O Fim do Universo

Quando falamos no Universo, quase que automaticamente suscitam dúvidas que normalmente passam despercebidas no contexto de uma rotina comum, em que se vai de casa para o trabalho (ou escola) e do trabalho para casa.

Dentre esses questionamentos, os mais corriqueiros, apesar de um pouco filosóficos, são de onde viemos e para onde vamos. Sabemos que tudo que começa acaba, e com nosso universo não será diferente… Já temos conhecimento razoável sobre o que aconteceu em seus momentos iniciais, mas agora estamos em busca da outra ponta da linha, estamos em busca da resposta para “Como e quando o universo vai acabar?”

Partindo da premissa de um universo que nasce no Big Bang, reunimos aqui algumas teorias de possíveis fins para o Cosmos, embora o próprio fim não tenha saído do campo teórico (ao menos por enquanto).

Separadas em tópicos, aqui há 4 principais (Big Crunch, Morte Térmica, Big Rip e Decaimento do Vácuo). Embora existam outras, estas que serão apresentadas são consideradas na comunidade científica como as mais prováveis e relevantes se levados em conta os dados e informações a respeito das mesmas.

Big Crunch (Grande Colapso):

Primeiro tenha em mente o conceito de Energia Escura: Ela é um tipo de energia a qual não podemos detectar diretamente, e que trabalha contrariamente a força de retração do universo, servindo como uma espécie de “força negativa à gravidade”.

Agora faça um exercício mental… Ao jogar uma bola para cima, ela visivelmente sofre efeito da gravidade da Terra, que a faz voltar ao ponto de partida, mais precisamente em direção ao centro terrestre.

Usando o exemplo da bola na teoria do Big Crunch, a analogia dos contextos é de força e resistência, onde a força seria a intensidade da expansão inicial (no caso da bola a força com que foi arremessada) e a resistência entende-se como a gravidade presente no universo, que diga-se de passagem trabalha sempre contra a expansão.

Caso a força inicial da expansão vença a gravidade, a expansão leva a melhor, com uma significativa ajuda do efeito da energia escura (efeito de expansão), e o universo pode exercer tranquilamente seu efeito predominante. Caso contrário, inicia-se um processo de retorno, onde o crescimento primeiro diminui exponencialmente, paralisa, e por fim inverte, até que ocorra o “começo” novamente, em um outro Big Bang.

Morte Térmica - 10^1000 anos:

“Quanto maior a desordem de um sistema, maior será sua entropia.” Podemos fazer uso da entropia para medir a desordem de um sistema, e sabemos que caso esse sistema seja fechado, a entropia apenas aumenta.

Em um universo fadado à morte térmica, onde a energia escura desempenha o papel de constante cosmológica, fazendo com que o cosmo expanda cada vez mais rápido e inexoravelmente, temos uma etapa onde galáxias, buracos negros, estrelas, ou seja lá qual for o corpo espacial, se encontra distante de qualquer corpo que não seja aqueles próximos, como no caso das galáxias os grupos locais. A partir daí, inexiste a possibilidade de interação com objetos distantes, já que estes estarão mais longe a cada implacável segundo que passa. E com o tempo, as estrelas se colidirão com aquelas próximas, galáxias se fundirão com suas companheiras vizinhas, buracos negros se fundirão, mas tudo isso longe da interação externa, mesmo que com muito tempo de espera, terá um limite, pois as estrelas se extinguirão, as galáxias diminuirão junto de suas estrelas, e ainda há a possibilidade de buracos negros consumirem toda essa matéria local remanescente. Até os implacáveis e temidos buracos negros irão evaporar devido ao efeito da radiação Hawking.

Quando restar apenas a energia térmica de tudo que um dia existiu, o universo terá atingido sua entropia máxima, e assim, novamente, mas agora sem o sentido de se atribuir um conceito à tempo, o relógio estaciona, e quem fica é a escuridão silenciosa em um cosmo eternamente vazio.

