Onde está a borda do Universo?.

Há cerca de 13,8 bilhões de anos, o Universo como conhecemos teve início em um evento cataclísmico conhecido como Big Bang. De lá para cá, o próprio espaço expandiu-se e esfriou, as primeiras partículas se formaram e a matéria sofreu atração gravitacional para resultar na imensidão repleta de planetas, estrelas e galáxias que vemos hoje.

Contudo, por mais vasto que tudo seja no espaço – e por mais que nossa tecnologia avance e se torne mais sofisticada –, há um limite para aquilo que podemos ver. Para além de uma certa distância, as galáxias desaparecem, as estrelas se apagam e nenhum sinal do Universo distante pode ser visto.

O que está além disso? Se fôssemos tão longe no espaço quanto pudermos imaginar, o que encontraríamos? Haveria um limite para a distância que poderíamos ir ou seria possível viajar por uma distância ilimitada? Em outras palavras, o Universo tem uma borda? Se sim, onde está?.

O que há além do Sistema Solar?

Na vizinhança do Sistema Solar, o espaço está cheio de estrelas. Mas se viajarmos por mais de 100.000 anos-luz de distância, teremos deixado a Via Láctea para trás e entrado no reino intergaláctico, tão colossal e impressionante que é povoado de cerca de 2 trilhões de galáxias só no nosso Universo observável.

Estas galáxias possuem uma grande diversidade de tipos, formas, tamanhos e massas. Quando olhamos para as galáxias mais distantes, contudo, começamos a descobrir algo incomum: quanto mais distante uma galáxia está, maior a probabilidade de ela ser menor, de menor massa e de ter suas estrelas intrinsecamente mais azuis do que as galáxias mais próximas.

Isto faz total sentido para a ciência moderna por conta de um fato relativamente simples: o Universo teve um começo. Uma galáxia relativamente próxima, tem quase a mesma idade que a nossa própria. Mas quando olhamos para uma galáxia que está a bilhões de anos-luz de distância, essa luz precisou viajar durante bilhões de anos para chegar aos nossos olhos.

Portanto, quanto mais longe olhamos, mais para trás enxergamos no tempo, logo, conseguimos ver as primeiras galáxias que se formaram.

Enxergando para além das primeiras galáxias, esperamos que existam as primeiras estrelas, e depois nada além de gás neutro, um momento onde o Universo ainda não teve tempo suficiente para puxar a matéria para estados densos o suficiente para formar uma estrela.

Big Bang, o nascer do Universo

Nos primeiros milhares de anos do Universo, a radiação era tão quente que os átomos neutros não conseguiam se formar, fazendo com que os fótons ricocheteassem continuamente nas partículas ao redor.

Quando os átomos neutros se formaram, os fótons puderam finalmente fluir livres, sem ser afetados por nada além da expansão do Universo. O brilho remanescente deste evento, chamado de Radiação Cósmica de Fundo, foi a confirmação definitiva do Big Bang.

Em qualquer direção que olharmos no espaço, veremos a mesma história cósmica: na vizinhança próxima, temos estrelas e galáxias que conhecemos hoje; anteriormente, as galáxias eram menores, mais azuis, mais jovens e menos evoluídas; antes disso, existiam as primeiras estrelas e, ainda antes disso, apenas átomos neutros, plasma ionizado, prótons e nêutrons livres, quarks e glúons livres, entre outros, até o Big Bang em si.

Isso define o que chamamos de Universo observável, que possui um raio teórico de cerca de 46 bilhões de anos-luz da Terra. Este, entretanto, não é um limite real no espaço: é simplesmente um limite no tempo, um limite para o que podemos ver porque a velocidade da luz permite que a informação viaje apenas até certo ponto ao longo dos 13,8 bilhões de anos desde Big Bang. É importante notar que o valor do raio observável é superior a 13,8 bilhões de anos-luz porque a estrutura do espaço se expandiu ao longo do tempo.

Mas afinal, onde está a borda do Universo?

Para finalmente responder nosso questionamento inicial é necessário entender que não há nada de especial na nossa localização, nem no espaço nem no tempo.

O fato de podermos ver 46 bilhões de anos-luz de distância não faz disso uma fronteira final ou a localização de algo especial no Cosmos, como uma borda onde nós poderíamos colocar nossa cabeça para fora e enxergar o que tem lá. Simplesmente marca o limite daquilo que podemos ver.

Não há borda nenhuma no Universo. Em outras palavras, podemos dizer que apenas o volume da parte observável do Universo é finito e a razão para isso é que existe uma fronteira no tempo (o Big Bang) que nos separa do resto.

Só podemos aproximar-nos dessa fronteira através de observação astronômica e através de teorias físicas, nossas melhores ferramentas para investigar os segredos do Cosmos.

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Onde está a borda do Universo?