Qual é o grande problema e podemos pará-lo?

Imagine um futuro onde o universo, muito em breve, se desintegrará. Eventualmente, o espaço-tempo é dilacerado, tornando o universo inabitável.

O universo terminará em um ‘grande rasgo’? Depende da energia fantasma. (Crédito da imagem: Getty Images/Mark Garlick/Science Photo Library) 

Imagine um futuro onde o universo, muito em breve, se desintegrará. Eventualmente, o espaço-tempo é dilacerado, tornando o universo inabitável.

Imagine um futuro onde o universo, muito em breve, se desintegrará. Primeiro vêm os aglomerados, com suas galáxias afastadas umas das outras. Então, as galáxias se dissolvem. Depois, os sistemas estelares e os planetas. E então os próprios átomos . Eventualmente, o espaço - tempo é dilacerado, tornando o universo inabitável.

Este é um futuro potencial conhecido como Big Rip. Parece assustador e quase impossível de imaginar, mas a parte verdadeiramente horrível é que algumas evidências parecem apontar diretamente para esse destino.

Energia fantasma

Há um quarto de século, os astrônomos descobriram a energia escura , que é o nome dado à aparente expansão acelerada do universo . Esta energia escura é profundamente misteriosa; atualmente não entendemos o que causa isso, de onde veio ou o que vai fazer. Mas isso não impediu os teóricos de adivinhar.

A coisa mais simples que a energia escura poderia ser é a chamada constante cosmológica. Nesta imagem simples, a energia escura é uma substância que permeia todo o espaço e tempo. Há energia escura em todos os lugares, inclusive na sala em que você está agora. Esta energia escura é perfeitamente constante. É exatamente o mesmo em todo o espaço e no tempo. Esta substância faz com que a expansão do universo se acelere, mas por outro lado nunca muda.

Outra possibilidade é que a substância por trás da energia escura possa dobrar-se sobre si mesma, amplificando-se com o tempo. Esta situação é conhecida como energia escura fantasma (ou apenas energia fantasma). Neste caso, a aceleração aumentaria com o tempo.

Fantasmas na máquina

Ironicamente, este aumento da aceleração tornaria o universo observável muito menor. Isso porque a velocidade entre dois pontos quaisquer continuaria a crescer, mesmo além da velocidade da luz . Neste cenário, as galáxias voariam para longe umas das outras tão rapidamente que nunca mais se veriam. Isso faria com que o limite observável do que poderíamos ver diminuísse com o tempo de forma descontrolada.

Se dois pontos se separassem mais rápido que a luz, eles não interagiriam mais por meio de nenhuma força física. Enquanto uma energia escura constante deixaria para trás objetos já intactos, como aglomerados de galáxias, a energia fantasma poderia separá-los. Num período de tempo finito, daqui a milhares de milhões de anos, os aglomerados separar-se-iam, seguidos por objectos cada vez mais pequenos. Mesmo as ligações atómicas e nucleares não resistiriam ao ataque.

Eventualmente, o próprio espaço se dissolveria em um evento conhecido como Big Rip. Quaisquer dois pontos, não importa quão próximos, seriam afastados infinitamente um do outro. A própria estrutura do espaço-tempo, os fundamentos causais que fazem o nosso universo funcionar, não funcionaria mais. O universo simplesmente entraria em colapso.

Contudo, felizmente, a maioria dos físicos não acredita que este cenário possa realmente acontecer. Por um lado, não está claro como esse processo de ruptura interage com as outras leis da física. Por exemplo, os quarks não podem ser despedaçados – quando se tenta fazê-lo, é necessária tanta energia que novos quarks se materializam no vácuo. Portanto, destruir os quarks pode levar a outras interações interessantes.

Além disso, a energia fantasma não se comporta de acordo com a física normal. Para fazer isso funcionar, a substância fantasma deve ter energia cinética negativa. Mas a energia cinética negativa geralmente não acontece no universo - um exemplo disso seria uma bola rolando naturalmente para cima - então esta seria uma grande exceção ao nosso entendimento estabelecido da física.

Evidências do Grande Rip

Durante décadas, os astrónomos têm tentado medir a força da energia escura. Eles fazem isso por meio de um número conhecido como parâmetro da equação de estado, que, para a substância de energia escura, mede a relação entre sua pressão e sua densidade de energia. Uma constante cosmológica corresponde a um parâmetro igual a -1, enquanto um cenário de energia fantasma é qualquer coisa cujo parâmetro seja menor que -1.

Até agora, todas as medições astronômicas são compatíveis com uma constante cosmológica, um parâmetro de equação de estado de -1. Mas, estranhamente, todas essas mesmas medições, ano após ano, preferem um valor ligeiramente inferior a -1. Todas essas medições têm incertezas, que incluem o caso “chato” de uma constante cosmológica, mas é intrigante que os dados pareçam preferir um universo de energia fantasma.

Alguns físicos acreditam que mais evidências nos afastarão do cenário fantasma, rumo à segurança de uma constante cosmológica. Outros, porém, interpretam isso como um sinal de que o universo pode estar nos dizendo algo interessante.

Talvez haja alguma combinação de física permitida pelas leis atuais que dê a aparência de energia fantasma. (Por exemplo, se você chutar uma bola com força suficiente, ela poderá subir temporariamente.) Ou talvez haja alguma física totalmente nova que pareça impossível agora, mas que fará sentido com uma nova compreensão.

Mas mesmo que tenhamos um cenário de energia fantasma, não é como se o universo fosse se despedaçar tão cedo. Com as restrições de medição conhecidas, o Big Rip só se concretizaria durante centenas de milhares de milhões de anos. Enquanto isso, podemos desfrutar do cosmos agradável, calmo e estável.

Fonte: Space.com