Palavra de Sá

Como (e quando) o universo vai acabar?

Uma morte escura, fria e um tanto tediosa. Um desenlace drástico, violento e com pitadas de drama. Ou um final que mais se parece com o começo de tudo.

Essas são três das possibilidades mais estudadas atualmente sobre como será o fim do universo.

Não há dúvidas de que essa é uma das questões mais intrigantes e misteriosas da Ciência — e mesmo os especialistas no assunto admitem que existem mais perguntas que respostas neste debate.

Mas, para entender como o universo vai acabar, é preciso antes saber como ele começou.

•        O início de tudo

A cosmologia é o ramo da Física que estuda esse assunto e faz estudos para desvendar como o universo funciona.

"As ideias sobre esse fim vêm dos modelos cosmológicos, que tentam descrever o universo como um todo, sem prestar atenção em detalhes menores", explica o físico Alexandre Zabot, professor da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

"Nosso trabalho é como observar o comportamento e o fluxo de um rio inteiro, sem avaliar a fundo todas as moléculas de água que passam por ali", compara ele.

E os modelos cosmológicos atuais se baseiam em duas palavrinhas que você provavelmente já ouviu: Big Bang.

Há pelo menos 13,8 bilhões de anos, todas as partículas que compõem o universo estavam acumuladas, com uma temperatura e uma densidade extremamente altas.

A partir do Big Bang, esse material começou a se expandir e a formar as estruturas que conhecemos, como as galáxias, as estrelas, os planetas…

E é importante saber que essa expansão continua a acontecer até hoje — inclusive, ela parece estar se acelerando, como revelam as observações e os cálculos mais recentes.

Mas será que um dia desses tudo isso terá um ponto final?

A primeira teoria que busca desvendar o epílogo do universo tem como base justamente a continuidade desse processo expansionista.

A ideia aqui é que todas as estruturas e as partículas ficarão cada vez mais distantes entre si.

Em algum momento, até mesmo os gases necessários para a formação de novas estrelas estarão esparsos demais.

Essa baixa densidade dos gases, pelo distanciamento entre as partículas, impedirá a formação desses corpos celestes, responsáveis por prover luz e calor.

E, com o passar do tempo, as estrelas já formadas passarão por todas as fases de desenvolvimento — até finalmente morrerem.

"Tudo indica que o universo vai ficar cada vez mais vazio, mais frio e mais distante", observa o pesquisador Raul Abramo, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP).

"As galáxias vão se afastar cada vez mais, as estrelas vão envelhecer e morrer… Trata-se de um estado final onde o universo será essencialmente um cemitério", caracteriza ele.

•        A grande ruptura

A segunda possibilidade aventada pelos cientistas é um tanto mais drástica.

Aqui entram em cena dois elementos fundamentais para entender a dinâmica do universo.

A primeira é a gravidade, a força que atrai todos os corpos. É ela que mantém a coesão entre galáxias próximas e os sistemas planetários.

É graças à gravidade que Mercúrio, Vênus, Terra, Marte e os outros planetas orbitam ao redor do Sol, por exemplo.

O segundo elemento é um tanto mais misterioso: a energia escura.

"Ainda não sabemos do que ela é feita, mas sabe-se que provoca uma repulsão, quase como se fosse uma antigravidade", ensina Zabot, que também é coautor do livro Introdução à Cosmologia Moderna (Editora Livraria da Física).

Ou seja: tudo indica que a energia escura parece ter um efeito oposto ao da gravidade. Em vez de gerar atração, é como se ela repelisse, afastasse.

Pelo que se sabe até o momento, a energia escura só tem influência nas grandes escalas cosmológicas, ou na dinâmica de superaglomerados de galáxias, que estão se afastando uns dos outros.

No entanto, em escalas "menores", como na relação entre galáxias próximas ou dentro de sistemas planetários, a força da gravidade parece ganhar essa disputa.

Mas, à medida que o universo se expande, será que a energia escura vai ter mais influência também nas escalas menores?

"Quanto mais o universo cresce e ganha volume, maior fica a força de repulsão ligada à energia escura", raciocina Zabot.

"Pode ser que, à medida que o universo aumenta de tamanho, mais relevante fica a energia escura em escalas menores", complementa ele.

Seguindo essa linha de raciocínio, quando os grandes aglomerados de galáxias estiverem completamente rompidos, pode ser que a energia escura comece a afetar a dinâmica entre galáxias que estão mais próximas umas das outras.

