O nosso sol tem mais de quatro bilhões de anos, e um dia o sol como conhecemos vai deixar de existir. Quando seu hidrogênio acabar ele vai se expandir drasticamente, consumindo tudo que encontrar pelo caminho e será o fim… Eu chorei quando soube disso. É um fim bem cinematográfico mesmo, e mesmo que a gente conseguisse de alguma forma dibrar o “fim do Sol”, ainda assim estaríamos com os dias contados.
Cedo ou tarde, todas as estrelas vão se apagar, até mesmo os maiores buracos negros vão evaporar. O universo vai ter um fim, e no melhor dos casos a humanidade vai ter que acabar junto com o universo… Ou será que tem como escapar do fim do universo ? Eu já fiz um vídeo perguntando onde o último humano vai morrer - E isso me fez pensar.
Será que dá para escapar do fim do próprio universo? E a resposta é… talvez! Pois é, bem anticlimático.
Mas é possível que exista um futuro em que o fim do universo não é realmente o fim da humanidade. Pois é, essa é a história de como a humanidade pode sobreviver ao grande rebote! E a nossa salvação talvez seja… pular em buraco negro.
(VINHETA) Calma, calma, calma. Vamos por partes. Precisamos entender a origem do universo, para entender o fim dele.
Nada mais justo. Por isso, vamos começar do começo. Capítulo 1: O COMEÇO Até o começo do século vinte, a maior parte dos cientistas pensava que o universo era eterno e estático.
Que as galáxias sempre existiram mais ou menos onde estão hoje, e que as estrelas brilhavam para sempre. Nesse universo estático, nada mudava. Os cientistas que pensavam isso estavam errados.
E o erro deles foi demonstrado tanto por física teórica, quanto por física experimental. A primeira indicação de que o universo não era estático veio da Teoria da Relatividade Geral, de Albert Einstein. Nessa Teoria, Einstein propôs a nossa melhor formulação da gravidade.
Ele disse que “a gravidade são curvas no próprio tecido do espaço e do tempo. ” O espaço é como um pano esticado, que é normalmente reto e liso. Mas ao colocarmos algo pesado no pano, o pano se curva com a presença de objetos massivos.
E se uma bolinha passar perto do objeto massivo, ela tem sua trajetória alterada pela própria curva no espaço tempo. Doidera né? A gravidade funciona dessa mesma forma, a presença de corpos massivos como planetas e estrelas curva o espaço tempo.
E essa curva desvia objetos se movendo em linha reta. E a partir disso, não demorou muito para que experimentos validassem a nova Teoria da Gravidade proposta por Einstein. A relatividade geral, por exemplo, previa corretamente a órbita de mercúrio, algo que a teoria da gravidade de Newton falhou em fazer.
A teoria de Einstein também previa corretamente como a luz das estrelas era desviada pela gravidade do Sol. A Teoria parecia impecável. .
. mas ela tinha um problema. Quando a relatividade geral era aplicada ao universo como um todo, ao universo como observado, ela dava um resultado estranho: O universo nunca era estático e eterno, como muitos pensavam.
A relatividade geral prevê um universo dinâmico, que talvez estivesse em expansão, ou contração, mas nunca perfeitamente parado. Capítulo 2: EM MOVIMENTO A teoria de Einstein nos traz um universo com uma história. Um passado bem determinado, e um futuro bem diferente do universo de hoje.
E essa com certeza foi a previsão mais polêmica que a relatividade de Einstein fazia. O próprio Einstein se recusou a aceitar essa previsão num primeiro momento, e até modificou sua teoria para tentar ‘congelar’ o universo novamente. Enquanto Albert Einstein e outros cientistas, como Alexander Friedmann e Georges Lemaître, trabalhavam nas consequências teóricas da nova teoria da gravidade.
Astrônomos como Knut Lundmark e Edwin Hubble observavam os céus com os mais novos telescópios e técnicas astronômicas da época. E o que eles encontraram mudou para sempre como vemos o universo. Eles perceberam que o universo tinha muitas, mas MUITAS galáxias.
E quase todas elas tinham algo em comum: Elas estavam se afastando da Terra e da nossa galáxia, a via láctea. Com exceção das galáxias próximas, todas as outras galáxias do universo estavam se afastando de nós. E pelo que tudo indicava, se afastando umas das outras também.
