Dimensão do universo

A dimensão do universo é algo imensurável, surpreendendo cada vez mais os cientistas.

Imagem ultra profunda do universo, pelo telescópio Hubble.

A extensão do universo é de difícil cálculo. Dependendo do número de dimensões que se considera, há duas hipóteses para se pensar o assunto:

O universo é infinito, e portanto não pode ser medido;

O universo é finito, e portanto pode ser medido.

No entanto, o atual estágio do conhecimento científico relativo ao universo, e devido ao seu tamanho tão imenso, nos impossibilita o cálculo, pois ainda não sabemos ao certo os seus limites. Tal grandiosidade faz com que o mesmo seja considerado infinito. Alguns cientistas defendem ainda que existem diversas dimensões, incluindo o tempo. Formariam universos coexistentes e interpenetrantes, que não se misturam. Por tanto não se sabe ao certo o tamanho do universo.

Distância visível do Telescópio Espacial Hubble.

Falamos de universo conhecido porque o universo em si é praticamente imensurável, uma vez que ele está em constante expansão. De acordo com a sua idade avaliada, que é de 13,5 bilhões de anos, há também estimativas sobre o seu tamanho atual, que é de 156 bilhões de anos-luz. É preciso ressaltar que a velocidade de expansão do universo é muito superior à velocidade da luz. Dessa forma, só seria possível para o ser humano observar a área onde a luz tivesse chegado. Sendo assim, os astrônomos estão sempre observando a emergência de novas imagens do universo que vão sendo reveladas conforme a luz emitida por esses eventos chega até nós.

Dessa forma, atualmente, segundo observam os astrônomos, a área do universo observável é de 93 bilhões de anos-luz. Cada ano-luz é equivalente a 9,5 trilhões de km. Portanto, trata-se de algo que está muito além da nossa capacidade de imaginação.

Os objetos mais distantes já observados pelo homem são os quasares, um dos mais fascinantes elementos do universo. Isso porque alguns deles estão a cerca de 13 bilhões de anos-luz de nós, isto é, quase a idade do universo. Isso significa que eles são os corpos celestes mais antigos já observados pelo homem e que podem conter informações sobre a origem do Big Bang. Ao que parece, quanto mais o homem conhece o universo, mais mistérios parecem surgir, evidenciando o fato de que a sua complexidade também parece estar em constante expansão.

O Hubble quebrou o record de distância de suas lentes, ao registrar uma galáxia a 13.4 bilhões de anos-luz da Terra, chamada de GN-z11.

Os astrônomos medem grandes distâncias determinando o "redshift" de uma galáxia. Esse fenômeno é resultado da expansão do universo; todo objeto distante no universo parece estar se afastando de nós porque sua luz é esticada para comprimentos de onda mais longos e mais vermelhos à medida que viaja através do espaço em expansão para alcançar nossos telescópios. Quanto maior o redshift, mais longe a galáxia.

"Nossas observações espectroscópicas revelam que a galáxia está ainda mais distante do que inicialmente imaginávamos, bem no limite de distância do que Hubble pode observar", disse Gabriel Brammer, do STScI, segundo autor do estudo.

Galáxia GN-z11 (13.4 bilhóes de anos-luz) - foto: Hubble

Antes de os astrônomos determinarem a distância para o GN-z11, a galáxia mais distante, medida espectroscopicamente, tinha um desvio para o vermelho de 8,68 (13,2 bilhões de anos no passado). Agora, a equipe confirmou que o GN-z11 está em um redshift de 11,1, quase 200 milhões de anos mais próximo do Big Bang. “Esta é uma realização extraordinária para o Hubble. Ele conseguiu bater todos os recordes de distância anteriores mantidos por anos por telescópios terrestres muito maiores ”, disse o investigador Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale. "Este novo recorde provavelmente ficará até o lançamento do Telescópio Espacial James Webb."

A combinação da imagem do Hubble e do Spitzer revela que o GN-z11 é 25 vezes menor que a Via Láctea e tem apenas 1% da massa da galáxia nas estrelas. No entanto, o recém-nascido GN-z11 está crescendo rapidamente, formando estrelas a uma taxa 20 vezes maior do que a nossa galáxia hoje. Isto torna uma galáxia extremamente remota suficientemente brilhante para os astrônomos encontrarem e realizarem observações detalhadas com o Hubble e o Spitzer.

