Se você pudesse de alguma forma do universo viajar, como você o veria de longe? Os cientistas têm lutado com essa questão, fazendo várias medidas diferentes a fim de determinar a geometria do cosmos e se ele irá ou não chegar a um fim. Como se mede a forma do universo? E o que eles descobriram?
Qual é a Forma do Universo?
A medição pode ser complexa como o Mistério do olho do Saara publicada recentemente aqui, de acordo com a teoria da Relatividade Geral de Einstein, o próprio espaço pode ser curvado pela massa. Como resultado, a densidade do universo – a quantidade de massa que espalhou-se por seu volume – determina a forma do universo, bem como o seu futuro.
Os cientistas calcularam a “densidade crítica” do universo. A densidade crítica é proporcional ao quadrado da constante de Hubble, que é usada para medir a taxa de expansão do universo. Comparar a densidade crítica com a densidade real pode ajudar os cientistas a entender o cosmos.
Se a densidade real do universo for menor que a densidade crítica, então não há matéria suficiente para parar a expansão do universo, e ele irá se expandir para sempre. A forma do universo resultante é curva como a superfície de um selim. Isto é conhecido como “universo aberto”.
Se a densidade real do universo for maior do que a densidade crítica, então ele contém massa suficiente para eventualmente impedir a sua expansão. Neste caso, o universo é fechado, finito e esférico. Uma vez que o universo deixa de se expandir, ele vai começar a se contrair. Galáxias vão se aglomerar e ficar cada vez mais juntas. Eventualmente, o universo vai sofrer o oposto do Big Bang, muitas vezes chamado de “Big Crunch”. Isto é conhecido como “universo fechado”. [A Teoria do Big Crunch]
No entanto, se o universo contiver massa exatamente suficiente para eventualmente parar a expansão, a densidade real do universo será igual à densidade crítica. A taxa de expansão vai desacelerar gradualmente ao longo de um período de tempo infinito. Em tal caso, o universo é considerado plano e infinito em tamanho.
As medições indicam que o universo é plano, o que sugere que ele também é infinito em tamanho. A velocidade da luz nos limita a visualização do volume do universo visível desde o Big Bang. Como o universo tem aproximadamente 13,8 bilhões anos de idade, os cientistas só podem ver uma distância de 13,8 bilhões de anos-luz da Terra (o universo observável).
A Expansão do Universo
Os cientistas que estudam cosmologia medem a expansão do universo e sua densidade para determinar a forma do universo.
Ao estudar galáxias distantes no início do século 20, o astrônomo Edwin Hubble percebeu que todos elas pareciam estar se afastando da Via Láctea. Ele anunciou que o universo estava se expandindo em todas as direções. Desde então, os astrônomos têm contado com medidas de supernova e outros objetos para refinar os cálculos para então saber o quão rápido o universo está se expandindo.
Outros instrumentos medem a radiação cósmica de fundo, um resquício do Big Bang, em um esforço para determinar a forma do universo. A sonda WMAP, da NASA, mediu as flutuações de fundo, em um esforço para determinar se o universo é aberto ou fechado. Em 2013, cientistas anunciaram que o universo era conhecido por ser plano, com uma margem de erro de apenas 0,4%.
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