Depois, as estrelas que hoje em dia pertencem a uma mesma galáxia se distanciariam. Elas passariam a viajar soltas pelo universo.

E isso desorganizaria completamente os sistemas planetários.

Os planetas também passariam a vagar, fora de qualquer órbita.

É possível que a energia escura chegue a causar problemas até na escala dos átomos, das forças nucleares e eletromagnéticas.

E, eventualmente, até rompa a estrutura mais básica do universo: o espaço-tempo.

"É por isso que o nome em inglês dessa teoria tem um duplo sentido. Ela é chamada de big rip, que significa uma grande ruptura, rasgo, interrupção, esgarçamento", diz Zabot.

"Mas rip também é uma sigla para rest in peace, ou descanse em paz", acrescenta o físico.

•        O grande colapso

Abramo defende que a terceira teoria tem um grau de incerteza ainda maior do que as duas anteriores.

A ideia aqui é que a força da gravidade vai botar um freio naquele processo de expansão do universo.

Vai chegar um momento em que esse ritmo vai desacelerar, até paralisar completamente.

Depois, pode ser que se inicie o processo contrário. É como se o universo decidisse engatar uma marcha-ré e entrasse num ritmo de contração.

Com isso, todas as partículas passariam a ficar cada vez mais próximas, com uma elevação progressiva da densidade e do calor.

Até chegar cada vez mais próximo daquele momento de singularidade, em que estava tudo bem comprimido, num estágio como aquele que, lá atrás, deu origem ao Big Bang.

Alguns especialistas especulam que o universo vive nessa dinâmica de aceleração e desaceleração, como se a matéria e a energia se reciclassem em eras cósmicas que duram trilhões e trilhões de anos.

Ou seja, o universo acabaria — só pra recomeçar de novo depois.

"Mas esse é um modelo completamente exótico, para o qual não temos dados ou evidências", pondera o professor da USP.

•        O fim está próximo (ou longe)?

Mas será que é possível estimar quando o universo chegará ao fim?

"Não, não temos nenhuma indicação de que vai acontecer uma grande ruptura ou um grande colapso em algum futuro", responde Abramo.

"Algumas estimativas sobre esse fim falam em trilhões de anos, enquanto outras apostam em espaços de tempo ainda maiores", acrescenta Zabot.

E vamos fazer uma conta simples aqui: se o universo tem pelo menos 13,8 bilhões de anos, ainda faltam 986,2 bilhões de anos para ele completar o seu primeiro trilionésimo aniversário.

Um estudo recente feito na Universidade Radboud, na Holanda, sinalizou que esse fim pode estar um pouco mais próximo do que parecia — embora ainda esteja muito, mas muito, distante.

Os novos cálculos pontuam que os últimos remanescentes estelares vão levar 10^78 anos (o numeral 1 seguido de 78 zeros) para perecer completamente.

Anteriormente, acreditava-se que essa taxa era de 10^1100 (o numeral 1 seguido de 1.100 zeros).

"Então o fim definitivo do universo chegará muito mais cedo do que o esperado, mas felizmente ainda levará muito tempo para acontecer", pontuou o radioastrônomo Heino Falcke, um dos autores do trabalho, em comunicado à imprensa.

A questão é que (provavelmente) nossa espécie não estará aqui para testemunhar esse desenlace: o planeta Terra vai sumir do mapa muito antes disso, quando o Sol se transformar numa estrela vermelha gigante, daqui a uns 5 bilhões de anos.

•        Em busca de respostas mais sólidas

"A verdade é que a gente ainda sabe muito pouco em cosmologia", admite Abramo.

O físico pontua que existe uma grande dificuldade em medir o universo com precisão apenas com as ferramentas disponíveis hoje.

E isso abre a possibilidade de apostar em teorias ainda mais hipotéticas além das três citadas anteriormente: alguns especialistas, por exemplo, exploram o multiverso, ou a ideia de que há vários universos que surgiram em diferentes regiões do espaço e do tempo.

Mas esse cenário está em constante transformação: as informações captadas por telescópios avançados, como o James Webb, permitem encaixar novas peças nesse quebra-cabeças.

Outro avanço significativo é a capacidade de medir as ondas gravitacionais.

As ferramentas capazes de fazer esse tipo de medição foram desenvolvidas pelos cientistas nos últimos anos.

"E isso certamente vai trazer grandes revoluções para a cosmologia nos próximos anos", conclui Zabot.

