É ASSIM QUE O UNIVERSO TERMINA: NÃO COM UM GEMIDO, MAS COM UM ESTRONDO.

Em um futuro inimaginavelmente distante, resquícios estelares frios conhecidos como anãs negras começarão a explodir em uma série espetacular de supernovas, fornecendo os fogos de artifício finais de todos os tempos. Essa é a conclusão de um novo estudo, que postula que o universo experimentará um último grito antes de tudo escurecer para sempre.

Impressão artística de uma anã negra, um remanescente estelar resfriado que pode se formar em trilhões de anos. Mark Garlick/Fonte Científica

Os astrônomos há muito contemplam o fim do cosmos. As leis conhecidas da física sugerem que em cerca de 10100 (o nº 1 seguido por 100 zeros) anos a partir de agora, o nascimento das estrelas cessará, as galáxias ficarão escuras e até mesmo os buracos negros evaporarão através de um processo conhecido como radiação Hawking, deixando pouco mais do que simples partículas subatômicas e energia. A expansão do espaço resfriará essa energia quase a 0 kelvin, ou zero absoluto, sinalizando a morte térmica do universo e a entropia total.

Mas enquanto dava uma aula de astrofísica nesta primavera, o físico teórico Matt Caplan, da Universidade Estadual de Illinois, percebeu que o destino de um último grupo de entidades nunca havia sido contabilizado. Depois de exaurir seu combustível termonuclear, estrelas de baixa massa como o Sol não se transformam em supernovas dramáticas; em vez disso, eles lentamente trocam suas camadas externas e deixam para trás um núcleo escaldante do tamanho da Terra conhecido como anã branca.

“São essencialmente panelas que foram tiradas do fogão”, diz Caplan. “Elas vão ser frias, frias e frias, basicamente para sempre”.

O esmagador peso gravitacional das anãs brancas é contrabalançado por uma força chamada pressão de degeneração de elétrons. Aperte os elétrons juntos, e as leis da mecânica quântica os impedem de ocupar o mesmo estado, permitindo-lhes empurrar para trás e manter a massa remanescente.

As partículas em uma anã branca permanecem presas em uma estrutura cristalina que irradia calor por trilhões de anos, muito mais do que a idade atual do universo. Mas, eventualmente, essas relíquias esfriam e se tornam uma anã negra.

Como as anãs negras não têm energia para impulsionar as reações nucleares, pouco acontece dentro delas. A fusão requer núcleos atômicos carregados para superar uma poderosa repulsão eletrostática e fusão. Ainda assim, por longos períodos de tempo, a mecânica quântica permite que as partículas se propaguem através de barreiras energéticas, o que significa que a fusão ainda pode ocorrer, embora a taxas extremamente baixas.

Quando átomos como o silício e o níquel se fundem em ferro, eles produzem pósitrons, a antipartícula de um elétron. Esses pósitrons destruiriam muito lentamente alguns dos elétrons no centro de uma anã negra e enfraqueceriam sua pressão de degeneração. Para estrelas entre aproximadamente 1,2 e 1,4 vezes a massa do Sol – cerca de 1% de todas as estrelas do universo hoje – esse enfraquecimento acabaria resultando em um colapso gravitacional catastrófico que leva a uma explosão colossal semelhante às supernovas de estrelas de massa mais elevada, Caplan relata na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Caplan diz que as dramáticas detonações começarão a ocorrer cerca de 101100 anos a partir de agora, um número que o cérebro humano dificilmente pode compreender. O já insondável número 10100 que é conhecido como número googol, então 101100 seria um googol googol googol googol googol googol googol googol googol googol googol anos. As explosões continuariam até 1032.000 anos a partir de agora, o que exigiria a maior parte de uma página de revista para representar de forma semelhante.

Um viajante do tempo que espera testemunhar esta última exibição cósmica ficaria desapontado. No início desta era, a substância misteriosa agindo em oposição à gravidade chamada energia escura terá separado tudo no universo tanto que cada anã negra individual estaria cercada por uma vasta escuridão: As supernovas seriam até mesmo inobserváveis ​​umas às outras.

Na verdade, Caplan mostrou que o raio do universo observável terá então crescido cerca de e10 ^ 1100 (onde “e” é aproximadamente 2,72), um número imensamente maior do que qualquer um dos dados acima. “Este é o maior número que terei que trabalhar seriamente em minha carreira”, diz ele.

Gregory Laughlin, astrofísico da Universidade de Yale, elogia a pesquisa como um experimento mental divertido. O valor de contemplar essas escalas de tempo alucinantes é que elas permitem que os cientistas considerem os processos físicos que não tiveram tempo suficiente para se desenvolver na era atual, diz ele.

Ainda assim, “acho importante enfatizar que qualquer investigação no futuro distante será necessariamente irônica”, disse Laughlin. “Nossa visão de um futuro extremamente distante é um reflexo do nosso entendimento atual, e essa visão mudará de um ano para o outro.”

Por exemplo, algumas das grandes teorias unificadas da física sugerem que o próton irá eventualmente decair. Isso dissolveria as anãs negras de Caplan muito antes de explodirem. E alguns modelos cosmológicos levantaram a hipótese de que o universo poderia entrar em colapso sobre si mesmo em uma grande crise, impedindo o show de luzes final.

O próprio Caplan gosta de olhar para um futuro distante. “Acho que nossa consciência de nossa própria mortalidade definitivamente motiva algum fascínio com o fim do universo”, diz ele. “Você sempre pode se assegurar, quando as coisas derem errado, que isso não fará diferença quando a entropia for maximizada.”

Fonte: Science Magazine

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