Todos os anos perdemos uma secção do Universo

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2018 foi embora e levou com ele uma parte do nosso Universo que nunca mais voltaremos a ver. O cenário que, à primeira vista, parece trágico, é apenas a Natureza a seguir o seu rumo.

Nas partes mais distantes do Universo conhecido, estão a desaparecer galáxias inteiras. No entanto, estes objetos celestes não estão simplesmente a evaporar. Em vez disso, estão a ser empurrados para fora do Universo conhecido, para uma região conhecida como “Universo inobservável“.

Durante vários milénios, o tamanho e a idade do Universo confundiram os cientistas. Em 1687, Isaac Newton inspirou uma nova forma de entender o cosmos no seu livro Principia, que propunha a lei revolucionária universal da gravitação.

Na sua formulação mais básica, a lei explicava que toda a massa no Universo é atraída para todas as outras massas do Universo. Embora a ideia pareça bastante simples, as implicações na época foram surpreendentes.

O trabalho de Newton revelou que, se o nosso Universo fosse finito, as forças atrativas de todos os objetos no cosmos deveriam ter feito tudo desabar.Mas, como continuamos aqui, esse cenário não se observou, pelo que o Universo deve mesmo ser infinito.

Em oposição, surgiu o paradoxo de Olbers. No início do século XIX, Wilhelm Olbers propôs um paradoxo argumentando que a escuridão do céu noturno entra em conflito com a conclusão de que o cosmos é infinito: no fundo, Olbers argumenta que, num céu sem limites, não veríamos nada além da luz das estrelas. No entanto, como há manchas escuras no céu noturno, o Universo não pode ser infinito.

Estas duas teorias não podiam coexistir. Assim, em 1913, Vesto Slipher analisou as linhas espectrais de galáxias distantes e descobriu que a luz que elas emitiam era transferida para a extremidade vermelha do espectro de luz.

Este desvio para o vermelho era, então, a prova de que as galáxias estão a afastar-se de nós, já que a luz se estende até ao final vermelho do espectro quando os objetos estão a retroceder.

Com base no trabalho de Slipher, Edwin Hubble mediu os desvios para o vermelho das galáxias e comparou-os com a sua distância relativa, descobrindo que o Universo está a expandir-se. Tendo consciência dessa expansão, sabemos também que o Universo deve ter sido menor no passado e, consequentemente, se retrocedermos até ao início, concluímos que todo o Universo teria convergido num único ponto a que agora chamamos de Big Bang.

Usando vários modelos e estimativas para a taxa de expansão, como a constante de Hubble, os cientistas estimaram a idade do Universo em 13,799 mil milhões de anos. Nas últimas décadas do século XX, duas equipas de cientistas começaram a medir a desaceleração cósmica – ou seja, o quanto a expansão do Universo está a diminuir.

Depois de várias análises, os cientistas descobriram que, ao contrário das suas suposições, a expansão do Universo não está a diminuir – pelo contrário, as galáxias mais distantes parecem estar a voar para longe de nós cada vez mais depressa à medida que a sua distância da Terra aumenta.

Este facto levou a uma conclusão irrefutável: a expansão do Universo está a acelerar. No fundo, cada porção do Espaço está a alongar-se. Enquanto a luz e a matéria têm uma velocidade máxima, o tecido do espaço-tempo não.

Assim, os novos cálculos permitiram aos cientistas determinar que o Universo observável tem um raio de, pelo menos, 46 mil milhões de anos-luz. No entanto, o Universo observável é apenas uma parte do Universo total.

Universo inobservável: além do alcance

O Universo observável é a região esférica que abrange tudo o que atualmente pode ser detetado da Terra. Tudo o que existe além dos limites da deteção é chamado de “Universo inobservável”.

A luz que se encontra no Universo inobservável ainda não chegou à Terra devido à gigantesca distância que precisa de cobrir. Como a luz tem uma velocidade máxima, a luz de objetos a uma distância considerável poderia, teoricamente, estar a caminho. Se a expansão do Universo não estivesse a acelerar, seríamos capazes de ver tudo no cosmos. Mas esse não é o caso.

Segundo o Science Alert, é devido à expansão acelerada que algumas regiões do Espaço estão a afastar-se de nós mais rápido do que a velocidade da luz. Na prática, a luz dessas regiões nunca será capaz de nos alcançar.

Se um fotão deixasse o nosso planeta e começasse a viajar para o cosmos, nunca seria capaz de alcançar qualquer área do Espaço que estivesse a mais de 15 mil milhões de anos-luz de distância, pois o Espaço além deste ponto está a expandir-se mais rápido do que a velocidade da luz.

Isto significa que, mesmo se saíssemos hoje e viajássemos à velocidade da luz, seríamos capazes de alcançar apenas 3% do número total de galáxias do nosso Universo observável. Os outros 97% estarão, para sempre, além do nosso alcance.