a taxas diferentes, incluir outros tipos de matéria, e terem diferentes leis físicas das presentes no nosso próprio universo. Livio apontou que poderia haver galáxias nesses outros universos - se é que existem - mas não temos nenhuma maneira de saber com certeza. Assim, o número de galáxias poderia até ser maior do que 200 bilhões, ao considerar outros universos.

No nosso próprio cosmos, os astrónomos serão mais capazes de refinar o número com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb. O Hubble é capaz de espiar galáxias que se formaram há cerca de 450 milhões de anos após o Big Bang. Depois do James Webb ser lançado em 2018, os astrónomos supõe poder vir a olhar tanto para 200 milhões de anos após o Big Bang. Nesse panorama, certamente o número atual de galáxias irá aumentar e ser muito mais refinado com o avanço tecnológico.

Fonte: Ciência Online
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