•        Os segredos do Sol que podem ser revelados por imagens nunca antes vistas

A espaçonave Solar Orbiter, da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês), enviou para a Terra os primeiros vídeos e imagens já obtidos do polo sul do Sol.

As novas imagens irão permitir que os cientistas estudem como o Sol desenvolve ciclos entre seus períodos de ferozes tempestades e épocas de baixa atividade.

Este estudo é importante porque a intensa atividade solar pode prejudicar as comunicações via satélite e derrubar as redes elétricas na Terra.

As novas imagens mostram uma atmosfera luminosa e cintilante, que atinge temperaturas de um milhão de graus Celsius em algumas regiões. Nela, ficam entremeadas nuvens de gás mais escuras que, embora muito menos quentes, ainda atingem abrasadores cem mil graus.

As imagens são as mais próximas e detalhadas já obtidas do Sol. Elas irão ajudar os cientistas a aprender como a estrela que permite que haja vida na Terra realmente funciona, segundo a professora Carole Mundell, diretora de Ciências da ESA.

"Revelamos hoje as primeiras imagens do polo solar já vistas pela humanidade", anunciou ela.

"O Sol é a nossa estrela mais próxima, provedora de vida e pode potencialmente interromper os modernos sistemas de energia em terra e no espaço. Por isso, é fundamental entender como ele funciona e aprender a prever seu comportamento."

<><> A peça que faltava

Da Terra, o Sol é tão brilhante que parece um disco homogêneo.

Mas, usando diferentes frequências e filtros especiais, os cientistas podem observá-lo na sua forma verdadeira: uma bola de fluido dinâmica, com campos magnéticos que se contorcem, aparecem na superfície e conjuram chamas e círculos de gás na sua atmosfera.

São estes campos magnéticos que determinam quando o Sol se enfurece e lança partículas em direção à Terra.

Os cientistas sabem que o Sol tem um período de baixa atividade, quando os campos magnéticos ficam ordenados e os polos magnéticos norte e sul são fixos.

Nesta fase, o Sol não consegue produzir explosões violentas. Mas estes campos ficam complexos e caóticos quando se reorientam, durante a inversão dos polos norte e sul que acontece aproximadamente a cada 11 anos.

Durante o período caótico, o Sol tenta reduzir sua complexidade e surgem violentas erupções, que lançam pedaços do Sol em direção à Terra.

Estas tempestades solares podem danificar os satélites de comunicação e as redes de eletricidade. Por outro lado, elas também podem gerar belas auroras no céu do nosso planeta.

A professora Lucie Green, do University College de Londres, afirma que é difícil prever esta atividade com modelos computadorizados do Sol porque não existem dados sobre a migração dos campos magnéticos em direção aos polos. Mas, agora, isso mudou.

"Agora, temos a peça do quebra-cabeça que faltava", contou ela à BBC News.

"A reversão dos campos magnéticos polares do Sol é uma das grandes questões em aberto da ciência", explica a professora. "E o que poderemos fazer com o Solar Orbiter é medir, pela primeira vez, os fluxos de fluido realmente importantes, que arrancam pedaços do campo magnético do Sol e os transportam para as regiões polares.

O objetivo é desenvolver modelos computadorizados do Sol, para poder prever o chamado clima espacial.

Previsões precisas irão permitir que operadores de satélites, companhias de distribuição de energia e observadores das aurora planejem melhor as intensas tempestades solares.

"Este é o Santo Graal da física solar", segundo o professor Christopher Owen, especializado nos estudos do vento solar usando dados da espaçonave.

"O Solar Orbiter nos permitirá chegar ao fundo de parte da ciência básica do clima espacial. Mas é preciso trabalhar um pouco mais para chegarmos ao ponto de observar sinais solares confiáveis para prevermos as erupções que poderão atingir a Terra."

O Solar Orbiter também capturou novas imagens de elementos químicos em diferentes camadas do Sol e seu movimento.

Elas foram tiradas utilizando um instrumento chamado SPICE, que mede as frequências específicas de luz, chamadas linhas espectrais. Elas são emitidas por elementos químicos específicos – hidrogênio, carbono, oxigênio, neônio e magnésio – sob temperaturas conhecidas.

Pela primeira vez, a equipe do SPICE rastreou linhas espectrais para medir a velocidade de movimentação de blocos de material solar. Estas medições podem revelar como o Sol emite essas partículas na forma de vento solar.

 

Fonte: BBC Ciências