Perguntas Cosmológicas

Há dias atrás, tive uma pequena sessão de perguntas e respostas sobre cosmologia com o nosso leitor e habitual comentador Jonas. Achei o tema e as perguntas tão interessantes, que resolvi reproduzi-las em post, porque outros leitores poderão ter o mesmo género de dúvidas.

Pergunta: Onde está a Via Láctea em relação à fronteira da expansão do Big Bang? Há algo à nossa frente? Estamos longe da “borda” da expansão ou estamos na ponta?

Resposta: em principio estaremos naquilo que nos parece o centro do nosso Universo Observável. Não quer dizer que estejamos no centro do Universo, quer só dizer que onde quer que estejamos no Universo, estaríamos sempre no centro do nosso raio de observação para qualquer lado.
O Universo poderá ter 156 mil milhões de anos-luz, mas o nosso Universo Observável é de 93 mil milhões de anos-luz.
Como se pode ver na imagem seguinte, parece que existe mais massa para uma das fronteiras do nosso Universo Observável.

Pergunta: Temos sorte de vermos o Extreme Deep Field (XDF) por estarmos num local em que o inicio de tudo está dentro do nosso universo observável?

Resposta: Sim, mas, o “início” mesmo, o momento do Big Bang, não conseguimos ver. No futuro, talvez percebamos tudo até ao Tempo de Planck, ou seja, até 0,0000000000000000000000000000000000000000001 segundos após o Big Bang – o que naqueles tempos era uma eternidade! É só a partir daí que a Teoria do Big Bang tenta explicar os acontecimentos, a evolução do Universo. Perceber e “ver” são coisas diferentes, porque “ver” só dá até ao momento em que passou a haver radiação visível… com estrelas. Antes disso, é a chamada “Idade das Trevas”.

Pergunta: Seria possivel saber se o Big Bang se expandiu na direcção oposta ao nosso movimento? Ou ainda estou com uma ideia errada, não foi só de um ponto inicial, o universo “apareceu” criando “bolsões” de espaço x tempo x materia aos borbotoes, em espaços gigantescos por todos os lados de um ponto central, ao mesmo tempo, mesmo assim impulsionados para irem adiante a partir de uma onda de um ponto central? Ou toda a matéria conhecida realmente saiu de um ponto e foi gerando as galáxias e se deslocando?

Resposta: agora estamos a movimentar-nos numa direcção, devido ao Great Atractor que nos está a atrair – a tal enorme massa que existe para lá do nosso Universo Observável, como se percebe na imagem da resposta à primeira pergunta.
No entanto, o Universo não se expandiu a partir de um ponto nesse espaço-tempo.
Imagine o espaço-tempo como a superfície de um balão… e você é uma formiga andando em cima dessa superfície do balão. Se o balão for aumentando de tamanho, a sua superfície vai aumentando de tamanho, vai sendo cada vez maior, mas você, formiga em cima do balão, só se apercebe que a sua superfície fica sendo maior, mas nunca se apercebe onde é que passa a existir mais superfície. É por todo que fica maior, mas não existe um sítio donde brota mais superfície. Porquê? Porque ele está a aumentar a partir de um sítio fora do seu universo, fora do seu espaço-tempo. Afecta o seu Universo de uma forma que você não pode ver a origem (porque é “dentro do balão”, não na sua superfície, fora do nosso espaço-tempo).

Pergunta: Se estamos vendo o passado tão distante de galáxias de 500 milhões de anos depois do início da expansão, com o Extreme Deep Field (XDF), que antiguidade mesmo é essa? Na minha cabeça essa luz dos primeiros 500 milhões de anos já “passou” por nós faz tempo. Se a Via Láctea se formou naquelas proximidades, ou mesmo longe de lá, em outro “borsão” do espaço, mas se sabe que foi perto daquele tempo pela idade que tem, deslocando-se com a expansão e o tempo correndo e a luz saindo do ponto onde aquelas galáxias vistas pelo XDF estaria, aquela luz já passou por nós faz tempos, pois a velocidade da luz é obviamente muito maior do que a velocidade de expansão.

Resposta: Só agora estamos vendo essa luz tão longe, porque essa luz nunca tinha chegado até nós, porque não tínhamos capacidade para vê-la. Imagine que você tem telescópios para ver até 100 kms de distância. No dia seguinte você consegue criar um telescópio que vê até 200 kms de distância. Nesse momento você vai ver mais longe.
Por outro lado, essa luz não tinha chegado ainda até nós, porque o Universo está-se expandindo a velocidades aceleradas superiores à velocidade da luz. Foi assim no início, durante a chamada Inflação, e tem sido agora gradualmente. Ou seja, o Universo expande-se a velocidades superiores à que a luz pode chegar a si. Ou você cria telescópios melhores, ou então o que você vê hoje, já não haverá à mesma distância amanhã.