Terça-feira, 2 de Março de 2010

Qual será o destino do universo?

Se a Teoria da Relatividade Geral estivesse certa, o Universo teria começado com temperatura e densidade infinitas. Em cerca de um centésimo de segundo após o bing-bang, a temperatura teria sido de 100 bilhões de graus, e o universo continha, na sua maior parte, partículas extremamente leves, como fótons e neutrinos e suas antipartículas. Essa descrição inicial (primeiros instantes após o big-bang) é dita para um tempo >= 10-43s, é conhecido como o tempo de Planck, nenhum evento pode ser descrito em um intervalo de tempo menor que o de Planck. Nos três minutos seguintes os primeiros átomos estáveis se formam. Trezentos mil anos depois ocorre a separação de matéria e energia, e o universo denso torna-se transparente à radiação cósmica de fundo. Há bilhão de anos atrás, aglomerados de matéria começaram a formar quasares e estrelas.

Apenas cerca de 15 bilhões de anos depois do big-bang, é que elementos dos quais somos constituídos tal como o carbono e o oxigênio se formam.

Mas até onde vai esta escala cronológica?
O Universo não é eterno. É possível dizer hoje com certeza que ele não ficará como é hoje por muito tempo. O mais provavél é que com a expansão ele se torne mais frio e em um dado momento ele páre de se expandir, e o tempo deixará de existir novamente! O astrônomo Flammarion descreve como chegaremos ao "fim dos tempos": "La misérable race humaine périra par le froid. Ce sera la fin". (" A miserável raça humana morrerá pelo frio. Este será o fim.")

Outra hipótese, sugere que após o movimento de expansão haverá um movimento de contração, e o Universo voltará ao seu estado inicial. Ou seja, há duas possibilidades:

O Universo se expandirá para sempre, ou a expansão parará, e haverá um novo colapso ao estado denso (Big-Crunch).

Ora, se hoje o Universo se expande, é por que em algum momento ele deve ter tido densidade infinita e volume desprezível. A crença de que ele é infinito deve ter surgido de seu tamanho atual: 1 setilhão de Km e aproximadamente 15 bilhões de anos de existência.

Mas, qual o envolvimento dos neutrinos nessa história??
O Universo colapsará somente se a atração gravitacional da matéria contida nele for grande o suficiente para parar a expansão. Mas, quanto é o suficiente de matéria? Infelizmente, ainda não é possível determinar, pois somente 5% da matéria do Universo é conhecida, essa matéria corresponde àquela que irradia radiação eletromagnética,ou seja, pode ser observada pois emite luz, essa radiação por sua vez originou-se cerca de 300.000 anos depois do Big-Bang, quando subitamente o Universo se tornou transparente à radiação eletromagnética. Naquela época a radiação presente correspondia, talvez a uma temperatura da ordem de 105K, à medida que o Universo se expandiu a temperatura foi decrescendo, até os 2,7K dos dias de hoje. Os restantes 95% são chamados de matéria escura ou energia escura, que não emite radiação eletromagnética. Acredita-se, porém que os neutrinos façam parte da composição dessa matéria não observada.

Como 95% da massa total do Universo não é conhecida de fato (somente baseada em hipóteses), não podemos ainda determinar se o Universo continuará se expandindo para sempre. A matéria ou energia escura (lembre: massa e energia são a mesma coisa!!) somente é detectada através da força gravitacional que ela exerce sobre a matéria no espaço. Essa conclusão foi obtida, medindo a velocidade de rotação de galáxias distantes determinadas pelas medidas por Efeito Doppler da luz de aglomerados estelares brilhantes dentro de cada galáxia, a diversas distâncias do centro galático. As conclusões foram de que a velocidade orbital dos corpos na borda externa visível de uma galáxia em rotação é mais ou menos a mesma que a dos corpos que estão nas proximidades do centro.

A única solução coerente com a mecânica newtoniana, é de existir muito mais matéria numa galáxia em rotação do que se pode observar.


publicado por curiosidadesemais às 05:19
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