Vários padrões possíveis de desenvolvimento do universo. A versão real e acelerada é mostrada à direita. Passará bastante tempo, e a aceleração isola todas as estruturas galácticas ou supergalácticas conectadas do Universo, e todo o resto se afasta irrevogavelmente delas.Um dos maiores perigos da ciência é considerado decisões precipitadas, com base nos dados limitados que temos em mãos. Nunca seremos capazes de observar tudo com precisão arbitrária, por isso somos sempre forçados a extrapolar com base no que vemos. Mas e se apenas faltarmos as informações críticas que podem nos levar à conclusão correta? Tal situação surgirá em bilhões de anos com o Big Bang. Essa conclusão assustadora levou a uma pergunta maravilhosa que nosso leitor faz:
Se a vida inteligente reaparecer em nosso sistema solar em alguns bilhões de anos, nessa época apenas alguns pontos de luz permanecerão visíveis no céu. Que teoria do universo esses seres podem inventar? Quase certamente estará errado. Por que achamos que o que vemos pode nos levar à teoria "correta", se alguns bilhões de anos antes de tudo tudo poderia parecer completamente diferente?
Vamos falar sobre o que alguém verá no futuro distante, por exemplo, em dezenas de bilhões de anos.
A galáxia Centaurus A tem um disco empoeirado, mas é dominada por uma forma elíptica e um halo de satélites: evidência de uma galáxia em desenvolvimento que experimentou muitas fusões no passadoCentenas de bilhões de estrelas ainda serão visíveis no céu e, por mais inteligente que seja uma forma de vida, ela poderá vê-las com os mesmos telescópios que temos hoje. Mas alguns detalhes serão diferentes:
- haverá menos poeira e gás neutro,
- proporcionalmente às estrelas vermelhas mais velhas, de pequena massa, haverá mais
- áreas de formação estelar ativa serão muito menores
- as estrelas serão distribuídas em um grande halo elíptico, e não em um plano como a Via Láctea.
A principal razão para isso será que, por 4-7 bilhões de anos, a Via Láctea,
Andrômeda , e como resultado, todas as
galáxias do grupo local se fundirão em uma.
Uma imagem em lapso de tempo da confluência da Via Láctea com Andrômeda e como a aparência do céu da Terra mudará. Essa fusão ocorrerá em cerca de 4 bilhões de anos, com uma enorme explosão de formação estelar, o que levará ao aparecimento de uma galáxia elíptica cheia de estrelas vermelhas e mortas e sem gás livre: Milkromeda.Quando essas grandes fusões ocorrem, um grande número de novas estrelas aparece, capturando a maior parte do gás e poeira presente na galáxia. Quando uma pequena região de formação estelar muito ativa aparece, chamamos esse fenômeno de um flash de formação estelar. Quando essa região abrange toda a galáxia, chamamos de
galáxia de explosão estelar . Nesses casos, os átomos neutros se juntam muito rapidamente e formam novas estrelas em todos os lugares, mas os mais massivos deles vivem muito pouco. Depois de apenas algumas centenas de milhões de anos, as estrelas mais massivas desaparecem, deixando apenas o sol e menos massivas para queimar. Depois que dezenas de bilhões de anos se passaram, apenas as estrelas mais frias e vermelhas permanecerão. Eles podem não ser tão brilhantes, mas a quantidade de poeira que poderia bloquear sua luz será muito menor.
Uma galáxia de estrelas estelares Henize 2-10 localizada a 30 milhões de anos-luz de nós. Quando estrelas aparecem em toda a galáxia, ocorre uma explosão estelar. Porém, após esse surto, resta muito pouco material não utilizado para as gerações subsequentes de estrelasMas tudo isso é verdade apenas para as estrelas da nossa galáxia (e o grupo local): para a futura galáxia elíptica gigante Milkdromeda. Se a civilização do futuro distante olhar além das fronteiras da nossa futura galáxia, verá apenas o vazio. Com a continuação do desenvolvimento do Universo, todas as galáxias que não pertencem ao grupo local se acelerarão de nós devido à presença de energia escura. Agora as galáxias mais próximas estão localizadas a cerca de 10 milhões de anos-luz de nós, mas o Universo está acelerando. Quando o universo tiver o dobro de anos, essas galáxias estarão duas vezes mais distantes; quando ela for três vezes maior, serão quatro vezes mais; depois de quadruplicar sua idade, eles estarão oito vezes mais adiante e assim por diante. Quando o universo completar 100 bilhões de anos, a galáxia mais próxima de nós estará localizada em um bilhão de anos-luz. A expansão acelerada do universo levará ao fato de que nos parecerá como se estivéssemos sozinhos em todo o universo.
