Inauguro este novo espaço com a expansão do Universo, que é algo que me perguntam com frequência. O que significa a tal da expansão cósmica? Se o Universo está expandindo, existe um "lado de fora"? A questão é confusa mesmo.
Quando vemos algo expandindo, sabemos o que está do lado de fora. Se sopramos um balão de festa, ele cresce ocupando o espaço à sua volta. Sabemos disso justamente porque podemos ver o lado de fora do balão. Essa é a posição de um observador privilegiado, que tem uma visão global do que está acontecendo.
O problema é que estamos presos dentro do balão cósmico. Não podemos sair do universo para observar o movimento das galáxias e concluir que as distâncias entre elas estão crescendo. Quando medimos a expansão cósmica, temos que fazê-lo do lado de "dentro", feito um peixe que quer descrever o oceano como um todo sem poder sair dele.
Medidas atuais indicam que o universo tem uma geometria plana (ou quase). Em cosmologia, uma geometria plana significa que raios de luz viajam numa linha reta através do espaço. (Em uma geometria curva, os raios têm uma trajetória curva, que segue a superfície do globo, como os meridianos na Terra.)
Se a geometria cósmica é plana, o universo deve ser infinito: viajando numa linha reta, jamais retornamos ao ponto de partida. (Numa esfera, por exemplo, seguindo a linha do equador, em algum momento voltamos ao ponto inicial.)
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Como que algo que é infinito pode expandir? Expandir onde? A resposta rápida é que o universo não expande em nada; não existe espaço do lado de fora, como no caso do balão. A expansão cósmica é a expansão do próprio espaço, que podemos imaginar como sendo feito dum material plástico e maleável, como a borracha do balão. Não existe uma fronteira, apenas espaço esticando.
Imagine um tabuleiro de xadrez. Esse é um espaço de duas dimensões –você só se move em duas direções, para frente ou para o lado. O espaço em que vivemos tem três dimensões, as duas do tabuleiro mais a vertical.
Ponha uma semente de feijão em cada vértice do tabuleiro, o ponto de encontro entre duas linhas. Imagine que o tabuleiro é nosso espaço plano (o tabuleiro é infinito) e as sementes de feijão são as galáxias. Se o universo não expandisse, as sementes ficariam no lugar.
Num universo em expansão, os quadrados do tabuleiro cresceriam proporcionalmente, carregando as sementes feito rolhas boiando em um rio. Se você é uma criatura que vive em uma semente (ou galáxia), verá seus vizinhos se afastar, concluindo que é o centro da expansão. Grande erro: o mesmo ocorre para cada grão, já que todos pontos são equivalentes, numa democracia espacial perfeita. Não existe um centro da expansão! É errado imaginar que a expansão veio duma explosão, feito uma bomba.
Em 1929, o astrônomo americano Edwin Hubble observou a luz vinda de galáxias distantes e concluiu que elas se afastavam com velocidade proporcional à sua distância: uma galáxia duas vezes mais longe se afasta duas vezes mais rápido. O universo ganhou uma história. Como ela começou? Semana que vem trataremos disso, o famoso Big Bang, a origem de todas as coisas.