Onde fica o limite do universo?

Talvez nunca saibamos.

Quando Galileu Galilei apontou seu primeiro telescópio para o céu em 1610, ele descobriu “aglomerados de inúmeras estrelas” escondidas na faixa de luz chamada Via Láctea. Nosso cosmos cresceu exponencialmente naquele dia. Aproximadamente três séculos depois, os limites cósmicos explodiram mais uma vez quando os astrônomos construíram telescópios grandes o suficiente para mostrar que a Via Láctea é apenas um dos muitos “universos-ilhas”.

Rapidamente descobriram que o Universo também se estava a expandir, com as galáxias a afastarem-se umas das outras a velocidades cada vez mais aceleradas. Desde então, telescópios cada vez maiores mostraram que o Universo observável abrange incompreensíveis 92 mil milhões de anos-luz e contém talvez 2 biliões de galáxias. E, no entanto, os astrônomos ainda ficam se perguntando quanto mais universo existe lá fora, além do que eles observam.

“O universo sempre foi um pouco maior do que podemos ver”, diz Virginia Trimble, da Universidade da Califórnia, Irvine, astrônoma e especialista na história da área. 

Construir telescópios maiores não ajudará mais a ampliar o cosmos. “Os telescópios apenas observam o observável. Não é possível retroceder no tempo além da idade do universo”, explica o cosmólogo John Mather, ganhador do Prêmio Nobel, do Goddard Space Flight Center da NASA, que também é cientista-chefe do Telescópio Espacial James Webb. “Então estamos totalmente limitados. 

Já vimos até onde você poderia imaginar.” Na borda, vemos o brilho remanescente do Big Bang – a chamada radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB). Mas esta não é uma borda mágica do universo. Nosso cosmos continua. Talvez nunca saibamos até onde. 

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Nas últimas décadas, os cosmólogos tentaram resolver este mistério determinando primeiro a forma do universo, como o antigo matemático grego Eratóstenes calculou o tamanho da Terra usando trigonometria simples. Em teoria, o nosso universo pode ter uma de três formas possíveis, cada uma dependente da curvatura do próprio espaço: em forma de sela (curvatura negativa), esférica (curvatura positiva) ou plana (sem curvatura). 

Poucos defenderam um universo em forma de sela, mas um cosmos esférico faz sentido para nós, terráqueos. A Terra é redonda, assim como o sol e os planetas. Um universo esférico permitiria que você navegasse pelo cosmos em qualquer direção e voltasse ao ponto de partida, como a tripulação de Fernão de Magalhães circunavegando o globo. Einstein chamou esse modelo de “universo finito, porém ilimitado”. 

Mas a partir do final da década de 1980, uma série de observatórios em órbita construídos para estudar a CMB fizeram medições cada vez mais precisas, mostrando que o espaço não tem curvatura alguma. É plana até aos limites daquilo que os astrónomos podem medir – se for uma esfera, é uma esfera tão grande que mesmo todo o nosso universo observável não regista qualquer curvatura. 

“O universo é plano como uma folha de papel [infinita]”, diz Mather. “De acordo com isso, você poderia continuar infinitamente em qualquer direção e o universo seria exatamente o mesmo, mais ou menos.” Você nunca chegaria ao limite deste universo plano; você apenas encontraria mais e mais galáxias. 

Isso é muito bom para a maioria dos astrônomos. Um universo plano concorda tanto com a observação quanto com a teoria, então a ideia agora está no cerne da cosmologia moderna. 

O problema é que, ao contrário de um universo esférico, um universo plano pode ser infinito – ou não. E não há nenhuma maneira real de saber a diferença. “O que você poderia procurar para ver se existe um universo infinito?” Trimble diz. “Ninguém sabe ao certo.” 

Então, em vez disso, os astrônomos esperam que uma resposta possa vir da teoria – um modelo que possa oferecer provas indiretas de uma forma ou de outra. Por exemplo, o Modelo Padrão da física previu a existência de numerosas partículas, como o Bóson de Higgs, anos antes de serem realmente descobertas. Mesmo assim, os físicos ainda presumiam que essas partículas eram reais. 

“Se você tem uma boa descrição de tudo o que observou até agora e ela prevê que algo é verdade, então você espera que seja”, diz Trimble. “É assim que a maioria dos cientistas pensa sobre como a ciência funciona.”

Fonte:  Astronomy.com