As grandes galáxias espirais após a fusão se fundem em uma galáxia elíptica gigante. Com o tempo, as estrelas dentro dela ficarão mais vermelhas, já que o azul morre mais rapidamente. O gás e a poeira que bloqueiam a luz serão usados para criar novas gerações de estrelas ou desaparecerão completamente após uma explosão estelar.Tampouco haverá evidência de radiação CMB. Hoje, existem centenas de fótons residuais por centímetro cúbico, com uma temperatura dois graus acima do zero absoluto, caindo na parte de microondas do espectro. Com a expansão do Universo, a densidade e a energia desses fótons cairão. Depois de 100 bilhões de anos, restará menos de um fóton por centímetro cúbico e a radiação de retorno não estará mais na faixa de microondas, mas apenas na parte mais remota da faixa de rádio. Se alguém não perceber a existência de galáxias ultra-distantes e esses sinais fracos de rádio, então civilizações de um futuro distante podem não abrir o Big Bang.
Com a expansão do tecido do Universo, o comprimento de onda de fontes de luz distantes aumenta. Quanto ao brilho residual do Big Bang, ele pode ser observado na parte visível do espectro no momento de sua emissão, depois mudou para o infravermelho e, em seguida, para a parte de microondas, e como resultado ele entra na parte de rádio do espectro com expansão contínua. Seu poder e intensidade, bem como a densidade de fótons, continuarão a cair ao longo do tempo.Em vez disso, eles concluíram que sua galáxia representa todo o universo. Que não há mais nada a seu redor, e apenas eles. Sem pistas sobre a existência de algo, ainda não haverá desejo de procurar algo a grandes distâncias inexploradas, para tentar encontrar as galáxias ultra-distantes que estão mais próximas de nós hoje. Não haverá motivo para sugerir a existência do brilho do Big Bang, pois ninguém notará a expansão do Universo. Tudo o que temos é a nossa galáxia, Milkdromeda, que se estende por algumas centenas de milhares de anos-luz. Eles podem encontrar matéria escura em sua própria galáxia, mas isso é tudo. A menos que se deparem com traços ultrafusos de distâncias distantes das partes distantes do Universo, eles podem até acreditar na
hipótese de um Universo estacionário .
Nosso superaglomerado local, Lanyakeya , contém a Via Láctea, nosso grupo local de galáxias, o aglomerado de Virgem e muitos grupos e aglomerados menores nos quintais. No entanto, cada grupo e aglomerado está gravitacionalmente conectado apenas consigo mesmos, e a energia escura que expande o Universo os separará. Após 100 bilhões de anos, até a galáxia mais próxima de nós, fora do nosso grupo local, estará a cerca de um bilhão de anos-luz de distância de nós e estará milhares, ou até milhões de vezes (dada a mudança de gerações de estrelas dentro dela) mais fraca que a atual mais próxima de nós galáxias. Hoje podemos vê-los com telescópios modernos, mas entenderemos que precisamos procurá-los e temos a sorte de olhar na direção certa?Eles farão perguntas como de onde veio o Galaxy? Por que ela é a única? De onde veio a matéria para formar estrelas de vida longa? Por que existem tão poucas jovens estrelas azuis? Sem evidências da expansão do universo, do Big Bang ou de objetos distantes fora da Via Láctea, eles definitivamente tirarão conclusões erradas do século, se não a eternidade. Depois de inúmeras gerações de busca pelos abismos mais profundos do Universo, sem encontrar nada, eles serão forçados a concluir que estão sozinhos. Existe apenas sua galáxia, apenas suas estrelas, somente eles. Sozinho no abismo sem fim da solidão sombria.
