A morte do universo — Renée Hlozek

Vejam a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/the-death-of-the-universe-renee-hlozek

A forma, o conteúdo e o futuro do universo estão todos intrinsecamente relacionados. Sabemos que é sobretudo plano; sabemos que é formado por matéria bariónica (como as estrelas e os planetas), mas sobretudo por matéria negra e energia negra; e sabemos que está em expansão permanente, de modo que todas as estrelas acabarão por se extinguir num vazio frio. Renée Hlozek alarga-se pela beleza deste fim sombrio.

Lição de Renée Hlozek, animação de Giant Animation Studios

Quando olhamos para o céu, à noite,

ficamos maravilhados
por ele parecer ser eterno.

Mas, como será o aspeto do céu
daqui a milhares de milhões de anos?

Uma cientista duma área especial,
chamada cosmologia,

passa o tempo a pensar nesta questão.

O fim do universo está
intimamente ligado

ao que o universo contém.

Há mais de 100 anos, Einstein
formulou a Teoria da Relatividade,

formada por equações que nos ajudam
a compreender a relação

entre aquilo que forma o universo
e a sua forma.

Acontece que o universo

podia ser curvo,
como uma bola ou uma esfera.

Chamamos a isso
positivamente curvo ou fechado.

Ou podia ter a forma de uma sela.

Chamamos a isso
negativamente curvo ou aberto.

Ou podia ser plano.

Essa forma determina como o universo
viverá e morrerá.

Sabemos hoje que o universo
está muito perto de ser plano.

Mas os componentes do universo

continuam a afetar o seu destino final.

Podemos prever como o universo
vai mudando com o tempo

se medirmos a quantidade
ou a densidade de energia

dos diversos componentes
no universo atual.

Então, de que é feito o universo?

O universo contém todas as coisas
que conseguimos ver,

como estrelas, gases e planetas.

Chamamos a essas coisas
matéria vulgar ou bariónica.

Apesar de as vermos
a toda a nossa volta,

a densidade da energia total
desses componentes é muito pequena,

cerca de 5% da energia total do universo.

Falemos agora dos outros 95%.

Cerca de 27% do resto
da densidade de energia do universo

é feita daquilo a que chamamos
matéria escura.

A matéria escura interage
muito pouco com a luz,

o que significa que não brilha
nem reflete a luz

da mesma forma que
as estrelas e os planetas.

Mas, em tudo o resto, comporta-se
como a matéria vulgar

— atrai coisas gravitacionalmente.

A única forma de podermos detetar
esta matéria escura

é através desta interação gravitacional,

de como as coisas orbitam à sua volta
e de como desvia a luz

quando esta atravessa o espaço
à sua volta.

Ainda não descobrimos
uma partícula de matéria escura

mas cientistas do mundo inteiro
andam à procura

dessa partícula ou partículas esquivas

e dos efeitos da matéria
escura no universo.

Mas tudo isto não chega aos 100%.

Os restantes 68% da densidade
de energia do universo

são compostos por energia escura,

o que é um mistério
ainda maior do que a matéria escura.

Esta energia escura não se comporta

como nenhuma outra substância
que conhecemos

e atua sobretudo
como uma força anti gravidade.

Dizemos que tem uma pressão gravitacional,

que a matéria vulgar
e a matéria negra não têm.

Em vez de atrair o universo para si mesmo,

como esperamos que a gravidade o faça,

parece que o universo se está a expandir

a um ritmo cada vez maior.

A ideia dominante quanto à energia escura

é que é uma constante cosmológica.

Isso significa que tem
a estranha propriedade

de se expandir, à medida
que aumenta o volume do espaço

para manter constante a sua
densidade de energia.

Assim, à medida que o universo se expande,
como acontece neste momento,

haverá cada vez mais energia escura.

A matéria escura e a matéria bariónica,

não se expandem com o universo

e ficam cada vez mais diluídas.

Por causa desta propriedade
da constante cosmológica,

o futuro do universo será
dominado cada vez mais

pela energia escura,

tornando-se cada vez mais frio

e expandindo-se cada vez mais rapidamente.

Por fim, o universo deixará
de ter gases para formar estrelas

e as estrelas deixarão
de ter combustível e extinguir-se-ão,

deixando o universo só
com buracos negros.

Ao fim de um certo tempo,

esses buracos negros evaporar-se-ão,

restando um universo
totalmente frio e vazio.

É a isto que chamamos
a morte térmica do universo.

Embora possa parecer deprimente

viver num universo
que vai acabar a vida frio

e desprovido de vida,

o destino final do nosso universo

tem uma bonita simetria

com o seu início quente e inflamado.

Chamamos ao estado final acelerado

do universo a fase de Sitter,

segundo o nome do matemático holandês,

Wilhelm de Sitter.

Porém, também pensamos

que o universo teve outra fase
da expansão de Sitter

nos primeiros tempos da sua vida.

Chamamos inflação a esse período inicial,

em que, pouco depois do Big Bang,

o universo se expandiu
de forma extremamente rápida

durante um breve período.

Assim, o universo terminará

num estado muito semelhante
ao que começou,

em aceleração.

Vivemos numa época extraordinária
da vida do universo

em que começamos a compreender
o percurso do universo

e imaginar uma história

que se desenrola no céu

à vista de toda a gente.