De que forma é o universo? Astrofísicos acreditam que pode ser um donut 3D gigante

Charles J. Law / European Southern Observatory

Modelo do Universo em hipertoro (aka “donut”)

Um novo estudo pode vir mudar a percepção de que o universo é infinito.

Será que o universo é infinito? Qual será a forma do cosmos? Já há séculos que estas perguntas andam nas mentes dos aficionados da astronomia, e Thomas Buchert pode ter encontrado as respostas.

O astrofísico da Universidade de Lyon juntou-se a outros astrofísicos num estudo, e a equipa deduziu que o nosso cosmos pode ser ligado entre si, ou seja, o espaço é fechado e tem a forma de um donut de três dimensões.

Os físicos usam a linguagem da teoria da relatividade de Einstein para explicar o que liga o conteúdo do espaço-tempo à curvatura do mesmo, sendo desta forma que sentimos a força da gravidade. Esta linguagem faz a ligação entre todos os conteúdos do universo e a sua forma geométrica.

Durante décadas, debateu-se qual será essa forma e as implicações que teria no destino do universo, visto que uma forma plana e aberta criaria um universo infinito e em constante expansão, enquanto que um universo fechado acabaria por colapsar em si mesmo.

A ciência parece ter estabelecido a ideia de que o universo é plano, mas há mais um factor a ter em conta para além da forma geométrica: a topologia, e como as formas podem mudar mantendo as regras geométricas. De momento, não se sabe se o universo é ligado multiplamente, ou seja, se uma ou mais dimensões do cosmos estão ligadas entre si.

Uma equipa de astrofísicos da Universidade de Ulm e da Universidade de Lyon tentou responder a esta questão observando a radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Quando a radiação foi libertada, o universo era um milhão de vezes mais pequeno do que é hoje e muito mais sujeito a envolver-se em si mesmo do que actualmente.

Os investigadores analisaram as perturbações na temperatura da radiação, visto que não poderiam ser maiores do que a distância à volta das ligações que as dimensões do cosmos podem ter entre si, caso existam. Concluíram que há um limite máximo no tamanho dessas perturbações, o que significa que o universo é fechado.

“Num espaço infinito, as perturbações na temperatura da radiação existem em todas as escalas. Se, no entanto, o espaço é finito, então há comprimentos de onda em falta que são maiores do que o tamanho do espaço”, explica Buchert à Live Science.

Os satélites WMAP e ESA Planck da NASA ajudaram na criação dos mapas da radiação cósmica de fundo em micro-ondas e na revelação do número de perturbações na temperatura que faltam. Esse número limitado de perturbações sugere que a forma do universo é mesmo um donut 3D.

“Podemos variar o tamanho do espaço e repetir a análise. O resultado é o tamanho óptimo do universo que melhor corresponda às observações da radiação. A resposta do nosso estudo é claramente de que o universo finito corresponde melhor às observações do que o modelo infinito. Podemos dizer: Agora sabemos o tamanho do Universo“, diz Buchert.

Caso o cosmos seja mesmo um donut gigante (teoria que o astrofísico Ethan Siegel se apressou a contrariar), podemos ter a certeza de duas coisas: que é finito e bastante mais pequeno do que se imaginou inicialmente.

Isto não quer dizer que uma nave espacial poderia andar às voltas no universo e voltar à posição inicial como numa pista de corrida, porque o cosmos continua a expandir-se a um ritmo mais rápido do que a velocidade da luz.

AP, ZAP //

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