Universo em expansão! Especialistas se perguntam onde está o centro do universo
- marcocenturion
- há 13 minutos
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Com o universo em constante expansão, a comunidade científica têm dificuldade em encontrar onde está o seu centro.
Por Rob Coyne
Traduzido por Marco Centurion
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation. A publicação contribuiu com o artigo para o Expert Voices: Op-Ed & Insights do site Space.com.
Há cerca de um século, os cientistas lutavam para conciliar o que parecia ser uma contradição na teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
Publicada em 1915 e já amplamente aceita por físicos e matemáticos em todo o mundo, a teoria assumia que o universo era estático, inalterável, imóvel e imutável. Em resumo, Einstein acreditava que o tamanho e a forma do universo hoje eram, mais ou menos, os mesmos que sempre haviam sido.
Mas quando os astrônomos observaram o céu noturno e galáxias distantes com telescópios poderosos, viram indícios de que o universo estava longe de ser isso. Essas novas observações sugeriam o oposto, que ele estava, na verdade, em expansão.
Os cientistas logo perceberam que a teoria de Einstein não dizia, na verdade, que o universo tinha que ser estático; a teoria também podia sustentar um universo em expansão. De fato, ao usar as mesmas ferramentas matemáticas fornecidas pela teoria de Einstein, os cientistas criaram novos modelos que mostraram que o universo era, na verdade, dinâmico e em evolução.
“Passei décadas tentando entender a relatividade geral, inclusive no meu trabalho atual como professor de física, ministrando cursos sobre o assunto. Sei que compreender a ideia de um universo em constante expansão pode ser assustador – e parte do desafio é superar nossa intuição natural sobre como as coisas funcionam. Por exemplo, é difícil imaginar algo tão grande quanto o universo sem ter um centro, mas a física diz que essa é a realidade.”
diz Rob Coyne
O espaço entre as galáxias
Primeiro, vamos definir o que significa “expansão”. Na Terra, “expandir” significa que algo está ficando maior. E, em relação ao universo, isso é verdade, até de certo modo. Expansão também pode significar “tudo está se afastando de nós”, o que também é verdadeiro em relação ao universo. Aponte um telescópio para galáxias distantes e todas parecem estar se afastando de nós.
Além disso, quanto mais distantes elas estão, mais rápido parecem estar se movendo. Essas galáxias também parecem estar se afastando umas das outras. Portanto, é mais preciso dizer que tudo que há no universo está se afastando de forma geral. Todas as coisas se afastam entre si, tudo ao mesmo tempo.
Essa ideia é sutil, mas crucial. É fácil pensar sobre a criação do universo como fogos de artifício explodindo: começa com um grande estrondo, e então todas as galáxias do universo voam em todas as direções a partir de algum ponto central.
Mas essa analogia está incorreta. Ela não só sugere falsamente que a expansão do universo começou de um único ponto, o que não aconteceu, como também implica que as galáxias são os objetos que estão se movendo, o que não é totalmente preciso.
Não são tanto as galáxias que estão se afastando umas das outras, é o espaço entre as galáxias, o tecido do próprio universo, que está se expandindo continuamente com o passar do tempo. Em outras palavras, não são realmente as galáxias que estão se movendo pelo universo; é mais como se o próprio universo estivesse carregando-as para mais longe à medida que se expande.
Uma analogia comum é imaginar pontos colados na superfície de um balão. À medida que você enche o balão, ele se expande. Como os pontos estão presos na superfície do balão, eles se afastam uns dos outros. Embora possam parecer estar se movendo, os pontos na verdade permanecem exatamente onde você os colocou, e a distância entre eles aumenta simplesmente em virtude da expansão do balão.
Agora pense nos pontos como galáxias e no balão como o tecido do universo, e você começa a entender. Infelizmente, embora essa analogia seja um bom começo, ela também não acerta todos os detalhes.
A quarta dimensão
É importante, em qualquer analogia, entender suas limitações. Algumas falhas são óbvias: um balão é pequeno o suficiente para caber na sua mão, o universo não. Outra falha que é mais sutil. O balão tem duas partes: sua superfície de látex e o interior cheio de ar. Essas duas partes do balão são descritas de maneira diferente na linguagem da matemática. A superfície do balão é bidimensional. Se você estivesse andando sobre ela, poderia se mover para frente, para trás, para a esquerda ou para a direita, mas não poderia se mover para cima ou para baixo sem sair da superfície.
Pode parecer que estamos nomeando quatro direções aqui, frente, trás, esquerda e direita, mas são apenas movimentos ao longo de dois eixos básicos. Isso é o que torna a superfície bidimensional, comprimento e largura. O interior do balão, por outro lado, é tridimensional, então você poderia se mover livremente em qualquer direção, inclusive para cima ou para baixo, compreendendo assim um comprimento, uma largura e uma altura.
É aqui que surge a confusão. O que pensamos como o “centro” do balão é um ponto em algum lugar no interior cheio de ar, abaixo da superfície. Mas, nesta analogia, o universo é mais parecido com a superfície de látex do balão. O interior cheio de ar não tem um equivalente no nosso universo, então não podemos usar essa parte da analogia, apenas a superfície importa.
Portanto, perguntar “Onde está o centro do universo?” é um pouco como perguntar “Onde está o centro da superfície do balão?” Simplesmente não existe. Você poderia viajar pela superfície do balão em qualquer direção, por quanto tempo quisesse, e nunca chegaria a um lugar que pudesse ser chamado de centro porque você nunca sairia da superfície. Da mesma forma, você poderia viajar em qualquer direção no universo e nunca encontraria seu centro porque, assim como a superfície do balão, ele simplesmente não tem um.
Parte do motivo pelo qual isso pode ser tão difícil de compreender é a maneira como o universo é descrito na linguagem da matemática. A superfície do balão tem duas dimensões, e o interior do balão tem três, mas o universo existe em quatro dimensões. Porque não se trata apenas de como as coisas se movem no espaço, mas também de como se movem no tempo.
Nossos cérebros são programados para pensar sobre espaço e tempo separadamente. Mas, no universo, eles estão entrelaçados em um único tecido, chamado “espaço-tempo”. Essa unificação muda a forma como o universo funciona em relação ao que nossa intuição espera. E essa explicação nem mesmo começa a responder à questão de como algo pode continuar se expandindo indefinidamente, os cientistas ainda estão tentando desvendar o que impulsiona essa expansão.
Portanto, ao perguntar sobre o centro do universo, estamos confrontando os limites de nossa própria intuição. A resposta que encontramos, tudo, expandindo-se em todos os lugares, tudo ao mesmo tempo, é um vislumbre de quão estranho e belo o nosso universo é.
Este artigo foi republicado do The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original clicando aqui.
Artigo encontrado no site da agência de divulgação científica estadunidense Space.com (originalmente publicado em 13/07/2025)
Link para acesso ao original: https://www.space.com/astronomy/experts-ask-where-the-center-of-the-universe-is
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