Cientistas calculam data do fim do Universo

Baseado em texto de Zhang Xin

Além da duração prevista do Universo, os cientistas chineses calcularam os eventos finais desse apocalipse cósmico. [Imagem: Lynette Cook/NASA]

Questões fundamentais

A energia escura compõe cerca de 70% do conteúdo atual do Universo.

Por decorrência, é esse mesmo componente desconhecido que detém a chave para o destino final do nosso Universo.

Por milênios, os seres humanos têm ponderado sobre duas questões fundamentais: "De onde viemos?" e "Para onde vamos?", questões que têm estimulado debates filosóficos e teológicos.

Graças ao rápido desenvolvimento da cosmologia nas últimas três décadas, os cientistas também obtiveram algumas pistas importantes para arriscar algumas respostas a essas perguntas.

É o que um grupo de cientistas chineses está tentando fazer agora.

Uma simulação do Universo chamada DEUS está tentando desvendar como o Universo veio do início até hoje. [Imagem: Deus Consortium]

Grande Ruptura

O modelo padrão "Inflação + Big Bang quente" foi desenvolvido para explicar a origem do Universo.

No entanto, para prever o destino final do Universo, os pesquisadores perceberam que a chave está na natureza da energia escura.

Na ausência de um consenso sobre o que seja a energia escura, uma descrição fenomenológica do parâmetro w da equação de estado da termodinâmica - a relação entre a pressão e a densidade da energia escura - pode fornecer um bom caminho para investigações sobre a dinâmica da energia escura, ou de como ela se comportará ao longo do tempo.

Em particular, se w for menor do que -1 (w < -1) em algum momento no futuro, a densidade da energia escura vai crescer até o infinito em um tempo finito, e sua repulsão gravitacional vai rasgar todos os objetos no Universo.

Essa "Grande Ruptura" - uma espécie de apocalipse cósmico - é o foco principal da análise de Li XiaoDong e seus colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China: "Queremos inferir, a partir dos dados atuais, qual seria o pior destino para o Universo," escreveram eles.

Para prever esse destino trágico, é importante escolher uma parametrização adequada, que cubra toda a história da expansão geral do Universo.

A mais popular, a parametrização Chevallier-Polarski-Linder (CPL), na verdade não é adequada para prever a evolução futura do Universo porque nela w irá divergir quando o parâmetro de desvio para o vermelho se aproximar de -1.

Assim, os autores lançaram mão de uma parametrização livre de divergências, chamada parametrização Ma-Zhang (MZ), para prever a evolução do Universo.

Quanto tempo falta para o fim do mundo?

Uma das questões mais intrigantes é: "Se houver um apocalipse final, quão longe estamos dele?"

Depois de restringir o espaço do parâmetro MZ através de uma técnica Monte Carlo via Cadeias de Markov, os autores concluíram que, usando os atuais dados observacionais, o fim do Universo pode ser expresso pela fórmula:

Contudo, para o nível de confiança de 95,4%, os dados indicam outro resultado:

"Em outras palavras, na pior das hipóteses (95,4% CL), o tempo restante antes do Universo acabar em uma Grande Ruptura é de 16,7 bilhões de anos", disseram os autores.

Quintessência é uma forma hipotética de energia escura, proposta como sendo a quinta força fundamental. Phantom é uma forma hipotética de energia escura quando a equação de estado permanece fica menor do que -1. E quintom é um cenário traçado nessa hipótese de w < -1. [Imagem: XiaoDong et al.]

O que ocorrerá antes do fim do mundo?

Assim, o parâmetro de espaço restrito indica que é muito provável que, no futuro, w será menor do que -1.

Se assim for, pode-se fazer outra pergunta interessante: "Qual será o destino dos objetos do Universo unidos gravitacionalmente, como galáxias e estrelas?"

Na verdade, se w de fato se tornar menor que -1, a repulsão gravitacional da energia escura vai aumentar continuamente até superar todas as forças que mantêm coesos os objetos celestes - e todos os objetos celestes serão dilacerados.

Nenhum objeto escaparia desse destino. Obviamente, sistemas mais fortemente ligados teriam alguma sobrevida.

Utilizando a parametrização MZ, os autores especularam sobre uma série de possíveis consequências antes desse dia do juízo final cósmico.

Por exemplo, para a pior situação - o limite inferior 95,4% CL -:

• a Via Láctea será dilacerada 32,9 milhões de anos antes da Grande Ruptura;
• dois meses antes do fim do mundo, a Terra será arrancada do Sol;
• cinco dias antes do dia do juízo final, a Lua será arrancada da Terra;
• o Sol será destruído 28 min antes do fim do tempo;
• e, 16 min antes do fim definitivo, a Terra vai explodir.

Ou seja, embora estejamos literalmente no escuro sobre as propriedades dinâmicas da energia escura, uma coisa fica clara: teremos pela frente um futuro mais duradouro do que o passado que deixamos para trás.

Bibliografia:

Dark energy and fate of the Universe
Li XiaoDong, Wang Shuang, Huang QingGuo, Zhang Xin, Li Miao
SCIENCE CHINA Physics,Mechanics & Astronomy
Vol.: 55 No. 7: 1330-1334
DOI: 10.1007/s11433-012-4748-z