Mistérios do Universo: Universo

O Hubble Ultra Deep Field visto sob luz ultravioleta, visível e infravermelho. Crédito: NASA, ESA, Teplitz H. e M. Rafelski (IPAC/Caltech), r. Koekemoer (STScI), r. Windhorst (Arizona State University) e z Levay (STScI)

As vezes nos perguntamos: “quão grande é o nosso universo”. Pra responder isso, nos temos que analisar se o Universo é finito ou infinito. 

E se o Universo for  finito, você pode medir o seu tamanho com uma longa régua. Claro, isso pode envolver voltas sobre si mesmo, mas se nosso Universo for infinito, todas as apostas estarão fora de cogitação. Ele só vai para sempre e sempre e sempre em todas as direções. Nosso cérebro já começa a fritar s[o na expectativa de discutir as implicações de um universo infinito.

Os astrônomos já tentaram descobrir isso? É claro que sim! Obcecados com isso, alguns dos mais poderosos satélites espaciais sensível foram construídos para responder a esta questão. Astronômos ter olhado na profundidade da Radiação Cósmica de Fundo em Microondas, o brilho do Big Bang. Então, como você testar esta ideia apenas observando o céu?

Veja como eles são espertos: Eles já procurou evidências de que dispõe de um lado do céu estão ligados a características do outro lado do céu, mais ou menos como a forma como os lados de um mapa que se conectam uns aos outros, como na plataforma do PacMan. Até agora, não há nenhuma evidência de que eles estão conectados.

Em palavras mais claras, isso significa que em 13,8 bilhões de anos-luz em todas as direções, o Universo não se repete. A Luz tem viajado em nossa direção em 13,8 bilhões anos desta maneira, e 13,8 bilhões anos de outra maneira, e 13,8 bilhões anos de outra maneira; sem contar que essa é só a distância quando a luz deixou essas regiões. A expansão do Universo aumenta essa distância para 47,5 bilhões de anos-luz. Com base nisso, o nosso Universo tem 93 bilhões de anos-luz de diâmetro. Mas poderia também ter 100 bilhões de anos-luz, ou um trilhão de anos-luz. Nós não sabemos. Possivelmente, não podemos saber.

Se o Universo é infinito, bom, então temos um resultado muito interessante; algo que eu garanto que vai fritar o seu cérebro por um dia inteiro.

Considere isso. Em um metro cúbico (ou jarda) de espaço uma caixa de espaço, há um número finito de partículas que podem eventualmente existirem nessa região, e essas partículas podem ter um número finito de configurações, considerando a sua rotação, carga, posição, velocidade e assim por diante.

Tony Padilla de Numberphile estimou que o número seja 10 elevado à potência de 10 elevado à potência de 70. Esse é um número tão grande que você não pode realmente escrevê-lo com todos os lápis no Universo. Supondo, claro, que outras formas de vida não descobrirem tecnologia de lápis infinitos, ou há uma dimensão por aí contendo apenas lápis. 

Há somente 10^80 (10 elevado à 80) partículas no Universo observável, de modo que é muito menor do que as possíveis configurações da matéria em um metro cúbico. Se o Universo for infinito, se você viajar para o exterior a partir da Terra, eventualmente, você vai chegar a um lugar onde há um metro cúbico de espaço duplicado. Quanto mais longe você for, mais duplicatas você vai encontrar.

Concepção artística de Planck, um observatório espacial operado pela Agência Espacial Europeia e a radiação cósmica de fundo. Crédito: ESA e a colaboração de Planck – d. Ducros.

Ooh, grande coisa, você pensa. Uma pilha de hidrogênio parece o mesmo que outra pilha próxima de mim. Você então vai passar por lugares onde a configuração de partículas começarão a parecer familiar, e se você continuar por muito tempo você vai encontrar regiões idênticas cada vez maiores de espaço, e, eventualmente, você vai encontrar uma idêntica você. E encontrar uma cópia de si mesmo. Esse é apenas o começo das coisas malucas que você pode fazer em um Universo infinito.

Na verdade, esperamos que você absorva os poderes de uma versão imortal de você, porque se você continuar, você encontrará um número infinito de “vocês”. Você vai finalmente encontrar duplicados universos observáveis ​​inteiros com mais “vocês” também. 

Então, o que está lá fora? Possivelmente, um número infinito de universos observáveis ​​duplicados. Nós nem sequer precisaríamos de multiversos para encontrá-los (estes são universos duplicados dentro de nosso próprio universo infinito). Isso é o que você pode acontecer se você  viajasse em uma direção e nunca, nunca parasse..

Se o Universo é finito ou infinito é uma questão importante, e qualquer resultado é uma diversão na certa, ou um quebra cabeça. Até agora, os astrônomos não tem ideia de qual é a resposta, mas eles estão trabalhando nesse sentido e talvez um dia eles vão ser capazes de nos dizer.