Um físico da Universidade Cornell calculou que o Universo pode estar a aproximar-se do ponto médio 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 continuará a expandir-se durante cerca de 11 mil milhões de anos antes de atingir o seu tamanho máximo. Depois disso, ele começará a encolher, eventualmente se transformando em uma ponta, como um elástico esticado saltando para trás.
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”. O conceito foi proposto pela primeira vez por Albert Einstein há mais de um século e tem estado no centro das previsões modernas sobre como o universo irá evoluir.
“Nos últimos 20 anos, as pessoas acreditaram que a constante cosmológica é positiva e que o universo se expandirá para sempre”, disse Tye. “Novos dados parecem indicar que a constante cosmológica é negativa e que o universo terminará com um Big Crunch.”
Tai é o autor correspondente de “The Lifespan of the Universe”, publicado em Jornal de Cosmologia e Física de Partículas Astronômicas.
A Grande Crise e 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 fosse positiva, a expansão continuaria indefinidamente. Se fosse negativo, o universo acabaria por parar de crescer, atingiria um tamanho máximo e depois inverteria a direção, encolhendo até que tudo colapsasse até zero.
O modelo atualizado de Tye suporta o segundo resultado.
“Esta grande crise define o fim do universo”, escreve Tye. Segundo seus cálculos, um colapso ocorrerá em cerca de 20 bilhões de anos.
Dados de energia escura de DES e DESI
As principais evidências vêm de novas descobertas divulgadas este ano pelo Dark Energy Survey (DES) no Chile e pelo Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) no Arizona. Tye observou que os resultados dos dois observatórios, localizados em hemisférios opostos, concordaram muito bem entre si.
Ambos os projetos visam compreender melhor a energia escura, que representa aproximadamente 68% da massa e energia do universo. O seu objetivo era testar se a energia escura é simplesmente uma propriedade constante do próprio espaço. Em vez disso, os dados sugerem que o quadro pode ser mais complexo. O universo parece ser governado por mais do que apenas uma constante cosmológica pura. Vários outros fatores podem influenciar o comportamento da energia escura.
Para explicar isto, Tye e seus colaboradores propuseram uma partícula hipotética de massa extremamente baixa. No início da história do universo, esta partícula agia como uma constante cosmológica, mas com o tempo a sua influência mudou. Este ajuste é consistente com as últimas observações e empurra a constante cosmológica subjacente para território negativo.
“As pessoas já disseram que se a constante cosmológica for negativa, então o universo acabará por entrar em colapso. Isto não é novidade”, disse Tye. “No entanto, o modelo aqui diz quando e como o universo entrou em colapso.”
Observações contínuas e testes futuros
Mais dados estão a caminho. Centenas de investigadores estão a estudar milhões de galáxias e a medir as distâncias entre elas para refinar as estimativas da energia escura. O DESI continuará a recolher observações por mais um ano. Outros projetos já em andamento ou em preparação para começar incluem o Zwicky Transient Facility em San Diego; o Telescópio Espacial Euclides Europeu; A missão SPHEREx recentemente lançada pela NASA; e o Observatório Vera C. Rubin (nomeado em homenagem a Vera Rubin, MS ’51).
Saiba o começo e o fim
Tye diz que é encorajador que os cientistas possam tentar calcular de forma mensurável a vida útil total do universo. A identificação de pontos de partida e conclusões finais ajuda os cosmólogos a compreender melhor a história completa da história do universo.
“Com qualquer vida, você quer saber como ela começa e como termina – o fim”, disse ele. “Também é interessante para o nosso universo saber que teve um começo? Na década de 1960, aprendemos que ele teve um começo. E então a próxima pergunta foi: ‘Isso tem um fim?’ Com o passar dos anos, muitas pessoas pensaram que isso duraria para sempre. É bom saber que se os dados forem verdadeiros, o universo acabará.”
Os co-autores de Tye são seus ex-alunos de doutorado da HKUST, Hoang Nhan Luu e Yu-Cheng Qiu.