O universo não estava estático e congelado, mas se expandindo. Quase vivo. As observações astronômicas de Hubble e a nova teoria da gravidade de Einstein apontavam para o mesmo fato: o universo tinha uma história.
E boa parte do esforço científico do século vinte foi dedicado a explorar qual exatamente era essa história. E hoje já sabemos algumas coisas sobre o universo. Primeiro de tudo, sabemos que a matéria do universo está distribuída igualmente pelo espaço.
Isso quer dizer que, se você pegasse uma “xícara de espaço” ao redor da via láctea, e outra xícara ao redor de qualquer outra galáxia, ambas vão ter mais ou menos a mesma quantidade de matéria. Além disso, o universo parece ser basicamente o mesmo em todo lugar, ele não tem características únicas em uma ou outra região. Não importa para onde você olhe, você vê estrelas e galáxias do mesmo tipo.
Esses dois fatos juntos mostram duas coisas. Nosso universo é uniforme e isotrópico, ou seja, a sua aparência é a mesma em qualquer direção. Podemos usar esses dois fatos, mais as equações de Einstein, para descrever o universo como um todo, incluindo toda sua história.
Ou pelo menos quase toda a sua história. Capítulo 3: PARTE DESCONHECIDA As equações de Einstein indicam que, no início do universo toda matéria do cosmos estava concentrada em um único ponto de densidade infinita. Uma singularidade.
Uma previsão tão absurda que a singularidade é interpretada como uma falha da Relatividade Geral, e não uma previsão física genuína. Então, atualmente nós não entendemos como o universo começou. As equações de Einstein quebram no começo do nosso universo.
A nossa melhor teoria do universo começa a valer logo após esse começo misterioso, e essa é a Teoria do Big Bang. Só que tem um detalhe, essa teoria NÃO explica o começo do universo. PAUSA DRAMÁTICA PRA DIGERIR ISSO.
Na verdade, o que a teoria do big bang nos diz é que aproximadamente treze ponto sete bilhões de anos atrás, o universo estava compactado em um espaço menor do que um núcleo atômico. E isso é bem doido de se pensar. Toda a matéria do universo tem menos de dez elevado a menos quinze metros.
Isso é menos que um bilionésimo da espessura de um fio de cabelo. As coisas estavam bem espremidas. Inicialmente, o universo primordial era quente e extremamente compactado.
A partir daí o universo se expandiu e esfriou. E foi durante esse processo que estruturas complexas começaram a se formar. Primeiro partículas complexas como nêutrons e prótons, que então formaram átomos de hidrogênio e hélio.
Que eventualmente formaram estrelas, galáxias e o universo como ele é hoje. Só que essa é uma história muito resumida, e tem muitos detalhes que não entendemos no universo. Por exemplo, galáxias tem buracos negros enormes no seu centro, chamado buracos negros supermassivos.
Alguns desses buracos negros supermassivos já eram enormes cerca de oitocentos milhões de anos depois do começo do universo. E nós não temos a menor ideia de como esses buracos negros ficaram tão grandes, na verdade nenhum modelo do universo consegue explicar esses buracos negros supermassivos. E a história desses buracos negros está intimimamente conectada com a origem do universo e a sua estrutura.
Inclusive a Relatividade de Einstein também falha no que diz respeito aos buracos negros, prevendo outra singularidade dentro deles. É, pois é, ainda tem muita coisa sobre o universo que nós ainda simplesmente não sabemos, incluindo sobre o futuro dele. Capítulo 4: O FUTURO Existem três grandes possibilidades para o futuro do universo, algumas mais prováveis que outras, mas todas ainda teoricamente possíveis.
Duas dessas possibilidades são parecidas, são versões diferentes que falam sobre a mesma ideia de expansão eterna do espaço. Na versão mais moderada, acontece a expansão contínua num ritmo razoável por todo futuro do universo. Nesse caso, o universo vai lentamente esfriar com a expansão, da mesma forma que um gás diminui de temperatura ao se expandir.
Estrelas vão se apagar, matéria vai se acumular cada vez mais em buracos negros, até que os próprios buracos negros evaporem. Assim tudo que sobra é um universo frio cheio de radiação de baixa energia e mais nada. Esse é o Grande Congelamento, ou “Big Freeze”, a morte térmica do universo.