A galáxia isolada MCG + 01-02-015, sozinha por mais de 100.000.000 de anos-luz em todas as direções, agora é considerada a galáxia mais solitária do Universo [o vazio da galáxia é uma das galáxias encontradas nos espaços espaciais / aprox. [trad.] No futuro distante, Milkdromeda estará ainda mais solitário.Em nossa pesquisa, tivemos o privilégio de alcançar o estado em que estamos, tanto evolutivamente quanto tecnologicamente, enquanto o Universo ainda é tão jovem. Hoje vivemos em uma época em que as galáxias mais próximas nos mostraram um Universo em expansão, indicando para nós a necessidade de procurar sinais daqueles tempos em que o Universo era menor, mais denso e mais quente. E encontramos sinais muito confiáveis daqueles tempos, próximos e distantes, e sabemos o que procurar a grandes distâncias cósmicas, graças ao que está próximo. Mas se não tivéssemos visto nada? Se pensássemos que a nossa galáxia é tudo o que existe? Simplesmente não haveria motivação para procurar mais. No futuro distante da civilização, você deve observar distâncias centenas ou até milhares de vezes maiores para ver os objetos mais próximos fora da galáxia.
Nossas conclusões sobre o estado atual do nosso universo e sua história dependem de quando aparecemos.
Universo da Energia Escura: Nosso Universo. Só podemos detectar essa energia escura porque vivemos hoje; se tivéssemos aparecido 11 bilhões de anos atrás, não teríamos percebido. Talvez estejamos perdendo alguma coisa porque vivemos hoje, e não mais cedo ou mais tarde?Isso faz você pensar, como nosso leitor pensava, existem componentes ou propriedades importantes do Universo que já foram perdidos? Assumimos que o Universo consiste em matéria normal, radiação, matéria escura, neutrinos, buracos negros e energia escura - isso é praticamente tudo. Mas se você olhar para trás, sabemos que os neutrinos e a radiação eram muito mais importantes do que agora, e que a energia escura não se manifestou em um nível detectável até o Universo atingir vários bilhões de anos. Poderia haver outros tipos de energia no Universo que desapareceram antes da radiação, cuja existência é desconhecida para nós porque não há evidências de sua presença?
Vários componentes e contribuições para a densidade de energia do universo e os momentos em que eles dominam. Se cordas cósmicas ou paredes de domínio existissem em alguma quantidade tangível, elas dariam uma contribuição significativa para a expansão do Universo. Pode haver outros componentes, tais que não podemos mais ver, e aqueles que ainda não apareceram!Tudo o que podemos fazer agora é estabelecer limites para esses componentes a partir de nossas evidências. Realisticamente falando, essas limitações não são muito boas. Podemos ver uma parte suficiente do Universo para confirmar com segurança a exatidão da hipótese do Big Bang e que o Universo deve ter uma origem inflacionária que preparou e gerou o Big Bang. Mas, além disso, o Universo pode ter outros componentes que realmente desempenharam um papel importante no passado distante, e seus sinais não existem mais. Os cientistas raramente se concentram nessa possibilidade, pois nossas teorias reproduzem bem o que observamos. Mas, no futuro distante, a situação será exatamente a mesma - a suposição de um universo estacionário que existe inalterado por dezenas de bilhões de anos funcionará muito bem.
Este é um lembrete sério de que, não importa quão bem nossas teorias científicas funcionem, elas sempre podem ser revisadas e que nunca devemos parar de procurar lacunas nelas. É no limite do mensurável e do observável que encontramos novas maneiras de avançar. Sem sondar horizontes cada vez mais distantes, do subatômico ao cósmico, nunca revelaremos as verdades mais profundas do universo. Já aprendemos muito, mas, como muitos cientistas, tenho a sensação de que ainda temos muito o que enfrentar. E para chegar lá, é necessária modéstia, e talvez busque em lugares improváveis.
Ethan Siegel - astrofísico, popularizador da ciência, autor de Starts With A Bang! Ele escreveu os livros "Beyond the Galaxy" [ Beyond The Galaxy ] e "Tracknology: the science of Star Trek" [ Treknology ].