Anãs negras, explosões na escuridão e um grito final. Astrónomo explica como o Universo vai acabar

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Há muito tempo que os astrónomos estudam como será o fim do cosmos. Um novo estudo concluiu que o Universo dará um último grito antes de tudo escurecer para sempre.

As leis conhecidas da física sugerem que, em cerca de 10¹⁰⁰ anos, o nascimento das estrelas cessará, as galáxias ficarão escuras e até mesmo os buracos negros evaporarão através de um processo conhecido como radiação de Hawking, deixando pouco mais do que simples partículas subatómicas e energia. A expansão do espaço arrefecerá essa energia quase a 0 kelvin – zero absoluto -, sinalizando a morte térmica do Universo.

No entanto, de acordo com a Science Magazine, enquando dava uma aula de astrofísica este ano, Matt Caplan, físico teórico na Universidade Estadual do Illinois, percebeu que o destino de um último grupo de entidades nunca tinha sido contabilizado.

Depois de esgotar o seu combustível termonuclear, estrelas de baixa massa como o Sol não morrem em supernovas dramáticas. em vez disso, perdem lentamente as suas camadas externas e deixam para trás um núcleo escaldante do tamanho da Terra conhecido como anã branca.

O peso gravitacional das anãs brancas é contrabalançado por uma força chamada pressão de degeneração de eletrões. As partículas numa anã branca permanecem presas numa rede cristalina que irradia calor por biliões de anos, muito mais do que a idade atual do universo. Eventualmente, essas relíquias arrefecem e tornam-se anãs negras.

As anãs negras não têm energia para impulsionar as reações nucleares, por isso pouco acontece dentro delas. A fusão requer núcleos atómicos carregados para superar uma poderosa repulsão eletrostática e fusão. Ainda assim, durante longos períodos de tempo, a mecânica quântica permite que as partículas façam um túnel através das barreiras energéticas, o que significa que a fusão pode ocorrer a taxas extremamente baixas.

Quando átomos como o silício e o níquel se fundem em ferro, produzem positrões, a antipartícula de um eletrão. Esses positrões destruiriam muito lentamente alguns dos eletrões no centro de uma anã negra e enfraqueceriam a pressão de degeneração.

Para estrelas entre cerca de 1,2 e 1,4 vezes a massa do Sol, este enfraquecimento acabaria por resultar num colapso gravitacional catastrófico que leva a uma explosão colossal semelhante às supernovas de estrelas de massa mais elevada.

“As reações nucleares, através de tunelamento quântico, transformam a estrela em ferro durante muito, muito tempo”, disse Caplan, em declarações à Newsweek. “Então, quando a estrela contem ferro suficiente, explodirá muito rapidamente como uma supernova. Tunelamento quântico torna possível que reações proibidas aconteçam se se esperar o tempo suficiente.”

Segundo Caplan, as detonações dramáticas começarão a ocorrer daqui a cerca de 10¹¹⁰⁰ anos e continuariam até daqui a 10³²⁰⁰⁰ anos.

No início desta era, a substância misteriosa que age em oposição à gravidade chamada matéria escura terá separado tudo no Universo – tanto que cada anã negra estaria cercada por uma vasta escuridão. As supernovas seriam até inobserváveis ​​umas às outras.

As descobertas de Caplan mostram que as maiores anãs negras serão as primeiras a explodir. Quando as últimas explosões acontecerem, não haverá mais nada e o Universo será “frio, escuro e chato”.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Agora, Caplan planeia tentar simular uma supernova anã negra. “Ninguém verá uma destas explosões na vida real, mas talvez possamos ver num computador”, disse.

Gregory Laughlin, astrofísico da Universidade de Yale, recorda que é “importante enfatizar que quaisquer investigações no futuro distante serão necessariamente irónicas. A nossa visão de um futuro extremamente distante é um reflexo do nosso entendimento atual e essa visão mudará de um ano para o outro.”

Algumas das grandes teorias unificadas da Física sugerem que o próton irá eventualmente decair. Isso dissolveria as anãs negras de Caplan muito antes de explodirem. Alguns modelos cosmológicos levantaram a hipótese de que o Universo poderia entrar em colapso sobre si mesmo numa grande crise, impedindo um espetáculo de luzes final.