Galáxias distantes se movem mais rápido que a luz (e desafiam a mais famosa lei da Física)

Uma das primeiras coisas que aprendemos nas aulas de ciência é que nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz. Essa é uma regra fundamental proposta por Albert Einstein, na sua Teoria da Relatividade.

Os físicos acreditam agora que pelo menos uma coisa pode quebrar a regra – o próprio Universo. Os astrônomos acreditam que há galáxias se afastando da nossa a uma velocidade maior que a velocidade da luz. Como resultado, provavelmente nunca conseguiremos vê-las.

Há 13,7 bilhões de anos, o Universo, que se concentrava num ponto muito pequeno e denso, explodiu em um evento que chamamos de Big Bang. Após a explosão, o Universo expandiu a uma taxa de 10¹⁶ em uma fração de segundo, durante um período de inflação que ocorreu a uma velocidade maior que a da luz.

Depois disso, seria de se imaginar que o Universo se expandiria a uma taxa constante ou que diminuiria de velocidade. Se a velocidade diminuísse, poderíamos ver até o limite, pois não haveria nenhum lugar que fosse muito longe para a luz viajar.

Em vez disso, a taxa de expansão do Universo tem acelerado. E há lugares no Universo que estão tão distantes que os fótons nunca chegarão por lá. Como resultado, as bordas do Cosmos permanecem na sombra. O que está além delas é um mistério que talvez nunca possamos resolver.

Essa expansão ainda está ocorrendo a uma taxa cada vez maior. E não é apenas a matéria, mas o tecido do próprio Universo. Além disso, as galáxias mais distantes parecem estar se movendo mais rápido do que as que estão mais perto de nós. Pode até haver algumas se movendo mais rápido que a luz – e se for esse o caso, dificilmente as detectaríamos.

A taxa de expansão universal é de 68 quilômetros por segundo por megaparsec. Um parsec é 3,26 milhões de anos-luz, enquanto um megaparsec contém 1 milhão de parsecs. A cada parsec mais longe que uma galáxia está da nossa, é preciso adicionar 68 quilômetros por segundo à sua velocidade.

Quando chegam a cerca de 4.200 megaparsecs de distância, as galáxias viajam mais rápido que a luz – só por curiosidade, 4.200 megaparsecs é igual a 130.000.000.000.000.000.000.000 quilômetros (130 sextilhões de quilômetros).

Os astrônomos conseguem calcular a que distância uma galáxia está pela distância que percorreu e pelo tempo necessário para percorrer a distância, observando cuidadosamente a luz que vem dela.

Podemos dizer a que distância uma galáxia se encontra por algo chamado desvio para o vermelho e pela mudança para o azul. Quando uma galáxia se afasta, a luz demora mais para chegar até nós. Todo esse espaço entre a galáxia e nós força o comprimento de onda da luz a se alongar, movendo-a em direção à parte vermelha do espectro.

Isso é conhecido como desvio para o vermelho. Esses objetos que se afastam de nós parecem vermelhos enquanto aqueles que se movem na nossa direção, cujos comprimentos de onda encurtam, parecem azuis.

ESO / M. Kornmesser

Os astrônomos conseguem calcular a que distância estão as galáxias ao observar a luz que chega até a Terra

A coisa mais distante que podemos detectar é o fundo cósmico de micro-ondas (CMB), um resíduo do que sobrou do Big Bang. Criado há 13,7 bilhões de anos, agora se estende homogeneamente por 46 bilhões de anos-luz de distância em todas as direções.

De acordo com Paul Sutter, astrofísico da Universidade do Estado de Ohio, nos EUA, e cientista-chefe do Centro de Ciências COSI, a noção de que a velocidade da luz é a velocidade máxima para a matéria (ou para dados) vem da relatividade especial de Einstein. Mas isso é parte do que ele chama de “física local”. Pode e, de fato, deve ser aplicado às coisas próximas.

Longe, nas profundezas do espaço, no entanto, a relatividade geral se aplica, mas a relatividade especial não, e isso faz com a luz não seja exatamente o parâmetro, à medida que a velocidade mais alta se torna menos certa. A implicação de um Universo em constante aceleração é uma morte cósmica melancólica.

Ao longo de bilhões de anos, acredita-se que as galáxias se expandirão para tão longe umas das outras que os gases que se reúnem para formar estrelas não conseguirão se unir.

A luz de outras galáxias também não poderá nos alcançar. E sem novas estrelas em formação, não serão nada para substituir as que se esgotaram. Isso significa um enfraquecimento lento de toda a luz no Universo e, em seu lugar, um Cosmos envolto em trevas gélidas para sempre.

O Universo vai, literalmente, se apagar; a menos que outras forças possam neutralizar esse fenômeno.

Ciberia // HypeScience / ZAP

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