Universos de proveta

MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA

Antes de se entregar ao estudo da filosofia, o alemão Immanuel Kant estudou com afinco o Universo. Em 1751, leu o livro do inglês Thomas Wright, o primeiro a especular sobre o formato de nossa galáxia: segundo Wright, a Via Láctea era uma coleção de estrelas achatada entre dois planos. Sabendo que o Sistema Solar também tem a forma achatada, com o Sol no centro e os planetas girando à sua volta em um plano, como azeitonas numa pizza, Kant sugeriu que as duas estruturas foram formadas por processos semelhantes. Indo além, sugeriu que padrões idênticos repetem-se Universo afora. Passados 250 anos, podemos afirmar que, de certa forma, o filósofo alemão estava certo.

Pela primeira vez, o Universo que simulam os no computa dor se assemelha àquele que vemos com telescópios

Através de grandes telescópios, astrônomos vêm medindo os detalhes das estruturas que povoam o cosmo, algumas delas tão vastas que atingem centenas de milhões de anos-luz. Que estruturas são essas e como elas foram formadas?

Em cosmologia, a unidade usada é uma galáxia: quando astrônomos fazem mapas dos céus, cada ponto corresponde a uma galáxia. Fica subentendido que cada galáxia tem desde milhões até centenas de bilhões de estrelas. Galáxias, como tudo no Universo, são atraídas umas às outras pela gravidade, a força escultora das estruturas cósmicas. Às vezes, várias galáxias estão próximas o suficiente para formarem um grupo, como um bando de abelhas em torno de uma colméia -que seria uma espécie de supergaláxia. Tais grupos de galáxias são chamados aglomerados. Hoje, sabemos que no centro das supergaláxias existem gigantescos buracos negros com massas de centenas de milhões de sóis. Como entender a sua formação?

Pondo o Universo num computador. A idéia é simular as interações gravitacionais entre galáxias, acompanhar como respondem às várias forças que agem sobre elas e ver se, no final, o Universo simulado se parece com o observado. Se sim, isso significa que entendemos como as estruturas de larga escala foram formadas na medida em que o Universo foi expandindo nos últimos 13 bilhões de anos. Se não, temos de revisitar nossos modelos de como a gravidade atua na formação das estruturas cósmicas.

Nos últimos 20 anos, avanços na computação vêm permitindo simulações cada vez mais realistas da história cósmica. Recentemente, um grupo multinacional de astrofísicos apresentou resultados da simulação mais avançada de todos os tempos: em um cubo com 2 bilhões de anos-luz de lado, os cientistas foram capazes de observar a formação de mais de 20 milhões de galáxias, juntamente com alguns buracos negros supermaciços. Não só isso: os resultados concordam com as observações mais recentes, que sugerem que a matéria que vemos no Universo é apenas parte da história: o modelo só é compatível com as observações se forem adicionados dois ingredientes a mais -a matéria escura, feita de partículas que só interagem gravitacionalmente, e a energia escura, uma forma misteriosa de energia que provoca a aceleração da expansão cósmica, observada em 1998.

Pela primeira vez, o Universo que simulamos no computador se assemelha àquele que vemos com telescópios. A grande vantagem da simulação é que ela pode ser controlada, parâmetros podem ser modificados, tornando possível criar universos distintos do nosso, com histórias e estruturas diferentes. O computador permite-nos criar universos de proveta, de modo a entender melhor as propriedades do nosso e o que o torna tão especial.