Um astrofísico explica que o Universo pode acabar numa escuridão eterna.

O universo poderá ou não ter um verdadeiro “fim” - não há certezas absolutas. Ainda assim, tudo o que sabemos hoje indica que continuará a ser o lar cósmico da humanidade durante muitíssimo, muitíssimo tempo.

O Universo - isto é, todo o espaço e todo o tempo, juntamente com toda a matéria e energia - começou há cerca de 14 mil milhões de anos, num episódio de expansão rapidíssima conhecido como Big Bang. Desde então, tem evoluído de forma contínua.

Nos seus primeiros momentos, estava preenchido por um gás muito difuso de partículas que hoje constituem os átomos: protões, neutrões e eletrões. Com o passar do tempo, esse gás foi colapsando sob o efeito da gravidade, dando origem a estrelas e galáxias.

A forma como antecipamos o futuro do Universo assenta, inevitavelmente, naquilo que conseguimos observar no presente - e no modo como interpretamos esses sinais.

Como astrofísico, observo objectos como galáxias distantes, o que me permite perceber como estrelas e galáxias se transformam ao longo de escalas de tempo enormes. A partir dessas observações, construo modelos e teorias que apontam para a maneira como o Universo poderá evoluir no futuro.

Prever o futuro estudando o passado?

Quando projectamos para a frente o que vemos hoje, estamos a fazer extrapolação. É um procedimento útil, mas arriscado, porque algo inesperado pode alterar o rumo das coisas.

Já a interpolação - ligar pontos dentro do conjunto de dados disponível - é muito mais fiável. Imagine que tem uma fotografia sua aos 5 anos e outra aos 7. Provavelmente, alguém conseguiria adivinhar com alguma precisão como seria aos 6. Isso é interpolação.

Com as mesmas duas imagens, talvez desse para tentar antecipar o seu aspecto aos 8 ou 9, mas ninguém consegue prever com exactidão um futuro demasiado distante. Daqui a uns anos pode começar a usar óculos ou crescer de repente de forma impressionante.

De modo semelhante, os cientistas conseguem estimar como o Universo deverá parecer daqui a alguns milhares de milhões de anos, extrapolando a forma como as estrelas e as galáxias mudam ao longo do tempo. Mas, mais cedo ou mais tarde, as coisas podem tornar-se estranhas: o Universo - e tudo o que nele existe - pode voltar a transformar-se de formas profundas, tal como já aconteceu no passado.

Como é que as estrelas vão mudar no futuro?

A boa notícia é que o Sol, a nossa estrela amarela de tamanho médio, continuará a brilhar durante muitos milhares de milhões de anos. Está aproximadamente a meio da sua vida útil, que é de cerca de 10 mil milhões de anos. A longevidade de uma estrela depende do seu tamanho: estrelas grandes, quentes e azuis vivem menos tempo, enquanto estrelas pequenas, frias e vermelhas podem durar muito mais.

Actualmente, algumas galáxias ainda fabricam estrelas novas, mas outras já gastaram o gás necessário para a formação estelar. Quando uma galáxia deixa de formar estrelas, as estrelas azuis - que são de vida curta - acabam por explodir em supernova e desaparecer, muitas vezes ao fim de apenas alguns milhões de anos.

Depois, milhares de milhões de anos mais tarde, as estrelas amarelas como o Sol expulsam as suas camadas exteriores, formando uma nebulosa, e ficam para trás sobretudo as estrelas vermelhas, a “funcionar” lentamente. Com o tempo, todas as galáxias do Universo acabarão por cessar a formação de novas estrelas, e a luz estelar que preenche o cosmos tornar-se-á progressivamente mais avermelhada e mais fraca.

Daqui a triliões de anos - centenas de vezes mais do que a idade actual do Universo - até essas estrelas vermelhas acabarão por se apagar, mergulhando tudo na escuridão.

Até lá, porém, continuarão a existir muitas estrelas a fornecer luz e calor.

