Nosso Universo começou com o Big Bang, mas isso não significa que o desenhamos corretamente para nós mesmos. A maioria de nós imagina isso como uma explosão real: quando tudo começa com quente e denso, e então esfria e esfria, enquanto fragmentos individuais voam cada vez mais longe. Mas isso não é verdade. Portanto, surge a pergunta: o Universo tem um centro? A radiação cósmica de fundo está realmente à mesma distância de nós, onde quer que você olhe? Afinal, se o Universo está se expandindo, essa expansão deve ter começado em algum lugar?
Vamos pensar por um momento sobre a física da explosão e como nosso universo seria se começasse com ela.
Os primeiros estágios da explosão durante o teste nuclear Trinity, 16 milissegundos após a explosão. O topo da bola de fogo está a uma altura de 200 metros. 16 de julho de 1945
A explosão começa em um ponto e rapidamente se expande para fora. O material que se move mais rápido sai mais rápido e, portanto, se espalha mais rápido. Quanto mais longe você estiver do centro da explosão, menos material o alcançará. A densidade de energia diminui com o passar do tempo, mas mais longe da explosão ela diminui mais rápido, porque o material energético é mais rarefeito nas proximidades. Não importa onde você esteja, você sempre será capaz - se você não for destruído - de reconstruir o centro da explosão.
A estrutura em grande escala do universo muda ao longo do tempo à medida que pequenos defeitos crescem e formam as primeiras estrelas e galáxias, e então se fundem para formar as grandes galáxias modernas que vemos hoje. Quanto mais longe você olha, mais jovem é o universo.
Mas este não é o universo que vemos. O universo parece o mesmo em grandes e pequenas distâncias: as mesmas densidades, as mesmas energias, as mesmas galáxias, etc. Objetos distantes que se afastam de nós em altas velocidades não coincidem em idade com objetos que estão mais próximos de nós e se movem com velocidades mais baixas; eles parecem mais jovens. E a uma grande distância, os objetos tornam-se não menos, mas mais. E se olharmos como tudo no universo se move, podemos ver que, apesar do que vemos a dezenas de bilhões de anos-luz de distância, reconstruímos o centro exatamente onde estamos.
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O Superaglomerado Laniakei, marcado em vermelho para a posição da Via Láctea, representa apenas um bilionésimo do volume do universo observável. Se o universo começasse com uma explosão, a Via Láctea estaria exatamente no centro
Isso significa que nós, de todos os trilhões de galáxias do universo, estamos no centro do Big Bang? E que a "explosão" original foi ajustada dessa forma - com densidades de energia irregulares e não homogêneas, "pontos de referência" e um brilho misterioso de 2,7 K - de forma que ficamos no centro? Quão generoso seria para o Universo se ajustar de modo que estejamos neste ponto incrivelmente irrealista no início.
Durante uma explosão no espaço, o material externo será removido o mais rápido, o que significa que será o mais rápido em demonstrar outras propriedades, afastando-se do centro, pois perderá energia e densidade mais rapidamente
Mas a relatividade geral nos diz que isso não é uma explosão, mas uma expansão. O universo começou com um estado quente e denso e foi seu tecido que se expandiu. Existe um equívoco de que teve que começar de um ponto, mas não. Toda a área tinha tais propriedades - preenchida com matéria, energia, etc. - e então simplesmente a gravidade universal entrou em ação.
Essas propriedades eram as mesmas em todos os lugares e em todos os lugares - densidade, temperatura, número de galáxias etc. Mas se pudéssemos ver isso, encontraríamos evidências de um universo em evolução. Já que o Big Bang aconteceu imediatamente e em toda parte há um certo tempo atrás em uma certa região do espaço, e essa região é tudo o que podemos ver, se olharmos do nosso ponto de vista - vemos uma região do espaço que não é muito diferente de nossa própria posição no passado. É difícil de entender, mas tente.
Olhar para trás a grandes distâncias cósmicas é como olhar para trás no tempo. Já se passaram 13,8 bilhões de anos desde o Big Bang onde estamos agora, mas o Big Bang também ocorreu em outros lugares. A luz viajando no tempo dessas galáxias significa que vemos regiões distantes como eram no passado.
Galáxias, cuja luz nos alcançou por um bilhão de anos, são visíveis para nós como eram há um bilhão de anos; as galáxias que nos aparecem dez bilhões de anos depois parecem exatamente como eram antes. 13,8 bilhões de anos atrás, o universo estava cheio de radiação, não matéria, e quando os átomos neutros se formaram, essa radiação não foi a lugar nenhum, esfriou e passou para o redshift devido à expansão do universo. O que vemos como fundo de micro-ondas cósmico não é apenas o resplendor do Big Bang, mas é visível de qualquer lugar do universo.
O universo não precisa ter um centro. O que chamamos de "região" do espaço em que ocorreu o Big Bang pode ser infinito. Se houver um centro, ele poderia estar literalmente em qualquer lugar, e não saberíamos sobre ele, porque não estamos observando o suficiente do Universo para obter informações completas. Precisaríamos ver a borda, a anisotropia fundamental (quando direções diferentes parecem diferentes) nas temperaturas e no número de galáxias, e nosso universo nas escalas maiores parece o mesmo em todos os lugares e em todas as direções.
Não há lugar a partir do qual o universo começou a se expandir, há um momento em que o universo começou a se expandir. Isso é exatamente o que foi o Big Bang: o estado em que todo o Universo observável passou em um determinado momento. É por isso que olhar em todas as direções é olhar para trás no tempo. É por isso que o Universo é homogêneo em todas as direções. É por isso que nossa história da evolução cósmica pode ser rastreada até onde nossos observatórios podem ver.
Talvez o universo tenha forma e tamanho finitos, mas se for assim, então essa informação não está disponível para nós. Parte do universo que observamos é finito e essa informação não está contida nele. Se você pensa no universo como um balão, um pedaço de pão ou qualquer outra coisa por analogia, não se esqueça de que só podemos acessar uma pequena parte do universo real. Tudo o que vemos é uma pequena parte disso. E seja finito ou infinito, ele não para de se expandir e se descompactar.
O universo não está se expandindo de forma alguma; ele apenas se torna menos denso.
ILYA KHEL