A segunda alternativa é que a expansão do universo acelere rapidamente com o tempo, nesse caso, em uns cento e cinquenta bilhões de anos, a expansão acelerada do universo vai se tornar tão extrema que ela vai afetar a própria matéria no universo. Primeiro as galáxias vão ser tão afastadas umas das outras que elas vão ser completamente desconectadas, sendo impossível ver outras galáxias no universo. Em seguida as próprias estrelas vão começar a ser afastadas pela intensa expansão do universo, e em seguida estruturas cada vez menores vão ser destruídas.
Até mesmo seres vivos e suas moléculas seriam rasgados pela expansão do universo. Cada partícula seria rasgada e separada umas das outras, devido a expansão extrema. E por isso, esse final do universo é apelidado de o “Grande Rasgo”, ou “Big Rip” em inglês.
E agora saiba que não é possível sobreviver a nenhum desses dois cenários, nem ao congelamento, nem ao rasgo. No congelamento o universo simplesmente fica sem energia útil para alimentar qualquer forma de vida. E no rasgo o universo literalmente aniquila qualquer coisa minimamente complexa.
E agora? Complicado isso daí! Nossa esperança então está na terceira opção que é muito mais segura, certo?
…Ehh, não exatamente. A terceira opção é o grande colapso, ou big crunch. Nesse fim do universo, a expansão do universo se reverte.
E ao invés de se expandir ele começa a se contrair porque a gravidade ganha e começa atrair toda matéria do universo de volta para um único lugar. No futuro distante, a matéria estaria novamente comprimida num espaço minúsculo, em direção a uma singularidade. É basicamente uma volta ao big bang, que então pode ‘explodir’ novamente e começar um novo universo.
O Big Crunch é a versão em que o universo não acaba, mas recomeça. Existe um outro universo após o Big Crunch. E é aí que a humanidade vai poder sobreviver ao fim do nosso universo atual, certo?
Bom é aí que existe um problema. O problema é que também não dá para sobreviver a ser compactado para o tamanho de um átomo junto com o resto do universo. Então onde está a esperança de sobreviver?
A esperança está no desconhecido, no que nós ainda não sabemos sobre o universo. Capítulo 5: A ESPERANÇA O passado remoto do universo é misterioso, nós não sabemos como resolver o problema das equações de Einstein, que colapsam em uma singularidade. Da mesma forma, o futuro do universo também apresenta seus problemas e limitações.
Atualmente a versão mais provável do futuro é a do grande congelamento, com um universo em expansão lenta mas contínua. Essa expansão é movida pela energia escura, que é um tipo de energia que causa a expansão do universo. E isso é basicamente tudo que a gente sabe sobre essa energia escura.
E a nossa projeção do futuro do universo, é baseada na ideia de que a energia escura vai se comportar como ela se comporta hoje. Mas isso não precisa ser verdade, talvez o comportamento da energia escura mude com o tempo. E se esse for o caso, não temos a menor ideia de como o universo vai acabar.
Provavelmente, só vamos ter respostas concretas sobre os possíveis futuros do universo, quando desenvolvermos uma teoria da gravidade que inclui física quântica. A equação de Einstein não faz isso, ela não é uma teoria da gravidade quântica, e até por isso ela falha quando as distâncias ficam muito pequenas. Como no universo primordial, ou dentro de buracos negros.
Mas existem várias propostas de como criar uma teoria da gravidade quântica. O exemplo mais famoso é a Teoria de Cordas, que propõe que tudo no universo são cordas minúsculas vibrando em onze dimensões do espaço, e isso por alguma razão gera uma teoria da gravidade quântica. Outra alternativa é a gravidade quântica em loops, que tenta descrever o espaço como um tecido de loops interconectados, quase como uma cota de malha quântica.
Outras teorias da gravidade quântica tentam apenas aproximar gravitação quântica, sem necessariamente propor uma versão final de uma teoria. Explicar a fundo essas propostas vai além do que esse vídeo se propõe. Mas o que você precisa saber aqui e agora é que todas essas propostas de gravidade quântica têm algo em comum: Nas menores escalas, a gravidade quântica se torna REPULSIVA.
Isso quer dizer que a gravidade atrai tudo junto até um limite, e partir desse limite, a gravidade impede o colapso completo, o que impede a formação de singularidades. Em outas palavras, existe uma densidade máxima para matéria, já que a densidade infinita é impossível. E nesse caso o universo primordial nunca foi um único ponto de densidade infinita.
