Universo, qual será o seu destino?

Como será o fim do mundo? Essa pergunta aflige a mente humana desde tempos imemoriais, suscitando diversas previsões - tanto por parte de místicos quanto de cientistas. No entanto, apesar da impressionante evolução da ciência cosmológica a partir dos anos 1980, ainda não há uma resposta conclusiva.

Isso não significa que os cientistas não tenham avançado em pesquisas relacionadas ao assunto. Nessas investigações, são analisadas três possibilidades básicas para um distante futuro do Universo:

• Big Crunch ("Grande Colapso") - Em determinado momento, a força gravitacional atrativa, exercida pela matéria, interromperia a expansão e faria o Universo começar a se contrair, colapsando sobre si mesmo.
• Big Chill ("Grande Frio") ou Big Freeze ("Grande Congelamento") - Considerando a expansão acelerada do Universo, provocada pela energia escura, ele continuaria se expandindo indefinidamente, até alcançar um estado degenerado em que nem mesmo a formação de novas estrelas seria possível. Esse cenário, também conhecido como Morte Térmica, tornaria a existência de vida inviável.
• Big Rip ("Grande Ruptura") - A energia escura se intensificaria a tal ponto que o Universo se despedaçaria completamente. O desequilíbrio entre as forças impediria a coesão de qualquer estrutura, tornando a dilaceração inevitável.

Os cenários possíveis não param por aí. Muitas ideias consideradas "malucas" são propostas por cientistas respeitados - inclusive modelos cosmológicos que sugerem que, de certo modo, não houve um começo nem haverá um fim.

Em um deles, o Big Bounce ("Grande Retorno" ou "Grande Salto"), a expansão prossegue até iniciar o Big Crunch. Ao se atingir o limite da contração (a singularidade), dá-se o "salto" para uma nova expansão, e o processo se repete indefinidamente.

O físico Andrei Linde, da Universidade de Stanford (Califórnia), oferece uma visão ainda mais abrangente. Segundo ele, ao falarmos em "destino do Universo", talvez estejamos nos referindo apenas a uma vizinhança específica do todo, existindo outras regiões, inacessíveis a partir do nosso ponto de vista, todas formadas durante o período inflacionário.

Essa ideia é compatível com uma das hipóteses do Multiverso. Enquanto alguns desses "miniuniversos" encolhem ou desaparecem, outros podem estar nascendo, crescendo ou sendo renovados de alguma forma. Variações locais ocorrem, mas o Cosmos como um todo permanece eternamente existente.

O físico, matemático, cosmólogo e filósofo científico inglês Roger Penrose, laureado com o Nobel de Física em 2020 por suas contribuições teóricas sobre buracos negros, também propõe um modelo de Universo sem início nem fim.

Trata-se da Cosmologia Cíclica Conformal (Conformal Cyclic Cosmology - CCC), apresentada formalmente no livro Cycles of Time (Ciclos do Tempo), lançado em 2010. De acordo com esse modelo, o Big Bang não foi o início de tudo - havia algo antes dele.

Em outras palavras, nosso Universo teria surgido a partir dos resquícios de um universo anterior. Penrose chegou a essa conclusão após analisar mapeamentos da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB), uma das principais evidências experimentais do Big Bang, nos quais identificou regiões com variações atípicas de temperatura.

Sem entrar em maiores detalhes teóricos (bastante profundos e cheios de cálculos), tais variações seriam "marcas" deixadas pela radiação emanada de buracos negros do universo anterior ao nosso. Em linhas gerais, o ciclo seria o seguinte:

• Ocorre o Big Bang, e o Universo se expande até o final de seu ciclo, quando toda a matéria existente é absorvida por buracos negros supermassivos.
• Conforme demonstrado pelo físico teórico britânico Stephen Hawking, os buracos negros emitem radiação (a chamada radiação Hawking), evaporando-se lentamente.
• Ao final, não resta senão a radiação deixada pela evaporação desses buracos negros. Essa imensa concentração de radiação provoca o colapso estrutural do Universo, gerando uma nova singularidade e, consequentemente, um novo Big Bang.
• O processo se repete infinitamente, tanto para o futuro quanto para o passado. Ou seja, nunca houve um início, nem haverá um fim dos tempos!

Essas teorias alimentam a ideia de uma existência contínua e eterna. No entanto, há consenso de que o Universo que habitamos - o "ciclo" atual - deve ter um desfecho. E isso nos conduz de volta à pergunta inicial: qual será esse desfecho?

A maioria dos cientistas acredita que o destino mais provável do nosso Universo seja a Morte Térmica (Big Chill). Continue lendo para entender por quê...

O que pode levar o Universo a se contrair? Por outro lado, o que pode fazer com que ele continue se expandindo para sempre? São esses os parâmetros que precisamos compreender para avaliar o cenário mais provável.

Para que ocorra o Big Crunch, a força gravitacional da matéria no Universo deve superar a força da expansão. Caso isso não aconteça, o mais provável é o cenário do Big Freeze ou, com menor chance, o Big Rip.

Assim, a gravidade torna-se um parâmetro-chave nessa análise, cuja intensidade depende da densidade e da pressão da matéria existente.

Com base nesses parâmetros, possíveis destinos para o Universo estão representados no gráfico a seguir:

Os conceitos envolvidos já foram discutidos nos artigos anteriores sobre a Teoria do Big Bang. Para um adequado entendimento do tema que estamos tratando, recomendamos a leitura desde o início da série.

Se a pressão for baixa - como de fato acontece com a maioria das formas de matéria conhecidas - o destino do Universo será governado pela densidade. Se esta for maior que a densidade crítica, a gravidade vencerá e o Big Crunch ocorrerá (representado pela curva laranja do gráfico).

Por outro lado, se a densidade for menor que a crítica, o Universo se expandirá para sempre (curva azul).

Entretanto, observações sólidas (novamente, conforme discutido nos artigos anteriores) indicam que a densidade do Universo é muito próxima ou igual à densidade crítica, o que caracteriza um Universo praticamente plano, em expansão acelerada e eterna.

Esse cenário - curva vermelha - sugere a predominância da energia escura, responsável pela aceleração da expansão graças à sua pressão negativa (efeito repulsivo).

A aceleração da expansão foi constatada por meio de estudos com supernovas e outras observações astronômicas. A missão WMAP, da NASA, foi a primeira a fornecer dados que confirmam a planura do Universo.

Diante disso, tudo indica que o destino do Universo será o Big Freeze. O Big Rip ainda é possível, mas faltam dados conclusivos que apontem nesse sentido, sendo por isso considerado um cenário mais remoto.

Apesar do consenso atual sobre a tendência para um Big Freeze, baseado em dados sólidos do Universo observável, não há certeza absoluta sobre nada. Pesquisas mais recentes sugerem até que a energia escura pode estar enfraquecendo, o que poderia alterar radicalmente os modelos cosmológicos vigentes.

Esses estudos ainda não são conclusivos e exigem novas observações com instrumentos mais precisos, mas os resultados são muito sugestivos e merecem atenção. Para saber mais, clique no link a seguir para acessar a notícia completa: