QUE FORMA é O UNIVERSO?

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É uma pergunta razoável imaginar qual é a forma do Universo. É uma esfera? Um toro? É aberto ou fechado, ou plano? E o que tudo isso significa, afinal?

O universo. Graças a suas leis físicas intrínsecas, às constantes conhecidas da natureza e às bolas de fogo que lançam metais pesados conhecidas como supernovas, somos pequenos seres minúsculos presos a uma bola de rocha em um canto distante do espaço e do tempo.

Não parece um pouco rude não saber muito sobre o próprio universo? Por exemplo, se pudéssemos vê-lo de fora, o que veríamos? Uma vasta escuridão? Um mar de bolhas? Globo de neve? Labirinto de ratos? Um mármore nas mãos de alienígenas de dimensões maiores ou alguma outra capa de álbum de prog rock?

Como se vê, a resposta é mais simples e mais estranha do que todas essas opções. O que o Universo parece é uma pergunta que adoramos adivinhar como espécie e inventar todo tipo de bobagem.

Os textos hindus descrevem o universo como um ovo cósmico, os jainistas acreditavam que ele tinha a forma humana. Os estóicos gregos viam o Universo como uma única ilha flutuando em um vazio infinito, enquanto Aristóteles acreditava que era composto de uma série finita de esferas concêntricas, ou talvez seja simplesmente "tartarugas até o fim".

Graças ao gênio matemático de Einstein, os cosmologistas podem realmente testar a validade de vários modelos que descrevem a forma do Universo, tartarugas, labirintos e outros.

Existem três sabores principais que os cientistas consideram: curvado positivamente, curvado negativamente e plano. Sabemos que ele existe em pelo menos quatro dimensões; portanto, qualquer uma das formas que estamos prestes a descrever está próxima da geometria da loucura de Lovecraft, então acenda seu ábaco da loucura. Ya! Ya! Cthulhu ftagen.

Um universo curvado positivamente se pareceria com uma esfera quadridimensional. Esse tipo de universo seria finito no espaço, mas sem arestas discerníveis. De fato, duas partículas distantes que viajam em duas linhas retas realmente se cruzam antes de voltar para onde começaram.

Você pode tentar isso em casa. Pegue um balão e desenhe uma linha reta com uma caneta. Sua linha finalmente atinge seu ponto de partida. Uma segunda linha começando no lado oposto do balão fará a mesma coisa e cruzará sua primeira linha antes de se encontrar novamente.

Esse tipo de universo, convenientemente fácil de imaginar em três dimensões - só surgiria se o cosmos contivesse uma certa e grande quantidade de energia.

Para ser positivamente curvado ou fechado, o Universo teria que parar de se expandir - algo que só aconteceria se o cosmos abrigasse energia suficiente para dar à gravidade a vantagem. As atuais observações cosmológicas sugerem que o Universo deve se expandir para sempre. Então, por enquanto, estamos lançando o cenário fácil de imaginar.

Um universo com curvas negativas pareceria uma sela quadridimensional. Aberto, sem limites no espaço ou no tempo. Ele conteria pouca energia para parar de se expandir.

Aqui, duas partículas viajando por caminhos retos nunca se encontrariam. De fato, eles divergiam continuamente, ficando cada vez mais distantes um do outro à medida que o tempo infinito crescia.

Se o Universo contiver uma quantidade crítica de energia específica para Goldilocks, oscilando perigosamente entre os extremos, sua expansão será interrompida após uma quantidade infinita de tempo,

Esse tipo de universo é chamado de universo plano. As partículas de um cosmo plano continuam em seu caminho alegre em caminhos retos paralelos, para nunca encontrar, mas também não divergir.

Esfera, sela, avião plano. Essas são muito fáceis de imaginar. Existem outras opções também - como uma bola de futebol, um donut ou uma trombeta.

Uma bola de futebol se pareceria muito com um universo esférico, mas com uma assinatura muito particular - uma espécie de salão de espelhos impressos no fundo cósmico de microondas.

O donut é tecnicamente um universo plano, mas que está conectado em vários lugares. Alguns cientistas acreditam que grandes pontos quentes e frios no CMB podem realmente ser evidências desse tipo de topologia saborosa.

Por fim, chegamos à trombeta. Essa é outra maneira de visualizar um cosmos com curvas negativas: como uma sela enrolada em um tubo longo, com uma extremidade muito alargada e uma extremidade muito estreita. Alguém na extremidade estreita acharia seu cosmos tão apertado que só tinha duas dimensões. Enquanto isso, alguém no final alargado só poderia viajar tão longe antes de se encontrar inexplicavelmente virando-se e voando para o outro lado.

Então qual é? Nosso universo é laranja ou bagel? É Pringles? Uma fatia de queijo? Latão ou sopro? Os cientistas ainda não descartaram as sugestões mais malucas e com curvas negativas, como a sela ou a trombeta.

Os que odeiam argumentam que nunca saberemos qual é a verdadeira forma do nosso universo. Essas pessoas não são divertidas e são apenas obstrucionistas. Sério, vamos ajudá-lo a obter melhores amigos.

Com base nos dados mais recentes do Planck, lançados em fevereiro de 2015, o nosso universo é mais provável… Simples. Infinitamente finito, não curvado nem um pouco, com uma quantidade exata e crítica de energia fornecida pela matéria escura e pela energia escura.

Sei que isso fica um pouco confuso e serpenteia até o limite da hora da soneca, mas eis o que espero que você tire tudo isso.

É incrível que não apenas possamos adivinhar como é o nosso universo incrível, mas também que há pessoas inteligentes trabalhando incansavelmente para nos ajudar a descobrir isso. É uma das coisas que me deixa mais feliz em falar todas as semanas sobre espaço e astronomia. Mal posso esperar para ver o que vem a seguir.

Então, o que você acha? Um universo plano é muito chato para o seu gosto? Qual a forma que você gostaria que o Universo fosse, considerando a ampla variedade de opções?

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