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

Depois de quase 13,8 bilhões de anos em constante expansão, o universo poderia estar próximo de parar de dilatar e, lentamente, começar a se contrair. É o que sugere uma pesquisa conduzida por cientistas dos EUA e publicada na revistaProceedings of the National Academy of Sciences.

Nesse estudo, três cientistas tentam modelar a natureza da 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. 

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 um artigo publicado no periódico científico Physical Review Letters.

Segundo os pesquisadores, a aceleração do universo pode acabar rapidamente nos próximos 65 milhões de anos. Então, dentro de 100 milhões de anos, ele poderia 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 na 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 as pesquisas, essa teoria é bastante plausível. No entanto, como o modelo depende apenas de 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 ao site Live Science.

Expansão do universo foi descoberta observando o aumento do espaço entre as galáxias

Há cerca de 30 anos, os cientistas entenderam que a expansão do universo está acelerando, à medida que observações astronômicas indicavam que o espaço entre galáxias estaria se expandindo mais rápido agora do que era bilhões de anos atrás. 

Essa aceleração foi atribuída à energia escura — uma entidade invisível que parece funcionar ao contrário da gravidade, empurrando os objetos mais massivos do universo mais distantes em vez de atraí-los.

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

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

No entanto, uma teoria concorrente sugere que a energia escura não precisa ser constante para se encaixar com observações de expansão cósmica passada. Em vez disso, a energia escura pode ser uma quintessência — um campo dinâmico que muda com o tempo. 

Segundo Steinhardt, ao contrário da constante cosmológica, a quintessência pode ser repulsiva ou atraente, dependendo da razão de sua energia cinética e potencial em um determinado momento.

“Nos últimos 14 bilhões de anos, a quintessência foi repulsiva. Durante a maior parte desse período, em quase nada contribuiu para a expansão do universo em comparação com a radiação e a matéria”, disse Steinhardt. Isso mudou há cerca de cinco bilhões de anos, quando a quintessência tornou-se o componente dominante e seu efeito de repulsão gravitacional fez com que a expansão do universo acelerasse.

“A pergunta que estamos levantando 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 criado por eles demonstra o poder repelente e atraente do fenômeno ao longo do tempo, para se encaixar com observações passadas da expansão do universo. 

Ainda de acordo com o modelo, a força repelente da energia escura pode estar no meio de um rápido declínio que potencialmente começou bilhões de anos atrás, passando então, daqui a 65 milhões de anos, a agir o poder de contração da quintessência. 

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

Conforme o modelo da equipe, levaria alguns bilhões de anos de contração lenta para que o universo alcançasse cerca de metade do tamanho que é hoje.

A partir daí, uma das duas coisas pode acontecer, segundo Steinhardt. O universo pode contrair até que entre em colapso em si mesmo em uma grande “crise”, chegando ao fim o espaço-tempo como o conhecemos. Ou, ele contrai apenas o suficiente para retornar a um estado semelhante às suas condições originais, e outro Big Bang ocorre, criando um novo universo a partir das cinzas do antigo.

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

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