Imagine retirar tudo das regiões mais profundas do vazio cósmico. Retire a matéria comum, os neutrinos, a matéria escura, os raios cósmicos e a radiação. Tudo o que resta parece ser um espaço vazio. Pode parecer contraditório, mas estes vastos vazios preenchem o vácuo do espaço-tempo. É importante ressaltar que esse vácuo não é realmente nada.
O vácuo do espaço-tempo contém algo fundamental. É difícil descrever com precisão na linguagem cotidiana, mas os físicos chamam esses componentes potenciais de campos quânticos. Na teoria quântica de campos, as partículas que constituem o nosso mundo, como os electrões, os quarks top, os neutrinos e até a matéria escura, não são objectos independentes no sentido habitual. O que chamamos de partículas são, na verdade, expressões visíveis de algo mais profundo.
Estas estruturas mais profundas são os próprios campos. Cada tipo de partícula possui um campo correspondente. Esses campos permeiam cada centímetro cúbico de espaço e tempo. Eles existem desde o Big Bang e estão presentes em todo o universo.
Quando observamos uma partícula, como um eletrão a mover-se através do espaço, estamos na verdade a detetar ondulações ou vibrações no seu campo subjacente. As partículas são excitações itinerantes deste campo. Mesmo que todas as partículas sejam removidas, o campo ainda permanecerá.
A origem da energia do vácuo e da energia escura
Esses campos também contêm energia. Devido ao Princípio da Incerteza de Heisenberg, um vácuo não pode ser completamente desprovido de energia. Quando os físicos tentam calcular quanta energia está presente no vácuo, os resultados podem variar de valores extremamente grandes a valores teoricamente infinitos…outra nota lateral.
O importante é que esta energia do vácuo produza efeitos mensuráveis. Este efeito é chamado de “energia escura”, nome que os cientistas usam para descrever a expansão acelerada do universo.
As observações mostram que a quantidade real de energia do vácuo é relativamente pequena, mas não zero. Na maioria dos ambientes do universo, o seu impacto é insignificante. Regiões cheias de matéria dominam completamente o comportamento local do espaço.
Na Terra, por exemplo, a matéria é tão densa que a energia escura não tem efeito perceptível. Se a energia escura desaparecesse repentinamente, a física cotidiana permaneceria inalterada. A trajetória de uma bola de beisebol lançada é a mesma. Seus burritos ainda cozinharão exatamente na mesma velocidade no micro-ondas. A vida diária não será diferente.
Onde a energia escura domina o universo
O mesmo vale para grande parte do universo. Galáxias, aglomerados, filamentos e as paredes da teia cósmica são regiões cheias de matéria. Nestes ambientes, a energia escura tem pouca capacidade de operar.
O vazio cósmico é diferente.
Um vazio é uma vasta região na qual a matéria está essencialmente ausente. Nessas regiões, o próprio vácuo do espaço-tempo torna-se a influência dominante. Se você pudesse se colocar no centro do vazio cósmico, estaria efetivamente cercado pela energia escura.
Na verdade, é nos vazios que a energia escura desempenha o seu papel mais importante. A expansão acelerada do universo não ocorre em regiões densas, como galáxias ou aglomerados de estrelas. Em vez disso, ocorre no vasto vazio.
O vazio no universo está se expandindo
Os vazios cósmicos não são apenas lacunas vazias entre as estruturas do universo. Eles estão crescendo ativamente. À medida que a energia escura empurra o espaço para fora, o vazio se expande e comprime a teia cósmica circundante.
Ao longo de longos períodos de tempo, este processo destruiu gradualmente a estrutura em grande escala do universo. A intrincada rede de galáxias, aglomerados de estrelas e filamentos que os astrônomos veem hoje não durará para sempre. Durante os próximos 5-10-20 mil milhões de anos, o número exacto não importa, a teia cósmica irá desaparecer lentamente à medida que o vazio cada vez maior separa tudo ainda mais.
Por que os espaços vazios nunca são verdadeiramente vazios
Nesse sentido, o vazio do universo está longe de ser vazio. Eles estão preenchidos com a energia sutil dos campos quânticos. Essa energia afeta todo o universo, acelerando sua expansão.
Os vazios são as únicas áreas onde este efeito domina, precisamente porque não contêm quase mais nada.
Então sim, o vazio do universo está vazio de matéria. É assim que os astrônomos os identificam e medem. Mas a falta de matéria significa que estão cheios de energia escura.
Não importa para onde você viaje no universo, seja para uma galáxia próxima ou para as profundezas do vazio, você nunca está verdadeiramente sozinho.
