Uma das primeiras coisas que aprendemos nas aulas de ciência é que nada pode viajar mais rápido do que a velocidade da luz. Essa é uma regra fundamental proposta por Albert Einstein em sua Teoria da Relatividade. Mas os físicos acreditam agora que pelo menos uma coisa pode quebrar esta regra, ou pelo menos parece quebrar – o próprio universo. Os astrônomos acreditam que há galáxias se afastando da nossa a uma velocidade maior que a velocidade da luz. Como resultado, provavelmente nunca conseguiremos vê-las.
Há 13,78 bilhões de anos, nosso universo, que se concentrava em um ponto muito pequeno e denso, explodiu em um evento que chamamos de Big Bang. Após a explosão, o universo expandiu a uma taxa de 10¹⁶ em uma fração de segundo, durante um período de inflação que ocorreu a uma velocidade maior que a da luz. Depois disso, seria de se imaginar que o universo se expandiria a uma taxa constante ou mesmo diminuiria sua velocidade. Se a velocidade diminuísse, poderíamos ver até o limite, pois não haveria nenhum lugar que fosse muito longe para a luz viajar.
Em vez disso, a taxa de expansão do universo tem acelerado. E há lugares no universo que estão tão distantes que os fótons nunca chegarão lá. Como resultado, as bordas do nosso cosmos permanecem na sombra. O que está além delas é um mistério que talvez nunca possamos resolver.
Essa expansão ainda está ocorrendo, a uma taxa cada vez maior. E não é apenas a matéria, mas o tecido do próprio universo. Além disso, as galáxias mais distantes parecem estar se movendo mais rápido do que as que estão mais perto de nós. Pode até haver algumas se movendo mais rápido que a luz – e se for esse o caso, dificilmente as detectaríamos.
A taxa de expansão universal é de 68 quilômetros por segundo por megaparsec. Um parsec é 3,26 milhões de anos-luz, enquanto um megaparsec contêm um milhão de parsecs. A cada parsec mais longe uma galáxia está da nossa, é preciso adicionar 68 km / s à sua velocidade.
Quando chegam a cerca de 4.200 megaparsecs de distância, as galáxias viajam mais rápido que a luz – só por curiosidade, 4.200 megaresecs é igual a 130.000.000.000.000.000.000.000 km. Os astrônomos conseguem calcular a que distância uma galáxia está pela distância que ela percorreu e pelo tempo necessário para percorrer essa distância, observando cuidadosamente a luz que vem dela.
Galáxias vermelhas
Podemos dizer a que distância uma galáxia se encontra por algo chamado desvio para o vermelho e pela mudança para o azul. Quando uma galáxia se afasta, a luz demora mais para chegar até nós. Todo esse espaço entre a galáxia e nós força o comprimento de onda da luz a se alongar, movendo-a em direção à parte vermelha do espectro. Isso é conhecido como desvio para o vermelho. Esses objetos que se afastam de nós parecem vermelhos enquanto aqueles que se movem em nossa direção, cujos comprimentos de onda encurtam, parecem azuis.
A coisa mais distante que podemos detectar é o fundo cósmico de microondas (CMB), um resíduo do que sobrou do Big Bang. Criado há 13,7 bilhões de anos, ele agora se estende homogeneamente 46 bilhões de anos-luz de distância em todas as direções.
De acordo com Paul Sutter, astrofísico da Universidade do Estado de Ohio, nos EUA, e cientista-chefe do Centro de Ciências COSI, a noção de que a velocidade da luz é a velocidade máxima para a matéria (ou para dados) vem da relatividade especial de Einstein. Mas isso é parte do que ele chama de “física local”. Pode e, de fato, deve ser aplicado às coisas próximas.
Longe, nas profundezas do espaço, no entanto, a relatividade geral se aplica, mas a relatividade especial não, e isso faz com a luz não seja mais exatamente o parâmetro, à medida que a velocidade mais alta se torna menos certa. A implicação de um universo em constante aceleração é uma morte cósmica melancólica. Ao longo de bilhões de anos, acredita-se que as galáxias se expandirão tão longe umas das outras que os gases que se reúnem para formar estrelas não conseguirão se unir.
A luz de outras galáxias também não poderá nos alcançar. E sem novas estrelas se formando, elas não serão nada para substituir as que se esgotaram. Isso significa um desvanecimento lento de toda a luz no universo e, em seu lugar, um cosmo para sempre envolto em trevas geladas. O universo vai literalmente apagar, a menos que outras forças possam neutralizar esse fenômeno. [Big Think]
