Um físico de Cornell calcula que o Universo pode estar a aproximar-se da metade da sua vida total de cerca de 33 mil milhões de anos. Utilizando dados recentemente divulgados pelos principais observatórios de energia escura, concluiu que o Universo continuaria a expandir-se durante cerca de 11 mil milhões de anos antes de atingir o seu maior tamanho. Depois disso, ele começará a encolher, eventualmente desmoronando em um único ponto, como um elástico esticado.
Henry Tye, Horace White Professor Emérito de Física na Faculdade de Artes e Ciências, chegou a esta conclusão atualizando um modelo de longa data construído em torno da “constante cosmológica”. Esta ideia foi introduzida pela primeira vez por Albert Einstein há mais de um século e é central para as previsões modernas sobre como o Universo irá evoluir.
“Nos últimos 20 anos, as pessoas acreditaram que a constante cosmológica era positiva e que o universo se expandiria para sempre”, disse Tye. “Os novos dados sugerem que a constante cosmológica é negativa e que o Universo terminará numa grande crise.”
Tye é o autor correspondente de “The Lifespan of Our Universe”. Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas.
Big Crunch vs. Expansão Infinita
O universo tem atualmente 13,8 bilhões de anos e ainda está em expansão. A cosmologia padrão descreve duas possibilidades simples. Se a constante cosmológica for positiva, a expansão continua indefinidamente. Se for negativo, então o universo acabará por parar de crescer, atingirá um tamanho máximo e depois seguirá na direção oposta, até que tudo desmorone no nada.
O modelo atualizado de Tye suporta o segundo resultado.
“Esta grande crise define o fim do universo”, escreveu Tye. Com base nos seus cálculos, este colapso ocorrerá dentro de cerca de 20 mil milhões de anos.
Dados de energia escura de DES e DESI
As principais evidências vêm de novos resultados divulgados este ano pelo Dark Energy Survey (DES) no Chile e pelo Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) no Arizona. Tie salienta que os resultados destes dois observatórios localizados em hemisférios opostos concordam estreitamente entre si.
Ambos os projetos visam compreender melhor a energia escura, que representa cerca de 68% da massa e energia do universo. O seu objetivo é testar se a energia escura é uma propriedade constante apenas do espaço. Em vez disso, os dados sugerem que a situação pode ser mais complicada. O universo não parece ser governado por apenas uma constante cosmológica pura. A energia escura pode ter alguns efeitos adicionais sobre o seu comportamento.
Para explicar isso, Tie e seus colegas propuseram uma partícula hipotética com massa extremamente baixa. No início da história do cosmos, esta partícula agia como uma constante cosmológica, mas a sua influência mudou ao longo do tempo. Esta combinação enquadra-se em observações recentes e empurra a constante cosmológica subjacente para território negativo.
“As pessoas já disseram que se a constante cosmológica for negativa, o universo acabará por entrar em colapso. Isso não é novidade”, disse Tye. “No entanto, o modelo aqui diz quando o universo entrou em colapso e como entrou em colapso.”
Monitoramento contínuo e testes futuros
Mais informações estão a caminho. Centenas de investigadores estão a estudar milhões de galáxias e a medir distâncias entre elas para refinar as estimativas da energia escura. O DESI continuará a recolher observações por mais um ano. Projetos adicionais já estão contribuindo ou se preparando para começar, incluindo o Zwicky Transient Facility em San Diego; Telescópio Espacial Euclides Europeu; A missão SPHEREx recentemente lançada pela NASA; e Observatório Vera C. Rubin (nomeado em homenagem a Vera Rubin, MS ’51).
Entenda o começo e o fim
Tye diz que é encorajador que os cientistas possam tentar calcular a idade total do Universo em termos quantificáveis. A identificação do ponto de partida e da conclusão final ajuda os cosmólogos a compreender melhor a história completa da história cósmica.
“Para qualquer vida, você quer saber como a vida começa e como a vida termina – o ponto final”, disse ele. “Para o nosso universo, também é interessante saber se ele teve um começo? Na década de 1960, aprendemos que ele teve um começo. Então a próxima pergunta é: ‘Será que ele tem um fim?’ Durante anos, muitos pensaram que duraria para sempre. É bom saber que se os dados se mantiverem, o universo acabará.”
Os co-autores de Tie são seus ex-alunos de doutorado da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, Huang Nan Lu e Yu-Cheng Qiu.
