Qual é a forma do Universo?

O Universo pode ser vasto, mas os pesquisadores têm várias linhas de evidência que revelam sua forma.

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O Universo pode ser vasto, mas os pesquisadores têm várias linhas de evidência que revelam sua forma.(Créditos: Weiquan Lin via Getty Images)

Traduzido por Julio Batista
Original de para a Live Science

O Universo pode parecer sem forma por ser tão vasto, mas tem uma forma que os astrônomos podem observar. Então, como é o formato?

Os físicos acham que o Universo é plano. Várias linhas de evidência apontam para este Universo plano: a luz que sobrou do Big Bang, a taxa de expansão do universo em diferentes locais e a maneira como o universo “parece” de diferentes ângulos, disseram especialistas à Live Science.

David Spergel, um astrofísico teórico e professor emérito de ciências astrofísicas na Universidade de Princeton, tem investigado a forma do Universo por décadas. Em um estudo de 2003 publicado no The Astrophysical Journal, Spergel mediu irregularidades no fundo cósmico de micro-ondas, a luz que sobrou do Big Bang, que foram observadas pela Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) da NASA e mais tarde pela espaçonave Planck da Agência Espacial Europeia.

As quantidades de energia positiva e negativa em um Universo plano são exatamente as mesmas e, portanto, se cancelam. Se o universo tivesse uma curvatura, uma seria mais alta que a outra. “Um Universo plano corresponde a um Universo com energia zero”, disse Spergel à Live Science.

Nesse caso, as medições do WMAP das oscilações do fundo cósmico de micro-ondas sugeriram que o Universo era infinito e plano. Spergel também comparou essas medidas com as feitas pela espaçonave Planck da Agência Espacial Europeia, que restringiu ainda mais as possíveis formas que o universo poderia assumir.

“Podemos medir a curvatura com alguma incerteza, então podemos dizer que a curvatura é zero com alguma incerteza”, disse Spergel. “Embora possamos diminuir a incerteza, na melhor das hipóteses, apenas restringimos a geometria.”

Outra razão pela qual Spergel acredita que o Universo é plano é sua rápida expansão, que é capturada pela constante de Hubble. Como o Universo passou de existir como uma bola compacta de matéria para se expandir em velocidades notáveis, todo esse alongamento o tornou plano, ou pelo menos o mais próximo possível de plano.

A evidência da planura do Universo também aparece no que é conhecido como densidade crítica. Na densidade crítica, um Universo hipotético seria plano e eventualmente pararia de se expandir, mas somente após um tempo infinito, de acordo com a Universidade de Tecnologia de Swinburne na Austrália. Se um universo hipotético fosse mais denso do que isso, ele seria curvado como uma esfera e eventualmente colapsaria sobre si mesmo devido à sua gravidade – um fenômeno proposto conhecido como “Big Crunch”.

Mas todas as medições do nosso Universo real sugerem que está logo abaixo da densidade crítica, o que significa que o universo é plano e se expandirá indefinidamente.

Ainda outra linha de evidência sugere que o Universo é plano: ele é isotrópico, o que significa que parece o mesmo de todos os ângulos. Anton Chudaykin, um físico do Instituto de Pesquisa Nuclear na Rússia, e colegas analisaram os dados sobre oscilações da matéria normal, ou “bariônica”, bem como modelos de como núcleos atômicos mais pesados ​​que o hidrogênio foram criados logo após o Big Bang, para estimar a curvatura do Universo.

“Em diferentes geometrias, matéria e luz evoluem de maneira diferente, o que nos permite extrair a forma tridimensional do Universo a partir de dados de observação”, disse Chudaykin à Live Science.

A pesquisa, publicada na revista Physical Review D, descobriu que com uma margem de precisão de 0,2%, o Universo era plano. “Os dados que coletamos indicam que a curvatura espacial é consistente com zero”, escreveram os pesquisadores no estudo. “Isso implica que nosso Universo dentro da incerteza estatística é infinito.”