Na época em que as pessoas pensavam que a Terra era plana, era uma heresia presumir que uma longa jornada em linha reta acabaria levando você de volta ao ponto de partida. Mas é verdade: caminhe, voe, nade 40.000 quilômetros em uma direção e você estará de volta ao ponto de partida. E então você se pergunta: é possível fazer o mesmo truque no espaço? Se você pegar um foguete que pode voar rápido e por tempo suficiente sem colidir com estrelas ou galáxias distantes, você pode acabar retornando ao seu ponto de partida?
À primeira vista, pode parecer loucura, mas na realidade não é. Você pode pensar que o universo é infinito e continua para sempre em todas as direções, mas temos evidências de que a forma e o tamanho do universo são bastante finitos. Em primeiro lugar, apenas 13,8 bilhões de anos se passaram desde o Big Bang, e podemos observar o volume de espaço que a luz visitou em 13,8 bilhões de anos, destacando cada ponto visitado. Em segundo lugar, existem centenas de bilhões de galáxias que eram mais jovens no passado, e quanto mais longe olhamos para o passado, mais pronunciado isso se torna. Será que uma (ou mais) dessas galáxias é a versão jovem da Via Láctea em que crescemos? Finalmente, assim como a Terra tem duas dimensões nas quais podemos nos mover (de norte a sul e de oeste a leste, mas não de cima para baixo),pode o Universo ser uma estrutura multidimensional (hiperesfera ou hipertor), na qual muitas dimensões são fechadas e limitadas, torcidas em si mesmas?
Nesse caso, se você andasse em linha reta por tempo suficiente, acabaria voltando ao ponto de partida. E se você fosse imortal, poderia um dia ser capaz de ver a parte de trás de sua própria cabeça apenas olhando por algum tempo, pois seus olhos eventualmente verão a luz refletida na parte de trás de sua cabeça. Bem, se o universo realmente existe, como podemos saber com certeza?
Para fazer isso, precisamos olhar para o Universo em sua maior escala e encontrar lugares onde ele tenha as mesmas propriedades em todas as direções. Um universo finito e giratório significaria que as mesmas estruturas apareceriam repetidamente. Embora a maior parte do universo seja difícil de definir como girando, uma vez que a velocidade limitada da luz significa que veremos os mesmos objetos em diferentes estágios de sua evolução (como a Via Láctea mais jovem), sempre haverá objetos que estarão no mesmo estágio de evolução em diferentes lugares. A estrutura em grande escala do Universo não mostra tais estruturas, mas temos um lugar ainda melhor para olhar: a radiação cósmica de fundo.
As flutuações da pós-luminescência do Big Bang têm padrões de repetição muito específicos, mas também mostram uma distribuição aleatória desses padrões. Muitos algoritmos foram desenvolvidos para pesquisar sinais repetitivos não aleatórios nas correlações de flutuações em diferentes partes do céu. Se o universo fosse finito e retorcido - se partes dele se repetissem em outro lugar - ele se refletiria na radiação cósmica de fundo.
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Mas a ausência de estruturas repetidas observadas não significa que o universo não tenha esse tipo de topologia. Isso significa que se o Universo se repetir, representando uma hipersuperfície fechada, e teoricamente podemos estar no mesmo ponto, movendo-nos em linha reta por muito tempo, mas isso será perceptível em escalas maiores do que a parte que observamos. Dado que somos limitados pela distância que a luz percorreu em 13,8 bilhões de anos, tal cenário é bem possível.
Mas há um mas.
Não importa o quão avançado sejamos tecnicamente, um dia no futuro, enquanto estivermos limitados pela velocidade da luz, nunca saberemos se o universo realmente se comporta dessa maneira. Graças à energia escura e à expansão acelerada do universo, é fisicamente impossível alcançar a fronteira até mesmo do universo observável atual; podemos percorrer um terço desse caminho, no máximo. Se o universo não se repetir em escalas com menos de 15 bilhões de anos-luz de diâmetro moderno, nunca iremos retornar ao ponto onde começamos em uma linha reta.
Mas isso não significa que o Universo não possa ser fechado, finito e torcido em uma hiperesfera. Isso significa que a expansão do Universo - expansão acelerada - nos proíbe de "circunavegar o globo" no Universo. Devido a uma combinação de fatores como:
- a era final do Universo;
- a velocidade final da luz;
- expansão do Universo;
- e a presença de energia escura, podemos nunca saber se nosso Universo é infinito ou não, e qual é sua topologia verdadeira.
Tudo o que podemos ver é a parte disponível para nós que nos permite estabelecer limites na topologia possível do universo. Tanto quanto podemos dizer, é plano, não repetitivo e, possivelmente, mas não necessariamente, infinito. Talvez, com o passar do tempo, quando o Universo se abrir para nós cada vez mais, nossas medidas de curvatura se tornem cada vez mais precisas e nos revelem uma nova verdade. Apesar do fato de estarmos severamente limitados em nossa capacidade de observar, pode haver oportunidades novas, ainda desconhecidas, além do horizonte cósmico.
ILYA KHEL
