Prevendo o destino do cosmo

Todos os dias, milhões (bilhões?) de pessoas lêem o seu horóscopo em jornais e revistas, ansiosos por antecipar os eventos de suas vidas: Será que terei sorte na loteria? No amor? No trabalho? Será que viverei por muitos anos? É extremamente sedutor tentar prognosticar o nosso destino, tentar burlar as surpresas que o tempo nos trará. Esse interesse em prognosticar o futuro não se restringe à nossa vida individual. Se as nossas vidas têm uma duração finita, o que será do cosmo em que vivemos? Afinal, a Terra também tem uma história, com um princípio (há 4,6 bilhões de anos), um meio (a época atual) e um fim (em aproximadamente 5 bilhões de anos, quando o Sol entrar em seus estertores finais).

Apesar do tom pessimista, o fim da Terra não representa necessariamente o fim da espécie humana. Podemos imaginar que, em alguns milhões de anos (ou menos), iremos desenvolver tecnologias capazes de nos transportar para um outro sistema planetário, colonizando outras partes da galáxia do mesmo modo que exploradores do século 16 colonizaram novos continentes. Mas a situação se complica se o Universo entrar em pane. Nos últimos 50 anos, a cosmologia mostrou que o cosmo também tem uma história, com um princípio (há aproximadamente 14 bilhões de anos), um meio (a época atual, em que o Universo contém bilhões de galáxias e, no mínimo, uma espécie inteligente) e um fim. E, se o Universo inteiro desaparecer, realmente estaremos encurralados pelo fim do tempo. A menos, claro, que descubramos passagens para outros universos, o que no momento viola várias leis da física. Deixando de lado tal possibilidade, a questão do fim do cosmo se torna extremamente importante: o que diz a cosmologia a respeito?

Até 1998, a resposta era imediata: o destino do Universo depende da quantidade de matéria que ele possui. A física que descreve a evolução do Universo é ditada pela teoria da relatividade geral, de Einstein. Para tornar as coisas mais simples, uma excelente analogia pode ser feita entre o destino cósmico e um foguete escapando da gravidade terrestre. No caso do foguete, duas forças estão em jogo: a gravidade terrestre atrai o foguete, dificultando o seu escape (e o foguete atrai a Terra de volta, sem muitos resultados), e as turbinas do foguete o impulsionam em direção ao espaço.

Quanto mais potente for o foguete, maior a altura que ele alcançará. No final, o foguete atingirá uma velocidade suficiente para escapar da gravidade terrestre. Essa velocidade é conhecida como "velocidade de escape" (a velocidade de escape para a Terra é de 11 quilômetros por segundo). Portanto, existe uma competição entre a gravidade terrestre e a potência das turbinas do foguete.

Voltando ao Universo, a competição é semelhante: a quantidade total de matéria no Universo tende a diminuir sua taxa de expansão, como se o Universo estivesse tentando escapar de sua própria gravidade. Portanto, tudo depende de quanta matéria (e energia, pois, devido à famosa relação E=mc2, não podemos separar as duas) existe no Universo. Se o Universo tiver menos matéria do que a sua densidade crítica (a densidade de "escape"), sua gravidade não será suficiente para reverter a sua expansão em contração. Caso contrário, o Universo entrará em uma fase de contração que terminará em seu colapso final. O desafio é então "medir" a quantidade de matéria no Universo e compará-la com a densidade crítica. Mas, em 1998, tudo mudou.

Astrônomos descobriram que o Universo está passando por uma fase em que a sua expansão está sendo acelerada. Essa aceleração não cabe no modelo simples do Universo escapando da própria gravidade. Para que o Universo esteja acelerando, um outro ingrediente é necessário, uma espécie de antigravidade, conhecida como constante cosmológica.

A presença da constante cosmológica complica as previsões do destino do Universo baseadas apenas em sua quantidade de matéria. Por exemplo, é perfeitamente possível que o Universo tenha densidade acima da crítica, sem jamais entrar em colapso. Para piorar, não basta medirmos o valor atual da constante cosmológica. E se ele mudar no futuro, por exemplo, indo a zero? Caso a aceleração cósmica seja confirmada, será difícil (se não impossível) prevermos o destino do cosmo. Teremos de aprender a viver com essa incerteza.