Big Rip (Grande Ruptura):

Nesta teoria, o universo assim como na hipótese de morte térmica, infla eternamente, e a distância entre tudo que existe aumenta exponencialmente, mas com o diferencial de que o ritmo de expansão é tão veloz que a gravidade não possui capacidade de exercer seu efeito atrator a tempo.

Primeiramente as galáxias se distanciam umas das outras cada vez mais, depois disso nosso próprio grupo local, o de virgem, se dispersa pelo espaço (2 bilhões de anos antes do Big Rip). Então as estrelas na borda das galáxias começam a desviar de seu trajeto esperado, e as galáxias se desmancham (140 milhões de anos antes do Big Rip). As coisas ficam mais e mais intensas e os sistemas solares se desintegram (7 meses antes do Big Rip). Agora nosso planeta não suporta mais se manter, e “explode” (1 hora antes do Big Rip). Na última fração de segundo, as moléculas se rompem, e átomo por átomo é destruído implacavelmente dentro delas (10^-19 segundos antes do Big Rip). Não restando mais nada, a própria malha que compõe o espaço se desfaz. Fim da linha e mais uma vez, nada fica para trás. Mas isso pode levar 200 bilhões de anos para se concretizar.

Decaimento do vácuo

A qualquer momento: Para tornar essa teoria possível, o conjunto de leis em perfeito equilíbrio que regem o nosso mundo físico devem possuir uma característica: a instabilidade. E dois princípios são relevantes (Níveis de energia e Estabilidade):

Níveis de energia: Uma ideia central da física é que tudo tem um nível de energia, e quanto maior o nível, maior será a energia no sistema.

Estabilidade: Tudo em nosso universo se move para atingir um estado estável onde possui o mínimo de energia possível, como uma bola na ladeira que tem um grande potencial de energia, mas ao chegar no fim do percurso, ela perde seu potencial energético, se tornando estável.

O campo de Higgs é algo com surgimento após o resfriamento do Big Bang, é responsável por dar massa às partículas. Mas o que acontece se ele apenas aparentar estabilidade mas for instável? Isso implica na existência de um falso vácuo.

Caso exista um vale mais fundo que aquele em que a bola se situa, significa que ela pode não estar em seu menor estado de energia, e que possua muitos potenciais de energia em busca da liberdade. O mesmo serve para o campo de Higgs, que precisaria de um evento extremamente energético em qualquer lugar do universo para entrar em ação e ir ao ponto de menor estado de energia possível, o que cria o decaimento de vácuo, mas isso libera uma quantidade inigualável de energia potencial.

Agora nasce uma espécie de bolha que consome toda e qualquer coisa à sua volta na velocidade da luz, e isso cresce sem parar, até o ponto de consumir o próprio universo.

Nós simplesmente não sabemos como a física se comporta nessa bolha, mas sabemos que não é algo bom e com certeza é muito diferente daquilo que consideramos o modelo atual, que rege o nosso cosmos.

FONTES:

PEDRO, L. “O Universo pode começar de novo?”. Youtube, 03/09/2022 (Big Crunch)

PEDRO, L. “A entropia explicada”. Youtube, 03/09/2022 (Morte térmica)

PEDRO, L. “O fim do universo”. Youtube, 03/09/2022 (Fim Geral)

UOL “O que é o Big Rip? Schwarza”. Youtube, 03/09/2022 (Big Rip)

KURZGESAGT - IN A NUTSHELL “Três Formas de Destruir o Universo”. Youtube, 03/09/2022 (Big Rip)

KURZGESAGT - IN A NUTSHELL “A Maneira Mais Eficiente de Destruir o Universo - Falso Vácuo”. Youtube, 03/09/2022 (Decaimento do vácuo)

KATIE, M. O “fim de todas as coisas”, 1ª Edição. : Objetiva, 24/02/2022

Fonte das imagens:

1. https://www.stickpng.com/pt-br/img/natureza/flores/livro/saturno

2. https://www.vvale.com.br/covid19/pior-momento-da-pandemia-chega-ao-vale-do-iguacu/attachment/duvida-png/

3. https://www.scielo.br/j/rbef/a/f94zbn936VbJgscj3ykpnKc/?lang=pt