Todo mundo sabe que o universo está se expandindo. Mas onde? Que extensão é essa? Ao observar como o cogumelo nuclear cresce, podemos definitivamente limitar o espaço no qual ele cresce. A pergunta pode ser muito estúpida, por um lado, mas muito interessante, por outro.
Portanto, o Universo tem se expandido ou se contraído (respectivamente, exibindo redshifts e blueshifts) desde o Big Bang. Mas onde terminará sua expansão? Afinal, não pode ser no infinito. Por que deveríamos dizer que o universo está se expandindo como se fosse a coisa mais normal e natural do mundo?
Primeiro, algumas verdades simples
1. Você não está expandindo agora
A terra também não. Nem o sistema solar nem a Via Láctea. A expansão do universo depende da gravidade, o que significa apenas que os efeitos de dominância da gravidade local são observados em regiões de alta densidade. Acontece que nem todas as galáxias estão se afastando da Via Láctea. Nosso vizinho mais próximo, a galáxia de Andrômeda, está correndo em nossa direção a uma velocidade de 80 km / se colidirá conosco dentro de vários bilhões de anos.
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2. Não acredite em metáforas
Pode parecer a você que o universo está se expandindo como um balão sendo bombeado com ar. “Olha, exatamente como o universo!” Um cientista britânico da moda lhe dirá. Mas você, sendo inteligente, notará que há espaço fora da bola e que a superfície bidimensional da bola está se expandindo para um espaço tridimensional. No entanto, nosso universo tem três dimensões.
3. O universo não tem fim nem fim
Não temos certeza se o universo é infinitamente grande ou apenas muito grande, mas mesmo se for, viajar em uma direção por tempo suficiente ainda o levará de volta à estaca zero. Pense em Pacman, mas sem frutas e fantasmas. Quanto ao centro do universo, é aqui que a analogia da bola nos ajuda. Parece-nos que todas as galáxias estão se afastando de nós, mas do ponto de vista deles, também serão o centro do universo. Isso é apenas uma ilusão.
Então, onde o universo está realmente se expandindo? Sim para lugar nenhum. Não há nenhum armário cheio de coisas. Mas para entender isso, vamos ver o que a relatividade geral tem a dizer sobre o espaço-tempo.
Na relatividade geral (como dizem os profissionais), a propriedade mais importante do espaço (e do tempo) é a distância (e intervalo de tempo) entre dois pontos. Na verdade, a distância define totalmente o espaço. A evolução da escala de distâncias é determinada pela quantidade de matéria e energia no espaço e, à medida que o tempo passa, a escala aumenta, assim como a distância entre as galáxias. No entanto - e esta é a estranheza - isso acontece sem realmente mover as galáxias.
Talvez neste ponto sua intuição tenha vacilado. Mas isso não nos impedirá de resolver as estranhezas.
Já dissemos que as galáxias estão se afastando de nós. Na verdade não. É que é mais fácil para os cientistas explicar o que realmente está acontecendo. Eles estão enganando você.
“Mas espere!” O mais cientificamente experiente de vocês dirá. - "Estamos medindo o deslocamento Doppler de galáxias distantes." Este chamado "desvio para o vermelho", que você conhece, está fixo na Terra e, como a sirene de uma ambulância que passa, nos permite saber que há movimento. Mas isso não é algo que acontece em uma escala cosmológica. É que desde que as galáxias distantes emitiram luz e ela chegou até nós, a escala do espaço mudou seriamente, aumentou. Conforme o espaço se expandiu, o comprimento de onda dos fótons aumentou, então a luz emite vermelho.
Outra questão segue dessa abordagem: "O Universo está realmente se expandindo mais rápido do que a velocidade da luz?" É absolutamente verdade que a maioria das galáxias distantes está aumentando sua distância em relação a nós mais rápido do que a velocidade da luz, e daí? Eles não se movem mais rápido que a luz (geralmente ficam parados). Além disso, saber disso não o ajudará em nada: a informação não é transmitida. Se você mandar um pacote de comida para outra galáxia, mais rápido que a velocidade da luz, você não pode fazer isso (e mesmo aqui, em princípio, você terá que tentar). A velocidade da luz continua sendo o limitador de velocidade universal.
Nós demos a opinião mais difundida (bem, ou aceita na esfera dos relativistas) sobre a expansão cosmológica, mas seria lógico terminar com o que não entendemos absolutamente. Todas as opções acima funcionam muito bem se você tiver espaço para dar um passo à frente e se alongar. Mas o que aconteceu no início que fez o espaço literalmente do nada? A física não tem resposta para essa pergunta. E você tem que esperar até que a teoria da gravidade quântica apareça e esclareça essa questão.
Ilya Khel
