O Universo em Grande Escala

Huble

Em 1923, Edwin Powell Hubble (1889-1953) , usando o recém instalado telescópio de 2,5 m de diâmetro do Monte Wilson, na Califórnia, resolveu as estrelas individuais na galáxia de Andrômeda, demonstrando conclusivamente que nossa galáxia não é a única no Universo. Em 1929 Hubble, observando o deslocamento para o vermelho nas linhas espectrais das galáxias observadas por Milton La Salle Humason (1891-1972), e medindo ele próprio suas distâncias, que as galáxias estavam se afastando com velocidades proporcionais à sua distância, isto é, quanto mais distante a galáxia, maior sua velocidade de afastamento. Hubble publicou seus resultados para 24 galáxias em 1929, no Proceedings of the National Academy of Science, e dois anos mais tarde, junto com Humason, extendeu seus resultados por um fator de 18 em distância. Isso constituiu a primeira evidência para a expansão do Universo, já predita pelo russo Alexander Friedmann (1888-1925) em dois artigos publicados no Zeitschrift für Physik em 1922 e 1924, e pelo belga Georges-Henri Édouard Lemaître (1894-1966) em 1927, no Annales de la Societè Scientifique de Bruxelles.
Apesar da descoberta da expansão do Universo, muitos pesquisadores, acreditavam na Teoria do Estado Estacionário, isto é, que o Universo era similar em todas as direções e imutável no tempo, com produção contínua de matéria para contrabalançar a expansão observada, mantendo a densidade média constante. Esta teoria foi proposta por Herman Bondi (1919-), Thomas Gold (1920-) e Fred Hoyle (1915-).

 

Em 1950 Fred Hoyle sugeriu pejorativamente o nome "Big Bang" para o evento de início do Universo, quando iniciou-se a expansão. O que produziu o Big Bang é provavelmente uma pergunta que nunca poderemos responder, mas Edward P. Tryon propôs em 1960 que o Big Bang ocorreu por uma flutuação quântica do vácuo. Já qual será o destino do Universo tem duas possibilidades: 1) o Universo se expandirá para sempre, ou 2) a expansão parará e haverá novo colapso ao estado denso. O Universo colapsará novamente somente se a atração gravitacional da matéria contida nele for grande o suficiente para parar a expansão. Como a matéria escura do Universo pode chegar a 96% da massa total, não podemos determinar se o Universo está se expandindo com velocidade maior do que a velocidade de escape, isto é, se o Universo continuará se expandindo para sempre. Podemos expressar a massa em termos da densidade, isto é, da massa por unidade de volume. A densidade crítica, que interrumpiria a expansão, é de 100 milésimos de trilionésimos de trilionésimos de uma grama por centímetro cúbico. Esta densidade crítica corresponde a 5 átomos de hidrogênio por metro cúbico, dez milhões de vezes menor do que o melhor vácuo que pode ser obtido em um laboratório na Terra. A matéria visível do Universo é ainda 100 vezes menor. Se a matéria escura for suficiente, o Universo começará a colapsar depois de cerca de 60 bilhões de anos.

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