E buracos negros também não tem uma singularidade de densidade infinita dentro deles. Se a ideia de gravidade quântica repulsiva estiver certa, é possível sobreviver a um dos cenários de fim do universo - o chamado Grande Rebote. Que é uma modificação na ideia do grande colapso.
A ideia diz o seguinte: Em algum momento do futuro a energia escura vai perder força, e o universo vai parar sua expansão e começar a colapsar. A matéria vai começar a se juntar novamente, se aproximando das condições do universo primordial. E é aqui que a repulsão quântica da gravidade entra em jogo.
Diferente do grande colapso, o universo não vai ser capaz de colapsar totalmente. Existe uma densidade máxima possível para matéria. Quando o universo estiver denso e quente o suficiente, os efeitos quânticos da gravidade vão ter um maior papel nisso, impedindo o colapso.
Não só impede, mas o universo em colapso também deve “quicar” e começar a se expandir novamente, devido a repulsão da gravidade quântica, repetindo o big bang e começando um novo universo. Esse é o grande rebote. A grande diferença entre o grande colapso e o grande rebote, é que no caso do rebote, o universo não colapsa completamente, ainda existe pelo menos um pouco do antigo universo no novo universo.
Existe a possibilidade de coisas sobreviveram ao fim do universo… e continuem existindo no próximo. Agora, o que? E como?
Capítulo 6: SOBREVIVENDO AO FIM Bom, se lembra daqueles buracos negros supermassivos que são impossíveis de explicar? Quando o universo completou setecentos milhões de anos, esse buraco negro já tinha setencentos e oitenta milhões de massas solares, esse é o buraco negro ULAS jota um três quatro dois mais zero nove dois oito. Eu amo esses nomes.
Bom, mas o ponto aqui é que esse é um buraco negro muito grande para tão pouco tempo da existência do universo. Caso o Big Bounce seja real, uma possível solução, é que esse buraco negro é simplesmente mais velho que o universo. Os buracos negros supermassivos podem ser sobreviventes de universo passados, e por isso eles tiveram tempo de ficar tão grande quanto eles ficaram.
E aqui vale dizer que o big bounce não é só uma ideia absurda para o fim do universo, ela é uma teoria científica séria, que está conectada com problemas não resolvidos da ciência. Como o mistério dos buracos negros e o comportamento do universo primordial. Ok, mas o melhor de tudo a é que se o grande rebote for o destino final do nosso universo, é possível escapar do próprio fim dos tempos.
… Agora como? Simplesmente pulando num buraco negro. Se o “Big Bounce” for verdade, o único tipo de coisa que deve sobreviver entre o fim de um universo, e o começo de outro, são buracos negros.
Quem sabe buracos negros são lugares seguros para assistir o fim do universo. Só que tem um porém, nada escapa de dentro de buracos negros. Nem mesmo a luz.
Então, supondo que dê para sobreviver dentro do buraco negro, até dá pra assistir o fim do universo e sobreviver para um próximo. O problema é que nós nunca vamos sair de dentro do nosso buraco negro, e vamos ficar limitados a assistir o fim desse universo, e o começo do próximo sem nunca mais interagir com o mundo de fora. Outra boa notícia é que a sua percepção de tempo seria alterada pelo buraco negro, o universo lá fora parecia em camera acelerada.
Vai dar para assistir milhões ou bilhões de anos de história antes de você ser destruido pelo buraco negro. Então, caso você queira escapar do fim do universo, é bom levar bastante pipoca, porque você vai ter muita coisa para assistir, e pouca coisa para fazer. Em suma, a ideia de escapar do fim do universo pode parecer fantástica, mas mesmo que essa hipótese permita a sobrevivência através de buracos negros, a realidade é que a jornada e a existência dentro de um buraco negro teriam seus próprios desafios e limitações.
Então mesmo que o conceito ofereça uma certa esperança, de certa forma, ele também nos mostra o quanto ainda temos pra aprender sobre a natureza do cosmos e nosso lugar nele. Independentemente do destino final do universo, o contínuo esforço humano para entender esses mistérios reflete nossa incessante curiosidade e vontade de explorar o desconhecido, mesmo que nós tenhamos que sobreviver ao fim do próprio universo.
