Estudo diz que universo pode parar de se expandir e começar a diminuir

Estudo diz que universo pode parar de se expandir e começar a diminuir


Após quase 13,8 bilhões de anos de constante expansão, o universo pode estar perto de parar de dilatar e lentamente começar a se contrair. É o que uma pesquisa realizada por cientistas da EUA e publicado na revista Anais da Academia Nacional de Ciências.

Neste estudo, três cientistas tentam modelar a natureza do energia escura – uma força misteriosa que parece fazer com que o universo se expanda cada vez mais rápido – com base em observações passadas de expansão cósmica.

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Após bilhões e bilhões de anos de constante expansão, o Universo está parando de se dilatar e depois começando a se contrair, até desaparecer completamente? Imagem: Luis G. Vergara – Shutterstock

De acordo com o modelo formulado pela equipe, a futura contração do universo seria atribuída a um fenômeno chamado quintessência, uma força constante que pode decair com o tempo e que foi teorizada em 1998, em artigo publicado na revista científica Cartas de Revisão Física.

Segundo os pesquisadores, a aceleração do universo pode terminar rapidamente nos próximos 65 milhões de anos. Então, dentro de 100 milhões de anos, pode parar de se expandir completamente e começar a entrar em uma era de contração lenta até desaparecer – ou, talvez, renascer.

“Em uma escala cósmica, 65 milhões de anos é notavelmente curto”, disse o coautor dos dois estudos, Paul Steinhardt, diretor do Centro de Ciência Teórica da Universidade de Princeton, em Nova Jersey, EUA.

Para Gary Hinshaw, professor de física e astronomia da Universidade da Colúmbia Britânica, que não tem envolvimento com a pesquisa, essa teoria é bastante plausível. No entanto, como o modelo se baseia apenas em observações passadas de expansão – e porque a natureza atual da energia escura no universo é um mistério – as previsões neste artigo são impossíveis de testar. “Por enquanto, eles só podem criar teorias”, disse Hinshaw em entrevista à Live Science.

A expansão do universo foi descoberta observando o aumento do espaço entre as galáxias

Cerca de 30 anos atrás, os cientistas entenderam que a expansão do universo está se acelerando, pois observações astronômicas indicavam que o espaço entre as galáxias estaria se expandindo mais rápido agora do que bilhões de anos atrás.

Essa aceleração foi atribuída à energia escura – uma entidade invisível que parece funcionar contra a gravidade, empurrando os objetos mais massivos do universo para mais longe em vez de atraí-los.

Embora a energia escura represente aproximadamente 70% da massa total de energia do universo, suas propriedades permanecem um mistério total. Uma teoria popular, introduzida por Albert Einsteiné que a energia escura é uma constante cosmológica – uma forma imutável de energia do espaço-tempo.

Se for esse o caso, e a força exercida pela energia escura nunca mudar, então o universo deve continuar se expandindo (e acelerando) para sempre.

Representação artística da formação estelar no início do universo, algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang. Imagem: NASA

No entanto, uma teoria concorrente sugere que a energia escura não precisa ser constante para se encaixar nas observações da expansão cósmica passada. Em vez disso, a energia escura pode ser uma quintessência – um campo dinâmico que muda ao longo do tempo.

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De acordo com Steinhardt, diferentemente da constante cosmológica, a quintessência pode ser repulsiva ou atrativa, dependendo da razão entre sua energia cinética e potencial em um determinado momento.

“Nos últimos 14 bilhões de anos, a quintessência tem sido repulsiva. Durante a maior parte desse período, não contribuiu quase nada para a expansão do universo em comparação com a radiação e a matéria”, disse Steinhardt. Isso mudou cerca de cinco bilhões de anos atrás, quando a quintessência se tornou o componente dominante e seu efeito de repulsão gravitacional causou a expansão do universo. universo para acelerar.

“A pergunta que estamos fazendo neste artigo é: essa aceleração tem que durar para sempre? E se não, quais são as alternativas e em quanto tempo as coisas podem mudar?”, disse o cientista.

Fim dos tempos ou início de um novo ciclo universal?

Em seu estudo, a equipe liderada por Steinhardt previu como as propriedades da quintessência poderiam mudar nos próximos bilhões de anos. O modelo físico que eles criaram demonstra o poder repelente e atrativo do fenômeno ao longo do tempo, para se encaixar em observações passadas da expansão do universo.

Ainda de acordo com o modelo, a força repulsiva da energia escura pode estar no meio de um rápido declínio que potencialmente começou há bilhões de anos, então, daqui a 65 milhões de anos, o poder de contração da quintessência entra em ação.

“Este seria um tipo muito especial de contração que chamamos de contração lenta”, disse Steinhardt. “Em vez de se expandir, o espaço se contrai muito, muito lentamente.”

De acordo com o modelo da equipe, seriam necessários alguns bilhões de anos de contração lenta para o universo atingir cerca de metade do tamanho que tem hoje.

A partir daí, uma de duas coisas pode acontecer, de acordo com Steinhardt. O universo pode se contrair até colapsar sobre si mesmo em uma grande “crise”, acabando com o espaço-tempo como o conhecemos. Ou se contrai apenas o suficiente para retornar a um estado semelhante às suas condições originais, e outro grande explosão acontece, criando um novo universo das cinzas do antigo.

Neste segundo cenário, o universo segue um padrão cíclico de expansão e contração que constantemente colapsa e o refaz. Se isso for verdade, então o universo atual pode não ser o primeiro ou o único, mas apenas o último de uma série infinita de universos que se expandiram e se contraíram antes do nosso. E tudo depende da natureza mutável da energia escura.

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