Os resultados revelam novas pistas surpreendentes sobre a natureza do universo primitivo. “É incrível que uma galáxia tão grande tenha existido apenas 200 milhões a 300 milhões de anos depois que as primeiras estrelas começaram a se formar. É preciso um crescimento realmente rápido, produzindo estrelas a uma taxa enorme, para formar uma galáxia que é um bilhão de massas solares tão cedo ”, explicou o investigador Garth Illingworth, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz.

Essas descobertas fornecem uma prévia tentadora das observações que o Telescópio Espacial James Webb realizará depois que ele for lançado ao espaço em 2018. “O Hubble e o Spitzer já estão chegando ao território da Webb”, disse Oesch.

"Esta nova descoberta mostra que o telescópio Webb certamente encontrará muitas dessas jovens galáxias, desde quando as primeiras galáxias estavam se formando", acrescentou Illingworth.

Esta descoberta também tem importantes consequências para o telescópio de levantamento Infravermelho de Campo Largo (WFIRST) da NASA, que terá a capacidade de encontrar milhares de galáxias tão distantes e brilhantes.

>>> VIDEO <<< Profundidade da distância de 13.4 bilhões de anos-luz - imagem: Hublle

Esta animação mostra a localização da galáxia GN-z11, que é a galáxia mais distante já vista. O vídeo começa localizando a Ursa Maior, mostrando a constelação da Ursa Maior. Em seguida, amplia o campo de galáxias do GOODS North e termina com uma imagem de Hubble da galáxia jovem. O GN-z11 é mostrado como existia há 13,4 bilhões de anos no passado, apenas 400 milhões de anos após o Big Bang, quando o universo tinha apenas 3% de sua idade atual. Créditos: Vídeo - NASA, ESA e G. Bacon (STScI); ciência - NASA, ESA, P. Oesch (Universidade de Yale), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Universidade de Yale) e G. Illingworth (Universidade da Califórnia, Santa Cruz)

>>> VIDEO <<< Comparação de tamanho e da distância no universo.

Um levantamento feito com dados recolhidos durante duas décadas pelo telescópio Hubble revelou que o universo abriga 2 trilhões de galáxias, dez vezes mais do que os astrônomos acreditavam. O estudo, liderado pelo astrofísico Christopher Conselice, da Universidade de Nottingham, na Inglaterra, levou quinze anos para ser concluído e será publicado no periódico científico Astrophysical Journal. Segundo Conselice, 90% dessas galáxias não podem ser observadas da Terra, restando apenas 10% para ser captado pelos instrumentos. Parte da luz emitida no espaço pelos objetos distantes ainda não chegou aqui no planeta.

“A maioria delas tem sinais muito fracos ou estão muito longe. Quem sabe que propriedades interessantes vamos encontrar quando estudarmos essas galáxias com a próxima geração de telescópios?” afirmou Conselice, em nota.

A quantidade exata de galáxias intriga os cientistas pelo menos desde que o astrônomo americano Edwin Hubble, mostrou, em 1924, que Andromeda não era um simples aglomerado cósmico difuso, mas uma galáxia fora da Via Láctea. Essa descoberta mostrou aos cientistas que nossa galáxia é apenas uma entre as muitas do universo. Os estudos posteriores revelaram que uma galáxia consiste em um sistema de milhões ou bilhões de estrelas, reunidas por meio da gravidade, que contém sistemas planetários – ou seja, planetas gravitando ao redor de estrelas.

O primeiro passo para encontrar o número foi converter as imagens captadas pelo Hubble de 2D para 3D. Em seguida, os cientistas fizeram cálculos para descobrir a densidade das galáxias e o volume das regiões mapeadas para tentar descobrir quantas galáxias poderiam ser vistas. A análise cobriu 13 bilhões de anos, época muito próxima ao Big Bang – momento em que a ciência acredita que o universo teve origem – e chegou ao número de 2 trilhões. De acordo com os cientistas, no princípio do universo existiam ainda mais galáxias, cerca de dez vezes mais.

“Isto é muito surpreendente, pois sabemos que, ao longo dos 13,7 bilhões de anos de evolução cósmica desde o Big Bang, galáxias foram crescendo através de formação de estrelas e fusões com outras galáxias. Encontrar mais galáxias no passado implica que a evolução significativa deve ter ocorrido para reduzir o número de galáxias através de uma extensa fusão de sistemas”, afirmou Conselice.