Expansão do universo pode chegar ao fim ‘extraordinariamente cedo’, segundo estudo

Após 13.8 bilhões de anos numa extensão ininterrupta, a expansão do universo pode chegar ao fim, e depois contrair-se lentamente, segundo um novo estudo.

No novo artigo, três cientistas tentam estabelecer um modelo para a natureza da energia escura – uma força misteriosa que pode estar fazendo o universo expandir-se o mais rápido possível – baseando-se em observações prévias da expansão cósmica.

No modelo da equipe, a energia escura não é uma força constante na natureza, mas uma entidade chamada “quintessência”, que pode diminuir ao longo do tempo.

Os pesquisadores descobriram que, ainda que a expansão do universo tenha acelerado durante bilhões de anos, a força repelente da energia escura pode estar diminuindo.

Segundo o modelo, a aceleração do universo poderia acabar rapidamente nos próximos 65 milhões de anos – então, em 100 milhões de anos, a expansão do universo poderia chegar ao fim, e, depois disso, um período lento de contração se iniciaria, terminando bilhões de anos depois com a morte – ou renascimento – do tempo-espaço.

Isso poderia ocorrer “extraordinariamente” cedo, disse Paul Steinhardt, coautor do estudo e diretor do Princeton Center for Theoretical Science na Universidade de Princeton, em Nova Jérsei.

Steinhardt observa que há 65 milhões de anos atrás foi quando o asteroide responsável pelo fim dos dinossauros atingiu o planeta. “Numa escala cósmica, 65 milhões de anos é [um período] extraordinariamente curto”.

A força por trás da aceleração da expansão do universo

Desde os anos 1990, os cientistas sabem que a expansão do universo está acelerando; o espaço entre as galáxias está crescendo mais rápido hoje do que há bilhões de anos atrás. Eles nomearam a fonte misteriosa de aceleração como “energia escura” – uma entidade invisível que parece funcionar de forma contrária à da gravidade, afastando os objetos massivos do universo uns dos outros.

Ainda que a energia escura constitua cerca de 70% da massa total de energia no universo, suas propriedades continuam um mistério para a ciência.

Uma teoria proposta por Albert Einstein aponta que a energia escura seria uma constante cosmológica – ou seja, uma forma de energia imutável que é intrínseca ao tecido do espaço-tempo. Nesse caso, a força exercida pela energia escura nunca cessaria, e a expansão do universo continuaria infinitamente.

Contudo, outra teoria sugere que a energia escura não precisa ser uma constante para se encaixar com as observações prévias sobre a expansão do cosmos.

Ao invés disso, a energia escura poderia ser algo chamado como “quintessência” – um campo dinâmico que muda ao longo do tempo. Ao invés de uma constante cosmológica, a quintessência pode ser repulsiva ou atrativa. Há cinco bilhões de anos, a quintessência se tornou o componente dominante no universo e assumiu uma característica repulsiva. Assim, seu efeito de repulsão gravitacional causou a aceleração da expansão do universo.

No modelo proposto pelo estudo, a energia escura se reduz, assim como sua força, ao longo do tempo. Assim, “a propriedade antigravitacional da energia escura some e retorna a algo parecido com a matéria comum”. Segundo o modelo, a força repelente da energia escura poderia estar num declínio que começou há bilhões de anos.

Nesse cenário, a expansão do universo já estaria se reduzindo. Assim, talvez daqui a 65 milhões de anos, a aceleração poderia acabar, e então, a 100 milhões de anos a partir de hoje, a energia escura poderia se tornar atrativa outra vez, fazendo com que o universo comece a se contrair.

Isso traria o fim do universo?

Se esse for o caso, Steinhardt diz que dois cenários existem: ou o universo se contrai e colapsa em si mesmo, dando fim ao espaço-tempo como o conhecemos, ou ele contrai somente o suficiente para se parecer com um estado similar ao das suas condições originais, e então outro Big Bang ocorre, criando um novo universo a partir das cinzas do antigo.

Nesse caso, o universo teria um padrão cíclico de expansão e contração, que o refaz constantemente. Se isso for verdade, significa que o nosso universo atual não seria o único ou primeiro, mas o mais recente numa série infinita de universos que se expandiu e contraiu antes do nosso, diz Steinhardt. E isso tudo dependeria da natureza mutável da energia escura.

Infelizmente, ainda não há como testar se a quintessência é real, ou se a expansão do universo começou a diminuir, admite ele. Por enquanto, só é possível propor teorias de acordo com observações prévias, algo que o artigo busca fazer.

O estudo foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.