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quinta-feira, maio 23, 2024
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É possível impedir a Grande Ruptura?

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Imagine um futuro onde o universo, muito em breve, se desintegra: Primeiro vêm os aglomerados, com as galáxias afastando-se umas das outras. Em seguida, as galáxias se dissolvem. Depois os sistemas estelares e os planetas. Então chega a vez dos átomos. Eventualmente, o espaço-tempo é dilacerado, tornando o universo inabitável.

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

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

A coisa mais simples que a energia escura poderia ser é o que chamam de uma constante cosmológica. A energia escura é uma substância que permeia todo o espaço e tempo. Há energia escura em todos os lugares, incluindo na sala em que você está agora. Esta energia escura é perfeitamente constante. É exatamente a mesma em todo o espaço e tempo. Essa substância causa a expansão do universo.

Outra possibilidade é que a substância por trás da energia escura possa se dobrar para trás em si mesma, fazendo com que ela se prolongue com o tempo. Essa situação é conhecida como energia escura fantasma (ou apenas energia fantasma). Neste caso, a aceleração aumentaria com o tempo.

Essa intensificação da aceleração, ironicamente, faria com que o universo observável fosse muito menor. Isso ocorre porque a velocidade entre quaisquer dois pontos continuaria a crescer, mesmo além da velocidade da luz. Nesse cenário, as galáxias voariam uma para longe da outra tão rapidamente que nunca mais se veriam. Isso faria com que o limite observável do que poderíamos ver diminuísse com o tempo de maneira incontrolável.

Se dois pontos fossem separados mais rapidamente que a luz, eles não interagiriam mais por meio de nenhuma força da física. Enquanto uma energia escura constante deixaria para trás objetos já intactos, como aglomerados de galáxias, a energia fantasma poderia desintegrá-los. Em um tempo finito, bilhões de anos a partir de agora, aglomerados se desintegrariam, seguidos por objetos cada vez menores. Até mesmo as ligações atômicas e nucleares não resistiriam ao ataque.

Eventualmente, o próprio espaço se dissolveria na Grande Ruptura. Quaisquer dois pontos, não importa quão próximos, seriam arrancados infinitamente um do outro. A própria estrutura do espaço-tempo, os fundamentos causais que fazem nosso universo funcionar, não se comportaria mais. O universo simplesmente se desintegraria. Felizmente, a maioria dos físicos desacredita que este evento possa ocorrer. Por um lado, não está claro como esse processo de despedaçamento interage com as outras leis da física. Por exemplo, quarks não podem ser rasgados – quando você tenta fazer isso, você precisa de tanta energia que novos quarks surgem do vácuo. Portanto, rasgar 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 tem que ter energia cinética negativa. Mas a energia cinética negativa geralmente não acontece no universo – um exemplo disso seria uma bola rolando naturalmente morro acima – é uma exceção que enalteceria nossa compreensão sobre certas leis da física.

Por décadas, os astrônomos têm tentado medir a força da energia escura. Eles fazem isso por meio de um número conhecido como parâmetro de equação de estado, que, para a substância de energia escura, mede a proporção da pressão da densidade de energia dela. Uma constante cosmológica corresponde a um parâmetro igual a -1, enquanto um cenário de energia fantasma é qualquer coisa com este parâmetro sendo 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, firmemente para a segurança de uma constante cosmológica. Outros, no entanto, estão levando 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 pode temporariamente subir a colina.) Ou talvez haja alguma física completamente nova que pareça impossível agora, mas fará sentido com uma nova compreensão.

Mas mesmo se tivermos um cenário de energia fantasma, o universo não vai se despedaçar em breve. Com as restrições de medição conhecidas, a Grande Ruptura levaria centenas de bilhões de anos para acontecer. Então, enquanto isso, podemos desfrutar do agradável, calmo e constante cosmos.

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