Habitabilidade e energia num Universo em envelhecimento (estrelas e galáxias)

À medida que a formação estelar diminui, a disponibilidade de fontes energéticas “fáceis” também tende a baixar. No entanto, durante um intervalo imenso de tempo, continuará a haver estrelas capazes de sustentar ambientes estáveis e energia suficiente para civilizações tecnológicas - seja por radiação estelar, seja por fenómenos associados a remanescentes estelares. Assim, a janela para exploração e observação permanece aberta durante escalas de tempo quase incompreensíveis.

Como é que as galáxias vão mudar no futuro?

Pense em construir um castelo de areia na praia: cada balde de areia faz o castelo crescer. As galáxias aumentam de tamanho de forma parecida, ao “engolirem” galáxias mais pequenas. Estas fusões de galáxias deverão continuar no futuro.

Em enxames de galáxias, centenas de galáxias caem na direcção do seu centro comum, o que frequentemente gera colisões caóticas. Nessas fusões, as galáxias espirais - discos organizados - combinam-se de maneira turbulenta, resultando em grandes massas desordenadas de estrelas, mais parecidas com “nuvens” de forma arredondada. É como ver quão simples é transformar um castelo de areia bem feito numa confusão total com um pontapé.

Por isso, com o passar do tempo, o Universo tenderá a ter menos galáxias espirais e mais galáxias elípticas, porque muitas espirais acabam por se unir e dar origem a elípticas.

A Via Láctea e a vizinha Andrómeda poderão fundir-se precisamente desta forma dentro de alguns milhares de milhões de anos. Não há motivo para alarme: as estrelas de cada galáxia passariam umas pelas outras praticamente sem sofrer danos, e os observadores do futuro teriam uma vista extraordinária do processo de fusão.

Como é que o próprio Universo vai mudar no futuro?

O Big Bang deu início a uma expansão que, ao que tudo indica, deverá prosseguir. A gravidade de tudo o que existe no Universo - estrelas, galáxias, gás e matéria escura - puxa para dentro e abranda a expansão. Algumas teorias sugerem que a expansão poderá continuar “por inércia” ou mesmo abrandar até parar.

No entanto, há indícios de que uma força desconhecida esteja a actuar no sentido oposto, como uma espécie de repulsão que faz a expansão acelerar. Os cientistas chamam a essa influência energia escura, embora se saiba muito pouco sobre ela.

Tal como passas num biscoito a crescer no forno, as galáxias afastar-se-ão umas das outras cada vez mais depressa. Se isto se mantiver, poderá chegar o dia em que, a partir da Via Láctea, as outras galáxias estejam tão distantes que deixem de ser observáveis.

Em síntese, a melhor previsão actual para o futuro é a seguinte: a formação estelar vai terminar, e as galáxias ficarão repletas de estrelas velhas, vermelhas e pouco brilhantes, arrefecendo gradualmente até à escuridão. Cada conjunto ou enxame de galáxias acabará por se fundir numa única galáxia elíptica enorme. E a expansão acelerada do Universo tornará impossível observar galáxias para lá do Grupo Local.

Este cenário acabaria por se prolongar numa eternidade escura, com duração de triliões de anos. Ainda assim, novos dados podem surgir e alterar esta narrativa; a próxima fase da história do Universo pode revelar-se algo totalmente diferente - e inesperadamente belo.

Dependendo da perspectiva, talvez o Universo nem sequer tenha um “fim”. Mesmo que o que existe no futuro distante seja muito diferente do que vemos hoje, é difícil imaginar um futuro em que o Universo simplesmente desapareça por completo.

O que sente ao pensar nisto? Por vezes, sinto uma espécie de melancolia - uma tristeza suave - mas depois lembro-me de que vivemos numa altura extraordinariamente entusiasmante da história do Universo: praticamente no início, numa era repleta de estrelas e galáxias fascinantes para observar.

O cosmos poderá sustentar a sociedade humana e a curiosidade científica durante milhares de milhões de anos, por isso há tempo de sobra para continuar a explorar e procurar respostas.

Stephen DiKerby, Investigador de Pós-Doutoramento em Física e Astronomia, Michigan State University

Este artigo foi republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.